圓板輪輻式課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論…………………………………………………………………………………1</p><p>　　CZL-204稱重測(cè)力傳感器相關(guān)介紹………………………………………………2</p><p>　　2.1 電阻應(yīng)變式傳感器的相關(guān)介紹………………………………………………2</p>

2、<p>　　2.2 稱重傳感器的原理分析及相關(guān)計(jì)算…………………………………………3</p><p>　　2.2.1 結(jié)構(gòu)與原理特點(diǎn) …………………………………………………………3</p><p>　　2.2.2 受力分析與理論計(jì)算……………………………………………………4</p><p>　　彈性元件的計(jì)算與選擇………………………………………………………

3、……5</p><p>　　3.1彈性元件的要求………………………………………………………………5</p><p>　　3.2 彈性元件的尺寸計(jì)算…………………………………………………………5</p><p>　　應(yīng)變片的選用及計(jì)算………………………………………………………………5</p><p>　　4.1 應(yīng)變片材料類型的選擇………………

4、………………………………………5</p><p>　　4.2 敏感柵材料及參數(shù)的選擇……………………………………………………6</p><p>　　4.3 應(yīng)變片基底材料選擇…………………………………………………………6</p><p>　　4.4 粘接劑材料選擇………………………………………………………………7</p><p>　　4.5

5、引線材料選擇…………………………………………………………………7</p><p>　　4.6 應(yīng)變片尺寸設(shè)計(jì)及阻值選擇…………………………………………………7</p><p>　　4.7 應(yīng)變片的貼片方式……………………………………………………………7</p><p>　　外形設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………8</p>&l

6、t;p>　　轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………8</p><p>　　6.1 全橋放大電路………………………………………………………………8</p><p>　　6.2 放大電路的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………10</p><p>　　6.3相敏檢波電路……………………………………………………………11</

7、p><p>　　6.4濾波電路…………………………………………………………………12</p><p>　　6.5電路總圖……………………………………………………………………13</p><p>　　誤差來(lái)源與精度分析……………………………………………………………14小結(jié)體會(huì)…………………………………………………………………………15</p><p&g

8、t;　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………15</p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求</p><p>　　正確選取電阻應(yīng)變片的型號(hào)、數(shù)量、粘貼方式并連接成電橋；</p><p>　　選取適當(dāng)形式的彈性元件，完成其機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇和受力

9、分析，并根據(jù)測(cè)試極限范圍進(jìn)行強(qiáng)度校核；</p><p>　　完成傳感器的外觀與裝配設(shè)計(jì)；</p><p>　　完成應(yīng)變電橋輸出信號(hào)的后續(xù)電路的設(shè)計(jì)和相關(guān)電路參數(shù)計(jì)算，繪制電路原理圖；</p><p>　　按學(xué)校課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫規(guī)范提交一份課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（5000字左右）；</p><p>　　按機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制彈性元件圖,機(jī)械裝配圖各一張；

10、</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)的目的意義及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)主要是針對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器，電阻應(yīng)變式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理很簡(jiǎn)單。電阻應(yīng)變式式傳感器由彈性敏感元件與電阻應(yīng)變片構(gòu)成。彈性元件在感受被測(cè)量時(shí)將產(chǎn)生變形，其表面產(chǎn)生應(yīng)變。而粘貼在敏感元件表面的電阻應(yīng)變片將隨著彈性敏感元件產(chǎn)生變形，因此電阻應(yīng)變片的電阻值也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。這樣，測(cè)量電阻應(yīng)變片的電阻值變化就可以

11、確定被測(cè)量的大小了。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為輪輻（圓板）式稱重傳感器，具有精度高、性能可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、互換性好等優(yōu)點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于汽車衡、動(dòng)態(tài)軌道衡、料斗稱等領(lǐng)域。</p><p>　　2.CZL-204稱重測(cè)力傳感器相關(guān)介紹</p><p>　　2.1電阻應(yīng)變式傳感器的相關(guān)介紹</p><p>　　電阻應(yīng)變式傳感器具有悠久的歷史。將電

12、阻應(yīng)變片粘貼到各種彈性敏感元件上，可構(gòu)成測(cè)量位移、力、力矩、壓力等各種參數(shù)的電阻應(yīng)變式傳感。電阻應(yīng)變式傳感器具有以下很多優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，性能穩(wěn)定、可靠；</p><p>　　2、易于實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化合多點(diǎn)同步測(cè)量、遠(yuǎn)距離測(cè)量和遙測(cè)；</p><p>　　3、靈敏度高，測(cè)量速度快，適合靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量；</p><

