1. 手机那个测心率软件原理是什么
准确的手机检测心率软件是需要一定的手机硬件支持的。将传感器的监专测功能嵌入智能手机当中,属同时将手机放在身体的不同位置。用户可以将手机放在口袋或包里,可以在看视频或听一段语音对话时使用。
手机检测心率软件的项目目标是开发一个自动按照以往获得人体正常心跳和呼吸频率的方法,来恢复脉搏和呼吸波形。该种方法的准确性可与美国食品与药物管理局(FDA)批准的监测心电图(ECG)和呼吸的设备相抗衡。
植入式心脏检测仪的手机检测心率软件的应用前景,主要用于不明原因晕厥和心悸患者的诊断,这项心律失常检测技术有重要的临床应用价值。
随着技术的进步,植入式心脏检测装置逐渐向微型化和多功能化发展,在临床上可以帮助患者,特别是对于行动不便、就医困难的老年人,为老年人提供家庭社区健康监测甚至早期预警和诊疗,推动老龄化社会在医疗和健康管理领域的进步发展。
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摘要: 数字脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。由给出的设计技术指标可知,脉搏计是用来测量频率较低的小信号(传感器输出电压一般为几个毫伏),它的基本功能是:用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号,并加以放大、整形和滤波。在短时间内(15S内)测出每分钟的脉搏数。它的作用可以在15S内测量1MIN的脉搏数,并且显示其数字。正常人脉搏数为60-80次/MIN,婴儿为90-100次/MIN,老人为100-150次/MIN关键词:计数、译码、显示电路、振荡器、电脉冲 第一章 设计任务及要求1.1设计任务设计并制作一个电子脉搏计电路1.2设计要求 1 传感器接受脉搏信号后能可靠的转换为数字脉冲 2 定时部分的时间要精确3 显示孰能能锁存和具有复位功能第 二章 数字式脉搏计的设计方案和选择 采用脉搏计测量心脏跳动频率,不但精确,而且使用方便,显示结果也十分醒目。2.1 分析设计课题要求 正常人的脉搏次数是每分钟60-80次(婴儿为90-140次,老年人则为50-150次),这种频率信号属于低频范畴。因此,脉搏计是用来测量低频信号的装置,它的基本功能要求应该是: 1.要把人体的脉搏(振动)转换成电信号,这就是需要借助传感器。 2.对转后的电信号要进行放大和整形等处理,以保证其它电路能正常加工和处理。 3.在很短的时间(若干秒)里,测出经放大后的电信号频率值。总之,脉搏计的核心是要对低频电脉冲信号在固定的短时间内计数,最后以数字形式显示出来。可见,脉搏计主要组成部分是计数器和数字显示器 2.2 确定总体设计方案。 脉搏计的上述功能要求,可采用两个不同的方案来实现: 1.把转换为电信号的脉搏信号,在单位时间内(一分钟或半分钟)进行计数,并用数字显示其计数值,从而直接得到每分钟的脉搏数。 传感器 放大与整形 倍频器 基准时间产生电路 控制电路 计数译码显示 方案I 如图1-1所示,图中各部分的作用如下: 图1-1 脉搏计方案I 方案Ⅱ 如图1-2所示。该方案是首先测出脉搏跳动5次所需的时间,然后再换算为每分钟脉搏跳动的次数,这种测量方法的误差小,可达±1次/min。此方案的传感器、放大与整形、计数、译码、显示电路等部分与方案I完全相同,现将其余部分的功能叙述如下:1) 1) 六进制计数器 用来检测六个脉搏信号,产生五个脉冲周期的门控信号。2) 2) 基准脉冲(时间)发生器 产生周期为0.1s的基准脉冲信号。3) 3) 门控电路 控制基准脉冲信号进入8位二进制计数器。4) 4) 8位二进制计数器 对通过门控电路的基准脉冲进行计数,例如5个脉搏周期为5s,即门打开5s的时间,让0.1s周期的基准脉冲信号进入8位二进制计数器,显然计数值为50,反之,由它可相应求出5个脉冲周期的时间。5) 5) 定脉冲数产生电路 产生定脉冲数信号,如3000个脉冲送入可预置8位计数器输入端。