1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

đề tài cảm biến đo lực và xác định trọng lực vật

47 0 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Cảm Biến Đo Lực Và Xác Định Trọng Lực Vật
Tác giả Phạm Quốc Huy, Tô Nguyễn Nhựt Huy, Huỳnh Nhật Hội, Nguyễn Gia Ân, Trương Đại Vệ
Người hướng dẫn Thạc sĩ Phạm Xuân Hổ
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Đo Lường Và Cảm Biến
Thể loại đề tài
Năm xuất bản 2023
Thành phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 47
Dung lượng 8,3 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: CẢM BIẾN BIẾN DẠNG (5)
    • 1.1 Cấu tạo (5)
    • 1.2 Nguyên lí hoạt động cơ bản (5)
    • 1.3 Ứng dụng (6)
    • 1.4 Ưu và nhược điểm (9)
  • CHƯƠNG 2: CẢM BIẾN ÁP ĐIỆN TRỞ (10)
    • 2.1 Nguyên lí chung (10)
    • 2.2 Cảm biến áp điện trở kim loại (10)
    • 2.3 Cảm biến áp điện trở bán dẫn (13)
    • 2.4 Ứng dụng (0)
    • 2.5 Ưu điểm và nhược điểm (0)
  • CHƯƠNG 3: CẢM BIẾN TRỌNG LƯỢNG (19)
    • 3.1 Cấu tạo (19)
    • 3.2 Nguyên lý cầu điện trở wheatstone (22)
    • 3.3 Nguyên lí hoạt động của loadcell (25)
    • 3.4 Phân loại (28)
    • 3.5 Ứng dụng của loadcell (28)
  • CHƯƠNG 4: DATA DỮ LIỆU TÌM KIẾM TỪ CÁC HÃNG SẢN XUẤT (30)
    • 4.1 Hãng sản xuất Flintec (30)
    • 4.2 Hãng sản xuất Unipulse (39)
    • 4.3 Hãng sản xuất Utilcell (45)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (47)

Nội dung

LỜI MỞ ĐẦUGiới thiệu về cảm biến đo lực và xác định trọng lượngvậtCảm biến do lực Loadcell và xác định trọng lượng vật là thiết bị dùng để phát hiện và chuyển đổi các đại lượng cơ học nh

CẢM BIẾN BIẾN DẠNG

Cấu tạo

Cảm biến biến dạng gồm một sợi dây dẫn có điện trở suất (thường dùng hợp kim của Niken) có chiều dài là l và có tiết diện s, được cố định trên một phiến cách điện như hình:

Hình 1.1 Cấu tạo của cảm biến biến dạng

Hình 1.2 Cảm biến biến dạng (Strain gauge)

Nguyên lí hoạt động cơ bản

Nguyên lý hoạt động của cảm biến lá strain gauge hoạt động dựa trên đặc tính chung của kim loại, đó là điện trở của kim loại

3 sẽ thay đổi khi chúng bị biến dạng Giá trị của điện trở tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt và tỷ lệ thuận với chiều dài của vật liệu kim loại.

Khi đo biến dạng của một bề mặt dùng strain gage, người ta dán chặt strain gage lên trên bề mặt cần đo sao cho khi bề mặt bị biến dạng thì strain gage cũng bị biến dạng Điện trở cảm biến

Khi cảm biến bị biến dạng, do kích thước của dây dẫn bị thay đổi nên điện trở của cảm biến thay đổi một lượng ∆R:

Trong cảm biến điện áp điện trở, có hai thông số cơ bản là độ biến dạng ε được định nghĩa là độ thay đổi chiều dài trên chiều dài ban đầu (ε=∆L/L ), và hệ số biến dạng K (gauge factor) hay còn được gọi là độ nhạy là tỉ số thay đổi tương đối điện trở trên độ biến dạng:

(1.3) với R là điện trở ban đầu của cảm biến, ∆R là độ thay đổi điện trở.