13、;p>　　4、可以測(cè)量多種物理量。</p><p>　　傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2.2 稱重傳感器的原理分析及相關(guān)計(jì)算</p>

14、<p>　　2.2.1 結(jié)構(gòu)與原理特點(diǎn) </p><p>　　輪輻（圓板）式稱重傳感器的彈性體利用的是圓平板的彎曲應(yīng)力，屬?gòu)澢驼龖?yīng)力傳感器，下面4個(gè)螺孔與螺釘配合其固定作用，當(dāng)重力施加到上面圓板上，會(huì)壓縮圓板使之向下變形，空腔內(nèi)的應(yīng)變片將該微小的變形轉(zhuǎn)化為電阻的改變，然后電阻的改變經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，即可將受到的壓力轉(zhuǎn)化為電量輸出，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)重的目的，其主要特點(diǎn)是：結(jié)果簡(jiǎn)單緊湊，體積小，高度低；抗側(cè)向載

15、荷及偏心載荷能力較強(qiáng)；便于防護(hù)密封，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，集合外形為圓形，易于加工出很高的加工精度。</p><p>　　圖2.1 圖2.2</p><p>　　2.2.2 受力分析與理論計(jì)算</p><p>　　輪輻（圓板）式彈性體可視為圓板周邊固支，中心凸臺(tái)上作用一個(gè)集中載荷P的圓平板，其力學(xué)模型如圖一所示，為方便計(jì)算，以極坐標(biāo)原點(diǎn)為圓

16、心，以r為半徑，從圓板中取出一薄圓環(huán)，并把內(nèi)力和外載荷都看做是作用在圓板的中面上，其單元體及作用的內(nèi)力如圖二所示。取平衡條件</p><p>　　上述理論計(jì)算是在板的中面沒(méi)有變形，彎曲時(shí)仍保持中性；原中平面法線上各點(diǎn)，彎曲后仍在中曲面法線上；不考慮板的橫向應(yīng)力三個(gè)假設(shè)和無(wú)中心凸臺(tái)的等厚度板條件下得出的，為簡(jiǎn)化計(jì)算，其最大應(yīng)力為：</p><p>　　式中K和為對(duì)各種比值b/a和泊松比=0.

17、3計(jì)算所得的因子，具體系數(shù)見下表</p><p>　　3. 彈性元件的計(jì)算與選擇</p><p>　　彈性敏感元件在傳感器技術(shù)中占有極為重要的地位。在傳感器工作過(guò)程中，一般是由彈性敏感元件首先把各種形式的非電物理量變換成應(yīng)變量或位移量等，然后配合各種形式的轉(zhuǎn)換元件，把非電量轉(zhuǎn)換成電量。所以在傳感器中彈性元件是應(yīng)用最廣泛的元件。</p><p>　　3.1彈性元件的要

18、求</p><p>　　在設(shè)計(jì)傳感器以前，首先應(yīng)選擇好彈性元件材料。對(duì)彈性元件材料提出以下要求：</p><p>　?。?）強(qiáng)度高，彈性極限高；</p><p>　?。?）具有高的沖擊韌性和疲勞極限；</p><p>　?。?）彈性模量溫度系數(shù)小而穩(wěn)定；</p><p>　?。?）熱處理后應(yīng)有均勻穩(wěn)定的組織，且各向同性

19、；</p><p>　?。?）熱膨脹系數(shù)??；</p><p>　?。?）具有良好的機(jī)械加工和熱處理性能；</p><p>　?。?）具有高的抗氧化、抗腐蝕性能；</p><p>　?。?）彈性滯后應(yīng)盡量小。</p><p>　　3.2 彈性元件的尺寸計(jì)算</p><p>　　由于輪輻（圓板）式稱

20、重傳感器利用的是圓板彎曲時(shí)產(chǎn)生的徑向應(yīng)力，應(yīng)變，所以在設(shè)計(jì)與計(jì)算時(shí)主要控制徑向應(yīng)變值，使其滿足稱重傳感器靈敏度要求，其它部位只要保證強(qiáng)度，剛度條件即可，一般使b與a的比值在2-3之間比較理想，如果結(jié)構(gòu)需要也可以達(dá)到4，甚至5。故我們可以設(shè)定(即2a)為22mm,b為22mm，為70mm，為90mm，H1為48mm，M為M10，SR為50，h為10mm，將數(shù)據(jù)代入式計(jì)算得=220.5MPa ，經(jīng)查找資料，40CrNiMo完全能滿足該要求，

