一種緯斜信號(hào)處理電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種緯斜信號(hào)處理電路。包括電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路和限幅電路；電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路和限幅電路依次連接。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)、精確、快速地測量織物的緯斜信息。
【專利說明】—種結(jié)斜信號(hào)處理電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】中用于織物緯斜檢測裝置的信號(hào)處理電路，具體涉及一種緯斜信號(hào)處理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]由織機(jī)生產(chǎn)出的織物一開始緯線是直的，但是一旦經(jīng)過燙染和其他特殊處理后，由于處理過程中的熱作用以及不可避免的拉力作用，會(huì)使織物的緯線發(fā)生變形，不再是直的，這樣會(huì)使織物紡織產(chǎn)品的外觀非常難看，而且還會(huì)不符合紡織品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響紡織品的等級(jí)，給紡織企業(yè)帶來巨大的損失。在這種背景情況下，產(chǎn)生了各種整緯裝置用于檢測織物緯線的傾斜角度，即緯斜信息。
[0003]目前，比較先進(jìn)且應(yīng)用最為廣泛的整緯裝置是光電整緯裝置(詳見《基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的探緯檢測設(shè)備研制》，浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，作者張波)。如圖2所示，光電整緯裝置的核心是緯斜自動(dòng)檢測裝置。緯斜自動(dòng)檢測裝置一般由光源和檢測頭兩部分組成。檢測頭一般包含聚焦成像透鏡、光電池和緯斜信號(hào)處理電路。檢測頭的設(shè)計(jì)形式多種多樣，比如如圖1所示檢測頭是固定光電池角度型，另外還有旋轉(zhuǎn)探頭型等等。但是無論采取什么形式，他們的工作原理都相同，都是使用光源發(fā)射平行光，平行光照射織物緯紗經(jīng)聚焦成像透鏡成像到檢測頭的光電池上，光電池將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，電信號(hào)再經(jīng)過緯斜信號(hào)處理電路進(jìn)行處理并檢測出織物的緯斜信息，然后將緯斜信息傳送給上位機(jī)，使之驅(qū)動(dòng)相應(yīng)矯正裝置。例如使用13路具有固定角度的光電池，
[0004]光源發(fā)出的平行光將織物的紗線結(jié)構(gòu)成像到檢測頭上的13路具有固定角度的光電池上，當(dāng)織物緯紗的像與某路光電池平行時(shí)(即織物緯紗像擋住某路光電池時(shí)),此光電池輸出的電流信號(hào)經(jīng)緯斜信號(hào)處理電路處理后轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)幅度最大，如圖3所示。如果最大幅度的信號(hào)來自于圖1中的+8°那路光電池，就表示緯紗傾斜角度為+8° ;如果最大幅度的信號(hào)來自于圖1中的-4°那路光電池，就表示緯紗傾斜角度為-4°，依此類推。這樣就準(zhǔn)確的檢測出了織物的緯斜角度。
[0005]目前很多緯斜信號(hào)處理電路都或多或少的存在一些問題，主要集中在兩個(gè)方面:一是電路的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)試難度大，使用的器件雖然性能可靠，但是價(jià)格昂貴，性價(jià)比不高，不具有實(shí)用性；二是抗干擾能力比較差，由于濾波電路設(shè)計(jì)不合理同時(shí)沒有做額外的除噪處理，緯斜信號(hào)里面包含很多雜波，可能會(huì)引起單片機(jī)的誤判斷，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定甚至運(yùn)行錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種緯斜信號(hào)處理電路，能夠?qū)崟r(shí)、精確、快速地測量織物的緯斜信息。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種緯斜信號(hào)處理電路，包括電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路和限幅電路；電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路和限幅電路依次連接。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于，(I)電路的結(jié)構(gòu)簡單，功能上本發(fā)明電路包括電流-電壓轉(zhuǎn)換器、低通濾波器、交流放大電路、高通濾波器、整形電路、限幅電路等多個(gè)電路模塊，但是本發(fā)明電路通過多功能整合設(shè)計(jì)，用一兩個(gè)電路模塊實(shí)現(xiàn)多種功能，例如:電流-電壓轉(zhuǎn)換器和低通濾波器兩種功能直接通過一個(gè)電路模塊實(shí)現(xiàn)，高通濾波器和交流放大電路兩種功能也是使用一個(gè)電路模塊來實(shí)現(xiàn)兩種功能，這樣不僅使電路結(jié)構(gòu)簡單，給電路中的器件選型留出了較大空間，可以進(jìn)一步通過選擇一些常見的性價(jià)比較高的器件來降低電路的成本；(2)抗干擾能力強(qiáng)，本發(fā)明非常注重噪聲的控制，在每一個(gè)電路模塊中都對(duì)電源紋波進(jìn)行了濾除處理，并且實(shí)現(xiàn)了兩次高通濾波和兩次低通濾波，極大地提高了電路的信噪比，使得本發(fā)明在應(yīng)用場合為粉塵和強(qiáng)電干擾比較大的環(huán)境中具有較高抗干擾能力，能夠穩(wěn)定可靠地工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中具有固定角度的13路光電池。
[0010]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中緯斜自動(dòng)檢測裝置的檢測原理圖。
[0011]圖3是本發(fā)明緯斜信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖4是本發(fā)明電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路圖。
