传感器设计与实践课程设计-应变式荷重传感器及电路转换设计.docVIP

课 程 设 计 课程名称 传感器设计与实践 题目名称 应变式荷重传感器及电路转换设计 学生学院 信息工程学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 20010年月日 N； 称量精度：±1 % 3、要求设计说明书字数不少于5000字。 三、课程设计应完成的工作 1、了解荷重测量的一般方法，制定利用应变式传感器测量重物的方案； 2、进行必要的理论分析与计算，确定传感器基本尺寸； 3、应变式荷重传感器结构设计；绘制传感器装配图和部分零件图； 4、传感器转换电路的设计和仿真调试； 5、编制设计说明书。 四、课程设计进程安排 序号 设计各阶段内容 答疑地点 起止日期 1 布置设计任务。学生查找相关资料 教3-112 6月21日 2 选定传感器型式和结构方案；进行相关理论分析与计算；确定传感器主要结构尺寸 工学1#-107 6月21~23日 3 传感器主要结构设计，装配图、零件图的设计 工学1#-107 6月25~26日 4 根据所设计的传感器结构，设计转换电路 宿舍 6月27日 5 传感器测量转换电路仿真调试 宿舍 6月28日 6 传感器制作工艺研究 工学1#-107 6月29日 7 撰写设计说明书 宿舍 6月30日 8 分组答辩 工学1#-107 7月1日 五、应收集的资料及主要参考文献 1、李科杰．新编传感器技术手册（M）．国防工业出版社，2002年 2、强锡富．传感器（第3版）（M）．机械工业出版社，2001年 3、丁镇生．传感器及传感技术应用（）．电子工业出版社，1999年 4、黄继昌．传感器工作原理及应用实例（）．人民邮电出版社，1998年 5、陈尔绍．传感器实用装置制作集锦（）．人民邮电出版社，2000年 6、黄贤武．传感器实际应用电路设计（）．电子科技大1997年 发出任务书日期：2010年6月21日 指导教师签名： （骆德汉、黎勉） （陈益民、查晓春） 计划完成日期： 2009年7 月2日 基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 目录 1.压力测量的一般方法的比较与选定 3 1.1压阻式传感器 4 1.2压电式传感器 5 1.3电容式传感器 6 1.4应变式传感器 7 1.5电感式压力传感器 9 2.方案制定 11 2.1轮辐式传感器 11 2.2梁式传感器 12 2.3环式传感器 13 2.4柱式传感器 14 3.弹性元件 17 3.1弹性元件的材料 17 3.1.1弹性元件的要求 17 3.2弹性元件的选择 18 3.2.1常见的弹性元件 18 3.2.2硬化不锈钢材料介绍 18_Toc205028166 3.3弹性元件的分析和计算 19 3.3.1弹性元件的参数计算 19 3.3.2截面积的计算 20 3.3.3柱高h及其他尺寸的确定 21 4.电阻应变片的选择 22 4.1电阻应变片类型的选择 22 4.2应变计的材料 22 4.2.1应变计敏感栅的材料 22 4.3应变计主要参数的确定 24 4.3.1几何尺寸 24 4.3.2金属箔式应变片 25 4.3.3基于弹性体结构和测量要求选用应变片的参数： 25 5.外壳尺寸确定 26 6测量电路原理分析及设计 27 6.1电阻应变式传感器测量电路的各组成电路： 27 6.1.1电桥电路： 27 6.1.2调零电路： 27 6.1.3手动调幅可调电路: 28 6.2用Multisim实现的转换电路图： 29 6.3参数选定： 29 6.4关键点理论值与ＥＷＢ模拟值的计算 30 6.5　用MATLAB实现的F―V曲线对比 31 7.总结与致谢 33 8.主要参考文献 34 9.附录 34 1.压力测量的一般方法的比较与选定 压力传感器应用广泛、影响面宽，不只可以测量力和压力，也可用于测量负荷、加速度、扭矩、位移、流量等其他物理量，它们都与机械应力有关，所以把这类传感器称为力学量传感器。传统的测量力的方法是利用弹性元件的形变和位移来表示的，其特点是成本低、不需要电源，但体积大、笨重、输出为非电量。普遍应用的有压阻式、压电式、电容式、电阻式、电感式等等。近几年又发展了微波传感器、超声波传感器、生物传感器、视觉传感器、光纤式传感器等传感器。以下分别介绍一般常用的传感器。 放大输出型 标定级 饼型 ? ? ? 微型 超小型 罐筒型 ? ? ? 同轴嵌入型 圆环柱型 条型 ? ? ? Z型 S型 汽车工业用 表1.1荷重传感器主要类型 1.1压阻式传感器 固体受到作用力后，电阻率就要发生变化，这种效应称为