引言
緩沖器一般運(yùn)用在電梯井道底坑內(nèi),是電梯出現(xiàn)蹲底或沖頂時能對轎廂(或?qū)χ兀┢鸬骄彌_減震作用的必不可少的終端行程安全保護(hù)裝置。
在中國,隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展,對緩沖器的需求日益增大,但國內(nèi)緩沖器的專門制造廠商及可提供的產(chǎn)品還較少,對于緩沖器的設(shè)計大多數(shù)仍停留在傳統(tǒng)設(shè)計階段。本研究課題利用壓力傳感器受力產(chǎn)生電信號的特性,使得電磁鐵產(chǎn)生磁場力,從而起到緩沖作用,降低因沖擊帶來的損失。文獻(xiàn)對本課題的研究內(nèi)容進(jìn)行了簡要分析及方案設(shè)計,文獻(xiàn)對壓敏電阻與壓力傳感器連接電路進(jìn)行了初步分析,文獻(xiàn)對緩沖器的外部結(jié)構(gòu)、壓力傳感器及其信號處理電路進(jìn)行了優(yōu)化選擇,為該類型課題的研究提供了一定的技術(shù)參考。
本文通過對影響電磁鐵緩沖器工作性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行初步分析并建立分析模型,為電磁鐵緩沖器結(jié)構(gòu)及緩沖特性的改進(jìn)和優(yōu)化提供了研究基礎(chǔ)。
1緩沖器設(shè)計的整體方案及原理
1.1壓力檢測的基本原理
力學(xué)傳感器種類繁多,如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器等傳感器等,其中應(yīng)用最廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它價格較低,精度較高,并具有良好的線性特性。
1.2傳感器信號放大原理
通過傳感器連接放大電路,輸入端連接壓敏電阻,將壓阻式壓力傳感器連接入電路,并用放大電路放大信號,使信號更加明顯,便于電磁鐵接收,產(chǎn)生感應(yīng)。
1.3電磁磁力轉(zhuǎn)換原理
對電磁鐵接收的信號進(jìn)行分析,通過改變電磁鐵的通入電流,來改變電磁鐵產(chǎn)生的磁力,通過磁通電路殼體線圈匝數(shù)的增加和磁力放大電路來增大電磁鐵磁力的大小。
2壓力傳感測量
2.1傳感器器件選擇
考慮到經(jīng)濟(jì)效益的問題,選用壓阻式壓力傳感器。因為本設(shè)計需要高精度的傳感器,故選用了硅壓阻式壓力傳感器和不銹鋼壓力傳感器。硅壓阻式壓力傳感器制作工藝兼容,成本較低,并且線性好,工藝成熟。傳感芯片貼于基座,并通過電阻焊方式焊接到不銹鋼外殼上。兩種基本傳感器的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合,才能滿足本系統(tǒng)設(shè)計中對壓力傳感器線性好、精度高、穩(wěn)定性高的要求。
2.2壓力傳感原理分析
壓力傳感器的原理如圖1所示。
根據(jù)壓力傳感的輸出原理,經(jīng)過壓力傳感輸入信號,輸出電信號,使電磁鐵導(dǎo)通,緩沖器開始作用。
傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用了橋式測量電路,不僅能使測量更加精準(zhǔn),還能增加測量的穩(wěn)定性,使溫度變化對測量的影響降低。壓力傳感器外圍接口電路如圖2所示,該壓力傳感器外部有6根引線,1～4依次為輸出＋、供電-、供電＋、輸出-,5和6都是增益設(shè)置電阻。同時,圖2中使用恒流源供電,使該電路運(yùn)行更加精準(zhǔn)穩(wěn)定。
3電磁鐵緩沖器結(jié)構(gòu)模型
參考有關(guān)文獻(xiàn),本設(shè)計電磁鐵緩沖器的結(jié)構(gòu)模型如圖3所示。
4總結(jié)與討論
(1）本文建立了緩沖器分析模型,給出了壓力傳感的信號處理電路,有助于緩沖器的設(shè)計者提高設(shè)計效率和對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
(2）電磁鐵緩沖器的電壓是影響其緩沖效果的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),電壓大小將決定在相同撞擊載荷情況下,緩沖器吸收撞擊能量的能力強(qiáng)弱:如電磁鐵緩沖器的電壓過小,則無法起到緩沖和保護(hù)的效果。因此,對電磁鐵緩沖器相關(guān)參數(shù)的設(shè)計研究是提高緩沖器緩沖性能的關(guān)鍵所在。
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