Bo mạch được thiết kế trên phần mềm Altium Designer phiên bản 10.0 của hãng Altium LCC và được chế tạo dựa trên công nghệ in lưới (PCB) (Hình 3.5). Ở đây, mạch nguồn dòng Howland và mạch cầu Wien tạo dao động sử dụng IC TL082 (Texas Instruments) với trở kháng lối vào cao (1012 ), dòng tiêu thụ thấp (3.6mA) và dải khuếch đại rộng (4MHz). Nguồn dòng được thiết lập là 2µA và mạch cầu Wien phát dao động hình sin với tần số là 1kHz. Ngoài ra, bộ khuếch đại công cụ được xây dựng dựa trên chip chuyên dụng INA128 (Texas Instruments) có thế offset thấp (50µV) và dải điện áp cung cấp rộng ( 2.25V 18V ). Tín hiệu lối vào và lối ra được quan sát thông qua máy hiển thị dao động Osilocope (TDS 1002B) của hãng Tektronix. Thêm vào đó, trên mạch có thêm màn hình LCD để hiển thị điện áp và điện trở của cảm cảm
biến. Một module Bluetooth HC05 cũng được tích hợp trên bo mạch để truyền nhận dữ liệu không dây với máy tính.
Hình 3.5. Mạch thực tế
Một bộ điều chỉnh ứng lực bằng cơ khí cũng được thiết kế và chế tạo dựa trên công nghệ in 3D (Máy in 3D Objet 500 của hãng Stratasys, USA) để thử nghiệm, khảo sát đặc tính của cảm biến. Nó giúp kéo dãn cảm biến một cách dễ dàng và thuận tiện (Hình 3.6). Bằng cách cố định một đầu và kéo đầu còn lại bằng cách điều khiển thanh vít song song với cảm biến. Một thước đo đặt trên tấm đế cho biết kích thước chính xác của cảm biến khi bị kéo dãn. Tín hiệu từ hai đầu điện cực được đưa tới bo mạch phân tích để xác định điện trở của cảm biến.
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CẢM BẾN
Một thông số cơ bản của cảm biến biến dạng là độ nhạy của nó đối với biến dạng, được biểu thị một cách định lượng là hệ số gauge factor (GF). Hệ số gauge factor được định nghĩa là:
R R
R0 R0 (4.1)
GFL
L
Ở đây R
là sự thay đổi tương đối của điện trở, R0 là điện trở ở thời điểm biến
R0
dạng là 0% và là biến dạng cơ học đặt vào.