Đang tải... (xem toàn văn)
Thí nghiệm công trình là môn học chuyên ngành, giới thiệu cho sinh viên ngành xây dựng làm quen với các máy móc, thiết bị dùng trong nghiên cứu thực nghiệm, giúp sinh viên nắm được cơ sở thí nghiệm thự
CHỈÅNG THIÃÚT BË V PHỈÅNG PHẠP ÂO ỈÏNG SÚT - BIÃÚN DẢNG Nhiãûm vủ v u cáưu ca thiãút bë âo : Khi nghiãn cỉïu thỉûc nghiãûm, cạc tham säú ca hãû kho sạt cáưn âỉåüc lm sạng t bàịng nhỉỵng säú liãûu âo hồûc nhỉỵng âäư thë ghi nháûn âỉåüc trỉûc tiãúp hay giạn tiãúp tỉì cạc thiãút bë âo lỉåìng tỉång ỉïng Våïi mäùi tham säú kho sạt ca âäúi tỉåüng nghiãn cỉïu s cọ nhỉỵng phỉång phạp v thiãút bë âo ph håüp, tha mn âỉåüc cạc u cáưu vãư âäü nhy cm v âäü chênh xạc Cạc thiãút bë v dủng củ âo ty thüc vo cháút v mủc âêch lm viãûc, âỉåüc táûp håüp thnh nhọm cå bn sau : Âo lỉûc va ìạp sút : thäng dủng l cạc loải lỉûc kãú l xo, lỉûc kãú cm biãún hồûc cạc loải âäưng häư âo ạp lỉûc cháút lng, cháút khê Âo chuøn vë thàóng thỉåìng dng cạc thỉåïc âo âäü di thỉåïc càûp, panme, âäưng häư âo chuøn vë, , cạc âáưu âo dëch chuøn cm biãún Âo âäü gin di,biãún dảng tỉång âäúi ca cạc thåï váût liãûu : phäø biãún l cạc loải tenzomet cå hc, quang hc âiãûn cm, âiãûn tråí Âo xoay, biãún dảng gọc ca cạc pháưn tỉí, cạc liãn kãút kãút cáúu Âo trỉåüt v biãún dảng trỉåüt tỉång âäúi giỉỵa cạc thåï VL, cạc pháưn tỉí kãút cáúu ghẹp Nhọm thiãút bë âo lỉûc v ạp sút nhàịm xạc âënh giạ trë ca ti trng tạc dủng tiãún hnh thê nghiãûm, cn cạc nhọm khạc âãưu phủc vủ cho mủc âêch ch yóỳu nghión cổùu cọng trỗnh laỡ xaùc õởnh traỷng thại ỉïng sút - biãún dảng Trong mäùi nhọm thiãút bë cọ thãø cọ nhiãưu chng loải âỉåüc thiãút kãú v chãú tảo theo nhỉỵng cå såí váût l v så âäư cáúu tảo khạc Nhỉ váûy, âo lỉåìng s nháûn âỉåüc nhỉỵng kãút qu cọ mỉïc âäü chênh xạc khạc Trong k thût âo, cáưn càn cỉï vo cạc âàûc trỉng ca âäúi tỉåüng nghiãn cỉïu, cháút ca tham säú kho sạt v u cáưu vãư âäü chênh xạc ca säú âo âãø chn nhỉỵng thiãút bë âo Cạc thiãút bë v phỉång phạp âo ỉs -bd theo cạch âo âiãøm råìi rảc : Thiãút bë v phỉång phạp âo âiãøm råìi rảc âỉåüc dng ráút phäø biãún kho sạt trảng thại ỉïng sút - biãún dảng, âàûc biãût cáưn quan sạt giạ trë biãún dảng ca nhỉỵng âiãøm âàûc trỉng âäúi tỉåüng Nhỉỵng thiãút bë v phỉång phạp âo theo cạch âo âiãøm råìi rảc âỉåüc cáúu tảo theo nhỉỵng ngun l khạc Tuy nhiãn d âỉåüc cáúu tảo theo ngun l no cng cáưn tha mn cạc u cáưu sau : • Cáúu tảo âån gin, säú chi tiãút l êt nháút, gn v trng lỉåüng