《傳感器課程設(shè)計》PPT課件.ppt

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傳感器原理及應(yīng)用課程設(shè)計 一 課程設(shè)計目的課程設(shè)計的目的主要是通過設(shè)計環(huán)節(jié)的實際訓(xùn)練 加深學(xué)生對該課程基礎(chǔ)知識和基本理論的理解和掌握 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力 使之在理論分析 設(shè)計 計算 制圖 運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 查閱設(shè)計手冊與資料以及計算機(jī)應(yīng)用能力等方面得到初步訓(xùn)練 促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度 二 課程設(shè)計任務(wù)題目 基于電阻應(yīng)變片的 傳感器設(shè)計初始條件 采用電阻應(yīng)變片設(shè)計測量力 壓力 加速度 位移等物理量的傳感器 要求根據(jù)被測變量及其量程范圍 設(shè)計彈性元件的結(jié)構(gòu)形式 合理選擇應(yīng)變片的型號 數(shù)量 粘貼方式 并完成相關(guān)測試電路的設(shè)計 金屬電阻應(yīng)變片 被測量 彈性敏感元件 應(yīng)變 應(yīng)力 撓度y 測量電橋 電阻應(yīng)變式傳感器組成原理框圖 電阻變化 R 電源 可用電量U I f 處理顯示 三 設(shè)計步驟 1 根據(jù)任務(wù)書要求 進(jìn)行方案選擇 設(shè)計總原則 靈敏度設(shè)計 強(qiáng)度校核 應(yīng)變式力 稱重傳感器應(yīng)變式壓力 即壓強(qiáng) 傳感器應(yīng)變式加速度傳感器應(yīng)變式位移傳感器應(yīng)變式力矩傳感器 為貫徹學(xué)校課程設(shè)計一班多題的要求 已擬定35個方案 每題1人 請各班學(xué)委負(fù)責(zé)分配 1 輪輻式 剪切力 具體要求見資料1 2 2 雙孔平行梁式 彎曲力 具體要求見資料 3 4 5 3 單孔剪切梁 剪切力 具體要求見資料 6 7 4 S型彎曲或剪切 具體要求見資料 8 9 10 11 12 5 組合梁 彎曲式 具體要求見資料 13 6 柱 筒式 正應(yīng)力 具體要求見資料 14 15 荷重式拉壓式 7 軸銷式荷重 剪切力 是測量軸承 滑輪等構(gòu)件的徑向載荷或鋼絲繩張力的專用傳感器 它可以代替滑輪銷軸安裝在結(jié)構(gòu)中作徑向力測量 具體要求見資料 16 8 旁壓張力傳感器 橋式 剪切力 用于測量鋼絲繩的張力 鋼絲繩通過U形螺栓固定在傳感器上 當(dāng)鋼絲繩受拉力時 力通過導(dǎo)向輪作用在傳感器上 具體要求見資料 17 9 橋式 剪切力 雙剪切梁式傳感器 綜合精度高 用于汽車衡 天車秤等 具體要求見資料 18 19 20 10 板環(huán)式傳感器 具體要求見資料 21 22 F F 12 靜態(tài)扭矩傳感器 具體要求見資料 25 26 27 11 輪輻 圓板 式稱重測力傳感器 具體要求見資料 23 24 13 壓力 壓強(qiáng) 傳感器 結(jié)構(gòu)示意圖見 28 29 30 31 32 設(shè)計參閱 傳感器技術(shù)手冊 主編 袁希光國防工業(yè)出版社1986年 14 位移傳感器 結(jié)構(gòu)示意圖見 33 34 設(shè)計參閱 傳感器技術(shù)手冊 等書籍 15 加速度傳感器 結(jié)構(gòu)示意圖見 35 設(shè)計參閱 傳感器技術(shù)手冊 等書籍 3 設(shè)計與計算 首先由確定的彈性元件計算作用力于某點時此處的應(yīng)力大小并與材料的允許應(yīng)力進(jìn)行比較 選擇合理的布片位置 其點盡可能為 max點處 據(jù)彈性元件材料的許用彎曲應(yīng)力 和許用剪切應(yīng)力 取安全系數(shù)值 驗證抗彎和抗剪強(qiáng)度重新取整尺寸 2 材料的選擇 2 彈性元件的設(shè)計與計算 1 結(jié)構(gòu)的選擇 確定貼片處 彈性元件的附件選取 注意問題 