26. 83
cuûa thermocouple seõ xuaát hieän söùc ñieän ñoäng e phuï thuoäc vaøo cheâng leäch nhieät ñoä vaø phuï
thuoäc vaøo baøn chaát cuûa vaät lieäu duøng cheá taïo caûm bieán.
Xeùt moät caëp nhieät ñöôïc cheá taïo töø 2 kim loaïi A vaø B:
Theo hieäu öùng Seebeck thì söùc ñieän ñoäng e sinh ra treân caëp nhieät:
)8.4()()( 2121//////
221221
TTKTTKPPPeePPPe BA
T
BM
T
AM
T
BABA
T
BM
T
AM
T
BA −−−+++=−+++=
Trong ñoù: 221
/// ,, T
AM
T
BM
T
BA PPP laø söùc ñieän ñoäng Peltier, chæ phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä cuûa
tieáp xuùc giöõa 2 kim loaïi vaø baûn chaát cuûa 2 kim loaïi. eA, eB laø söùc ñieän ñoäng Thomson, KA, KB
laø heä soá söùc ñieän ñoäng nhieät ñieän. (4.8) ñöôïc vieát laïi:
)9.4()()( 2121///
221
TTKTTKPPPe BA
T
BM
T
MA
T
BA −−−++−=
)10.4()()()()( 2121//2121//
2121
TTKTTKPPTTKTTKPPe BA
T
BA
T
BABA
T
AB
T
BA −−−+−=−−−++==>
hay: )11.4()())(()()()( 2121212121 TTKTTPKKTTKTTKTTPe BABA −=−−−=−−−+−=
Vôùi K = KA – KB – P, P laø heä soá phuï thuoäc vaøo baûn chaát kim loaïi. Ta coù söùc ñieän ñoäng sinh
ra ôû 2 ñaàu caëp nhieät:
)12.4()( 21 TKTTKe ∆=−=
Trong ñoù heä soá K coù theå xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm baèng caùch ño söùc ñieän ñoäng cuûa
caûm bieán ôû nhieät ñoä ñaõ bieát, döïa vaøo phöông trình (4.12) ta xaùc ñònh ñöôïc K
Ñaëc tuyeán vaøo ra cuûa thermocouple nhö hình 4.12
Hình 4.12 Quan heä vaøo ra cuûa thermocouple
Töø (4.12) ta thaáy: Söùc ñieän ñoäng nhieät ñieän sinh ra treân Thermocouple phuï thuoäc vaøo
hieäu soá cuûa nhieät ñoä ñaàu noùng T1 vaø nhieät ñoä ñaàu laïnh T2 vì vaäy khi ño nhieät ñoä duøng
thermocouple, ta phaûi giöõ nhieät ñoä ñaàu laïnh khoâng ñoåi. Tuy nhieân nhieät ñoä ñaàu laïnh T2
T2T1
A
B
e
M
M
Daây noái
0 200 600 1000 1400 T[o
C]
E[mV
10
20
30
40
50
60
70
80
E
J
K
27. 84
thöôøng chính laø nhieät ñoä moâi tröôøng neân vieäc giöõ coá ñònh raát khoù vì vaäy ngöôøi ta thöôøng
duøng bieän phaùp loaïi boû söï aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñaàu laïnh baèng chaùch buø nhieät.
Hình 4.12: Sô ñoà buø nhieät ñoä ñaàu laïnh cho thermocouple.
