Bài giảng Cảm biến công nghiệp - Chương 6

Chương 6 Cảm biến đo lực thuộc bài giảng Cảm biến công nghiệp, có cấu trúc nội dung cần tìm hiểu được chia làm 4 phần: Phần 1 Nguyên lý đo lực, phần 2 Cảm biến áp điện, phần 3 Load cell, phần 4 Một số loại cảm biến khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cảm biến công nghiệp - Chương 6VI. CẢM BIẾN ĐO LỰC1. Nguyên lý đo lực2. Cảm biến áp điện3. Load cell4. Một số loại cảm biến khácMonday, March 24, 2014 11. Nguyên lý đo lực Định luật cơ bản của động lực họF = ma c : M: khối lượng (kg) F: lực tác động (N) a : gia tốc (ms-2) Đo lực bằng cách: Cân bằng lực cần đo với một lực đối kháng sao cho lực tổng hợp và momen tổng của chúng bằng không. Lực cân đo F → tac đông lên vât trung gian → gây ra ̀ ́ ̣ ̣ biên dang và lực đôi khang. ́ ̣ ́ ́ Đo trực tiêp biên dang ⇒ Lực. ́ ́ ̣ Đo gian tiêp thông qua sự thay đôi tinh chât cua vât liêu chế ́ ́ ̉ ́ ́ ̉ ̣ ̣ tao vât trung gian khi bị biên dang. ̣ ̣ ́ ̣Monday, March 24, 2014 22. Cảm biến áp điện Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cấu tạo: Cam biên có dang tâm mong chế tao từ vât ̉ ́ ̣ ́ ̉ ̣ ̣ liêu ap điên (thach anh, gốm PZT…) hai măt có phủ ̣ ́ ̣ ̣ ̣ kim loai → tương tự môt tụ điên. ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ́ ̣ Vât liêu ap điên Lớp phủ kim loai ̣ Nguyên lý hoạt động • Dựa vào hiệu ứng áp điệnMonday, March 24, 2014 32. Cảm biến áp điện Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động: • Dưới tác dụng của lực cơ học, tấm áp điện bị biến dạng, làm xuất hiện trên hai bản cực các điện tích trái dấu. Hiệu điện thế xuất hiện giữa hai bản cực (V) tỉ lệ với lực tác dụng (F). F +Q + ++++++++++ V~ F - - - - - - - - - - -Q − FMonday, March 24, 2014 42. Cảm biến áp điện Cac dang biên dang cơ ban: ́ ̣ ́ ̣ ̉ F + + F F V~ F V~ F − − F b) Theo chiều ngang a) Theo chiều dọc F + V~ FF F V~ F − F c) Cắt theo bề dày d) Cắt theo bề mặtMonday, March 24, 2014 52. Cảm biến áp điện Cách ghép các phần tử áp điện thanh bô: ̀ ̣ + − − + + − + − − + + − a) Hai phần tử song song − + Cb =2C + − − + + + − − − + − + +− + − b) Hai phần tử nối tiếp c) Nhiều phần tử song song Cb =1/2C, Rb =2R, Vb = 2VMonday, March 24, 2014 62. Cảm biến áp điện Cảm biến thạch anh kiểu vòng đệm ́ ̀ Cac vong đêm: ̣ • Phiên căt từ đơn tinh thể thach anh, nhay với lực nen ́ ́ ̣ ̣ ́ ̣ ̀ ̣ doc theo chiêu truc. 2 3 1. Các vòng đệm 1 2. Các tấm đế 3. Đầu nối dây Đặc điểm: • Chỉ nhay với lực nen theo chiêu truc → đo lực nen (có ̣ ́ ̀ ̣ ́ thể đo lực keo băng cach nen trước). ́ ̀ ́ ́ • Giới hạn trên của dải đo cỡ từ vài kN (với đường kính ~ 1 cm) đến 103 kN ( với đường kính ~ 10 cm).Monday, March 24, 2014 72. Cảm biến áp điện CB thạch anh kiểu vòng đệm Nhiều vong đêm: ̀ ̣ ́ ́ ́a) Cac phiên căt b) Cảm biến ba thành phần vuông gócMonday, March 24, 2014 82. Cảm biến áp điện Piezoelectric Sensor Element DesignsMonday, March 24, 2014 92. Cảm biến áp điệnSơ đồ tương đương cua cam biên: ̉ ̉ ́ dQ dQ RS CS Rg Cg dt dt a) Trong dải thông có ích b ...