粗紗卷繞過程中的伸長率是粗紗生產(chǎn)中控制的重要指標(biāo)之一。粗紗伸長率對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的影響。為及時(shí)客觀地反映粗紗伸長率的變化，我們從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)，提出了在粗紗機(jī)運(yùn)行時(shí)直接連續(xù)測(cè)量粗紗伸長率的新方法，并據(jù)此研制出REM—I型粗紗伸長率在線測(cè)試儀

一、研制粗紗伸長率測(cè)試儀的思路
粗紗伸長率為一定時(shí)間內(nèi)筒管上卷繞的粗紗長度與前羅拉輸出須條的計(jì)算長度之差對(duì)前羅拉輸出計(jì)算長度之比的百分率。計(jì)算公式為： 理論上只要能測(cè)出一定的前羅拉輸出長度LF，即一定的前羅拉輸出轉(zhuǎn)數(shù)NF和卷繞到筒管上的粗紗長度，即可算出粗紗伸長率。因此，粗紗伸長率則試儀由前羅拉轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量、卷繞長度測(cè)量和數(shù)據(jù)處理及顯示三個(gè)基本部分組成。前羅拉轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量部分按設(shè)定的轉(zhuǎn)數(shù)產(chǎn)生定時(shí)，數(shù)據(jù)處理及顯示部分則對(duì)定時(shí)內(nèi)卷繞長度測(cè)量部分測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行處理，顯示出伸長率。

二、卷繞長度測(cè)量
1、卷繞信號(hào)采集的原理和方法在前羅拉輸出轉(zhuǎn)數(shù)一定的情況下，只要知道粗紗繞上卷裝的線速度即卷繞速度，就能確定卷繞長度。粗紗的卷速度由下式給出： 計(jì)算卷繞速度最簡單的方法是分別測(cè)出r、ωb、ωf然而在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，這是難以辦到的。為了測(cè)量卷繞速度，我們對(duì)錠翼進(jìn)行了改裝，將測(cè)量羅拉裝在壓掌頭端，測(cè)量羅拉由輸出須條帶動(dòng)，在卷裝表面作純滾動(dòng)。紅外光管與光敏三極管組裝在壓掌上，在測(cè)量羅拉上均勻分布4孔，測(cè)量羅拉每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，光敏三極管可以接收到4個(gè)信號(hào)。經(jīng)過試驗(yàn)，我們研制了輕質(zhì)的測(cè)量羅拉裝置，可以不需修正就能做到錠翼的力學(xué)特性與普通錠翼相同。
2、卷繞信號(hào)的發(fā)送與接收錠翼為高速回轉(zhuǎn)件，從測(cè)量羅拉處測(cè)得的信號(hào)若要通過引線輸送，就必須使用特制的裝置，而且只能在個(gè)別的錠位上使用，不能隨意更換，而REM—I型粗紗伸長率在線測(cè)試儀采用電磁波傳送卷繞長度信號(hào)的非引線傳送方式，信號(hào)發(fā)送裝置體積較小，它與電源分別固裝在錠翼的兩臂上，對(duì)錠翼的運(yùn)動(dòng)狀況無明顯影響。這樣卷繞長度測(cè)試裝置為一只特殊的錠翼，可以插于同型號(hào)粗紗機(jī)的任一錠子上，從而可以做到同機(jī)型換錠位測(cè)試。
由于錠翼特殊的結(jié)構(gòu)與作用條件的限制，信號(hào)發(fā)射不可能采用較長的天線，因而決定了載波頻率必須高一此，故我們采取甚高頻直接調(diào)頻的方法發(fā)送信號(hào)。當(dāng)測(cè)量羅拉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量羅拉傳感器產(chǎn)生電壓信號(hào)，使振蕩器產(chǎn)生一定頻偏，已調(diào)制波經(jīng)放大后由天線發(fā)送。為保證發(fā)送信號(hào)中心頻率穩(wěn)定，盡可能減少干擾，除對(duì)振蕩電路參數(shù)選擇、元件選用作了一定研究外，還采用了電源穩(wěn)壓、濾波和良好的接地屏蔽等措施。試驗(yàn)表明，除因振動(dòng)使測(cè)量羅拉抖動(dòng)引起的波形抖動(dòng)外，無較大的干擾波形，中心頻率基本穩(wěn)定。 發(fā)送出的信號(hào)由集成調(diào)頻接收電路接收，采用70kHz的低中頻集成電路，由于中頻低，再加上電路中特殊的信號(hào)處理技術(shù)，可采用阻容濾波器，不僅使外圍電路簡單，而且使信號(hào)在處理中受干擾少，輸出信號(hào)穩(wěn)定，從而避免由這部分電路產(chǎn)生的信號(hào)誤差。

