Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
IV. Mạch đo cảm biến

IV. Mạch đo cảm biến

Tải bản đầy đủ - 0trang

- Nhánh thứ ba: Chứa tụ điện Cg gán cho điện dung của máy phát điện

tích, khi ở tần số trung bình và tần số cao nó trở thành trở kháng trong của

cảm biến.

Trong thực tế người ta thường sử dụng mạch tương đương gồm có

nguồn được mắc song song với trở kháng trong nhưng trở kháng trong chỉ còn

hai nhánh chứa Rg và Cg (hình 10.2).

Ngồi ra cảm biến còn được nối với đường dẫn mạch ngồi nên các

phần tử điện trở và tụ điện tương đương của đường này trong vùng tần số có

ích được ghép song song với mạch tương đương có cùng bản chất (hình 10.3).

Nếu gọi R1, C1 là điện trở và điện dung của mạch ngoài. Rs, Cs là điện

trở và điện dung của cảm biến ta có:

1 1 1



Rs Rg  R1

Cs  Cg  C1



10.1



10.2



10.3



Hình 10. Sơ đồ tương đương của cảm biến áp điện:

(10.1 dải rơng; 10.2 dải thơng có ích; 10.3 cảm biến nối với mạch ngoài).



IV.2. Sơ đồ khuếch đại điện tích

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

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

Cấu tạo của bộ khuếch đại: Gồm một bộ chuyển đổi điện tích đầu vào,

một tầng chuẩn độ nhạy, một bộ lọc trung gian và một số tầng khuếch đại ở

đầu ra để cung cấp tín hiệu ra (hình 11).



Bộ chuyển đổi điện tích

Chuẩn độ nhạy và khuếch đại vi

Bộsai

lọc



Đầu vào (điện tích)



Khuếch đại đầu ra



Đầu ra (điện áp)



Hình 11. Sơ đồ khối của bộ khuếch đại điện tích.

Bộ khuếch đại này được nối với đầu ra của cảm biến (hình 12). Sơ đồ

của mạch ghép nối này được giải thích như sau: Điện tích Q của cảm biến

được đưa đến tụ Cr của bộ chuyển đổi, làm cho tụ này tích điện. Điện tích

xuất hiện trên hai bản tụ này tỉ lệ với điện tích Q. Nếu như hệ số khuếch đại

vơ cùng lớn, điện tích đầu vào Vε sẽ giảm dần tới không. Trở kháng của bộ

chuyển đổi cũng giảm đến khơng khi đó ta sẽ tính được điện áp đầu ra V0

[1],[3].



Q+ Cr Q-



dQ dt

Rs



Cảm biến+ dây cáp



Cs







Vo



bộ chuyển đổi



Hình 12. Mạch ghép nối cảm biến với bộ chuyển đổi điện tích điện áp.

Điện áp đầu ra được tính theo cơng thức:

V0

1

Q   Cr



Chương 3

ĐỘNG CƠ ÁP ĐIỆN

Nói đến động cơ điện chúng ta thường nghĩ đến máy biến đổi điện năng

thành cơ năng dưới dạng tạo ra chuyển động tròn. Khi cần có chuyển động

thẳng người ta phải dùng cơ cấu chuyển đổi ví dụ như cho bánh răng tròn ăn

khớp với bánh răng thẳng v.v… Ở động cơ điện dòng điện sinh ra lực cơ là do

tác dụng của từ trường lên dòng điện. Từ trường ở đây có thể do nam châm

vĩnh cửu hoặc nam châm điện sinh ra.

Gần đây có loại động cơ điện hoàn toàn khác gọi là động cơ áp điện với

những ưu điểm vượt trội như cấu tạo đơn giản, tinh vi và chính xác, nhỏ gọn

v.v… đã được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kĩ thuật và đặc biệt động cơ

này được sử dụng nhiều trong công nghệ na -nô.

I. Nguyên lý chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ

Động cơ áp điện sử dụng hiệu ứng áp điện để sinh ra chuyển động cơ.

Năng lượng điện làm biến đổi hình dạng của các mẩu áp điện tạo thành

sóng cơ học trên stator, sóng này sẽ đẩy rotor chuyển động xoay tròn hay

thẳng.

Thí dụ nếu tác dụng điện thế trên hai mặt của phiến áp điện, phiến áp

điện bị dãn ra, tạo nên chuyển động thẳng (hình 13).



(+)

A



(-)



Hình 13. Tạo dịch chuyển nhờ điện thế ở vật liệu áp điện.



II. Cấu tạo và hoạt động của động cơ áp điện

Động cơ áp điện gồm hai phần stator và rotor, được ép dính vào nhau.

Stator là một đĩa hoặc thanh kim loại có dán các miếng áp điện, còn rotor chỉ

là một đĩa hoặc thanh kim loại (tùy loại động cơ thẳng hay tròn).

Các vật liệu áp điện thường dùng để chế tạo động cơ áp điện chủ yếu là gốm

PZT.

Trong việc điều khiển các chuyển động tinh vi thì tốc độ dịch chuyển

và độ dịch chuyển không phải là nhỏ. Nếu Stator chỉ đứng riêng một mình thì

tác dụng của dòng điện xoay chiều chỉ tạo ra dao động, như vậy dịch chuyển

tổng cộng bằng không. Để tạo ra dịch chuyển người ta phải làm cơ cấu hai

thanh áp điện nối với nhau thông qua một đoạn cong như chiếc guốc (hình 14)

áp vào thanh truyền và bố trí điện áp trên hai áp điện sao cho phối hợp, lúc

guốc chuyển động tới cũng là lúc guốc áp sát vào thanh truyền, đẩy thanh

truyền đi tới nhờ có ma sát. Lúc guốc chuyển động lui cũng là lúc guốc bị hở

ra và không áp vào thanh truyền, thanh truyền đứng yên. Đây là loại động cơ

cho chuyển động thẳng.

Thanh truyền



Áp điện



Guốc



Áp điện



Hình 14. Chuyển động thẳng một guốc

Người ta cũng có thể làm hai hay nhiều guốc áp vào thanh truyền, như

vậy lực mà guốc đẩy vào thanh truyền sẽ tăng lên gấp đôi hay lên nhiều lần so

với việc chỉ dùng một guốc.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

IV. Mạch đo cảm biến

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×