facultatea de mecanică - prof. dr. ing. valer dolga,mec.upt.ro/dolga/st_9.pdf · 2020. 4. 24. ·...
Post on 22-Mar-2021
21 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Senzori si traductoare
Prof. dr. ing. Valer DOLGA,
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 2
Cuprins 9
Modelul matematic al senzorului de forta tensorezistiv
Forma elementului elastic
Frecventa proprie a elementului elastic
Structuri elastic complexe
Rigiditatea elementului elastic
Constructia senzorului de forta tensorezistiv
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 3
Modelul matematic al elementului
senzorial tensorezistiv
• Senzor tensometric
• Si – semnalele din puncte de
masurare
( )PXfY ,=
zyxzyxT
MMMFFFX ,,,,,=
[P] - -factorii perturbatori
nT
YYYY ,....,, 21=
XY =Matricea de masurare
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 4
Txnxnx MFBS 1661 ,=
[B] - matrice de cuplare
=
66
22
11
...00
............
0...0
0...0
B
B
B
BCazul ideal – matrice diagonala
1616, nxxnT
x SAMF =
[A] - matricea de decuplare
TT BBBA =−1
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 5
( )
( ) ABAB
BABA
AABA
BBAB
T
T
=
=
=
=
Pseudo-inversa [A] trebuie să
verifice condiţiile Moore-Penrose
SA + ... + SA + SA = F nn i2i21i1i
1−= MMK Numărul de condiţionare.
Valoarea singulară minimă a matricii de cuplare
normalizate1min
max =
K
Sensibilitatea la perturbatii
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 6
Forma elementului elastic
Forma elementului elastic + locul de aplicare a TER:
• sarcina nominală;
• sensibilitate;
• liniaritate;
• histereză etc.
•Bara dreaptă solicitată axial
L
EbhK
Ebh
N
=
−=
=
12
1
A
F=
E
=
NS m
11
=
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 7
•Bara de egală rezistenţă la încovoiere
3
3
12
21
6
6
L
EbhK
Ebh
PL
=
−=
=
2
6
hb
LP
W
M
z
i
== dx
EI
MMf
x z
ii
=
f
PK =
b
b
L
x x=
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 8
•Bară dreaptă în consolă solicitată
la încovoiere
3
3
12
21
4
6
L
EbhK
Ebh
PL
=
−=
=
•Bară curbă (semi-inel)
3
3
1
1
6
2
621
2
621
R
EbhK
hR
hR
h
R
Ebh
P
hR
hR
h
R
Ebh
P
e
i
=
+
++−=
−
−+−=
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 9
•Bară cotită solicitată la încovoiere
+
=
−=
−−=
−=
+=
33
2
12
1
12
1
324
16
16
e
l
d
cc
EaK
e
c
Eae
P
e
c
Eae
P
ee
e
ii
i
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 10
•Bară inel circular
3
3
1
1
2
412
21
31
2
21
31
2
R
EaeK
e
R
Eae
P
e
R
Eae
P
i
e
−
=
−+=
−−=
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 11
•Bară cotită încastrată la un capăt
( )
3
3
12
21
23
L
EbhK
Ebh
aLP
=
−=
−=
( )
3
3
12
21
2
2
23
L
EbhK
Ebh
aLP
=
−=
−=
•Cadru plan solicitat la încovoiere
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 12
•Bară de secţiune circulară solicitată la răsucire
L
GdK
Gd
M
32
8
4
12
31
=
−=
=
3
16
d
M
W
M t
p
t
==
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 13
•Placa plană circulară încastrată
( ) ( )
( ) ( )
( ) 22
3
22
2
2
1
22
2
2
1
13
16
8
13
38
13
R
EhK
rREh
p
rREh
p
−=
−−
=
−−
=
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 14
Frecventa proprie a elementului elastic
m
Kf
2
1=
• rigiditatea elementului elastic
• masa elementului elastic
E
L
h
mL
Ebhf ==
23
3
89.4
1
89.4
1 Element elastic
tringhiular
E
L
h
mL
Ebhf ==
23
3
4
1
4
1 Element elastic
dreptunghiular
Indice de calitate al
materialului
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 15
Exemplu de element elastic si
matricea de decuplare
=
6
5
4
3
2
1
66
5351
4442
35
2422
1311
00000
0000
0000
00000
0000
0000
S
S
S
S
S
S
a
aa
aa
a
aa
aa
M
M
M
F
F
F
z
y
x
z
y
x
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 16
Structuri elastice complexe
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 17
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 18
Calculul starii de solicitare
xy
z
1
2
3
45
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1819
2021
2223
2425
xy
z
C a s d e c h a r g e 1
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 19
( )21112
MMhL
aMM Fz
aT +−
−=
z
FzaTFz
aTWE
M
= 1
1
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 20
Rigiditatea elementului elastic
Se impune determinarea condiţiilor, astfel încât diferenţa între
rigiditatea K a ansamblului şi rigiditatea iniţială a sistemului mecanic
KSM să fie cât mai mică (de exemplu 0.1 %) , prin montarea elementului
elastic din componenţa senzorului de rigiditate KS .
SSM KKK +=SMS
SMS
KK
KKK
+
=
K = 1.001 KSM
KS = 0.001KSM
KS = 1000 KSM .
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 21
Constructia senzorului
Contacte intermediare
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 22
Elemente auxiliare mecanice pentru aplicarea forţelor
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 23
Sisteme de protecţie la supraîncărcare
top related