CHÖÔNG 6<br />
<br />
178<br />
<br />
Chöông<br />
<br />
6<br />
<br />
ÑO ÑAÏI LÖÔÏNG CÔ HOÏC VAÄT<br />
THEÅ RAÉN<br />
6.1 CAÛM BIEÁN VÒ TRÍ VAØ SÖÏ DÒCH CHUYEÅN<br />
Nhöõng caûm bieán naøy ñöôïc duøng raát phoå bieán. Moät maët, do vieäc kieåm soaùt<br />
vò trí vaø söï dòch chuyeån laø moät phaàn quan troïng trong vieäc hieäu chænh hoaït<br />
ñoäng caùc maùy moùc, caùc maùy coâng cuï chaúng haïn. Maët khaùc, do moät soá ñaïi<br />
löôïng vaät lyù coù theå ño ñöôïc vì söï dòch chuyeån nhôø chi tieát thöû nghieäm. Ñoù laø<br />
tröôøng hôïp cuûa nhöõng löïc, nhöõng aùp suaát, gia toác, nhieät ñoä, v.v... Coù hai<br />
phöông phaùp cô baûn ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh vò trí vaø ño söï dòch chuyeån.<br />
Phöông phaùp 1 thöôøng ñöôïc duøng. Caûm bieán taïo ra tín hieäu gaén lieàn vôùi<br />
vò trí cuûa moät trong nhöõng thaønh phaàn cuûa caûm bieán lieân keát vôùi ñoái töôïng di<br />
ñoäng, ñaëc tính quan troïng cuûa nhoùm naøy laø toång trôû caûm bieán phuï thuoäc vaøo<br />
ñaëc tính hình hoïc hoaëc kích thöôùc caûm bieán thay ñoåi theo vò trí cuûa phaàn töû di<br />
ñoäng. Ñoù laø tröôøng hôïp caùc caûm bieán: bieán trôû ño löôøng, ñieän caûm coù loõi di<br />
ñoäng, ñieän dung coù loõi di ñoäng, bieán aùp coù ñoä gheùp thay ñoåi.<br />
Phöông phaùp 2 ít thoâng duïng. Caûm bieán taïo ra moät xung öùng vôùi moãi laàn<br />
phaàn töû di chuyeån: vò trí vaø söï dòch chuyeån ñöôïc xaùc ñònh bôûi söï ñeám xung<br />
phaùt ra, hoaëc tröø ra tuøy theo chieàu chuyeån ñoäng. Nhöõng caûm bieán ñöôïc goïi laø<br />
giôùi haïn ôû hai ñaàu ñöôïc ñaëc tröng bôûi khoâng coù lieân keát cô khí vôùi vaät maø noù<br />
ño khoaûng caùch hoaëc chuyeån ñoäng. Chuùng coù ñoä tinh lôùn, söï lieân keát giöõa vaät<br />
chuyeån ñoäng vaø caûm bieán ñöôïc thöïc hieän nhôø moät söï lieân keát töø tröôøng, ñieän<br />
töø tröôøng hoaëc tónh ñieän maø cöôøng ñoä gheùp phuï thuoäc vaøo vò trí töông ñoái giöõa<br />
vaät vaø caûm bieán, xaùc ñònh ñaùp öùng cuûa caûm bieán.<br />
<br />
179<br />
<br />
6.1.1 Caûm bieán ñieän trôû<br />
1- Bieán trôû ño löôøng<br />
<br />
Ñoù laø loaïi caûm bieán coù nguyeân lyù caáu taïo ñôn giaûn, cho pheùp thöïc hieän<br />
vôùi giaù thaønh reû, tín hieäu taïo ra coù theå thu ñöôïc ôû möùc ñoä töông ñoái lôùn vaø<br />
khoâng caàn moät maïch bieán ñoåi ñaëc bieät. Tuy nhieân, söï hieän dieän cuûa con chaïy<br />
do söï tröôït laø nguyeân nhaân taïo ra tieáng oàn vaø söï hao moøn, ñieàu naøy daãn ñeán söï<br />
suy giaûm chaát löôïng caûm bieán (tuyeán tính, chính xaùc) vaø coù soá laàn vaän haønh<br />
giôùi haïn maø noù khoâng bò hö hoûng. Maët khaùc, caûm bieán coù theå hoaït ñoäng ôû moâi<br />
tröôøng khoâng khí aåm, buïi.<br />
a) Daïng hình hoïc<br />
1<br />
<br />
L<br />
<br />
2<br />
<br />
l<br />
<br />
2<br />
<br />
Rn<br />
<br />
α<br />
<br />
R(l )<br />
<br />
1<br />
<br />
0<br />
<br />
αM<br />
<br />
3<br />
<br />
R(α)<br />
Rn<br />
<br />
a)<br />
<br />
3<br />
<br />
1<br />
Rn<br />
<br />
c)<br />
<br />
R(α)<br />
<br />
b)<br />