21、故選用此合金鋼作為彈性元件材料。</p><p>　　4.應(yīng)變片的選用及計(jì)算</p><p>　　4.1 應(yīng)變片材料類型的選擇</p><p>　　電阻應(yīng)變片的種類，規(guī)格很多，常見的有金屬絲式應(yīng)變片，金屬箔式應(yīng)變片，半導(dǎo)體應(yīng)變片。而其中金屬箔式應(yīng)變片是使用最普遍的電阻應(yīng)變片，其敏感柵用0.001-0.01mm厚的合金箔利用照相制版或光刻腐蝕的方法制成，柵長(zhǎng)最小可做成

22、0.2mm。比較三種電阻應(yīng)變片的特點(diǎn)：</p><p>　　絲式應(yīng)變片：制作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜、易于粘貼。但回線式應(yīng)變片橫向效應(yīng)大，而短接式應(yīng)變片焊點(diǎn)多，在沖擊、振動(dòng)條件下，易在焊接處出現(xiàn)疲勞破壞，對(duì)制造工藝的要求高。</p><p>　　箔式應(yīng)變片：表面積大、散熱性能好，靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性好，可通過(guò)較大工作電流，橫向效應(yīng)小，蠕變、機(jī)械滯后小，疲勞壽命高，但工藝復(fù)雜。</p>

23、<p>　　半導(dǎo)體應(yīng)變片：靈敏系數(shù)大，動(dòng)態(tài)特性好，但重復(fù)性及溫度、時(shí)間穩(wěn)定性較差，應(yīng)變時(shí)非線性嚴(yán)重，互換性差。</p><p>　　綜合以上分析，決定選用金屬箔式應(yīng)變片，以保證較高的測(cè)量精度，測(cè)量靈敏度及較高的性價(jià)比。</p><p>　　4.2 敏感柵材料及參數(shù)的選擇</p><p>　　制造應(yīng)變計(jì)時(shí)對(duì)敏感柵材料的要求：</p><

24、;p>　　a、所選用的材料應(yīng)使靈敏度系數(shù)和電阻率要盡可能高而穩(wěn)定；電阻變化率△R/R 與機(jī)械應(yīng)變?chǔ)啪哂辛己枚謱拸V的線性關(guān)系；</p><p>　　b、電阻-溫度系數(shù)小，電阻-溫度線性關(guān)系和重復(fù)性好；</p><p>　　c、機(jī)械強(qiáng)度高、輾壓及焊接性好，與其他金屬件接觸電阻?。?lt;/p><p>　　d、抗氧化耐腐蝕、無(wú)明顯機(jī)械

25、滯后；</p><p>　　制作應(yīng)變片敏感柵常用的材料有：康銅、鎳鉻合金、鐵鉻鋁合金、鐵鎳鉻合金、貴重金屬（鉑、鉑鎢合金等）。</p><p>　　查詢資料，故選用康銅作為應(yīng)變片材料。</p><p>　　4.3 應(yīng)變片基底材料選擇</p><p>　　對(duì)基底材料性能的要求：</p><p>　　a、機(jī)械強(qiáng)度高，擾性好

26、；</p><p>　　b、粘貼性能好，電絕緣性能好；</p><p>　　c、熱穩(wěn)定性和抗?jié)裥院茫?lt;/p><p><b>　　d、無(wú)滯后和蠕變。</b></p><p><b>　　選擇結(jié)果：</b></p><p>　　基于上述要求，應(yīng)變片基底材料選用由環(huán)氧樹脂、酚醛樹

27、脂和聚酰亞胺等制成的膠膜，厚度為0.03~0.05mm。</p><p>　　4.4.粘接劑材料選擇</p><p>　　粘貼劑的主要功能是要在軸向準(zhǔn)確的傳遞試件的應(yīng)變，因此，它應(yīng)具備：</p><p>　　1、與試件表面有很強(qiáng)的粘貼強(qiáng)度；</p><p>　　2、彈性模量大、蠕變小、滯后小，溫度和力學(xué)性能參數(shù)要盡量與試件相匹配；</p

