Разработка тензорезисторного датчика силы с заданными техническими параметрами.

Вспомогательная подушка имеет углубление большого радиуса для центрирования силовой подушки. Для обеспечения предварительного натяга силовой подушки будем использовать пружину, работающую на сжатие.Для вывода снимаемого с тензорезисторов сигнала, а также для подачи на них питания, предусмотрим в конструкции специальные отверстия для проводов. Ввиду того, что важно точно отслеживать изменение напряжения на мосту, а оно имеет довольно малую величину, использование промежуточных разъёмных соединений между тензорезисторным мостом и электронным блоком нецелесообразно. Т.е. провода выводим из корпуса датчика через упомянутые выше отверстия, фиксируем их в отверстии и герметизируем ввод с помощью герметизирующего состава. Длина выведенных проводов должна быть такой, чтобы их было удобно проложить внутри стенда и подключить к электронному блоку.Для крепления датчика не стенд предусмотрим резьбовой хвостовик.Для уменьшения воздействий окружающей среды на тензорезисторы предусмотрим защитный кожух.Кожух устанавливается с натягом, соответствующим переходной посадке H7/k6.Все указанные решения проиллюстрированы на рис. 13.Рис. 134.2 Технология установки тензорезисторов на упругий элементСвязывающие вещества, используемые для жёсткого неразъёмного соединения тензорезисторов с поверхностью упругого элемента должны обладать стабильностью и минимальной ползучестью. Заданным условиям удовлетворяет ряд материалов, из которых выберем наиболее распространённый - клей БФ-2.4.2.1 Приготовление рабочей поверхности:1. Поверхность упругого элемента, на которую наклеивают тензорезистор, должна иметь шероховатость не ниже 8-го класса.2. Места приклейки должны быть обезжирены четырёххлористым углеродом и промыты спиртом.4.2.2 Наклейка тензорезисторовНаклейка должна выполняться с учётом следующих рекомендаций:1. Наносят подслой жидкого клея колонковой кисточкой на поверхность упругого элемента (размер дорожки клея должен превышать ширину и длину тензорезистора не менее чем на 1 мм) и выдерживают на воздухе 2 ч, затем производят нагрев до 120С в течение 2 ч (скорость нарастания температуры 1С в минуту), выдержку в течение 2 при 120С, охлаждение в термостате при 50С.2. Наносят второй слой так же, как в п.1. Толщина двух слоёв должна составлять от 3 до 20 мкм.3. Наносят слой разбавленного клея на приклеиваемую поверхность тензорезистора, выдерживают 2 ч на воздухе.4. Подслой на упругом элементе ориентируют спиртовым батистовым тампоном, накладывают тензорезистор и выдерживают в течение суток.5. Производят нагрев до 150Сс прижимом в течение 2 ч и охлаждение в термостате. Прижимание осуществляют через тонкую полиэтиленовую плёнку, слой бумаги (писчей, ватмана), слой фетра (толщиной 2-3 мм) равномерно распределённым давлением 1 Н на 1 мм2 площади тензорезистора.6. Затем производят нагрев до 180С без прижимав течение 2 ч с выдержкой 3,5 ч и охлаждение в термостатеСопротивление изоляции наклеенного тензорезистора должно быть не менее 1 МОм.Наклеенныетензорезисторы необходимо защитить влагоустойчивым покрытием. Для покрытия можно использовать мастику следующего состава:100 весовых частей светлой канифоли40 весовых частей пчелиного воска50 весовых частей бензоупорной смазкиМастику наносят кисточкой на разогретые до температуры 100-120Стензорезисторы и упругие элементы. Макcимальная рабочая температура мастики составляет 40С.ЗаключениеТензорезистивные датчики получили широкое распространение в силоизмерительных устройствах. К несомненным достоинствам этого типа первичных преобразователей относятся простота и невысокая стоимость. Тензорезисторы относительно несложны в изготовлении. Имеется несколько технологий для их производства. Что касается преобразования снимаемого с них сигнала, то производители электронных компонентов предлагают специализированные решения, что ещё больше упрощает задачу проектирования тензометрического датчика.Результат данной работы – проект тензорезисторного датчика силы, который позволяет проводить измерения указанной физической величины в диапазоне от 0 до 9000 Н. В качестве упругого элемента в датчике использован пустотелый стержень (цилиндр), на который наклеиваются тензорезисторы, включаемые затем по мостовой схеме.Под действием приложенной силы меняется геометрия резисторов, что приводит к изменению их сопротивления и, соответственно, - напряжения на выходах моста. Обработка данного напряжения производится электронной схемой, также предложенной мною в рамках данной работы.При разработке датчика кроме лекционного материала был задействован ряд печатных и электронных источников, указанных в списке литературы.Список литературыОсадчий Е.П. с соавт.Проектирование датчиков для измерениямеханических величин. – М.: Машиностроение, 1979. – 480 с.Новицкий П.В. с соавт.Электрические измерения неэлектрических величин. – Л.: Энергия, 1975. – 576 с.Осипович Л.А. Датчики физических величин. – М.: Машиностроение, 1979. – 159 с.Шарапов В.М. с соавт. Датчики: Справочное пособие. – М.: Техносфера, 2012. – 624 с.ВульветДж. Датчики в цифровых системах. – М.: Энергоиздат, 1981. – 200 с.AD7715. 16-Bit, Sigma-Delta ADC. Data Sheet. – Analog Devices, 2015. /www.analog.com/LM358, LM258, LM2904, LM2904A, LM2904V, NCV2904. Single Supply Dual Operational Amplifiers. Data Sheet. – Literature Distribution Center for ON Semiconductor, 2004. /http://onsemi.com/