应变管式测压传感器设计书

传感器课程设计说明书设计题目：应变管式测压传感器专业：电子工程系测控技术与仪器学号：xxxxxxxxxx设计者:xxx指导教师：xxxxxxx完成时间：xxxxxxxxx学校名称：xxx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，综合应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，培养良好的科学研究习惯即遇到问题自己查找相关资料。学会使用规范的学科语言进行表述。③：培养严谨的工作作风。3、原始数据:①：满量程压力200kg.f/cm2(20Mpa))②：最大应变1000-1500με③：连接用螺纹M16×1.5④：最大外径Φ24mm⑤：应变管固有频率在10KHz以上⑥：供桥电压3V4、设计要求：①：传感器装配图一张（3#纸）②：零件图三张（3#纸）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，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、应变管的设计与计算：1)：材料选择根据原始数据分析选择Qbe2E=1.31×105Mpa；σb=1250Mpa；安全系数：n=5；材料密度ρ=8.23g/cm3；许用应力[σ]=250Mpa2)：应变管设计根据所给的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=0.65;d0=10;L1=7;L2=7;Lw=9;L3=6，Lm=3其余尺寸如图3)：①环向应力hpdx20=（20*10）/(2*0.65)=153.8Mpa②轴向应力hpdt40=（20*10）/(4*0.65)=76.9Mpa③合成应力=(153.8²+76.9²)½=171.95Mpa250Mpa④最大应变值E=171.95/1.31×105=1312.3μm1500μm⑤有效工作长度gwLhdL)5.1~2.1(25.2=8.1~9.1,在这里取Lw=9mmLg为应变管长度，Lg=3mm⑥螺纹强度校核按仪器零件螺纹强度校核连接螺纹的长度,L2部分没有受到任何力的作用，只固定套筒即可，选择四个螺距加一个1mm的退刀槽即可，对L1部分受到轴向压力，螺纹受切向应力作用，如果将一圆螺纹沿径向展开，则可以看做是πD的悬臂梁，假如螺纹受到的力平均为F÷d，则螺纹牙危险截面的剪强度条件为τ=F/（Dπbμ)=[τ],则μ=[τ]/(Dπb)=2.1，μ为螺纹工作圈数，这里取μ=4。⑦应变管固有频率ELf13.0=19.9KHz10KHz（gWLLLLL21=26）⑧最大输出电压KUUsc041=3*2*1312.3/4V=0.0197mV以上指标均在技术要求范围内，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，且壁的厚度做出螺纹即可。这样壁厚取2mm，内径15mm，外径20mm,高度35mm,套筒孔径4mm，具体尺寸见零件图。4、挡板的设计：由于设计的传感器较小，所以挡板应尽量设计的小，所以设计成长15mm,宽4mm，孔径应略大于螺纹取直径3mm，厚度为1mm具体尺寸见零件图。三、参考资料：,1、《传感器原理与应用》孟立凡主编电子工业出版社2、《机械设计》纪石刚主编高等教育出版社3、《机械设计课程设计手册》吴宗泽罗胜国主编高等教育出版社