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（图纸+论文）螺栓组联接实验台改进设计（全套完整）

孔壁间留有间隙的普通螺栓联接时，靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷，假设在横向总载荷的作用下，各螺栓所承担的工作载荷是均等的。图受横向载荷的螺栓组联接式中为螺栓联接数目本设计对于普通螺栓联接，应保证联接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。数。采集速率又称为系统通过速率吞吐率等，是指在满足系统精度指标的前提下，系统对输入模拟信号在单位时间内所完成的采集次数，或者说是系统每个通道每秒钟可采集的子样数目。它表征了系统每采集个有效数据所需的时间。动态范围是指个物理量的变化范围。信号的动态范围是指信号的最大幅值和最小幅值之比的分贝数。数据采集系统的动态范围通常定义为所允许输入的最大幅值与最小幅值之比的分贝数，即非线性失真也称谐波失真。当给系统输人个频率为的正弦波时，其输出中出现很多频率为为正整数的新的频率分量的现象，称为非线性失真。谐波失真系数用来衡量系统产生非线性失真的程度，它通常用下式表示式中基波振幅第次谐波的振幅。数据采集器是位开关电容逐次逼近模数转换器。每个器件有三个片选瓦，输入输出时钟以及地址输入端可以通过个串行的态输出端与主处理器或其外围的输出转换结果。本器件可以从主机高速传输数据。除了高速的转换器和通用的控制能力外，有个片内的器可以在个输入通道或个内部自测试电压中任采样保持是自动。在转换结束时，“转换结束”输出端变高成。本器件中的转换器结合外部输入的差分高阻抗的基准电压，具有转换刻度以及模拟电路与逻辑电路和电源噪声隔离的特点。特点模块使用开关电容逐次逼近技术完成转换过程。样速率，供电电流仅需。由于是串行输入结构，能够节省机资源，且价格适中，大约为元左右。其特点有位分辨率转换器个模拟输入通道路内置自测试方式固有的采样与保持线性误差片内系统时钟转换结束，输出单极性或双极性输出可编程的或前导可编程的输出数据长度采用技术的工作温度为的工作温度为的工作温度为。表的引脚说明引脚号名称说明模拟量输入端。路输入信号由内部多路器选通。对于.的，驱动源阻抗必须小于或等于。，而且用电容来限制模拟输入电压的斜率片选端。在端由高变低时，内部计数器复位。由低变高，在设定时间内禁止和串行数据输入端。由位的串行地址输入来选择模拟量输入通道转换结果的三态串行输出端.为高时处于高阻抗状态，为低时处于激活状态转换结束端。在最后的下降沿之后，从高电平变为低电平并保持到转换完成和数据准备传输为止是内部电路的地回路端。除另有说明外，所有电压测量都相对而言输入输出时钟端。接收串行输入信号并完成以下四个功能在的前个上升沿，位输入数据存入输入数据寄存器。在的第个下降沿，被选通的模拟输入电压开始向电容器充电，直到的最后个下降沿为止。将前次转换数据的其余位输出到盯端，在的下降沿时数据开始变化。的最后个下降沿，将转换的控制信号传送到内部状态控制位正基准电压端。数据采样就是将被测对象外部世界现场的各种参量可以是物理量，也可以是化学量生物量等通过各种传感元件做适当转换后，再经信号调理采集量化编码传输等步骤，最后送到控制器进行数据处理或存储记录的过程。用于数据采样的成套设备称为数据采样系统。数据采样系统是计算机与外部世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。数据采样技术是信息科学的重要组成部分，已广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，并且随着科学技术的发展，数据采样技术具有广阔的发展前景。数据采样系统追求的最主要目标有两个是精度，二是速度。对任何目的测试都要有定的精确度要求，否则将失去测试的意义提高数据采样的速度不仅仅是提高了工作效率，更主要的是扩大数据采样系统的适用范围，便于实现动态测试。基本组成数据采集系统包括硬件和软件两大部分，硬件部分又可分为模拟部分和数字部分。图是数据采集系统硬件基本组成示意图。传感器的作用是把非电的物理量转变成模拟电量如电压电流或频率。通常把传感器输出到转换器输出的这段信号通道称为模拟通道。放大器用来放大和缓冲输入信号。由于传感器输出的信号较小，因此，需要以放大。以满足大多数转换器的满量程输入的要求。图数据采集系统组成在数据采集系统中，往往要对多个物理量进行采集，即所谓多路巡回检测，这可通过多路模拟开关来实现。模拟开关之后是模拟通道的转换部分,它包括采样保持和转换电路。采样保持电路的作用是快速拾取模拟多路开关输出的子样脉冲，并保持幅值恒定，以提高转换器的转换精度，如果把采样保持电路放在模拟多路开关之前每道个。还可实现对瞬时信号进行同时采样。采样保持器输出的信号送至模数转换器，模数转换器是模拟输入通道的关键电路。由于输入信号变化速度不同，系统对分辨力精度转换速率及成本的要求也不同。目前普遍采用单片集成电路，有的单片转换器内部还包含有采样保持电路基准电源和接口电路。这为系统设计提供了较大方便。本设计采用的采集芯片即是此种类型。转换的结果要送给计算机。有的则采用并行码输出，有的则采用串行码输出。使用串行输出结果的方式对长距离传输和需要光电隔离的场合较为有利。