Cảm biến công nghiệp : Cảm biến đo lực part 2

Dưới tác động của từ trường, một số vật liệu sắt từ thay đổi tính chất hình học hoặc tính chất cơ học (hệ số Young). Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng từ giảo. Khi có tác dụng của lực cơ học gây ra ứng lực trong vật liệu sắt từ làm thay đổi đường cong từ hoá của chúng, khi đó dựa vào sự thay đổi của độ từ thẩm hoặc từ dư có thể xác định được độ lớn của lực tác dụng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cảm biến công nghiệp : Cảm biến đo lực part 2 S¬ ®å m¹ch ghÐp nèi c¶m biÕn víi bé chuyÓn ®æi ®iÖn ¸p - ®iÖn tÝch tr×nh bµytrªn h×nh 6.7b. Bé khuÕch ®¹i Bé ChuÈn ®é nh¹y vµ Bé chuyÓn ®æi ®Çu ra läc khuÕch ®¹i vi sai ®iÖn tÝch §Çu ra (®iÖn ¸p) §Çu vµo (®iÖn tÝch) a) Cr −Q +Q dQ RS CS Vε V0 dt b) H×nh 6.7 S¬ ®å khuÕch ®¹i ®iÖn tÝch a) S¬ ®å khèi b) S¬ ®å ghÐp nèi c¶m biÕn vµ bé chuyÓn ®æi ®iÖn tÝch - ®iÖn ¸p6.3. C¶m biÕn tõ gi¶o6.3.1. HiÖu øng tõ gi¶o D−íi t¸c ®éng cña tõ tr−êng, mét sè vËt liÖu s¾t tõ thay ®æi tÝnh chÊt h×nh hächoÆc tÝnh chÊt c¬ häc (hÖ sè Young). HiÖn t−îng nµy ®−îc gäi lµ hiÖu øng tõ gi¶o.Khi cã t¸c dông cña lùc c¬ häc g©y ra øng lùc trong vËt liÖu s¾t tõ lµm thay ®æi®−êng cong tõ ho¸ cña chóng, khi ®ã dùa vµo sù thay ®æi cña ®é tõ thÈm hoÆc tõ d−cã thÓ x¸c ®Þnh®−îc ®é lín cña lùc t¸c dông. §©y lµ hiÖu øng tõ gi¶o nghÞch. - C¬ chÕ tõ ho¸: Nh− chóng ta ®· biÕt trong vËt liÖu s¾t tõ, mçi nguyªn tö ®−îc®Æc tr−ng bëi mét m«men tõ. §Ó gi¶m thiÓu n¨ng l−îng tæng céng, momen tõ cñac¸c nguyªn tö trong cïng mét miÒn tõ ho¸ tù nhiªn (domen) ph¶i h−íng theo méth−íng chung. H−íng chung nµy ®Þnh h−íng theo mét sè h−íng −u tiªn cña m¹ngtinh thÓ gäi lµ h−íng dÔ tõ ho¸. H−íng cña c¸c m«men tõ trong c¸c domen c¹nhnhau kh«ng trïng nhau. Khi cã tõ tr−êng ngoµi H t¸c ®éng, sù ®Þnh h−íng cña m« men tõ trong métdomen theo mét h−íng chung t¨ng dÇn. Khi H nhá, c¸c v¸ch domen tõ dÞch chuyÓn - 104 -vµ kÝch th−íc cña c¸c domen tõ cã h−íng tõ ho¸ thuËn lîi trïng víi h−íng cña tõtr−êng bªn ngoµi t¨ng lªn. Khi tõ tr−êng ngoµi t¨ng lªn ®Õn møc nµo ®ã x¶y ra hiÖnt−îng ®¶o h−íng cña c¸c domen theo h−íng tõ tr−êng ngoµi. Khi tõ tr−êng ngoµi ®ñm¹nh sÏ lµm quay h−íng dÔ tõ ho¸ cña c¸c domen tõ theo h−íng tõ tr−êng ngoµidÉn ®Õn b¶o hoµ (hinhd 6.8a).- HiÖn t−îng tõ trÓ: Sau khi tõ ho¸ lÇn ®Çu ®Õn b¶o hoµ (H = Hm), nÕu vÉn gi÷nguyªn ph−¬ng tõ tr−êng vµ thùc hiÖn mét chu tr×nh khÐp kÝn (Hm,0,- Hm,0) ta nhËn®−îc ®−êng cong tõ ho¸ nh− h×nh 6.8b gäi lµ ®−êng cong tõ trÓ víi ®é tõ d− Br lµkh¸ng tõ Hc. B B Br H Hc H b) a) H×nh 6.8 §−êng cong tõ ho¸ a) Tõ ho¸ lÇn ®Çu b) Chu tr×nh tõ trÔ σ=20N/mm2 B(Wb/m2) Khi trong vËt liÖu s¾t tõ cãøng lùc, kÝch th−íc m¹ng tinh σ=0thÓ thay ®æi, c¸c h−íng dÔ tõho¸ thay ®æi dÉn ®Õn lµm thay H (A/m)®æi ®Þnh h−íng cña c¸c domen.HiÖn t−îng nµy gäi lµ hiÖu øngtõ gi¶o nghÞch. Trªn h×nh 6.9 biÓu diÔn¶nh h−ëng cña øng lùc ®Õn®−êng cong tõ ho¸ cña H×nh 6.9 Sù biÕn d¹ng cña ®−êng cong tõ ho¸ d−íi t¸c dông cña lùc kÐopermalloy 68.6.3.2. C¶m biÕn tõ thÈm biÕn thiªn CÊu t¹o cña c¶m biÕn gåm mét cuén d©y cã lâi tõ hîp víi mét khung s¾t tõ t¹othµnh mét m¹ch tõ kÝn (h×nh 6.10). D−íi t¸c dông cña lùc F, lâi tõ bÞ biÕn d¹ng kÐo - 105 -theo sù thay ®æi ®é tõ thÈm µ, lµm cho tõ trë m¹ch tõ thay ®æi do ®ã ®é tù c¶m cñacuén d©y còng thay ®æi. Sù thay ®æi t−¬ng ®èi cña L, R hoÆc µ tØ lÖ víi øng lùc σ,tøc lµ víi lùc cÇn ®o F: ∆µ ∆R ∆L = = = K.σ µ R L F F H×nh 6.10 C¶m biÕn tõ gi¶o cã tõ thÈm biÕn thiªn6.3.3. C¶m biÕn tõ ...