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纺织小张力在线检测技术是一个没有完全解决的问题,在线检测的困难主要集中在小信号的提取上,由于检测传感器工作现场环境复杂,检测信号会受到机械振动、温度变化、空气湿度、声强等噪声干扰,其中机械振动噪声是最主要的干扰因素。本文针对纺织小张力在线检测中的难点问题,进行了系统的研究。
(1)建立了传感器在机械振动噪声干扰下的数学模型,利用simulink工具仿真研究了振动噪声对检测信号的影响。提出增设振动干扰补偿传感器的消噪方式,并建立了数学模型,经过对该模型消噪效果的仿真分析,得出了硬件补偿结合软件滤波的综合消噪方案。
(2)分析了小信号差分放大电路的噪声模型,选用高精度低噪声的精密运算放大器MAX4239,设计了传感电桥的恒流源电路、检测信号的放大滤波和振动噪声补偿电路,采取了抑制电路输入噪声的方法。
(3)利用dsPIC30F3012数字信号控制器作为嵌入式处理器,设计了传感器的硬件电路。
(4)开发了传感器的软件系统,实现了传感器的振动噪声补偿误差的FIR滤波、多温度下数据自标定、非线性自校正、温度漂移自补偿、仪表检测和实时曲线检测等功能。
(5)利用Labwindows/CVI开发工具和MySQL数据库,开发了在线检测数据管理系统。该系统利用计算机的海量存储能力,实现了实时张力数据的压缩存储和历史数据管理,同时可以辅助传感器完成数据自标定,模拟仪表测量显示和高速在线检测结果的实时曲线显示等功能。