6) 6) 可预置8位计数器 以8位二进制计数器输出值(如50)作为预置数,对3000个脉冲进行分频,所得的脉冲数(如得到60个脉冲信号),即心率,从而完成计数值换成每分钟的脉搏次数。现在所得的结果即为每分钟的脉搏数。六进制计数器 8位二进制计数器 可预置8位计数器 基准时间发生器 门控电路 译码显示电路 放大与整形 传感器 定脉冲数产生电路 图1-2 脉搏计方案Ⅱ 两方案比较 方案Ⅰ结构简单,易于实现,但测量精度偏低;方案Ⅱ电路结构复杂,成本高,测量精度较高。根据设计要求,精度为 ±4次/min,在满足设计要求的前提下,应尽量简化电路,降低成本,故选择方案Ⅰ第 三 章 单元电路设计 3.1传感器 为了把脉搏转换成电信号,应用压电式传感器。它有两种基本类型:石英晶体和压电陶瓷。前者温度稳定性和机械强度都很高,工作温度范围宽,转换精度也高。而压电陶瓷是人工制造的压电材料,优点是压电系数大、灵敏度高、价格便宜,只是温度稳定性和强度不如石英晶体。1)传感器:传感器采用了红外光电转换器,作用是通过红外光照射人的手指的血脉流动情况,
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3. 哪些传感器能用于振动的测量
振动传感器按其功能可有以下几种分类方法:
按机械接收原理分:相对式、惯性式;
按机电变换原理分:电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式;
按所测机械量分:位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。
1、相对式电动传感器
电动式传感器基于电磁感应原理,即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时,导体两端就感生出电动势,因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。
相对式电动传感器从机械接收原理来说,是一个位移传感器,由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律,其产生的电动势同被测振动速度成正比,所以它实际上是一个速度传感器。
2、电涡流式传感器
电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器,它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽(0~10 kHZ),线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点,主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。
3、电感式传感器
依据传感器的相对式机械接收原理,电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此,电感传感器有二种形式,一是可变间隙,二是可变导磁面积。
4、电容式传感器
电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。
5、惯性式电动传感器
惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态,其可动部分的质量应该足够的大,而支承弹簧的刚度应该足够的小,也就是让传感器具有足够低的固有频率。
根据电磁感应定律,感应电动势为:u=Blx&r
式中B为磁通密度,l为线圈在磁场内的有效长度, r x&为线圈在磁场中的相对速度。
从传感器的结构上来说,惯性式电动传感器是一个位移传感器。然而由于其输出的电信号是由电磁感应产生,根据电磁感应电律,当线圈在磁场中作相对运动时,所感生的电动势与线圈切割磁力线的速度成正比。因此就传感器的输出信号来说,感应电动势是同被测振动速度成正比的,所以它实际上是一个速度传感器。
