X là đại lượng khôngđiện cần đo ( đại lượng chủ đạo ).
1 > Do vậy nên chọn cảm biến
1.4.1.2. Chuyển đổithụ động
Lập tức phát tín hiệu đáp trả lại sự tác động bên ngoài mà không cần năng lượng cung cấp từ bên ngoài .
Nguồn tín hiệu output có được nhờ các tác nhân kích thích Ví dụ : cặp nhiệt điện thermocouple
Chuyển đổiáp điện (Piezoelectric sensors)
Chuyển đổi thụ động thường được chế tạo từ những trở kháng có một trong các thông số chủ yếu nhạy với đại lượng cần đo. Một mặt giá trị của trở kháng phụ thuộc vào kích thước hình học của mẫu, nhưng mặt khác nó còn phụ thuộc vào tính chất điện của vật liệu như điện trở suất ρ, từ thẩm µ ,hằng số điện môi ε. Vì vậy giá trị của trở kháng thay đổi dưới tác dụng của đại lượng đo ảnh hưởng riêng biệt đến kích thước hình học và tính chất điện của vật liệu.
Thông số hình học hoặc kích thước của trở kháng có thể thay đổi nếu chuyển đổi có phần tử chuyển động hay phần tử biến dạng. Trong trường hợp thứ nhất, chuyển đổicó chứa phần tử động, mỗi vị trí của phần tử chuyển động tương ứng với một giá trị của trở kháng cho nên đo giá trị của trở kháng sẽ xác định được vị trí của đối tượng. Đây là nguyên lý của nhiều loại chuyển đổi vị trí hoặc dịch chuyển (chuyển đổi điện thế, chuyển đổi cảm ứng có lõi động, tụ điện dùng bản cực di động …). Trong trường hợp thứ hai, chuyển đổi có phần tử biến dạng. Sự biến dạng được gây nên bởi lực hoặc các đại lượng dẫn đến lực ( áp suất, gia tốc) tác dụng trực tiếp hoặc gián tiếp lên chuyển đổi(thí dụ bản cực di động của tụ điện chịu tác dụng của áp suất vi sai, chuyển đổiđo ứng lực liên quan chặt chẽ đến cấu trúc chịu tác dụng của ứng suất Sự thay đổi của trở kháng (do biến dạng ) liên quan đến lực tác động lên cấu trúc, nghĩa là tác động của đại lượng cần đo được biến đổi thành tín hiệu điện ( hiệu ứng áp trở).
Phụ thuộc vào bản chất của các vật liệu khác nhau, tính chất điện của chúng, có thể nhạy với nhiều đại lượng vật lý như nhiệt độ, độ chiếu sáng, áp suất,độ ẩm …Nếu chĩ có một trong các đị lượng nêu trên có thể thay đổi và tất cả các đại lượng khác được giữ không đổi, chúng ta sẽ thiết lập được sự tương ứng đơn trị giữa giá trị của đại lượng này và trở kháng của cảm biến. Đường cong chuẩn sẽ thể hiện sự tương ứng đó và cho phép xác định giá trị của đại lượng cần đo từ phép đo trở kháng.
Bảng 1.1. Đặc trưng các đại lượng cần đo.
Đại lượng cần đo Đặc trưng nhạy cảm Loại vật liệu sử dụng
Nhiệt độ ρ Kim loại :Pt, Ni, Cu, Bán dẫn
Bức xạ ánh sáng ρ Bán dẫn
Biến dạng ρ
Từ thẩm(µ) Hợp kim Ni, Si, pha tạp Hợp kim sắt từ
Vị trí (nam châm) ρ Vật liệu từ điện trở : Bi ,InSb
Độ ẩm ρ, ε LiCl, Al2O3, polyme
Trở kháng của chuyển đổithụ động và sư ïthay đổi của trở kháng dưới tác dụng của đại lượng cần đo chỉ có thể xác định được khi chuyển đổilà một thành phần trong một mạch điện. Trên thực tế, tùy từng trường hợp cụ thể mà người ta chọn mạch đo cho thích hợp với chuyển đổi.