基于电阻应变片的称重传感器设计毕业设计说明书
毕业设计说明书基于电阻应变片的称重传感器设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：
指导教师签名：日期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
基于电阻应变片的称重传感器设计
摘要
随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。
本文设计了一个电阻应变式的称重传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。本设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。
关键词：称重传感器，弹性体，电阻应变片
Based on the design of resistance strain gauge load cell
Abstract
With the progress of technology, electronic weighing apparatus made by the weighing sensor is widely used in all walks of life, to realize the rapid and accurate for material weighing, especially with the emergence of microprocessor, the constant improvement of the industrial production process automation, weighing sensor has become a necessary device in the process control. At present, apply to almost all weighing weighing sensors.
In this paper, the design of a resistance strain type weighing sensor. Resistance strain type weighing sensor is based on the principle that elastomer (elastic element, sensitive beam) elastic deformation under the action of external force, the resistance strain gauge on the surface of the paste in his (cell) also along with the deformation and deformation resistance strain gauge, its value will change (increase/decrease), and then through the corresponding measurement circuit convert the resistance to electrical signals (voltage or current), so as to complete the process of external force transform into electrical signals. The design of the weighing sensor is the change of resistance strain gauge is used to determine the small strain of elastic element, so as to use force, stress and strain the relationship between the area to determine the size of the force, then the force of the mass of the body. The change of the resistance strain gauge can be obtained through the subsequent processing circuit.
Keywords: Weighing sensors, elastomer, resistance strain gauge
目录
1 绪论 (1)
1.1 课题研究的背景 (1)
1.2 国内外发展动态 (1)
2 传感器的相关知识 (3)
2.1 传感器概念 (3)
2.2 传感器的工作原理 (3)
2.3 传感器的组成结构 (5)
3 电阻应变片的相关知识 (7)
3.1 电阻应变片的结构和工作原理 (7)
3.2 电阻应变效应 (8)
3.2.1 金属材料的电阻应变效应 (8)
3.2.2 电阻—应变特性 (8)
3.2.3 应变片测试原理 (9)
3.3 电阻应变片的种类及材料 (10)
3.3.1 电阻应变片的种类 (10)
3.2.2 电阻应变片的材料 (12)
3.4 金属应变片的主要特性 (13)
4 电阻应变式力传感器的设计 (19)
4.1 柱形应变式力传感器 (19)
4.1.1 利用拉伸与压缩应力的称重传感器 (20)
4.1.2 柱式称重传感器的误差来源 (22)
4.2 梁式力传感器 (23)
5 粘贴技术及稳定处理 (27)
5.1 应变片粘贴技术 (27)
5.1.1 粘结剂的选择 (27)
5.1.2 应变计的粘贴 (27)
5.2 弹性元件材料的稳定处理 (28)
6 电阻应变式传感器的信号处理电路 (31)
6.1 转换电路 (31)
6.2 直流电桥 (31)
6.3 电路图设计 (36)
6.4 电路仿真 (36)
参考文献 (39)
致谢 (40)
1 绪论 (1)
1．1课题研究的背景 (1)
1．2国内外发展动态 (1)
2 传感器的相关知识 (3)
2．1传感器概念 (3)
2．2传感器的工作原理 (3)
2．3传感器的组成结构 (5)
3 电阻应变片的相关知识 (7)
3.1电阻应变片的结构和工作原理 (7)
3.2电阻应变效应 (8)
3.2.1 金属材料的电阻应变效应 (8)
3.2.2 电阻—应变特性 (8)
3.2.3 应变片测试原理 (9)
3.3电阻应变片的种类及材料 (10)
3.3.1 电阻应变片的种类 (10)
3.2.2 电阻应变片的材料 (12)
3.4金属应变片的主要特性 (13)
4 电阻应变式力传感器的设计 (19)
4.1柱形应变式力传感器 (19)
4.1.1 利用拉伸与压缩应力的称重传感器 (20)
4.1.2 柱式称重传感器的误差来源 (22)
4.2梁式力传感器 (23)
1.结构及原理 (23)
5 粘贴技术及稳定处理 (27)
5.1应变片粘贴技术 (27)
5.1.1 粘结剂的选择 (27)
5.1.2 应变计的粘贴 (27)
5.2弹性元件材料的稳定处理 (28)
6 电阻应变式传感器的信号处理电路 (31)
6.1转换电路 (31)
6.2直流电桥 (31)
6.3电路图设计 (36)
6.4电路仿真 (36)
图 6.7 电路仿真图三 (38)
参考文献 (39)
致谢 (40)
致谢 (51)
1 绪论
1．1 课题研究的背景
现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理技术，也就是传感技术、通信技术和计算机技术，它们分别构成了信息技术系统的“感官”、“神经”、“大脑”。如果没有“感官”感受信息，或者“感官”迟钝，都难以形成高精度、高反应速度的控制系统。可见传感器技术是一种和其他多种现代科学技术密切相关的尖端技术。应变式力传感器用作静态、动态条件下测力或称重，在我国工业生产过程检测与控制、自动计量等领域已大量应用。随着技术进步以及用现代电子信息技术改造传统产业的深入，其需求量日趋增加。传感器是测量装置和控制系统的首要环节。如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量，那么，无论是信号转换或信息处理，或者最佳数据的显示和控制，都将成为一句空话。可以说，没有精确可靠的传感器，就没有精确可靠的自动检测和控制系统。现代电子技术和电子计算机为信息转换与处理提供了极其完善的手段，使检测与控制技术发展到崭新阶段。但是如果没有各种精确可靠的传感器去检测各种原始数据并提供真实的信息，那么，电子计算机也无法发挥其应有的作用。