6、压电式加速度传感器
压电式加速度传感器的机械接收部分是惯性式加速度机械接收原理,机电部分利用的是压电晶体的正压电效应。其原理是某些晶体(如人工极化陶瓷、压电石英晶体等,不同的压电材料具有不同的压电系数,一般都可以在压电材料性能表中查到。)在一定方向的外力作用下或承受变形时,它的晶体面或极化面上将有电荷产生,这种从机械能(力,变形)到电能(电荷,电场)的变换称为正压电效应。而从电能(电场,电压)到机械能(变形,力)的变换称为逆压电效应。
因此利用晶体的压电效应,可以制成测力传感器,在振动测量中,由于压电晶体所受的力是惯性质量块的牵连惯性力,所产生的电荷数与加速度大小成正比,所以压电式传感器是加速度传感器。
7、压电式力传感器
在振动试验中,除了测量振动,还经常需要测量对试件施加的动态激振力。压电式力传感器具有频率范围宽、动态范围大、体积小和重量轻等优点,因而获得广泛应用。压电式力传感器的工作原理是利用压电晶体的压电效应,即压电式力传感器的输出电荷信号与外力成正比。
8、阻抗头
阻抗头是一种综合性传感器。它集压电式力传感器和压电式加速度传感器于一体,其作用是在力传递点测量激振力的同时测量该点的运动响应。因此阻抗头由两部分组成,一部分是力传感器,另一部分是加速度传感器,它的优点是,保证测量点的响应就是激振点的响应。使用时将小头(测力端)连向结构,大头(测量加速度)与激振器的施力杆相连。从“力信号输出端”测量激振力的信号,从“加速度信号输出端”测量加速度的响应信号。
注意,阻抗头一般只能承受轻载荷,因而只可以用于轻型的结构、机械部件以及材料试样的测量。无论是力传感器还是阻抗头,其信号转换元件都是压电晶体,因而其测量线路均应是电压放大器或电荷放大器。
9、电阻应变式传感器
电阻式应变式传感器是将被测的机械振动量转换成传感元件电阻的变化量。实现这种机电转换的传感元件有多种形式,其中最常见的是电阻应变式的传感器。
电阻应变片的工作原理为:应变片粘贴在某试件上时,试件受力变形,应变片原长变化,从而应变片阻值变化,实验证明,在试件的弹性变化范围内,应变片电阻的相对变化和其长度的相对变化成正比。
4. 压电式传感器的前置放大器的作用是什么
压电式传感抄器的前置放大器袭的作用是改变阻抗。解决传感器与放大器之间的匹配。隔离放大器输入电阻小的问题。
前置放大器在放大有用信号的同时也将噪声放大,低噪声前置放大器就是使电路的噪声系数达到最小值的前置放大器。
对于微弱信号检测仪器或设备,前置放大器是引入噪声的主要部件之一。
整个检测系统的噪声系数主要取决于前置放大器的噪声系数。仪器可检测的最小信号也主要取决于前置放大器的噪声。
前置放大器一般都是直接与检测信号的传感器相连接,只有在放大器的最佳源电阻等于信号源输出电阻的情况下,才能使电路的噪声系数最小。
音源选择电路的作用是选择所需的音源信号送入后级,同时关闭其他音源通道。
输入放大器的作用是将音源信号放大到额定电平,通常是1V左右。
音质控制的作用是使音响系统的频率特性可以控制,以达到高保真的音质;或者根据聆听者的爱好,修饰与美化声音。
5. 压力传感器的工作原理
一、压电压力传感器
压电式压力传感器主要基于压电效应(Piezoelectric effect),利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量,再进行相关测量工作的测量精密仪器,比如很多压力变送器和压力传感器。压电传感器不可以应用在静态的测量当中,原因是受到外力作用后的电荷,当回路有无限大的输入抗阻的时候,才可以得以保存下来。但是实际上并不是这样的。因此压电传感器只可以应用在动态的测量当中。它主要的压电材料是:磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电效应就是在石英上发现的。