d.3 Maïch ño duøng Thermocouple:
Trong maïch treân :
)13.4(211 KTKTV −=
)14.4(.10.)73,2)273(10( 2
2
1
2
2
2
1
2
2 T
R
R
T
R
R
V −−
=−+=
( ) )15.4(1011 2
2
1
2
21
7
8
21
7
8
+−
+=+
+= −
T
R
R
KTKT
R
R
VV
R
R
Vo
Chænh tyû soá
1
2
R
R
sao cho 2
2
1
2
10 KT
R
R
=−
khi ñoù:
)16.4(1 1
1
2
KT
R
R
Vo
+=
Maïch ño
Maïch buø
KT2
Vo = KT1 – KT2 + KT2 = KT1
T1
Hình 4.13: Maïch ño nhieät ñoä duøng Thermocouple buø nhieät duøng LM 335
Vcc
Vcc
Vo
+
-
U2
3
2
6
7
1
4
8
13
2
13
2
+
-
3
2
6
7
1
4
8
+
-
U3
OP-07
3
2
6
7
1
4
8
2,73[V]
R1
R3
R2
R4
R5
R6
R7 R8
R9
Maïch buø nhieät duøng LM 335
V1
V2
28. 85
V. CAÛM BIEÁN VÒ TRÍ VAØ DÒCH CHUYEÅN:
V.1 Caûm Bieán Bieán Trôû:
a. Caáu taïo cuûa caûm bieán bieán trôû:
Caûm bieán bieán trôû coù caáu taïo ñôn giaûn vaø giaù thaønh reû. Caûm bieán bao goàm daây quaán
thöôøng ñöôïc laøm baèng hôïp kim coù khaû naêng chòu maøi moøn toát nhö: Ni-Cr, Ni-Cu, Ni-Cu-Fe,
Ag-Pd …, coù ñöôøng kính töø 0,02 ñeán 0,1 mm, ñöôïc quaán ñöôïc quaán treân moät loõi laøm baèng vaät
lieäu caùch ñieän nhö : goám, söù, bakelit …. Daây quaán thöôøng coù ñieän trôû töø vaøi chuïc ohm tôùi vaøi
nghìn ohm, ñöôïc traùng moät lôùp caùch ñieän ñeå coù theå quaán saùt nhau. Treân loõi vaø daây quaán coù
moät con tröôït ñöôïc laøm baèng hôïp kim coù löïc ñaøn hoài vaø tieáp xuùc toát.
Hình 5.1 Caûm bieán dòch chuyeån bieán trôû vaø quan heä giöõa bieán trôû vaø di chuyeån cuûa con tröôït
b. Hoaït ñoäng vaø phöông trình chuyeån ñoåi cuûa caûm bieán bieân trôû:
Con tröôït ñöôïc lieân keát cô khí vôùi ñoái töôïng caàn ño ñòch chuyeån. Khi ñoái töôïng di
chuyeån seõ laøm cho con tröôït di chuyeån laøm cho ñieän trôû Rx thay ñoåi.
)1.5(x
L
R
Rx =
Trong (5.1) L laø chieàu daøi cuûa caûm bieán, x laø dòch chuyeån cuûa con chaïy.
Caûm bieán bieán trôû chæ cho pheùp phaùt hieän bieán thieân cuûa di chuyeån baèng khoaûng caùch
giöõa 2 voøng daây. Neáu goïi khoaûng caùch giöõa 2 voøng daây laø lo, soá voøng daây cuûa caûm bieán laø W
thì caûm bieán bieán trôû chæ phaùt hieän ñöôïc bieán thieân di chuyeån laø: )2.5(
W
L
lo =
Nhö vaäy sai soá cuûa caûm bieán laø: )3.5(
22 R
RL
W
Llo ∆
±=±=±=ε
Trong heä thöùc (5.3) thì ∆R laø ñieän trôû cuûa moät voøng daây.
c. Maïch ño duøng caûm bieán bieán trôû:
Ñeå chuyeån söï thay ñoåi ñieän trôû cuûa caûm bieán theo dòch chuyeån thaønh söï thay ñoåi ñieän
aùp, ta keát noái caûm bieán vôùi maïch ño nhö hình 5.2.
Rx
x0
Rx Loõi caùch ñieän
Con tröôït
R
29. 86
Hình 5.2: Maïch ño duøng caûm bieán bieán trôû.
)4.5(11
1
2
1
2
xV
L
R
R
R
V
R
R
R
R
V cccc
x
o
+=
+=
Töø heä thöùc (5.4) ta thaáy ñieän aùp ra cuûa maïch ño tuyeán tính theo dòch chuyeån.