1．2 国内外发展动态
当今时代，传感器技术已形成为电子工业基础产品的一个独立门类，是信息社会的重要技术基础。随着科学技术的发展，传感器产品应用范围的不断扩大，在现代科学技术、国民经济、人民生活中都占有重要地位，为此世界各国都给予了高度重视。我国的863计划和科技攻关计划也把传感器的研究与开发放在重要地位。据有关资料介绍，在世界范围内传感器的计量逐年上升，世界市场传感器销售额1985年为50亿美元，1990年增加到155亿美元，如今已突破200亿美元，年平均增长率为8%，品种已超过二万种。其中，工业自动控制、交通运输、冶金行业市场的份额占35%以上。
电阻应变片式传感器是现代传感器技术的重要组成部分，它利用当电阻应变计安装在弹性体上时，在外载荷作用下，弹性体的变形与其引起电阻应变计的电阻变化之间呈线性关系的原理，制成测量各种物理量的传感器，这种传感器，习惯称为电阻应变式传感器或是应变计式传感器(Stain gage transducer)[1]。
传感器技术所涉及的知识非常广泛，渗透到各个学科领域。但是它们的共性是利用物理定律和物质的物理特性，将非电量转换成电量。所以如何采用新技术、新工艺、新材料以及探索新理论，以达到高质量的转换效能，是总的发展途径。
由于科学技术迅猛发展，工艺过程自动化程度越来越高，因此对测控系统的精度提出更高的要求。近年来，微型计算机组成的测控系统已经在许多领域得到应用，而传感器作为微型机的接口必须解决相容技术，根据这些时代特点，传感器将向以下几个方面发展：为了提高测控精度，必须使传感器的精度尽可能提高，例如对于火箭发动机燃烧室的压力测量，希望测量精度的功能优于0.1%，对超精度加工“在线”检测精度高于0.1mm，因此需要研制出高精度的传感器，以满足测量的需求。目前我国以研制出精度优于0.05%传感器。
2 传感器的相关知识
2．1 传感器概念
我们国家标准（GB665-87）是这样定义传感器（transducer/sensor）的：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可以输出信号的器件或装置”。我们的理解是：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
这一定义包含了以下几方面的意思：
（1）传感器是测量装置，能完成检测任务；
（2）它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等；
（3）他的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理和显示等，这种量可以是气、光、电物理量，但主要是电物理量；
（4）输入输出有对应关系，且应有一定的精确程度。
我们可以对传感器作字面上的解释：传感器的功能是一感二传，即感受被测信息并传送出去[2]。
2．2 传感器的工作原理
电阻应变式传感器由弹性敏感元件与电阻应变片构成。弹性敏感元件在感受被测量时将产生变形，其表面产生应变。而粘贴在弹性敏感元件表面的电阻应变片将随着弹性敏感元件产生应变，因此电阻应变片的电阻值也产生相应的变化。这样，通过测量电阻应变片的电阻值变化，就可以确定被测量量的大小了。
弹性敏感元件的作用就是传感器组成中的敏感元件，要根据被测参数来设计或选择它的结构形式。电阻应变片的作用就是传感器中的转换元件，是电阻应变片传感器的核心元件。那么现在举几个简单的例子来说明传感器的原理，如图2.1、2.2所示。
图 2.1 柱式力传感器原理图
图 2.2 梁式力传感器原理图
上面两个例子简单说明了传感器的工作原理，其中图2.1是柱式力传感器原理图。当圆柱里的应变片受力变形时，1R 、2R 会随力增加而缩短，同时，外面的电阻3R 会受应力而拉伸。在弹性范围内，应力与应变成正比关系：
SE F E l l ==?=σε （2.1）
式中：F —作用在弹性元件上的集中力；S —圆柱的横截面积。
这个公式说明应力的变化和圆柱体受力的大小和圆柱的横截面积有关，其中一个变化应力就随着变化。
同样的道理图2.2是梁式力传感器的简易原理图，弹性元件为一端固定的悬臂梁，力作用在自由端，顺着l 的方向分别贴上1R ，2R ，3R ，4R 电阻应变片。此时，1R 、4R 随力增加而拉伸，2R 、3R 随力增加而压缩，两者发生极性相反的等量应变，粘贴应变片处的应变为：
E bR Fl E 26==σε （2.2） 这种传感器会因受力的变化应力也改变。
上述这两种传感器具有结构简单、加工容易、应变片容易粘贴、灵敏度高等特点。
2．3 传感器的组成结构
传感器亦称变换器，是将各种非电量（包括物理量，化学量，生物学量等）按一定的规律转换成便于处理和传输的另外一种物理量（一般为电量、磁量等）的装置，它能把某种形式的能量转换成另一种形式的能量[3]。传感器一般由敏感元件、传感元件和测量电路3部分组成，有时还需加上辅助电源，其原理如图2.3所示。
图 2.3 传感器原理框图
其中：（1）敏感元件直接感受被测物理量，如在应变式传感器中为弹性元件；
（2）传感元件将感受到的非电量直接转换成电量，是转换元件；（3）测量电路是将传感元件输出的电信号转换为便于显示、控制和处理的有用电信号的电路，使用较多的是电桥电路。由于传感器元件输出的信号一般较小，大多数的测量电路还包括放大电路，有的还包括显示器，直接在传感器上显示出所测量的物理量；（4）辅助电源是供给传感元件和测量电路工作电压和电流的器件。
下面具体介绍这几种元件的性能:
（1）敏感元件：敏感元件是能够灵敏地感受被测变量并做出响应的元件。例如铂式电阻能根据感受温度的升降而改变其阻值，阻值的变化就是对温度升降做出的响应，所以铂式电阻就是一种温度敏感元件。又如弹性膜盒能根据感受压力的高低而引起形变，形成程度就是对压力高低做出的响应。因此，弹性膜盒是一种压力敏感元件。
为了获得被测变量的精确数值，不仅要求敏感元件对所测变量的响应足够灵
敏，还希望它不受或少受其它环境因素的影响。也就是说，敏感元件的输出响应最好单值地取决于输入被测变量。例如箔电阻的阻值除受温度影响外，也受应力的影响，这就要求用适当的工艺消除应力。弹性膜盒的形变除取决于压力变化外，也和环境温度变化有关，必要时应采取温度补偿措施。敏感元件的输出响应与输入变量之间如果是线性关系，当然最便于应用。即使是非线性关系，只要这种关系不随时间而变化，也可以满足使用的基本要求；
（2）传感元件：传感器不只是一般的敏感元件，它的输出响应还应该必须是易于传送的物理量，所以就要用到传感元件。传感元件是指传感器中能够将敏感元件感受或响应的被测量转换成易于传递的物理量的部分。例如弹性膜盒的输出响应是形变，是微小的几何量（位移），不便于远距离传送；
（3）测量电路：转换电路是将转换元件输出的可用信号作为输入，将其进行放大、显示和记录的电路。转换电路的类型和被测量、测量原理以及转换元件有关，常用的电子器件有电桥、放大器、振荡器、阻抗变换器等。
3 电阻应变片的相关知识
3.1 电阻应变片的结构和工作原理
电阻式传感器的工作原理是将被测的非电量转换成电阻值，通过测量此电阻值达到测量非电量的目的。这类传感器大致分为两类：电阻应变式和电位计式。利用电阻式传感器可以测量形变、压力、力、位移、加速度和温度等非电量参数[4]。
压力传感器是将压力这个物理量转换成电信号的一种电阻应变式传感器。传统的电阻应变式压力传感器是一种由敏感栅和弹性敏感元件组合起来的传感器。如图(3.1)所示，将应变片用粘合剂粘贴在弹性敏感元件上，当弹性敏感元件受到外施压力作用时，弹性敏感元件将产生应变，电阻应变片将它们转换成电阻变化，再通过电桥电路及补偿电路输出电信号。它是目前应用较多的压力传感器之一，因具有结构简单、使用方便、测量速度快等特点而广泛应用于航空、机械、电力、化工、建筑、医学等诸多领域。
图 3.1 传统的电阻应变片