Ứng dụng

1.3.1 Đo lực dùng bảm biến biến dạng Để đo lực tác động lên một vật thể, ta dán strain gage vào một vật ứng lực (vật chứng) đặt giữa điểm tác dụng lực và vật chịu tác động sao cho biến dạng của cảm biến bằng với biến dạng của vật chứng, dưới tác dụng của lực tác động, vậtchứng bị biến dạng sẽ làm cảm biến biến dạng là thay đổi điện trở của cảm biến, đo sự thay đổi điện trở của cảm biến ta suy ra lực tác dụng.

Hình 1.3 Cảm biến Strain gauge

Khi vật chứng bị tác dụng bởi lực F nó sẽ bị biến dạng theo phương ứng lực một lượng:

Trong đó: là biến dạng của vật chứng, là ứng lực, Y là module Young, S là tiết diện của vật chứng, F là lực tác dụng. Các vật liệu khác nhau thì module Young sẽ khác nhau.

1.3.2 Đo lực ép cho máy ép cột bê tông

Hình 1.4 Máy ép cọc bê tông

1.3.3 Ứng dụng trong công nghiệp

• Hệ thống cân xe tải trên đường cao tốc

• Hệ thống cân trong môi trường sản xuất

• Máy nghiền sử dụng thiết bị đo lực căng để phát hiện ứng suất tăng đột ngột và tắt máy nếu máy bị kẹt trước khi máy bị hỏng

• Các mặt hàng có trọng lượng giống hệt nhau như đinh vít, đinh tán, v.v., thường được tính theo trọng lượng của chúng Chúng được đưa vào một phễu để cân và chia trọng lượng tổng thể cho trọng lượng của mỗi đơn vị để tính toán số lượng.

Kiểm tra các thành phần quan trọng:

• Thiết bị đo biến dạng rất nhỏ được sử dụng để đo ứng suất trên bảng mạch in

• Kiểm tra ứng suất dư trên các bộ phận đúc và hàn

• Thiết bị đo độ căng được sử dụng để kiểm tra các van quan trọng trong nhà máy điện hạt nhân Thử nghiệm hệ thống nhà máy:

• Giám sát hệ thống băng tải và đường ray băng tải.

• Kiểm tra lực căng phù hợp trong các nhà máy giấy là rất quan trọng đối với sản xuất giấy và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và tổn thất sản xuất

• Máy ép in sử dụng hệ thống đo lực căng để đảm bảo căn chỉnh giấy

Các tấm ở đầu xe thường được thiết kế với hàng chục thiết bị đo lực căng Điều này cho phép các kỹ sư theo dõi tình trạng của các tấm này trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau ở nhiều tốc độ khác nhau và trên các bề mặt đường khác nhau.

Hệ thống treo chịu tải động và tải tĩnh liên tục trong quá trình vận hành của xe và được kiểm tra để đảm bảo rằng chúng đang chịu những tải trọng này theo tiêu chí thiết kế của chúng

Kiểm tra vùng đệm và vùng xung quanh trong các bài kiểm tra va chạm liên quan đến thiết bị đo lực căng, ngoài cảm biến đo gia tốc và máy ảnh tốc độ cao

Thiết bị đo lực căng được sử dụng trên ghế hành khách để xác định xem ghế có người ngồi hay không Điều này xác định xem liệu các túi khí ở ghế này có nên bung ra trong trường hợp xảy ra tai nạn hay không Chúng cũng có thể được sử dụng để điều chỉnh tốc độ bung túi khí trong trường hợp trẻ em ngồi trên ghế.

Ưu và nhược điểm

1.4.1 Ưu điểm Độ chính xác cao: Strain gauge có độ chính xác cao, thường đạt tới ±0,1%.

Khả năng tái sử dụng: Strain gauge có thể được sử dụng nhiều lần.

Khả năng ứng dụng rộng rãi: Strain gauge có thể được sử dụng trong nhiều trường hợp khác nhau.

Giá thành cao: Strain gauge có giá thành cao hơn so với các phương pháp kiểm tra khác.

Yêu cầu kỹ thuật cao: Kiểm tra cần được thực hiện bởi các kỹ sư có trình độ chuyên môn.