V.2 Caûm Bieán Töø:
Caûm bieán töø duøng ñeå ño dòch chuyeån hoaëc khoaûng caùch nhoû.
a. Caáu taïo vaø hoaït ñoäng cuûa caûm bieán ñieän töø:
Caûm bieán ñieän töø coù caáu taïo laø moät khung daây hôûn nhö hình 5.3
Muïc tieâu laø moät phaàn cuûa ñoái töôïng caàn ño dòch chuyeån hay khoaûng caùch nhoû, khi
muïc tieâu di chuyeån laø cho khe hôû khoâng khí δ thay ñoåi laø cho töø trôû cuûa maïch töø thay ñoåi laøm
cho ñieän caûm cuûa cuoän daây thay ñoåi. Neáu boû qua ñieän trôû cuûa daây daãn vaø boû qua töø trôû cuûa
loõi saét töø thì ñieän caûm cuûa cuoän daây:
)5.5(
1
0
0
2
f
fl
l
sWL
µ
µ
+
=
Trong (5.5): l0 vaø lf laø chieàu daøi trung bình cuûa ñöôøng söùc töø trong loõi saét töø vaø trong
khoâng khí, l0 = 2δ = ∆x, µ0 laø ñoä töø thaåm cuûa khoâng khí 7
0 104 −
= πµ , µf laø ñoä töø thaåm cuûa loõi
saét töø 43
1010 ÷=fµ , s laø tieát dieän cuûa khe hôû khoâng khí, W laø soá voøng daây,
- Maïch ño:
Maïch ño laø moät caàu xoay chieàu nhö hình 5.4
Vcc
Vo
13
2
+
-
U2
3
2
6
7
1
4
8
R1 R2
Rx
Muïc tieâu
Loõi saét töø
Cuoän daây
Lx
δ
∆x
Hình 5.3 Caáu taïo cuûa caûm bieán töø
31. 88
Ví duï 2: Duøng caûm bieán töø ño ñoä cao cuûa ñinh oác
Hình 5.7 Duøng caûm bieán töø ño ñoä cao cuûa ñinh oác
Ví duï 3: Duøng caûm bieán töø ño ñoä leäch taâm cuûa cô caáu cam
Hình 5.8 Duøng caûm bieán töø ño ñoä leäch taâm cuûa cô caáu cam
V.2 Caûm Bieán Bieán AÙp Vi Sai:
a. Caáu taïo vaø nguyeân lyù cuûa bieán aùp vi sai:
Caûm bieán bieán aùp vi sai goàm coù moät cuoän sô caáp vaø hai cuoän thöù caáp quaán treân moät oáng
hình truï, trong oáng coù moät loõi ferite di chueån töï do. Hai cuoän thöù caáp ñöôïc maéc ñoái xöùng so
vôùi cuoän sô caáp sao cho söùc ñieän doäng caûm öùng sinh ra treân hai cuoän daây naøy ngöôïc pha vôùi
nhau. Cuoän daây sô caáp ñöôïc nuoâi baèng nguoàn xoay chieàu Vi.
Hình 5.9 Caáu taïo cuûa bieán aùp vi sai
Sô ñoà nguyeân lyù cuûa bieán aùp vi sai nhö hình 5.10
Hình 5.10 Sô ñoà nguyeân lyù cuûa bieán aùp vi sai.
Cô caáu cam
Caûm bieán
Boä xöû lyù
Caûm bieán
Ñinh oác Boä xöû lyù
Vi
Vo
Loõi saét töø
x
x
Vo = e1 – e2e1
e2
Vi
32. 89
Loõi ferite ñöôïc lieân keát cô khí vôùi ñoái töôïng caàn ño vò trí. Khi loõi ferite naèm ôû vò trí
caùch ñeàu giöõa 2 cuoän daây thöù caáp (x=0), söùc ñieän e1 = e2 neân Vo = 0. Khi ñoái töôïng di chuyeån
laøm loõi ferite di chuyeån vaø naèm leäch so vôùi 2 cuoän daây thöù caáp, khi ñoù söùc ñieän ñoäng sinh ea
treân 2 cuoän thöù caáp khoâng baèng nhau laøm xuaát hieän ñieän aùp ra Vo = e1 – e2 = α.x.Vi tyû leä vôùi
dòch chuyeån x cuûa loõi ferite.
