專利名稱：基于數(shù)字電位器的多檔基準電壓源和紗疵判別電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用作比較器基準的多檔基準電壓源；尤其是可鍵控或遙控切換、可精確調(diào)整的電壓源。
作為其應(yīng)用，本實用新型還涉及以該基準電壓源為主體組成的一種比較判別電路——紗疵判別電路，它藉由比較器識別紗線上的疵點(簡稱“紗疵”)；尤其是判決門限可編程控制、由單片機完成判決的判別電路。
背景技術(shù)：
A。多檔基準電壓源本多檔基準電壓源用于電子清紗器，可產(chǎn)生各種設(shè)定電壓，據(jù)以作為判別紗疵的基準電子清紗器通常以紗線的平均直徑(或平均截面積，下同)為依據(jù)，把直徑偏差與長度都超出各自界限的紗線段判為“紗疵”，予以切除。在電路中，就是將紗線直徑信號電壓(對應(yīng)于紗線實際直徑的瞬時值)和時間電壓(對應(yīng)于其長度)與設(shè)定的門限電壓(統(tǒng)稱“紗疵門限”)作比較，看是否都超出。各種門限電壓須根據(jù)每批紗線不同工藝的質(zhì)量要求進行設(shè)定，長期地被反復(fù)切換。此類應(yīng)用中，要求門限電壓的分檔數(shù)足夠多，各檔電壓精確。在現(xiàn)有技術(shù)中，門限電壓多采用精密電阻分壓和撥碼盤切換的方法來產(chǎn)生，這種方法電路雖簡單，但有以下缺點1.受限于撥碼盤的機械結(jié)構(gòu)，其分檔數(shù)少(通常為10檔)，不敷使用；2.對應(yīng)于每一種類型紗疵都須配備基準電壓源，因此需要選配的精密電阻很多，十分煩瑣；3.撥碼盤壽命短，長期使用，因其機械觸點氧化而導(dǎo)致的接觸不良，往往是產(chǎn)生故障的原因，而數(shù)字電位器是固態(tài)器件，無可動零件，因而無此弊端。
B.紗疵判別電路如上述，紗疵的判別包含直徑和長度兩個方面，現(xiàn)有技術(shù)中通常各用一個比較器來判別，其實，用單片機定時軟件判別紗的長度更有優(yōu)勢，因為長度的判別與紗速有關(guān)，單片機中的時間參數(shù)能簡單地自動跟蹤紗速變化，從而保證較高的清紗精度，而現(xiàn)有技術(shù)無此能力，往往因紗速波動，實際紗速與設(shè)定值不符，而產(chǎn)生較大判別誤差。
實用新型目的本實用新型的目的，首先是提供一種沒有精密電阻、沒有機械觸點的基準電壓源，它應(yīng)可以通過編程，靈活地調(diào)整輸出值，得到檔位足夠多的精密電壓，以實現(xiàn)面板鍵控或遙控，精度不劣于0.1％；其次，本實用新型還給出判別紗疵的電路，用于清除各類紗疵，它是“多檔基準電壓源”的具體應(yīng)用，應(yīng)具有參數(shù)精密、使用靈活和壽命長的特點。
技術(shù)方案A.本實用新型的“多檔基準電壓源”有單片機、數(shù)字電位器和輸出電路三部分順序連接單片機經(jīng)控制線接到數(shù)字電位器，根據(jù)面板鍵入或遙控輸入的要求，編程調(diào)節(jié)并進而鎖定數(shù)字電位器滑動臂的位置，即切換和保持其輸出電壓；在數(shù)字電位器后面，由輸出電路作跟隨或放大，然后輸出基準電壓。
B.“紗疵判別電路”由上述基準電壓源與比較器順序連接組成，以判別紗線直徑是否超過門限；比較器的輸出接到單片機，由單片機軟件判別紗疵長度是否也超過門限，最后由單片機作出是否紗疵的判決。
紗疵判別電路中，比較器和單片機可合二為一，使用帶比較器的單片機。
因紗疵判別電路及其多檔基準電壓源都各占用單片機一個I/O口，所以對于具有多路多檔基準電壓源和多路判別電路的電子設(shè)備，其各路所需的單片機可合用一個，各自占用不同的I/O口。
附圖和實施例附


圖1為本實用新型之多檔基準電壓源的電路圖，附圖2為紗疵判別電路的電路圖。圖中1。單片機，2。數(shù)控電位器，3。運放，4。三極管，5。比較器，6。鍵盤，7。切刀線圈。
A.多檔基準電壓源如附
圖1，基準電壓源由單片機1、數(shù)字電位器2和輸出電路三部分組成，輸出電路包括運放3和三極管4。
數(shù)字電位器是本方案的關(guān)鍵器件，下面先對數(shù)字電位器的特性和如何控制它得到所要求的輸出電壓加以說明。
數(shù)字電位器的H和L兩點之間是n個阻值相同的串聯(lián)電阻，H、W、L三個端口等效于一個普通電位器的上、中、下三個端點。它通過CS、U/D和CLK三根控制線受控于單片機，使用時，CS線以低電平選中該數(shù)字電位器，再由U/D線的電平?jīng)Q定其滑動臂W調(diào)節(jié)的方向(此電平為高，向上調(diào)節(jié)；為低，向下調(diào)節(jié))，然后，滑動臂W便在時鐘脈沖CLK的作用下作遞增或遞減調(diào)節(jié)；當CLK線為高電平時，若CS線由低電平轉(zhuǎn)為高電平，則滑動臂W當前的位置將被存儲在其內(nèi)部的EEPROM中，即使斷電也不會改變。
