Рассчитать параметры датчика давления с плоской мембраной и наклеенными тензорезистивными преобразователями радиальной деформации.
Диапазон измеряемых избыточных давлений 0 .0,8 МПа.
Собственная резонансная частота датчика - не менее 0,8 кГц.
В качестве измерительного преобразователя используется тензорезисторы с номинальным сопротивлением (50 + 8*10) Ом, коэффициентом относительной тензочувствительности K=2,08 и допустимой удельной рассеиваемой мощностью Pуд = 2 мВт/мм2. Тензорезистор проволочный, радиус проволоки 0,1 мм, общая длина проволоки: (50 + 8) мм. Предполагается, что тепловой контакт с объектом обеспечивается по половине периметра проволоки.
· Определить требования к источнику питания мостовой схемы (допустимое напряжение и рабочий ток).
· Определить требования к коэффициенту усиления согласующего усилителя при подключении к АЦП с входным диапазон: 0 .5 В.
· Определить требования к уровню шумов согласующего усилителя для обеспечения погрешности не более (0,08) %.
· Определить погрешность из-за влияния соединительных проводников, если их длина составляет (10 + 8) м, а сечение 0,07 мм2.
· Привести многопроводную схему подключения датчика, исключающую влияние соединительных проводников (с описанием принципа действия).
Выполнение расчетно-графической работы
Принцип работы тензодатчика основан на изменении мостовой схемы при его деформации под действием давления, что приводит к изменению выходного параметра
.
Рисунок 1. Схема датчика давления
Схема датчика давления с плоской мембраной и наклеенными тензорезисторами изображена на рис. 1.
На рисунке обозначено:- толщина мембраны;- радиус мембраны;- расстояние от центра мембраны до датчика- избыточное давление.
Из выражения для резонансной частоты:
получим выражение для радиуса мембраны:
,
где fp - резонансная частота fp=0,8*103 Гц;
- коэффициент Пуассона
=0,3;
Е - модуль упругости для меди Е=108*109 ГН/м2;
- плотность меди
=8,93*103 кг/м3.
Подставив значения в формулу, получим:
м.
Для нахождения радиальной деформации, нужно задаться расстоянием от центра мембраны до датчика.
При условии, что датчик расположен по центру мембраны (r = 0), радиальная деформация будет иметь следующее значение:
.
Схема включения тензорезистора выглядит следующим образом:
Рисунок 2. Схема включения тензорезистора
Поскольку заданы удельная мощность рассеивания и геометрические характеристики датчика, то можно рассчитать рабочий ток через тензорезистор, включенный в четвертьмостовую схему.
Тензорезистор имеет тепловой контакт только по половине периметра соединительного провода, поэтому общая площадь контакта:
,
где r1 - радиус проволоки; l - общая длина проволоки.
мм2.
Определим допустимую мощность рассеивания:
мВт.
, где I - рабочий ток, Ro - сопротивление датчика.
Отсюда находим:
А.
Определяем требования к источнику питания мостовой схемы из условия:
,
В.
Выбираем стандартное напряжение 3,3 В.
Рабочий ток нагрузки А.
Определим увеличение сопротивления тензорезистора при максимальном измеряемом сигнале из соотношения:
,
где К=2,08 - коэффициент относительной тензочувствительности.
Электропривод с вентильной машиной
Электроприводом называется
электромеханическое устройство, посредством которого приводятся в движение
рабочие органы машин и обеспечивается управление энергией, преобразованной из
элект ...
Электронные компоненты
Прогресс современной техники, высокие требования к точности,
помехозащищенности, быстродействию привели к усложнению электронных узлов и
блоков радиоаппаратуры и оборудования.
Усложне ...
Технология сборки и монтажа блока питания
Под производственным
процессом понимают совокупность всех действий людей и орудий производства,
необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонт выпускаемых изделий.
Произв ...
Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru