一種線纜計米器牽引力監(jiān)測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于線纜制造業(yè)技術領域，設及到一種線纜計米器，具體設及到一種線纜 計米器牽引力監(jiān)測裝置。
【背景技術】
[0002] 計米器是線纜制造必備的設備之一，隨著設備和產品的不斷改進和提高，計米裝 置的合理、精準也越來越為制造商和研究單位所關注和重視。有關計米器減小計米誤差方 面的工作是線纜行業(yè)制造商十分關注的一項工作，尤其是對價值（附加值）高的產品，如 截面積大的電力電纜、控纜、礦用電纜、交聯(lián)電纜和通信電纜等更是如此。線纜在不同的張 力狀態(tài)下（即在綱緊和松弛狀態(tài)下）計米測量值是不同的，故在該種情況下測量會產生一 定的誤差（偏差）。因此，在生產過程中需要線纜自身盡可能保持一定的張力。計米器的 張緊輪、機械壓輪的張力和色帶計米器導輪在生產制造中是否打滑，也是影響計米精度的 一個重要因素。在實際的生產使用過程中，線纜牽引機的卷取速度，直接影響到計米輪或者 計米履帶與線纜的摩擦力大小，在線纜計米的過程中，牽引機帶動線纜向前運動，兩個計米 輪緊壓著線纜，通過計米輪與線纜之間的靜摩擦力帶動計米輪轉動，實現(xiàn)計米功能。
[0003] 如果計米輪與線纜的壓力過小，會導致提供的最大靜摩擦力不能平衡牽引機的牽 引力，計米輪與線纜之間由原來的靜摩擦變成滑動摩擦，導致計米誤差。如果壓力過大，貝U 牽引機必須提供足夠大的牽引力才能帶動線纜運動，增加牽引機的能源損耗。因此，必須對 計米器與線纜之間的正壓和靜摩擦力進行監(jiān)測，確保牽引力也即靜摩擦力不超過計米輪與 線纜之間的最大靜摩擦力，防止線纜與計米輪之間出現(xiàn)滑動摩擦，造成計米誤差。

【發(fā)明內容】

[0004] 為了克服W上現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種線纜計米器牽引力監(jiān)測裝置，通 過在計米輪上設置二維力傳感器，監(jiān)測計米輪與線纜之間的正壓和切向的牽引力，防止線 纜與計米輪之間出現(xiàn)滑動摩擦，造成計米誤差。
[0005] 本發(fā)明的技術方案是：一種線纜計米器牽引力監(jiān)測裝置，包括計米輪和線纜牽引 機，還包括二維力傳感器和傳感系統(tǒng)信號處理器，二維力傳感器設置在計米輪的曲面采集 線纜與計米輪之間的正壓力和靜摩擦力并發(fā)送給傳感系統(tǒng)信號處理器，傳感系統(tǒng)信號處理 器將正壓力和靜摩擦力反饋給線纜牽引機，二維力傳感器包括圓環(huán)電容單元組合條狀電容 單元組，所述條狀電容單元組設置在基板圓環(huán)電容單元組外的四角或者圓屯、，所述圓環(huán)電 容單元組包括至少一組圓環(huán)電容單元對，圓環(huán)電容單元對包括兩個相互圓環(huán)電容單元，所 述條狀電容單元組是由兩個W上的條狀電容單元組成的梳齒狀結構，每個圓環(huán)電容單元和 條狀電容單元均包括上極板的驅動電極和下極板的感應電極。
[0006] 線纜計米器牽引力監(jiān)測裝置的圓環(huán)電容單元的感應電極和驅動電極正對且形狀 相同，條狀電容單元的驅動電極和感應電極寬度相同，驅動電極長度兩端分別預留左差 位5左和右差位5右，b〇驅=b〇感+5右+ 5左，其中b〇驅為條狀電容單元的驅動電極長度， b(ig為感應電極長度。所述條狀電容單元的左差位5 &和右差位5右有5 &= 5 且 6^>d〇'；^，其中d。為介質厚度，G為彈性介質的抗剪模量，Tmax為最大應力值。所述 條狀電容單元的驅動電極和感應電極沿寬度方向設有初始偏移5,。。所述圓環(huán)電容單元 組包括n個同屯、圓環(huán)電容單元，其中n= 3^，其中，a巾為平行板的長度，r目為圓環(huán)電 容單元圓環(huán)的寬度，as胃相鄰兩圓環(huán)電容單元之間的電極間距。所述條狀電容單元的寬度 = ^，其中，d。為條狀電容單元介質厚度，E為彈性介質的楊氏模量，G為彈性介質的抗 剪模量。