tailieunhanh - Bài giảng Đo lường và cảm biến: Chương 6 - ThS. Trần Văn Lợi

Bài giảng Đo lường và cảm biến - Chương 6: Đo biến dạng, lực và trọng lực giúp các bạn nắm vững nội dung kiến thức về cảm biến biến dạng (Strain gage), cảm biến trọng lượng – Load cell, đo áp suất. Để nắm vững nội dung chi tiết bài giảng tài liệu. | Chương 6 ĐO BIẾN DẠNG, LỰC VÀ TRỌNG LƯỢNG CẢM BIẾN BIẾN DẠNG (STRAIN GAGE) Cấu tạo của cảm biến biến dạng (strain gage): Cảm biến biến dạng gồm một sợi dây dẫn có điện trở suất (thường dùng hợp kim của Niken) có chiều dài là l và có tiết diện s, được cố dịnh trên một phiến cách điện như hình Hình Cảm biến biến dạng Khi đo biến dạng của một bề mặt dùng strain gage, người ta dán chặt strain gage lên trên bề mặt cần đo sao cho khi bề mặt bị biến dạng thì strain gage cũng bị biến dạng. Điện trở của cảm biến: R=r l s () Khi cảm biến bị biến dạng, do kích thước của dây dẫn bị thay đổi nên điện trở của cảm biến thay đổi một lượng DR : DR Dl Dr Ds = + R l r s () Trong đó: Dl : biến thiên chiếu dài của dây dẫn. Dr :biến thiên điện trở suất của dây dẫn. Ds : biến thiên tiết diện của dây dẫn. R: điện trở của cảm biến khi chưa bị biến dạng. Biến dạng dọc của dây dẫn kéo theo biến dạng ngang của dây. Nếu dây dẫn hình chữ nhật có các cạnh a, b hoặc dây dẫn tròn có đường kính d thì quan hệ giữa biến dạng dọc và ngang của dây như (). Trong đó v là hệ số Poisson. Trong vùng đàn hồi, v » . Tiết diện s của dây nên: Bài giảng Đo lường và cảm biến Trang 67 Sự thay đổi của điện trở suất của dây dẫn tuân theo quan hệ: Trong đó C là hằng số Bridman. V = , DV là thể tích và lượng biến thiên thể tích của dây dẫn. Thay (), () vào () ta được: Với Hình Cảm biến biến dạng (Strain gage) Ứng dụng của cảm biến biến dạng: Strain gage được dùng để đo lực, đo mô men xoắn của trục, đo biến dạng bề mặt của chi tiết cơ khí, dùng để chế tạo cảm biến trọng lượng (Loadcell), cảm biến đo ứng suất § Đo lực dùng cảm biến biến dạng: Để đo lực tác động lên một vật thể, ta dán strain gage vào một vật ứng lực (vật chứng) đặt giữa điểm tác dụng lực và vật chịu tác động sao cho biến dạng của cảm biến bằng với biến dạng của vật chứng, dưới tác dụng của lực tác động, vật chứng bị biến dạng sẽ làm cảm biến biến dạng là thay đổi điện trở của .