1 C m bi n bi n d ng, l c, kh i l ngả ế ế ạ ự ố ượ
1.1 Đo đ bi n d ngộ ế ạ
* C u t o - nguyên lý ho t đ ngấ ạ ạ ộ
Đ nh nghĩa bi n d ng: ị ế ạ
l
l
ε
∆
=
Strain gage: th ng đ c ch t o t kim lo i d i d ng m tườ ượ ế ạ ừ ạ ướ ạ ộ
m ng l i dây m ng đ ng kính kho ng 20ạ ướ ỏ ườ ả
m
µ
hay strain gage
bán d n silicon lo i n hay p (áp đi n). Strain gage có đi n trẫ ạ ệ ệ ở
100-1000
Ω
Strain gage ho t đ ng d a trên s thay đ i đi n tr khi bi n d ng:ạ ộ ự ự ổ ệ ở ế ạ
l
RA
ρ
=
2dR d dl dA d dl dD
R l A l D
ρ ρ
ρ ρ
= + − = + −
ρ, l, A, D
: đi n tr su t, chi u dài, ti t di n, đ ng kính dây ệ ở ấ ề ế ệ ườ
1 2
dR l d l dD l
R dl dl D dl
ρ
ρ
= + −
l
dl
l
ε
=
: ng su t (bi n d ng) d c, ứ ấ ế ạ ọ
t
dD
D
ε
=
: ng su t (bi n d ng)ứ ấ ế ạ
ngang.
: t s Poisonỷ ố
11- 2ν
l
dR l d
GR dl
ρ
ρ ε
= = +
: h s gageệ ố
G: cho b i nhà s n xu t (x p x 2 v i kim lo i costantan)ở ả ấ ấ ỉ ớ ạ
l
dR l dl
G dR RG RG
R dl l
ε
= ⇒ = =
Mu n đo bi n d ng ta dán strain gage lên v t ch u ng l c vàố ế ạ ậ ị ứ ự
đo s thay đ i đi n tr .ự ổ ệ ở
* Đ c đi m – l a ch n ng d ng cho c m bi n ặ ể ự ọ ứ ụ ả ế
ng d ng strain gage: Ứ ụ
1.2 Đo l c và kh i l ng b ng Strain gageự ố ượ ằ
* Nguyên lý
L c, tr ng l ng: ự ọ ượ
. , .F m a P m g= =
m: kh i l ng v t, a: gia t cố ượ ậ ố
Đo l c (hay đo moment ng u l c, torque) th ng d a vào cácự ẫ ự ườ ự
nguyên t c sau:ắ
•Bi n d ng: đo bi n d ng c a v t d i tác d ng c a l c (strainế ạ ế ạ ủ ậ ướ ụ ủ ự
gage, áp đi n).ệ
•Cân b ng: cân b ng l c mu n đo v i l c đã bi t (qu cân, l c lòằ ằ ự ố ớ ự ế ả ự
xo).
•Gia t c: đo gia t c suy ra l c.ố ố ự
•Di chuy n: đo s di chuy n c a v t suy ra l c.ể ự ể ủ ậ ự
Đo l c và kh i l ng b ng Strain gageự ố ượ ằ
L c hay tr ng l ng c n đo tác d ng vào kh i kim lo i đàn h iự ọ ượ ầ ụ ố ạ ồ
có dán strain gage làm bi n d ng kh i đó (làm b ng nhôm hay thépế ạ ố ằ
không g – loadcell).ỉ
* Đ c đi m – l a ch n ng d ng cho c m bi n ặ ể ự ọ ứ ụ ả ế
M ch c u Wheastone có th có t 1-4 strain gage tích c c tùyạ ầ ể ừ ự
theo ng d ng. ứ ụ
VD: m ch c u có 4 strain gage tích c c:ạ ầ ự
Khi ch a có l c tác d ng ư ự ụ
1 2 3 4
R R R R R= = = =
: c u cân b ng:ầ ằ
0
0V=
Khi có l c tác d ng ự ụ
1 3
R R R R= = + ∆
: tăng,
2 4
R R R R= = − ∆
: gi mả
0B
R
V V R
∆
=
Đi n áp ngõ ra t l v i ệ ỉ ệ ớ
R∆
Hình d ng loadcell th c tạ ự ế
Trong tr ng h p s d ng nhi u loadcell đ đo kh i l ng v tườ ợ ử ụ ề ể ố ượ ậ
(vd: tr m cân xe, tr m tr n bê tông … ): ta n i song song cácạ ạ ộ ố
đ u ra loadcell (đi n áp ngõ ra s là trung bình c ng c a cácầ ệ ẽ ộ ủ
loadcell). Các hãng s n xu t s cung c p đ u cân cho loadcell.ả ấ ẽ ấ ầ
Cân ch nh loadcell: d a vào các m u kh i l ng chu nỉ ự ẫ ố ượ ẩ
1.3 C m bi n áp đi n (Piezoelectric) đo l c hay áp su tả ế ệ ự ấ
* C u t o - nguyên lý ho t đ ngấ ạ ạ ộ
Hi u ng áp đi n: các tinh th nh th ch anh, quartz, tourmaline,ệ ứ ệ ể ư ạ
lithium sulfat, … phát sinh đi n áp khi ch u tác d ng c a l c.ệ ị ụ ủ ự
Đi n tích sinh ra do l c F:ệ ự
.Q k F=
,
.a b
Cc
ε
=
k: h ng s đi n ápằ ố ệ
Đi n áp sinh ra: ệ
Q
VC
=
* Đ c đi m – l a ch n ng d ng cho c m bi n ặ ể ự ọ ứ ụ ả ế
Đi n áp sau đó qua m ch khu ch đ i. u đi m CB áp đi n nhệ ạ ế ạ Ư ể ệ ỏ
g n, r n ch c, có đ nh y cao. Thích h p cho đo l c tr ng tháiọ ắ ắ ộ ạ ợ ự ở ạ
đ ng (thay đ i liên t c) do tinh th ch phát sinh tr ng thái đ ng.ộ ổ ụ ể ỉ ở ạ ộ