CẢM BIẾN TRAIN GAGES NEW

1. *
STRAIN
GAUGE1

2. Nội dung thuyết trình
2
1
2
3
4
5
6

3. 1.Giới thiệu Strain Gauge
3
Strain Gauge dùng để đo biến dạng ở một vị trí cụ thể
trên bề mặt biến dạng của phần tử đàn hồi.
Với loại cảm biến này, lực cần
đo tác động vào phần tử đàn
hồi.
Lượng biến dạng của phần tử
này được chuyển đổi thành tín
hiệu điện tỉ lệ với lực được đo.

4. 1.Giới thiệu Strain Gauge
4
Strain gauge bao gồm một sợi dây
kim loại mảnh đặt trên một tấm cách điện
đàn hồi.
Sợi kim loại có thể là: copper-nickel
alloy, nickel, hợp kim Platinum.

5. 2.Nguyên lý hoạt động
5
Strain gauge hoạt động
dựa trên sự thay đổi
điện trở khi biến dạng
l
R
A
l
R µ
®
= r
­
­
R
l
¯
¯
R
l
Lực kéo Lực nén

6. 2.Nguyên lý hoạt động
6
Mạch cầu wheatstone
Do khoảng điện trở
thay đổi của tấm điện trở
thường rất bé.
Vì thế ta dùng
mạch cầu Wheatstone
để khuếch đại tín hiệu
(điện áp) ở ngõ ra.

7. 2.Nguyên lý hoạt động
7
in
out V
R
R
R
R
R
R
V ÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
+
-
+
=
2
1
2
4
3
4
Wheatstone
Bridge

8. 2.Nguyên lý hoạt động
8
Wheatstone
Bridge
(3) (3)
(3) (3)
0
0
.
5
3
3
3
3
3
3
00
.
5
2
1
2
4
3
4
=
÷
ø
ö
ç
è
æ
+
-
+
=
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
+
-
+
=
=
out
out
in
out
in
V
V
V
R
R
R
R
R
R
V
volts
V

9. 2. Nguyên lý hoạt động
9
Wheatstone
Bridge
(2)
(4)
(4)
(2)
volts
V
V
V
V
R
R
R
R
R
R
V
volts
V
out
out
out
in
out
in
667
.
1
0
.
5
6
2
6
4
0
.
5
2
4
2
4
2
4
00
.
5
2
1
2
4
3
4
=
÷
ø
ö
ç
è
æ
-
=
÷
ø
ö
ç
è
æ
+
-
+
=
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
+
-
+
=
=

10. 2. Nguyên lý hoạt động
10
Wheatstone
Bridge

11. 3. Phân loại Strain gauge
11
L
D
X
T
V
R
Linear
Strain gauge

12. 3. Phân loại Strain gauge
12
Linear
strain gauge
Dùng để đo biến dạng theo một hướng.
Với mạch cầu Wheatstone, yếu tố của nhiệt độ
ảnh hưởng lên sự thay đổi giá trị điện trở.

13. 3. Phân loại Strain gauge
13
Linear
strain gauge
Ta có thể triệt tiêu ảnh hưởng nhiệt độ
bằng cách dùng thêm một tấm điện trở
bù đặt gần và theo hướng vuông góc
với tấm điện trở tích cực.

14. 3. Phân loại Strain gauge
14
L
D
X
T
V
R
Double-linear
or half brigde

15. 3. Phân loại Strain gauge
15
Double-linear
or half brigde
Tăng độ thay đổi của điện trở.
Ta có 2 kiểu lắp:
R
D
2
2 strain gauges
mắc nối tiếp

16. 3. Phân loại Strain gauge
16
Double-linear
or half brigde
Nhưng vẫn chiệu ảnh hưởng của nhiệt độ.
2 Strain gauges mắc ở 2 phía.

17. 3. Phân loại Strain gauge
17
Double-linear
or half brigde
Để bù nhiệt độ, ta mắc thêm 2 strain gauges
ở phía dưới để chịu lực nén.
2 Strain gauges mắc ở 2 phía.

18. 3. Phân loại Strain gauge
18
L
D
X
T
V
R
Single or
double shear

19. 3. Phân loại Strain gauge
19
Single or
double shear
Đo lực xoắn và xác định ứng suất cắt.
Thay vì ta mắc 2 strain gauges L vuông
góc nhau thì không đảm bảo độ chính xác.

