ĐO LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

61
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'đo lực và khối lượng', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐO LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG

CHÖÔNG V: ĐO LÖÏC VAØ KHOÁI LÖÔÏNG - Löïc laø 1 ñaïi löôïng Vector, laø moät hoaït ñoäng coù theå taïo ra gia toác cuûa moät vaät naøo ñoù. 1. CAÙC KHAÙI NIEÄM CHUNG - Xaùc ñònh hay ño löïc caàn phaûi hieåu caùc khaùi nieäm cô baûn veà Löïc nhö sau: Neáu löïc taùc ñoäng leân moät vaät maø khoâng taïo ra gia toác, chuùng ôû daïng Heä thoáng löïc caân baèng. Luùc ñoù, heä thoáng ôû traïng thaùi caân baèng tónh. Löïc taùc ñoäng leân moät vaät ñöôïc chia thaønh 2 loaïi: Noäi löïc vaø ngoaïi löïc. Caùc phöông phaùp cô baûn ñeå ño löïc Moät löïc chöa bieát coù theå ño baèng caùc phöông phaùp sau: 1. Caân baèng löïc chöa bieát vôùi moät ñoái töôïng taäp trung tieâu chuaån 2. Ño gia toác. 3. Caân baèng noù vôùi 1 löïc töø ñöôïc taïo ra bôûi söï töông taùc cuûa moät cuoän daây coù doøng ñieän chaïy qua vaø töø tröôøng. 4. Phaân phoái löïc treân moät dieän tích xaùc ñònh ñeå ño aùp suaát. 5. Bieán ñoåi löïc taùc ñoäng thaønh söï bieán daïng cuûa moät phaàn töû ñaøn hoài.
2. CAÛM BIEÁN LÖÏC - Söû duïng caûm bieán löïc yeâu caàu phaûi coù hieåu bieát cô baûn veà ñaùp öùng cuûa heä thoáng. Caûm bieán löïc ñöôïc söû duïng ñeå theo doõi caùc löïc taùc ñoäng trong coâng nghieäp xe hôi. Caùnh tay robot vaø caùc coâng cuï laép raùp ñöôïc ñieàu khieån baèng caùch phaùt hieän caùc löïc ñöôïc taïo ra. Ño löïc tröïc tieáp thuaän lôïi trong vieäc ñieàu khieån nhieàu heä thoáng cô khí. - Moät soá kieåu caûm bieán löïc döïa treân vieäc ño söï bieán daïng gaây ra bôûi löïc. Caùc tính chaát ñaøn hoài raát toát cuûa loø xo xoaén oác laøm cho noù thöôøng ñöôïc söû duïng trong caùc caûm bieán löïc ñeå bieán ñoåi taûi ñöôïc ño thaønh söï bieán daïng. - Moái quan heä giöõa löïc vaø söï bieán daïng trong mieàn ñaøn hoài ñöôïc chöùng minh trong ñònh luaät Hook. Caùc caûm bieán löïc söû duïng caùc phaàn töû Strain gage hoaëc tinh theå aùp ñieän coù söû duïng vi ñieän töû beân trong cuõng ñöôïc söû duïng raát phoå bieán. Caû caùc löïc ñoät bieán vaø caùc löïc bieán thieân chaäm ñeàu coù theå ñöôïc theo doõi söû duïng caùc loaïi caûm bieán naøy. - Moät kyõ thuaät ño löïc hieän nay thöôøng ñöôïc söû duïng raát phoå bieán ñoù laø load cell. Load cell thöôøng coù moät caáu truùc cöùng ôû beân ngoaøi. Load cell thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå caûm öùng caùc löïc lôùn, tónh hay caùc löïc bieán thieân chaäm. Ñoä chính xaùc thoâng thöôøng cuûa load cell thöôøng khoaûng 0.1% full scale. Coù moät soá tröôøng hôïp load cell ñöôïc thieát keá ñeå ño löïc taùc ñoäng maïnh phuï thuoäc vaøo thieát keá cuûa load cell.
Load cell Strain gage: Load cell strain gage bao goàm moät caáu truùc coù theå bieán daïng ñaøn hoài khi chòu taùc ñoäng cuûa löïc vaø moät maïng strain gage taïo ra moät tín hieäu ñieän tyû leä vôùi söï bieán daïng naøy. Strain gage: Strain gage söû duïng moät sôïi daây gage daøi ñeå taïo ra ñieän trôû mong muoán (thöôøng laø 120 Ω) theo daïng moät cuoän daây phaúng. Cuoän daây naøy sau ñoù ñöôïc luyeän baèng boät than giöõa 2 phieán moûng caùch ly baèng giaáy hay nhöïa. Gage naøy khoâng theå söû duïng tröïc tieáp ñeå ño söï bieán daïng. Ñaàu tieân noù phaûi ñöôïc coá ñònh thích hôïp trong moät caáu truùc coù theå bò bieán daïng. Sau ñoù chuùng ñöôïc nung ôû nhieät ñoä khoaûng ñeå loaïi boû hôi aåm. Phuû beân ngoaøi baèng saùp ong hoaëc nhöïa thoâng ñeå baûo veä veà maët cô khí. Ñieän trôû giöõa caáu truùc vaø baûn thaân gage toái thieåu laø 50 Ω. Toång dieän tích cuûa taát caû daây daãn phaûi nhoû, sao cho deã daøng truyeàn löïc taùc ñoäng thaønh söï bieán daïng cuûa daây. Khi coù löïc taùc ñoäng, dieän tích tieát dieän cheùo bò thu heïp, laøm taêng ñieän trôû cuûa gage. Khi söû duïng Strain gage caàn phaûi xem xeùt kyõ veà caùc tính chaát ñoä cöùng vaø moâi tröôøng. Trong thieát keá cuûa noù, strain gage coù ñoä daøi ngaén hôn chòu ñöôïc taùc ñoäng cuûa löïc coù taàn soá lôùn hôn (VD: gage 0.2mm coù theå chòu taùc ñoäng cuûa löïc coù taàn soá 660KHz, coøn gage 60mm chæ coù theå chòu taùc ñoäng cuûa löïc coù taàn soá 200KHz). Ñieàu kieän moâi tröôøng chuû yeáu laø nhieät ñoä cuûa gage. Do ñieän trôû laø moät haøm cuûa nhieät ñoä, do ñoù gage cuõng bò aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä.
Caáu hình löôùi cuûa strain gage ñieän trôû daïng foil kim loaïi ñöôïc taïo thaønh töø quaù trình khaéc aûnh (photo – etching). Strain gage ngaén nhaát hieän taïi coù chieàu daøi 0,2mm, daøi nhaát laø 102mm. Ñieän trôû strain gage tieâu chuaån laø 120 Ω vaø 350 Ω. Load cell kieåu Beam (Beam – type): Thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå ño caùc taûi caáp thaáp.