1. Mơ hình hình học:
Mơ hình hình học là những mơ hình cơ khí sẽ chịu biến dạng dưới tác dụng lực ngồi. Mơ hình này kết hợp với miếng cảm biến tạo thành mạch cảm biến phục vụ cho việc đo biến dạng. Các mơ hình thường được sử dụng là:
+ Vịng chịu kéo nén.
+ Dầm chịu uốn ngang phẳng. + Dầm uốn và xoắn đồng thời.
Tuy nhiên mơ hình đơn giản và trực quan nhất vẫn là mơ hình dầm chịu uốn ngang phẳng.
2. Mạch cảm biến:
Cảm biến thường sử dụng là Strain – Gage. Strain – Gage là cảm biến điện trở nghĩa là sẽ thay đổi giá trị điện trở khi bị biến dạng.
3. Mạch cầu Wheatstone:
Cầu Wheatstone cĩ cấu tạo gồm 3 điện trở cố định và một điện trở thay đổi (Strain – gage) nối nhau tạo thành mạch cầu. Bình thường khi miếng Strain – gage chưa bị biến dạng thì hai nhánh điện trở cân bằng với nhau. Lúc này nếu ta cĩ 1 nguồn kích vào 2 điểm đối xứng của cầu thì giữa 2 điểm đối xứng cịn lại áp ra sẽ bằng khơng tức cầøu cân bằng. Khi cĩ tác dụng lực sẽ làm thay đổi điện trở strain-gage, lúc này cầu mất cân bằng và sẽ xuất hiện điện áp ở ngõ ra. Với sự thay đổi điện trở Strain –gage kéo
MƠ HÌNH HÌNH HÌNH HỌC MẠCH CẢM BIẾN MẠCH CẦU WHEASTONE MẠCH CHỈNH OFFSET MẠCH GIAO TIẾP MÁY TÍNH NGUỒN KÍCH DC CHO CẦU NGUỒN DC
theo sự thay đổi điện áp ngõ ra. Đĩ là nguyên lý cơ bản của cầu Wheatstone.
4. Nguồn kích DC:
Để cầu Wheatstone hoạt động thì ta phải cung cấp 1 nguồn DC ổn định. Giá trị điện áp kích này thay đổi tùy theo từng bộ cảm biến.
5. Mạch chỉnh Offset:
Bình thường, nếu trong điều kiện lý tưởng khi cầu ở trạng thái cân bằng thì điện áp ngõ ra bằng 0V. Tuy nhiên trong thực tế rất khĩ cĩ thể chỉnh cầu về trạng thái cân bằng nên vẫn cĩ điện áp lệch ở ngõ ra. Mạch offset cĩ tác dụng chỉnh cho điện áp ngõ ra bằng 0V lúc cầu cân bằng.
6. Mạch giao tiếp máy tính:
Phần mạch giao tiếp máy tính bao gồm:
Mạch khuếch đại, mạch chuyển đổi AD và phần mềm xử lý dữ liệu. Mạch khuếch đại: vì điện áp xuất hiện ở ngõ ra của cầu Wheatstone cĩ giá trị rất bé nên trước khi đưa vào ngõ vào của mạch chuyển đổi AD thì tín hiệu điện áp này phải được khuyếch đại đủ lớn để đáp ứng ngõ vào của mạch AD. Mạch khuyếch đại thường chia làm 3 tầng trong đĩ cĩ 1 tầng cĩ tác dụng lọc nhiễu nguồn.
Mạch chuyển đổi AD: để giao tiếp với máy tính thì tín hiệu tương tự (analog) phải được chuyển sang tín hiệu số (digital) bằng mạch ADC. Tín hiệu số này sẽ được đưa vào máy tính qua cổng máy in.
Phần mềm xử lý dữ liệu: phần mềm được viết bằng ngơn ngữ PASCAL với chức năng xử lý để cho ra kết quả dưới các dạng khác nhau