并且能够节省单片机系统的资源。性能指标对数据采集系统的性能要求和具体应用目的与应用环境有密切关系，对应不同的情况往往有不同的要求。以下给出的是比较主要和常用的几个指标的含义。系统分辨率是指数据采集系统可以分辨的输入信号最小变化量。通常用最低有效位值占系统满度信号的百分比表示。表示出了满度值为时数据采集系统的分辨率。表数据采集系统的分辨率位数级数满度值的百分数满度系统精度是指当系统工作在额定采集速率下，每个离散子样的转换精度。模数转换器的精度是系统精度的极限值。通常表示为满度值的百成人所以对于图.加载装置部分加载装置主要有加载手柄加载丝杆推力轴承等组成，主要作用是给螺栓提供个轴向压力,由求出联接受到的翻转力矩，其中为作用在传感器上的载荷。其主要结构如图所示图.测试仪器部分测试仪器部分主要由电阻应变片电桥盒压力传感器组成。应用应变测量技术，测量构件表面的应变及应力，对于分析与研究零件机构或结构的受力情况及工作状态的可靠性程度，验证设计计算结果的正确性，对于发展机械设计理论，研究机械工程中些物理现象的机理及实现机械运行自动化，都具有十分重要的意义。应变测量作为种有效的测试与转换技术，还可以用于多种物理量的检测与计量，实现生产过程或科学实验的测量与控制。电阻应变片的测试用应变片测量螺栓受力应变时，将应变片粘贴于各个螺栓表面上，并焊接上引线。在外力作用下，螺栓表面产生微小机械变形时，应变片也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，根据式其中称金属电阻的灵敏系数，.可以得到被测对象的应变值，而根据引力应变关系式中测试的应力材料弹性模量。可以测得应力值。通过弹性敏感元件，力力矩压力等物理量转换为应变，因此可以用应变片测量上述各量，从而可做成各种应变式传感器。电桥电桥是将电阻电感电容等参量的变化变成电压或电流输出的种测量电路，其输出既可用指示仪表直接测量，也可以送入放大器进行放大。桥式测量电路简单，并具有较高精确度盒灵敏度，因此在测量装置中广泛应用。电桥电路如图所示图测量电路有多种，最常用的是桥式测量电路。四个电阻依次接在或之间，构成电桥的四桥臂。电桥的对角接电源，电源电压为对角为电桥的输出端，其输出电压用表示。电桥的组合方式如表所示表电桥的组合组桥方式输出电压桥臂系数温度补偿单臂测量臂需接枚补偿片半桥测量εε时不需接补偿片温度影响自动消除对臂测量εε时非工作对臂接补偿片全桥测量εεεε时不接补偿片,温度影响可自动消除串联测量阻值与工作片相会地补偿片串联后接臂根据实验需要由表选择相应的电桥组合方式，并通过电桥盒把相应的应变输入到所设置的电阻应变仪中。压力传感器设计综合测试试验台，通过测量加载丝杆所承受的轴向压力信号，测出作用在压力传感器上的载荷，通过计算出联接受到的翻转力矩，并作出是否合格的判断。此过程测量力大，测试规格范围广，试验数据准确，测量精度高，测量快速方便，劳动强度低。根据的规定，螺栓测试时的预拉力，螺栓为，拟选用杭州永正电子有限公司生产的电阻应变式型压式负荷传感器，见图，测量范围，技术参数见表。图压力传感器表压式负荷传感器技术数据型号最大压力灵敏度零位输出温度对灵敏度的影响.温度对零位元输出的影响.非线性.重复性.缔后误差.输入阻抗红白输出阻抗蓝绿推荐激励电压.绝缘阻抗正常工作温度范围安全极限载荷.本章小结本章主要进行机械装置的结构设计，对工作台的组成部件，螺栓联接的受力强度进行了设计计算，对电阻应变片的安装工作原理进行了说明，并对压力传感器的选择做了简单分析。第三章螺栓测量装置的设计.测量装置的需求分析对于螺栓测量装置的用户与制造商来说，般有三方面的需求功能需求造价需求和其他需求。首先，装置的功能应当满足力矩系数计算和传感器参数调整这些基本需要，同时，还应该有便于管理环境的数据上传功能方便快捷的人机交互等。其次，装置的造价是需要考虑的另个问题。.测量装置的总体方案确定测量装置部分和机械部分起构成了螺栓扭矩测量系统。螺栓,联接,实验,试验,改进,改良,设计,毕业设计,全套,图纸螺栓组联接实验台改进设计摘要螺栓联接是机械设计课程中重要的教学章节，是机械零部件联接中最常用的联接方法。我校现有螺栓联接综合实验台由于误差大，均起不到验证理论的作用。为此，结合实验教学，对我校现有的螺栓联接试验台结构给出改进设计方案.该方案实施后，增加了螺栓联接实验内容，完善了整个实验过程，在提高试验台的效率和能力方面取得了明显的效果。该实验台具有加载稳定准确改变螺栓和被联接件刚度可靠操作方便性能稳定精度高的特点。还介绍了螺栓连接实验台的结构组成及测试原理，测试系统的组成及各部分作用进行了机械装置零部件的结构设计和强度计算设计了测试系统的硬件电路，包括应变仪的采样电路转换电路键盘电路显示电路等分析了数据采集系统的性能，数据传输的串行通讯原理波特率发送与接收电平转换等内容讨论了键盘防抖原理和数码管的结构及非编码键盘的控制方式中断查询等问题论文还对软件的实现和元器件的选择等做了详细的论述。在本文中，还详细阐述虚拟式应变测试系统的逻辑结构和软硬件在螺栓联接实验台上的应用，并以软件为开发平台，运用面向对象的软件设计方法，构建出了图形逼真功能强大的虚拟式应变测试仪系统。该应变测试系统的软件由主控制模块初始化模块数据采集模块数据处理模块图形显示模块存储打印模块和辅助功能模块七部分组成，实现了对应变信号进行采集处理分析和显示。系统可对与应变测量有关的多类型