Hình 6.1: Nhöõng daïng bieán trôû<br />
<br />
a) Bieán trôû thaúng; b) Bieán trôû goùc; c) Bieán trôû heùlice<br />
<br />
CHÖÔNG 6<br />
<br />
180<br />
<br />
Moät bieán trôû goàm moät ñieän trôû coá ñònh Rn, vaø treân ñieän trôû coù moät tieáp<br />
ñieåm goïi laø con chaïy. Ñieän trôû R giöõa con chaïy vaø moät trong hai ñaàu coá ñònh<br />
coù ñaëc tính: moät maët, phuï thuoäc vaøo vò trí con chaïy (töùc phaàn di ñoäng maø ta<br />
muoán bieán ñoåi vò trí ra tín hieäu ñieän), maët khaùc noù phuï thuoäc vaøo ñieän trôû coá<br />
ñònh. Khi ñieän trôû ñöôïc caáu taïo ñoàng nhaát, bieán trôû tuyeán tính vì coù moät tæ leä<br />
giöõa R vaø vò trí con chaïy. Tuøy theo daïng hình hoïc cuûa ñieän trôû coá ñònh vaø söï di<br />
ñoäng con chaïy, ta phaân bieät:<br />
Bieán trôû dòch chuyeån thaúng: R (l) = ( l /L ) Rn<br />
Bieán trôû dòch chuyeån goùc:<br />
<br />
R ( α ) = ( α/α M ) Rn<br />
<br />
vôùi α M laø goùc dòch chuyeån toái ña.<br />
Trong ñoù: bieán trôû dòch chuyeån voøng: αM < 360o.<br />
bieán trôû dòch chuyeån heùlice: αM > 360o.<br />
b) Ñieän trôû: ñöôïc caáu taïo bôûi daây quaán hoaëc daïng maøng (piste). Daây ñieän<br />
trôû phaûi neâu nhöõng ñaëc tính sau: heä soá nhieät ñoä cuûa ñieän trôû suaát, söùc ñieän<br />
ñoäng nhieät, ñoä oån ñònh tinh theå. Nhöõng hôïp kim thöôøng ñöôïc duøng: Ni–Cr, Ni–<br />
Cu, Ni–Cr–Fe, Ag–Pd. Daây quaán ñöôïc thöïc hieän treân vaät lieäu caùch ñieän (thuûy<br />
tinh, goám hoaëc nhöïa), daây quaán coù lôùp voû caùch ñieän. Ñieän trôû maøng ñöôïc caáu<br />
taïo bôûi moät mieáng plastique phuû moät lôùp than daãn ñieän, hoaëc lôùp oxyd kim<br />
-2<br />
loaïi, kích thöôùc cuûa nhöõng haït kim loaïi vaøo khoaûng 10 μm. Giaù trò ñieän trôû Rn<br />
thoâng thöôøng coù giaù trò töø 1kΩ ÷ 100kΩ vaø coù theå ñaït ñeán vaøi MΩ.<br />
Sai soá cuûa ñieän trôû: nhöõng bieán trôû ñöôïc cheá taïo vôùi sai soá cuûa Rn tuøy<br />
theo tröôøng hôïp ± 20% hay ± 10%, noù coù theå ñaït ± 5%.<br />
Ñoä chính xaùc cao ñoái vôùi trò soá ñieän trôû, trong tröôøng hôïp toång quaùt thì<br />
khoâng caàn thieát bôûi vì tín hieäu ra laø keát quaû cuûa tyû soá R (x)/Rn.<br />
Heä soá nhieät ñoä cuûa ñieän trôû: thoâng thöôøng raát cao ñoái vôùi ñieän trôû maøng<br />
-4<br />
(khoaûng – 3.10 / oC).<br />
Tuyeán tính: söï khoâng ñoàng nhaát trong cheá taïo hoaëc do thaønh phaàn vaät<br />
lieäu, moät söï khoâng ñoái xöùng nhoû trong kích thöôùc coù theå keùo theo moät söï<br />
khoâng tuyeán tính.<br />
<br />
ÑO ÑAÏI LÖÔÏNG CÔ HOÏC VAÄT THEÅ RAÉN<br />
<br />
181<br />
<br />
2- Bieán trôû khoâng coù con chaïy daïng cô<br />
<br />
Söï baát lôïi cuûa con chaïy daïng cô laø söï tröôït treân piste (gaây ra söï hao moøn,<br />
tieáng oàn) coù theå loaïi boû baèng caùch thay keát noái cô khí giöõa truïc di ñoäng vaø<br />
maøng ñieän trôû bôûi lieân keát quang, hoaëc töø.<br />
<br />
Hình 6.2: Nguyeân taéc cuûa bieán trôû con chaïy daïng quang<br />
<br />
Trong loaïi bieán trôû goùc coù con chaïy daïng quang, maøng ñieän trôû ño ñöôïc<br />