传统的电阻应变式压力传感器的电阻敏感栅是刻录在一层绝缘脂薄膜上，而薄膜又通过粘结剂粘合到弹性基片上，由于弹性元件与粘结剂及绝缘脂膜之间的弹性模量不同，弹性元件的应变不能直接传递给敏感栅，而是要通过粘结剂、绝缘脂膜才能到达敏感栅，从而产生较大的蠕变和滞后，影响传感器的灵敏度、响应度、线性度等性能。另外，由于粘结剂不能在高温条件下使用，这也使它的应用范围受到限制。
为了消除绝缘薄膜层和粘结剂层对传感器性能的影响，本文尝试采用真空镀膜方法及光刻技术，在弹性元件上直接刻录敏感栅，弹性元件与敏感栅直接接触，以克服常规工艺导致的滞后和蠕变大的缺陷。另外，如果弹性材料和结构选择恰当，还可制成耐高温、耐腐蚀的全隔膜式薄膜压力传感器
3.2 电阻应变效应
3.2.1 金属材料的电阻应变效应
早在1856年英国物理学家首先发现了金属的电阻应变效应。金属导体的电阻随着它所受机械变形（伸长或缩短）的大小而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。这就是电阻应变片赖以工作的物理基础。
虽然这种物理现象很早为人们所知，但因为当时测量技术还不发达，因而未能得到利用。直至二次大战时期，由于电子技术的进一步发展，美国研制出了粘贴式电阻应变片，并首先应用于航空工业，对当时航空技术的发展做出了贡献。
为什么金属导体的电阻会随着其变形而改变呢？道理很简单，这是因为导体的电阻是与材料的电阻系数以及它的几何尺寸（长度和截面）有关的，导体在承受机械变形过程中，这三者都要发生变化，因而引起金属丝的电阻发生变化。下面来求导体的电阻变化与变形之间的量的关系，即金属材料的灵敏系数。
3.2.2 电阻—应变特性
设有一根长为l 、截面为S 、电阻系数为ρ的金属丝，其电阻为S l R ρ
=、有： S l
R ρ= （3.1）
式中：R —电阻值（Ω）；ρ—电阻系数(12-??Ωm mm )；l —电阻丝长度（m ）；
S —电阻丝截面2
)(mm 。 设导线在力F 的作用下，其长度l 变化dl ，截面S 变化dS ，半径r 变化dr ，电阻系数ρ变化ρd ，因而将R 引起变化dR 。将（3.1）式微分，可得
)(ρρd S dS l dl R dR +-=
即：
ρρd S dS l dl R
dR +-= （3.2）
因为2r S π=，rdr dS π2=所以： r dr S dS 2= （3.3）
令ε=l dl ，为电阻丝轴向相对伸长即轴向应变，而r dr 则为电阻丝径向相对伸长即径向应变，两者的比例系数即泊松系数为μ，负号表示方向相反，有：
μεμ-=-=l dl r dr （3.4）
将（3.4）式代入（3.3）式得：
με2-=S dS （3.5）
将（3.5）式代入（3.2）式并经整理后得：
εερρ
μ])21[(d R dR ++= （3.6）
即：
ερρμεd R dR
K ++==)21(0 （3.7） 0K 称为金属材料的灵敏系数，它的物理意义为单位应变所引起的电阻相对变化。由（3.7）式可知，金属材料的灵敏系数受两个因素的影响；一个是受力后材料的几何尺寸变化所引起的，既（1+2μ）项；另一个是受力后材料的电阻率发生变化而引起的，即ερρd 项。这是由于材料发生变形时，其自由电子的活动能力和数量均发生了变化的缘故，由于这一项目前不能用解析式来表达，所以0K 只能依靠实验求得。根据大量实验证明，在电阻丝拉伸的比例极限内，电阻的相对变化与应变是成正比的，即0K 为一常数。因此（3.7）式以增量表示可写为：
ε0K R R =? （3.8）
上式表示金属材料的电阻相对变化与轴向应变成正比。
3.2.3 应变片测试原理
用应变片测量应变或应力，是将应变片粘贴在被测对象上。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形，粘贴在其表面上的应变片亦随其发生相应的变化，
?。因此应变片的电阻也发生相应的变化。如果应用仪器测出应变片的电阻值变化R
ε，而根据应力-应变关系。
则根据式（3.8），可以得到被测对象的应变值为x
σE
ε
=（3.9）
式中：σ—试件的应力；ε—试件的应变；可以得到应力值σ[5]。
通过弹性敏感元件转换作用，将位移、力、力矩、加速度、压力等参数转换为应变，因此可以将应变片由测量应变扩展到测量上述参数，从而形成各种电阻应变式传感器。
3.3 电阻应变片的种类及材料
3.3.1 电阻应变片的种类
现代应变片根据实际需要已发展成为多种型式：尺寸长的有几百毫米，短的仅0.2毫米；形式上有单片，应变花和特殊形状的图案;使用环境，有高温、低温、水下、抗辐射、高压、抗强磁场等；安装形式有粘贴、非粘贴、焊接、火焰喷涂等。此外，应变片的工艺和原理还被移植到其他领域，产生了许多性能优良的特殊片，如高精密电阻、疲劳片、裂纹片、测温片及传感器补偿片等。因此，传感器仅仅是应变片技术的应用领域之一[6]。
下面具体介绍几种应变片的特点，见表3.1
表 3.1 用于传感器的各种应变片
金属丝式应变片有回线式和短接式两种，图3.2所示为回线式应变片。
图 3.2 回线式应变片
它的敏感栅材料直径在0.012～0.05mm之间，以0.025mm左右为最常用,回线的曲率半径r为0.1～0.3mm，基片用厚度为0.03mm左右的薄纸（称纸基），或用粘结剂和有机树脂基膜制成（称胶基），粘贴性能好，能保证有效地传递变形。引线多用0.15～0.30mm直径的镀锡铜线与敏感栅相接。因制作简单，性能稳定，成本低，易粘贴，所以最为常用。但因弯曲部的变形使其横向效应较大[7]。
所有电阻片中，丝式片属最基本的传统结构，也是传感器中常用的品种，其生产和使用历史较长。丝材加工及处理技术比较成熟，灵敏系数比较一致，温度系数可选择适当的合金成分及热处理进行调节，因此可达到自补偿。但直径不能过细，否则会要限制使用电压。
2.箔式应变片
箔式片的丝栅尺寸小，形状任意、柔软、横向效应小，容许电流大，疲劳寿命高，蠕变及滞后好，应用日益增多，早期获得均匀的箔材比较困难，但目前已是应变式传感器中使用的主要品种。箔式片所用箔材，一般厚为3～5微米，常用铜镍合金（如康铜），但近年来随着技术的发展，应变片用箔材也发展成为系列。制作方法除开光化学腐蚀外，也可采用精密冲压法，冲压法与腐蚀法比较，栅条无毛刺，性能比较一致。我国由于原材料（箔材性能尚不完全过关）和工艺（箔式片不易粘贴，焊点容易脱落等）关系，目前丝式片、尤其是高温和低温片，仍占主要地位[8]。
（1）制造技术能保证敏感栅尺寸准确、线条均匀，可以制成任意形状以适应不同的测量要求；
（2）敏感栅截面为矩形，其表面积对截面积之比远较圆断面的为大，故粘合
面积大；
（3）敏感栅薄而宽，粘结情况好，传递试件应变性能好；
（4）散热性能好，允许通过较大的工作电流，从而增大输出信号；
（5）敏感栅弯头横向效应可以忽略；
（6）蠕变、机械滞后较小，疲劳寿命高。
3.薄膜应变片
薄膜片是目前高精度传感器中很有前途的新型电阻片（国外称之为无蠕变工艺）。其原理，虽早在五十年代初就有人提出过，但遇到多方面的工艺困难，制成的薄膜稳定性差无法实用，直到最近十余年才有所突破。目前，对于金属薄膜片而言，比较成熟的方法有两种：一是真空蒸发，二是溅射式阴极扩散。由于溅射的分子具有很大的能量，不能蒸发只凝结在表面，故附着力强，膜的性能好[9]。为了沉积基底绝缘材料，进一步改善溅射过程，需采用高频溅射系统，这种片的优点是：阻值比箔式高，形状和尺寸也比箔式片更小更精确，没有箔式片腐蚀所引入的疵病；制成的结构导热良好，对于较宽的工作温度范围也可达到较完善的补偿。尤其突出的是：陶瓷绝缘代替了胶接，既避免了复杂的分选和粘贴技术，而且对胶所引入 的漂移、疲劳等弱点都有很大的克服。制成的传感器可以达到较高的水平。
4.半导体应变片
半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的电阻率随作用应力而变化的所谓“压阻效应”。所有材料在某种程度都呈现压阻效应，但半导体的这种效应特别显著，能直接反映出很微小的应变。常用的半导体应变片系用锗和硅等半导体材料作为敏感栅，一般为单根状，根据压阻效应，半导体和金属丝一样可以把应变转换成电阻的变化。
3.2.2 电阻应变片的材料
1.敏感栅材料
制造应变片时，对敏感栅材料的要求：①灵敏系数s K 和电阻率ρ要尽可能高而稳定，电阻变化率R R ?与机械应变ε之间 应具有良好而宽广的线性关系，既要求s K 在很大范围内为常数；②电阻温度系数小，电阻-温度间的线性关系和重复性好；③机械强度高，碾压及焊接性能好，与其他金属之间接触热电势小；④抗氧化、