nhẻ; • Thạo, làõp nhanh, dãù dng, âm bo âỉåüc äøn âënh v an ton ; • Âäü nhảy cm v âäü chênh xạc cao, ln cọ thãø âạp ỉïng âỉåüc u cáưu âụng âàõn ca säú âo; • Cọ kh nàng âo cạc giạ trë nàịm khong âo räüng m âäü chênh xạc ca säú âc v kãút qu âo khäng bë nh hỉåíng; • Chiãưu di chøn âo thay âäøi âỉåüc liãn tủc; • Giạ trë ca âải lỉåüng cáưn âo âỉåüc chè thë trỉûc tiãúp trãn thiãït bë, khäng âi hi phi qua toạn chuøn âäøi; • Êt nhảy cm våïi cạc nh hỉåíng ca mäi trỉåìng * Phỉång phạp kho sạt liãn tủc - Thìng l nhỉỵng phỉång phạp chun dng, âàûc bióỷt nghión cổùu trón õọỳi tổồỹng mọ hỗnh hoùa Ỉu âiãøm l cho biãút âỉåüc quy lût phán bäú ca ỉïng sút - biãún dảng trãn vng hay ton bäü âäúi tỉåüng kho sạt; nhỉng âải lỉåüng thổỷc cuớa chuùng thỗ thổồỡng phaới thọng qua caùc pheùp toạn biãún âäøi trung gian, phẹp chuøn âäøi mä hỗnh hoùa hoỷc pheùp so saùnh vồùi giaù trở chuỏứn âỉåüc xạc âënh trỉåïc trãn cạc pháưn tỉí chøn cọ trảng thại lm viãûc âån gin * Phỉång phạp âo âiãøm råìi rảc - Phỉång phạp ny cho âỉåüc giạ trë biãún dảng thỉûc tải tỉìng âim riãng l trãn âäúi tỉåüng ; nhỉng mún kho sạt quy luỏỷt phỏn bọỳ thỗ õoỡi hoới phaới coù sọỳ lổồỹng âiãøm âo nhiãưu v liã tủc Thiãút bë thỉåìng cọ cáúu tảo âån gin 2.1 Âäưng häư âo chuøn vë låïn v phỉång phạp âo âäü vng: Ngun l cỏỳu taỷo vaỡ chuyóứn õọỹng ( hỗnh 3.1) Hỗnh 3.1 Cáúu tảo âäưng häư âo chuøn vë låïn Phỉång phạp làõp âàût âäưng häư âo : * Cạch (h.3.2a) : Âäưng häư âàût tải mäüt vë trê cäú âënh nàịm trãn phỉång chuøn vë ca KC * Cạch (h.3.2b): Âäưng häư âàût tải âiãøm âo chuøn vë trón kóỳt cỏỳu Hỗnh 3.2 Sồ õọử õo õọỹ vng a- âo tải âiãøm cäú âënh nàịm ngoi kãút cáúu b- âo tải âiãøm chuøn vë nàịm trãn kãút cáúu Cạc âàûc trỉng cå bn • Âäưng häư âo chuøn vë kiãøu âéa quay khäng hản chãú khong âo, cho nãn cọ thãø âo âäü vng ca kãút cáúu nhëp låïn, âäü lụn ca cc mọng ; • Giạ trë ca vảch âo trãn màût âäưng häư l 0,1 mm ; • Cọ âäü nhảy v âäü chênh xạc cao 2.2 Âäưng häư âo chuøn vë bẹ v phỉång phạp âo biãún dảng ε Ngun lyù cỏỳu taỷo vaỡ chuyóứn õọỹng (h.3.3) Hỗnh 3.3 Cỏỳu taỷo õọửng họử õo chuyóứn beù a-hỗnh daỷng õọửng häư b-cáúu tảo hãû thäúng truưn âäüng Cạc âàûc trổng cồ baớn : ã Hióỷn nay, nhổợng õọửng õo thäng dủng cọ cạc giạ trë vảch âo l 0,01; 0,02; 0,001 v 0,002 mm • Khong chuøn vë låïn nháút âo âỉåüc ca âäưng häư thỉåìng bë khäúng chãú båíi giạ trë ca vảch âo Củ thãø : - Våïi loải âäưng häư 0,01 v 0,02 cọ khong âo tỉì 10 âãún 50mm; - Våïi loải âäưng häư 0,001 v 0,002 cọ khong âo tỉì âãún 10mm; Cạc ỉïng dủng âãø âo biãún dảng tỉång âäúi ca váût liãûu a) Âo biãún dảng tỉång âäúi kãút cáúu cọ kêch thỉåïc låïn, cọ cáúu tảo váût liãûu khäng âäưng nháút, cọ giạ trë biãún dảng låïn, coù trổồỡng phỏn bọỳ bióỳn daỷng õóửu õỷn.