的主要工具。在现代化生产过程中，生产过程中的各个重要参数需要用各种传感器来检测和控制，从而使机械设备在正常状态下工作，并且使生产的产品有较高的质量。所以说，如果没有优良的传感器，现代化的工业生产也就失去了意义。如今传感器早已应用于各行各业。可以夸张地说，从天上，到地下，几乎每个现代化生产行业，都有传感器身影。所以说，传感器检测技术在经济的发展社会的进步等方面的有十分重要作用。扭矩压力测量的发展现状在现代化生产中，扭矩压力的检测对与机械设备正常运行来说是很重要的，如果想对机械设备做进步的改进设计，就需要获取扭矩压力等重要数据，如何获取这些重要数据为改进设计取得全面的资料，是现在改进设计面临的主要问题，所以对扭矩压力的检测变得尤为重要。现在常用于扭矩检测的仪器般分为相位差扭矩测量仪，应变式扭矩测量仪，电容式振弦式磁弹性式测量仪压力测量仪大致可分为下几种压电式扩散硅式蓝宝石式测量仪。因为各扭矩压力测量仪的应用场合和检测的方法不同，使得各种测量仪有不同的应用范围。扭矩压力测量技术的发展取决于传感器信号传输和测量仪的研究。传感器产业正由传统型向新型传感器转型，它体现了新型传感器向微型化多功能化数字化智能化发展的趋势。传感器的技术发展了几十年，其技术的发展历程可分三代结构型传感器，它是利用结构参量的改变来检测和将非电信号转换为电信号在上个世纪七十年代新发展起来的种固体型传感器，这种传感器是利用电介质半导体磁性材料等固体物质些特性制成。在上世纪八十以后发展起来的种新型智能型传感器，是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器检测技术智能化。课题研究的内容和方法课题研究的内容根据课题研究的目的分析可知，我们需要开发种新型的复合传感器扭矩压力复合型检测传感器，那么本次课题设研究的主要内容有以下几个方面机械结构设计方案的确定机械结构的设计及关键零部件的刚度计算与校核电子系统的设计和安装及布线设计对扭矩压力传感器的结构和工作原理研究及信号转换传输，查阅相关文献和产品样本单片机的选型设计放大器的选型及设计研究课题研究的方法轴类零件在工作时通常会受到扭矩或压力的作用，而且扭矩或者压力的存在会使弹性轴发生变形，这种变形与轴所受扭矩或压力的大小存在着定的比例关系，所以扭矩或压力的大小可以用电阻应变片来检测。当弹性轴受到扭矩的作用时会产生扭曲变形，并且最大剪应力存在于与轴线成度角的方向上。因此将电阻应变片粘贴在这个方向上就能够检测到弹性轴所受扭矩的大小当弹性轴受到压力作用时扭转变形，产生的正压应力在轴线方向上，在此方向上粘贴电阻应变片能够检测到弹性轴所受压力的大小。用应变胶将专用的测扭应变片和测压应变片粘贴在弹性轴上组成应变全桥电路，只需给应变桥提供合适的电源的空间，有时候轴的工作环境不允许有这么大的空间，有的需要专门设计安装法兰和轴类机构，才能将扭矩压力传感器安装上去，但这样就增加了些由于安装带来的冗余误差。在通常情况下，扭矩和压力可以单独测量的，但如果被测轴本身的力学结构决定了同时含有扭矩和压力两种负载，而测量力的传感器原理大多采用应变片测量，这样就会导致当测量扭矩时，压力负载会对扭矩的测量带来干扰，致使扭矩测量误差增大，同样当测量压力时，扭矩负载会对压力的测量带来干扰，致使压力测量误差增大。本课题设计研究提出的扭矩压力复合检测传感器的试验性设计任务，该传感器主要是将扭矩压力的检测集成于体，通过个传感器检测出两种轴类参数指标，该传感器安装方便，检测数据可靠。