[实用新型]电缆拉力测试系统

说明书

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。

背景技术：

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控制模块、PLC控制模块、功率放大模块以及制动模块，所述张力传感器和PLC控制模块连接叠加比对模块，所述叠加比对模块连接PID控制模块，所述PID控制模块通过功率放大模块连接制动模块。

所述制动模块为磁粉制动器。

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±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。

附图说明：

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、叠加比对模块201、PID控制模块202(即PID控制系统)、PLC控制模块203(即可编程控制器)、功率放大模块300以及制动模块400。其中叠加比对模块201、PID控制模块202、PLC控制模块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内的叠加比对模块201中，同时通过PLC控制模块203设定目标张力值，并传至叠加比对模块201；叠加比对模块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控制模块202，PID控制模块202对偏差值进行相应的处理后保存并传至功率放大模块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模块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控制模块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中的叠加比对模块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＝ξf，其中ξ为修正系数，且ξ＝1/2*SIN[(π-α)/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。

由叠加比对模块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：