(h 3.4) Hỗnh 3.4 Âo biãún dảng bàịng âäưng häư âo chuøn vë bẹ a- Så âäư cå hc b- Så âäư làõp âàût âãø âo b) Âo biãún dảng nhỉỵng bn moớng, theùp hỗnh, theùp coù õổồỡng kờnh nhoớ, caùc dáy kim loải, dáy cạp cọ thãø dng thiãút bë âo biãún dảng bàịng cạch ghẹp mäüt càûp âäưng häư chuøn vë trãn bäü giạ kẹo di chøn âo, tiãu biãøu cho loải ny l thiãút bë tenzomet MK-3 (h 3.5) Hỗnh 3.5 Duỷng cuỷ bióỳn daỷng bũng âäưng thåìi trãn hai thåï váût liãûu âäúi xỉïng c) Âo biãún dảng trãn cạc âäúi tỉåüng chëu nhiãût âäü hồûc biãún dảng thay âäøi cháûm ri theo thåìi gian, biãún dảng tỉì biãún , thỉåìng dng loải thiãút bë khäng làõp cäú âënh tải chäù âo gi l Comparator, âäưng häư âo chuøn vë cọ âäü nhảy 0,001mm.(h 3.6) Hỗnh 3.6 Sồ õọử cỏỳu taỷo vaỡ lừp õỷt comparator 2.3 Tenzomet cå hc Tenzomet cå hc l loải dủng củ âo biãún dảng tỉìng âiãøm råìi rảc âỉåüc dng phäø biãún kho sạt trảng thại biãún dảng tộnh cuớa kóỳt cỏỳu cọng trỗnh; vỗ chuùng coù cỏỳu tảo âån gin, âäü chênh xạc cao v äøn âënh quaù trỗnh õo Trong õoù, õỷc trổng nhỏỳt laỡ loải tenzomet ân báøy 1.Ngun l cáúu tảo v chuøn âäüng ca tenzomet ân báøy (h.3.7) Dỉåïi tạc dủng ca ti trng, cạc thåï váût liãûu ca kãút cáúu bë co gin âoản ∆L v kẹo âènh dao di õọỹng (3) chuyóứn dởch theo Ta coù : Hỗnh 3.7 Så âäư cáúu tảo tenzomet ân báøy ∆ = ∆L n m ∆N = ∆ (3.1) K- hãû säú khuãúch âaûi: K = S n.S = ∆L r m.r n S m r (3.2) (3.3) Cạc âàûc trỉng cå bn v ỉu nhỉåüc âiãøm: * Sai säú säú âc låïn nháút : ± 2,5.10- * Hãû säú khuãúch âải : K = 1000 * Giạ trë mäüt vảch âo : 1.10-3 Tenzomet ân báøy cọ cáúu tảo âån gin, trng lỉåüng khäng låïn, âäü chênh xạc cao Tuy nhiãn, xẹt tỉì cáúu tảo cn täưn tải nhỉỵng nhỉåüc âiãøm : - Váût liãûu dn, cạc chi tiãút dãù hng ; - Liãn kãút cạc bäü pháûn chuøn âäüng l liãn kãút bn lãư khäng hon ton, dãù bë xäüc xãûch thaïo làõp ; - Khäng âo âỉåüc biãún dảng âäüng; - Khäng sỉí dủng âỉåüc ngoi tråìi mỉa nàõng 2.4 Tenzomet quang hc Dỉûa trãn ngun tàõc khúch âải tên hiãûu bàịng hãû thäúng quang hc Cạc dủng củ âo ny ráút dãù dng âảt âỉåüc âäü nhảy cm cao âo biãún dảng ténh Âàûc trỉng cho loải dủng củ âo biãún dảng nhåì hãû thäúng kênh quang hc l cạc tenzomet phn chiãúu gỉång phàóng Så âäư cáúu tảo: (h 3.8 a,b) Hỗnh 3.8 Tenzomet quang hoỹc 1- voớ, 2-chỏn cọỳ õởnh, 3-váût kênh cọ tiãu cỉû f, 4gỉång phàóng, 5-chán di âäüng, 6-táúm kênh måì cọ chia vảch, 7-làng kênh láúy aïnh saïng, 8-thë kênh Ta coï : X = f tg ϕ = 2f ϕ ϕ = X 2f (3.4) (3.5) Màût khạc, ϕ = Cúi cng ta coï : ∆l m X = f ∆ l = k∆ l m (3.6) K = Goüi K laì hãû säú khúch âải ca tenzomet: Trong âọ : 2f m (3.7) f - tiãu cỉû ca váût kênh m - chiãưu cao ca gäúi dao di âäüng ∆L - âäü gin di ca váût liãûu 2.Cạc âàûc trỉng cå bn : * Chiãưu cao ton bäü ca tenzonmet: 145mm *Kêch thỉåïc chøn âo : L= 10 ÷ 20mm *Säú vaûch chia trãn thang âo : 160 vaûch våïi vaûch åí chênh giỉỵa *Khong cạch cạc vảch chia:1,25mm biãøu thë mäüt lỉåüng biãún dảng VL l micron *Hãû säú khuãúch âaûi : K= 1250 2.5 Tenzonmet dỏy rung :(h.3.9) Hỗnh 3.9 Tenzomet dỏy rung a-sồ õọử ngun l b-cáúu tảo kiãøu âo màût ngoi:1-thán giạ, 2chán cäú âënh, 3-chán di âäüng, 4-dáy theïp càng, 5-nam chám âiãûn nh tảo xung rung dáy c-cáúu tảo kiãøu âo sáu: 1-v, 2-vạch cỉïng, 3-âéa cỉïng , 4-dáy thẹp càng, 5-nam chám âiãûn näúi våïi bäü âãúm táưng säú Dủng củ âo biãún dảng kiãøu dáy rung dỉûa trãn cå såí quan hãû giỉỵa táưn säú dao âäüng riãng ca såüi dáy våïi lỉûc kẹo dáy Táưn säú f ca såüi dáy dao âäüng ngang phủ thüc chiãưu di l ca dáy, âàûc trỉng cho âäü chàûc ρ ca váût liãûu dáy, ỉïng sút σ dáy; xạc âënh theo cäng thỉïc : f = 2l σ ρ (3.8) Nãúu mäüt såüi dáy v giỉỵ chàût trãn bãư màût ca kãút cáúu; kãút cáúu bë biãún dảng, dáy s bë kẹo thãm v âọ táưn säú dao âäüng ngang ca dáy cng bë thay âäøi theo Ta cọ : ε= σ ρl2 = ( f 22 − f 12 ) E E (3.9) f1 , f2: táön säú dao âäüng ngang ca dáy trỉåïc v sau lục kãút cáúu biãún dảng 1.Så âäư cáúu tảo v chuøn âäüng: Xem hỗnh 3.9 2.Caùc õỷc trổng cồ baớn, phaỷm vi ỉïng dủng • Chiãưu di chøn âo: 20,50 v 100mm; Âäü chênh xạc âảt âãún 1.10-6 • Âo cạc âäúi tỉåüng cọ khäúi lỉåüng låïn v nghiãn cỉïu thåìi gian di • Tenzomet cọ âäü cỉïng bn thán ráút låïn âọ khäng dng âãø âo biãún dảng cạc âäúi tỉåüng mng v mãưm Tenzomet cm biãún âiãûn tråí 3.1 Khại niãûm chung Tenzomet cm biãún âiãûn tråí l mäüt dủng củ âo âỉåüc sỉí dủng räüng ri, cọ hiãûu qu, cho âäü chênh xạc cao tiãún hnh kho sạt tham säú biãún dảng tỉång âäúi ca nhiãưu loải váût liãûu khạc thüc nhiãưu lộnh vổỷc nghión cổùu khoa hoỹc vaỡ kyợ thuỏỷt ặu âiãøm : Âo âỉåüc nhỉỵng biãún dảng nh 10-5 - 10-6 âãún cạc biãún dảng ráút låïn ca váût liãûu lm viãûc ngoi trảng thại ân häưi Âo biãún daûng ténh, âäüng, xung