Hình 5.11 Caûm bieán bieán aùp vi sai
Hình 5.12 Maïch ñieän ngoõ ra vaø ñaëc tuyeán ngoõ ra cuûa caûm bieán bieán aùp vi sai
b. ÖÙng duïng cuûa caûm bieán bieán aùp vi sai:
Caûm bieán bieán aùp vi sai ñöôïc duøng ñeå ño dòch chuyeån, ño ñoä daøy cuûa vaät lieäu, ño
khoaûng caùch, ño ñoä phaúng cuûa beà maët … Sau ñaây laø moät soá ví duï öùng duïng cuûa caûm bieán bieán
aùp vi sai.
Ví duï 1: Duøng bieán aùp vi sai ño ñoä nhaün cuûa beà maët chi tieát cô khí.
Hình 5.13 Ño ñoä nhaün cuûa beá maët chi tieát cô khí
Voøi phun
daàu boâi trôn
Caûm bieán
Chi tieát
33. 90
Ví duï 2: Ño ñoä daøy moûng duøng bieán aùp vi sai.
Hình 5.14 Ño ñoä daøy moûng duøng bieán aùp vi sai
V.3 Encoder:
a. Caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieän cuûa Encoder:
Encoder coù caáu taïo goàm moât ñóa maõ coù khaéc vaïch saùng toái, ñaët giöõa nguoàn saùng vaø
transistor quang (phototransistor). Encoder coù 2 loaïi: Encoder töông ñoái vaø encoder tuyeát ñoái.
- Encoder töông ñoái:
Encoder töông ñoái coù caáu taïo goàm moät ñóa maõ treân ñoù coù khaéc moät voøng caùc vaïch toái
saùng nhö hình 5.15
Boä thu phaùt hoàng ngoaïi coù caáu taïo goàm ba caëp thu phaùt hoàng ngoaïi boá trí nhö hình
5.16
Hình 5.16 Sô ñoà thu phaùt hoàng ngoaïi vaø boá trí caùc caëp thu phaùt trong encoder
Hai caëp thu phaùt A, B ñöôïc boá trí sao cho truïc tia saùng naèm treân ñöôøng troøn qua taâm loã
troáng nhöng leäch nhau, khi truïc tia saùng cuûa caëp A ñi qua taâm cuûa moät loã troáng thì truïc tia
saùng caêp B seõ chieáu qua bieân cuûa loã troáng. Caëp Z ñöôïc boá trí coù truïc tia saùng ñi chæ ñi qua loã
troáng lôùn maø khoâng qua caùc loã troáng coøn laïi.
Caûm bieánChi tieát
Ñóa maõ
Loã troáng
Truïc tia saùng
Ñóa maõ
Boä thu phaùt
hoàng ngoaïi
OÅ bi
Voû
Truïc quay
Led hoàng ngoaïi
Phototransistor
Hình 5.15 Caáu taïo cuûa encoder töông ñoái
Daây daãn
Led A
Led B
Led Z
Phototransistor A
Phototransistor B
Phototransistor Z
Vcc Vcc
Out
1
3
34. 91
Khi ñóa maõ quay, loã troáng seõ laàn löôït ñi qua caùc truïc tia saùng cuûa caëp A vaø caëp B. Khi
truïc tia saùng cuûa caëp naøo xuyeân qua loã troáng thì ôû phototransistor seõ cho ra tín hieäu möùc 1,
ngöôïc laïi thì ôû phototransistor seõ cho ra tín hieäu möùc 0. Soá xung phaùt ra ôû ngoõ ra cuûa moãi
phototransistor A, B seõ baèng soá loã troáng treân ñóa maõ. Khi ñóa maõ quay ñöôïc moät voøng thì
phototransistor Z seõ phaùt ra moät xung. Giaûn ñoà xung cuûa Encoder töông ñoái nhö hình 5.17.
Döïa vaøo thöù töï xuaát hieän cuûa caùc xung ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc chieàu quay cuûa
encoder.
Hình 5.18 hình daïng cuûa encoder töông ñoái
Ñoä phaân giaûi cuûa encoder tuyø thuoäc vaøo soá loã troáng (vaïch saùng toái) treân ñóa maõ.
