33传感器课程设计

传感器课程设计计算说明书设计题目：应变管式测压传感器一、设计任务书：1、设计题目：设计一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，培养良好的遇到问题自己查找相关资料的科学研究习惯。学会使用规范的学科术语进行表述。3）培养严谨的工作作风。3、原始数据：满量程压力300kg.f/cm2(30Mpa))最大应变1000-1500με连接用螺纹M20×1.5最大外径Φ26mm应变管固有频率在10KHz以上供桥电压3V4、设计要求：1传感器装配图一张2零件图三张3设计说明书一份二、设计内容：1、方案论证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，该传感器主要用来测量液体的压力。当被测压力P进入应变管的内腔时，使筒发生形变。考虑到产品的实际应用和应变管的安全性和准确性，应设计一套筒和与被测体连接的螺纹。2、应变管设计及计算1）材料选择根据原始数据分析选择Qbe2E=1.31×105Mpaσb=1250Mpa安全系数n=5ρ=8.23g/cm3[σ]=250Mpa2）应变管设计根据所给技术要求及薄壁圆筒的理论，设计应变管的相关数据如下：h=1mmd0=10mmL1=6mmL2=5mmL3=6mmLw=10mmLm=3mm其余尺寸如图。○1环向应力x=hpd20=150MPa○2轴向应力t=hpd40=75MPa○3合成应力.7MPa16722maxxy④最大应变值E=1280.2μ1000μ1500μ符合要求⑤有效工作长度gwLhdL)5.1~2.1(25.2=9.19-10.09mm（Lg=3mm应变片的长度）由以上数据可见，所选尺寸均满足以上强度的要求在允许范围之内。⑥螺纹强度校核L3部分没有受到任何力的作用只需固定套筒即可，选择L3=6mm，有4个螺距可以满足要求。对L1部分承受轴向的压力，螺纹手切向应力的作用，如果将一圈螺纹大径D处展开，则可看作宽度为D的悬臂梁，假如螺纹所承受的平均压力为F/n，则螺纹危险截面的剪切强度条件为=bnDF[σ]所以n][bDF=1.96b为螺纹牙根部的厚度，n为螺纹工作圈数，这里取n=4⑦应变管固有频率ELf13.0=310483.10365103.28101031.1=10.8KHz10KHz⑧最大输出电压KUUsc041=41.2128023=1.92mV以上均在技术要求范围之内，满足要求。3、套筒的设计套筒只需满足与传感器保留一定间隙，且壁的厚度可以做出螺纹即可，选择壁厚为2mm，外径为20mm,内径为16mm,高度为36mm，套筒上孔径为2mm。4、挡板的设计由于设计的传感器较小，所以挡板应设计的小，所以设计成长18mm，宽5mm，孔径应略大于螺柱取2.5mm，厚度为1mm。三、参考资料《机械设计》纪名刚主编高等教育出版社《传感器原理及技术》孟立凡郑兵主编国防工业出版社《机械设计课程设计手册》吴宗泽、罗圣国主编高等教育出版社