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(毕业设计图纸全套)电磁铁性能测试台的设计(含说明书)

电磁铁性能测试台的设计摘要过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展,进入了许多新领域例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到的瞬间反应。此外,还出现了对深化物质认识开拓新能源新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如超高温超低温超高压超高真空超强磁场超弱磁场等等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,首先就在于对象信息的获取存在困难,而些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。些传感器的发展,往往是些边缘学科开发的先驱。传感器早已渗透到诸如工业生产宇宙开发海洋探测环境保护资源调查医学诊断生物工程甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。由此可见,传感器技术在发展经济推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。世界各国都十分重视这领域的发展。相信不久的将来,传感器技术将会出现个飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。.传感器选择本次设计主要是通过通入不同的电流,得到不同电流下电磁的位移以及力的变化,以此绘出电磁铁的位移,力和电流的线性关系图。所以此次设计需要用到的传感器是位移传感器和力传感器。位移传感器的选择根据材质可以分为以下几类位移传感器电位器式位移传感器它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是,为实现测量位移目的而设计的电位器,要求在位移变化和电阻变化之间有个确定关系。图中的电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。通常在电位器上通以电源电压,以把电阻变化转换为电压输出。线绕式电位器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化,其输出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件,则过大的阶跃电压会引起系统振荡。因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。电位器式传感器的另个主要缺点是易磨损。它的优点是结构简单,输出信号大,使用方便,价格低廉。霍耳式位移传感器它的测量原理是保持霍耳元件的激励电流不变,并使其在个梯度均匀的磁场中移动,则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。磁场梯度越大,灵敏度越高梯度变化越均匀,霍耳电势与位移的关系越接近于线性。图中是三种产生梯度磁场的磁系统系统的线性范围窄,位移时,霍耳电势系统当毫米时具有良好的线性,时,霍耳电势系统的灵敏度高,测量范围小于毫米。图中分别表示正负磁极。霍耳式位移传感器的惯性小频响高工作可靠寿命长,因此常用于将各种非电量转换成位移后再进行测量的场合。光电式位移传感器它根据被测对象阻挡光通量的多少来测量对象的位移或几何尺寸。特点是属于非接触式测量,并可进行连续测量。光电式位移传感器常用于连续测量线材直径或在带材边缘位置控制系统中用作边缘位置传感器。根据运动方式可以分为以下几类位移传感器角度位移传感器角度位移传感器应用于障碍处理使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理非常简单如果马达角度传感器构造运转,而齿轮不转,说明你的机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来非常简单,而且非常有效唯要求就是运动的轮子不能在地板上打滑或者说打滑次数太多,否则你将无法检测到障碍物。个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题,这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它在驱动轮旋转的过程中,如果惰轮停止了,说明你碰到障碍物了直线位移传感器直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。为了达到这效果,通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位,通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压,允许流过微安培的小电流,滑片和始端之间的电压,与滑片移动的长度成正比。将传感器用作分压器可最大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求,因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。因为本设计的电磁铁性能测试行程为.,所以选择系列中的.位移传感器.位移传感器技电磁铁性能测试台的设计摘要电风扇电冰箱空调器录音机录像机影碟机吸尘器照相机电吹风电动剃须刀等用电动机及其它通用小型机械设备包括各种小型机床小型机械医疗器械电子仪器等用电动机。控制用电动机又划分步进电动机和伺服电动机等。.按转子的结构划分笼型感应电动机旧标准称为鼠笼型异步电动机和绕线转子感应电动机旧标准称为绕线型异步电动机。.按运转速度划分高速电动机低速电动机恒速电动机调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机电磁减速电动机力矩电动机和爪极同步电动机等。调速电动机除可分为有级恒速电动机无级恒速电动机有级变速电动机和无级变速电动机外,还可分为电磁调速电动机直流调速电动机变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。.电机的选择电机类型的确定因为此次设计的电磁铁性能检测台所需电机转速要求不高,并且需要控制和调节。所以,选用步进电机作为动力元件是最合适的。步进电机简介步进电机是种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械电机电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件,是机电体化的关键产品之,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。步进电机是种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗点讲当步进驱动器接收到个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度即步进角。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机型号的选择步进电机选择方法般按照以下步骤进行首先确定其负载,然后进行步距角的选择,再对其静转矩进行计算选择,然后通过矩频特征曲线确定电流,根据电流再对静转矩进行修正,以此来对电机型号进行确定。只要不进电机的三要素步距角,静转矩和电流确定了,步进电机的型号便确定了下来。首先需要判断有多大的力矩般来说,选择步进电机的主要参数是静扭矩。负载比较大时,需要采用相对大点的力矩电机。力矩越大,电机的外形也越大。电机运转速度大小的判断电机转速要求高时,应选择电感相对小,相电流比较大的电机,以此来增加输入功率。静力矩的计算与保持转矩的选择步进电机转矩的计算由本设计可知电磁铁测试位移,测试时间由以上数据可以得出测试速度选择的滚珠丝杠导程由以上数据可以得出滚珠丝杠转速设定电磁铁产生的最大推力为推滚珠丝杠的效率η由以上数据可以得出功率因此可以得出步进电机所需转矩由步进电机所需转矩,选择保持转矩为.的步进电机。力矩与功率换算步进电机般在较大范围内调速使用其功率是变化的,般只用力矩来衡量,力矩与功率换算如下••其为功率单位为瓦,为每秒角速度,单位为弧度,为每分钟转速,为力矩单位为牛顿•米半步工作其中为每秒脉冲数简称综上所述,选择的步进电机型号为。型号为的步进电机技术数据如下表所示表步进电机技术数据规格型号相数步距角相电流保持转矩.转动惯量.重量第章传动机构的设计.机械传动机构的种类般来说,用于步进电机驱动的机械传动机构,分为以下几类表传动机构的基本分类机构特点滚珠丝杠直接连接用于距离较短的高精度定位。电机和滚珠丝杠只用联轴器连接,没有间隙。滚珠丝杠减速选择减速比,可加大向机械系统传递的转矩。由于产生齿轮侧隙,需要采取补偿措施。同步皮带传送带与链条比较,形态上的自由度变大。主要用于轻载。皮带轮转动圈的移动量中包含值,因此需要修正。链条驱动多用于输送线上。必须考虑链条本身的伸长并采取相应的措施。在减速比比较大的状态下使用,机械系统的移动速度小。齿条和小齿轮用于距离较长的台车驱动等定位。小齿轮转动圈包含了值,因此需要修正。转盘分度转盘的惯性矩大,需要设定足够的减速比。转盘的转速低,多

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