振弦式压力传感器的敏感元件是拉紧的钢弦,敏感元件的固有频率与拉紧力的大小有关。弦的长度是固定的,弦的振动频率变化量可用来测算拉力的大小,即输入是力信号,输出的是频率信号。振弦式压力传感器分为上下两个部分组成,下部构件主要是敏感元件组合体。上部构件是铝壳,包含一个电子模块和一个接线端子,分成两个小室放置,这样在接线时就不会影响电子模块室的密封性。
振弦式压力传感器可以选择电流输出型和频率输出型。振弦式压力传感器在运作式,振弦以其谐振频率不停振动,当测量的压力发生变化时,频率会产生变化,这种频率信号经过转换器可以转换为4~20mA的电流信号。
6. 跪求· ··关于活塞式压电式压力传感器的课程设计,包括各个参数的详细计算和活塞式传感器的图片
活塞式压电传感器课程设计
专业:测控技术与仪器
班级:08测控
姓名:单雨
目 录
引言 1
1.传感器课程设计的目的和任务 2
1.1目的 2
1.2要求 2
2.传感器设计方案的选择 3
2.1传感器种类的选择 3
2.2传感器支承的选择 4
2.3电级结构的选择 5
3.传感器机械设计各部分的参数确定 7
3.1晶片的参数 7
3.1.1压电系数 7
3.1.2晶片的直径的确定 9
3.2验算 9
3.3电极的设计 12
3.4弹簧设计 12
4.传感器整体的结构设计 15
附录 16
参考书目 17
引 言
压电式压力传感器基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成(见图)。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号(见压电式传感器)。这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图,在测量中不允许用水冷却,并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法,例如XYδ(+20°~+30°)割型的石英晶体可耐350℃的高温。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃,是制造高温传感器的理想压电材料。
压电式压力传感器的结构类型很多,但它们的基本原理与结构仍与前述压电式加速度和力传感器大同小异。突出的不同点是,它必须通过弹性膜、盒等,把压力收集、转换成力,再传递给压电元件。为保证静态特性及其稳定性,通常多采用石英晶体作压电元件。压电压力传感器种类及型号繁多,按弹性敏感元件分,主要有两种,活塞式和膜片式。在压电式传感器中,常采用两或两片以上的压电元件组合、并联两种方式工作,并联时,输出电容大、电荷大,同时,时间常数τ= 大,宜于用于缓慢信号的测量,并宜用于以电荷作输出的场合。串联时,输出电压高,自身电容小,宜使用于输出为电压及测量电路的输入阻抗很高的场合。活塞式压力传感器也分为中压活塞式和高压活塞式传感器。根据要求选择的时活塞式直接支承并联式传感器。其主要是根据外界受力的变化来转变成电压的变化从而测到外界的压力的变化,压力与外接电压是一个线性变化的关系。下面就是压电式压力传感器的具体选择方案等说明书
1.传感器课程设计的目的和任务
1.1目的
(1). 巩固所学知识,加强对传感器原理的进一步理解;
(2). 理论与实际相结合,“学以致用”;
(3). 综合运用知识,培养独立设计能力;
(4). 着重掌握典型传感器的设计要点,方法与一般过程;
(5). 培养学生精密机械与测控电路的设计能力。
1.2要求
(1).设计时必须从实际出发,综合考虑实用性、经济性、安全性、先进性及操作维修方便。如果可以用比较简单的方法实现要求,就不必过份强调先进性。并非是越先进越好。同样,在安全性、方便性要求较高的地方,应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件,不能单纯考虑简单、经济;
(2).独立完成作业。设计时可以收集、参考传感器同类资料,但必须深入理解,消化后再借鉴。不能简单地抄袭;
(3).在课程设计中,要随时复习传感器的工作原理。积极思考。不能直接向老师索取答案和图纸。
