随着科学技术的不断发展和纺织市场的竞争加剧，纺织行业对纱线的质量要求也越来越高，条干仪的使用不仅仅局限于试验室的细纱测试分析，更注重于前纺或粗纺工序中的质量监测和跟踪。为此，长岭纺电公司及时推出专门用于测量棉、毛、麻及化纤短纤维纯纺及混纺纱条的新一代CT500T条粗条干仪，对纺织工业保证纱线质量具有重要的意义。
    任何一个产品的组成都离不开检测电路（即传感器），信号的预处理，信号的数据采集与计算以及计算结果的处理，区别在于用什么软件来处理，用什么硬件来实现。长岭纺电公司最新研制的CT500T条粗条干仪也不例外，它的关键在于利用平行板电容器作为信号的检测区，实现由检测电路将模拟信号转换为电信号的目的，这个功能块称作检测头。信号的预处理部分无疑是它的重要组成部分，用来实现无材料时的零点调整，有信号时的均值调整，信号的归一化处理以及数据采集与缓存。计算与计算结果的处理是它的核心部分，主要以C++语言编制，实现实时与非实时处理的计算，人机对话界面，测试结果的存储、打印、显示等。通过合理的硬件设计，充分利用计算机的功能，实现人机对话及数据处理。

1.组成原理
    CT500T条粗条干仪由检测分机、主处理机（包括显示器、键盘、鼠标）、打印机及成套附件组成。整机工作原理框图见图1。
    试样以一定的速度受罗拉牵引通过检测槽，将其单位长度的质量（线密度）的变化转化为相应的电信号，经放大后，送到信号调理板进行均值调整，然后进入数据采集卡进行高速采样。
    在主处理机内部插有一块信号处理板，通过ISA总线方式连接。信号处理板上包括信号调理、高速采样、与主机数据传送接口、系统定时等功能。信号调理部分采用89C51单片机子系统，控制A/D转换器、D/A转换器构成回路完成自动调零和自动调整均值的功能；高速采样部分采用高速A/D转换器（ADS774芯片）,受主机控制启停，定时器（选用8253芯片）控制转换，对调理后的信号分别经过带宽为300Hz（波谱）与6.4kHz（CV值等）的模拟低通滤波器后进入高速A/D转换器；转换完成后，由状态位控制FIFO（先进先出）存储器（IDT72240）自动将数据存入，FIFO存储器与主机之间的数据传送采用向主机发中断的方式进行。主机读取数据后，存储数据并由CV实时处理软件处理及显示，为了节省时间，这些实时处理软件中嵌套汇编语言。每次测试结束后，由波谱处理软件、频率分布图处理软件等进行非实时处理，得出波谱图、频率分布图等指标并显示、打印或存盘。
    显示器采用高分辨率17寸液晶显示器。
    打印机采用24针打印机，可打印各种测试数据和图形。
    主处理机选用新型工业控制计算机。

2.检测方式
　　检测头是CT500T条粗条干仪的一个关键组成部分，用来测量条子和粗纱,其功能是将通过测量电桥电容器极板间单位长度的棉条或粗纱的质量变异转换为电信号，经放大后送到主处理机的信号调理板进行预处理。
    条干仪检测头是电容式的传感器，它由两平行板电容器和高频电感线圈构成的电桥、振荡源、乘法器、低通滤波器组成，平行板电容器由振荡源通过高频电感线圈供电。
    电容式传感器是将被测量的纱条变化转换成电容量变化的一种传感器，在不考虑边界效应时，平行板电容器的电容量为
    C = ε S / d= ε0εr S / d
式中： ε——极板间的介电常数
       εr——介质的相对介电常数
       ε0——真空的介电常数
        S——两平行极板的有效覆盖面积
        d——两平行极板间的距离
　　如果平行极板间有纱条通过，其介质的相对介电常数就发生变化，也就是说电容量发生了变化，电容量的每一细小变化都反映出了纱条不匀的变化，由于电容量变化是微小的，后面还需乘法器处理，对于多数被测信号来说，都是有符号（或方向）变化的，所以需要用乘法器中的相敏检波电路把调制波的振幅和相位变化同时解调出来。图2为调幅和相敏解调电路的原理框图，其中虚线框内为相敏检波器的原理框图。
    输出电压u的大小，也正是检测头输出的灵敏度。检测头由三块平行板组成两个测量槽，其纱条测量范围：160tex～12ktex。

3.传动方式
    选用进口步进电机，两相步进电机驱动器，89C51控制脉冲频率，罗拉与步进电机的速比设计为1：1.8 ，步进电机齿轮齿数与罗拉齿轮齿数比为20：36 ，两齿轮用皮带联接，电机需要采取足够好的减震措施。在CT500T条粗条干仪中设计的线速度有三档：50m/min，25m/min，8m/min。

4.信号处理模式
    信号处理包括四个重要环节：零点调整、均值调整、极性归一、数据采集。
4.1零点调整
　　零点的概念是指平行板电容器间无材料时检测头输出的零电压，可能是正电压，也可能是负电压，已出厂的机器允许零点电压在±500mV范围内，当然值越小越好。但是实际调整的范围约在±1.5V范围内，这是为了避免检测头输出零点电压在1V左右时就不能使用的情况，如果检测头输出零点电压的绝对值大于1.5V，将拒绝零点的调整，此时就需要对检测头进行维护。
    调整精度可达到±2.44mV范围内，足以满足仪器的使用要求。
4.2 均值调整
    均值调整是指电路中信号增益（信号的平均值）的设定，这个功能块由程控放大器、模数转换器A/D、单片机组成。首先设置程控放大器的输出与输入比为1：1，再由单片机通过A/D采集程控放大器输出并计算，在CT500T条粗条干仪中设定为3V。均值调整方法为：
　　①首先置成1：1比例放大器（每次在上电初始化时完成）。
    ②取样数为十个点平均（取平均值）。
    ③放大系数的计算：3V/V0 =XX.XX 。
    ④置放大系数的整数倍（XX.）。
    ⑤置放大系数的小数倍（.XX）。
    ⑥取样放大后的十个数据平均。
    ⑦若V0不等于3V（即V0不在2.95V～5V范围内）。
    ⑧则用小数倍数（.XX）加1或减1来调整。
    ⑨直到满足为止（⑥到⑨为细调，可重复执行）。
    假定信号为1V，则能够反映的最小倍数为1V/28=3.9mV。
    假定信号为10V，则能够反映的最大倍数为10V/28=39mV。
    ⑩输出与输入的关系：
    V0=（D3 23 + D2 22 + … + D0  20 + D-1 2-1 + … + D-8 2-8 ）Vi
    由于  V0 = D Vi
    所以  (XX.XX) Vi = V0
          (XX.XX) Vi + 0.YY Vi = 3V
           0.YY Vi = 3V – V0
           0.YY = (3V – V0 )/ Vi