Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин»




Скачать 407.25 Kb.
НазваниеПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин»
страница1/3
Дата публикации20.03.2013
Размер407.25 Kb.
ТипПояснительная записка
skachate.ru > Физика > Пояснительная записка
  1   2   3
фЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Бийский технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

Кафедра "Методов и средств измерений и автоматизации"_




Курсовой проект защищен с оценкой

_____________________

Руководитель

работы доцент каф.МСИА О.И. Пята

(подпись, должность, и.о. фамилия )

Акселерометр

^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине «Преобразователи физических величин»

_________КП 200106.37.000 ПЗ________

обозначение документа

Работу выполнила

Студентка гр. ИИТТ-71 _____________________ Я.В. Выхристова

подпись, и.о. фамилия

Руководитель

доцент каф. МСИА ______________________ О.И. Пята

подпись, и.о. фамилия

2010

Реферат

Выхристова Яна Викторовна

Акселерометр
^ АКСЕЛЕРОМЕТР, ЕМКОСТЬ, ИЗМЕРЕНИЕ, ИНЕРЦИОННАЯ МАССА, КОНСТРУКЦИЯ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, ПЬЕЗОЭЛЕКТРИК, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА, УСКОРЕНИЕ, ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ, ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА.
Цель разработки – проект преобразователя акселерометра пьезоэлектрического типа с детальной разработкой первичного преобразователя.

В ходе выполнения курсового проекта был проведен анализ существующих средств измерения ускорения.

В результате был разработан комплект технической документации на изготовление акселерометра пьезоэлектрического типа с детальной разработкой первичного преобразователя.

Курсовой проект содержит пояснительную записку и два приложения.

Пояснительная записка: 37 листов, 9 рисунков, 13 источников.

Приложение А (математическая модель динамической характеристики преобразователя): 2 листа, 1 рисунок.

Приложение Б (графическая часть): 1 сборочный чертеж, 4 рабочих чертежа, 1 спецификация.
Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

3

КП 200106.37.000 ПЗ

Разраб.

Выхристова Я.В.

Провер.

Пята О.И.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.
Акселерометр пьезоэлектрического типа

Лит.

Листов

47

ИИТ-71

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………………………4

1 Теоретическая часть………………………………………………………….6

1.1 Общие сведения…………………………………………………………...6

1.2 Краткий обзор различных акселерометров……………………………...8

1.2.1 Индуктивные акселерометры……………………………………8

1.2.2 Индукционые акселерометры…………………………………...9

1.2.3 Тензорезисторные акселерометры……………………………..10

1.2.4 Реостатные акселерометры……………………………………..12

1.3 Пьезоэлектрические акселерометры…………………………………...13

2 Основная часть………………………………………………………………19

2.1 Выбор основных параметров устройства………………………………19

2.2 Описание конструкции………………………………………………….31

2.3 Выбор электрической схемы……………………………………………33

Заключение…………………………………………………………………….35

Список использованных источников………………………………………...36

Задание на курсовой проект


Приложение А

Приложение Б


Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

4

КП 200106.37.000 ПЗ

Введение

Практически все производственные процессы испытывают воздействие ударных и вибрационных нагрузок. Одной из актуальных проблем современной техники является измерение параметров ударов, вибраций, шумов и ускорений.

По естественной входной величине прибора методы измерения параметров движения могут быть разбиты на две группы.

К первой группе относятся методы, основанные на осуществлении непосредственного контакта между движущимся объектом и системой, принятой за неподвижную. Приборы, основанные на этом методе, называются контактными. К этой группе относятся все устройства, предназначенные для измерения параметров относительного движения.

Ко второй группе относятся методы, не требующие осуществления непосредственного контакта с неподвижной системой отсчета. Приборы, реализующие этот метод, называются инерционными. Естественной входной величиной таких приборов может быть только сила инерции, воспринимаемая корпусом датчика, с которым связана собственная (подвижная) система отсчета.

Это свойство приборов для измерения параметров движения, т.е. способность реагировать или на взаимное перемещение, или на силу инерции, нашло свое отражение в их структуре. Основные параметры механического движения – перемещение, скорость и ускорение – связаны между собой простейшими дифференциальными зависимостями. Поэтому обычно прибор для измерения какого-либо параметра имеет первичный преобразователь, реагирующий на параметр, который легче поддается измерению. А искомая величина получается путем применения Изм.

^ Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КП 200106.37.000 ПЗ

операционных звеньев в цепи дальнейшего преобразования (в датчике, измерительной цепи или указателе).