(4). 设计传感器测头机械机构方案,绘制总装图(CAD为工具),编写传感器设计说明书。
2.传感器设计方案的选择
设计一台活塞式压电式压力传感器
设计的参数
1.量程范围(压缩)40 MPa
2.灵敏度为1.6×10-3pC/Pa
3.固有频率≥40kHz
4.线性度≤1%
5.绝缘电阻≥1012Ω
压电式压力传感器的结构类型很多,但它们的基本原理与结构仍与前述压电式加速度和力传感器大同小异。突出的不同点是,它必须通过弹性膜、盒等,把压力收集、转换成力,再传递给压电元件。为保证静态特性及其稳定性,通常多采用石英晶体作压电元件。其结构主要是由本体、弹性敏感元件和压电转换元件组成。
2.1 传感器种类的选择
压电压力传感器种类及型号繁多,按弹性敏感元件分,主要有两种,活塞式和膜片式。
活塞式压电式传感器的应用特点:
(1)灵敏度和分辨率高,线性范围大,结构简单、牢固,可靠性好,寿命长;
(2)体积小,重量轻,刚度、强度、承载能力和测量范围大,动态响应频带宽,动态误差小;
(3) 易于大量生产,便于选用,使用和校准方便,并适用于近测、遥测。
(a)中压活塞式 传感器 (b) 膜片式石英压力传感器结构图
图 1 压电式压力传感器结构图
图(a) 1本体 2活塞3弹簧4晶片5绝缘套6晶片7电极 8绝缘套9晶体10垫块
图(b) 1街头 2绝缘套3芯体4绝缘管 5电极引线6本体7晶体8压块9绝缘管10压紧螺母11繁定螺母
2.2传感器支承的选择
(a) 直接支承 (b)间接支承
图 2 压电压力传感器结构简图
1本体 2支撑螺杆3压电转换元件4电极5压电转换元件6膜片
图1 中(a)为晶片直接支承在本体上 (b) 为晶片间接支承在本体上。这两种结构形式的谐振频率相差很大。
2.3 电级结构的选择
传感器的固有频率为 0¬2=K/m,为了使活塞活动灵活,必须增加长度,这样将使质量 增加而使 下降,一般取 0 30kHz 。如果采用导电胶粘接晶片和电极,可提高刚度K,使 0 提高至40kHz。
在压电式传感器中,常采用两或两片以上的压电元件组合、并联两种方式工作,如下图所示。
(a)并联方式 (b)串联方式
图3 压电式的连接方式
(1)并联结构
如图5(a)所示,负极集中在中间,正极为上、下两个面的串联,此种方式称为并联方式。
n片并联时,并联输出电容为
输出电压为
极板上电荷为
式中 n ¬——片数;
C1、U1、Q1——单片时的电容、电压、电荷量。
(2)串联结构
如图5(b)所示,上极板为正极,下极板为负极,中间正、负电荷抵消方式称为串联结构形式。
输出电荷量为
输出电压为
输出电容量为
由此可见:
(1) 并联时,输出电容大、电荷大,同时,时间常数τ= 大,宜于用于
慢信号的测量,并宜用于以电荷作输出的场合。
(2) 串联时,输出电压高,自身电容小,宜使用于输出为电压及测量电路的
入阻抗很高的场合。
根据要求选择的时活塞式直接支承并联式传感器
3.传感器机械设计各部分的参数确定:
3.1晶片参数确定
3.1.1 压电系数
根据正压电效应原理可知,当一个平行于X轴的力Fx作用于垂直于X轴的压电元件的平面上时,则在该平面上产生的点和密度为
1=d11 1=d11=d11 (3-1)
式中 d11———压电系数:晶体受单位力作用时产生的电荷量;
1———Ax面上的作用应力。
所以,在弹性限内电荷密度 1与应力(作用力)成正比。
如果同时在压电原件的x、y、z三个轴向上作用拉(压)力,对yz、xy、xz平面上作用切向力,则个平面上的电荷密度可用数学表达式表示如下:
1= d11 1+ d12 2+ d13 3+ d14 23+ d15 31+ d16 12
2= d21 1+ d22 2+ d23 3+ d24 23+ d25 31+ d26 12 (3-2)
3= d31 1+ d32 2+ d33 3+ d34 23+ d35 31+ d36 12
式中 1、 2、 3——Ax、Ay、Az 各平面上的电荷密度;
