大三暑期传感器原理实习报告-应变式加速度传感器设计

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：：

 

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