VI. C M BI N ĐO L C Ế
Ự
Ả
1. Nguyên lý đo l cự 2. C m bi n áp đi n ệ ế ả 3. Load cell 4. M t s lo i c m bi n khác
ộ ố ạ ả
ế
Monday, March 24, 2014 1
1. Nguyên lý đo l cự
amF =
Đ nh lu t c b n c a đ ng l c h c :
ự ọ
ị
-2)
ậ ơ ả ủ ộ ng (kg) M: kh i l ố ượ F: l c tác đ ng (N) ộ ự a : gia t c (ms ố ự ằ
ố
ự ổ
ự ầ ợ
ổ
fi fi
tac đông lên vât trung gian
gây ra
ự
̀ ́ ̣ ̣
́ ̣ ́ ́
(cid:222)
ự
́ ́ ̣
́ ́ ̉ ́ ́ ̉ ̣ ̣ ́
Đo l c b ng cách: Cân b ng l c c n đo v i m t l c ớ ộ ự ằ đ i kháng sao cho l c t ng h p và momen t ng c a ủ chúng b ng không. ằ L c cân đo F biên dang và l c đôi khang. ự L c.ự Đo tr c tiêp biên dang Đo gian tiêp thông qua s thay đôi tinh chât cua vât liêu chê ự tao vât trung gian khi bi biên dang.
̣ ̣ ̣ ́ ̣
Monday, March 24, 2014 2
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
C u t o và nguyên lý ho t đ ng
ạ ộ
ấ ạ Cam biên co dang tâm mong chê tao t
̣ ừ
̉ ́ ́ ̣ ́ ̉ ́ ̣
̣ ́ ̣ ̣ ̣ ́ ̉
fi
ng t
t
ấ ạ C u t o: vât liêu ap điên (thach anh, g m PZT…) hai măt co phu ố môt tu điên. kim loai ̣
ươ
ự
̣ ̣ ̣
Vât liêu ap điên ̣ ̣ ́ ̣ L p ph kim loai ủ ớ ̣
Nguyên lý ho t đ ng
ạ ộ • D a vào hi u ng áp đi n ệ ệ ứ
ự
Monday, March 24, 2014 3
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
ạ ộ
ấ ạ Nguyên lý ho t đ ng:
C u t o và nguyên lý ho t đ ng ạ ộ ụ
• D i tác d ng c a l c c h c, t m áp đi n b bi n ủ ự ơ ọ ấ
ệ ị ế
ả ự ữ
ệ ả ự
ướ d ng, làm xu t hi n trên hai b n c c các đi n tích trái ệ ấ ạ d u. Hi u đi n th xu t hi n gi a hai b n c c (V) t ấ ỉ ệ ế ấ ệ ệ v i l c tác d ng (F). l ệ ớ ự
ụ
F +
V~ F +Q + + + + + + + + + + - - - - - - - - - -
-Q -
F
Monday, March 24, 2014 4
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
Cac dang biên dang c ban:
ơ ̉
́ ̣ ́ ̣
F + + F F V~ F
- V~ F -
F b) Theo chi u ngang ề
a) Theo chi u d c ề ọ
F
+ V~ F F
F V~ F
-
F c) C t theo b dày ề ắ d) C t theo b m t ề ặ ắ
Monday, March 24, 2014 5
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
Cách ghép các ph n t
áp đi n thanh bô:
ầ ử
ệ
̀ ̣
- +- +
- - +
-
a) Hai phần tử song song Cb =2C -
- +- + +- + +- + +- + +- +-
- + + -
c) Nhiều phần tử song song
b) Hai phần tử nối tiếp Cb =1/2C, Rb =2R, Vb = 2V
Monday, March 24, 2014 6
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
C m bi n th ch anh ki u vòng đ m
ệ
ể
́ ̀ ̣
ạ ế ả Cac vong đêm: • Phiên căt t
đ n tinh thê thach anh, nhay v i l c nen
́ ừ ơ
ớ ự
́ ̉ ̣ ̣ ́
doc theo chiêu truc. 2
3
1. Các vòng đ m ệ
1
2. Các t m đ ế ấ
3. Đ u n i dây
ầ
ố
̣ ̀ ̣
Đ c đi m:
ể
đo l c nen (co
ớ ự
ự
thê đo l c keo băng cach nen tr
fi ̉ ̣ ́ ̀ ̣ ́ ́
• Gi
ng
ự ớ ạ
ả
̉ ́ ̀ ́ ́
ặ • Chi nhay v i l c nen theo chiêu truc c). vài kN (v i đ ớ ườ ng kính ~ 10 cm).