形狀簡單的梁 在單向應(yīng)力 零至最大的循環(huán) 下工作 為了保證107次以上的壽命 許用應(yīng)力 應(yīng)取彈性極限的2 3以下 形狀復(fù)雜的彈性元件 如膜盒 波紋管等 在多變應(yīng)力下工作 為了減小滯后 許用應(yīng)力至多只能取彈性極限的1 3左右 對于長期受載和測量用的彈簧 也應(yīng)取較低的許用應(yīng)力 如取彈性極限的1 5 承受靜載荷的彈性元件 許用應(yīng)力可以允許接近彈性極限 3 應(yīng)變片的選擇計算 1 選取R值 2 選材 線膨脹系數(shù) t 電阻溫度系數(shù) t 機(jī)械性能等確定 3 據(jù)使用場合 范圍選形式 4 據(jù)使用場合 范圍選基底 引線材料和粘合劑 5 應(yīng)變片的主要參數(shù) 尺寸選擇 4 外型 外觀 設(shè)計外殼 固定 輸入輸出等 注意裝配關(guān)系表達(dá)清楚 標(biāo)注裝配尺寸 外觀尺寸 材料等 5 測量電路的設(shè)計與計算 1 橋路的設(shè)計計算 注意 供橋電壓的選擇應(yīng)考慮 應(yīng)變片的面積 應(yīng)變片的電阻 傳感器的散熱能力 環(huán)境溫度 應(yīng)變片的類型 傳感器 測試對象 的材料等 對全橋 2 放大電路的設(shè)計與參數(shù)計算 3 其它相關(guān)電路 如檢波 濾波 電源等 的設(shè)計與參數(shù)計算 Rg 應(yīng)變片電阻 Fg 敏感柵面積 PG 敏感柵上的功率密度 可取PG 1 6 3 1 10 3W mm2 8 附圖電路原理圖 4號圖紙 機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制機(jī)械裝配圖 3號圖紙 彈性元件圖 4號圖紙 各一張 四 時間安排 五 參考書傳感器技術(shù)手冊主編 袁希光國防工業(yè)出版社1986年 機(jī)電學(xué)院4樓圖書室 應(yīng)變電測與傳感技術(shù)主編 鄭秀瑗 國防工業(yè)出版社1985年電阻應(yīng)變式傳感器陶寶琪主編機(jī)械工業(yè)出版社1993年電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用技術(shù)王云章主編機(jī)械工業(yè)出版社1991年傳感器設(shè)計基礎(chǔ) 課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指南單成祥等國防工業(yè)出版社 2007年注 書籍可在學(xué)校網(wǎng)站 數(shù)字圖書館 的 超星電子圖書 下載 六 指導(dǎo)教師及分組測控1101 韓雪 趙燕測控1102 趙燕 余先濤測控1103 余先濤 周曉測控1104 周曉 戴蓉測控zy1101 戴蓉 韓雪 七 教室及答疑安排答疑時間 17 18周周一 五上午9 00 10 30地點 機(jī)電大樓六樓測控系1 5班的負(fù)責(zé)教師按順序值班答疑 學(xué)生有設(shè)計問題也可電話聯(lián)系各班的負(fù)責(zé)教師 八 課設(shè)提交注意事項 1 課程設(shè)計文件袋 封面統(tǒng)一領(lǐng)取 購買 文件袋題目寫 傳感器原理及應(yīng)用課程設(shè)計 基于電阻應(yīng)變片的 傳感器設(shè)計 設(shè)計說明書封面題目寫 基于電阻應(yīng)變片的 傳感器設(shè)計 2 說明書裝訂順序 1 本科生課程設(shè)計成績評定表 打印 2 任務(wù)書 打印 3 說明書目錄 正文 參考文獻(xiàn) 附錄 圖紙放文件袋里 說明書書寫格式見文件 課程設(shè)計說明書統(tǒng)一書寫格式 3 設(shè)計說明書手寫或打印均可 再次強(qiáng)調(diào)內(nèi)容不要抄書本 寫出自己的設(shè)計思路 分析計算過程 4 繪圖格式正確 整潔 可以計算機(jī)繪圖 5 凡設(shè)計說明書雷同者一律不及格 6 鼓勵用ANSYS等軟件對彈性元件進(jìn)行力學(xué)分析 對設(shè)計電路進(jìn)行仿真 7 預(yù)定18周星期五上午8 30交設(shè)計資料并接受指導(dǎo)老師質(zhì)疑 具體提交時間由各班負(fù)責(zé)老師確定