Bài tập: Cảm biến đo lực
Bài 1: Một strain gauge có Gauge factor = 3, điện trở danh định 1kΩ, được gắn
trên đỉnh của một thanh nhôm chữ nhật 10cm dài x 2cm dày x 4cm rộng.
Strain gauge được nối với một cầu Wheatstone gồm các điện trở 1kΩ. Thanh nhôm
được cố định một đầu như hình, tải trọng được đặt lên đầu kia của thanh nhôm.
Cho biết modun đàn hồi E = 73.1 GPa.
1/ Tính điện trở của strain gauge khi tải trọng 1kg được đặt vào?
2/ Cầu Wheatstone được nối nguồn Vin = 5V. Tính điện áp ngõ ra của cầu?
Bài 2: Một thanh kim loại có 1 strain gauge gắn ở phía trên và 1 strain gauge gắn
phía dưới sao cho khi có lực làm cong thanh kim loại, điện trở của 1 strain gauge
sẽ tăng và của cảm biến còn lại sẽ giảm theo quan hệ:
Trong đó R0 = 1kΩ, =1000N, và F là lực đặt vào tính bằng N, R1 và R2 là các
giá trị điện trở của sensor.
Hai cảm biến được nối dạng mạch chia áp như hình. Nếu điện áp nguồn là 5V, tính
điện áp ra dưới dạng hàm số của lực F?
Dùng khai triển Taylor, ước lượng sai số do thành phần vi phân bậc cao so với
thành phần tuyến tính?
Bài 3: Hệ thống đo áp suất như hình dưới. Trong đó
Phần tử cảm nhận có hàm truyền: V(mV) = 30p (p có đơn vị là bar)
Bộ biến đổi converter có quan hệ I(mA) = 4 +0.2V
Nếu đồng hồ meter đọc được 15mA, tính áp suất đo được?