20. 3. Phân loại Strain gauge
20
Single or
double shear
Ta dùng Strain gauge X sẽ đảm bảo
độ chính xác.
Double shear không chiệu ảnh hưởng
của nhiệt độ.

21. 3. Phân loại Strain gauge
21
L
D
X
T
V
R
T rosette or columnar
strain gauge.

22. 3. Phân loại Strain gauge
22
Sử dụng 2 hoặc 3 strain gauge
đặt vuông góc nhau để đo biến
dạng theo một hướng xác định.

23. 3. Phân loại Strain gauge
23
Loại Strain gauge này có bù
nhiệt độ.

24. 3. Phân loại Strain gauge
24
L
D
X
T
V
R
Full brigde

25. 3. Phân loại Strain gauge
25
Full
brigde
Tăng độ nhạy tín hiệu.
Cách mắc giống như ta dùng 4 strain
gauges L.

26. 3. Phân loại Strain gauge
26
Full
brigde
Thay vì sử dụng 4 strain gauges, nay
ta dùng 1 strain gauge V sẽ đơn giản
và dễ dàng lắp đặt.

27. 3. Phân loại Strain gauge
27
L
D
X
T
V
R
Rosette

28. 3. Phân loại Strain gauge
28
Rosette
Rosette là một lựa chọn thích hợp
cho việc phân tích trạng thái ứng suất hai
trục với hướng không rõ. Rosettes đã có
3 lưới đo bố trí ở một góc 0 ° / 45 ° / 90 °

29. 4. Lựa chọn Strain gauge
29
Bốn nguyên tắc cần được xem xét trong việc
lựa chọn thiết bị đo biến dạng. Đó là:

30. 4. Lựa chọn Strain gauge
30
Các thông số cho
việc lựa chọn

31. 4. Lựa chọn Strain gauge
31
Đơn trục
(L,D)
• Chỉ cần kiểm
tra theo một
hướng.
Rosette 2 trục
(X,T)
• Đo tất cả các
lực và phải biết
hướng.
Rosette 3 trục
( R )
• Đo tất cả các
lực và chưa
biết hướng.

32. 4. Lựa chọn Strain gauge
32
Chiều dài strain gauge khoảng từ 0,2 mm
đến 100 mm, chiều dài 3 mm đến 6 mm
thường được khuyến khích cho các ứng dụng
phổ biến.
- Chọn Strain gauge ngắn ( 3mm)
+ Không gian nhỏ để gắn Strain gauge.
+ Vị trí cần đo gần một lỗ hoặc đường
kính nhỏ.
+ Sai số cho phép lớn.

33. 4. Lựa chọn Strain gauge
33
- Chọn Strain gauge còn lại ( 6mm)
+ Trong môi trường nhiệt độ cao.
+ Các đối tượng được đo có tính chất
vật liệu không đồng nhất, như bê tông.

34. 4. Lựa chọn Strain gauge
34
350 or 1000 omh
• Mong muốn độ nhạy
cao.
120 omh
• Thường được sử dụng.

35. 4. Lựa chọn Strain gauge
35
Constantan
• Vật có biến
dạng dẻo.
• Thường được
sử dụng rộng
rãi.
Hợp kim Karma
• Môi trường
nhiệt độ thấp.
• Nhiệt độ thay
đổi trong quá
trình đo.
Hợp kim
Platinum
• Thực hiện ở
nhiệt độ cao
(> 230 ° C)

36. 5. Cách lắp đặt và ứng
dụng
Các bước
lắp đặt.
36
Trà sạch bề
mặt.
Rửa và lau
sạch bề mặt.
Xác định
vị trí.
Làm sạch bề
mặt Strain
gauge.
Cố định
Strain gauge
lên bề mặt.
Hàn các đầu
ra strain
gauge.

37. 5. Cách lắp đặt và
ứng dụng
37

38. 5. Cách lắp đặt và
ứng dụng
38

39. 39

40. Strain gages Loadcell
§ Là một bộ phận
cấu tạo nên
loadcell
§ Chỉ phát hiện và
đo lường trên một
khoảng nhỏ
§ Có một bộ phận là
strain gages và một bộ
phận là load
§ Phát hiện rộng và đo
lường trong khoảng
lớn hơn
6. So sánh train gages và
loadcell
40

41. 41