kêch, biãún daûng nhỉỵng vng cọ táûp trung ỉïng sút cao Âo biãún dảng nhỉỵng mäi trỉåìng cọ chãú âäü khàõc nghióỷt : Coù kờch thổồùc vaỡ hỗnh daỷng õaùp ỉïng âỉåüc trảng thại lm viãûc ca âäúi tỉåüng Âo âỉåüc biãún dảng phán tạn theo nhiãưu phỉång Cọ nhiãưu loải kêch thỉåïc chøn âo thêch håüp, tỉì ráút nh 0,25 mm âãún ráút låïn 1000 1200mm Cọ âäü cỉïng riãng v trng lỉåüng bn thán bẹ Cọ thãø tiãún hnh våïi säú lỉåüng låïn âiãøm âo låïn trãn mäüt kãút cáúu khong thåìi gian ngàõn Âm bo âäü chênh xạc cao cho kãút qu âo ỈÏng dủng âãø âo âỉåüc nhiãưu tham säú cå hc khạc trng lỉåüng, lỉûc, chuøn vë Tenzomet cm biãún âiãûn tråí âỉåüc tảo thnh tỉì hai bọỹ phỏỷn cồ baớn nhổ (h 3.10) : Hỗnh 3.10 Så âäư cáúu tảo tenzomet cm biãún âiãûn tråí • Khi âo biãún dảng âäüng cọ thãø ghi âỉåüc nhåì cạc dao âäüng k, bàng tỉì, mạy 3.2 Pháưn tỉí cm biãún âiãûn tråí Cạc pháưn tỉí cm biãún âiãûn tråí âỉåüc chãú tảo tỉì nhỉỵng dáy mnh bàịng váût liãûu håüp kim cọ âiãûn tråí sút cao Pháưn tỉí cm biãún dáy tiãút diãûn trn l mäüt såüi dáy âiãûn tråí tỉì váût liãûu håüp kim constantan hồûc nicrom cọ âỉåìng kênh d= 0,01 ÷ 0,04 mm âỉåüc thnh nhiãưu vng v dạn chàût trãn bãư màût ca mäüt låïp váût liãûu mng, gi l låïp nãưn Váût liãûu ca låïp nãưn cọ thãø bàịng loải giáúy cellulose mng (nãưn giáúy) hồûc bàịng mäüt låïp giáúy keo mng (nãưn keo) (h 3.11a) Cm biãún âiãûn tråí dáy trn thäng thỉåìng cọ chiãưu di chøn âo tỉì âãún 150 mm v chè säú âiãûn tråí dao âäüng tỉì 100 âãún 400 Ohm Pháưn tỉí cm biãún dáy tiãút diãûn dẻt âỉåüc chãú tảo bàịng phỉång phạp thàng hoa Dng nhỉỵng tåì giáúy bàịng váût liãûu constantan hồûc nicrom cọ giạ trë âiãûn tråí sút cao v chiãưu dy khäng quạ - micron; trãn màût tåì giáúy ph mäüt låïp keo mng, sau låïp keo ph khä, tiãún hnh ạp sạt bãư màût khäng ph keo ca tåì giáúy vo táúm kênh phim ám bn â thu nh âụng kờch thổồùc yóu cỏửu hỗnh aớnh cuớa caùc phỏửn tổớ cm biãún Ri ạnh sạng tràõng qua bn phim chủp õóứ in hỗnh caùc phỏửn tổớ caớm bióỳn lón tồỡ giáúy håüp kim; sau âọ cho tåì giáúy âiãûn tråí vo mäüt dung dëch họa cháút àn mn âãø lm tan pháưn váût liãûu táúm phim che khäng cho ạnh sạng lt qua v giỉỵ lải trãn låïp keo nhỉỵng pháưn váût liãûu cọ ạnh sạng ri vo(h.3.11b) Ỉu âiãøm: • Chãú tảo âỉåüc cạc pháưn tỉí cọ kêch thỉåïc chênh xạc v phán bäú âãưu âàûn; • Coù nhióửu loaỷi hỗnh daỷng theo õoỡi hoới cuớa kyợ thût âo; • Âäü nhy cm theo phỉång ngang ca pháưn tỉí âo ráút nh, khäng nh hỉåíng kãút qu õo; ã