【正文】 ................................................ 3 應(yīng)變片的測(cè)量原理 ............................................................................................................. 3 四、 彈性元件 .................................................................................................... 6 彈性元件的要求 ................................................................................................................ 6 彈性元件的選擇 ................................................................................................................ 6 彈性元件的分析和計(jì)算 ...................................................................................................... 7 五、 電阻應(yīng)變片的選擇 ................................................................................... 10 應(yīng)變片的選擇及應(yīng)變片的許用應(yīng)變驗(yàn)證 ........................................................................... 10 應(yīng)變片粘貼厚度的計(jì)算 …………………………………………………………… 11 應(yīng)變片的分析 …………………………………………………………… ................11 應(yīng)變片的連接方式和應(yīng)變片粘貼方式 …………………………………………… 12 受壓軸截面面積的計(jì)算 ,彈性元件基本尺寸確定 ………………………………… .12 傳感器的靈敏系數(shù)的確定 ………………………………………………… ……… ..13 六、 外殼尺寸確定 .......................................................................................... 14 聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 14 殼體的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 14 七、 測(cè)控電路設(shè)計(jì)及計(jì)算 ............................................................................... 15 3/ 29 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 15 電路調(diào)零調(diào)幅電路和電橋轉(zhuǎn)換電路 .................................................................................. 15 放大電路和共模抑制電路 ................................................................................................ 16 電橋放大電路各元件參數(shù)及其輸出電壓的計(jì)算 ................................................................. 18 MATLAB實(shí)現(xiàn)的 F— V特性圖 ........................................................................................ 20 八、 傳感器精度驗(yàn)證 ....................................................................................... 22 九、 參考文獻(xiàn) .................................................................................................. 22 十、 心得 體會(huì) .................................................................................................. 22 十一、附錄 …………………………………………………………………………………………………………………29 一、 廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 “傳感器設(shè)計(jì)與實(shí)踐”之二 題目名稱 應(yīng)變式荷重傳感器及轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 信息工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 測(cè)控技術(shù)與儀器（ 光 測(cè) 10 班） 姓名 劉健雄 學(xué)號(hào) 3110002530 一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 通過設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，掌握傳感器設(shè)計(jì)的一般過程與步驟。 傳感器技術(shù)參數(shù)： 測(cè)力范圍： 0～ 1 105N；稱量精度：177。學(xué)生查找相關(guān)資料 教 3301 6 月 17 日 2 選定傳感器型式和 結(jié)構(gòu)方案；進(jìn)行相關(guān)理論分析與計(jì)算；確定傳感器主要結(jié)構(gòu)尺寸 工學(xué) 1107 6 月 18~19 日 3 傳感器主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配圖、零件圖的設(shè)計(jì) 工學(xué) 1107 6 月 20~22 日 4 根據(jù)所設(shè)計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換電路 工學(xué) 1107 6 月 23 日 5 傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)換電路仿真調(diào)試 工學(xué) 1107 6 月 24~25 日 6 傳感器制作工藝研究 工學(xué) 1107 6 月 26 日 7 撰寫設(shè)計(jì)說明書 工學(xué) 1107 6 月 27 日 8 分組答辯 工學(xué) 1107 6 月 28 日 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 李科杰．新編傳感器技術(shù)手 冊(cè)（ M）．國防工業(yè)出版社， 2021 年 強(qiáng)錫富．傳感器（第 3 版）（ M）．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 年 5/ 29 丁鎮(zhèn)生．傳感器及傳感技術(shù)應(yīng)用（ M）．電子工業(yè)出版社， 1999 年 黃繼昌．傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例（ M）．人民郵電出版社， 1998 年 陳爾紹．傳感器實(shí)用裝置制作集錦（ M）．人民郵電出版社， 2021 年 黃賢武．傳感器實(shí)際應(yīng)用電路設(shè)計(jì)（ M）．電子科技大 學(xué)出版社， 1997 年 發(fā)出任務(wù)書日期： 2021 年 6 月 17日指導(dǎo)教師簽名：陳益民、黎勉、查曉春 計(jì)劃完成日期： 2021 年 6 月 28 日基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章： 主管院長(zhǎng)簽章： 摘要 關(guān)鍵字 ： 應(yīng)變式荷重傳感器、應(yīng)變片、電橋 新技術(shù)革命的到來，世界開始進(jìn)入信息時(shí)代。 因此可以說，傳感器是人類五官的延長(zhǎng)，又稱之為電五官。 本課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究應(yīng)變式荷重傳感器的工作原理。 二、 荷重測(cè)量的一般方法的比較 由于應(yīng)變片的變形，使其阻值發(fā)生變化，從而使電壓的輸出值發(fā)生變化，再通過基本轉(zhuǎn)換電路把力轉(zhuǎn)換成電量的形式表示出來。 被測(cè)量 /壓力 UO 電量 圖 荷重測(cè)量的一般方法 1. 應(yīng)變式傳感器 應(yīng) 變片式傳感器的核心元件是金屬應(yīng)變片。對(duì)測(cè)力傳感器而言，量程從零點(diǎn)幾牛至幾百千牛，精度可達(dá) %FS（ FS 為滿量程）；對(duì)測(cè)壓傳感器，量程從幾十帕至 1011帕，精度為 %FS。壓阻式傳感器就是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。 某種形態(tài)傳感器 基本轉(zhuǎn)換電路 7/ 29 3. 電感式傳感器 電感式 傳感器是利用線圈自感和互感的變化實(shí)現(xiàn)非電量檢測(cè)的一種裝置。 4. 電容式傳感器 電容式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化的一種裝置，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。 壓電式傳感器 是一種典型的有源傳感器。 缺點(diǎn)：無靜態(tài)輸出，阻抗高，需要低電容的低噪聲電纜，價(jià)格貴，一般只用于對(duì)精度要求很高的情況中。 1 % 8/ 29 應(yīng)變式傳感器也稱應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片的工作原理是基于導(dǎo)體的電阻應(yīng)變效應(yīng) ,將測(cè)量物體的變形轉(zhuǎn)換為