隨著科學技術的不斷發展和紡織市場的競爭加劇，紡織行業對紗線的質量要求也越來越高，條干儀的使用不僅僅局限于試驗室的細紗測試分析，更注重于前紡或粗紡工序中的質量監測和跟蹤。為此，長嶺紡電公司及時推出專門用于測量棉、毛、麻及化纖短纖維純紡及混紡紗條的新一代CT500T條粗條干儀，對紡織工業保證紗線質量具有重要的意義。
    任何一個產品的組成都離不開檢測電路（即傳感器），信號的預處理，信號的數據采集與計算以及計算結果的處理，區別在于用什么軟件來處理，用什么硬件來實現。長嶺紡電公司最新研制的CT500T條粗條干儀也不例外，它的關鍵在于利用平行板電容器作為信號的檢測區，實現由檢測電路將模擬信號轉換為電信號的目的，這個功能塊稱作檢測頭。信號的預處理部分無疑是它的重要組成部分，用來實現無材料時的零點調整，有信號時的均值調整，信號的歸一化處理以及數據采集與緩存。計算與計算結果的處理是它的核心部分，主要以C++語言編制，實現實時與非實時處理的計算，人機對話界面，測試結果的存儲、打印、顯示等。通過合理的硬件設計，充分利用計算機的功能，實現人機對話及數據處理。

1.組成原理
    CT500T條粗條干儀由檢測分機、主處理機（包括顯示器、鍵盤、鼠標）、打印機及成套附件組成。整機工作原理框圖見圖1。
    試樣以一定的速度受羅拉牽引通過檢測槽，將其單位長度的質量（線密度）的變化轉化為相應的電信號，經放大后，送到信號調理板進行均值調整，然后進入數據采集卡進行高速采樣。
    在主處理機內部插有一塊信號處理板，通過ISA總線方式連接。信號處理板上包括信號調理、高速采樣、與主機數據傳送接口、系統定時等功能。信號調理部分采用89C51單片機子系統，控制A/D轉換器、D/A轉換器構成回路完成自動調零和自動調整均值的功能；高速采樣部分采用高速A/D轉換器（ADS774芯片）,受主機控制啟停，定時器（選用8253芯片）控制轉換，對調理后的信號分別經過帶寬為300Hz（波譜）與6.4kHz（CV值等）的模擬低通濾波器后進入高速A/D轉換器；轉換完成后，由狀態位控制FIFO（先進先出）存儲器（IDT72240）自動將數據存入，FIFO存儲器與主機之間的數據傳送采用向主機發中斷的方式進行。主機讀取數據后，存儲數據并由CV實時處理軟件處理及顯示，為了節省時間，這些實時處理軟件中嵌套匯編語言。每次測試結束后，由波譜處理軟件、頻率分布圖處理軟件等進行非實時處理，得出波譜圖、頻率分布圖等指標并顯示、打印或存盤。
    顯示器采用高分辨率17寸液晶顯示器。
    打印機采用24針打印機，可打印各種測試數據和圖形。
    主處理機選用新型工業控制計算機。

2.檢測方式
　　檢測頭是CT500T條粗條干儀的一個關鍵組成部分，用來測量條子和粗紗,其功能是將通過測量電橋電容器極板間單位長度的棉條或粗紗的質量變異轉換為電信號，經放大后送到主處理機的信號調理板進行預處理。
    條干儀檢測頭是電容式的傳感器，它由兩平行板電容器和高頻電感線圈構成的電橋、振蕩源、乘法器、低通濾波器組成，平行板電容器由振蕩源通過高頻電感線圈供電。
    電容式傳感器是將被測量的紗條變化轉換成電容量變化的一種傳感器，在不考慮邊界效應時，平行板電容器的電容量為
    C = ε S / d= ε0εr S / d
式中： ε——極板間的介電常數
       εr——介質的相對介電常數
       ε0——真空的介電常數
        S——兩平行極板的有效覆蓋面積
        d——兩平行極板間的距離
　　如果平行極板間有紗條通過，其介質的相對介電常數就發生變化，也就是說電容量發生了變化，電容量的每一細小變化都反映出了紗條不勻的變化，由于電容量變化是微小的，后面還需乘法器處理，對于多數被測信號來說，都是有符號（或方向）變化的，所以需要用乘法器中的相敏檢波電路把調制波的振幅和相位變化同時解調出來。圖2為調幅和相敏解調電路的原理框圖，其中虛線框內為相敏檢波器的原理框圖。
    輸出電壓u的大小，也正是檢測頭輸出的靈敏度。檢測頭由三塊平行板組成兩個測量槽，其紗條測量范圍：160tex～12ktex。

3.傳動方式
    選用進口步進電機，兩相步進電機驅動器，89C51控制脈沖頻率，羅拉與步進電機的速比設計為1：1.8 ，步進電機齒輪齒數與羅拉齒輪齒數比為20：36 ，兩齒輪用皮帶聯接，電機需要采取足夠好的減震措施。在CT500T條粗條干儀中設計的線速度有三檔：50m/min，25m/min，8m/min。

4.信號處理模式
    信號處理包括四個重要環節：零點調整、均值調整、極性歸一、數據采集。
4.1零點調整
　　零點的概念是指平行板電容器間無材料時檢測頭輸出的零電壓，可能是正電壓，也可能是負電壓，已出廠的機器允許零點電壓在±500mV范圍內，當然值越小越好。但是實際調整的范圍約在±1.5V范圍內，這是為了避免檢測頭輸出零點電壓在1V左右時就不能使用的情況，如果檢測頭輸出零點電壓的絕對值大于1.5V，將拒絕零點的調整，此時就需要對檢測頭進行維護。
    調整精度可達到±2.44mV范圍內，足以滿足儀器的使用要求。
4.2 均值調整
    均值調整是指電路中信號增益（信號的平均值）的設定，這個功能塊由程控放大器、模數轉換器A/D、單片機組成。首先設置程控放大器的輸出與輸入比為1：1，再由單片機通過A/D采集程控放大器輸出并計算，在CT500T條粗條干儀中設定為3V。均值調整方法為：
　　①首先置成1：1比例放大器（每次在上電初始化時完成）。
    ②取樣數為十個點平均（取平均值）。
    ③放大系數的計算：3V/V0 =XX.XX 。
    ④置放大系數的整數倍（XX.）。
    ⑤置放大系數的小數倍（.XX）。
    ⑥取樣放大后的十個數據平均。
    ⑦若V0不等于3V（即V0不在2.95V～5V范圍內）。
    ⑧則用小數倍數（.XX）加1或減1來調整。
    ⑨直到滿足為止（⑥到⑨為細調，可重復執行）。
    假定信號為1V，則能夠反映的最小倍數為1V/28=3.9mV。
    假定信號為10V，則能夠反映的最大倍數為10V/28=39mV。
    ⑩輸出與輸入的關系：
    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