专利名称：电缆拉力测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种拉力测试系统，特别涉及一种电缆拉力测试系统。
技术背景目前，电缆拉力试验机是采用力矩电机控制张力，原理是利用速度差产生张力。虽 然控制系统简单，但受到机械和电机本身特性所限制，电机速度差不能很大，否则电机会因 速度差大，发热导致电机烧毁；另外力矩电机特性曲线在工作段是非线性的，调整范围很小 (约30% )，而且力矩电机的转速和扭矩同时随电机的电压升高而升高，一旦速度差变大， 张力立即变大，无法满足高可靠性电缆的拉力试验要求
实用新型内容
本实用新型针对上述现有电缆拉力试验机所存在的问题，提供一种新型的电缆拉 力测试系统，该系统能够实现对有高可靠性要求的成品电缆，进行1 10吨稳定拉力的反 复拉伸试验。为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案电缆拉力测试系统，包括张力传感器、叠加比对模块、PID控制�？�、PLC控制模 块、功率放大�？橐约爸贫？椋稣帕Υ衅骱蚉LC控制�？榱拥颖榷阅？椋� 叠加比对�？榱覲ID控制�？椋鯬ID控制�？橥üβ史糯竽？榱又贫？�。所述制动�？槲欧壑贫�。根据上述技术方案得到的本实用新型采用PID无偏差的方法控制张力，能够使得 本系统的测试拉力的误差始终控制在设定值的士 1 %范围内。本实用新型能够对有高可靠性要求的成品电缆，进行1 10吨稳定拉力的反复拉 伸试验，以测试机械损伤对其电性能的影响。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。图1为本实用新型的组成示意图。图2为本实用新型的控制原理图。图3为本实用新型中张力传感器受力示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参见图1，本实用新型所提供的电缆拉力测试系统，包括张力传感器100、叠加比 对�？�201、PID控制�？�202 (即PID控制系统)、PLC控制�？�203 (即可编程控制器)、 功率放大模块300以及制动�？�400。其中叠加比对�？�201、PID控制�？�202、PLC控制�？�203组成一个张力控制器200。张力传感器100检测被测电缆的当前所受张力值，并将 值传至张力控制器200内的叠加比对�？�201中，同时通过PLC控制�？�203设定目标张 力值，并传至叠加比对�？�201 ；叠加比对�？�201对接受到的两个值进行比对得到两者的 偏差值，并将该偏差值传至PID控制�？�202，PID控制�？�202对偏差值进行相应的处理 后保存并传至功率放大�？�300 (即功率放大器)进行放大，功率放大器300将PID控制模 块的输出值放大后传至制动�？�400，实现对其控制，以产生与设定张力匹配的制动力矩。 本实用新型中采用磁粉制动器。 根据上述技术方案得到的测试系统其具体运行如下(如图2所示)在具体应用时，首先通过张力控制器内的可编程控制器(PLC控制�？�203)上设 定该被测电缆的张力目标值；同时被测电缆由牵引机的牵引，对其产生一定的张力，张力传 感器100通过其上的传感器导轮101与被测电缆接触，以实时检测到被测电缆所受张力，并 将检测到的当前值反馈至张力控制器200中的叠加比对�？�201中，与由可编程控制器设 定张力目标值进行叠加比对。在实际检测被测电缆所受张力时，由于被测电缆与张力传感器导轮间存在夹角 α (如图3所示)，因此张力传感器实测到得力f，并不是电缆实际承受的张力F，其相互间 的关系为F= ξι，其中ξ为修正系数，且ξ = l/2*SIN[(Ji-a)/2]。由上式可知，当α 确定后，便可得到相应的修正系数ξ。所以在实际叠加对比时，叠加比对模块201通过相应 的修正系数ξ对张力传感器反馈值进行实时修正后，再与由可编程控制器设定的张力目 标值进行叠加比对，并得出两者之间的偏差值。由叠加比对�？�201得出的偏差值传至PID控制系统202，由其对该偏差值进行微 信号放大和积分演算后，输出0-10V的电信号；同时PID控制系统将自动复位，即将当前输 出值替代原值保留在内存中。PID控制系统的输出值经功率放大器将0-10V的电信号放大 为0-24V的电信号后再传至磁粉制动器，磁粉制动器根据接受到的电信号产生与设定张力 值匹配的制动力矩。本实用新型中PID控制系统的输出电信号与叠加比对模块201输出的偏差值相对 应在叠加比对�？榻帕Ψ蠢≈涤胝帕ι瓒ㄖ到械颖榷允保闭帕Ψ蠢≈荡笥� 张力设定值，其输出偏差值为负，则PID控制系统输出递减电信号，磁粉制动器根据电信号 产生递减制动力矩；当张力反馈值等于张力设定值，叠加比对�？槭涑銎钪滴悖騊ID 控制系统输出的电信号保持不变，磁粉制动器的制动力矩保持不变；当张力反馈值小于张 力设定值，叠加比对�？槭涑銎钪滴騊ID控制系统输出的递增电信号，磁粉制动器 根据电信号产生递增制动力矩，从而达到实时稳定地控制张力的目的。由上可知，本实用新型在进行张力控制时，采用PID无偏差的控制方法，能够使得 本系统的测试拉力的误差始终控制在设定值的士 范围内。从而能够对有高可靠性要求 的成品电缆，进行1 10吨稳定拉力的反复拉伸试验，以达到测试机械损伤对其电性能影 响的目的。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求电缆拉力测试系统，其特征在于，所述系统包括张力传感器、叠加比对�？�、PID控制�？椤LC控制�？�、功率放大�？橐约爸贫？椋稣帕Υ衅骱蚉LC控制模块连接叠加比对模块，所述叠加比对�？榱覲ID控制�？椋鯬ID控制�？橥üβ史糯竽？榱又贫？�。
2.根据权利要求1所述的电缆拉力测试系统，其特征在于，所述制动�？槲欧壑贫�
专利摘要本实用新型公开了电缆拉力测试系统，该系统中张力传感器和PLC控制�？榱拥颖榷阅？椋颖榷阅？榱覲ID控制�？椋襊ID控制�？橥üβ史糯竽？榱又贫？�。本实用新型能够对有高可靠性要求的成品电缆，进行1～10吨稳定拉力的反复拉伸试验，以测试机械损伤对其电性能的影响。
文档编号G01L5/04GK201555677SQ200920212870
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者张炜 申请人:上海南洋电工器材有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
