课程大作业。
题目：机械工程测试技术二
姓名 ：学号 ：
班号 ：授课教师 ：
哈尔滨工业大学。
2023年 07月06日。
题目：工件如图所示，要求测量出工件的刚度值，在力f的作用下球头部将向下变形，力的大小不应超过500n，球头位移量约200微米。刚度测量结果要满足1%的精度要求。
作业要求：1）选用适合的传感器（需要分析其工作原理），并提供实际产品型号（最好有产品**）、选型参数；
2）设计相应的测量方案，要求为计算机控制的测试系统；
3）绘制方案示意图；
4）绘制测量装置系统框图。
一、 传感器选择。
1 传感器选择：由题目可知是测量工件的刚度，需要测量应变故可以采用电阻应变式传感器。其中金属箔式应变片的箔片厚度1-10um、散热好、粘结情况好、传递试件应变好。
所以采用金属箔式应变片。
2 工作原理分析：应变片贴在被测件上，力的作用引起应变片电阻变化，经电桥输出电压，在弹性范围内，应变与应力及作用力f的关系为：
其中：e-为弹性模量。
a-被测件的截面积。
3 测量过程等效为等截面梁。如下图所示：
沿着方向贴片。此时受拉受压。可将串联成一个桥臂，则成半桥差动电桥。由材料力学知识可以得到：
对于圆形被测件可以类推得到：
d-被测件的直径。
4 实际产品型号：
在**搜索即可得到箔式电阻应变片的实物如下：
由于工件本身结构尺寸较小，故选用应变片的型号为bx120-1aa
二、 测量方案设计。
由实验原理可以得到被测件的弹性模量为。
接入半桥差动电桥后可以得到：
进而得到：所测得的被测件的弹性模量即刚度。
三、 测量装置系统图。
机械工程测试技术作业
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