扭矩-压力复合检测传感器的试验性设计开题.doc

毕业设计/论文 开 题 报 告 课 题 名 称 扭矩-压力复合检测传感器的 试验性设计 院　 系 机电与自动化学院 专 业 班 机械电子工程1006班 姓　 名　 郑 世 昌 评 分 指 导 教 师 华中科技大学武昌分校  毕业设计开题报告撰写要求 1. 开题报告主要内容 1）课题设计的目的和意义； 2）课题设计的主要内容； 3）设计方案； 4）实施计划。 5）主要参考文献：不少于5篇，其中外文文献不少于1篇。 2．撰写开题报告时，所选课题的课题名称也不得多于25个汉字，课题设计份量要适当， 设计中必须是自己的设计内容。 3. 开题报告的字数不少于2000字（艺术类专业不少于1000字），格式按《华中科技大学武昌分校本科毕业设计/论文撰写规范》的要求撰写。 4. 指导教师和责任单位必须审查签字。 5．开题报告单独装订，本附件为封面，后续表格请从网上下载并用A4纸打印后填写。 华中科技大学武昌分校学生毕业设计开题报告 学 生 姓 名 郑世昌 学 号 20101100364 专业班级 机电1006班 系别 机电与自动化学院 指导教师 刘海 职称 讲师 课题名称 扭矩-压力复合检测传感器的试验性设计 1 课题设计的目的和意义 1.1课题设计的现状 复合型传感器本身是一个组合体可以理解为一个整体，在这个组合体中，集成了2个及以上的检测不同物理量的传感器单元。这些传感器单元信号可以各自单独输出通常为模拟信号，高级的则由组合体中嵌入的处理器测量后按照规定的格式集中输出。例如，用于水质检测的复合传感器，一个探头置于水中，可以检测多种水中化学物质的含量。轴承用复合传感器通常集成有温度、振动加速度、承重等参数测量用传感器。这样比单独的温度传感器，振动加速度等分开来测量方便很多。由于轴承类型众多，使用环境和条件更多，所以，目前固定型号的轴承故障诊断复合传感器还不多见，通常是针对具体应用场合设计的专用复合传感器。轴承用复合传感器的设计难点在于结构设计，如何在狭小而特殊的结构体中合理布置传感器单元。传感器和处理单元本身技术比较成熟。复合型传感器近几年非常热门尤其是在轴承和自动化行业，现在复合传感器已经到了传感器市场的很多份额，相信随着时间的推移复合传感器传感器的种类会进一步增多，性能也会更加优越。新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用是十分明显的。 扭矩传感器扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩测试比较成熟的检测手段为应变电测技术，它具有精度高、频响快、可靠性好、寿命长等优点。 将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上，并组成应变桥，若向应变桥提供工作电源即可测试该弹性轴受扭的电信号。这就是基本的扭矩传感器模式。应变片传感器扭矩测量采用应变电测技术。在弹性轴上粘贴应变计组成测量电桥，当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化，应变电桥电阻的变化转变为电信号的变化从而实现扭矩测量。传感器就完成如下的信息转换；传感器由弹性轴、测量电桥、仪器用放大器、接口电路组成。采用应变片电测技术，在弹性轴上组成应变桥。如图1所示： 图1 测量原理图 这种传感器检测精度高、稳定性好、抗干扰性强；不需要反复调零，可以测量正反扭矩。 应变片全桥电路如图2所示： 图2 应变片全桥电路 扭矩传感器测量系统方框图如图3所示：