Ở đây 0 R R
là sự thay đổi tương đối của điện trở, R0 là điện trở ở thời điểm biến dạng là 0% và là biến dạng cơ học đặt vào.
4.1. Khảo sát cảm biến theo tỉ lệ dung dịch muối
Dung dịch muối với các tỉ lệ muối:nước:glycerin khác nhau (1:15:5, 1:18:5 và 1:25:5) được bơm vào trong các ống silicone có cùng đường kính 1.5mm. Sau đó các cảm biến này được gắn lên trên bộ điều chỉnh ứng lực để khảo sát. Kết quả của thí nghiệm được thể hiện ở hình 4.1, cho thấy sự thay đổi của điện trở cảm biến do lực kéo dãn. Tất cả các phép đo được thực hiện ba lần ở nhiệt độ phòng khoảng 25oC.
Từ kết quả cho thấy điện trở ban đầu của cảm biến khi chưa kéo dãn thay đổi theo tỉ lệ muối khác nhau. Tỉ lệ muối càng lớn thì điện trở càng nhỏ và ngược lại. Điều này được lý giải là khi tỉ lệ muối tăng tương ứng mật độ các ion Na và Cl nhiều hơn chính vì vậy làm tăng độ dẫn của dung dịch và dẫn đến điện trở suất giảm hay điện trở đo được giảm.
Khi kéo dãn, ống silicone có thể kéo dãn tới 50% và điện trở của cảm biến tăng tuyến tính theo độ biến dạng của ống. Vì khi kéo dãn chiều dài của ống silicone tăng và tiết diện thay đổi, điều này dẫn đến điện trở của cảm biến thay đổi theo công thức:
2 4 s l R d (4.2) Với:
+ là điện trở suất của dung dịch + l là chiều dài của ống silicone + d là đường kính của ống silicone
Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy hệ số GF của cảm biến với ba tỉ lệ muối có giá trị tương đối như nhau (2.31 – 2.41). Điều đó cho thấy hệ số GF của cảm biến được giữ nguyên khi tỉ lệ muối của dung dịch thay đổi.
a) b) c)
Hình 4.1. Kết quả thí nghiệm cho thấy điện trở thay đổi do biến dạng với các tỉ lệ NaCl/Nước/glycerin lần lượt là 1:15:5 (a), 1:18:5 (b), 1:25:5 (c).