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        流量计的检测计量校准
        作者:管理员    发布于:2021-02-21 16:37:29    文字:【】【】【
        电阻应变式传感器在力检测领域运用较为广泛,其主要由弹性体、粘贴在弹性体上的应变片和根柢检测电路组成。测量原理为弹性体受力发生变形,应变片将该变形转换为电阻的改动,根柢检测电路则将电阻的改动转变为电流信号或许电压信号,通过检测电流或电压信号就可以测量弹性体所遭到的力。弹性体的规划是电阻应变式传感器的要害,其结构直接影响传感器的功用。本文从测力设备中运用最广泛的悬臂梁动身,研讨影响测力功用的要素,并结合柔性铰链的扩展组织,提出一种新式的力测量设备。运用ansys数值核算,辅助弹性体的规划,并在制成的传感器上验证实际工作功用。1测力悬臂梁1.1测力原理在力检测组织中,悬臂梁运用得极为广泛,其测力原理如图1所示。在杆端施加一个作用力P,悬臂梁发生变形。图1悬臂梁组织Fig.1Cantilevermechanism由材料力学可知,悬臂梁端点挠度为V=Pl33EI。
        (1)式中:l为悬臂梁杆长;E为材料弹性模量;I为截面惯性矩。若悬臂梁截面为矩形,设长为b,高为h,则截面惯性矩I=bh312。(2)将公式(2)代入公式(1)有=4Pl3bh3E。
        (3)悬臂梁上最大应力在悬臂梁挨近固定端的上下外表,其最大应力为=6Plbh2。
        (4)所以最大应变为=E=6Plbh2E。
        (5)一般,可以把应变片贴在悬臂梁挨近固定端的部分,应变片阻值跟着最大应变的改动而改动,然后测量P的巨细。从公式(5)可以看出,若要使得较大,可以通过增加悬臂梁长度l、减小悬臂梁截面宽度b、减小悬臂梁高度h或许挑选低弹性模量材料,相应地,悬臂梁端点挠度也增大了。在悬臂梁力测量设备中,在一定力的作用下,希望其端点挠度较小,即刚度大;一起输出的应变值大,即传感器的灵敏度高。将公式(3)与公式(5)结合,并定义为应变挠度比,则有==3h2l2。(6)从公式(6)看出,在规划悬臂梁传感器时,可以通过减小悬臂梁的长度和增大悬臂梁高度来前进应变挠度比。
        1.2测力悬臂梁仿真在动节约流量计中,核算得到动节约设备的位移为17.5m时,输出力P=1.59N,取悬臂梁长度l=3.75cm,h=0.3cm,由式(5)可以算得=56。悬臂梁选用铝合金制造,其弹性模量E=0.71011Pa,则依据式(3)或式(5)可以求出悬臂梁截面宽度b=1.01cm圆整取b=1cm,所以可以得出悬臂梁的几许规范:截面宽度b=1cm,截面高度h=0.3cm,悬臂梁长度l=3.75cm。依据以上的规范得到了悬臂梁三维模型,并导入ansys对模型进行数值核算,其变形如图2所示,从图中可以看出,悬臂梁的最大应变为55.9,与理论核算值相差较小。图2悬臂梁组织变形Fig.2Bodydeformationincantileverbeam2依据柔性铰链的力扩展组织在测力悬臂梁模型中,由于输入力较小导致最大应变比较小,现规划一种依据柔性铰链的力扩展组织,扩展输入力P,在确保输入端位移不变的条件下,扩展弹性体上的最大应变,增大输出[1-2]。
        2.1柔性铰链柔性铰链是一种新式的传动结构方式,它是运用结构单薄部分的弹性微小角变形来结束类似铰链的运动传递,具有体积小、加工简略方便、无机械抵触、无空隙、运动灵敏度高和呼应方便等长处[2]。柔性铰链由于其特别的结构,选择柔性铰链的精度高、分辨率高。柔性铰链一般有直梁型、圆角直梁型、直圆型、椭圆型、抛物线型和双曲线型柔性铰链。由于有限元分析作用和精度公式核算作用的过失小于9%[3-7],因此可以用有限元模型来分析柔性铰链的刚度特性,且圆角直梁型柔性铰链具有最小的翻滚刚度(101Nm数量级),抛物线型柔性铰链具有最大的轴向
        计量检测咨询电话:15922667893/17783682878
        脚注信息
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