taùch bieät vôùi maøng ñieän daãn tieáp xuùc bôûi moät baêng moûng daïng quang ñieän daãn<br />
(CdSe), treân maøng moûng naøy nhaän moät löôïng aùnh saùng di chuyeån cuøng luùc khi<br />
ta xoay truïc cuûa bieán trôû. Ñieän trôû cuûa lôùp quang ñieän daãn ñöôïc chieáu saùng seõ<br />
giaûm ñi, taïo thaønh moät söï keát noái giöõa maøng ñieän trôû ño vaø maøng tieáp xuùc.<br />
<br />
Hình 6.3: Söï thay ñoåi ñieän trôû cuûa lôùp quang ñieän daãn döôùi<br />
<br />
taùc ñoäng cuûa söï chieáu saùng trong thôøi gian ngaén<br />
Loaïi bieán trôû töø ñöôïc caáu taïo bôûi hai phaàn töø trôû R1 vaø R2 maéc noái tieáp.<br />
Moät nam chaâm coù cuøng truïc quay vôùi bieán trôû taïo ra moät töø tröôøng xuyeân qua<br />
moät phaàn ñieän trôû R1 vaø R2 thay ñoåi vôùi vò trí goùc cuûa truïc quay. Töø tröôøng<br />
<br />
CHÖÔNG 6<br />
<br />
182<br />
<br />
caûm öùng gaây neân moät söï thay ñoåi quan troïng ñieän trôû cuûa nhöõng phaàn R1 vaø R2<br />
noù xuyeân qua. Ñieän aùp cung caáp ES ñöôïc aùp vaøo hai ñaàu 1 vaø 3, ñieän aùp ño<br />
ñöôïc laáy ôû ñieåm chung 2 vaø moät trong hai ñaàu coøn laïi.<br />
<br />
Hình 6.4: Bieán trôû goùc loaïi töø<br />
<br />
a) Nguyeân taéc theo goùc quay; b) Ñaùp öùng ñieän; c) Maïch buø tröø nhieät<br />
6.1.2 Caûm bieán ñieän caûm<br />
1- Nguyeân lyù vaø ñaëc tính toång quaùt<br />
<br />
Söï dòch chuyeån maø ta muoán bieán ñoåi thaønh tín hieäu ñieän ñöôïc thöïc hieän<br />
nhôø moät trong nhöõng phaàn töû maïch töø, keùo theo moät söï thay ñoåi töø thoâng trong<br />
cuoän daây. Khi phaàn töû di chuyeån laø moät loõi saét töø, moät söï chuyeån ñoåi söï dòch<br />
chuyeån thaúng hay quay troøn ñöôïc theå hieän bôûi:<br />
Söï thay ñoåi heä soá töø caûm (ñieän caûm thay ñoåi).<br />
Söï thay ñoåi ñoä gheùp giöõa caùc cuoän daây sô vaø thöù caáp cuûa bieán aùp (bieán<br />
aùp vi sai, microsyn) gaây ra moät söï thay ñoåi ñieän aùp thöù caáp.<br />
Khi cuoän daây quay troøn so vôùi moät cuoän coá ñònh, thì moät cuoän giöõ vai troø<br />
phaàn caûm, coøn cuoän kia phaàn öùng, noù taùc ñoäng nhö moät bieán aùp coù ñoä gheùp<br />
thay ñoåi. Cuoän sô laø phaàn caûm, cuoän thöù laø phaàn öùng vaø taïo ra moät ñieän aùp<br />
hoaït ñoäng theo goùc quay (bieán trôû ñieän caûm, reùsolver). Nhöõng thay ñoåi heä soá<br />
töï caûm vaø hoã caûm M theo söï dòch chuyeån cuûa loõi saét thoâng thöôøng coù söï tuyeán<br />
tính keùm, ñieàu naøy coù theå caûi thieän ñaùng keå vì vieäc boá trí hai cuoän daây ñoái<br />
khaùng maø heä soá töï caûm L vaø hoã caûm M thay ñoåi ngöôïc nhau ñoái vôùi cuøng moät<br />
chuyeån ñoäng, nhö vaäy ta ñaõ thöïc hieän moät söï buø tröø moät phaàn khoâng tuyeán<br />
tính (hoaït ñoäng push - pull). Caûm bieán ñieän caûm ñöôïc duøng trong maïch coù<br />
nguoàn cung caáp bôûi moät nguoàn ñieän aùp sin, coù taàn soá thöôøng giôùi haïn côõ haøng<br />
chuïc kHz ñeå giaûm bôùt nhöõng maát maùt veà töø vaø doøng ñieän Foucault, cuõng nhö<br />
aûnh höôûng ñieän dung kyù sinh. Ñieän aùp ño vm, laø keát quaû cuûa söï bieán ñoåi bieân<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