1、 2、 3——Ax、Ay、Az平面上作用的轴向应力;
23、 31、 12——切向应力;
dij——压电系数
将式(1-8)以矩阵形式表示,则有
1
2
1 3
2 =D 4
3 5
6
式中 4= 23, 5= 31, 6= 12
d11 d12 d13 d14 d15 d16
D= d11 d12 d13 d14 d15 d16 (3-3)
d11 d12 d13 d14 d15 d16
式(1-4)称为压电系数矩阵。实验得到石英晶体的压电系数矩阵为
2.31 -2.31 0 0.67 0 0
D= 0 0 0 0 -0.67 -4.62 (3-4)
0 0 0 0 0 0
由式(3-4)可知
(1) 压电系数矩阵是正确选择力—电转换方式和转换效率的重要依据;
(2) 石英晶体不是在任何方向都存在压电效应;
(3) 石英晶体的压电系数共有18个。但由于晶体的对称性,可以确定的压电系数只有两个。
对于右旋石英晶体, <0和 >0:对于左旋石英晶体则是 >0, <0,即
= 2.3× C/N, = 7.3× C/N
3.1.2晶片的直径的确定
为纵向灵敏度的计算公式为
SQ =nd11•A (3-5)
SQ=1.6×10-3 Pc/Pa=1.6×10-15C/Pa
所以 1.6× =2×2.3× ×A
A=348
A=
D=21.06mm
晶片直径及厚度大于0.5mm
3.2验算
弹性元件的材料应具有:
(1)强度高和耐蚀性好;
(2)弹性模量要高;
(3)温度系数要低。
弹性储能是衡量弹性材料的一个重要指标。弹性储能是指单位体积所吸收最大变形的功,它表示在弹性元件的材料吸收最大变形功时,而不产生永久变形的能力。
最大变形功为
式中 W——最大弹性变形功;
——弹性极限;
E——弹性模量。
由上式可见:
(1)要使W增加,则必使E减小;
(2)但弹性元件要求有较高E值;
(3)以上两者矛盾,综合考虑,常取E值高的材料作弹性元件;
(4)测量超高压时,选用超高强度的合金材料( >1600MPa),如马氏体、不锈钢、镍钴钼合金等。
无论选用哪种材料,都要求具有良好的机械加工性能、热处理性能和焊接性能好等。
要保持具有良好的线性。
具有良好的线性关系必使在最大动态力作用下不脱离接触,此时,必须满足以下条件:在最大动态力作用下产生的变形 不超过预应力产生的变形x,即
最大动态力为 ,由胡克定律,由
因而,在此动态力作用下产生的变形为
在位移 下产生的弹性力为
所以最小预用力为
显然, ,预应力的下限值应取 。
机械强度的设计计算
(1) 根据使用条件和测量要求合理选择材料;
(2) 合理设计整体结构和零件尺寸;
(3) 用于超高压测量的传感器要进行连接螺纹的强度校合,以满足整个传感器强度要求和可靠性。压力传感器的强度设计主要是对弹性元件和转换元件。
设: 为被测最大压力;A为膜片有效受力面积;A’为压电转换元件(晶片)的面积; 为压电元件(晶片)的强度极限;[ ]为允许应力。则压电元件(晶片)上承受的最大力为
= •A
=4.0× ×3.48×
=1.39× N
3.3电极设计
纵向效应晶体组件的设计
晶体元件一般设计成机械串联(受力)、电气并联,以薄金属片做电极(图9-41),或以金属镀层做电极(图9-42)。
以金属片为电极的应用较为普遍,因其结构工艺简单。
(a)金属薄片式 (b)金属镀层式
图4 晶体元件组
3.4.弹簧设计
图5 弹簧设计图
1.弹簧的作用:
保证测头与被测目标可靠接触。
2.设计要求:
测量力要求:小于100g,不能太硬。
行程要求: 2mm,伸缩行程。
3.关于材料的选择和参数计算:
弹簧材料的选择,应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。弹簧材料除了注意其化学成分外,还应特别注意其冶金及热处理的工艺质量。相同成分的材料由于冶金及热处理工艺质量不同,其机械性能往往有很大差别。传感器内部弹簧较小,选用经预先热处理的油淬火回火的弹簧钢丝。
