本发明专利技术涉及一种线缆计米器静摩擦力监测装置，包括计米轮、线缆牵引机、二维力传感器和传感系统信号处理器，二维力传感器设置在计米轮的曲面采集线缆与计米轮之间的正压力和静摩擦力并发送给传感系统信号处理器，再反馈给线缆牵引机，传感器包括X方向电容单元组和Y方向电容单元组，电容单元组是由至少两个条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极，电容单元组包括由宽度a0长度b0条形电容单元组成的第一条形电容单元模块和宽度ka0长度b0条形电容单元组成的第二条形电容单元模块。监测装置对计米轮与线缆之间的正压和静摩擦力实时监测，避免正压过小提供的最大静摩擦力不足，也避免牵引力过大导致滑动摩擦，造成计米误差。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于线缆制造业
，设及到一种线缆计米器，具体设及到一种线缆 计米器静摩擦力监测装置。
技术介绍
计米器是线缆制造必备的设备之一，随着设备和产品的不断改进和提高，计米装 置的合理、精准也越来越为制造商和研究单位所关注和重视。有关计米器减小计米误差方 面的工作是线缆行业制造商十分关注的一项工作，尤其是对价值（附加值）高的产品，如 截面积大的电力电缆、控缆、矿用电缆、交联电缆和通信电缆等更是如此。线缆在不同的张 力状态下（即在綱紧和松弛状态下）计米测量值是不同的，故在该种情况下测量会产生一 定的误差（偏差）。因此，在生产过程中需要线缆自身尽可能保持一定的张力。计米器的 张紧轮、机械压轮的张力和色带计米器导轮在生产制造中是否打滑，也是影响计米精度的 一个重要因素。在实际的生产使用过程中，线缆牵引机的卷取速度，直接影响到计米轮或者 计米履带与线缆的摩擦力大小，在线缆计米的过程中，牵引机带动线缆向前运动，两个计米 轮紧压着线缆，通过计米轮与线缆之间的静摩擦力带动计米轮转动，实现计米功能。 如果计米轮与线缆的压力过小，会导致提供的最大静摩擦力不能平衡牵引机的牵 引力，计米轮与线缆之间由原来的静摩擦变成滑动摩擦，导致计米误差。如果压力过大，贝U 牵引机必须提供足够大的牵引力才能带动线缆运动，增加牵引机的能源损耗。因此，必须对 计米器与线缆之间的正压和静摩擦力进行监测，确保牵引力也即静摩擦力不超过计米轮与 线缆之间的最大静摩擦力，防止线缆与计米轮之间出现滑动摩擦，造成计米误差。
技术实现思路
为了克服W上现有技术的不足，本专利技术提供一种线缆计米器静摩擦力监测装置， 通过在计米轮上设置二维力传感器，监测计米轮与线缆之间的正压和切向的牵引力，防止 线缆与计米轮之间出现滑动摩擦，造成计米误差。 本专利技术的技术方案是；一种线缆计米器静摩擦力监测装置，包括计米轮和线缆牵 引机，还包括二维力传感器和传感系统信号处理器，二维力传感器设置在计米轮的曲面采 集线缆与计米轮之间的正压力和静摩擦力并发送给传感系统信号处理器，传感系统信号处 理器将正压力和静摩擦力反馈给线缆牵引机，二维力传感器包括X方向电容单元组和Y方 向电容单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容 单元模块是由两个W上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板 的驱动电极和下极板的感应电极，所述电容单元模块包括由两个W上宽度a。长度b。的条状 电容单元组成的第一条状电容单元组和两个W上宽度ka。长度b。的条状电容单元组成的第 二条状电容单元组。 所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感 应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位5左和右差位5右，b〇驱=b〇感+5右+ 5左， 其中，为条状电容单元的驱动电极长度，为条状电容单元的感应电极长度。所述差 位5^= 5^，且其中d。为条状电容单元介质厚度，G为弹性介质的抗剪模 量，Tm。,为最大应力值。所述梳齿状结构包括20个W上条状电容单元、与条状电容单元 一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距as。所述平行板面积S= M(a"+2aS+ka。)V2，其中，M为条状电容单元数量，b。为条状电容单元的长度，a。条状电容单 元的宽度。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组的条状电容单元引线通过并联 方式或者独立连接到传感系统信号处理器。所述条状电容单元的宽度a〇 =^，其中，d。为 介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述第一条状电容单元组 和第二条状电容单元组与传感系统信号处理器之间分别设有中间变换器，中间变换器用于 设置电压对电容或频率对电容的传输系数。 