Cảm biến thạch anh kiểu vòng đệm

b. Nguyên lý:



• Khi có một lực nén tác dụng lên bề mặt,những

đĩathạch sẽ cong và làm thay đổi tỷ lệ điện tích áp

điện trên thạch anh việc thay đổi này tỷ lệ với lực

nén được tác dụng.

•Bộ khuyết đại tín hiệu sẽ nhận biết mức độ thay

đổi điện tích và chuyển đổi tín hiệu điện áp theo tỷ lệ

tín hiệu đầu vào, đồng thời truyền tín hiệu này đến

bộ xử lý. Tín hiệu được xử lý dưới dạng xung và

tương ứng với lực nén tác dụng lên bề mặt



• Người ta cũng có thể dùng cảm biến loại này để đo lực

c. Ứng dụng:

kéo bằng cách tạo lực nén đặt trước(dùng các bulông

xiết chặt các vòng đệm),khi đó lực kéo được đo như sự

sụt giảm của lực nén.tuy nhiên khi đó độ nhạy giảm 510%.

•



Thu nhận dữ liệu về phương tiện lưu thông . Trạm kiểm

tra tải trọng phương tiện lưu thông Phát hiện phương

tiện quá tải lưu thông qua cân động Bảo vệ quá tải cho

hệ thống cầu, đặc biệt là cầu treo



• Tính toán tải trọng của phương tiện tại trạm thu phí .

Lập kế hoạch nghiên cứu giao thông cầu đường . Hệ

thống quản lý, bảo dưỡng đường (PMS)



• Vd: Bộ cảm biến tải trọng cho hệ thống cân

động (Lineas WIM sensor) dạng 9195E là dạng

sensor đo áp lực nén lên từng tinh thể Quartz



Hình 5: Model 9207 kistler quatz bộ cảm biến

lực thạch anh



d. Sơ đồ mạch đo

d.1. Sơ đồ tương đương của cảm biến

 Trong dải thông rộng, cảm biến tương với một

nguồn dòng mắc song song với trở kháng trong của

cảm biến.

 Trở kháng trong gồm ba nhánh: nhánh , nhánh ,

nhánh

 Nhánh đặc trưng cho cộng hưởng điện cơ thứ nhất

ở tần số cao nằm ngoài dải thông của cảm biến.



• Điện trở trong Rg là điện trở cách điện của vật liệu

điện áp. Khi ở tần số thấp nó trở thành trở kháng trong

của cảm biến.

• Tụ điện Cg là điện dung của nguồn phát điện tích. Khi

ở tần số trung bình và cao nó trở thành trở kháng của

cảm biến



Hình 6: Sơ đồ tương đương của cảm biến

a. Trong giải thông rộng b. Trong giải thông có ích c. Nối với mạch ngoài



• Trên thực tế ở dải

thông thường sử

dụng, người ta dùng

mạch tương đương

biểu diễn ở hình A



• Khi nối cảm biến với

mạch ngoài bằng cáp

dẫn, trở kháng của cáp

dẫn tương đương điện

trở R1 và tụ điện C1

mắc song song với cảm

biến,ta có mạch tương

đương dạng B



d.2. Sơ đồ khuếch đại điện áp

Trở kháng vào của bộ khuếch đại điện áp tương đương với một điện trở

Re mắc song song với một tụ Ce khi đó mạch tương đương có dạng



Hình 7: Sơ đồ tương đương của cảm biến mắc nối tiếp với bộ khuếch đại điện thế



Điện áp ở lối vào của khuếch đại xác định bởi công thức:



d.3 Sơ đồ khuếch đại điện tích

• Trong mạch khuếch đại điện tích,sự di chuyển điện tích ở lối vào

gây nên ở lối ra một điện áp tỷ lệ với điện tích đầu vào



Bộ chuyển đổi

điện tích



Chuẩn độ nhạy và

khuếch đại vi sai



Đầu vào (điện tích)



Bộ

lọc



Bộ

khuếch đại

đầu ra



Đầu ra (điện tích)



a. Sơ đồ khối



Sơ đồ mạch ghép nối cảm biến với bộ chuyển đổi

điện áp- điện tích trình bày ở hình dưới đây



b. Sơ đồ ghép nối cảm biến và bộ chuyển đổi điện tích – điện áp

Hình 8: Sơ đồ khuếch đại điện tích