CẢM BIẾN ÁP ĐIỆN TRỞ

Nguyên lí chung

Cảm biến áp điện trở nguyên lý chung là sử dụng hiệu ứng áp điện để biến đổi áp suất thành điện tích Khi có áp suất tác động lên màng cảm biến, màng sẽ bị biến dạng Sự biến dạng này sẽ làm thay đổi điện trở của các phần tử áp điện trở được cấy trên màng Sự thay đổi điện trở này sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp hoặc dòng điện để đo giá trị áp suất.Tùy theo vật liệu chế tạo và hình thức hoạt động mà ta có các loại áp điện trở khác nhau như loại bán dẫn /kim loại và loại dán/ khuyếch tán.Cảm biến điện trở kim loại thường là loại dán trong khi cảm biến áp điện trở bán dẫn thường hoạt động theo hình thức khuyếch tán.

Cảm biến áp điện trở kim loại

Cảm biến áp điện trở kim loại là loại cảm biến dùng để đo áp suất bằng cách sử dụng hiệu ứng áp điện trong các kim loại Điện trở kim loại có độ nhạy áp điện cao, do đó cảm biến áp điện trở kim loại có độ chính xác cao Cảm biến áp suất áp điện

8 trở tên tiếng anh là Piezoresistive Pressure Sensor hay còn gọi là cảm biến áp suất áp điện trở, phần tử đo là Cầu Wheatstone dựa trên silicon Nó mở rộng tối thiểu dưới áp lực thay đổi điện trở theo cách này Hiệu ứng này thường được gọi là hiệu ứng áp điện Cảm biến áp suất kiểu áp điện trở là loại cảm biến thông dụng và có nhiều ứng dụng hay trong cuộc sống.

Hiệu ứng áp điện là hiệu ứng thuận nghịch, xảy ra trong một số chất rắn như thạch anh, gốm kỹ thuật,… Khi đặt dưới áp lực thì bề mặt khối chất rắn phát sinh điện tích, và ngược lại nếu tích điện bề mặt thì khối sẽ nén dãn.

Thành phần deltaP/P của cảm biến áp điện trở là độ nhạy áp điện Độ nhạy áp điện là đại lượng biểu thị mức độ biến đổi của điện trở của cảm biến khi chịu tác động của áp suất Độ nhạy áp điện được tính bằng tỷ số giữa độ thay đổi điện trở của cảm biến và áp suất tác động lên cảm biến.

Hình 2.1 Cấu tao cảm biến áp điện trở kim loại

Cấu tạo của cảm biến áp điện trở kim loại bao gồm 3 phần chính: Màng cảm biến, Điện trở kim loại, Mạch điện tử.Ngoài ra còn có phần vỏ cảm biến để bảo vệ các linh kiện bên trong cảm biến và đầu đo bằng kim loại.

Là bộ phận chịu tác động của áp suất Màng cảm biến thường được làm từ các vật liệu có độ cứng cao, độ bền cao, và khả năng chống ăn mòn tốt, chẳng hạn như thép không gỉ, gốm, hoặc nhựa

Là phần tử áp điện trở Điện trở kim loại thường được làm từ các vật liệu có độ nhạy áp điện cao, chẳng hạn như bạch kim, đồng, nhôm, hoặc thép không gỉ Điện trở kim loại có thể được cấy trực tiếp trên màng cảm biến, hoặc được gắn trên màng cảm biến thông qua các cầu nối điện trở

Chuyển đổi tín hiệu điện trở thành tín hiệu điện áp hoặc dòng điện Mạch điện tử thường được tích hợp sẵn trong cảm biến, hoặc có thể được kết nối với cảm biến thông qua các đầu nối điện.