所述圓環(huán)電容單元組和條狀電容單元組的驅動電極通過一個引出線與傳感系統(tǒng)信 號處理器連接，所述圓環(huán)電容單元組的每個圓環(huán)的感應電極單獨引線與傳感系統(tǒng)信號處理 器連接，條狀電容單元組的感應電極設一根引線。所述圓環(huán)電容單元、電容單元模塊與傳感 系統(tǒng)信號處理器之間分別設有中間變換器，中間變換器用于設置電壓對電容或頻率對電容 的傳輸系數(shù)。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是；本發(fā)明在電容測量二維力的基礎上，有效使用平板的使用 面積，整個圓環(huán)電容單元都對法向作用具有貢獻，并且通過差動等方法有效解決二維力禪 合，從而使法向與切向轉換都達到較高的線性、精度與靈敏度。另外，對計米輪與線纜之間 的正壓和靜摩擦力實時監(jiān)測，避免正壓過小提供的最大靜摩擦力不足，也避免牽引力過大 導致滑動摩擦，造成計米誤差。
【附圖說明】
[000引圖1是本發(fā)明的【具體實施方式】的同屯、圓環(huán)偏移錯位面積分析圖。
[0009] 圖2是本發(fā)明的【具體實施方式】的同屯、圓環(huán)錯位對外徑圓分析圖。
[0010] 圖3是本發(fā)明的【具體實施方式】的平行板電容的平面設計圖。
[0011] 圖4是本發(fā)明的【具體實施方式】的條形電容單元組平面設計圖。
[0012] 圖5是本發(fā)明的【具體實施方式】的兩組圓環(huán)電容組結構圖。
[0013] 圖6是本發(fā)明的【具體實施方式】的單元電容對的信號差動示意圖。
[0014] 圖7是本發(fā)明的【具體實施方式】的平行板電容器剖面結構。
【具體實施方式】
[0015] 下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所設及的各構件 的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及 操作使用方法等，作進一步詳細的說明，W幫助本領域技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術 方案有更完整、準確和深入的理解。
[0016] 本發(fā)明的主要思路是；線纜在計米的過程中，由牽引機牽引，線纜從兩個計米輪或 者履帶中間穿過，計米輪給線纜施加壓力，線纜與計米輪之間的靜摩擦力帶動計米輪轉動， 實現(xiàn)長度計量。如果計米輪和線纜之間的壓力過小，則最大靜摩擦力較小，線纜與計米輪 之間容易出現(xiàn)滑動摩擦，造成計米誤差，如果壓力過大，會增大線纜與計米輪之間的靜摩擦 力，計米輪給線纜的靜摩擦力方向與牽引力方向相反，影響牽引機的工作效率，也會使整個 生產線的效率降低。因此，本發(fā)明在計米輪與線纜接觸的曲面上設置二維力傳感器，監(jiān)測計 米輪與線纜的正壓和切向靜摩擦力，合理設置計米輪與線纜的正壓大小，w及線纜牽引機 的牽引速度。在二維力傳感器的外表面設置一層柔性薄膜，起到保護傳感器的作用，二維力 傳感器連接傳感系統(tǒng)信號處理器，傳感系統(tǒng)信號處理器對數(shù)據(jù)進行分析處理，給出計米輪 與線纜之間的切向力和法向力，本發(fā)明的二維力傳感器為圓環(huán)型的電容式壓力傳感器。線 纜牽引機根據(jù)傳感系統(tǒng)信號處理器反饋的靜摩擦力和正壓力數(shù)值，調節(jié)牽引力。
[0017] 圓環(huán)型的電容式壓力傳感器包括圓環(huán)電容單元組和條狀電容單元組，圓環(huán)電容單 元組用于測切向力和法向力的大小，條狀電容單元組用于測量切向力的方向，條狀電容單 元組設置在圓環(huán)的圓屯、位置，圓環(huán)電容單元組包括兩組W上圓環(huán)電容單元對，圓環(huán)電容單 元對包括兩個相互圓環(huán)電容單元，條狀電容單元組是由兩個W上的條狀電容組成的梳齒狀 結構，每個環(huán)形電容單元或條狀電容單元均包括上極板的驅動電極和下極板的感應電極。 每個圓環(huán)電容單元的感應電極和驅動電極正對且形狀相同，每個條狀電容單元的驅動電極 和感應電極寬度相同，條狀電容的驅動電極的長度大于感應電極長度，條狀電容的驅動電 極長度兩端分別預留左差位5左和右差位5右，b〇驅=b〇感+5右+