搅拌器毕业设计--(很实用)
搅拌器毕业设计 第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的
分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）； ⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。
焊片毕业设计说明书
1 绪论 大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快，使模具的需要不断增加，而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。 模具是一种特殊的模型，用来塑造(制造)产品；从工艺的角度，模具是一种成型制品的特殊工艺装备。模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“工业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还比较的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品，而且所选产品必须目前已有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来的产品。 冲压是一种先进的少无切削加工方法，具有节能省材、效率高、产
毕业设计设计说明书范文
第一章塑件分析 1.1塑件结构分析 图1-1 塑件结构图 此制品是消声器上盖，现实生活中经常看到用到，是一个非常实际的产品。且生产纲领为：中批量生产，所以我们采用注射模具注射成型。 1.2 成型工艺性分析[1] 塑件材料为尼龙，因塑件用在空压机内，表面无光洁度要求。具有良好的力学性能，其抗冲击强度比一般的塑料有显著的提高，具有良好的消音效果和自润滑性能。密度1.15 g/cm3, 成型收缩率：0.4～0.7%，平均收缩率为0.55%。 第二章确定模具结构
2.1模具结构的确定 塑料模具的种类很多，大体上分为：二板模，三板模，热流道模。 二板模缺点是浇口痕迹明显，产生相应的流道废料，不适合高效生产。本模具选择二板模其优点是二板模结构简单，制作容易，成本低，成型周期短。 支撑板 分型面 定模侧 动模侧 图2.1 典型的二板模结构 模架为非标准件 定模座板： 400*200*25mm 定模板： 315*200*40mm 动模板： 315*200*32mm 支承板： 315*200*25mm 推秆固定板：205*200*15mm 推板： 205*200*20mm 模脚： 50*200*60mm 动模座板 400*200*25mm 2.2确定型腔数目 2.2.1塑件体积的计算 a. 塑件体积的计算 体积为：
V a = S a ×L a =(37×35-8×25)×10-(33×36-10.5×25) ×8 =12.60cm 3 b.计算塑件的重量 根据《塑料模具设计手册》查得密度ρ取1.12g/cm 3 所以，塑件单件的重量为：m=ρV ＝12.60?1.12 ＝14.11g 浇注系统的体积为：主流道+分流道+浇口=（6280+376.8*2+12*2）/1000 ≈7.05 cm 3 粗略计算浇注系统的重量：7.05*1.12=7.90g ≈8.0g(含有冷料穴料重) 总重量：14.11*2+8.0=36.22g 2.2.2 模具型腔数目的确定 模具型腔的数目决定了塑件的生产效率和模具的成本，确定模具型腔的方法也有许多种，大多数公司采用“按经济性确定型腔的数目”。根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原料的费用，仅考虑模具费用和成型加工费，则模具费用为 21C nC Xm += 式中Xm ——模具费用，元； 1C ——每一个型腔的模具费用，元 2C ——与型腔数无关的费用，元。 成型加工费用为 n Y N X t j 60= 式中j X ——成型加工费用，元 N ——需要生产塑件的总数； t Y ——每小时注射成型的加工费，元/h ；n ——成型周期，min 。 总的成型加工费用为n Y N C nC X X X t j m 6021++=+= 为了使成型加工费用最小，令 0=dn dX ，则 n=2 上式为按经济性确定型腔数目为2。考虑到模具成型零件和抽芯结构的设计，模具
电阻应变式称重传感器的故障检测方法
电阻应变式称重传感器的故障检测方法 2016-04-22 08:32:50 来源:eefocus 关键字：电阻应变式称重传感器故障检测 电阻应变式称重传感器是一种常用的测量仪器，可以将测量的力信号转换为电信号输出，是称重检测系统中的核心元件。电阻应变式称重传感器在使用过程中会出现一定的故障，我们对于电阻应变式称重传感器的故障检测方法是必须要掌握的，下面小编就来介绍一下具体的方法吧。 电阻应变式称重传感器故障往往会因为一些人为或自然因素损坏，比如传感器过载，冲击，或不小心跌落，大力拽传感器导线，雷击或大电流通过传感器，化学腐蚀，潮气浸蚀或高粉尘环境以及传感器内部的元器件的老化等。直接导致的后果可能是称重系统漂移，显示不稳定或不显示数据等现象。 首先，在从称重系统中拆除称重传感器前应该仔细慎重地判别系统的结构和传感器是否存在下列问题： 1)检查是否是系统传力故障，可能由于灰尘，机械部位未对准，元件传力延缓等原因，而非传感器故障; 2)检查系统在传力部位是否有损伤，锈蚀或者明显的磨损;冬季应注意传感器传力部位 是否有结冰现象，影响系统的传力和复位; 3)检查系统的限位装置是否工作，其间隙是否符合要求; 4)检查传感器电缆线与接线盒和显示仪表连接是否正确，有无断线或连接导线接触不良的情形;重点检查总线九芯插头及接线盒内的接线可靠性; 5)检查接线盒和仪表是否有故障，尤其是接线盒中电位器和接线端子的情况; 6)检查传感器是否锈蚀、受潮(特别是贴片孔区域);传感器电缆线的完整性;传感器电缆 线入口处的环境等。 建议用户配备下述的仪表设备作为检测传感器的必要的装置： A)高性能经校准的数字万用表(四位半以上)，检查准确度能达到±0.1Ω和±0.01mv,检查 传感器的零点输出和桥路完整性; B)兆欧表(绝缘表)，测试传感器的绝缘阻抗。推荐量程范围50VDC下测试5000MΩ。
常用称重传感器参数说明
蚌埠力恒传感器称重传感器介绍参数时，传统的方法是采用分项指标，其优点是物理意义明确，沿用了多年，熟悉的人较多。 我们现在列出其主要的称重传感器技术参数如下： *额定容量：生产厂家给出的称量范围的上限值。 *额定输出（灵敏度）：加额定载荷时和无载荷时，传感器输出信号的差值。由于称重传感器的输出信号与所加的激励电压有关https://www.360docs.net/doc/6416598751.html, ，所以额定输出的单位以mV/V来表示。并称之为灵敏度。 *灵敏度允差：称重传感器的实际稳定输出与对应的标称额定输出之差对该标称额定输出的百分比。例如，某称重传感器的实际额定输出为2.002mV/V，与之相适应的标准额定输出则为2mV/V，则其灵敏度允差为：（（2．002 –2。000）/2.000）*100% = 0.1% *非线性：由空载荷的输出值和额定载荷时输出值所决定的直线和增加负荷之实测曲线之间最大偏差对于额定输出值的百分比。 *滞后允差：从无载荷逐渐加载到额定载荷然后再逐渐卸载。在同一载荷点上加载和卸载输出量的最大差值对额定输出值的百分比。 *重复性误差：在相同的环境条件下，对传感器反复加荷到额定载荷并卸载。加
荷过程中同一负荷点上输出值的最大差值对额定输出的百分比。 *蠕变：在负荷不变（一般取为额定载荷），其它测试条件也保持不变的情形下，称重传感器输出随时间的变化量对额定输出的百分比。 *零点输出：在推荐电压激励下，未加载荷时称重传感器的输出值对额定输出的百分比。 *绝缘阻抗：传感器的电路和弹性体之间的直流阻抗值。 *输入阻抗：信号输出端开路，称重传感器未加负荷时，从电源激励输入端测得的阻抗值。 *输出阻抗：电源激励输入端短路，传感器未加载荷时，从信号输出端测得的阻抗。 *温度补偿范围：在此温度范围内，传感器的额定输出和零平衡均经过严密补偿，从而不会超出规定的范围。 *零点温度：影响环境温度的变化引起的零平衡变化。一般以温度每变化10K时，引起的零平衡变化量对额定输出的百分比来表示。