2.2.2.4 Đầu đo kim loại Đầu đo của cảm biến áp điện trở được làm bằng kim loại dạng màng mỏng , được gắn trongn khung kim loại có điện trở suất thay đổi theo áp suất

Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo của đầu đo kim loại a) Đầu đo dùng dây quấn b) Đầu đo dùng lưới mảng

Cảm biến áp điện trở bán dẫn

Cảm biến áp điện trở bán dẫn là một loại cảm biến áp suất sử dụng nguyên lý biến đổi áp suất tác dụng lên màng điện trở bán dẫn thành tín hiệu điện Màng điện trở bán dẫn được làm từ vật liệu bán dẫn có điện trở suất thay đổi theo áp suất Khi áp suất tác dụng lên màng điện trở bán dẫn, điện trở của màng điện trở bán dẫn sẽ thay đổi theo một quy luật nhất định Sự thay đổi điện trở này được chuyển đổi thành tín hiệu điện và đưa ra đầu ra của cảm biến.

Cảm biến áp điện trở bán dẫn là loại cảm biến sử dụng các chất bán dẫn như silic, germani, asenua,… để biến đổi áp suất thành điện trở1 Cảm biến này có hai loại: loại cắt và loại khuếch tán2 Khi bị biến dạng, kích thước các ô mạng tinh thể thay đổi làm cho nồng độ điện tử trong vùng đó độ dẫn thay đổi theo làm cho điện trở bị thay đổi3 Công thức tính điện trở của cảm biến là:

Trong đó R0 là điện trở ban đầu, K là hệ số đầu đo, s là ứng lực tác dụng.

Phạm vi đo của cảm biến áp điện trở được xác định bởi điện trở của cảm biến và hệ số độ nhạy áp điện Điện trở của cảm biến càng lớn thì phạm vi đo càng rộng Hệ số độ nhạy áp điện càng cao thì phạm vi đo càng rộng.

Ví dụ, cảm biến áp điện trở có điện trở là 100 ohm và độ nhạy áp điện là 100 ppm/psi có thể đo được áp suất từ 0 đến 10 psi. Độ tuyến tính cao: Độ tuyến tính của cảm biến áp điện trở được đo bằng hệ số tuyến tính (linearity coefficient), là độ sai lệch của kết quả đo so với đường thẳng tuyến tính đi qua các điểm đo Độ tuyến tính càng cao thì kết quả đo càng chính xác.

Ví dụ, cảm biến áp điện trở có độ tuyến tính là 0,1% có thể đo được áp suất với độ chính xác là ±0,01 psi.

Tuổi thọ của cảm biến áp điện trở phụ thuộc vào vật liệu làm điện trở của cảm biến Các vật liệu có độ bền cao sẽ cho phép cảm biến hoạt động được trong thời gian dài hơn.

Ví dụ, cảm biến áp điện trở làm bằng vật liệu gốm có tuổi thọ lên đến 10 năm.

Giá thành của cảm biến áp điện trở phụ thuộc vào vật liệu làm điện trở của cảm biến, kích thước của cảm biến và độ chính xác của cảm biến Các cảm biến có độ chính xác cao thường có giá thành cao hơn.

Ví dụ, cảm biến áp điện trở có độ chính xác ±0,1% có giá thành cao hơn cảm biến áp điện trở có độ chính xác ±0,5%.

Nhạy cảm với nhiệt độ:

Hiệu ứng áp điện phụ thuộc vào nhiệt độ, do đó điện trở của cảm biến áp điện trở sẽ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi Điều này có thể dẫn đến sai lệch kết quả đo. Để khắc phục nhược điểm này, các cảm biến áp điện trở thường được hiệu chuẩn theo nhiệt độ Điều này giúp đảm bảo kết quả đo chính xác trong phạm vi nhiệt độ hoạt động của cảm biến.

Cảm biến áp điện trở có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ, chẳng hạn như nhiễu từ các thiết bị điện tử xung quanh Điều này có thể dẫn đến sai lệch kết quả đo. Để khắc phục nhược điểm này, các cảm biến áp điện trở thường được sử dụng trong môi trường có ít nhiễu Ngoài ra, các mạch lọc nhiễu cũng có thể được sử dụng để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu điện từ.

