应变管式测压传感器

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资源描述

题目:应变管式测压传感器课程:院(部):专业:班级:学生姓名:学号:指导教师:完成日期:一、设计任务书1.设计题目:设计一个应变管式测压传感器2.设计目的:(1)通过课程设计,综合运用传感器的基本原理和已修课程的理论和相关知识,掌握课程设计的一般规律,培养运用所学知识解决实际问题的能力,把实际问题联系到所学相关课程上来。(2)通过课程设计,培养空间想象能力,培养遇到问题自己查找相关资料的良好习惯,学会使用规范的科学语言进行描述。(3)培养严谨的工作作风。3.初始数据:(1)、满量程压力150kg.f/cm2(15Mpa)(2)、最大应变1000με(3)、连接用螺纹M12×1.25(4)、最大外径Φ22mm(5)、应变管固有频率在10KHz以上(6)、供桥电压3V4.设计要求:(1)、传感器设计草图一张(坐标纸)(2)、传感器装配图一张(3)、零件图三张(4)、说明书一份二、设计内容:1、方案论证和结构选择结合所学过的薄壁圆筒式应变压力传感器,可选择此结构。该传感器主要来测量液体的压力。当被测压力P进入应变管的内腔使筒发生形变。考虑到产品的实际应用,取应变管的安全性和准确性,应设计一套筒和被测体的链接螺纹。2、应变管的设计与计算a)材料选择根据初始数据分析选择35CrMnSiAE=2.1×105MPaбb=1650MPa安全系数:n=5[б]=330MPaρ=7.85g/b)应变管设计根据技术要求以及薄壁圆筒理论,设计应变管的相关数据如下:h=0.3d0=7L1=6H1=5L2=6LW=9LM=7(1)环向应力=175MPa(2)轴向应力=87.5MPa(3)合成应力=195.6MPa[б]=330MPa(4)最大应变值=931μ<1000μ(5)有效工作长度=6.16~7.06其中Lg=3mm应变片的长度根据需要取Lw=9由以上数据可知,所有所选尺寸均满足设计所需的理论数据要求。(6)螺纹强度校核由图及设计要求知道,L2部分没有受到任何很大的压力,只需要能够固定套筒即可,因此选择3个螺距即可满足要求。对于L1部分,要承受轴向压力,螺纹受剪切力作用,则根据螺纹牙危险截面剪切强度为:(标准螺纹b=螺距)=0.24Z为螺纹工作圈数,这里面取Z=3(7)应变管固有频率=20KHz>10KHz(8)最大输出电压USC=U0Kε=1.397V3、套筒的设计:根据具体设计,套筒只需满足与传感器之间保留足够的贴应变片和导线的空隙,壁厚只要能够满足螺纹部分强度即可,因此这里选择壁厚为1.75mm,外径为14mm,内径为10.5mm,高度为33mm,套筒上孔径为2mm,具体尺寸如零件图。4、挡板的设计:由于设计的传感器较小,因此挡板要设计的尽量小,因此挡板长为12mm,宽为6mm,具体尺寸如零件图。三、参考资料:《传感器原理与应用》孟立凡蓝金辉主编电子工业出版社;《现代工程图学》杨裕根诸世敏主编北京邮电大学出版社;《机械设计课程设计手册》吴宗浙罗圣国主编高等教育出版社

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