中北大学传感器设计指导书

传感器课程设计说明书设计题目：应变管式测压传感器单位：XXX设计者：XXX指导教师：XXX完成时间：2011年5月学校名称：中中北北大大学学一、设计任务书1.设计题目：设计一个应变式测压传感器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一修课程的理论与相关知识、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来解决问题的科学研究习惯，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300kg.f/cm2(30Mpa))2、最大应变1000-1500με3、连接用螺纹M20×1.54、最大外径Φ26mm5、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（A3纸）2)零件图三张（A3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波比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压力，当被侧压力P进入应变管内时，是桶发生变形、考虑到产品实际应用及应变管的安全性和准确性，应设计一个套筒和被测液体连接的螺纹。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：35CrMnSiAE=2.1×105Mpaσb=1650Mpa安全系数n=5许用应力:[σ]=330Mpa材料密度:ρ=7.85g/cm3(2)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=0.6d0=10.8d1=12其余尺寸见图①环向应力MPahdPx2706.028.103020②轴向应力MPahdPy1358.0493040③合成应力MPaMPayx33030222max④最大应变值mMPaMPaE1438101.23025⑤有效工作长度9.1～8.1=)5.1~2.1(25.20LghdLw取Lw=9Lg=3mm应变片的长度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28.043105.11020103026.0)2108.10(10306.0)2(33623620DbdPDbFn这里取n=4，完全满足要求。⑦应变管固有频率KHzKHzELf107.131085.7101.2104913.013.03113(gWLLLLL21）⑧最大输出电压mVKUUsc157.21014382325.041603、套筒的设计套筒只需满足与传感器保持一定间隙且壁厚做出螺纹即可，可选壁厚为2mm，外径为24mm，内径为16mm，长度为38mm，套筒上孔径为2mm，具体见零件图4、挡板的设计为减小对结果的影响应使挡板较小，可设计长为24mm，宽为6mm，孔径应略大于螺柱取3mm，厚度为1mm，具体尺寸见零件图三、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