28、><p>　　3、抗腐蝕、涂刷性好，固化工藝簡(jiǎn)單，變形小，使用簡(jiǎn)單，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存；</p><p>　　4、電絕緣性能、耐老化與耐溫耐濕性能均要良好。</p><p>　　粘貼應(yīng)變片的膠粘劑一般都采用熱固性型膠粘劑如聚酰亞胺、改性的環(huán)氧 - 酚醛膠。這類膠粘劑貼片后，經(jīng)加壓回?zé)峁袒昂蠊袒幚砗?，膠層具有很高粘結(jié)強(qiáng)度，電絕緣性能好，因而傳感器的蠕變、滯后及零漂小，傳感器的

29、穩(wěn)定性也好。</p><p>　　4.5 引線材料選擇</p><p>　　康銅絲敏感柵應(yīng)變片的引線常采用直徑為0.15-0.18mm的銀銅絲。</p><p>　　4.6 應(yīng)變片尺寸設(shè)計(jì)及阻值選擇</p><p>　　目前傳感器生產(chǎn)中大多數(shù)選用350 Ω 的應(yīng)變片，但是由于大阻值應(yīng)變片具有通過(guò)電流小、自熱引起的溫升低、持續(xù)工作時(shí)間

30、長(zhǎng)、動(dòng)態(tài)測(cè)量信噪比高等優(yōu)點(diǎn)，并且大阻值應(yīng)變片可以減小應(yīng)變焦耳熱引起的零漂，提高傳感器長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性。因此，在不考慮價(jià)格因素的前提下，使用大阻值應(yīng)變片，對(duì)提高傳感器精度是有益的。所以就選用電阻值為350的 應(yīng)變片，而一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)變片柵長(zhǎng)越小，測(cè)量頻率越高，越能正確反映出被測(cè)量點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)變，故綜合考慮選用BH120-5AA箔式應(yīng)變片，其柵長(zhǎng)、柵寬分別為5mm、5.8mm,基底尺寸為9.0mm*4.0mm。</p>

31、<p>　　4.7 應(yīng)變片的貼片方式</p><p><b>　　圖4.1</b></p><p><b>　　5.形裝設(shè)計(jì)</b></p><p>　　CZL-204稱重測(cè)力傳感器實(shí)物圖如圖所示</p><p><b>　　圖5.1</b></p>&

32、lt;p>　　CZL-204稱重測(cè)力傳結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　圖5.2</b></p><p><b>　　6.轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1 全橋放大電路</p><p>　　電阻應(yīng)變片計(jì)把機(jī)械應(yīng)變轉(zhuǎn)換成ΔR/R后，應(yīng)變電阻變化一般都很微小，這樣小的電阻變化既難

33、以直接精確測(cè)量，又不便直接處理。因此，必須采用轉(zhuǎn)換電路，把應(yīng)變片計(jì)的ΔR/R變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化。通常采用惠斯登電橋電路實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。</p><p>　　因?yàn)椴顒?dòng)電橋不但靈敏度比單臂電橋高，可以消除或減小電橋的非線性誤差，而且對(duì)應(yīng)變片受溫度影響產(chǎn)生的測(cè)量誤差也可以消除或減小，因此采用四臂差動(dòng)電橋。 </p><p><b>　　圖6.1</b></p>

34、;<p>　?。簯?yīng)變片電阻；：敏感柵面積；：敏感柵上的功率密度，可取PG=（1.6~3.1）×10-3W/</p><p><b>　　代入計(jì)算的=10V</b></p><p>　　6.2 放大電路的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　圖6.2</b></p><p>　

35、　本次課程設(shè)計(jì)的放大電路我采用三運(yùn)放高共模抑制比放大電路</p><p>　　由輸入級(jí)電路可寫出流過(guò),和的電流為</p><p>　　于是，輸入級(jí)的輸出電壓，即運(yùn)算放大器輸出之差為</p><p>　　當(dāng)性能一致時(shí)，輸入級(jí)的差動(dòng)輸出及其差模增益只與差模輸入電壓有關(guān)，而其共模輸出，失調(diào)及漂移均在兩端相互抵銷，因此電路具有良好的共模抑制能力，同時(shí)不要求外部電阻匹配。但為

