- Độ nhạy ngang: ngoài các nhánh dọc có điện trở RL cảm biến cịn có các đoạn nhánh
a)Theo chi ud c b) Theo ch iu ngang c) Ct the ob dày d) Ct the ob
+ − + − − + − + − − + a) b) c) d) a)
Trường hợp ghép song song hai bản áp điện (hình 6.2a), điện dung của cảm biến tăng gấp đôi so với trường hợp một bản áp điện. Khi ghép nối tiếp (hình 6.2b) điện áp hở mạch và trở kháng trong tăng gấp đôi nhưng điện dung giảm xuống còn một nửạ Những nguyên tắc trên áp dụng cho cả trường hợp ghép nhiều bản áp điện với nhau như biểu diễn trên hình 6.2c.
6.2.2. Cảm biến thạch anh kiểu vòng đệm
Các cảm biến thạch anh kiểu vịng đệm có cấu tạo như hình 6.3, chúng gồm các phiến cắt hình vòng đệm ghép với nhau và chỉ nhạy với lực nén tác dụng dọc theo trục.
Giới hạn trên của dải đo phụ thuộc vào diện tích bề mặt của các vòng đệm, cỡ từ vài kN (với đường kính ~ 1 cm) đến 103 kN ( với đường kính ~ 10 cm).
Người ta cũng có thể dùng cảm biến loại này để đo lực kéo bằng cách tạo lực nén đặt trước (dùng các bulông xiết chặt các vịng đệm), khi đó lực kéo được đo như sự sụt giảm của lực nén. Tuy nhiên, khi đó độ nhạy giảm 5 - 10%.
6.2.3. Cảm biến thạch anh nhiều thành phần
Trong cảm biến loại này, các vòng đệm thạch anh được cắt theo các hướng khác nhau, khi đó chúng chỉ nhạy với một hướng xác định của lực.
Hình 6.3 C u t o c a c m bi n vòng m th ch anh 1) Các vòng m 2) Các t m 3) u n i dây 1 2 3 b) c) x y z Hình 6.4 C m bi n th ch anh nhi u thành ph n a) Ký hi u các tr c b) Các phi n c t c bi t c) C m bi n ba thành ph n vng góc a) b) c)
Thạch anh có năm hệ số điện áp d11, d12, d14, d25, d26, do đó một vịng đệm cắt theo phương của trục X chỉ nhạy với lực nén (vì có d11), các lực ký sinh tác động theo cạnh bên đều khơng gây nên hiệu ứng với vịng đệm và các ứng lực mà hiệu ứng của chúng liên quan đến d12, d14 sẽ khơng có mặt. Tương tự như vậy, một vòng đệm cắt theo phương Y chỉ nhạy với lực cắt theo bề dày (vì có d26) và bằng cách lắp ghép hợp lý có thể loại trừ hiệu ứng của các ứng lực liên quan đến d25 (cắt theo mặt). Hai mặt cắt đặc biệt này biểu diễn trên hình 6.4b, chúng được sử dụng để chế tạo các cảm biến thạch anh nhiều thành phần.
Trên hình 6.4c biểu diễn một cảm biến ba thành phần vng góc gồm ba cặp vịng trịn ghép với nhau, một cặp nhạy với lực nén Fx, hai mặt còn lại nhạy với lực cắt Fy và Fz vng góc với Fx.
6.2.4. Sơ đồ mạch đo