本专利技术的有益效果是：本专利技术在通过电容测量=维力的基础上，有效使用平板有 效面积，并且通过驱动极板两端预留长度等方法有效解决=维力间禪合，从而使法向与切 向转换都达到较高的线性、精度与灵敏度。另外，对计米轮与线缆之间的正压和静摩擦力实 时监测，避免正压过小提供的最大静摩擦力不足，也避免牵引力过大导致滑动摩擦，造成计 米误差。【附图说明】[000引图1是本专利技术的【具体实施方式】的条状电容单元及其坐标系。 图2是本专利技术的【具体实施方式】的条状电容单元示意图。 图3是本专利技术的【具体实施方式】的条状电容单元右向偏移示意图。 图4是本专利技术的【具体实施方式】的条状电容单元左向偏移示意图。[001引图5是本专利技术的【具体实施方式】的宽度为a。和ka。的电容对受力偏移图。 图6是本专利技术的【具体实施方式】的平行板=维力压力传感器结构图。 图7是本专利技术的【具体实施方式】的单元电容对的信号示意图。 图8是本专利技术的【具体实施方式】的平行板电容器剖面结构。其中，1、上PCB基板，2、下PCB基板，3、驱动电极，4、感应电极，5、弹性介质。【具体实施方式】 下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的【具体实施方式】如所设及的各构件 的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及 操作使用方法等，作进一步详细的说明，W帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术 方案有更完整、准确和深入的理解。[001引本专利技术的主要思路是；线缆在计米的过程中，由牵引机牵引，线缆从两个计米轮或 者履带中间穿过，计米轮给线缆施加压力，线缆与计米轮之间的静摩擦力带动计米轮转动， 实现长度计量。如果计米轮和线缆之间的压力过小，则最大静摩擦力较小，线缆与计米轮 之间容易出现滑动摩擦，造成计米误差，如果压力过大，会增大线缆与计米轮之间的静摩擦 力，计米轮给线缆的静摩擦力方向与牵引力方向相反，影响牵引机的工作效率，也会使整个 生产线的效率降低。因此，本专利技术在计米轮与线缆接触的曲面上设置二维力传感器，监测计 米轮与线缆的正压和切向静摩擦力，合理设置计米轮与线缆的正压大小，w及线缆牵引机 的牵引速度。在二维力传感器的外表面设置一层柔性薄膜，起到保护传感器的作用，二维力 传感器连接传感系统信号处理器，传感系统信号处理器对数据进行分析处理，给出计米轮 与线缆之间的切向力和法向力，本专利技术的二维力传感器为圆环型的电容式压力传感器。线 缆牵引机根据传感系统信号处理器反馈的静摩擦力和正压力数值，调节牵引力。W下说明本专利技术S维力传感器的测量原理；如图4-6为本专利技术压力传感器的极板 结构图，一种接触式平行板=维力压力传感器，所述传感器包括X方向电容单元组和Y方向 电容单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容单 元模块采用由两个W上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板 的驱动电极和下极板的感应电极。所述电容单元模块包括由两个W上宽度a。长度b。条状 电容单元组成的第一条状电容单元组和两个W上宽度ka。长度b。条状电容单元组成的第二 条状电容单元组。所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长 度大于感应电极当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种线缆计米器静摩擦力监测装置，包括计米轮和线缆牵引机，其特征在于，还包括二维力传感器和传感系统信号处理器，二维力传感器设置在计米轮的曲面采集线缆与计米轮之间的正压力和静摩擦力并发送给传感系统信号处理器，传感系统信号处理器将正压力和静摩擦力反馈给线缆牵引机，二维力传感器包括X方向电容单元组和Y方向电容单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容单元模块是由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极，所述电容单元模块包括由两个以上宽度a0长度b0的条状电容单元组成的第一条状电容单元组和两个以上宽度ka0长度b0的条状电容单元组成的第二条状电容单元组。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王军，李小牛，端黎明，
申请(专利权)人：芜湖科创生产力促进中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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