Выбор структурной схемы и элементов прибора для измерения параметров механического движения определяется не столько самим параметром, сколько диапазоном его изменения, как по амплитуде, так и по частоте. Величины параметров механического движения, с которыми приходится сталкиваться в науке и технике, можно условно разбить на несколько диапазонов. Так, при измерении ускорений приходится иметь дело с весьма большими (1000-200000 м/с2), средними (1-200 м/с2), малыми (ниже 1 м/с2) и весьма малыми (до 10-5 м/с2) значениями измеряемого параметра.

Цель курсового проекта - разработать проект акселерометра пьезоэлектрического типа с детальной разработкой первичного преобразователя.

Задачи проекта:

  1. провести анализ существующих средств измерения ускорения;

  2. выбрать конструкционные материалы для изготовления деталей пьезоэлектрического преобразователя;

  3. рассчитать необходимые параметры;

  4. разработка технической документации на изготовление акселерометра.


Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

6

КП 200106.37.000 ПЗ

1 Теоретическая часть


    1. Общие сведения


Акселерометр (от латинского accelero – ускоряю и греческого metreo – измеряю), прибор для измерения ускорения (перегрузок), возникающего на космических летающих аппаратах, ракетах, самолетов и других движущихся объектах.

Акселерометры могут быть в зависимости от вида движения линейные или угловые; по конструкции – механические, электромеханические, оптические и другие; по назначению – измеряющие ускорения как функцию времени или пути и максимальные, измеряющие только максимальное значение ускорения. Для измерения угловых и линейных ускорений можно применять все виды электромагнитных преобразователей. При измерении больших ускорений обычно используются механические акселерометры; при повышенном диапазоне частот – электромеханические; при измерении вибраций в звуковом и около звуковом диапазоне частот (10-20000 Гц) наиболее распространены электрические акселерометры, основанные на пьезоэлектрическом эффекте.

Ускорение поступательного движения с погрешностью 1-5 % измеряется обычно при помощи датчиков прямого преобразования маятникового или пружинного типов. В маятниковых акселерометрах сила, вызванная воздействием измеряемого ускорения на инерционную массу датчика, уравновешивается силой тяжести, в пружинных – силой деформируемой пружины. В качестве основного преобразователя как маятниковых, так и пружинных акселерометров используются реостатные, индуктивные, емкостные, фотоэлектрические или другие типы преобразователей в зависимости от величины рабочего перемещения инерционной массы и конструктивных соображений.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

7

КП 200106.37.000 ПЗ

В ряде случаев отсутствует необходимость в знании текущего значения ускорения и важно лишь установить, не превышает ли оно заданного размера. Для этих целей используются акселерометры с контактными преобразователями, получившие название предельных или максимальных акселерометров или сигнализаторов перегрузок.

Весьма перспективны методы измерения малых ускорений, основанные на преобразовании в частоту и время. Достоинством частотной модуляции при измерении малых постоянных ускорений является легкость обнаружения очень малых изменений частоты путем сравнения частоты, пропорциональной измеряемой величине, со стабильной частотой кварцевого генератора. Этот принцип в струнных гравиметрах, позволяющих измерять изменения ускорения силы тяжести с погрешностью порядка (1 – 2)∙10-6 этого ускорения.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

8

КП 200106.37.000 ПЗ

Краткий обзор различных акселерометров

В ходе выполнения работы были рассмотрены некоторые разновидности акселерометров, такие как индуктивные, индукционные, тензорезисторные, реостатные.

      1. ^ Индуктивные акселерометры

Принцип действия индуктивных измерительных преобразователей основан на изменении индуктивности системы. Наиболее широко применяют индуктивные измерительные преобразователи с переменной величиной или площадью зазора, а также с подвижным цилиндрическим сердечником. Чтобы уменьшить потери на гистерезис и вихревые токи, сердечники индуктивных измерительных преобразователей изготавливают из набора тонких листов магнитного железа – феррита. Отличительной их особенностью является то, что они могут применяться при высокотемпературных измерениях. При этом используют жаростойкие материалы с малым температурным коэффициентом и провода из нихрома.

Индуктивные измерительные преобразователи (ИП) отличаются простотой устройства и надежностью. Их чувствительность достаточно велика и перед регистрацией не требуется дополнительно усиливать выходной сигнал.

Индуктивные акселерометры используют в основном для измерения низкочастотных виброускорений.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

9

КП 200106.37.000 ПЗ

1.2.2 Индукционые акселерометры
Принцип действия индукционных акселерометров основан на явлении электромагнитной индукции, т.е. возникновении электродвижущей силы в электрической катушке при изменении магнитного поля. Возникающая ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока и, соответственно, скорости движения катушки в магнитном поле.