课题设计任务分析课题的研究背景通常所说的复合传感器是由两个或者两个以上的独立检测单元组成个组合体，但般可以理解为个整体。这些传感器的每个单元信号都可以独自的进行检测输出信号的，高级的传感器则由组合体中嵌入进去的处理器先进性测量，然后把测量数据按照规定统的的格式起输出。例如，把个探头置于水中，用于检测水质的复合型传感器，这种传感器就能检测出多种水里化学物质的含量。而轴承用的复合型传感器般都集成有对温度检测压力检测振动频率等参数的测量单元。这样的复合传感器比单的温度检测传感器压力检测传感器振动频率检测传感器等分开来测量多个物理量方便的多。因为用于各行各业的轴承的类型很多，而且使用的环境和条件和性能也各不相同，所以，现在用于检测诊断固定型号的轴承故障的复合型传感器还很少见，所以这对检测诊断带来了很大的不便。复合型传感器般都是针对具体的工作环境而设计的专用检测复合传感器。而传感器的结构设计是对用于轴承检测的复合传感器的设计难点，怎样把传感器单元合理布置在复杂而狭小结构单元中，已经成了设计复合型传感器首要解决的问题。目前，对于单的检测传感器单元和数据处理分析单元的技术已经很成熟了。这为更好的设计复合型传感器奠定了坚实的基础。近几年复合型传感器在轴承和自动化设计加工制造等行业非常热门。而且现在复合型传感器已经慢慢地占到了传感器市场的很大部分。相信随着社会的发展，先进制造技术的发展，复合型传感器的种类会更多，应用的领域越来越广泛，其性能也会更加优越。课题研究的目的和意义课题研究的目的本次研究课题提出了种扭矩压力复合检测传感器的试验性设计任务，这种复合型传感器主要是将扭矩压力的检测集成于个检测单元，也就是说两种轴类参数的指标可通过个传感器检测出，该传感器的安装简单方便，检测数据也很准确可靠。课题研究的意义随着科学技术的发展提高，世界已经进入了信息时代。在信息的利用过程中，如何准确的获取可靠的信息是现在要首先解决的问题，而传感器是获取所需重要信息电压即可测得该弹性轴受扭受压的电信号。将该电信号输送到放大器单元进行放大，然后经低通滤波电路调理后信号再次被进行处理，将调至好的信号送入转换电路，然后由单片机进行数据处理，最后将处理好的数据送给显示屏。总体方案设计及原理介绍任务分析在般的情况下，扭矩和压力是可以单独测量的，但如果被测轴本身的力学结构决定了该轴同时含有扭矩和压力两种负载，而测量力的传感器基本都采用应变片测量，所以这样就会导致在测量扭矩时，由于压力负载的存在会对扭矩的测量带来干扰，致使扭矩受拉弹簧后的模型东北大学本科毕业设计论文第页牛顿拉普森法求解采用牛顿拉普森法的原理进行求解，求解，根据计算结果绘制变形图，将受拉弹簧单元去掉。再次求解，去掉受拉单元，复活受压单元。反复这个过程，直到围岩与衬砌作用单元全部受压。结果输出隧道变形如图所示图隧道变形图弯矩如图所示东北大学本科毕业设计论文第页图隧道弯矩图∙隧道轴力如图所示图隧道轴力图隧道剪力如图所示东北大学本科毕业设计论文第页图隧道衬砌剪力图隧道衬砌各单元内力如下表所示,表中表示单元节点的轴力值表示单元节点的轴力值表示单元节点的剪力值表示单元节点的剪力值表示单元节点的弯矩值∙表示单元节点的弯矩值∙。附图分别为级超浅埋，级浅埋，级深埋，级浅埋和级深埋的弯矩和轴力图。东北大学本科毕业设计论文第页东北大学本科毕业设计论文第页隧道配筋计算级超浅埋段即出口段配筋计算根据上面计算同理可得出级超浅埋段垂直压力水平侧压力弯矩设计值∙轴力设计值由配筋计算截面为矩形混凝土为，钢筋采用。