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应变式加速度传感器设计——大三暑期传感器原理实习报告(西南交大 机械制造及自动化 张其美 19990780)1、 设计任务及技术指标应变式加速度传感器的结构设计、特性曲线绘制等。 测量范围:20g;精度:1%;尺寸:不大于 ;频响:0.1~100HZ;重量:不大于20g;共桥电压:5V~24V(DC)。2、 结构设计(1) 采用等强度梁结构;(2) 材料选择及尺寸确定;a、 壳体及质量块选用碳钢弹性模量: (与疲劳破坏有关)泊松比: b、 弹性元件(梁)选用铍青铜(或硅梁)弹性模量: 密度: 抗拉强度: c、许用应力: ( 简单梁)取 (3) 设计计算; 设计原则:a、 在最小载荷F和相应的最大绕度 或位移 为已知时,可先根据结构要求确定长度 ,然后在计算 和 。b、 设计时先保证有足够的灵敏度,然后在尽可能提高 (固有频率)c、 质量块相对于基座的位移可按下列原则确定:当 时, ,其中a为被测加速度。 设计步骤:A、先估计 ,忽略 ,确定 。 取 ,则 B、估计 和 取 C、确定 D、求 则 ,E、计算参数;取 , 1、梁根部应变:3、 静态灵敏度:(与应变片布置有关)双臂工作时,4、 动态灵敏度: 5、 梁自由端的静绕度: 6、梁自由端的动绕度: 7、传感器的固有频率: 8、可测最大加速度: (4)幅频特性计算:要求绘制幅频曲线a、 刚度: b、 质量 ;c、 阻尼比: , 取0.6~0.7内。d、 有阻尼固有频率: e、 幅频曲线:f、 相频曲线: (五)应变片的选择:1、 应变片的选择:选用小型硅应变片,参考规格:额定电阻:120 ;灵敏度系数: ;尺寸: ;最大工作电流: 。2、 电桥输出灵敏度:(1)电桥的结构;等臂、差动。A、 单臂: B、 双臂差动: C、 四臂差动:: |