Nguyên lý đo lực

Đo lực bằng cách: Cân bằng lực cần đo với một lực đối kháng sao cho lực tổng hơp và momen tổng của chúng bằng không.

Lực cần đo F tác động lên vât trung gian

gây ra biên dang và lực đối kháng. Đo trực tiêp biên dang Lực. Đo gián tiêp thông qua sự thay đổi tinh chât của

vât liêu chê tao vât trung gian khi bi biên dang.

Cảm biên áp điên

Câu tao

Câu tao: Cảm biên co dang tâm mong chê tao tư vât liêu áp điên (thach anh, gốm PZT…) hai măt co phủ kim loai tương tự một tu điên.

Nguyên lý hoat động

Dựa vào hiêu ứng áp điên

Vât liêu ap điên

Lơp phủ kim loai

nguyên lý hoat động

Dưới tác dung của lực cơ học, tâm áp điên bi biên dang, làm xuât hiên trên hai bản cực các điên tich trái dâu. Hiêu điên thê xuât hiên giữa hai bản cực (V) tỉ lê với lực tác dung (F).

+

V~ F

F

F

+ + + + + + + + + + - - - - - - - - - -

+Q

-Q

Các dang biên dang cơ bản:

+

V~ F

F

F

+

V~ F F F

+

V~ F F

F

a) Theo chiều dọc

F

F

V~ F

b) Theo chiều ngang

c) Cắt theo bề dày

d) Cắt theo bề mặt

Cảm biên thach anh kiểu vòng đêm

Phiên căt tư đơn tinh thể thach anh, nhay với lực nen dọc theo chiêu truc.

Đăc điểm:

Chỉ nhay với lực nen theo chiêu truc đo lực nen (co thể đo lực keo bằng cách nen trước).

Giới han trên của dải đo cỡ tư vài kN (với đường kinh ~ 1 cm) đên 103 kN ( với đường kinh ~ 10 cm).

1

2 31. Cac vòng đêm

2. Cac tấm đế

3. Đầu nối dây

Sơ đồ khuêch đai điên tich

Đầu vào (điện tích) Đầu ra (điện áp)

Bộ chuyển đổiđiện tích

Chuẩn độ nhạy và khuếch đại vi sai

Bộ lọc

Bộ khuếch đạiđầu ra

VdQ

dtRS CS V0

+Q Q

Cr

Sơ đồ khối bô chuyên đôi điên tich – điên ap

II Load cell Câu tao:

Load cell là thiêt bi chuyển năng: chuyển đổi lực hoăc trọng lương tin hiêu điên

Load cell thường sử dung 4 cảm biên biên dang và kêt nối thành mach cầu Wheatstone.

Các loadcell là những cảm biến lực (khối lượng, mô-men xoắn, ...).

Khi lực được tác dụng lên một loadcell, loadcell sẽ chuyển đổi lực tác dụng thành tín hiệu điện. Các loadcell cũng được biết đến như là "đầu dò tải" (load transducer) bởi vì nó cũng có thể chuyển đổi một tải trọng (lực tác dụng) thành tín hiệu điện.

Cấu tạo của một loadcellMột loadcell thường bao gồm các strain gauges được dán vào bề mặt của thân loadcell. Xem bài Strain gauge là gì ?

Thân loadcell là một khối kim loại đàn hồi và tùy theo từng loại loadcell và mục đích sử dụng loadcell, thân loadcell được thiết kế có hình dạng đặc biệt khác nhau và chế tạo bằng vật liệu kim loại khác nhau (nhôm hợp kim, thép không gỉ, thép hợp kim).

Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình dưới và được dán vào bề mặt của thân loadcell.

Tín hiệu điện tử ngõ ra của loadcell có thể là một sự thay đổi điện áp, thay đổi tín hiệu dòng, tín hiệu số hoặc thay đổi tần số tùy thuộc vào loại loadcell và mạch sử dụng, phổ biến nhất là loadcell thay đổi điện áp.

Các loadcell có thể sử dụng điện trở (strain gauge), điện dung, kỹ thuật bù lực điện từ. Phổ biến nhất là các loadcell có sẵn dựa trên nguyên tắc thay đổi điện trở để đáp ứng với một tải áp dụng. Vì thế ở đây, ta sẽ nói về loadcell sử dụng điện trở (strain gauge)

Strain gauge là thành phần cấu tạo chính của load cell, nó bao gồm một sợi dây kim loại mảnh đặt trên một tấm cách điện đàn hồi. Để tăng chiều dài của dây điện trở strain gauge, người ta đặt chúng theo hình ziczac, mục đích là để tăng độ biến dạng khi bị lực tác dụng qua đó tăng độ chính xác của thiết bị cảm biến sử dụng strain gauge.

Phân loai:

Loại nén

5,000-60,000 Kg

Loại thanh uốn

5-500 Kg

Loai thanh trươt

500-5000 Kg

Loại S (Đo lực keo và nen)

50 – 5000 Kg

1-1000 Kg

Loại đơn điểm

3. Load cell

Một số ứng dung

3. Load cell

Tuesday, April 18, 2023

16

Một số cảm biên đo lực khác a) Cảm biên lực điên dung

Đo đươc lực dọc và lực căt

b) Cảm biên lực áp trở

b) Cảm biên lực áp trở

c) Cảm biên lực quang học

Tuesday, April 18, 2023

20

d) Cảm biên lực bằng lực tư