传感器原理及应用课程设计

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1、传感器原理及应用课程设计一、课程设计目的课程设计的目的主要是通过设计环节的实际训练，加深学生对该课程基础知识和基本理论的理解和掌握，培养学生综合运用所学知识的能力，使之在理论分析、设计、计算、制图、运用标准和规范、查阅设计手册与资料以及计算机应用能力等方面得到初步训练，促进学生养成严谨求实的科学态度。二、课程设计任务题目:基于电阻应变片的×××传感器设计初始条件：采用电阻应变片设计测量力、压力、加速度、位移等物理量的传感器，设计时自行确定被测变量及测试范围，并根据测量的需要选择应变片的型号、数量、粘贴方式以及弹性元件的结构形式、相关测试电路等。电阻应变

2、片电阻变化力、位移、压力、加速度、振动…弹性元件应变交/直流电桥处理电路输出显示系统灵敏度系统误差类型、尺寸K=2~3电源电压、△R三.设计步骤1.根据任务书要求，进行方案选择2.弹性元件的设计与计算结构的选择;拉压式剪切式弯曲式量程1N~10N10N~3kN3kN~100kN>100kN建议形式悬臂梁式双孔弯曲剪切式剪切或拉压柱式建议选用的测力传感器弹性元件形式3)设计与计算;确定弹性元件形式和应变片的粘贴位置。以最大输入时应变片应变不超过1500×10-6估算弹性元件尺寸参数，取整；计算过载50%时弹性元件的最大应力，并与材料的允许应力进行比较，看是

3、否需要修正尺寸;（弹性元件材料的许用弯曲应力[σ]和/或许用剪切应力[τ]应取一定安全系数值）弹性元件的附件选取;2)材料的选择:弹性模量、强度、散热性、膨胀系数、抗腐蚀性、工艺性能及价格;常用材料：结构钢（40CrNiMo,30CrMnSiNi2A）硬铝合金、钛合金……。3.应变片的选择计算选取R值;选材（线膨胀系数βt、电阻温度系数αt、机械性能等确定）;据使用场合、范围选形式;据使用场合、范围选基底、引线材料和粘合剂;应变片的主要参数、尺寸选择。4.外型（外观）设计材料、尺寸、装配关系等5.测量电路的设计与计算桥路的设计计算;（电桥输出应达到几mV

4、/V）放大电路的设计与参数计算;检波电路的设计与参数计算;滤波电路的设计与参数计算;相关电路的设计与计算;7.按学校课程设计说明书撰写规范撰写课程设计说明书;6.误差来源与精度分析8.附图电路原理图（4号图纸）;机械制图标准绘制机械装配图（3号图纸）、弹性元件图（4号图纸）各一张.要求完成的主要任务:1.正确选取电阻应变片的型号、数量、粘贴方式并连接成交流电桥；2.选取适当形式的弹性元件，完成其机械结构设计、材料选择和受力分析，并根据测试极限范围进行校核；3.完成传感器的外观与装配设计；4.完成应变电桥输出信号的后续电路（包括放大电路、检波电路、滤波电

5、路）的设计和相关电路参数计算，并绘制电路原理图(4号图纸)；5.按学校课程设计说明书撰写规范提交一份课程设计说明书（6000字左右）；6.按机械制图标准绘制弹性元件零件图(4号图纸)和机械装配图一张（3号图纸）四、时间安排2011.6.7-6.17序号内容所用时间1布置课程设计任务.查阅资料1天2弹性元件设计2天3敏感元件设计1天4测量电路和图纸4天5误差分析1天6撰写设计说明书1天传感器课程设计选题一览表姓名测试物理量量程弹性元件形式注：在一周之内就选题主动与指导教师联系，否则不能进入设计阶段五、参考书传感器技术手册主编：袁希光国防工业出版社1986

6、年应力应变电测技术主编：郑秀瑗国防工业出版社1985年电阻应变式传感器陶宝琪主编机械工业出版社1993年电阻应变式传感器应用技术王云章主编机械工业出版社1991年机械设计手册机械工业出版社1980年六、指导教师及分组测控0801：戴蓉,王春麟测控0802：王春麟，陈祯测控0803：陈祯，王海英测控0804：王海英,伍先俊测控0805：伍先俊，戴蓉七、教室及答疑安排答疑时间：周一～五上午9：00～10：30地点:机电大楼六楼测控系应变式力传感器FFFF各种悬臂梁应变式荷重传感器FR1R2R4F应变式数显扭矩扳手可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家

7、用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。AK-1c(0.1～60MPa)压力传感器采用外壳和膜片为一体的圆膜片结构L应变片弹簧片外壳基座a应变式加速度传感器设计说明书装订顺序1.封面:机电学院教学办统一领取;2.本科生课程设计成绩评定表（打印）;3.任务书（打印）;4.论文顺序：目录、正文、参考文献、附图论文书写格式见文件：“课程设计说明书统一书写格式”正文按章节书写,编号统一用阿拉伯数字表示,即:1××××1.1××××1.2××××2××××2.1××××注意事项：1.设计说明书手写/打印；2.图手画或计算机绘图均可；3.凡设计说明书、图相同者一律

8、不及格；4.17周星期五交设计资料并接受教师质疑，地点另行通知。