2.
3.1.3.3 Lực kế điện dung
r Q U C
Hình 3.10 Mạch khuyếch đại dùng trong lực kế áp điện
Trong đó:
U0: điện thế ngõ ra Rt: điện trở không đổi theo thời gian
A: độ khuyếch đại (hoặc điện trở của điện dung)
Ct: điện dung cảm biến Ri: điện trở vào (cáp và dây nối)
Cc: điện dung dây nối Q: điện tích thu đƣợc tử phần tử áp điện
Cr: phạm vi hoặc tụ điện phản hồi âm
3.1.3.3 Lực kế điện dung
Albrecht đã đo lực cắt nguyên công phay ở tốc độ 12000 vòng/phút bằng một dao phay trụ năm khía. Các lực đƣợc phát hiện bằng cách đo khoảng cách giữa phần chính một cảm biến dịch chuyển điện dung gắn trên giá đỡ ở trục chính (nhƣ trong hình 3.11) và trục quay chính. Hệ thống này có những đặc điểm sau đây [25]:
- Không hạn chế không gian làm việc và các thông số cắt
HVTH: Đinh Văn Đức Trang 60
- Không nhạy với mòn vì cảm biến không tiếp xúc với hệ thống
- Độc lập với khối lƣợng phôi
- Hiệu quả chi phí.
Hình 3.11 Trục chính được gắn cảm biến điện dung
Tuy nhiên, băng thông tần số của cảm biến bị giới hạn bởi độ rung của kết cấu trục chính và chi tiết tƣơng ứng với 350 Hz. Vì lí do này Albrecht đƣa ra một phƣơng pháp bù của các phép đo lực cho phép để tăng băng thông tần số 1 kHz.
Việc áp dụng phƣơng pháp này là cần thiết bởi nhu cầu ngày càng tăng cao hơn năng suất vật liệu hớt đi chẳng hạn để các bộ phận máy lớn và phức tạp nhƣ gân máy bay, khuôn dập, khuôn ép phun, cánh quạt tua-bin. Tuy nhiên, kết cấu lực kế loại này rất phức tạp.