36、了消除偏置電流等的影響，通常為了抑制公模電壓，并達(dá)到差模電壓放大的目的將各電阻阻值設(shè)定為阻值設(shè)定為：;;</p><p><b>　　; 因此有：</b></p><p><b>　　6.3相敏檢波電路</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)放大以后的波形仍為調(diào)幅波，必須用檢波器將它還原為被檢測(cè)應(yīng)變信號(hào)的波形。而一般的檢波器只

37、有單向的電壓輸出，不能區(qū)別拉壓應(yīng)變信號(hào)。因此，我采用能克服上述缺點(diǎn)的相敏檢波器，它可以有雙向信號(hào)輸出，能反映出應(yīng)變的拉或者壓。其放大增益設(shè)為1，所以只是起到檢波作用，無(wú)放大效果。則其對(duì)應(yīng)的電阻值為R1=R2=R3=R4=R5=R6/2=1.電路圖如下：</p><p>　　圖6.3 相敏檢波電路</p><p>　　如上圖：當(dāng)VCC1=1時(shí)，Q2導(dǎo)通，Q1截止，同相輸入端接地，Us從

38、反相輸入端輸入，放大倍數(shù)為.當(dāng)VCC2=1，VCC1=0時(shí)，Q2截止，Q1導(dǎo)通，反相輸入端通過(guò)R3接地，Us從同相輸入端輸入，放大倍數(shù)為:從而實(shí)現(xiàn)了相敏檢波。</p><p><b>　　6.4低通濾波電路</b></p><p>　　由相敏檢波電路輸出的被檢測(cè)應(yīng)變波形中仍殘留有載波信號(hào)，必須濾掉，方能得到被檢測(cè)應(yīng)變信號(hào)的正確波形。一般用電容，電感組成二型低通濾波器。

39、</p><p>　　對(duì)濾波器的特性要求，要考慮到和前級(jí)相敏檢波電路的匹配，又要考慮和后級(jí)記錄器的匹配。由于它要濾去高頻波中頻率最高分量，即是載波頻率，而一般被測(cè)應(yīng)變信號(hào)頻率比小很多，故濾波電路的截止頻率只要在（0.3~0.4），就可滿足頻率特性要求。所以在這里我選用無(wú)線增益多路反饋型低通濾波電路。其示意圖如下： </p><p>　　圖6,4 低通濾波電路</p&g

40、t;<p>　　其放大增益 而載波信號(hào)頻率定為500HZ 則此濾波器的截止頻率為150~200HZ，我選擇設(shè)計(jì)截止頻率為200HZ的低通濾波電路，其參數(shù)如下：R1=R3=10K, R2=2.5K,C1=C2=1;則其增益為：；截止頻率 </p><p>　　6.5電路總圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖6.5 電路總圖</p><p>　　7.誤

41、差來(lái)源與精度分析</p><p>　　電阻應(yīng)變片也會(huì)有誤差，產(chǎn)生的因素很多，其中溫度的影響最重要，環(huán)境溫度影響電阻值變化的原因主要是：</p><p>　?。?）彈性元件電阻應(yīng)變計(jì)應(yīng)變粘結(jié)劑的單線膨脹系數(shù)不同 彈性元件的縱向和橫向膨脹率不同電阻應(yīng)變計(jì)基底和應(yīng)變粘結(jié)劑底膜的厚度不同在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)都會(huì)產(chǎn)生不同程度的熱脹冷縮使電阻應(yīng)變計(jì)敏感柵仁, 長(zhǎng)或縮短引起電阻值變化</p>

42、<p>　?。?）電阻應(yīng)變計(jì)敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)不為零各電阻應(yīng)變計(jì)之間又有一定的 分散度而且敏感柵材料的電阻率也隨環(huán)境溫度而變化這都會(huì)引起電阻的改 變</p><p>　　（3）由于各電阻應(yīng)變計(jì)的引出線及連接導(dǎo)線的長(zhǎng)度不同溫度變化可引起電橋?qū)Ь€ 的電阻變化</p><p>　?。?）不同材料如康銅鎳等焊點(diǎn)之間存在著較小的熱電勢(shì)也可以引起電阻變化</p>&l