Thöôøng thì ñóa maõ coù soá loã troáng laø: 100, 200, 500, 1000 loã. Neáu goïi soá loã troáng treân ñóa maõ
(soá xung phaùt ra) laø n thí ñoä phaân giaûi cuûa encoder laø s: )6.5(
360
n
s
o
=
- Encoder tuyeät ñoái (Absolute Encoder):
Encoder tuyeät ñoái coù caáu taïo goàm moät ñóa maõ treân ñoù coù khaéc nhieàu voøng caùc vaïch toái saùng
nhö hình 5.15. Soá voøng caùc loã troáng treân ñóa maõ chính laø soá bit cuûa encoder.
A
B
Z
Quay ngöôïc
A
B
Z
Quay thuaän
Hình 5.17 Giaûn ñoà xung cuûa encoder töông ñoái
Truïc tia
Ñóa maõ
Boä thu phaùt
hoàng ngoaïi
OÅ bi
Voû
Truïc
Led hoàng ngoaïi
Phototransisto
Hình 5.19 Caáu taïo cuûa encoder tuyeät ñoái 3 bit
Daây daãn
000
001
Ñóa maõ
Loã troáng
010011
100
101
110 111
35. 92
Boä thu phaùt hoàng ngoaïi coù caáu taïo goàm ba caëp thu phaùt hoàng ngoaïi boá trí nhö hình
5.16
Hình 5.20 Sô ñoà thu phaùt hoàng ngoaïi trong emcoder tuyeät ñoái
Caùc caëp thu phaùt hoàng ngoaïi ñöôïc boá trí thaúng haøng sao cho truïc tia saùng cuûa moãi caëp
thu phaùt seõ ñi qua taâm cuûa moät loã troáng. Khi ñóa maõ quay thì ôû ngoõ ra seõ taïo ra moät soá nhò
phaân, maõ BCD hoaëc maõ Gray tuyø vaøo caùch ñuïc loã treân ñóa maõ. Neáu goïi soá bit ngoõ ra cuûa
encoder tuyeät ñoái laø n thì khi encoder quay moät voøng seõ cho ra 2n
giaù trò, goïi ñoä phaân giaûi
cuûa encoder laø s:
)7.5(
2
3600
n
s =
Hình 5.21 Hình daïng cuûa encoder tuyeät ñoái
Maïch ngoõ ra cuûa encoder:
Hình 5.22 Maïch ngoõ ra cuûa encoder
b. ÖÙng duïng cuûa encoder:
Encoder ñöôïc duøng ñeå ño toác ñoä, ño chieàu daøi, ño dòch chuyeån, ño vò trí, ño goùc quay
….
D0 (LSB)
D1
D2
36. 93
Ví duï 1: Duøng encoder ñeå ño toác ñoä baêng taûi trong maùy roùt nöôùc chai.
Hình 5.23 Duøng encoder ño toác ñoä baêng taûi
Ví duï 2: Duøng encoder ñeå ño chieáu daøi trong maùy caét kim loaïi.
Hình 5.24 duøng encoder ño chieàu daøi
Maïch ño töø 0 ÷99 duøng encoder töông ñoái:
Hình 5.25 Maïch ño 2 digit duøng IC ñeám leân/xuoáng Hex
Encoder
Encoder
Vcc
Vcc
D
CK
Q
QN
RS
CLK
D/U
QA
QB
QC
QD
1
2
3
RS
CLK
D/U
QA
QB
QC
QD
1
2
3
U5
7
1
2
6
3
4
5
13
12
11
10
9
15
14
A
B
C
D
LT
BI
LE
A
B
C
D
E
F
G
7
1
2
6
3
4
5
13
12
11
10
9
15
14
A
B
C
D
LT
BI
LE
A
B
C
D
E
F
G
R1
1 16
2 15
3 14
4 13
5 12
6 11
7 10
8 9
R2
1 16
2 15
3 14
4 13
5 12
6 11
7 10
8 9
A
B
A
37. 94
VI. CAÛM BIEÁN LÖÏC, TROÏNG LÖÔÏNG:
VI.1 Caûm Bieán Bieán Daïng :
a. Caáu taïo cuûa caûm bieán bieán daïng:
Caûm bieán bieán daïng goàm moät sôïi daây daãn coù ñieän trôû suaát ρ (thöôøng duøng hôïp kim
cuûa Niken) coù chieàu daøi laø l vaø coù tieát dieän s, ñöôïc coá dònh treân moät phieán caùch ñieän nhö
hình 6.1
Khi ño bieán daïng cuûa moät beà maët duøng strain gage, ngöôøi ta daùn chaët strain gage leân
treân beà maët caàn ño sao cho khi beà maët bò bieán daïng thì strain gage cuõng bò bieán daïng. Ñieän
trôû cuûa caûm bieán:
)1.6(
s
l
R ρ=
Khi caûm bieán bò bieán daïng, do kích thöôùc cuûa daây daãn bò thay ñoåi neân ñieän trôû cuûa
caûm bieán thay ñoåi moät löôïng ∆R:
)2.6(
s
s
l
l
R
R ∆
−
∆
+
∆
=
∆
ρ
ρ
Trong ñoù: ∆l laø bieán thieân chieáu daøi cuûa daây daãn, ∆ρ laø bieán thieân ñieän trôû suaát cuûa
daây daãn vaø ∆s laø bieán thieân tieát dieän cuûa daây daãn, R laø ñieän trôû cuûa caûm bieán khi chöa bò
bieán daïng.