Ưu điểm và nhược điểm

Hình 3.1 Một số loại load cell của hãng Siemens

Cấu tạo: Bộ phận chính của loadcell là những tấm điện trở mỏng loại dán Tấm điện trở để biến đổi một biến dạng nhỏ thành sự thay đổi tương ứng trong điện trở Thân loadcell là một khối kim loại đàn hồi (nhôm hợp kim, thép không gỉ, thép hợp kim) Một mạch đo dùng các miếng biến dạng sẽ cho phép thu được một tín hiệu điện tỉ lệ với mức độ thay đổi của điện trở. Mạch thông dụng nhất sử dụng trong loadcell là cầu Wheatstone.

Hình 3.2 Cấu tạo load cell

Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình dưới và được dán vào bề mặt của thân loadcell R là điện

CẢM BIẾN TRỌNG LƯỢNG

Cấu tạo

Hình 3.1 Một số loại load cell của hãng Siemens

Cấu tạo: Bộ phận chính của loadcell là những tấm điện trở mỏng loại dán Tấm điện trở để biến đổi một biến dạng nhỏ thành sự thay đổi tương ứng trong điện trở Thân loadcell là một khối kim loại đàn hồi (nhôm hợp kim, thép không gỉ, thép hợp kim) Một mạch đo dùng các miếng biến dạng sẽ cho phép thu được một tín hiệu điện tỉ lệ với mức độ thay đổi của điện trở. Mạch thông dụng nhất sử dụng trong loadcell là cầu Wheatstone.

Hình 3.2 Cấu tạo load cell

Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình dưới và được dán vào bề mặt của thân loadcell R là điện

17 trở danh nghĩa ban đầu của các điện trở R1, R2, R3, R4 (thường là 120 ohms, nhưng có thể là 350 ohms dành cho các bộ cảm biến).

Hình 3.3 Sơ đồ cầu Wheatstone

Một điện áp kích thích được cung cấp cho ngõ vào loadcell

(2 góc (1) và (4) của cầu điện trở Wheatstone) và điện áp tín hiệu ra được đo giữa hai góc.

Tại trạng thái cân bằng (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu ra là số không hoặc gần bằng không khi bốn điện trở được gắn phù hợp về giá trị.

Hình 3.4 Vị trí gắn cảm biến áp điện trở trong các dạng load cell

Hình 3.5 Load cell loại FSS của hãng Honeywell

Bảng 3.1 Thông số của load cell hãng Honeywell, FSS series

Nguyên lý cầu điện trở wheatstone

Hình 3.6 Cảm biến áp điện trở nối theo mạch cầu 1/4

Khi chịu lực tác động, nói chung các giá trị điện trở của cảm biến áp điện trở thường thay đổi tương đối nhỏ Vì vậy, người ta rất thưòng dùng mạch cầu Wheatstone làm mạch đo cho cảm biến áp điện trở do đặc điểm mạch câu này là rất nhạy với những sự thay đổi nhỏ Có ba phương pháp cơ bản nối cảm biến áp điện trở trong mạch cầu: mạch cầu 1/4 (quarter-bridge), mạch cầu bán phần (half-bridge), và mạch câu toàn phần (full- bridge).

Trong trường hợp mạch cầu 1/4 như hình trên, điện áp ra của mạch cầu được xác định theo công thức:

Theo công thức trên, ta có và thông thường , nên công thức trên có thể viết lại thành:

Trong trường hợp mạch cầu bán phần như hình trên, với cách tính tương tự thì điện áp của mạch cầu là:

Hình 3.7 Cảm biến áp điện trở nối theo mạch cầu bán phần

Hình 3.8 Cảm biến áp điện trở nối theo mạch cầu toàn phần

Tương tự với mạch cầu toàn phần như hình 3.7 thì điện áp ra là:

Như vậy, đối với mạch cầu bán phần và toàn phần thì điện áp ra lần lượt lớn gấp hai và gấp bốn lần so với mạch cầu 1/4. Thêm nữa,mạch cầu bán phần và toàn phân loại trừ được hoàn toàn ảnh hưởng của môi trường (nhiều) tác động lên cảm biến. Điều này là do các cảm biến được đặt trong cùng môi trường nên nếu có sự thay đổi điện trở do nhiễu gây ra thì tất cả các cảm biến đều thay đổi cùng một giá trị Vì vậy, trong công thức điện áp ra,các sự thay đổi điện trở do nhiễu gây ra này sẽ tự triệt tiêu nhau và điện áp ra chỉ còn phụ thuộc vào sự thay đổi điện trở do lực gây ra Chính vì lý do này mà trong thực tế, mạch cầu bán phần và toàn phần được sử dụng hầu hết trong

21 các mạch đo các biển liên quan đến điện trở (nhiệt điện trở, áp điện trở, biến trở ) hoặc cảm biến điện dung/điện cảm nối theo kiểu vi sai

Hình 3.9 Điện trở dây dẫn gây sai số khi cảm biến đặt xa mạch cầu

Hình 3.10 Thay một cảm biến vào nhánh đối diện cảm biến kia để triệt tiêu ảnh hưởng của dây dẫn và nhiễu trong mạch cầu

Cũng trong trường hợp mạch cầu 1/4 nhưng nếu cảm biến đặt xa vị trí mạch cầu như hình trên thì dây dẫn có một giá trị điện trở Rd nào đó đáng kể, ít nhiều có thể gây ra sai số ảnh hưởng đến độ chính xác kết quả đo Vì vậy, để khắc phục sai số này, người ta đặt thêm một cảm biến áp điện trở cùng loại ở vị trí gần cảm biến kia và nối vào nhánh đối diện của mạch cầu như trong hình trên Một lưu ý quan trọng trong sơ đồ này là chỉ có một cảm biến chịu tác động của lực còn cảm biến kia hoàn toàn cách ly với lực tác động Hai cảm biến này sẽ triệt tiêu

22 hoàn toàn sai số đo điện trở dây dẫn và nhiễu giống như trường hợp mạch cầu bán phần do 2 nhánh mạch cầu đều có cùng điện trở dây dẫn.

Nguyên lí hoạt động của loadcell

Hình 3.11 Nguyên lí hoạt động loadcell

Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị biến dạng (giãn hoặc nén), điều đó dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện của các sợi kim loại của điện trở strain gauges dán trên thân loadcell dẫn đến một sự thay đổi giá trị của các điện trở strain gauges biến đổi theo dẫn đến sự thay đổi điện áp đầu ra nếu có một điện áp kích thích ở đầu vào loadcell Như vậy loadcell đã chuyển đổi lực thành tín hiệu điện Sự thay đổi điện áp này là rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể được đo và chuyển thành số sau khi đi qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử (đầu cân).

3.3.1 Đo điện trở dùng cầu wheatstone cân bằng

Hình 3.12 Cầu Wheatstone cân bằng

Cầu wheatstone được mắc như hình vẽ

R1,R2,R3 là các điện trở mẫu

G là điện kế chỉ thị 0

RX là điện trở cần đo

Ta chỉnh các giá trị điện trở R1, R2, R3 cho đến khi điện kế

G chỉ zero Khi cầu cân bằng , dòng điện qua điện kế G bằng không ( zero ) nghīa là Uc=Ua:

UR1 = UR2 và URX = UR3

Với phương pháp đo này Rx sẽ được so sánh với các điện trở mẫu.

Ta nhận thấy , kết quả đo điện trở Rx không phụ thuộc vào nguồn cung cấp cho mạch điện , đây là ưu điểm của cầu đo Wheatstone Tuy nhiên phương pháp thao tác phức tạp vì phải điều chỉnh các điện trở mẫu nhiều lớn và giá trị điện trở cần đo

Rx lại phụ thuộc vào độ nhạy của điện kế G , độ nhạy của điện kế G càng cao thì sự xác định cân bằng càng đúng và phụ thuộc vào dây nối và điện trở tiếp xúc ở các mối nối Ngoài ra sai số của các điện trở mẫu cũng ảnh hưởng đến sai số của RX , chẳng hạn , nếu sai số của các điện trở lần lượt là R1=R2=±0.5%, R3=±1% thì sai số của điện trở khi đo là

Với điện trở bất kỳ Rx, để cầu wheatstone cân bằng , ta thay đổi tỷ số giữa R1/R2 và thay đổi giá trị điện trở R3, điện trở R3 có giá trị thay đổi theo từng cấp, mỗi cấp có giá trị 0.1.

