申请/专利权人：白城福佳科技有限公司

申请日：2023-12-27

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN117784686B

主分类号：G05B19/042

分类号：G05B19/042;H01B13/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明公开了一种用于电缆生产设备的数字化悬垂控制器系统，涉及电缆生产领域，该用于电缆生产设备的数字化悬垂控制器系统包括：发射板，用于驱动发射线圈产生电磁波信号；发射线圈，用于发射幅值15V、频率150KHZ的正弦电磁波信号，接收线圈，用于通过硫化管内线芯导磁作用，上下两个接收线圈接收到来自线芯传递的正弦电磁波信号，上下两个接收线圈根据和线芯距离远近输出大小不同的150KHZ电压信号，供给接收板；本发明的有益效果是：本发明中发射板、接收板使用贴片型电子元器件，减少了因焊接、芯片质量等问题产生的悬垂系统使用寿命短、抗干扰能力差和良品率偏低的问题；发射板使用DDS芯片其频率准确度和频率稳定度高。

主权项：1.一种用于电缆生产设备的数字化悬垂控制器系统，其特征在于，该用于电缆生产设备的数字化悬垂控制器系统包括：发射板，用于驱动发射线圈产生电磁波信号；发射线圈，用于发射幅值15V、频率150KHZ的正弦电磁波信号，接收线圈，用于通过硫化管内线芯导磁作用，上下两个接收线圈接收到来自线芯传递的正弦电磁波信号，上下两个接收线圈根据和线芯距离远近输出大小不同的150KHZ电压信号，供给接收板；接收板，用于检测上下两接收线圈中频率为150KHZ的电压信号强度并作差放大，获取作差放大电压信号，输出给信号调理板；信号调理板，用于根据作差放大电压信号，控制下牵引驱动器工作状态；下牵引驱动器，用于工作时根据控制信号驱动下牵引机工作；下牵引机，用于牵引线芯，使线芯在硫化管中处于悬链状态；发射板连接发射线圈，发射线圈固定在硫化管前端，并与硫化管绝缘，两个接收线圈固定在硫化管后端，水平方向上下对称于硫化管道固定，电感值相等，同样与硫化管绝缘；接收线圈连接接收板，接收板连接信号调理板，信号调理板连接下牵引驱动器，下牵引驱动器连接下牵引机；接收板包括：解调电路，用于接收上下两个接收线圈输出的150KHZ、大小不同的电压信号，解调后获取调制信号；方波产生和取样保持电路，用于通过100HZ的切换信号SIG-DIV辅助解调电路完成电压信号解调，对解调信号采样后，得到上下两个接收线圈中电压幅值信号Volt-L与Volt-R，送入运算电路；运算电路，用于对电压幅值信号Volt-L与Volt-R作差并放大，获取作差放大电压信号，输出给微控制器MCU2；微控制器MCU2，用于对作差放大电压信号读取，输出给数码管显示电路、信号输出电路；数码管显示电路，用于显示作差放大电压信号大小；信号输出电路，用于将作差放大电压信号输出给信号调理板；解调电路的第一输入端连接上下两个接收线圈，解调电路的第二输入端连接方波产生和取样保持电路的第一输出端，解调电路的输出端连接方波产生和取样保持电路的输入端，方波产生和取样保持电路的第二输出端连接运算电路的输入端，运算电路的输出端连接微控制器MCU2的AIN端口，微控制器MCU2的GPIO端口连接数码管显示电路的输入端，微控制器MCU2的SPI端口连接信号输出电路的输入端，信号输出电路的输出端连接信号调理板；运算电路包括仪表放大器，仪表放大器的型号为AD8220，仪表放大器的IN+端连接运算放大器A6的输出端、电阻R32的一端，电阻R32的另一端连接电阻R33的一端、运算放大器A6的反相端，电阻R33的另一端连接电位器RP3的滑动端，电位器RP3的一端连接5V电压，电位器RP3的另一端接地，运算放大器A6的同相端通过电阻R28连接方波产生和取样保持电路的第二输出端；仪表放大器的IN-端连接运算放大器A5的输出端、电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接电阻R17的一端、运算放大器A5的反相端，电阻R17的另一端连接电位器RP1的滑动端，电位器RP1的一端连接5V电压，电位器RP1的另一端接地，运算放大器A5的同相端通过电阻R20连接方波产生和取样保持电路的第二输出端；仪表放大器的REF端连接电位器RP2的滑动端，电位器RP2的一端连接5V电压，电位器RP2的另一端接地，仪表放大器的VOUT端连接微控制器MCU2的AIN端口；运算放大器A5和A6是两个减法电路，将Volt-L和Volt-R分别减去一个偏置电压，即： 3其中VREF-L和VREF-R通过电位器RP1和RP3进行调节，调节范围在0-5V之间； V LO 和VRO送入仪表放大器AD8220中进行相减和放大，另外AD8220的REF端连接一个电位器RP2进一步调零，调节范围在0-5V之间，输出电压VAIN能够表示为： 4其中G为AD8220的放大倍数，放大公式为： 5其中RG为AD8220连接的增益控制电阻，用电阻R23、R24、R25和2位拨码开关一起控制，放大倍数4档可调，由2位拨码开关控制；信号输出电路包括DAC芯片、放大芯片，DAC芯片型号为DAC60501，放大芯片型号为LM7332，DAC芯片的DIN、SYNC、SCLK端连接微控制器MCU2的SPI端口，DAC芯片的输出端连接电阻R51的一端，电阻R51的另一端连接电阻R56的一端、运算放大器A7的同相端，电阻R56的另一端连接电阻R63的一端、电阻R64的一端，电阻R63的另一端连接-5V电压，电阻R64的另一端接地，运算放大器A7的反相端连接电阻R48的一端、电阻R41的一端，电阻R48的另一端接地，电阻R41的另一端连接运算放大器A7的输出端、电阻R52的一端、电阻R57的一端，电阻R52的另一端连接放大芯片的第一同相端，放大芯片的第一反相端连接电阻R42的一端、电阻R43的一端，电阻R42的另一端接地，电阻R43的另一端连接放大芯片的第一输出端、信号调理板，电阻R57的另一端连接放大芯片的第二反相端、电阻R62的一端，放大芯片的第二同相端接地，电阻R62的另一端连接放大芯片的第二输出端、信号调理板；微控制器MCU2通过SPI接口控制DAC60501输出模拟电压，DAC60501的输出电压VDAC1范围为0-3V，运算放大器A7构成一个具有2倍放大倍数的加法电路，被加电压由电阻R63、R64对-5V电压进行分压得到，分压为-1.25V，则运算放大器A7的输出电压VDAC2为： 6高输出电流放大芯片LM7332内部由两个运算放大器，一路连接成电压跟随器，一路连接为增益为-1的反向放大器，两路差分输出电压为： 7其中LM7332每个通道最高输出电流可达70mA，VP+和VP-的输出电压范围为-2.5V到+2.5V，VP+和VP-的值与步骤6中的VAIN的关系为： 8 V AIN 的电压范围为0-3300mV，当VAIN=1650mV时VP+=0，根据等式8确定VP+和VP-，进一步根据等式6和7确定VDAC1，即可采用微控制器MCU2对DAC60501进行设置。

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