测试技术与仪器大作业—传感器综合应用.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流测试技术与仪器大作业传感器综合应用.精品文档.Harbin Institute of Technology测试技术与仪器大作业（二）课程名称：机械工程测试技术基础设计题目：传感器综合应用院 系：机电工程学院班 级：设 计 者： 学 号：设计时间：2011年6月26日哈尔滨工业大学题目：工件大小如图，要求测量内锥（20º±0.1º）。图 1一、 测量方法的选择选择气动测量方法测量内锥孔的锥度。它区别于涂色方法，直接测量大小端面直径得出锥度。使锥度产品质量控制实现，数据化、趋势化从而达到稳定控制质量，提高加工效率，提高效益的目的。其原理为利用压缩空气为介质，根据压缩空气通过锥孔的测量部位时所产生的流速、流量以及压力的变化量，来间接测量锥孔大小端的直径再求得锥孔的锥度。在此，选择压力式气动测量，其数学描述为： （1） 式中：-测量压力 -气源压力 x-测量的距离 A-在忽略了空气的压缩性时为常数以x为被测量，用压力传感器精确测量值，即可得出x。对（1）式进行线性化：则 令则有 （2）式（2）中A可看做常数，可认为中间变量Y与x呈线性关系。二、 分析测量精度D2D1 L图2各量之间的几何关系有： (3)已知锥度为=20º±0.1º，取L=10mm,可求得：则测量精度一般根据被测量的公差带利用的是误差不等式来确定，测量精度一般应达到公差带的1/5。故测量精度要小于。故测量的压力传感器的精度的可由式（1）求得，其值还和、A的值有关。三、 传感器的选择气体压力传感器目前最长使用的有：压阻式、电容式、压电式、晶体谐振式等。压阻式的又有硅电阻、陶瓷电阻、应变电阻等，是把压力作用转化为电阻变化的原理。电容式的主要是用陶瓷电容，是把压力作用转化为电容变化的原理。压电式的是利用压电材料，把压力的作用转化为电量的变化。晶体谐振式是把压力的作用转化为频率的变化，这种原理的应用是输出信号接近为数字信号。本例选用电阻应变片气体压力传感器。这种传感器是先将被压力转换为与其正比的弹性件的应变，再由应变片转换为电阻的变化。其特点为体积小，灵敏度高，适应性强等。下面为几种市面上的气体压力传感器：图3 PTG500系列压力传感器采用高精度高稳定性电阻应变计做为变送器的感压芯片，选进的贴片工艺，配套带有零点、满量程补偿，温度补偿的高精度和高稳定性放大集成电路，将被测量介质的压力转换成420mA、05VDC、010VDC、0.54.5VDC等标准电信号。产品结构采用全封焊结构，使之产品的抗冲击能力、过载能力、产品密封性等性能有了较大提高，产品最高压力可达到150MPa。四、 设计测量方案 第一节已经说明了基本的测量方法。具体方案为采用锥度量仪测量锥孔的锥度。HSK系列锥度量仪结构图为图4测量方案简图为如图5。信号转换、处理显示器Pc2Pc1工件锥度量仪Pg传感器3传感器2传感器1气源压力，供应两路气路，分别测量锥孔大端和小端。通过传感器1、2、3得到三个信号，按照第一节的原理处理信号，得到需要的最终测量量内锥的锥度，并通过显示器显示出来。参考文献：1邵东向，李良，哈尔滨工业大学出版社，2003