Gia tốc kế áp điện

Gia tốc kế áp điệnBởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cấu tạo chung của gia tốc kế áp điện gồm một khối lượng rung M và một phần tử áp điện đặt trên giá đỡ cứn

Gia tốc kế áp điện

Bởi:

Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo chung của gia tốc kế áp điện gồm một khối lượng rung M và một phần tử áp điện đặt trên giá đỡ cứng, và toàn bộ được đặt trong một vỏ hộp kín

Thông thường cần phải đo gia tốc theo hai hướng dọc theo trục nhạy cảm Tuỳ thuộc vào bản chất lực tác dụng (nén, kéo hoặc cắt) trong bộ cảm biến phải có bộ phận cơ khí tạo ứng lực cơ học đặt trước lên phần tử áp điện để mở rộng dải đo gia tốc theo hai chiều Trên hình 18.8 trình bày sơ đồ cấu tạo của các gia tốc kế áp điện kiểu nén

Hình 18.8: Sơ đồ cấu tạo gia tốc kế áp điện kiểu nén

1) Khối lượng rung 2) Phiến áp điện 3) Đai ốc 4) Đế 5) Vỏ hộp

Cảm biến loại này có tần số cộng hưởng cao, kết cấu chắc chắn, nhạy với ứng lực của đế

Sơ đồ cấu tạo của gia tốc kế kiểu uốn cong trình bày trên hình 18.9

Phần tử áp điện của cảm biến gồm hai phiến áp điện mỏng dán với nhau, một đầu gắn

cố định lên vỏ hộp cảm biến, một đầu gắn với khối lượng rung Cảm biến loại này cho

độ nhạy rất cao nhưng tần số và gia tốc rung đo được bị hạn chế

Hình 18.9: Sơ đồ cấu tạo gia tốc kế áp điện kiểu uốn cong

1) Khối lượng rung 2) Phiến áp điện 3) Vỏ hộp

Đặc trưng của cảm biến

Độ nhạy được biểu diễn bởi biểu thức:

Trong đó:

a - gia tốc của cảm biến

Q - điện tích được tạo ra khi cảm biến rung với gia tốc a

S1- độ nhạy cơ của hệ thống khối lượng rung

S2- độ nhạy điện của cảm biến

Giá trị của S1và S2xác định như sau:

Trong đó:

d - hằng số điện môi

c - độ cứng của phần tử nhạy cảm.

- tần số tắt dưới của hệ thống cảm biến - mạch đo