小型搅拌器三维造型设计及关键零部件工艺设计
小型搅拌器三维设计及关键零部件工艺分析 摘要 搅拌设备使用历史悠久，应用范围广。在化学工业、石油工业、建筑行业等等传统工业中均有广泛的使用。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的内容却极为广泛。本文介绍了小型搅拌器设计的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本结构及其相关内容及搅拌器的运动和其动力装置。通过对搅拌器的基本设备的描述和对其基本工作原理、作用和功能等相关文献的参考，从而对小型搅拌器的设计加以综述。用pro/e 设计软件对搅拌器的零部件和整体进行三维设计。并对关键的零部件进行了工艺分析。 关键词：传动装置，联轴器，支承装置，电动机，减速器
The 3D Design of Small Blender and the Process analysis for the Key components Author:Du Bing Tutor:Yang Hansong Abstract The equipment of pulsator have a long history and are used in most areas. meawhile pulsator are used in tradition industry such as chemistry industry，petroleum industry，architecture industry and so on. The operation of mix round looks as if simpleness，but actually，the ingredient it involved are plaguy complexity. Tht text introduces the basic consider way and the basic theoretics of small pulsator design，and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of describe the basic fixture of pulsator and consult its basic employment principle，function and operation，thereby summarize the design of small https://www.360docs.net/doc/6416598751.html,ing Pro/e software to draw a stirrer on the components and the overall three-dimensional image.And the analysis of key parts of the process. Key word: Gearing，Join shaft ware，Bearing device，Electromotor，Reducer 目录
课程设计-电阻应变式称重传感器设计
电阻应变式称重传感器设计 摘要：在分析重力传感器信号特性的基础上，模块化地设计了称重传感器信号的调理电路并对其进行了仿真实验。结果表明：电路能实时、准确地处理信号，且工作稳定，可靠，重复性好，抗干扰能力强，可实现精密测量的目的。 关键词：称重；Lab view；电阻应变式传感器；放大电路。 一、引言 随着现代数据采集系统的不断发展，对高精度信号调理技术的要求也越来越高。由于传感器输出的信号往往存在温漂、信号比较小及非线性等问题， 因此它的信号通常不能被控制元件直接接收，这样一来，信号调理电路就成为数据采集系统中不可缺少的一部分，并且其电路设计的优化程度直接关系 到数据采集系统的精度和稳定性。 在称重传感器信号检测中，检测精度受到诸多因素的影响，其中电桥激励电压源的精度和稳定度是影响信号精确度的重要因素之一。电桥输出与激励电压成正比，因此，激励电压出现任何漂移都将导致电桥输出出现相应的漂移。并且现场工作环境恶劣，可能存在粉尘、振动、噪声以及电磁干扰等，称重传感器输出的几百微伏至几十毫伏信号极易受到干扰。所以研究抗干扰能力强、实时性好的信号变送和传输技术对保证检测精度具有重要意义。 二工作原理 1、原理框图
2、称重传感器（MS-1） MS—1型钢制“S”称重传感器，承受拉、压外力均可，输出对称性好，结构紧凑、安装方便、规格齐全。可用于制造机电结合称、吊钩秤、料斗秤及各种专用称、工艺称等。 外形尺寸
量程：50kg； 尺寸：A=51mm；B=13mm；C=64mm；螺纹（公制mm）：M8×1.25； 技术指标： 标定数据：
转换系数K: 应变片测量电路： 上图为直流供电的测量电桥原理图，其中第一臂为电阻应变片，由应变片引起的电阻变化为△R1，当R1=R2、R3=R4时，电桥的电压灵敏度S U为最大，此时有：U0=(1) S U=U0/(2) U0=(3) 采用差动电桥可以消除非线性误差。因此本设计电阻应变式称重传感器选用直流供电应变全桥，该电桥的电压灵敏度比单一工作应变片的电压灵敏度提高了4倍，且具有温度补偿作用。 3、放大电路 R1=10K；R2=2.4K; R3=238K; R4=2.4K; R5=100K 放大倍数K=(R3/R2)×(R5/R4)≈4100;
搅拌机中文说明书
安装手册 台式搅拌机 Model:Y66 操作之前，请仔细阅读本说明 技术参数：额定电压AC220V-240V～50/60Hz(500W)
安全使用需知 使用电器前，请严格遵守以下基本的安全预防措施： 1.使用前请通读使用说明书。 2.为防止触电危险，请把电器部件远离水和其他液体。 3.当儿童靠近或使用电器时，请密切陪同监督。 4.在组装、拆卸或清洁电器前，请先从插座拔出电源。 5.避免接触运动物体. 6.本产品具有极性插头，为避免触电危险，插头只能从一端插入具有极性 的插座，如果插头跟插座不能完全吻合，试用插头的另一端，如果仍然不行，请与专业的电工联系，不要擅自对插头做任何改动。 7.如电线或插头有损坏，电器设备发生故障或以任何方式掉落，遭受请不 要使用，将该电器送到最近的授权服务商进行检查，维修或电器调整。 8.请在制造商的推荐下使用相关配件，包括杯盖，否则可能导致人身伤害 的危险。 9.不要在户外使用本品。 10.不要将电线悬挂于桌子或柜子边缘。 11.使用搅拌器时，严禁将双手及餐具放入杯搅拌或研麿中，以防对他人造 成严重伤害或损坏搅拌器，可以使用刮刀，但前提是搅拌器必须停止运行。 12.刀锋尖利，小心使用。 13.为减少伤亡危险，在没有盖杯盖的情况下，千万不能将刀片组件置于搅 拌器底座。 14.使用前，请确认杯盖是安全到位盖上的。 15.搅拌热液体时，将两片罐盖中的中间那片拿开。 16.在搅拌器杯没有装任何食物或水的情况下，不要启用电器。
17.请不要把产品将设备用于除说明书上标明外的其他用途。 妥善保管此说明书 首次使用前： 首次使用前，应彻底清洁搅拌机的各部件。 从位于搅拌器底座的绕线器上取出所需长度的电线，并将其连接交流电源。玻璃搅拌杯的组装： 1.将橡皮密封圈（4）置于刀片装置（5）的内侧。 2.将刀片装置，密封圈和固定环放入杯座内，注意密封圈应放在玻璃杯与 刀片中间，而不是放在刀与杯座中间，否则不能过到密封效果。 3.将玻璃杯置于底座装置之上，并调整杯座装置。顺时针调整杯座装置可 玻璃杯固定。 4.将相关部件组装于杯内之后，按压，将杯盖（2）固定于杯子之上 5.将中盖插入杯盖中，逆时针调整中盖可将其固定。 6.将刀片装置和密封环置于底座之中。 7.研磨杯杯盖第一次使用时，盖子有点紧。开盖方式：左手握透明杯盖， 右手握杯座，左手逆时针方向旋转。 插入不锈钢壶 1.确认已切断搅拌器的电源（调到“O”标志处）。 2.将整个搅拌杯（9）放置于马达（7）上，用力按压直到完全安全地固定。使用方法： 1.将您想要的搅拌的食物放入不锈钢壶中。 2.将不锈钢壶的盖口安全盖紧。将量杯放入盖口的小洞中并顺时针盖好。 3.启动马达机组： 速度作用 1(慢速) 用于搅拌液体等
称重传感器的原理(一)
