1、傳感器課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：應(yīng)變管式測壓傳感器專業(yè)：電子工程系測控技術(shù)與儀器學(xué)號： 設(shè)計者： 指導(dǎo)教師： 孟 立 凡 完成時間： 2012年5月學(xué)校名稱： 中北大學(xué) 1、 設(shè)計任務(wù)書1、 設(shè)計題目：設(shè)計一應(yīng)變管式測壓傳感器2、 設(shè)計目的：1) 通過課程設(shè)計，綜合應(yīng)用傳感器的基本原理和已修課程的理論和相關(guān)知識，掌握課程設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。把實際問題聯(lián)系到所學(xué)相關(guān)課程上來。2) 通過課程設(shè)計，培養(yǎng)空間想象能力，培養(yǎng)良好的科學(xué)研究習(xí)慣即遇到問題自己查找相關(guān)資料。學(xué)會使用規(guī)范的學(xué)科語言進(jìn)行表述。3) 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。3、原始數(shù)據(jù):1) 滿量程壓力 300kg.f/

2、cm2(20Mpa )2) 最大應(yīng)變 1000-1500 3) 連接用螺紋 M201.5 4) 最大外徑 26mm5) 應(yīng)變管固有頻率在10KHz以上6) 供橋電壓 3V4、設(shè)計要求：1) 傳感器裝配圖一張（3#紙）2) 零件圖三張（3#紙）3) 設(shè)計說明書一份二、設(shè)計內(nèi)容：1、 方案論證，結(jié)構(gòu)選擇結(jié)合所學(xué)的薄壁圓筒式應(yīng)變壓力傳感器，可選擇此結(jié)構(gòu)，該傳感器主要用來測量液體的壓力。當(dāng)被測壓力P進(jìn)入應(yīng)變管的內(nèi)腔時，使筒發(fā)生形變，考慮到產(chǎn)品的實際應(yīng)用，應(yīng)變管的安全性和準(zhǔn)確性，應(yīng)設(shè)計一套筒和與被測體連接的螺紋。2、 應(yīng)變管的設(shè)計與計算：1) 材料選擇根據(jù)原始數(shù)據(jù)分析選擇35CrMnSiAE= 2.11

3、05Mpa；b=1650 Mpa ；安全系數(shù)： n=5；材料密度： =7.85g/cm3 ；許用應(yīng)力： =330 Mpa。2) 應(yīng)變管設(shè)計 根據(jù)所給的技術(shù)要求及薄壁圓筒的理論，設(shè)計應(yīng)變管的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：(以下長度單位為mm，其余尺寸如圖)h=0.8；d0=11；L1=7；L2=7；Lw=9.5；L3=5.5；Lm=3；h1=6a. 環(huán)向應(yīng)力 =b. 軸向應(yīng)力 =c. 合成應(yīng)力d. 最大應(yīng)變值 =e. 有效工作長度 , 在這里取Lw=9.5mm。(Lg為應(yīng)變管長度Lg=3mm)f. 螺紋強度校核 根據(jù)儀器零件螺紋強度校核方法，分析如下：對L1部分受到軸向壓力作用，螺紋受切向應(yīng)力作用，如果將一圓螺

4、紋沿徑向展開，則可以看做是長為的懸臂梁，假如螺紋受到的力平均為，則螺紋牙危險截面的剪強度條件為=F/（Db),則/(Db)=。（為螺紋工作圈數(shù)，這里取=4） 按儀器零件螺紋強度校核連接螺紋的長度,L2部分沒有受到任何力的作用，只固定套筒即可，選擇四個螺距加一個1mm的退刀槽即可。g. 應(yīng)變管固有頻率 （）h. 最大輸出電壓 =3*2*1312.3/4V=0.0197mV以上指標(biāo)均在技術(shù)要求范圍內(nèi)，滿足要求。3、 套筒的設(shè)計：套筒只需滿足與傳感器保留一定間隙，且壁的厚度做出螺紋即可。這樣壁厚取2mm，內(nèi)徑15mm，外徑20mm,高度35mm,套筒孔徑4mm，具體尺寸見零件圖。4、 擋板的設(shè)計：由于設(shè)計的傳感器較小，所以擋板應(yīng)盡量設(shè)計的小，所以設(shè)計成長18mm,寬5mm，孔徑應(yīng)略大于螺紋取直徑2.5mm，厚度為1mm，具體尺寸見零件圖。三、參考資料：1、傳感器原理