摘 要

在现代工业生产中，纤维作为一种物理性能非常优秀的新兴材料，在纺织业、军事、环保、医药、船舶、建筑以及生物科技等领域都有非常广泛的应用。可以说，纤维存在于我们生活的各个角落。所以，纤维的生产可以体现出科技的发展水平。

在纤维生产的过程中，张力是一个影响其性能的重要因素，将张力控制在合理的范围，不仅可以提高纤维的生产质量和生产效率，而且对其后续的加工业也会有很大影响。因此，将纤维的张力进行准确地检测并且显示出来具有非常重要的意义。

本次课题主要研究基于单片机的纤维张力检测系统，利用三点弯曲法力学模型，传感器采集到纤维的压力信号，传输到单片机内进行处理，最终显示出纤维的张力大小，从而实现张力检测。再利用单片机与上位机之间的通信，通过LabVIEW编程设计出上位机软件，将纤维的张力数值在计算机上进行数据处理。

关键词： 张力检测；单片机；三点弯曲法；LabVIEW

Abstract

In modern industrial production, new material fiber as a kind of physical performance is very excellent, in the textile industry, military, environmental protection, medicine, shipbuilding, construction and bio technology and other fields have a very wide range of applications. It can be said that every corner of the fiber exists in our life. So, fiber production can reflect the development of the level of science and technology.

In the process of fiber production, the tension is an important factor to affect the performance of the tension control in a reasonable range, not only can improve the fiber quality and efficiency of the production, and the subsequent processing industry will have great influence. Therefore, the fiber Zhang Lijin for accurate detection and display is very of great significance.

This topic mainly research on fiber tension detection system of SCM, the use of mechanical model of three point bending method, the pressure signal collected by the sensor fiber and transmitted to the microcontroller for processing, the final show the tension of fiber, so as to realize the tension detection. The upper computer software is designed by LabVIEW programming, and the data of the tension value of the fiber is processed on the computer .The upper computer software is designed by LabVIEW programming, and the data of the tension value of the fiber is processed on the computer.

Key Words：Tension detection；Singlechip；Three point bending method

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.1.1张力检测技术的背景和意义 1

1.1.2国内外对张力检测技术的研究现状 1

1.2研究内容和技术路线 3

1.3本章小结 4

第2章 硬件系统设计 5

2.1设计硬件选取 5

2.1.1 单片机概述 5

2.1.2数据采集系统设计 5

2.2电路模块选择与电路连接 7

2.2.1复位电路设计 7

2.2.2晶振电路设计 7

2.2.3模数转换模块选型与连接 8

2.2.4通信下载电路 9

2.2.5电源电路设计 9

2.3 本章小结 9

第3章 单片机程序设计 10

3.1单片机程序的功能 10

3.2程序开发软件 10

3.3程序设计 10

3.3单片机写入软件 15

3.4本章小结 16

第4章 上位机程序设计 17

4.1程序的功能 17

4.2编程软件介绍 17

4.3程序编写 17

4.3.1前面板设计 17

4.3.2程序框图设计 18

4.4本章小结 22

第5章 总结与展望 23

参考文献 24

致谢 25

第1章 绪论

绪论部分主要阐述了本次课题的研究意义，并且结合国内外在张力检测技术方面的研究方法和成果，简单的介绍了课题的研究内容和方法。

1.1课题背景

1.1.1张力检测技术的背景和意义

张力是指物体在拉力的作用下，在其内部任一截面两侧之间产生的相互牵引力。在实际的工业生产中，很多行业的产品在生产过程中都有张力的存在，例如：钢丝绳、纱线、纤维、造纸、冶金、塑料等。对这些工业产品来说，张力的大小在其生产制造和使用过程中都有非常重要的影响。

张力是一个重要的参数，张力的变化会影响产品的很多物理性能，例如：弹性、拉伸性能、强度、延展性等。在实际生产过程中，将产品的张力大小控制在合理的范围内，可以大大提高产品质量和生产效率，降低废品率，从而提高效益。在一些产品的使用过程中，对张力大小控制也至关重要，例如钢丝绳在我们日常生活和工业生产中的应用十分广泛，它是运输、提升的关键性承载部件，在桥梁、矿井、起重机等领域有不可替代的作用。在钢丝绳的运行过程中也会有张力的产生，一旦其张力超出它的许可范围，钢丝绳就会发生断裂，从而造成重大的事故引起人员伤亡和经济损失。

因此，能够开发一款张力检测仪，对产品的张力进行实时准确地检测，进而对其进行控制是十分必要的。