称重传感器的原理（一） 电阻应变式称重传感器[3]是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。 由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。 电阻应变片 电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。 设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R： R=ρL/S（Ω）（2—1） 当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。
对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有： ΔR=ΔρL/S+ΔLρ/S–ΔSρL/S2（2—2） 用式（2--1）去除式（2--2）得到 ΔR/R=Δρ/ρ+ΔL/L–ΔS/S（2—3） 另外，我们知道导线的横截面积S=πr2，则Δs=2πr*Δr，所以 ΔS/S=2Δr/r（2—4） 从材料力学我们知道 Δr/r=-μΔL/L（2—5） 其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有 ΔR/R=Δρ/ρ+ΔL/L+2μΔL/L
搅拌器设计说明书
摘要 瓦斯是煤矿生产中的很难管理控制的一种危险隐患，同时也是一种能源及化工资源。为了做好瓦斯抽放，搞好瓦斯的防治工作，提高瓦斯的资源利用率。所以，必须再瓦斯抽放过程中确保无瓦斯泄漏，务必把抽放钻孔封堵完备。这就需要使用封填材料，而此材料是一种混合浆液，需要用搅拌设备将其搅拌均匀。而搅拌设备使用历史悠久，应用范围广。在化学工业、石油工业、建筑行业等等传统工业中均有广泛的使用。搅拌操作看来似乎间单，单实际上，它所涉及的因素却极为复杂。本文介绍了小型搅拌器设计的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本结构及其相关内容，阐述了搅拌器的运动及其动力装置。通过对搅拌器的基本设备的描述和对其基本工作原理、作用和功能等相关文献的参与，从而对小型搅拌器的设计加以综述。 关键词：传动装置搅拌桨叶支撑装置风动马达轴封
Abstract Gas drill holes sealing system mixing part of the design and analysis The gas is difficult to manage in the coal mine production control of a dangerous hidden, And also a kind of energy and chemical resources. In order to carry gas drainage , improve the prevention and control of the gas , improve the utilization of gas resources. And also a kind of energy and chemical resources. In order to carry gas drainage , improve the prevention and control of the gas , improve the utilization of gas resources. The operation of mix round looks as if simpleness, but actually, the ingredient it involved are plaguy of small pulsator design, and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of pulsator. Overpass describe the basic fixture of pulastor and consult its basic employment principle. Function and operation, thereby summarize the design of small pulsator. Key word: gearing mixing blades bearing device pneumatic motor shaft seal
加工站毕业设计说明书
开封大学 毕业设计说明书 设计题目亚龙YL-335B型自动生产线---加工站院系电子电气工程学院 专业电气自动化技术 学生姓名王鹏 指导教师高明远(副教授)
摘要 随着社会的进步科技的发展，人们不愿再花很大力气去手工操作机器，而PLC技术在正好应用于这一点，通过PLC内部的处理能把许多之前手动操作的加工机器改为自动运行，这样不仅解放了人力，生产效率也有很大的提升。PLC以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑——微处理单元的角色。 对本设计而言，加工站机构采用气动驱动技术，系统控制方式采用一台PLC承担其控制任务，加工单元的功能是完成把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方；完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台的过程。 在TPC7062KS人机界面上组态画面，触摸屏上电并进行权限检查后运行，将直接切换到“运行界面”。人机界面上增加了操作加工站的操作方式，易于观察，提供了远程控制使加工与控制分离，易于操作。 关键词：加工站 PLC 人机界面组态
目录 前言 (2) 一、加工单元的结构 (3) （一）加工单元结构认知 (3) 1.物料台及滑块机构 (3) 2.磁性开关 (4) 3.漫射式光电接近开关 (5) （二）加工（冲压）机构 (6) （三）加工单元的气动元件 (7) 1.薄型气缸 (7) 2.气动手指（气爪） (7) 3.电磁阀组 (8) 4.磁感应接近开关 (9) 二、加工单元的气路设计与连接 (10) 三、加工单元的PLC及编程 (11) （一）加工单元PLC的选择及其介绍 (12) （二）加工单元的PLC的接线分配表及I/O分配表 (12) （三）加工单元的PLC的I/O接线图 (14) （四）加工单元的PLC的编程 (14) 1.工作任务 (15) 2.子程序流程图 (15) 3.PLC程序的编写 (15) 四、加工单元的本地控制 (16) 五、加工单元的人机界面控制 (17) 1.根据工作任务，对工程分析并规划 (17) 2.“运行画面”组态 (17) 3.制作指示灯 (18) 4.数据显示 (19) 5.工程通信 (20) 6.工程下载 (21) 7.工程运行 (22) 六、总结 (23) 七、参考文献 (24) 八、附录 (25)
电阻应变式称重传感器原理
