1.2.2在线检测系统设计的目的

随着现代机械的飞速发展与测试技术手段的日益更新，机械工程测试技术在机械工程中的作用越来越重要。面对教学，由于机械工程测试技术课程涉及的知识抽象且理论性、工程性强，并且在实际工程中，该技术领域日益受到工程技术人员的重视，相关领域的技术发展十分迅速。因此，本次课题的研究可以通过直观的实践应用帮助学生理解，达到最佳的学习效果。并在设备的结构上加上了原来没有的检测系统和必要的技术改造，使学生在学习的知识面、动手能力、创新设计能力等都有所提高。

1.3轧钢学实验机的主要性能参数

1. 轧制力：轧制过程中轧辊加于轧件使之产生塑性变形的力。

2. 转速：在轧制过程中的实际工作转速。

3. 传动方式：动力源及传动系统的选择。

4. 安全性：要考虑控制系统及传感部分的故障及失效及工作的可靠性。

5. 其它：如轧辊动态辊缝、轧机振动等。

1.3.1传感器的选择

根据小型轧机的综合性能试验要求在试验机中的传感器主要为力传感器和扭转传感器和位移传感器作为测量元器件，力传感器主要用来测量轧制力的大小。一个是通过轧制力的直接作用测量，一个是通过在轧制力作用下机架的变化量的测量。扭矩传感器主要用来对轧机运作时的上下轴的扭矩测试，测量在对轴施加相应的负载力时传动轴所受到扭矩力的大小，以实时确定所设计的轴的性能在实验的范围内工作。位移传感器可以判断轧机运作时辊缝的变化。

1.4小型轧机的原始条件

①　最大轧制力—300KN

②　最大轧制力矩—2000N-M

③　轧制时工作辊最高转速≤60mm 

④　轧辊开口度（原始辊缝≤60mm）

⑤　轧制时工作辊转速可调

1.5设计的研究范围

在线检测系统更加直观的体现了轧机的各个运作过程，更好的体现了测试系统每个环节的运作，帮助同学在实践中体会所学的知识。

1. 传感器的设计：传感器的选择及安装方式，应变片的安装。

2. 机架的改造设计：更好的安装每个传感器，增加检测系统的准确性。

3. 其他机构的设计：考虑加工工艺及制造成本。

4. 整体设计包括：各部件的定位、各个部件相互间的协调关系、安装及调整等。

第2章  设计内容及设计步骤

2.1电阻应变式测力传感器设计

  在轧制生产中,测力传感器也叫做测压头,简称为压头。在轧制设备中,由于轧制力大，工作条件差，安装传感器的位置也受到限制，因此不能应用出售的现成传感器，必须根据每套轧机的具体条件自行设计和制造。

  在进行传感器设计时，主要根据被测力学参数的性质、测量范围、精度要求及传感器的工作环境条件、安装位置的空间尺寸等具体情况来考虑传感器的结构形式。电阻应变片简称应变计或应变片。其作用是将被测试件的机械量转换成电量，以供电子仪器进行测量。

2.1.1弹性元件设计

   弹性元件是将所能测到的力转换成应变，再由应变片组成的电桥转换成电信号，以便测量和记录的元件。传感器的关键性部件是弹性元件，它的好坏关系到传感器的灵敏度、稳定度、线性度和精度。因此，在设计弹性元件时，必须根据实际情况，合理地选择弹性元件尺寸，几何形状和材料、力的传递点和支撑点结构等。同时还应综合考虑它的工艺性，即应变片粘贴的工艺性、感器密封的工艺性以及金属加工的工艺性传等因素。