Коефіцієнт чутливості, який залежить від використовуваної зони деформації пружного кільця. Зони деформації поблизу вертикального діаметра характеризуються підвищеною чутливістю, проте розподіл напружень в цих зонах нерівномірно, а зони на зовнішній поверхні мало пристосовані для установки на них тензорезисторів через конструктивні недоліки. Крім того, відносна довжина цих зон менше зон горизонтального діаметра. Зони поблизу горизонтального діаметра забезпечують меншу чутливість (майже в 2 рази), але зате в цих зона більш рівномірно розподілена деформація, відносна довжина їх в 1,5 рази більше зон вертикального діаметра. Зони горизонтального діаметра конструктивно і технологічно дуже доступні для установки на них тензорезисторів. Виходячи з вище сказаного, для установки тензорезисторів вибираємо зони горизонтального діаметра, а недолік чутливості забезпечимо іншими засобами. При використанні зони поблизу горизонтального діаметра Вк = 0,6.
2.7 Розрахунок частотного діапазону датчика
Частотний діапазон роботи датчика повністю визначається його власною частотою. Чим вище частота, тим тире частотний діапазон роботи датчика роботи датчика і тим менше вплив вібрації прискорення на його працездатність. У розробляється датчику можна вважати, що жорсткість у основному визначається жорсткістю УЕ, і власна частота датчика дорівнює власній частоті УЕ.
В
де
h - товщина кільця;
Е - Модуль пружності матеріалу УЕ;
ПЃ - Щільність матеріалу пружного елемента. p> (кг/м 3 ).
В
2.8 Розрахунок термокомпенсирующих опору мостової схеми
В
Малюнок 7 - Мостова вимірювальна схема. br/>
Rl, R4 - тензорезистори, розташування на пружній кільці;
R2, R3 - константанові дротяні опору, які не відчувають деформації.
R5-термокомпенсірущее опір.
Щоб забезпечити максимальну чутливість мостовий вимірювальної схеми, необхідно щоб Rl, R2, R3, R4 були рівні при відсутності сили, що діє на пружний елемент. Для рівноплечого мосту термокомпенсирующих опір розраховується наступним чином:
,
де
r вх - вхідний опір схеми з боку харчування;
l RT = 0,00002 (1/К)-температурний коефіцієнт тензорезистора (константан);
l RK = 0,000428 (1/К).
r вх = R1 = 400 (Ом), тоді
2.9 Розрахунок залежності напруги розбалансу мостовий вимірювальної схеми від значення діючої на пружний елемент сили
1) Розрахунок напруги живлення:
Діаметр дроту d = 0,05 (мм)
,
де Uпит = 15В. Звідки
В
Отже значення сили струму вибрано правильно.
Знаючи I доп визначимо значення U піт :
В
2) Розрахунок вихідної напруги:
,
де k = 1 - коефіцієнт симетрії вимірювальної ланцюга;
n = 2-кількість активних плечей моста;
S = 2,1 - коефіцієнт тензочутливості тензорезистора;
З х = 0,71 - еквівалентний коефіцієнт деформації.
В В
В
Малюнок 8: Залежність напруги від діючої сили
ВИСНОВОК
У першій частині даної роботи ми розробили детектор термокондуктометрический газоаналізатора. Побудували фізичну і математичну моделі первинного вимірювального перетворювача; визначили функції перетворення; розрахували конструктивні параметри чутливого елемента; вибрали і розрахували схеми включення; визначили статичну характеристику по каналу первинний перетворювач - схема включення; розрахували метрологічні характеристики; виконали всі необхідні креслення розроблювального пристрою.
Під другій частині курсової роботи ми розробили датчик призначений для вимірювання сил, що розвиваються енергетичними установками і агрегатами, розрахували при цьому пружний елемент, частотний діапазон, термокомпенсирующих опір мостовий схеми і напруга розбалансу.
Додаток Б
Розрахунки в програмі Mathcad
В
