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机械工程测试技术大作业 ——工业实际中的测量 指导老师： 学生班级： 学生姓名： 学生学号： 飞机内舱门机翼的变形规律 一、测试任务 任务简介 飞机使用中飞机机翼舱门的载荷和变形是机翼舱门结构设计的主要依据，但在飞机设计阶段，主要是在理论计算和风洞试验结果的基础上，根据已有飞机的设计经验进行修正、确定结构设计载荷。理论计算和风洞试验不可能完全真实地考虑到影响飞机载荷的所有因素，由它们得到的结果是否合理，最终必须根据真实飞行试验测得的机翼和舱门载荷和变形，外推到设计载荷并重新校核结构强度，并进行载荷设计方法的验证。 测量精度 为了使测试系统的设计有章可循，具体的数字指标必不可少。参考相关资料和经验，制定测试系统设计指标如下： · 应变测量精度：优于O．1mm； · 应变测量范围：-12mm—— +12mm； 二、测试方案 传感器的选择 常规电阻应变传感器： 首先在部件主要受力元件上粘贴应变计，并根据载荷测量需要组成应变测量电桥。然后进行地面加载试验，对应变电桥进行校准，建立欲测载荷和电桥输出的关系- 载荷方程。在飞行中，结构受载变形，应变电桥产生输出，记录此输出，根据地面校准得到的载荷方程反算得到飞行实测载荷。 2、无线应变传感器： 无线应变传感器由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，内置有独立的高精度桥路电阻和放大调理电路，可以方便地由软件自动切换选择 1/4 桥，半桥，全桥测量方式，兼容各种类型的桥路传感器，比如应变，载荷，扭距，位移，加速度，压力，温度 等。采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在内置的数据存储器，保证了采集数据的准确性。 3、传感器性能分析： 常规电阻应变传感器技术成熟、实用性好，然而其必须要导线连接、供电电源和昂贵的应变采集设备等问题，则严重削弱了其在飞机应变测量方面的优势，导线及测试设备的附加重量影响飞机原有性能，从而影响待测载荷情况飞行状态的实现；应变采集设备记录能力的不足，则限制结构应变测量的数量及位置分布，制约着飞机载荷测量的精度。 无线应变传感器可以实时无线传输至计算机，也可以存储在内置的数据存储器，保证了采集数据的准确性。因而此处选用无线应变传感器。 选用的SG402无线应变传感器。具体技术指标如下： 此传感器可满足精度的要求。 测试原理 1、敏感元件感受应变原理： 无线应变传感器的敏感元件与传统的电阻应变片原理是相同的。即应变效应：将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。 总体硬件系统 根据现有的知识我们可以设计出下面的测试系统。 具体硬件系统 放大电路：鉴于测试系统精度要求较高，根据所学的知识，选用程控放大器电路： 该电路可实现 第一级是两个同相放大器，高输人阻抗 第二级是普通的差动放大器 ，双端输入——单端输出 模拟开关切换R1/R2 实现量程自动切换 滤波电路： 为了隔离负载影响、提高增益和提高带负载能力，选用一阶低通滤波网络： 软件系统 四、测试系统分析 系统中所选用传感器及测量设备均是正规厂家生产并具有国家标准计量器具检定证书的产品，出厂时经过严格的检定并出具检定数据表，以确定其满足标称指标。在传感器的长期使用过程中，其精度不可避免的要下降。所以使用中需要注意传感器的标定。