i h n trên c a d i đo c t ủ 3 kN ( v i đ
ướ ỡ ừ ớ ườ
kính ~ 1 cm) đ n 10ế
Monday, March 24, 2014 7
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
CB th ch anh ki u vòng đ m
ể
ệ
ạ
Nhi u vong đêm:
ề
̀ ̣
a) Cac phiên căt ́ ́ ́
b) Cảm biến ba thành phần vuông góc
Monday, March 24, 2014 8
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
Piezoelectric Sensor Element Designs
Monday, March 24, 2014 9
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
S đô t
ng đ
ng cua cam biên:
ơ ̀ ươ
ươ
dQ
dQ
RS CS
Rg
Cg
dt
dt
ạ
a) Trong d i thông có ích
ả
=
+
̉ ̉ ́
S
g
1
ở ̣ ̉ ̉ ́ Rg - Điên tr trong cua cam biên
=
ố ớ 1 R C
b) N i v i m ch ngoài 1 1 R R + CC g 1
S
ng đ
ng v i tr khang cap dân
̣ ươ
ươ
ớ ở
Cg – Điên dung cua cam biên ̣ ̉ ̉ ́
R1 va C̀
1: điên tr va tu t ở
̣ ̀ ́ ́ ̃
Monday, March 24, 2014 10
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
S đ khu ch đ i đi n áp
ạ ệ
ơ ồ
ế
dQ
dQ
Vm
Ceq
Req
C
R
Vm
Re Ce
dt
dt
S
S
=
ng S đô t ươ
eq
C
S C
eq
S
e
eq
eq
=
V
.
m
Điên ap
c a vao cua bô khuêch đai:
PCR +
́ ở ử
Cảm biến và cáp nối ơ 1 R ZV cua ̉ khuếch đại điện aṕ ̀ ươ 1 R = ng đ 1 + R e + C
Q C
q
PCR1 eq
eq
̣ ̀ ̉ ̣ ́ ̣
Monday, March 24, 2014 11
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
S đ khu ch đ i đi n tích
ạ ệ
ơ ồ
ế
ạ
ộ
ộ
ể
Chu n đ nh y và ộ khu ch đ i vi sai
ẩ ế
ạ
B ộ l cọ
B khu ch đ i ạ ế đ u raầ
B chuy n đ i ổ đi n tích
ệ
Đ u ra (đi n áp)
ệ
ầ
Đ u vào (đi n tích)
ệ
ầ
a) S đ kh i bô chuyên đôi điên tich – điên ap
ơ ồ
ố
Cr
+Q - Q
dQ
Ve
RS
CS
V0
dt
b) S đ ghép n i c m bi n và b chuy n đ i đi n tích - đi n áp ộ
ố ả
ơ ồ
ế
ể
ệ
ệ
ổ
̣ ̉ ̉ ̣ ́ ̣ ́
Monday, March 24, 2014 12
2. C m bi n áp đi n ế
ệ
ả
ạ
ế l ở ố
ầ
ỉ ệ ớ ệ ồ
ẩ ộ ạ
ầ
ế
Trong m ch khu ch đ i đi n tích, s di chuy n ạ ệ ể ự i ra m t c a đi n tích i vào s gây nên l ẽ ệ ủ ộ ở ố v i đi n tích đ u vào. B khu ch đi n áp t l ế ộ ệ đ i đi n tích g m m t b bi n đ i đi n tích - ộ ộ ế ổ ệ ạ ệ đi n áp đ u vào, m t t ng chu n đ nh y, m t ộ ộ ầ ệ b l c trung gian và m t s t ng khu ch đ i ộ ọ ạ ở đ u ra đ cung c p tín hi u ra . ầ
ộ ố ầ ệ
ể
ấ
Monday, March 24, 2014 13
3. Load cell
ể ổ ự
ể
ệ
ặ
t b chuy n năng: chuy n đ i l c ế ị ng ệ ng s d ng 4 c m bi n bi n d ng và
ượ tín hi u đi n ườ
ế ạ
ả
C u t o: ấ ạ Load cell là thi ho c tr ng l ọ Load cell th ế k t n i thành m ch c u Wheatstone.