Принцип работы индукционного ИП позволяет применять его для измерения любых высокочастотных вибраций с широким диапазоном амплитуд. Индукционные ИП отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации. Основной их недостаток связан с принципом работы, практически ограничивающий нижний диапазон измеряемых частот пределом 8-10 Гц.

Индукционный акселерометр состоит из корпуса, инерционной массы и индукционного элемента. Индукционный элемент содержит постоянный магнит и электрическую катушку.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

10

КП 200106.37.000 ПЗ

^ 1.2.3 Тензорезисторные акселерометры

На рисунке 1 показаны основные схемы тензорезисторных акселерометров. Первый тип акселерометра (рисунок 1 а) является наиболее простым по конструкции и состоит из основания, чувствительно элемента в виде консольной балки с наклеенными на нее тензорезисторами и укрепленной на конце балки инерционной массы.

Изображенная на рисунке 1 б конструкция акселерометра отличается тем, что чувствительный элемент содержит инерционную массу, укрепленную на двух параллельно расположенных консольных балках.

мси1_45

1 – инерционная масса; 2 – чувствительный элемент; 3, 4 – тензорезисторы

а – одноконсольный; б – двухконсольный; в – двухконсольный с безосновными тензорезисторами; г – с чувствительными элементами в форме стаканов для измерения больших ускорений

Рисунок 1 – Основные схемы тензорезисторных акселерометров

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

11

КП 200106.37.000 ПЗ

По сравнению с предыдущей схемой акселерометра, в этом акселерометре может быть достигнуто более высокое значение коэффициента преобразования при той же собственной частоте. Кроме того, такая конструкция обеспечивает параллельность перемещения инерционной массы, что, в свою очередь, дает возможность измерять с помощью тензорезисторов не деформации изгиба консолей, а перемещения инерционной массы с помощью преобразователей перемещения или подвесных тензорезисторов (рисунок 1 в). Такие акселерометры имеют наиболее высокое значение коэффициента преобразования. Их используют для измерений малых ускорений. Акселерометры, выполненные по схеме, показанной на рисунке 1 г, применяют для измерения больших по величине ускорений. Чувствительный элемент этого акселерометра выполнен в виде двух цилиндрических стаканов, соединенных днищами. По образующим стаканов наклеены тензорезисторы. Роль инерционной массы выполняют днища стаканов и масса, укрепленная на них.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

12

КП 200106.37.000 ПЗ

^ 1.2.4 Реостатные акселерометры

Принцип действия реостатного акселерометра заключается в изменении активного сопротивления на выходе при перемещении движка, которое может быть угловым или линейным. Преимущества преобразователя реостатного типа: большой выходной сигнал, возможность питания как от постоянного, так и переменного тока.

এˀ

Рисунок 2 – Механический акселерометр

Линейный механический акселерометр, изображенный на рисунке 2, представляет собой систему с одной степенью свободы, состоящую из груза, укрепленного на рычаге, удерживаемом в горизонтальном положении специальной пружиной. Прибор крепится к исследуемому объекту, и при движении объекта (в частности при его вибрациях) груз также перемещается (или вибрирует). Величина и характер этих перемещений пропорциональны ускорению объекта, которое и измеряют, регистрируя перемещение груза. Чтобы при этом собственные колебания прибора не искажали измеряемых ускорений, в акселерометрах делают специальные устройства, которые глушат эти колебания.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

13

КП 200106.37.000 ПЗ
  1   2   3

Похожие:

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине “ системный анализ”

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
Информационная система учета продукции и оказания услуг в фармацевтической области
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка по курсовому проекту по дисциплине «Информатика»
Нахождение минимума функции z(X,y) в заданной области методом генетического алгоритма
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «основы менеджмента»
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Информатика и программирование»
Форма «Корректировка конкурса по специальности и оплаты обучения по выбранному вузу» 16
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине: «Проектирование...
Таким образом, необходимо внедрить информационную систему, которая бы автоматизировала бизнес-процессы, протекающие в гостинице....
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка к курсовому проекту
Ранжирование статистических данных об отказах
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Геоинформационные системы»
Ввести в гис «Ингео» информацию с отсканированной копии планшета городской застройки масштаба 1: 500. Планшет задан файлом “237-11....
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка по курсовому проекту по дисциплине «Экономика...
История фгуп «Госземкадастрсъемка» висхаги – это особая страница и неотъемлемая часть отечественного землеустройства
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Преобразователи физических величин» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
Программа должна реализовывать следующие функции: ввод позиции на шахматной доске, анализ позиции, вывод на дисплей характеристики...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница