纺纱丝线张力动态监测及误差校正

针对纺纱丝线张力测量，设计了三辊式张力传感装置。通过对硅压阻式压力传感器的工作机理分析非线性误差。将传感器输出曲线转换为误差曲线，采用多项式法进行曲线拟合，并对比了不同阶次拟合数据效果。经修正后的测量数据大大减小了非线性误差，提高了测量精度。

在现代纺织工业中，纺纱、假捻等加工工艺过程需要对丝线张力进行有效的监测与控制。作为纺织产品质量提升的重要手段， 丝线张力大小与稳定性监控贯穿于整个纺织品加工过程[1] [2]。

丝线张力控制不当， 会大大影响产品质量， 降低生产效率。

目前， 国内对丝线张力的监测大多还采用随机抽检的方法， 测量精度差、效率低，且缺乏必要的控制手段[3]。

在纺织加工中， 丝线张力过大， 使丝线弹性拉长， 甚至在强力作用下， 出现断头[4]。

丝线张力过小， 又会使筒子或经轴成形不良，产生粗纱冒纱现象，影响生成布匹的平滑度，出现布面不平整，纹路不清晰等情况[5]。对于机织还是针织生产，丝线张力都是重要的工艺参数之一。因此研究一套丝线张力测量并把张力波动控制在一定的范围内具有十分重要的意义[6]。

2. 丝线张力测量原理 实际生产中，精度低的张力测试采用手持式圆盘指针显示仪，精度高的采用固定安装式的电子显示仪测量，现有的丝线张力测量大部分都实现了动态监测，可以对纱线张力实时测量和控制，应用于丝线纺织的各个工序中。

市场上以接触式的传感器居多，非接触式测量技术不够成熟。丝线张力检测的传感器基本分为电阻应变式、磁电感应式和电容式三种类型。

磁电感应式和电容式易受外界干扰， 且传感器的非线性误差大。

电阻应变式传感器采用金属电阻应变片作为敏感元件获取测量信号，精度高，稳定性好，但是必须配以较大尺寸的弹性杆。这样不经增加了整个系统的体积，而且弹性杆的设计也增加了系统的难度。本文拟采用三辊式张力传感装置，采用压阻式传感器，以单晶硅片作为弹性元件，利用单晶硅片受压电阻率变化的原理检测压力的变化。该传感器精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小，且结构简单、尺寸小， 不需要大尺寸的弹性杆。具体原理如图1 所示。

Figure 1. Yarn tension measuring principle 图1. 丝线张力测量原理