Điện thế kế điện trở

Điện kế điện trở Điện kế điện trở Bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Loại cảm biến có cấu tạo đơn giản, tín hiệu đo lớn không đòi hỏi mạch điện đặc biệt để xử lý tín hiệu Tuy nhiên với điện kế điện trở có chạy học có cọ xát gây ồn mòn, số lần sử dụng thấp chịu ảnh hưởng lớn môi trường có bụi ẩm Điện kế dùng chạy học Cấu tạo nguyên lý làm việc Cảm biến gồm điện trở cố định Rn, có tiếp xúc điện di chuyển gọi chạy Con chạy liên kết học với vật chuyển động cần khảo sát Giá trị điện trở Rx chạy đầu điện trở Rn hàm phụ thuộc vào vị trí chạy, vị trí vật chuyển động - Đối với điện kế chuyển động thẳng (hình 10.1a): (10.1) - Trường hợp điện kế dịch chuyển tròn xoắn: (10.2) Trong αM < 360o dịch chuyển tròn (hình 4.1b) αM > 360o dịch chuyển xoắn (hình 10.1c) 1/5 Điện kế điện trở Hình 10.1: Các dạng điện kế 1) Điện trở 2) Con chạy Các điện trở chế tạo có dạng cuộn dây băng dẫn Các điện trở dạng cuộn dây thường chế tạo từ hợp kim Ni - Cr, Ni - Cu , Ni - Cr - Fe, Ag - Pd quấn thành vòng xoắn dạng lò xo lõi cách điện (bằng thuỷ tinh, gốm nhựa), vòng dây cách điện emay lớp oxyt bề mặt Các điện trở dạng băng dẫn chế tạo chất dẻo trộn bột dẫn điện cacbon kim loại cỡ hạt ~10-2μm Các điện trở chế tạo với giá trị Rn nằm khoảng 1k? đến 100k?, đạt tới M? Các chạy phải đảm bảo tiếp xúc điện tốt, điện trở tiếp xúc phải nhỏ ổn định Các đặc trưng - Khoảng chạy có ích chạy: Thông thường đầu cuối đường chạy chạy tỉ số Rx/Rn không ổn định Khoảng chạy có ích khoảng thay đổi x mà khoảng Rx hàm tuyến tính dịch chuyển 2/5 Điện kế điện trở Hình 10.2: Sự phụ thuộc điện trở điện kế vào vị trí chạy Hình 10.3: Độ phân giải điện kế dạng dây - Năng suất phân giải: Đối với điện trở dây cuốn, độ phân giải xác định lượng dịch chuyển cực đại cần thiết để đưa chạy từ vị trí tiếp xúc sang vị trí tiếp xúc lân cận Giả sử cuộn dây có n vòng dây, phân biệt 2n-2 vị trí khác điện chạy: + n vị trí tiếp xúc với vòng dây + n - vị trí tiếp xúc với hai vòng dây Độ phân giải điện trở dạng dây phụ thuộc vào hình dạng đường kính dây điện trở vào khoảng ~10μm 3/5 Điện kế điện trở Độ phân giải điện trở kiểu băng dẫn phụ thuộc vào kích thước hạt, thường vào cỡ ~ 0,1μm - Thời gian sống: Thời gian sống điện kế số lần sử dụng điện kế Nguyên nhân gây hư hỏng hạn chế thời gian sống điện kế mài mòn chạy dây điện trở trình làm việc Thường thời gian sống điện kế dạng dây dẫn vào cỡ 106 lần, điện kế dạng băng dẫn vào cỡ 5.107 - 108 lần Điện kế không dùng chạy học Để khắc phục nhược điểm điện kế dùng chạy học, người ta sử dụng điện kế liên kết quang từ Điện kế dùng trỏ quang Hình 10.4 trình bày sơ đồ nguyên lý điện kế dùng trỏ quang Điện kế tròn dùng trỏ quang gồm điot phát quang (1), băng đo (2), băng tiếp xúc (3) băng quang dẫn (4) Băng điện trở đo phân cách với băng tiếp xúc băng quang dẫn mảnh làm CdSe có trỏ quang dịch chuyển trục điện kế quay Điện trở vùng quang dẫn giảm đáng kể vùng chiếu sáng tạo nên liên kết băng đo băng tiếp xúc 4/5 Điện kế điện trở Hình 10.4: Điện kế quay dùng trỏ quang 1) Điot phát quang 2) Băng đo 3) Băng tiếp xúc 4) Băng quang dẫn Thời gian hồi đáp vật liệu quang dẫn cỡ vài chục ms Điện kế dùng trỏ từ Hình 10.5 trình bày sơ đồ nguyên lý điện kế từ gồm hai từ điện trở R1 R2 mắc nối tiếp nam châm vĩnh cữu (gắn với trục quay điện kế) bao phủ lên phần điện trở R1 R2, vị trí phần bị bao phủ phụ thuộc góc quay trục Điện áp nguồn ES đặt hai điểm (1) (3), điện áp đo Vm lấy từ điểm chung (2) hai đầu (1) (3) Khi điện áp đo xác định công thức: (10.3) Trong R1 hàm phụ thuộc vị trí trục quay, vị trí xác định phần R1 chịu ảnh hưởng từ trường R = R1 + R2 = const Hình 10.5: Điện kế điện từ Từ hình 10.5b ta nhận thấy điện áp đo tuyến tính khoảng ~90o điện kế quay Đối với điện kế dịch chuyển thẳng khoảng tuyến tính cỡ vài mm 5/5 .. .Điện kế điện trở Hình 10.1: Các dạng điện kế 1) Điện trở 2) Con chạy Các điện trở chế tạo có dạng cuộn dây băng dẫn Các điện trở dạng cuộn dây thường chế tạo... tính dịch chuyển 2/5 Điện kế điện trở Hình 10.2: Sự phụ thuộc điện trở điện kế vào vị trí chạy Hình 10.3: Độ phân giải điện kế dạng dây - Năng suất phân giải: Đối với điện trở dây cuốn, độ phân... khắc phục nhược điểm điện kế dùng chạy học, người ta sử dụng điện kế liên kết quang từ Điện kế dùng trỏ quang Hình 10.4 trình bày sơ đồ nguyên lý điện kế dùng trỏ quang Điện kế tròn dùng trỏ quang