如圖示，數(shù)字電位器滑動臂W的電壓由輸出電路作跟隨或放大，從三極管4的射極輸出電壓Uout。輸出電路的電壓增益由運放3的電阻R0和電阻Rf決定K＝(R0+Rf)/R0若Rf＝0，則K＝1，它就是跟隨器。但數(shù)字電位器H、L兩點間允許電壓通常不大于5V，要輸出大于5V的電壓，就須用運放3加以放大，此時可跟據(jù)所要求的電壓增益K，由上式算出電阻Rf和R0的值。
數(shù)字電位器按其內(nèi)部串聯(lián)電阻個數(shù)的不同而有多種型號，如果選用Xicor公司1024級的型號為X9110或X9111的數(shù)字電位器，那么其最小分檔單位為1/1024，精度可達0.1％。事實上，產(chǎn)生門限電壓用100級的數(shù)字電位器即已足夠。
可按以下方法計算程控檔級數(shù)，以得到所要求的輸出電壓。前已述，數(shù)字電位器內(nèi)部有n個串聯(lián)電阻，即最多可有n-1個切換檔級，若以L點為零電位參考點，則第m級電壓Um和總電壓Uh之間有以下比例關(guān)系Um/Uh＝m/n由此式可求得與某檔輸出電壓Um對應(yīng)的檔級數(shù)m＝nUm/Uh將m、n的值編入單片機1的程序中，使用時用鍵盤6輸入設(shè)定值，單片機1便控制數(shù)字電位器2從L端開始向上遞增m級，在W端就得到所要求的精密電壓。此電壓可在所設(shè)定的K個檔位間來回切換(K＜＝n-1)，并可斷電保持。若要切換為另一檔，只須鍵入另一設(shè)定要求即可。
B.紗疵判別電路如前述，紗疵之直徑偏差的判別用硬件實現(xiàn)，電路如圖2，它由精密基準電壓源(其單片機以前的電路，圖中用點劃線框表示，下同)和比較器5構(gòu)成，而長度的判別則由單片機1用軟件實現(xiàn)，即先由比較器5判別直徑電壓Ui是否超過由多檔基準電壓源給出的門限電壓Uout，若超差，則比較器5輸出低電平給單片機1，再由單片機對低電平的持續(xù)時間作累計，若時間也超差，則判為紗疵，此時單片機向切刀線圈7發(fā)出切疵指令。
如前述，單片機可以合用——在電子清紗器中，為判別短粗節(jié)、長粗節(jié)、長細節(jié)三種紗疵，各需一種或兩種“紗疵門限設(shè)定電壓”，另外產(chǎn)生“紗支數(shù)設(shè)定電壓”等也需要多檔基準電壓源，它們可使用同一個單片機來控制產(chǎn)生，并由單片機完成各種紗疵的判別。
實際實施了上述兩個電路表明本實用新型提出的多檔基準電壓源具有分檔細、輸出電壓精確、可由面板鍵控或遙控、使用方便等優(yōu)點；本實用新型提出的紗疵判別電路能在足夠?qū)挼募喚€支數(shù)范圍內(nèi)準確判別紗疵，其功效是確切的、可靠的。
權(quán)利要求1.一種多檔基準電壓源，其輸出電壓接到比較器的基準端，有多個檔位，可反復(fù)切換，可斷電保持；其特征是有單片機[1]、數(shù)字電位器[2]和輸出電路三部分順序連接；單片機經(jīng)控制線接到數(shù)字電位器，控制其產(chǎn)生、切換和保持輸出電壓。
2.一種紗疵判別電路，有多檔基準電壓源和比較器[5]順序連接，判別紗疵直徑是否超過門限；其特征是比較器的輸出與單片機[1]連接，由單片機判別紗疵長度是否超限，并作紗疵判決。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之紗疵判別電路，其特征在于在具有多路多檔基準電壓源和多路判別電路的電子設(shè)備中，各路電路分別占用同一個單片機的不同I/O口。
專利摘要一種用作比較器基準的“多檔基準電壓源”和由其組成的一種用于電子清紗器的比較判別電路——“紗疵判別電路”?！岸鄼n基準電壓源”的輸出電壓由數(shù)字電位器產(chǎn)生，在單片機控制下，可編程調(diào)節(jié)，可在多檔位間反復(fù)切換，可斷電保持，精度為0.1％?！凹喆门袆e電路”由多檔基準電壓源、比較器和單片機構(gòu)成，用于鑒別直徑和長度都超過設(shè)定門限的瑕疵紗段(即“紗疵”)，直徑和長度的鑒別分別由比較器電路和單片機軟件完成。由于兩電路所用的基本器件——數(shù)字電位器是一種數(shù)字控制器件，所以上述兩種電路可以方便地實現(xiàn)鍵控和遙控操作。
文檔編號D01H13/14GK2821635SQ20052004314
公開日2006年9月27日 申請日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者沈介華 申請人:沈介華