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1、《测控技术》年第!卷第!期测力冲击传感器研制∀#∃%∃&∃∋()∗∃+,(−./∃0∀12∃(−如2.3,∀4.+567∃∃4西安交8。大学金属材料及强度研究所9:。。!;陆明珠苏启生刘军海【摘要】简要介绍新近研制成功的在电子测力冲击∋试验机中使用的浏力冲击传感器。它主要由弹性及半结构原理。,,导体应变片构成测试结果表明该传感器其有优良的所研制的测力冲击传感器结构示意图见图其、,。静动态性能是测量冲击力的一种良好工具,Ι为传感器,ϑ中为传感器体刀口9即弹性体;为半<关链词传感器冲击力半导体应变片导体应变片。传感
2、器厚度约为Ι∗∗,外圆直径约为,ΙΚ∗∗其原理是贴在刀口冲击试样上的应变片感应∃,<=+∃,1(.∃,,4.≅ΑΧ∃∃40#Δ∃5Χ∃Ε=>5,4.02∃−?∗)Β6#受力信号,经放大电路输。出冲击力值∃ΧΧ5,−∋∋1∃6?+Α+5,4Χ∗∃+,.∋Α∗).∃,∀∃5,∃4?+,4(6Χ∃∃6∃5∀#∃?∗).∃,,4.+56Χ3∃4∗.?+∋1∃(∗)(5∃6(−∃∋.5,?∃>以∋1.+≅65∃∗?∃(+6Χ∃,(4ΧΦ∃=+6,#∃4∃5Χ∋,5(−∗∃.5Χ4∃∗∃+4助5#(0,#.,,#∃,4.+56Χ
3、∃∃4#.5∃Γ∃∃∋∋∃+,5,.,?∃.+661+.∗?3.∋2∃4−(4∗.+∃∃.+6(+∃(−,#∃>∃5,?∗)∋∃∗∃+,5Χ5∃6?+∗∃.Ε亚】5Χ4?+Φ,#∃?∗).∃‘−(4∃∃≅、∃,,Η10(465<,4.+56Χ3∃4?∗).∃,5∃∗?∃6Χ,(4护ΧΦ∃ΛΜ(+引言机,器零件受冲击负荷在工程实际中屡见不鲜如内燃机膨胀冲程中,气体爆炸推动活塞连杆时活塞和连杆间发生的冲击,大功率汽轮机发电机当外电路短,。路时轴上所作用的很大的冲击扭矩等在材料冲击性‘图测力冲∋日专感器结构示意图,,能研究方面人
4、们期望和静强度一样能够直接测出材在研制此传感器过程中,主要作了如下考虑。,料在冲击负荷作用下的变形抗力和变形能力即期望≅传感器材料的选择、、。,测出动屈服点动强度极限动伸长率等为此我们研<对传感器材料的基本要求是。制出了冲击载荷传感器,具有较高的比例极限以适应大冲击力测试要求具有较低的弹性模量,使弹性体在同等力、同等同维永通公司工控产品横截面情况下,产生较大的应变以便提高测量信噪比!三年质保服务Ν∀具有非常小的弹性后效,含正弹性后效和反弹性后效。这#种后效对冲击力传感器极为重要,因为严Ο,,凡在本公司定购威达研华工业)
5、3产品均重时应变片所感应的弹性体的应变变化不能反映真保证叁年保修服务实应力的变化,它始终滞后于应力,使测量结果失真而无法使用<地址北京海淀区中关村北口样云大樱加ϑ室9ΚΚΚΠ%;、,<Ιϑ:Ι,ΙϑΘϑ!Κ<Ιϑ:Ι材料的膨胀及弹性后效对温度的敏感性要」电话传真以使传感器能在一个较宽的温度范围工作,而不致引浏力冲击传感器研制Ο。起过大的误差接成桥路的电路图见图#图#为测量电路示意,。,,3∃具有良好的耐冲击性能、机械加工性能、热处理图它由桥喀及放大器组成图中&。为传感器上的。,,性能及耐腐蚀性能等凡&,为温度补偿应变片
6、此工作应变片#片贴在与,依据上述原则我们选择了某种弹簧钢解决了这工作片相同的温度场和相同的材料上。在实际中由于一问题。经最终热处理后,表面硬度可达%&∋()∗(#。半导体参数的分散性,应变片应配对选择。+,#传感器形状的设计!传感器形状设计基本思想是,打击中心应是传感器的重心若把此传感器装在摆捶上,所设计摆锤的重心也应和传感器重心相重,这样可合以避免冲击时所产生的附加振动传感器刀口弹性部分应和传感器只有一面相连,#,接其余面有分隔槽隔开刀瓜质量二和传感器质+#)。图量−之比约为.这样设计的目的是使刀口弹性部#测量电路示意图
7、,,!分处于自由端状态且质量很小当受冲击载荷时使所电桥输出,?、产生的冲击回波对应变片应变量的影响减到最小>八&>八&>:君八>一∗;二不尸;;二丫获公岑不,丁;;二犷;≅艺少乙耳.、耳乙82乙∀弹性体贴应变片部分沿受力方向的垂直横断面一为一工字型结构,这样设计的目,的是使当口式中!&=6&Α6&36&56&八&26八&36八召八&ΒΑ&刀受力后,:弹性体贴应变片部分处半导体应变片的灵敏系数约为一于一个较为均匀的应力场之一+)。,,+5)中依据上述思想所设计的传感器外形如图+所示。,‘电桥上所加的基准电压刀口尺寸/
8、弹性体弹性部分0在受到12力情况下应变—八=Χ’<,)脚,在这样电桥输出与应变成正比即与冲击力成片的微应变等于()此范围内半导体应变片灵敏。系数呈线性。正比,、、+,3应变片选择图#中电桥输出信号经高输入阻抗低漂移宽,。作为冲击力传感器,可,频带的放大器放大输出供显示或记录用