Bieán daïng doïc cuûa daây daãn keùo theo bieán daïng ngang cuûa daây. Neáu daây daãn hình chöõ
nhaät coù caùc caïnh a, b hoaëc daây daãn troøn coù ñöôøng kính d thì quan heä giöõa bieán daïng doïc vaø
ngang cuûa daây nhö (6.3).
)3.6(
l
l
d
d
b
b
a
a ∆
−=
∆
=
∆
=
∆
ν
Trong ñoù ν laø heä soá Poisson. Trong vuøng ñaøn hoài, ν ≈ 0,3. Tieát dieän s cuûa daây
4
.
2
d
bas
π
== neân:
)4.6(2
l
l
s
s ∆
−=
∆
ν
Söï thay ñoåi cuûa ñieän trôû suaát cuûa daây daãn tuaân theo quan heä:
( ) )5.6(21
l
l
C
V
V
C
∆
−=
∆
=
∆
ν
ρ
ρ
Trong ñoù C laø haèng soá Bridman. V = l.s, ∆V laø theå tích vaø löôïng bieán thieân theå tích
cuûa daây daãn.
Phieán caùch
ñieän
Daây daãn
Hình 6.1 Caûm bieán bieán daïng
Rx=R+∆R
38. 95
Thay (6.4), (6.5) vaøo (6.2) ta ñöôïc: ( ) )6.6(221
l
l
K
l
l
CC
R
R ∆
=
∆
−++=
∆
νν
Vôùi ( )νν CCK 221 −++= .
Hình 6.2 Caûm bieán bieán daïng (Strain gage)
b. ÖÙng duïng cuûa caûm bieán bieán daïng:
Strain gage ñöôïc duøng ñeå ño löïc, ño moâ men xoaén cuûa truïc, ño bieán daïng beà maët cuûa
chi tieát cô khí, duøng ñeå cheá taïo caûm bieán troïng löôïng (Loadcell), caûm bieán ño öùng suaát …
- Ño löïc duøng caûm bieán bieán daïng:
Ñeå ño löïc taùc ñoäng leân moät vaät theå, ta daùn strain gage vaøo moät vaät öùng löïc (vaät
chöùng) ñaët giöõa ñieåm taùc duïng löïc vaø vaät chòu taùc ñoäng sao cho bieán daïng cuûa caûm bieán
baèng vôùi bieán daïng cuûa vaät chöùng, döôùi taùc duïng cuûa löïc taùc ñoäng, vaät chöùng bò bieán daïng seõ
laøm caûm bieán bieán daïng laø thay ñoåi ñieän trôû cuûa caûm bieán, ño söï thay doåi ñieän trôû cuûa caûm
bieán ta suy ra löïc taùc duïng.
Khi vaät chöùng bò taùc duïng bôûi löïc F noù seõ bò bieán daïng theo phöông öùng löïc moät löôïng
ε:
)7.6(
11
S
F
YYl
l
==
∆
= σε
Trong ñoù: ε laø bieán daïng cuûa vaät chöùng, σ laø öùng löïc, Y laø module Young, S laø tieát
dieän cuûa vaät chöùng, F laø löïc taùc duïng. Töông öùng vôùi caùc vaät lieäu khaùc nhau thì module
Young seõ khaùc nhau.
