Cảm biến áp điện Cảm biến DYNAMIC FORCE SENSOR 1050C

Cảm biến DYNAMIC FORCE SENSOR 1050C Cảm biến áp điện là loại cảm biến sử dụng hiệu ứng áp điện để biến đổi áp suất thành điện tích. Cảm biến làm việc trực tiếp với các đại lượng áp suất và biến dạng. Để đo các đại lượng như lực, gia tốc, nhiệt độ,... cần đến cơ cấu chuyển đổi sang áp lực lên cảm biến

Đề tài:

CẢM BIẾN ÁP ĐIỆN

Nội dung

1 Hiệu ứng áp điện

2 Phân loại cảm biến áp điện.

3 Cảm biến DYNAMIC FORCE SENSOR 1050C

4. Ứng dụng của cảm áp điện.

1 Hiệu ứng áp điện.

1 Xuất hiện hoặc thay đổi phân cực điện;

2 Hiệu điện thế tỉ lện thuận với lực;

3 Hiệu ứng thuân nghịch

Hiệu ứng áp điện là hiệu ứng xuất hiện phân cực điện hoặc thay đổi phân cực điện một số chất- có thể là vật liệu tinh thể và hoặc vô định hình

Hiệu đến thế của lớp điện tích giữa hai bản cực tỉ lệ thuận với lực tác dụng

Hiệu ứng áp điện là hiệu ứng thuận nghịch, dưới một lực tác dụng vật biến dạn g và sinh ra dòng Ngược lại, đặt một dòng điện lên 2 mặt của lớp cảm biến thì cảm biến bị biến dạng

Hiệu ứng áp điện trong thạch anh

• Tinh thể sáu phương

• Xuất hiện moment lưỡng cực

• Xuất hiện điện tích về mặt

Đối với tinh thể thạch anh cấu tạo từ Si02 dạng tinh thể thường gặp là dạng 6 phương, khi không có lực tác dụng, 3 nguyên tử O và 3 nguyên tử silic có trọng tâm của điện tích trùng nhau nên không có điện trường.

Nếu có lực tác dụng là nén hoặc giãn thì xuất hiện moment lưỡng cực điện, tích điện trên các bề mặt.

Dựa trên nguyên lí như vậy, có một số các loại cảm biến áp điện sau.

2.1 Cảm biến thạch anh kiểu vòng đệm

• Chế tạo từ các vòng đệm thạch anh.

• Chỉ nhạy với tín hiệu dọc theo trục.

• Diện tích bề quyết định thang đo

1 Vòng đệm 2 Các tấm để 3 Đầu nối dây

Cảm biến thạch anh kiểu vòng đệm được chế tạo từ các vòng đệm thạch anh Các vòng đệm này chỉ nhạy với tín hiệu dọc theo trục Diện tích bề mặt của vòng đệm quyết định lên giới hạn trện của lực nén Nên các cảm biến có kích cỡ vòng đệm khác nhau được chế tạo để đo các dải đo khác nhau nhược điểm của cảm biến này là chỉ có thể do duy nhất một lực đặt theo hướng của trụ Khắc phục điều này, một loại phổ biển khác là cảm biến thạch anh nhiều thành phần được đưa ra.

2.2 Cảm biến thạch anh nhiều thành phần

• Năm hệ số điện áp là d11, d12, d14, d25, d26

• Vòng đệm cắt theo trục X nhạy với lực nén.

• Vòng đệm cắt theo phương Y nhạy với lực bên.

• Đo được nhiều phương khác nhau.

a) Các trục của tinh thể thạch anh b) Cắt phiến c) Cảm biến ba thành phần

Thạch anh có năm hệ số điện áp là d11, d12, d14, d25, d26 , nên vòng đệm cắt theo phương của trục X chỉ nhạy với lực nén ( vì có d11) , tương tự, một vòng đệm cắt theo phương Y chỉ nhạy với các lực có phương song song với mặt Từ

2 loại phiến cắt, bố chí 2 vòng đệm cắt theo Y nhưng có trục vuông góc với nhau và một vòng đệm theo trục X ta thu được cảm biến 3 thành phần Từ đó ta có thể đo các lực theo các phương khác nhau

3 Cảm biến DYNAMIC FORCE SENSOR 1050C

Thông số Giá trị Đơn vị

Độ nhạy -18 pC/LbF Fmax 15000 LbF

Môi trường Hàn/ Sơn

Điện dung 18 pF Điện trở 10^12

Trọng lượng 32 g

Thông số Giá trị Đơn vị

Độ nhạy -18 pC/LbF Fmax 15000 LbF

Môi trường Hàn/ Sơn

Điện dung 18 pF Điện trở 10^12

Trọng lượng 32 g

• Được sử dụng trong nhiều ngành;

• Chế độ cảm biến điện trở kháng thấp;

• Cấu tạo từ thạch anh cứng;

Cấu tạo cảm biến và mạch đo

1 Cấu tạo 2 Sơ đồ tương đương

Điện áp ở lối vào của khuếch đại:

Đồ thị tín hiệu ra:

Ứng dụng của cảm biến áp điện

• Dynamic force sensor có độ nhạy cao, thời gian đáp ứng nhanh;

• Giải đo rộng;

• Thích hợp dây truyền sản suất, tự động hóa.