三、前羅拉轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量
　　測(cè)試粗紗伸長率一般在前羅拉500轉(zhuǎn)左右輸出長度下進(jìn)行。在該測(cè)試儀上我們?yōu)榱朔奖銣y(cè)量，采用反射式紅外探測(cè)器，這種探測(cè)器將紅外發(fā)光管與接收管置于同一方，接收從被測(cè)物體上反射回來的紅外光，只要將前羅拉轉(zhuǎn)數(shù)傳感器支架固定在前羅拉支座上，即可進(jìn)行測(cè)試。 采用反射式紅外探測(cè)器，主要問題是雜散光可能引起干擾。為消除雜散光的影響，我們采用了脈動(dòng)調(diào)制光測(cè)量電路。 經(jīng)分析試驗(yàn)表明，在保證足夠的測(cè)量精度下，選擇適當(dāng)?shù)恼袷庮l率可獲得較大的抗光干擾能力。

四、信號(hào)處理和伸長率的直接顯示
　　前羅拉轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量電路測(cè)得的前羅拉轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)和調(diào)頻接收機(jī)輸出的卷繞信號(hào)，經(jīng)處理和運(yùn)算直接將伸長率通過液晶顯示器顯示，電路原理如圖5所示。
　　前羅拉轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量電路輸出轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)通過500分頻電路變換后，當(dāng)功能轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)在測(cè)伸長率時(shí)，前羅拉每500轉(zhuǎn)向閘門雙穩(wěn)電路送出一個(gè)脈沖，向計(jì)數(shù)控制門提供定時(shí)為前羅拉500轉(zhuǎn)的控制閘門，并且通過延時(shí)電路向計(jì)數(shù)、寄存、譯碼電路提供鎖存和清零信號(hào)。
　　調(diào)頻接收機(jī)輸出的卷繞長度測(cè)量信號(hào)幅度較小，另外存在各種干擾波形，因此，我們?cè)谑褂梅糯箅娐返耐瑫r(shí)，亦在信號(hào)處理電路中采取了一些減少干擾影響的措施。經(jīng)濾波等措施后，在該測(cè)試儀上采用了斯密特比較電路，根據(jù)實(shí)驗(yàn)與計(jì)算選擇了適當(dāng)?shù)幕夭钪担苊饬硕秳?dòng)波形使比較電路動(dòng)作，只有真正的卷繞長度測(cè)量信號(hào)才能轉(zhuǎn)變成矩形脈沖信號(hào)。實(shí)際上接收機(jī)接收到的卷繞長度測(cè)量信號(hào)是4倍于測(cè)量羅拉轉(zhuǎn)數(shù)的信號(hào)，如果把比較器輸出的信號(hào)直接送計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，那只能得到前羅拉500轉(zhuǎn)下4倍于測(cè)量羅拉轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)值。為了使儀器直接顯示出粗紗在前羅拉500轉(zhuǎn)條件下的伸長率，我們利用了計(jì)算電路來對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。計(jì)算電路主要包括系數(shù)變換電路和十倍頻電路。
　　前羅拉500轉(zhuǎn)下，如卷繞信號(hào)脈沖數(shù)Nm=5683，則由式(5)計(jì)算得ε=1．48％。當(dāng)比較整形電路送出的脈沖數(shù)Nm=5683，十倍頻電路后Nm=56830，拔盤開關(guān)設(shè)為17857，即BCD乘法器系數(shù)為0．17857，而56830×0．17857=10148．1331，這樣送入計(jì)數(shù)器的整數(shù)值為10148在顯示器中顯示為1．48，此值即為粗紗伸長率值1．48％。 REM—I型粗紗伸長率測(cè)試儀除具有自動(dòng)測(cè)量與顯示粗紗卷繞伸長率的功能外，還具有直接測(cè)量顯示每分鐘卷繞長度即卷繞速度的功能，測(cè)量時(shí)只要把功能轉(zhuǎn)換開關(guān)置于測(cè)速位置，這時(shí)由定時(shí)一分鐘的電路提供閘門控制信號(hào)和鎖存清零信號(hào)，系數(shù)變換電路中的系數(shù)值由撥盤開關(guān)按每分鐘卷繞米數(shù)與卷繞信號(hào)脈沖數(shù)比值設(shè)定，這樣顯示器即直接顯示每分鐘卷繞的粗紗長度。

