Báo cáo MÔN HỌC:KỸ THUẬT CẢM BIẾN VÀ ĐO LƯỜNG NHIỆT ĐỘ ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ ĐO LƯỜNG D.0

Nhóm 4_CĐSSH08A

1

12/22/2022


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

MÔN HỌC:
KỸ THUẬT CẢM BIẾN VÀ ĐO LƯỜNG

GVHD: Phan Vinh Hiếu
2


NỘI DUNG BÁO CÁO
•

CẢM BIẾN LỰC VÀ ÁP SUẤT
•

Khái niệm

•

Hình dạng – cách nhận biết

•

Ký hiệu – cách sử dụng

•

Ứng dụng thực tế


DANH SÁCH THÀNH VIÊN
1.

2.
3.

4.
5.
6.
7.
8.

Lê Minh Hải
Phan Huy Tốn
Trần Quốc Đạt
Trần Duy Tồn
Lê Minh Trí
Nguyễn Văn Tiến
Nguyễn Cao Cường
Trần Duy Huy

13102371
12080141

13102271
13103701
12028751
12027691
13102611


5:15 PM

Khi dây dẫn chịu biến dạng cơ khí thì điện trở của
nó cũng thay đổi. Hiện tượng đó gọi là hiệu ứng

tenzo. Chuyển đổi điện trở làm việc dựa trên hiệu
ứng này được gọi là chuyển đổi điện trở tenzo
hay chuyển đổi điện trở lực căng.
5


5:15 PM

Chuyển đổi điện trở kiểu này được chia làm
3 loại:

▪ Chuyển đổi điện trở lực căng dây mảnh
▪ Chuyển đổi điện trở lực căng lá mỏng

▪ Chuyển đổi điện trở lực căng màng mỏng
6

5:15 PM

Loại cảm biến này có 3 thơng số chính:
▪ Kích thước của đế

▪ Giá trị điện trở của cảm biến
▪ Dòng điện tối đa cho phép
7


FORCE SENSOR


• Khảo sát hoạt động của cảm biến lực căng.

• Trình bày các dạng cảm biến lực căng.
• Các mạch cầu chuyển đổi tín hiệu.
• Các ứng dụng.

9




Nguyên lý hoạt động: Dựa trên sự thay đổi điện trở
của dây dẫn hoặc chất bán dẫn khi nó bị biến dạng.



Mục đích: Sử dụng để đo sự co - giản khi vật thể bị

nén lại hoặc kéo căng ra.



Ứng dụng: Có nhiều ứng dụng như là đo lực, áp suất,
gia tốc.

10


❖ Cảm biến lực căng loại không dán (unbonded)
❖ Cảm biến lực căng dán (bonded)
❖ Cảm biến lực căng loại bán dẫn

11


Các điện trở strain gauges
R1, R2, R3, R4 kết nối thành
1 cầu điện trở Wheatstone

Tại trạng thái cân bằng (trạng
thái khơng tải), điện áp tín hiệu
ra là số khơng hoặc gần bằng
không khi bốn điện trở được
gắn phù hợp về giá trị.
12


Khi có tải trọng hoặc lực tác động, sẽ

dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện
của các sợi kim loại của điện trở strain
gauges.

Dẫn đến một sự thay
đổi giá trị của các
điện trở strain
gauges. Sự thay đổi
này dẫn tới sự thay
đổi trong điện áp đầu
ra.

13


Giải thích sự thay đổi điện trở của dây
dẫn
Điện trở của dây dẫn: “strain gauge” đơn giản là một dây dẫn:

Điện trở của dây dẫn :


l

: Điện trở suất
: Chiều dài

A

: Diện tích

14


Cấu tạo của strain gauge:
Một sợi dây dẫn nối 2 điểm
-Điện trở vật dẫn :
-Khi vật dẫn chịu lực kéo:
dR d dl dA
=
+ −
R

l
A
d



=

CdV
dl
= C (1 − 2 )
V
l

V: hệ số Poisson

dA − 2dl
=

A
l

C: hệ số Brigman
15




Kết quả :

dR
dl
= 1 + 2 + C (1 − 2 )
R
l

Hay

dR
dl
=G
R
l

-G: Hệ số lực căng–gage factor 2.0-4.5 với kim loại
>150 với bán dẫn
- Lực căng dọc trục-axial strain

a =dl/l

-Lực căng vng góc-transverse strain :

t=-v* a = - v * dl/l
Kết luận : có thể dùng cầu Wheatstone để đo sự thay đổi điện trở
của cảm biến=> Lực căng
16


Hình dạng của strain gauge

Kiểu tuyến tính

Kiểu xoắn
17


Strain Gause loại điện trở dán: Gồm 1 sợi dây mỏng hay màn mỏng
được sắp đồng phẳng và được gắn (dán) vào thanh chịu lực

Nguồn: Loadcell.com.vn

18


STRAIN GAUGE LOẠI ĐIỆN TRỞ
DÁN

Nguồn: Loadcell.com.vn

19


 Điện trở thay đổi của strain gauge là rất nhỏ, cỡ vài phần trăm

hoặc nhỏ hơn một Ohm.
 Để phát hiện ra sự thay đổi nhỏ như thế, ta phải áp dụng các

mạch cầu

Hoạt động của strain gauge

20


Cấu tạo của strain gauge
Gauge chính

Gauge phụ


Hoạt động của
strain gauge

22


Các dạng đấu nối mạch cầu WheatStone

Dạng này ảnh hưởng điện

trở dây nối

Dạng này hạn chế, nhưng khơng
loại bỏ hồn toàn điện trở dây nối
5:15 PM

23


Các dạng đấu nối mạch cầu WheatStone

Dạng này Loại
bỏ ảnh hưởng
của nhiệt lên
strain gauge


Các dạng đấu nối mạch cầu WheatStone
▪ Cầu bán Half bridge

5:15 PM

25