考虑最大工作负荷为 ,并且在低温下使用的弹簧材料,应具有良好的低温韧性。碳素弹簧钢丝、琴钢丝和 1Cr18Ni9 等奥氏体不锈钢弹簧钢丝、铜合金、镍合金有较好的低温韧性和强度,本传感器还需要该材料膨胀系数变化极小。综上各因素,我们小组决定选取材料1Cr18Ni9,其许用切应力 ,通过查阅机械手册表,选取其弹簧指数为C=14,则曲度系数
。
计算弹簧丝径 ,选取标准值 。
弹簧中径 。节距一般取 ,这里取 。根据量程 ,查机械手册表,选取弹簧工作圈数的标准值 ,由此得弹簧自由高度 。压缩高度 。
表1弹簧设计所有参数
丝径 中径 载荷 压缩高度 自由高度
0.35 5 0.1kg 1.225 4
为了进一步提高弹簧的许用剪切应力,需对弹簧采取强压处理。经强压处理后的弹簧,可提高弹簧的许用剪切应力,最高可增加25%左右。强压处理的基本原理是将弹簧预制的比要求的自由高度高一些,然后压缩弹簧至并紧,使其应力超过弹簧材料的弹性极限。强压处理过的弹簧再加载时,其许用弹性极限比强压处理前提高很多。强压处理方式采用长时间一次强压,保持时间为48h左右。
4.传感器整体的结构设计
图6 活塞式压力传感器总设计图
总结
1•通过这次课程设计,我对传感器设计基础知识复习了一遍,而且更重要的是又学到了很多新的知识,获得了新的经验。我从中学会了根据具体的数据进行查表、筛选,从而进行设计。学会知道团队精神的重要性,在这次的课程设计当中,在一些材料的选用,数据的算法等方面与其他同学进行了交流,提高了自己的工作效率。
2•在如此短的时间内,依靠个人能力是不可能完成如此繁琐的资料查找与收集。所以,通过这次课程设计,加强了同学之间的交流,大大增进了我们组的凝聚力,协作的精神更强了。而且自己也学到了很多实际的有用的东西,相信对以后的工作一定会有很大的益处。
3•最后,在此对郭易老师的指导与教学表示感谢,通过老师的帮助使得我们的工作效率得到了很大的提高。
参考书目
[1] 黄贤武 ,郑筱霞 . 传感器原理与应用 .北京:电子科技大学出版社 1995年 35-40
[2] 王化祥,张淑英.传感器原理及应用.天津:天津大学出版社 ,1999年 56-60
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7. 求用压电传感器和51单片机做脉搏测量计数的电路51点偏激
测脉搏的话,是中医的设备,哈哈,中医早该全面电子诊断了
应该是尺寸关3个点,是不?选用合适的传感器,注意三点的位置和空间大小,经过放大,输入到单片。
看医生把脉都没等一分钟这么久吧,估计是测瞬时脉搏,建议脉搏数除以时间
显示的话,三位数显示脉搏应该没问题。
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设计了一种基于压电传感器以AT89S51单片机为核心构成的简易便携式电子脉搏计。其设计思路是用压电传感器把待检测对象的脉搏跳动转变成电信号,但是由于信号比较微弱,需要经过放大整形后才可以得到规则的脉冲波形。放大电路采用三运放高共模抑制比放大电路,将传感器的微弱信号放大。放大后的信号采用一阶低通滤波电路进行整形除去杂散信号,然后经过单片机定时计数后通过译码电路就可以从数码管直接读出被测对象的脉搏数了。定时由基准时间产生电路完成,它是通过555集成电路构成一个单稳触发器来实现的。AT89S51单片机构成的控制电路在软件的作用下控制脉搏信号放大、整形和倍频后进入计数器的时间。该便携式电子脉搏计优点是制作简单,使用元器件少,工作稳定可靠,显示直观,误差不大于1%,成本低廉且能节电。
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以上引用《便携式电子脉搏计的设计》,你可以网上查查
8. 脉搏测试仪的传感器可以用什么材料做t它的原理是什么
分为两种 比较简单的可以用压电薄膜做,或者用红外传感器做,前者制作简单、通过感应脉搏跳动产生的震动实现计数,后者则通过红外反射的长短来计数。