按关键词阅读: 课程设计 传感器 称重
如有差距调节可调节最后的可调变阻器(按照设计方法做) , 直至较高的的精确性 。
3.3设计原理分析1.称重传感器设计原理本课程设计选用的是标准商用双孔悬臂梁式称重传感器 , 四个特性相同的应变片贴在如图(1)所示位 。
7、置 , 弹性体的结构决定了R1 和R3、R2 和R4 的受力方向分别相同 , 因此将它们串接就形成差动电桥 。
当弹性体受力时 , 根据电桥的加减特性其输出电压为:=4(图1)设计双孔悬臂梁称重传感器应用到的原理:(1)电阻应变片 电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上 , 即成为一片应变片 。
他的一个重要参数是灵敏系数K 。
我们来介绍一下它的意义 。
设有一个金属电阻丝 , 其长度为L , 横截面是半径为r的圆形 , 其面积记作S , 其电阻率记作 , 这种材料的泊松系数是 。
当这根电阻丝未受外力作用时 , 它的电阻值为R: R=L/S() (1-1)当他的两端受F力作用时 , 将会伸长 , 也就是说产生变形 。
设其伸长L , 其横截 。
8、面积则缩小 , 即它的截面圆半径减少r 。
此外 , 还可用实验证明 , 此金属电阻丝在变形后 , 电阻率也会有所改变 , 记作 。
对式(1-1)求全微分 , 即求出电阻丝伸长后 , 他的电阻值改变了多少 。
我们有: R=L/S+L/SSL/S (1-2) 由式(1-1)去除式(1-2)得到 R/R=+L/LS/S (1-3) 另外 , 我们知道导线的横截面积S= , 则s=2r*r , 所以 S/S=2r/r (1-4) 从材料力学我们知道 r/r=-L/L (1-5) 其中 , 负号表示伸长时 , 半径方向是缩小的 。
是表示材料横向效应泊松系数 。
把式(1-4)(1-5)代入(1-3) , 有 R/R=/+L/L+2L/L =(1+2(/)/(L/L 。
9、)*L/L =K*L/L (1-6) 其中 K=1+2+(/)/(L/L) (1-7) 式(1-6)说明了电阻应变片的电阻变化率(电阻相对变化)和电阻丝伸长率(长度相对变化)之间的关系 。
需要说明的是:灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数 , 它和应变片的形状、尺寸大小无关 , 不同的材料的K值一般在1.73.6之间;其次K值没有量纲 。
在材料力学中L/L称作为应变 , 记作 , 用它来表示弹性往往显得太大 , 很不方便 。
常常把它的百万分之一作为单位 , 记作 。
这样 , 式(1-6)常写作: R/R=K (1-8) (2)弹性体 弹性体是一个有特殊形状的结构件 。
它的功能有两个 , 首先是它承受称重传 。
10、感器所受的外力 , 对外力产生反作用力 , 达到相对静平衡;其次 , 它要产生一个高品质的应变场(区) , 使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变枣电信号的转换任务 。
以托利多公司的SB系列称重传感器的弹性体为例 , 来介绍一下其中的应力分布 。
设有一带有肓孔的长方体悬臂梁 。
肓孔底部中心是承受纯剪应力 , 但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力 。
主应力方向一为拉神 , 一为压缩 , 若把应变片贴在这里 , 则应变片上半部将受拉伸而阻值增加 , 而应变片的下半部将受压缩 , 阻值减少 。
下面列出肓孔底部中心点的应变表达式 , 而不再推导 。
=(3Q(1+)/2Eb)*(B(H2-h2)+bh2)/(B(H3-h3)+bh3)(1-9) 其中 。
11、:Q-截面上的剪力;E-扬氏模量:泊松系数;B、b、H、h为梁的几何尺寸 。
需要说明的是 , 上面分析的应力状态均是“局部”情况 , 而应变片实际感受的是“平均”状态 。
2 . 集成运算放大器集成运算放大器简称集成运放 , 是具有高放大倍数的集成电路 。
它的内部是直接耦合的多级放大器 , 整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部分 。
输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰;中间级一般采用共发射极电路 , 以获得足够高的电压增益;输出级一般采用互补对称功放电路 , 以输出足够大的电压和电流 , 其输出电阻小 , 负载能力强 。
集成运放的主要参数是:(1)最大差模输入电压Vidmax指运放两输入端所允许加的最大差模电压值 , 超过该 。
12、值 , 运放输入极差分对管将被反向击穿 , 使运放的性能变差 , 甚至损坏 。
(2)最大共模输入电压Vicmax指运放所能承受的最大共模电压 , 若超过该值 , 共模抑制能力明显下降 。
通常定义为 , 在标准电源电压下 , 将运放接成电压跟随器 , 使其输出电压产生1%粉碎误差的输入电压 。
(3)输入失调电压VIo为使集成运放的输出直流电压为零 , 两输入端之间的不成电压 。
稿源:(未知)
【傻大方】网址:/a/2021/0813/0023654308.html
标题:传感器|传感器课程设计称重传感器( 二 )