應變式加速度傳感器設計
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大三暑期傳感器原理
實習報告 (西南交大機械製造及自動化張其美19990780)
1、設計任務及技術指標
應變式加速度傳感器的
結構設計、特性曲線繪製等。
測量範圍:20g;
精度:1%;
尺寸:不大於;
頻響:0.1~100hz;
重量:不大於20g;
共橋電壓:5v~24v(dc)。
2、結構設計
(1)採用等強度樑結構;
(2)材料選擇及尺寸確定;
a、殼體及質量塊選用碳鋼
彈性模量:(與疲勞破壞有關)
泊松比:
b、彈性元件(樑)選用鈹青銅(或硅樑)
彈性模量:
密度:
抗拉強度:
c、許用應力:(簡單樑)取
(3)設計計算;
設計原則:
a、在最小載荷f和相應的最大繞度或位移爲已知時,可先根據結構要求確定長度,然後在計算和。
b、設計時先保證有足夠的靈敏度,然後在儘可能提高(固有頻率)
c、質量塊相對於基座的位移可按下列原則確定:
當時,,其中a爲被測加速度。
設計步驟:
a、先估計,忽略,確定。
取,則
b、估計和
取
c、確定
d、求
則,
e、計算參數;
取,
1、樑根部應變:
3、靜態靈敏度:(與應變片佈置有關)雙臂工作時,
4、動態靈敏度:
5、樑
自由端的靜繞度:
6、樑自由端的動繞度:
7、傳感器的固有頻率:
8、可測最大加速度:
(4)幅頻特性計算:要求繪製幅頻曲線
a、剛度:
b、質量;
c、阻尼比:,取0.6~0.7內。
d、有阻尼固有頻率:
e、幅頻曲線:
f、相頻曲線:
(五)應變片的選擇:
1、應變片的選擇:選用小型硅應變片,參考規格:額定電阻:120;
靈敏度係數:;
尺寸:;
最大工作電流:。
2、電橋輸出靈敏度:(1)電橋的結構;
等臂、差動。
a、單臂:
b、雙臂差動:
c、四臂差動::