(2) 电阻应变式传感器
对截面均匀的导体(或半导体),其电阻可以通过公式计算
其中, 为导体(或半导体)的电阻率,L为导体(或半导体)的长度,S为导体(或半导体)的横截面积。当该材料在拉力或压力作用下时,ρ、L、S均会随着材料的变化而发生变化,由此导致电阻值也发生变化的这一现象,称为应变效应。通过对上式先取对数,再微分,可得出电阻的相对变化量
因为轴向应变ft和径向应变fr之间存在
由此关系可得
其中,r是材料半径, 是材料的泊松比。
电阻应变式传感器由于精度高,测量范围广而被广泛采用,但是存在由于其在测量大应变时输出信号弱,而且测量值非线性严重等缺点。
(3) 电容式传感器
电容式传感器是能够将被测量转化为电容变化的一种传感器,特点是能实现非接触式测量,能适应各种温度、辐射、磁场等恶劣环境,但是极其容易受到系统中其他部分的寄生电容影响,导致测量精度低。
电容式传感器最常用的,是平行极板电容器,其中的电容C可以由公式得
其中, 是两极板之间的介电常数, 和 分别为相对介电常数和真空介电常数,一般取 =8.85×10¬¬¬-12F/m,A为极板面积,d为极板间的距离。由于介电常数、极板面积、极板间的距离三者只改变其一时,可以把该变化转换为电容量的变化,所以根据这种特点,电容式传感器也据此分为变介电常数型、变面积型和变极距型三种。
4 进度安排
第1-4周:学习课题内容,查阅收集中、外文文献资料,完成外文资料的翻译(译文不得少于5000汉字或20000外文印刷符号)
第9-15周:设计新型压电式测力传感器2套,并绘制设计图纸(零号图2张)。
第16周:编写、装订毕业设计说明书,完成并提交毕业设计全部设计内容。
第17周:准备毕业设计答辩。
5 参考书目
[1]穆以东,赵岭,陈林林. 一种应变式铣削测力仪的改造与应用[J]. 中国农机化学报,2014,02:188-190+197.
[2]宋娓娓,汪建利,汪洪峰. 数控铣削加工过程中残余应力分布模型分析[J]. 黄山学院学报,2014,03:17-20.
[3]齐凤莲,赵民. 八角环测力仪在石材铣削力测量系统中的应用[J]. 石材,2010,10:40-42.
[4]M.R.Taher,王守安. 测定直齿圆柱齿轮铣削、滚削和插削切削力用三向测力仪[J]. 国外精密工具,1964,08:33-37.
[5]王刚,万敏,刘虎,张卫红. 粒子群优化模糊系统的铣削力建模方法[J]. 机械工程学报,2011,13:123-130.
[6]李富杰. 斜筋形电阻式三向铣削测力仪[J]. 北京机械,1981,02:18-19.
[7]席青祥. 超声振动铣削碳纤维复合材料铣削力的试验研究[J]. 河南理工大学学报(自然科学版),2011,05:577-580.
[8]李奉珠,张幼桢,徐鸿钧. 光模拟信号传输铣削测力仪[J]. 机床,1990,07:28-29.
[9]沙俊. 新型铣削测力仪[J]. 机械工程师,1987,04:34-35+48.
[10]徐兰英,伍强,李玉忠. 高速铣削高锰钢的铣削力模拟与试验研究[J]. 机械设计与制造,2011,12:185-187.
[11]朱坚民,王健,张统超,李孝茹. 基于刀具振动位移的动态铣削力测量方法[J]. 仪器仪表学报,2014,12:2772-2782.
[12]卞荣,何宁,李亮,钱军,史振宇,陈明君. 微细铣削氧化锆陶瓷铣削力特征分析[J]. 中国机械工程,2014,23:3200-3206.
[13]黄震,赵威. 高频响测力仪固有频率的理论分析与试验[J]. 中国机械工程,2015,01:7-11. 新型铣削测力系统设计开题报告(2):http://www.751com.cn/kaiti/lunwen_80152.html