3.3.2 Đo điện trở dùng cầu Wheatstone không cân bằng

Trong công nghiệp, người ta thường dùng nguyên lý cầu Wheatstone không cân bằng nghĩa là cǎn cứ vào điện áp ra hay dòng điện ra ở ngõ ra của cầu Wheatstone để đo điện tử hay sai số (R của phần tử đo ) Phương pháp này cần có nguồn cung cấp ổn định vì điện áp ra phụ thuộc vào nguồn cung cấp E , ngoài ra sai số còn phụ thuộc vào các điện trở mẫu thành phần của cầu Wheatstone Còn độ nhạy của cậu lại phụ vào nguồn cung cấp E và nội trở của bộ chỉ thị Khi tháo điện kế G ra khỏi mạch , ta có tổng trở được xác định

Hình 3.13 Mạch Wheatstone không cân bằng

R = ( R1 // RX ) + ( R2 // R3 ) Điện áp ngõ ra của cầu

Phân loại

Có thể phân loại loadcells theo:

Phân loại Loadcell theo lực tác động: chịu kéo (shear loadcell), chịu nén (compression loadcell), dạng uốn (bending), chịu xoắn (Tension Loadcells)

Phân loại theo dạng tín hiệu ra: Loadcell tương tự vàLoadcell số.

Ứng dụng của loadcell

-Trong công nghiệp cũng như đời sống loadcell : Ứng dụng rất rộng như cân điện tử dùng trong gia đình, cân trọng lượng ô tô hay là cân nguyên liệu đầu vào và thành phẩm ra ở nhiều nhà máy Các ứng dụng khác của loadcell:

+ Cân điện tử, cân ô tô

+ Cân định lượng, cân đóng bao, cân băng tải, cân trạm trộn

+ Gắn vào đầu của ngón tay robot để xác định độ bền kéo và lực nén tác động vào các vật khi chúng cầm nắm hoặc nhấc lên

+ Dùng để xát định khối lượng an toàn, quá tải của các thiết bị nâng chuyển như: Thang máy, băng tải

-Ứng dụng trong cầu đường

Các Loadcell được sử dụng trong việc cảnh báo độ an toàn cầu treo Loadcell được lắp đặt trên các dây cáp để đo sức căng của cáp treo và sức ép chân cầu trong các điểu kiện giao thông và thời tiêt khác nhau Các dữ liệu thu được sẽ được gửi đến một

26 hệ thống thu thập và xử lí số liệu sau đó số liệu sẽ được xuất ra qua thiết bị truy xuất như điện thoại, máy tính, LCD Từ đó có sự cảnh báo vể độ an toàn của cầu Từ đó tìm ra các biện pháp cẩn thiết để sửa chữa kip thời.

-Ứng dụng phòng thí nghiệm

Loadcell có thể được sử dụng để đo lực hoặc trọng lượng của các mẫu vật liệu, hoặc để kiểm tra độ bền và độ chính xác của các thiết bị khác Ví dụ, trong các thử nghiệm vật liệu, loadcell có thể được sử dụng để đo lực kéo hoặc nén mà một mẫu vật liệu có thể chịu đựng trước khi hỏng Trong các thử nghiệm thiết bị, loadcell có thể được sử dụng để kiểm tra xem thiết bị có hoạt động chính xác trong việc đo lực hoặc trọng lượng hay không.

DATA DỮ LIỆU TÌM KIẾM TỪ CÁC HÃNG SẢN XUẤT

Hãng sản xuất Flintec

4.1.1 Cảm ứng lực dạng thanh

4.1.2 Cảm ứng lực single point

4.1.2 Cảm ứng lực dạng nén

Hãng sản xuất Unipulse

Hãng sản xuất Utilcell

Ngày đăng: 20/04/2024, 09:36

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w