[0013]圖5是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)中是電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路輸出信號(hào)波形。
[0014]圖6是本發(fā)明交流放大及高通濾波電路圖。
[0015]圖7是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)中是交流放大及高通濾波電路輸出信號(hào)波形。
[0016]圖8是本發(fā)明整形電路圖。
[0017]圖9是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)中整形電路圖輸出信號(hào)波形。
[0018]圖10是本發(fā)明限幅電路圖。
[0019]圖11是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)中0°角光電池未被遮擋時(shí)本發(fā)明電路輸出信號(hào)波形。
[0020]圖12是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)中0°角光電池被緯紗遮擋后本發(fā)明電路輸出信號(hào)波形。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖3所示，本發(fā)明緯斜信號(hào)處理電路，包括電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路和限幅電路。電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路和限幅電路，依次連接。緯斜信號(hào)處理電路輸出的電壓信號(hào)輸入到AD轉(zhuǎn)換器，通過單片機(jī)程序控制AD轉(zhuǎn)換器對(duì)緯斜信號(hào)處理電路輸出的電壓信號(hào)做AD轉(zhuǎn)換，單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換后的結(jié)果進(jìn)行分析處理，即可得到緯紗的緯斜角度。各部分電路具體如下:
[0022]一、電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路
[0023]如圖4所示，電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路包括第一運(yùn)算放大器LM258和電阻R1、電容C1 ;其中，
[0024](I)電流電壓轉(zhuǎn)換器由第一運(yùn)算放大器LM258和電阻R1組成，用于將光電池Gl輸出的微弱電流信號(hào)I轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)U1，提供給后續(xù)的放大器進(jìn)行電壓放大；電流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓U1為:[0025]U1 = IR1
[0026]其中，I為光電池G1的反向電流。
[0027](2)低通濾波器由電阻R1和電容C1構(gòu)成,光電池Gl輸出的微弱的電流信號(hào)I由第一運(yùn)算放大器LM258負(fù)輸入端2輸入，輸出端I輸出，該低通濾波器的上限截止頻率為fH:
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，包括電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路和限幅電路；電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路和限幅電路依次連接。
2.如權(quán)利要求1所述的緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路包括第一運(yùn)算放大器LM258和電阻R1、電容C1 ;其中，第一運(yùn)算放大器LM258和電阻R1組成電流電壓轉(zhuǎn)換器；電阻R1和電容C1組成低通濾波器。
3.如權(quán)利要求2所述的緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路還包括去耦電容C2和C3,去耦電容C2接在負(fù)電源和地線之間，去耦電容C3接在正電源和地線之間。
4.如權(quán)利要求1所述的緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，交流放大及高通濾波電路包括兩級(jí)同相比例放大電路，第一級(jí)同相比例放大電路由第二運(yùn)算放大器LM258，電阻R2、R3、R4,電容C4構(gòu)成，其中，電容C4和電阻R4構(gòu)成第一級(jí)同相比例放大電路的高通濾波器；第二級(jí)同相比例放大電路由第三運(yùn)算放大器LM258，電阻R5、R6、R7、R8,電容C7構(gòu)成，其中，電容C7和電阻R6構(gòu)成第二級(jí)同相比例放大電路高通濾波器。
5.如權(quán)利要求4所述的緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，交流放大及高通濾波電路還包括去耦電容C5和C6,去耦電容C6接在正電源和地線之間，去耦電容C5接在負(fù)電源和地線之間。
6.如權(quán)利要求1所述的緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，整形電路包括第四運(yùn)算放大器 LM258，電阻 R9、R1Q，二極管 D1^D20
7.如權(quán)利要求6所 述的緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，整形電路還包括去耦電容C9和Cltl，去耦電容Cltl接在正電源和地線之間，去耦電容C9接在負(fù)電源和地線之間。
8.如權(quán)利要求1所述的緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，限幅電路包括第五運(yùn)算放大器LM258，二極管D3,電阻R12和電容C11 ;其中，電容C11和電阻R12構(gòu)成限幅電路中的低通濾波器。
9.如權(quán)利要求1所述的緯斜信號(hào)處理電路，其特征在于，電流電壓轉(zhuǎn)換器及低通濾波器電路、交流放大及高通濾波電路、整形電路均采用正負(fù)12V雙電源供電，限幅電路采用5V電源供電。
【文檔編號(hào)】G01B11/26GK104019769SQ201410148966
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】屈惠明, 吉慶, 陳錢, 顧國華, 張立廣, 王坤, 張一帆 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)