基于电阻应变片的称重传感器设计毕业设计说明书文档格式.docx
- 文档编号:14335641
- 上传时间:2022-10-22
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:858.67KB
基于电阻应变片的称重传感器设计毕业设计说明书文档格式.docx
《基于电阻应变片的称重传感器设计毕业设计说明书文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于电阻应变片的称重传感器设计毕业设计说明书文档格式.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;
学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;
学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;
在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
导师签名:
日期:
摘要
随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量,特别是随着微处理机的出现,工业生产过程自动化程度化的不断提高,称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。
目前,称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。
本文设计了一个电阻应变式的称重传感器。
电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理:
弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程。
本设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变,从而利用力,受力面积及应变之间的关系来确定力的大小,进而求得产生作用力的物体的质量。
应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。
关键词:
称重传感器,弹性体,电阻应变片
Basedonthedesignofresistancestraingaugeloadcell
Abstract
Withtheprogressoftechnology,electronicweighingapparatusmadebytheweighingsensoriswidelyusedinallwalksoflife,torealizetherapidandaccurateformaterialweighing,especiallywiththeemergenceofmicroprocessor,theconstantimprovementoftheindustrialproductionprocessautomation,weighingsensorhasbecomeanecessarydeviceintheprocesscontrol.Atpresent,applytoalmostallweighingweighingsensors.
Inthispaper,thedesignofaresistancestraintypeweighingsensor.Resistancestraintypeweighingsensorisbasedontheprinciplethatelastomer(elasticelement,sensitivebeam)elasticdeformationundertheactionofexternalforce,theresistancestraingaugeonthesurfaceofthepasteinhis(cell)alsoalongwiththedeformationanddeformationresistancestraingauge,itsvaluewillchange(increase/decrease),andthenthroughthecorrespondingmeasurementcircuitconverttheresistancetoelectricalsignals(voltageorcurrent),soastocompletetheprocessofexternalforcetransformintoelectricalsignals.Thedesignoftheweighingsensoristhechangeofresistancestraingaugeisusedtodeterminethesmallstrainofelasticelement,soastouseforce,stressandstraintherelationshipbetweentheareatodeterminethesizeoftheforce,thentheforceofthemassofthebody.Thechangeoftheresistancestraingaugecanbeobtainedthroughthesubsequentprocessingcircuit.
Keywords:
Weighingsensors,elastomer,resistancestraingauge
1绪论
1.1课题研究的背景
现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理技术,也就是传感技术、通信技术和计算机技术,它们分别构成了信息技术系统的“感官”、“神经”、“大脑”。
如果没有“感官”感受信息,或者“感官”迟钝,都难以形成高精度、高反应速度的控制系统。
可见传感器技术是一种和其他多种现代科学技术密切相关的尖端技术。
应变式力传感器用作静态、动态条件下测力或称重,在我国工业生产过程检测与控制、自动计量等领域已大量应用。
随着技术进步以及用现代电子信息技术改造传统产业的深入,其需求量日趋增加。
传感器是测量装置和控制系统的首要环节。
如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量,那么,无论是信号转换或信息处理,或者最佳数据的显示和控制,都将成为一句空话。
可以说,没有精确可靠的传感器,就没有精确可靠的自动检测和控制系统。
现代电子技术和电子计算机为信息转换与处理提供了极其完善的手段,使检测与控制技术发展到崭新阶段。
但是如果没有各种精确可靠的传感器去检测各种原始数据并提供真实的信息,那么,电子计算机也无法发挥其应有的作用。
1.2国内外发展动态
当今时代,传感器技术已形成为电子工业基础产品的一个独立门类,是信息社会的重要技术基础。
随着科学技术的发展,传感器产品应用范围的不断扩大,在现代科学技术、国民经济、人民生活中都占有重要地位,为此世界各国都给予了高度重视。
我国的863计划和科技攻关计划也把传感器的研究与开发放在重要地位。
据有关资料介绍,在世界范围内传感器的计量逐年上升,世界市场传感器销售额1985年为50亿美元,1990年增加到155亿美元,如今已突破200亿美元,年平均增长率为8%,品种已超过二万种。
其中,工业自动控制、交通运输、冶金行业市场的份额占35%以上。
电阻应变片式传感器是现代传感器技术的重要组成部分,它利用当电阻应变计安装在弹性体上时,在外载荷作用下,弹性体的变形与其引起电阻应变计的电阻变化之间呈线性关系的原理,制成测量各种物理量的传感器,这种传感器,习惯称为电阻应变式传感器或是应变计式传感器(Staingagetransducer)[1]。
传感器技术所涉及的知识非常广泛,渗透到各个学科领域。
但是它们的共性是利用物理定律和物质的物理特性,将非电量转换成电量。
所以如何采用新技术、新工艺、新材料以及探索新理论,以达到高质量的转换效能,是总的发展途径。
由于科学技术迅猛发展,工艺过程自动化程度越来越高,因此对测控系统的精度提出更高的要求。
近年来,微型计算机组成的测控系统已经在许多领域得到应用,而传感器作为微型机的接口必须解决相容技术,根据这些时代特点,传感器将向以下几个方面发展:
为了提高测控精度,必须使传感器的精度尽可能提高,例如对于火箭发动机燃烧室的压力测量,希望测量精度的功能优于0.1%,对超精度加工“在线”检测精度高于0.1mm,因此需要研制出高精度的传感器,以满足测量的需求。
目前我国以研制出精度优于0.05%传感器。
2传感器的相关知识
2.1传感器概念
我们国家标准(GB665-87)是这样定义传感器(transducer/sensor)的:
“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可以输出信号的器件或装置”。
我们的理解是:
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
这一定义包含了以下几方面的意思:
(1)传感器是测量装置,能完成检测任务;
(2)它的输入量是某一被测量,可能是物理量,也可能是化学量、生物量等;
(3)他的输出量是某种物理量,这种量要便于传输、转换、处理和显示等,这种量可以是气、光、电物理量,但主要是电物理量;
(4)输入输出有对应关系,且应有一定的精确程度。
我们可以对传感器作字面上的解释:
传感器的功能是一感二传,即感受被测信息并传送出去[2]。
2.2传感器的工作原理
电阻应变式传感器由弹性敏感元件与电阻应变片构成。
弹性敏感元件在感受被测量时将产生变形,其表面产生应变。
而粘贴在弹性敏感元件表面的电阻应变片将随着弹性敏感元件产生应变,因此电阻应变片的电阻值也产生相应的变化。
这样,通过测量电阻应变片的电阻值变化,就可以确定被测量量的大小了。
弹性敏感元件的作用就是传感器组成中的敏感元件,要根据被测参数来设计或选择它的结构形式。
电阻应变片的作用就是传感器中的转换元件,是电阻应变片传感器的核心元件。
那么现在举几个简单的例子来说明传感器的原理,如图2.1、2.2所示。
图2.1柱式力传感器原理图
图2.2梁式力传感器原理图
上面两个例子简单说明了传感器的工作原理,其中图2.1是柱式力传感器原理图。
当圆柱里的应变片受力变形时,、会随力增加而缩短,同时,外面的电阻会受应力而拉伸。
在弹性范围内,应力与应变成正比关系:
(2.1)
式中:
—作用在弹性元件上的集中力;
—圆柱的横截面积。
这个公式说明应力的变化和圆柱体受力的大小和圆柱的横截面积
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 电阻 应变 称重 传感器 设计 毕业设计 说明书