3.2. Расчет 3-х лучевой балки

В предыдущем пункте расчетов мы определили сосредоточенное усилие , передаваемое мембраной балке. Зная значение , мы можем определить эквивалентное напряжение, вызываемое в балке перемещением жесткого центра мембраны.

Зададимся необходимыми конструктивными параметрами для балки.

Основные конструктивные параметры 3-х лучевой балки:

Длина плеча балки l=0,08 м

Ширина 3-х лучевой балки b=0,01 м

Толщина крестообразной балки h_б=0,005 м

рис.4

Материал – 36НХТЮ

Модуль упругости E= 2,1 *10¹¹ Па.

Габаритные размеры балки показаны на чертеже в приложении.

Допустимое значение напряжения <>=970*10⁶ Па

Балка закреплена с 3 –х концов. Рассмотрим деформацию и момент на участке l и рассчитаем ее на прочность в местах заделки.

Условие проверки на допустимое напряжение (3) соблюдается:

Определим деформацию балки в местах предполагаемого наклеивания тензорезисторов

3.3. Расчет 4-х лучевой балки

В предыдущем пункте расчетов мы определили сосредоточенное усилие , передаваемое мембраной балке. Зная значение , мы можем определить эквивалентное напряжение, вызываемое в балке перемещением жесткого центра мембраны.

Зададимся необходимыми конструктивными параметрами для балки.

Основные конструктивные параметры 4-х лучевой балки:

Длина плеча балки l=0,08 м

Ширина 4-х лучевой балки b=0,01 м

Толщина крестообразной балки h_б=0,005 м

рис.4

Материал – 36НХТЮ

Модуль упругости E= 2,1 *10¹¹ Па.

Габаритные размеры балки показаны на чертеже в приложении. Допустимое значение напряжения <>=970*10⁶ Па

Балка закреплена с 4 –х концов. Рассмотрим деформацию и момент на участке l и рассчитаем ее на прочность в местах заделки.

Условие проверки на допустимое напряжение (3) соблюдается:

Определим деформацию балки в местах предполагаемого наклеивания тензорезисторов

4.Эпюра деформации балки

Эпюра деформации упругого элемента строится для определения зон наибольшего растяжения и наименьшего сжатия, с последующим использованием полученной информации для корректного расположения и наклеивания тензорезисторов на упругий чувствительный элемент – 4-х лучевую балку.

Для данного вида упругого элемента эпюра деформации выглядит следующим образом:

Рис.5. Эпюра для участка балки

Деформация балки принимает максимальное значение в заделках :

Наклеиваем 4 тензорезистора в заделках на любых плечах балки – 2 сверху и 2 снизу.

5.Статическая характеристика ипд

Цель данного пункта – рассчитать статическую характеристику – зависимость выходного сигнала от входного воздействия в установившемся режиме. Входной величиной является измеряемое давление Р , выходной – выходоное напряжение тензорезисторного моста .Тензорезисторы R2 и R3 наклеиваются сверху, а тензорезисторы R1 и R4 снизу. При отсутствии деформации балки выходное напряжение тензорезисторного моста равно нулю.

Из полученной зависимости U_вых=f(P) видно, что характеристика линейная.

Определим максимальное выходное напряжение измерительной цепи:

О пределим чувствительность ИПД:

График статической характеристики приведен на рис.6.

Рис.6. Статическая характеристика ИПД.