43、t;p>　　另外，影響稱重傳感器穩(wěn)定性的因素主要有：</p><p>　?。?）稱重傳感器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　稱重傳感器的彈性元件、外殼、膜片及上壓頭、下壓墊的設(shè)計(jì)，都必須保證受載后在結(jié)構(gòu)上不產(chǎn)生性能波動(dòng)，或性能波動(dòng)很小。為此在稱重傳感器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量作到應(yīng)變區(qū)受力單一，應(yīng)力均勻一致；貼片部位最好為平面；在結(jié)構(gòu)上保證具有一定的抗偏心載荷和側(cè)向載荷的能力；安裝力遠(yuǎn)離應(yīng)變區(qū)，測(cè)量

44、時(shí)應(yīng)避免載荷支承點(diǎn)的位移。盡管稱重傳感器屬于裝配制造產(chǎn)品，但為了保證具有最佳技術(shù)性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，盡可能將它設(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）機(jī)械加工與熱處理工藝</p><p>　　彈性元件在機(jī)械加工過(guò)程中，由于表面變形的不均勻產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，切削用量越大，殘余應(yīng)力就越大，磨削加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力最大。因此應(yīng)制訂合理的加工工藝和規(guī)定適當(dāng)?shù)那邢饔昧俊椥栽跓崽幚磉^(guò)程中，

45、由于冷卻溫度不均勻和金屬材料相變等原因，在芯部和表層產(chǎn)生方向不同的殘余應(yīng)力，其芯部為拉應(yīng)力，表層為壓應(yīng)力。必須通過(guò)回火處理工藝，在其內(nèi)部產(chǎn)生方向相反的應(yīng)力，與殘余應(yīng)力相互抵消，減少殘余應(yīng)力的影響。</p><p>　?。?）電阻應(yīng)變計(jì)與應(yīng)變粘結(jié)劑</p><p>　　電阻應(yīng)變計(jì)應(yīng)具有最佳性能，要求靈敏系數(shù)穩(wěn)定性好，熱輸出小，機(jī)械滯后和蠕變小，應(yīng)變量為1500×10-6時(shí)疲勞壽命可

46、達(dá)108，電阻值偏差小，批次質(zhì)量均一性好等。</p><p>　　應(yīng)變粘結(jié)劑應(yīng)具有粘結(jié)強(qiáng)度大，抗剪強(qiáng)度高；彈性模量較大且穩(wěn)定；電絕緣性能好；具有與彈性元件相同或相近的熱膨脹系數(shù)；蠕變和滯后小；固化時(shí)膠層體積收縮小等。粘貼電阻應(yīng)變計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格控制膠層厚度，因?yàn)檎辰Y(jié)強(qiáng)度隨膠</p><p>　　層厚度的增加而降低。這是由于薄的膠層需要更大的應(yīng)力才能變形，不易產(chǎn)生流動(dòng)和蠕變，界面上的內(nèi)應(yīng)力很小

47、，產(chǎn)生氣泡和缺陷的幾率也比較小，應(yīng)變傳遞性能好，只要防護(hù)密封合理就可達(dá)到較高的穩(wěn)定性水平。</p><p>　　對(duì)于因溫度變化對(duì)橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也會(huì)因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對(duì)要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償片，并從外部對(duì)它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。非線性誤差是傳感器特性中最重要的一點(diǎn)。產(chǎn)生非線性誤差的原因很

48、多，一般來(lái)說(shuō)主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通過(guò)線性補(bǔ)償，也可得到改善。 滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。由于粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以稱重傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。同時(shí)在后面放大電路，相敏檢波電路以及后面濾波電路都會(huì)有人為或者環(huán)境影響所帶來(lái)誤差。</p><p><b>　　8.小結(jié)體會(huì)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)給了

49、我一個(gè)親自動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，雖然在自己動(dòng)手做的過(guò)程中有很多時(shí)候感覺(jué)很迷茫，不知道從哪里突入，但經(jīng)過(guò)自己的一點(diǎn)點(diǎn)查資料以及去問(wèn)別人慢慢的就好了很多。這次的課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)傳感器有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，從應(yīng)變片的選擇，電路的設(shè)計(jì)以及各種參數(shù)的計(jì)算都是一點(diǎn)點(diǎn)的慢慢算出來(lái)的在這一系列的過(guò)程中對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)以及對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的艱難也有了些許了解。</p><p>　　總之這一段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)也讓我收獲了許多，也加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

50、</p><p><b>　　9.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用技術(shù)》 主編：王云章 機(jī)械工業(yè)出版社 1991年 </p><p>　　《傳感器原理及應(yīng)用》 趙燕主編 北京大學(xué)出版社 2009年</p><p>　　《傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例》 主編：黃繼