电阻应变式称重传感器原理 电阻应变式称重传感器原理 电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。 由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。下面就这三方面简要论述。 一、电阻应变片 电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。 设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R： R = ρL/S（Ω）（2—1） 当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。 对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有： ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2） 用式（2--1）去除式（2--2）得到 ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L –ΔS/S （2—3） 另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则Δs = 2πr*Δr，所以 ΔS/S = 2Δr/r （2—4） 从材料力学我们知道 Δr/r = -μΔL/L （2—5） 其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有 ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L =（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L = K *ΔL/L （2--6） 其中 K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L）（２--７） 式（2--6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。 需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的K值一般在 1.7—3.6之间；其次K值是一个无因次量，即它没有量纲。 在材料力学中ΔL/L称作为应变，记作ε，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便
称重传感器的选型与应用
称重传感器的样式与应用 称重传感器是一种将质量信号转换成可测量的电信号输出的装置。简单的理解是，当力施加到称重传感器上时，质量信号将被转换成可测量的电信号，该电信号将通过电路输出到主板，以便由芯片进行处理和分析。然而，在使用传感器时，需要首先考虑传感器所处的工作环境，这对于正确选择称重传感器至关重要。它关系到传感器的正常运行、安全和使用寿命，甚至整个称重仪器的可靠性和安全性。 。 称重传感器运用于多个行业，为了满足各个行业的需求所以会有各种形状的传感器：S型称重传感器，单点式称重传感器，悬臂梁称重传感器，轮辐式称重传感器，双剪切梁式称重传感器，圆板式称重传感器，柱式称重传感器。 S型传感器上下平行梁和等应力工作梁组成，通过上下及对称辅助梁(8型)来进行力的传递。上下平行梁的根部尺寸较小，使之成为两平行柔性梁构成一框架，使它对垂直方向的力影响很小，使工作载荷垂直上下运动，准确地将力传递到工作梁上，使工作梁只感受垂直载荷，而对非工作力，力矩不敏感，这样就能有效地消除非工作力的影响。在两柔性梁之间为一等应力工作梁，测试应变计贴在中心梁平面的两边。由于等应力梁使应变计感受同一应变，桥路的输出为平均应力值的4倍，这样输出灵敏度较高，同时对贴片位置
要求 不高，贴片方便。 适用于吊钩秤、机电结合秤、料斗秤、料罐秤、包装秤、配料称重控制、试验机、力的监控及测量 单点传感器是基于平行四边形的原理，但是应该为应变仪的位置提供一个附加的中心横梁。从而完成测量平行四边形顶部和底部的梁和挠曲的任务。它的优点是应变仪离开位置时会受到偏心载荷的扭转作用。同时增加了结构的刚性。适用于自动轴重秤、无人零售柜、电子计价秤、小型平台秤等工业称重和生产过程称重。
浮头式换热器毕业设计说明书
摘要 本次设计为浮头式换热器，浮头式换热器主要由管箱、管板、壳体、换热管、折流板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等组成。浮头换热器的一端管板与壳体固定，另一端为浮动管板。因此其优点为热应力较小，便于检查和清洗，缺点为结构较为复杂。在传热计算工艺中，包括传热量、传热系数的确定和换热器径及换热管型号的选择，以及传热系数、阻力降等问题。在强度计算中主要讨论的是筒体、管箱、管板厚度计算以及折流板、法兰和接管、支座、分隔板等零部件的设计，还要进行一些强度校核。本设计是按照GB151《管壳式换热器》和GB150《钢制压力容器》设计的。换热器在工、农业的各个领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处见，是不可缺少的工艺设备之一。随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成果。 关键字：换热器，工艺计算，强度校核
Abstract This design is floating head heat exchanger, it is made up of tube box 、tube sheet、shell、heat exchange tube、baffle plate、draw bar、spacer pipe、hook circle、floating head cover and so on. One tube sheet of the exchanger is connected with shell, and the other tube sheet is floating tube sheet. So it’s easy to check and clean. On the other hand the structure of it complex. In the process of heat transfer calculation, include area computation 、capacity of heat transmission 、the determine of heat transfer coefficient and the choice of the heat exchange tube. About strength calculation, it involve the calculating of shell、tube box、sealing head and so on. This design is according to GB151 << shell-and-tube heat exchanger >> and GB150 << Steel pressure vessel >> to design. Heat exchanger is one of the indispensable process equipment. With the deepening of the research, industrial application made remarkable achievements. Keywords:heat exchanger; Process calculation；strength check
应变式称重传感器设计
太原理工大学现代科技学院《传感器原理与应用》课程设计 设计名称应变式称重传感器设计 专业班级测控11-2 学号 71 姓名李玉堃 同组人王鑫王海平
设计日期 2015年1月 太原理工大学现代科技学院
注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
应变式称重传感器设计 摘要 粘贴式电阻应变计广泛应用于当今高精度测力与称重传感器的制造中。本篇文章为帮助称重传感器设计者计算出称重传感器尺寸大小，从而为获得唯一需要的输出作了充分的准备。设计者既可以运用有限元分析法经计算机程序（如果可能）来确定称重传感器所需要的尺寸，或运用本文所提供的公式来计算此尺寸。通过某些假设得出的这些计算公式，另外还有电阻应变计的特性、应力形式、材料特征以及机械加工的偏差都会导致计算结果的一定误差。在批量制造称重传感器前，应制造几个样机进行组装、测试和标定。 在某些工业中，如航天工业也许只需要一次性的称重传感器，为决定其非线性、重复性和滞后等误差，在使用前对其进行标定是十分重要的。当计算机被应用于数据处理时，非线性、零点漂移及灵敏度变化，是很容易修正的。如果称重传感器在使用时要经历强烈的温度变化和外部附加载荷的影响，我们应进行试验并测量出这些影响量所造成的误差。如果某部分结构（如接头、销子、压杆）用来测量或是被用作称重传感器时，标定和测试就尤为重要了。 称重传感器设计包括许多方面，这里对其制造生产不予讨论，例如，需要对电阻应变计安装技术知识的全面了解，一些电阻应变计制造商提供技术资料的同时，还应提供电阻应变计安装的分类等。 关键词：传感器，电阻应变式，称重
称重传感器常用技术参数_百度文库.