ử ụ ầ
ế ố
ạ
Monday, March 24, 2014 14
3. Load cell
Phân lo i: ạ
Lo i thanh u n
ố
ạ
5-500 Kg
1-1000 Kg
Lo i đ n đi m ạ ơ ể
Lo i nén ạ
Lo i Sạ
(Đo lực kéo và nén)
Loại thanh trượt
5,000-60,000 Kg
50 – 5000 Kg
500-5000 Kg
Monday, March 24, 2014 15
3. Load cell
Phân lo i: ạ
Monday, March 24, 2014 16
3. Load cell
M t s ng d ng
ộ ố ứ
ụ
Monday, March 24, 2014 17
3. Load cell
Monday, March 24, 2014 18
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
ệ
ả Đo đ Có đ tr và không tuy n tính
a) C m bi n l c đi n dung ế ự c l c d c và l c c t ự ắ ượ ự ọ ế ộ ễ
Monday, March 24, 2014 19
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
L c tác đ ng tăng thì đi n tr gi m
b) C m bi n l c áp tr ế ự ộ
ả ự
ở ả
ở ệ
Monday, March 24, 2014 20
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
b) C m bi n l c áp tr
ế ự
ả
ở
Monday, March 24, 2014 21
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
c) C m bi n l c quang h c ọ ế ự
ả
Monday, March 24, 2014 22
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
c) C m bi n l c quang h c ọ ế ự
ả
Monday, March 24, 2014 23
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
d) C m bi n l c b ng l c t
ế ự ằ
ự ừ
ả
Monday, March 24, 2014 24
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
d) C m bi n l c b ng l c t
ế ự ằ
ự ừ
ả
Monday, March 24, 2014 25
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
e) C m bi n l c b ng sóng siêu âm
ế ự ằ
ả
Monday, March 24, 2014 26
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
f) C m bi n xúc giác ế
ả
F
ớ
X1 X2 ứ ̣
L p cao su ch a hat dân điên ̃ ̣ Dây dâñ
Y1 Y2
Điên c c ự ̣
I04 ́ ́ I03 I00 I01 I02
ụ
b) Tác d ng c a l c ủ ự lên đi n c c ự ệ
a) H th ng c c đo
ệ ố
ự
Đê cach điêṇ
Monday, March 24, 2014 27
4. M t s c m bi n đo l c khác
ộ ố ả
ự
ế
ả
f) C m bi n xúc giác ế ụ ự
ữ
ộ ầ ạ ẫ
i, đi n tr gi m xu ng, dòng đi n tăng lên.
ả ệ
ở ả
ệ ở ầ ệ ẽ
ị
ắ ạ ạ ộ ủ ủ ự
ụ
ị
Khi có l c nén tác d ng lên m t ph n nào đó c a t m ủ ấ ph n đó cao su, kho ng cách gi a các h t d n đi n ng n l ố To đ c a vùng có dòng đi n tăng lên s xác đ nh v ệ ị trí c a l c tác d ng và giá tr c a nó xác đ nh giá tr ị ị ủ c a l c. ủ ự
Monday, March 24, 2014 28