Ví duï: Ño löïc eùp cho maùy eùp coïc beâ toâng hình 6.4:
Strain gage
Vaät chöùng
Hình 6.3 Caûm bieán bieán daïng
Rx=R+∆R
Löïc taùc ñoäng F
Vaät chòu löïc
39. 96
- Ño moâ men xoaén duøng caûm bieán bieán daïng:
Ñeå ño moâ men xoaén cuûa truïc quay, ta daùn 2 strain gage leân treân truïc quay theo höôùng
cuûa öùng suaát (Nghieâng 45o
so vôùi truïc) vaø 2 strain gage coù truïc vuoâng goùc vôùi nhau nhö hình
6.5 vaø 2 strain gage ñöôïc boá trí sao cho moät strain gage neùn vaø moät strain gage giaõn.
Khi chòu taùc duïng cuûa ngaãu löïc, treân beà maët cuûa truïc quay seõ xuaát hieän moät bieán daïng
ε
)8.6(
16
3
4
3
4
2
D
T
YYl
l
π
γε ==
∆
=
Trong ñoù: T laø moâ men taùc ñoäng leân truïc, Y laø module Young, D laø baùn kính beà maët
truïc
Ví duï: Ño moâ men xoaén treân truïc cuûa heä tuabin maùy phaùt:
Hình 6.7 Caûm bieán ño moâ men xoaén
- Maïch ño duøng strain gage:
Trong tröôøng hôïp duøng 2 strain gage thì Rx1 seõ laø strain gage neùn ( Rx1 = R - ∆R),
Rx2 seõ laø strain gage giaõn ( Rx1 = R + ∆R).
Trong maïch ño hình 6.8a thí ñieän aùp ngoõ ra Vo laø:
Hình 6.4 Maùy eùp coïc beâ toâng
Taûi giöõ
giaù eùp
Giaù eùp
Taûi giöõ
giaù eùp
Xy lanh thuûy
Coïc beâ toângVaät chöùng Hình 6.5 Daùn strain gage leân
truïc ñeå ño moâ men xoaén
450
450
A
B
Tua bin Maùy phaùt
Chaân maùy
Truïc quay
Hình 6.6 Heä tua bin maùy phaùt
40. 97
a. Maïch ño moät strain gage b. Maïch ño 2 strain gage
Hình 6.8 Maïch ño duøng Strain gage
)9.6(
)2(22
1
2 1
2
1
2
cccco V
RR
R
R
R
V
RR
RR
R
R
V
∆+
∆
−=
−
∆+
∆+
−=
Trong maïch ño hình 6.8b, ñieän aùp ngoõ ra Vo laø:
)10.6(
22
1
2 1
2
1
2
cccco V
R
R
R
R
V
R
RR
R
R
V
∆
−=
−
∆+
−=
VI.2 Caûm Bieán Troïng Löôïng (Loadcell) :
a. Caáu taïo cuûa Loadcell:
- Loadcell goàm moät vaät chöùng ñaøn hoài, laø moät khoái nhoâm hoaëc theùp khoâng ræ ñöôïc xöû lyù ñaëc
bieät, treân vaät chöùng coù daùn 4 strain gage. Khi vaät chöùng bò bieán daïng döôùi taùc duïng cuûa troïng
löôïng taùc ñoäng vaøo loadcell thì coù theå coù 2 hoaëc 4 strain gage bò taùc ñoäng. Tuyø vaøo daïng cuûa
vaät chöùng ta coù caùc loaïi loadcell.
Hình 6.9 Caáu taïo cuûa loadcell
VCC
Vo
R
R
R
Rx
+
- OP-07
3
2
6
7
1
4
8
R1
R3
R2
R4
Vcc
Vo
R
R Rx1
Rx2
+
-
U1
OP-07
3
2
6
7
1
4
8
R1
R2
R3
R4
Vaät chöùng
Starin gage 1 Starin gage 2
Starin gage 4Starin gage 3 Maøng baûo veä