五、REM—I型粗紗伸長率測(cè)試儀的使用情況
1、測(cè)量錠翼對(duì)粗紗質(zhì)量的影響 REM—I型粗紗伸長率測(cè)試儀上的測(cè)量卷繞速度裝置是用粗紗機(jī)上正常錠翼改造的。在設(shè)計(jì)制作時(shí)盡量使結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)原錠翼改動(dòng)較少，因此在粗紗機(jī)運(yùn)行中觀察到的運(yùn)行情況與正常錠翼基本相同。
為了進(jìn)一步考察測(cè)量錠翼對(duì)粗紗質(zhì)量的影響狀況，我們對(duì)同一錠子上分別用測(cè)試錠翼和普通錠翼紡出的粗紗的條干不勻率和重量不勻率進(jìn)行了對(duì)比。試驗(yàn)時(shí)為防止時(shí)間相差較長致使原料性能波動(dòng)大，將正常錠翼與測(cè)試錠翼交替使用；為防止錠翼的影響，每次使用的錠翼都是隨機(jī)取來的。試驗(yàn)條件：前羅拉230r／min，機(jī)械總牽伸5．906倍，粗紗定量5g／10m。該測(cè)試儀在實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)粗紗薩氏條干不勻率和重量不勻率無顯著影響。
2、與傳統(tǒng)測(cè)粗紗伸長率方法比較 研制該儀器的目的就是尋找更簡便的測(cè)試粗紗伸長率的方法，測(cè)試的結(jié)果是否比傳統(tǒng)方法準(zhǔn)確是至關(guān)重要的。我們從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)兩種方法作了對(duì)比。
為客觀地考察兩種測(cè)試方法的差異，我們做了這樣的試驗(yàn)。試驗(yàn)方法是當(dāng)機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，在前羅拉輸出處放一記號(hào)，待前羅拉500轉(zhuǎn)后，再在相同位置放上記號(hào)，待記號(hào)卷繞上筒管后記錄下REM-!型粗紗伸長率儀上的一個(gè)新出現(xiàn)的讀數(shù)。在小紗、中紗、大紗各按此法做一次。待一落紗做完后退繞，測(cè)長計(jì)算出伸長率與相應(yīng)段顯示數(shù)值對(duì)比，共做30落紗，90組數(shù)據(jù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析(表3)表明，兩種方法所測(cè)的伸長率平均值比較接近，但REM—I型粗紗伸長率測(cè)試儀測(cè)得的伸長率離散程度低于傳統(tǒng)方法。

六、REM—I型粗紗伸長率測(cè)試儀的特點(diǎn)
REM—I型粗紗伸長率測(cè)試儀可用于在粗紗機(jī)運(yùn)行時(shí)粗紗伸長率或粗紗卷繞速度的直接測(cè)試。它有以下一些特點(diǎn)：
(1)利用在壓掌上配置的測(cè)量羅拉等作傳感器，在轉(zhuǎn)動(dòng)的錠翼上用無線電傳送卷繞測(cè)量信號(hào)，是遙測(cè)技術(shù)在紡織測(cè)試中新的嘗試。可對(duì)運(yùn)行中的粗紗機(jī)上任意錠位、任一時(shí)刻的卷繞伸長率作所需的測(cè)量并直接顯示。
(2)在測(cè)量傳感器設(shè)計(jì)、測(cè)試電路、電源布置等方面，盡量考慮了測(cè)量錠翼與普通錠翼力學(xué)性能的一致性，這樣測(cè)量錠翼在測(cè)試中運(yùn)行狀況與普通錠翼相同對(duì)粗紗質(zhì)量無明顯影響。
(3)信號(hào)接收、處理與顯示電路除考慮到抗干擾因素外，還設(shè)置了系數(shù)變換電路，既可以根據(jù)測(cè)試功能進(jìn)行系數(shù)設(shè)定，又能通過其修正系數(shù)減小系統(tǒng)誤差。
(4)前羅拉轉(zhuǎn)數(shù)利用反射式紅外探測(cè)器，利用脈動(dòng)調(diào)制光測(cè)量電路進(jìn)行測(cè)量，不但測(cè)試方便，而且有較大的抗干擾性。
(5)儀器中主要元件為CMOS集成電路，顯示器為液晶顯示，功耗低，采用干電池供電，儀器體積小，攜帶方便。
(6)采用該儀器測(cè)粗紗伸長率，不僅可節(jié)省原料，減少停機(jī)，減少勞力，而且更重要的是準(zhǔn)確及時(shí)。
(7)由于該儀器可在一落紗中全程反映粗紗伸長率，這樣一方面可指導(dǎo)人們合理地對(duì)粗紗伸長率進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，另一方面亦為自動(dòng)調(diào)節(jié)粗紗伸長率創(chuàng)造了一定的條件。