称重传感器常用技术参数 一、用分项指标表示法在介绍称重传感器技术参数时,传统的方法是采用分项指标,其优点是物理意义明确,沿用多年,熟悉的人较多。我们现在列出其主要项目如下:*额定容量生产厂家给出的称量范围的上限值。 *额定输出 (灵敏度加额定载荷时和无载荷时, 传感器输出信号的差值。由于称重传感器的输出信号与所加的激励电压有关,所以额定输出的单位以 mV/V来表示。并称之为灵敏度。 *灵敏度允差传感器的实际稳定输出与对应的标称额定输出之差对该标称额定输出的百分比。例如, 某称重传感器的实际额定输出为 2. 002mV/V,与之相适应的标准额定输出则为2mV/V,则其灵敏度允差为:((2. 002 – 2。 000 /2.000 *100% = 0.1% *非线性由空载荷的输出值和额定载荷时输出值所决定的直线和增加负荷之实测曲线之间最大偏差对于额定输出值的百分比。 *滞后允差从无载荷逐渐加载到额定载荷然后再逐渐卸载。在同一载荷点上加载和卸载输出量的最大差值对额定输出值的百分比。*重复性误差在相同的环境条件下, 对传感器反复加荷到额定载荷并卸载。加荷过程中同一负荷点上输出值的最大差值对额定输出的百分比。 *蠕变在负荷不变(一般取为额定载荷 ,其它测试条件也保持不变的情形下,称重传感器输出随时间的变化量对额定输出的百分比。 *零点输出在推荐电压激励下,未加载荷时传感器的输出值对额定输出的百分比。 *绝缘阻抗传感器的电路和弹性体之间的直流阻抗值。 *输入阻抗信号输出端开路, 传感器未加负荷时, 从电源激励输入端测得的阻抗 值。 *输出阻抗电源激励输入端短路,传感器未加载荷时,从信号输出端测得的阻抗。 *温度补偿范围在此温度范围内,传感器的额定输出和零平衡均经过严密补偿, 从而不会超出规定的范围。 *零点温度影响环境温度的变化引起的零平衡变化。一般以温度每变化 10 K 时,引起的零平衡变化量对额定输出的百分比来表示。*额定输出温度影响环境温度的变化引起的额定输出变化。一般以温度每变化 10K 引起额定定输出的变化量额定输出的百分比来表示。 *使用温度范围传感器在此温度范围内使用其任何性能参数均不会产生永久性有害变化二、在《 OIML60号国际建议》中采用的术语。以《 OIML 60号国际建议》92年版为基础,参考 《 JJG669--90称重传感器检定规程》新的技术参数大致有:*称重传感器输出被测
搅拌器毕业设计说明书
第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。 二、偏心式搅拌 搅拌装置在立式容器上偏心安装，能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”，可以产生与加挡板时相近似的搅拌效果。搅拌中心偏离容器中心，会使液流在各店所处压力不同，因而使液层间相对运动加强，增加了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的提高。但偏心搅拌容易引起振动，一般用于小型设备上比较适合。 三、倾斜式搅拌 为了防止涡流的产生，对简单的圆筒形或方形敞开的立式设备，可将搅拌器用甲板或卡盘直接安装在设备筒体的上缘，搅拌轴封斜插入筒体内。 此种搅拌设备的搅拌器小型、轻便、结构简单，操作容易，应用范围广。一般采用的功率为0.1~22kW，使用一层或两层桨叶，转速为36~300r/min，常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pH值的调整等。 四、底搅拌 搅拌装置在设备的底部，称为底搅拌设备。底搅拌设备的优点是：搅拌轴短、细，无中间轴承；可用机械密封；易维护、检修、寿命长。底搅拌比上搅拌的轴短而细，轴的稳定性好，既节省原料又节省加工费，
毕业设计说明书
毕业设计说明书 设计题目：家居设计之现代简约风格作者姓名：xxx 班级学号：装饰艺术09A1 091043034 系部：艺术系 专业：装饰艺术设计 指导教师：xXx x 年x 月x日
家居设计之现代简约风格 摘要：现代简约风格是近来比较流行的一种风格，其室内布置整体设计就两个字概括“简约”。没有繁琐的装饰，不要附加物，只要能表达出意图即可，材料多为磨砂玻璃、不锈钢和石膏板等，地面、天花板均朴素、淡雅，无一多余饰物，显得简洁、舒适、大方，令人赏心悦目，这样的设计风格崇尚少即是多，装饰少，功能多，十分符合现代人渴求简单生活的心理。因而很受那些追求时尚又不希望受约束的青年人所喜爱。 关键词：设计风格简约材料心理关系
目录 摘要…………………………………………………………………………( 2 ) 前言…………………………………………………………………………( 4 ) 1.现代简约设计风格整体介绍………………………………………………( 5 ) 1.1 简约风格的基本特点…………………………………………………( 5 ) 1.2 简约风格中的色彩搭配体现和分析………………………………( 6 ) 2. 课题研究的背景及意义…………………………………………………( 7 ) 2.1研究背景………………………………………………………………( 7 ) 2.2 研究意义………………………………………………………………( 7 ) 3.设计概述……………………………………………………………………( 8 ) 3.1 设计理念与原则………………………………………………………( 8 ) 3.2 客厅的设计……………………………………………………………( 8 ) 3.3 厨房的设计……………………………………………………………( 9 ) 3.4 主卧的设计……………………………………………………………( 9 ) 3.5书房的设计……………………………………………………………( 10 ) 3.6卫生间的设计…………………………………………………………( 10 ) 4.其他作品欣赏…………………………………………………………………( 10）结论……………………………………………………………………………( 11 ）致谢……………………………………………………………………………( 12 ) 参考文献………………………………………………………………………( 13 ) 图录……………………………………………………………………………( 14 )