Bài giảng Đo lường cảm biến: Chương 4

Bài giảng Đo lường cảm biến: Chương 4 - Đo lường lực và áp suất có nội dung trình bày khái niệm, cảm biến đo lực và ứng suất, nguyên tắc đo. mời bạn đọc cùng tham khảo chương 4 của bài giảng đo lường cảm biến để hiểu rõ hơn về đo lường lực và áp suất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Đo lường cảm biến: Chương 4ĐO LƯỜNG LỰC – ÁP SUẤT I. Khái niệm Pheùp ño löïc laø yeâu caàu quan troïng trong kyõ thuaät cô khí, xaây döïng… Đo löïc laø yeâu caàu ñoái vôùi cô hoïc chaát raén. Đoái vôùi cô hoïc chaát loûng vaø chaát khí ngöôøi ta quan taâm tôùi aùp suaát. Caùc boä caûm bieán löïc coù theå phaân thaønh hai lôùp:  Caùc boä caûm bieán ñònh löôïng: duøng ñeå ño löïc coù giaù trò ñöôïc theå hieän Vieäc ño löïc coù theå thöïc hieän baèng caùch: Caân baèng moät löïc chöa bieát vôùi moät löïc ñoái khaùng sao cho löïc toång vaø moment toång cuûa chuùng baèng khoâng. Ño gia toác cuûa vaät coù khoái löôïng ñaõ bieát ñeå xaùc ñònh löïc. Caân baèng löïc chöa bieát vôùi moät löïc ñieän töø. Bieán ñoåi löïc thaønh aùp suaát chaát loûng vaø ño aùp suaát naøy.  Định luật Hooke• Khi một vật rắn bị kéo (a), nén (b) đơn hướng hoặc xoắn đơn giản sẽ sinh lực đàn hồi bằng với lực nén hay xoắn tác dụng.S= E.eτ= Gγ• Với một sự thay đổi nhỏ:• Giá trị tương hỗ của lực nén:Boä caûm bieán löïc söû duïng Boä caûm bieán löïc söû duïngcuoän daây vi sai caûm bieán aùp suaát II. CAÛM BIEÁN ÑO LÖÏC VAØ ÖÙNG SUAÁT1. Caûm bieán bieán daïng aùp ñieän trở:  Caûm bieán bieán daïng aùp ñieän trôû kim loaïi.  Caûm bieán bieán daïng aùp ñieän trôû baùn daãn.Đieän trôû bieán daïng kim loaïi Caûm bieán bieán daïng aùp ñieän trôû baùn daãn cuõng töông töï nhö caûm bieán bieán daïng aùp ñieän trôû kim loaïi nhöng caùc daây kim loaïi ñöôïc thay baèng daây baùn daãn. Caùc thoâng soá cô baûn cuûa caûm bieán bieán daïng aùp ñieän trôû:  Ñoä bieán daïng daøi ε: tæsoá giöõa söï thay ñoåi kích thöôùc ∆l vôùi chieàu daøi ban ñaàu. ∆l ε= l Heä soá bieán daïng: tæsoá cuûa söï thayñoåi ñieän trôû vôùi söï thay ñoåi chieàu daøi . ∆R / R ∆R / R GF = = ∆L / L ε Heä soá bieán daïng cuûa kim loaïi thoâng thöôøng laø 2, cuûa baùn daãn GF ≈ 80÷ 1202. Nguyeân lyù ño söû duïng caûm bieán bieán daïng aùp ñieän trôû  R3 R2  V0  − .V EX  R3 + R4 R2 + R4  ∆R = RG.GF.ε R1 = R2 vaø R3 = RG   V0  GF * ε  1  =  VEX 4  ε  1 + GF *   2 LOAD R1 R2 R3 R4 US+ US+ R3 R2 R3 R2UM+ UM- UM+ UM- R1 R4 R1 R4 US- US- Unloaded LC b) Loaded LC c) Load Cell vaø maïch caàu chuyeån ñoåi Ca û m b ie á n a ù p ñ ie ä n Ñaàu ra ñieänLoø xo döï aùp aâm Ñaàu ra ñieän aùpöùng löïc döông F Tinh theå thaïch anh Hieäu öùng aùp ñieän do Pierr Curie phaùt hieän vaøo naêm 1880 laø hieän töôïng xuaát hieän phaân cöïc ñieän hoaëc thay ñoåi phaân cöïc ñieän ñaõ coù moät soá chaát ñieän moâi nhö : thaïch anh, tuamalin, sunfat liti… khi chuùng bò bieán daïng döôùi taùc duïng cuûa löïc. Hieäu öùng aùp ñieän coù tính thuaän nghòch. Döôùi taùc ñoäng cuûa ñieän tröôøng coù chieàu thích hôïp vaät lieäu ñieän seõ bò bieán daïng. Q = dFQ: độ lớn điện tích phát sinh (C);d: độ nhạy nạp điện của tinh thể (là hằng số đối với mỗi tinh thể) (C/N)F: Lực tác động (N);Lực F gây nên sự biến đổi độ dày ∆t của tinh thể F = a.Y.(∆t /t)Với a: diện tích của tinh thể, Y: số modul Young t: độ dày của tinh thể ...