即，，,，由求偏心矩故不考虑附加偏心矩，所以初始偏心矩求偏心距增大系数，所以偏心矩增大系数η应该修正计算偏心受压性质对截面曲率的修正系数所以取,所以构件长细比对截面曲率影响的系数，则偏心矩增大系数东北大学本科毕业设计论文第页判断大小偏心计算偏心距所以属于大偏心受压构件④求受压区钢筋面积，取则受压区钢筋面积取选用求受拉钢筋面积受压区高度则受拉区钢筋面积东北大学本科毕业设计论文第页所以选用受拉钢筋所以非超筋所以非少筋裂缝宽度验算根据混凝土结构设计规范当时需验算裂缝宽度。轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离纵向受拉钢筋合力点至截面受压合力点的距离按的主要工具。在现代化生产过程中，生产过程中的各个重要参数需要用各种传感器来检测和控制，从而使机械设备在正常状态下工作，并且使生产的产品有较高的质量。所以说，如果没有优良的传感器，现代化的工业生产也就失去了意义。如今传感器早已应用于各行各业。可以夸张地说，从天上，到地下，几乎每个现代化生产行业，都有传感器身影。所以说，传感器检测技术在经济的发展社会的进步等方面的有十分重要作用。扭矩压力测量的发展现状在现代化生产中，扭矩压力的检测对与机械设备正常运行来说是很重要的，如果想对机械设备做进步的改进设计，就需要获取扭矩压力等重要数据，如何获取这些重要数据为改进设计取得全面的资料，是现在改进设计面临的主要问题，所以对扭矩压力的检测变得尤为重要。现在常用于扭矩检测的仪器般分为相位差扭矩测量仪，应变式扭矩测量仪，电容式振弦式磁弹性式测量仪压力测量仪大致可分为下几种压电式扩散硅式蓝宝石式测量仪。因为各扭矩压力测量仪的应用场合和检测的方法不同，使得各种测量仪有不同的应用范围。扭矩压力测量技术的发展取决于传感器信号传输和测量仪的研究。传感器产业正由传统型向新型传感器转型，它体现了新型传感器向微型化多功能化数字化智能化发展的趋势。传感器的技术发展了几十年，其技术的发展历程可分三代结构型传感器，它是利用结构参量的改变来检测和将非电信号转换为电信号在上个世纪七十年代新发展起来的种固体型传感器，这种传感器是利用电介质半导体磁性材料等固体物质些特性制成。在上世纪八十以后发展起来的种新型智能型传感器，是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器检测技术智能化。课题研究的内容和方法课题研究的内容根据课题研究的目的分析可知，我们需要开发种新型的复合传感器扭矩压力复合型检测传感器，那么本次课题设研究的主要内容有以下几个方面机械结构设计方案的确定机械结构的设计及关键零部件的刚度计算与校核电子系统的设计和安装及布线设计对扭矩压力传感器的结构和工作原理研究及信号转换传输，查阅相关文献和产品样本单片机的选型设计放大器的选型及设计研究课题研究的方法轴类零件在工作时通常会受到扭矩或压力的作用，而且扭矩或者压力的存在会使弹性轴发生变形，这种变形与轴所受扭矩或压力的大小存在着定的比例关系，所以扭矩或压力的大小可以用电阻应变片来检测。当弹性轴受到扭矩的作用时会产生扭曲变形，并且最大剪应力存在于与轴线成度角的方向上。因此将电阻应变片粘贴在这个方向上就能够检测到弹性轴所受扭矩的大小当弹性轴受到压力作用时扭转变形，产生的正压应力在轴线方向上，在此方向上粘贴电阻应变片能够检测到弹性轴所受压力的大小。用应变胶将专用的测扭应变片和测压应变片粘贴在弹性轴上组成应变全桥电路，只需给应变桥提供合适的电源