<< Chapter < Page Chapter >> Page >

Thông thường để tăng độ nhạy của cảm biến người ta nâng cao điện áp làm việc U0.

Việc này dẫn đến tăng công suất tiêu tán của cảm biến. Độ nhạy cực đại phụ thuộc vào công suất cho phép lớn nhất Pmax của điện trở cảm biến R0 được xác định theo công thức sau:

S max = P max . R 0 x max size 12{S rSub { size 8{"max"} } = { { sqrt {P rSub { size 8{"max"} } "." R rSub { size 8{0} } } } over {x rSub { size 8{"max"} } } } } {}

Trong đó: xmax là độ dịch chuyển lớn nhất của tiếp điểm động.

Độ nhạy của cảm biến điện trở đạt từ 3 đến 5 [V/mm].

Một số nguyên nhân sai số của cảm biến khi làm việc

+ Vùng không nhạy : do cảm biến gồm nhiều vòng dây quấn liên tiếp trên khung nên trong quá trình làm việc tiếp điểm động dịch chuyển từ vùng này sang vùng khác điện áp sẽ thay đổi nhảy cấp với giá trị D size 12{D} {} U ( là điện áp rơi trên một vòng dây).

D size 12{D} {} U = U 0 W size 12{ { {U rSub { size 8{0} } } over {W} } } {}

Với W là số vòng dây của cảm biến.

Khi tiếp điểm chưa chuyển dịch đến vùng khác thì điện áp ra không đổi do đó đặc tính UR0 thực chất là đường bậc thang như hình minh họa.

+ Sai số do tải: khi đặt tải Rt và điện áp vào Ro là U0 thì đặc tính UR = f (x) sẽ thay đổi hình dạng không còn là đường thẳng nữa. Xét cảm biến đơn tải như hình minh họa.

Sau khi biến đổi ta có:

U r = I r . R t r + R t I = U 0 ( R 0 + r ) + r . R t r + R t alignl { stack { size 12{U rSub { size 8{r} } =I { {r "." R rSub { size 8{t} } } over {r+R rSub { size 8{t} } } } } {} #I= { {U rSub { size 8{0} } } over { \( R rSub { size 8{0} } +r \) + { {r "." R rSub { size 8{t} } } over {r+R rSub { size 8{t} } } } } } {} } } {} .

Từ đó ta có :

Ur = I.r = U 0 . r R 0 + r . R 0 R t r 2 R t size 12{ { {U rSub { size 8{0} } "." r} over {R rSub { size 8{0} } + { {r "." R rSub { size 8{0} } } over {R rSub { size 8{t} } } } - { {r rSup { size 8{2} } } over {R rSub { size 8{t} } } } } } } {} ( 7.1)

-Nếu Rt>>R0 thì R 0 R t 0 size 12{ { {R rSub { size 8{0} } } over {R rSub { size 8{t} } } } approx 0} {} và r 2 R t 0 size 12{ { {r rSup { size 8{2} } } over {R rSub { size 8{t} } } } approx 0} {} ta có:

Ur = U 0 . r R 0 = U 0 size 12{U rSub { size 8{0} } "." { {r} over {R rSub { size 8{0} } } } =U rSub { size 8{0} } } {} .

Rt hầu như không ảnh hưởng đến điện áp ra và đặc tính gần dạng không tải.

-Nếu Rt » size 12{»} {} R0 thì sai số gây ra sẽ là:

ΔU = U 0 . r 2 ( R 0 r ) R 0 2 R t + R 0 2 . r R 0 . r 2 size 12{ΔU= { {U rSub { size 8{0} } "." r rSup { size 8{2} } \( R rSub { size 8{0} } - r \) } over {R rSub { size 8{0} rSup { size 8{2} } } R rSub { size 8{t} } +R rSub { size 8{0} } rSup { size 8{2} } "." r - R rSub { size 8{0} } "." r rSup { size 8{2} } } } } {} .

Và ta có sai số tương đối lớn nhất:

amax = ΔU U 0 size 12{ { {ΔU} over {U rSub { size 8{0} } } } } {} tại r = 2 3 R 0 size 12{ { {2} over {3} } R rSub { size 8{0} } } {} ứng với x = 2 3 l size 12{ { {2} over {3} } l} {}

và amax = 4 27 η size 12{ { {4} over {"27"η} } } {} với η = R t R 0 size 12{η= { {R rSub { size 8{t} } } over {R rSub { size 8{0} } } } } {} là hệ số tải. Ta thấy hệ số tải càng lớn h size 12{h} {} càng lớn thì sai số a càng nhỏ.

Ngoài ra sai số của cảm biến còn do sự thay đổi của nhiệt độ, ma sát do điện áp rơi trên tiếp xúc gây ra.

Cảm biến phi tuyến

Trong kĩ thuật ngoài cảm biến điện trở tuyến tính còn cần cả những cảm biến điện trở phi tuyến là loại có đặc tính quan hệ Ur = f(x) dạng phi tuyến. Để tạo ra loại cảm biến có quan hệ Ur = f(x) theo yêu cầu cho trước có thể thực hiện theo các phương pháp sau:

a) Thay đổi đường kính dây quấn.

b) Thay đổi bước dây quấn.

c) Thay đổi tiết diện ngang của khung dây.

d) Mắc điện trở sun vào từng phân đoạn của cảm biến tuyến tính có trị số khác nhau.

Thực tế phương pháp a và b rất khó thực hiện do công nghệ chế tạo, chỉ có hai phương pháp sau thường được sử dụng. Phương pháp thay đổi tiết diện ngang của khung dây thường để đơn giản cho chế tạo. Người ta sử dụng dây quấn tiết diện không đổi và bề mặt khung như nhau suốt chiều dài khung (như hình minh họa).

Trong đó có:

hx là chiều cao khung tại vị trí x.

l:chiều dài làm việc của cảm biến .

W: số vòng dây.

R0 là điện trở toàn bộ của cảm biến.

S là tiết diện dây quấn.

rx là điện trở ứng với vị trí x.

Nếu tiếp điểm động dịch chuyển từ vị trí x đi một đoạn dx thì điện trở ứng với độ dịch chuyển đó là:

Get Jobilize Job Search Mobile App in your pocket Now!

Get it on Google Play Download on the App Store Now




Source:  OpenStax, Giáo trình thiết bị điện. OpenStax CNX. Jul 30, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10823/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Giáo trình thiết bị điện' conversation and receive update notifications?

Ask