Dờnh kóỳt vồùi kóỳt cỏỳu tọỳt Hỗnh 3.11 Pháưn tỉí cm biãún âiãûn tråí 1- dáy näúi tiãúp, 2-låïp nãưn, 3- låïp keo, 4-dáy âiãûn tråí 3.3 Ngun l lm viãûc v hãû säú nhảy cm ca cạc pháưn tỉí cm biãún âiãûn tråí: Cå såí ca phỉång phạp âo biãún dảng tỉång âäúi trãn kãút cáúu cọng trỗnh bũng caùc phỏửn tổớ caớm bióỳn õióỷn trồớ dỉûa trãn mäúi quan hãû giỉỵa sỉû thay âäøi trë säú âiãûn tråí våïi âäü gin di ca dáy dáùn Nhỉ â biãút âiãûn hc: R = ρ l S (3.10) Xẹt mäüt âoản dáy âiãûn tråí thàóng âỉåüc dạn chàût trãn bãư màût ca kãút cáúu Khi kãút cáúu bë biãún dảng, âoản dáy âiãûn tråí biãún dảng theo trãn chiãưu di l våïi âäü gin di tỉång âäúi l dl/l; diãûûn têch tiãút diãûn ngang ca dáy cng bë thay âäøi dS/S; âiãûn tråí sút ca váût liãûu dáy ρ cng biãún thiãn mäüt giạ trë tỉång âäúi dρ/ρ Sỉû thay âäøi tỉång âäúi vãư diãûn têch tiãút diãûn ngang dS/S ca dáy cọ liãn quan máût thiãút âãún âäü gin di dl/l Tháût váûy, diãûn têch tiãút diãûn ngang ca dáy l S =πr2 v vi phán ca S theo r bàịng dS =2πr.dr nãn : dS π rdr dr = = 2 πr S r dr dl dS = = −2µ r l S (3.11) (3.12) Våïi sỉû thay âäøi tỉång âäúi vãư kêch thỉåïc chiãưu di dl/l, vãư tiãút diãûn ngang dS/S ca dáy dáùn v vãư âiãûn tråí sút ca váût liãûu dáy dρ/ρ s lm thay âäøi giạ trë tỉång âäúi vãư âiãûn tråí ca dáy dR/R Âải lỉåüng dR/R âỉåüc xạc âënh bàịng phẹp vi phán ton pháưn ca liãn hãû trãn Ta cọ : l pl ρ dR = dl + d ρ − dS ; S S S dR dl d ρ dS dl d ρ dl + 2µ = + − = + ρ ρ R l S l l dR dl ⎡ dρ ⎤ = ⎢1 + µ + ρ ( dl / l ) ⎥ R l ⎣ ⎦ (3.13) ( dR / R ) ⎡ dρ ⎤ = ⎢1 + µ + (3.14) ( dl / l ) ρ ( dl / l ) ⎥ ⎣ ⎦ ⎡ dρ ⎤ Gi ηd l hãû säú nhảy caím cuía dáy âiãûn tråí: η d = ⎢1 + µ + (3.15) ρε ⎥ ⎦ ⎣ Suy ra: Ta coï : dR = η Rε (3.16) d Hãû säú nhảy cm ηd ca mäüt âoản dáy âiãûn tråí thàóng l t säú giỉỵa sỉû thay âäøi âiãûn tråí dR/R v âäü gin tỉång âäúi ca chiãưu di dl/l Giạ trë ca hãû säú nhảy cm ηd s nháûn âỉåüc bàịng phỉång phạp hiãûu chènh thỉûc nghiãûm trãn mäüt dáưm chøn chëu ún Nhỉ váûy , säú gia ca õióỷỷn trồớ R quaù trỗnh dỏy bở bióỳn daỷng âỉåüc xạc âënh ∆ R = η d εR (3.17) bàịng liãn nhãû sau : Âäúi våïi mäüt pháưn tỉí cm biãún âiãûn tråí hon chènh s gäưm nhỉỵng pháưn dáy theo phỉång dc (I) v nhỉỵng pháưn nàịm theo phỉång ngang (II) cho nãn säú gia âiãûn tråí ca mäüt tenzo cm biãún âiãûn tråí s l : ∆ RT = η d ε I + η n ε II = η d ε I − η n µε I = (η d − µη n ) ε I (3.18) RT η T = (η d − µη n ) Âàût (3.19) ta coï : ∆RT = η T RT ε (3.20) Thỉåìng η d / η n = , 012 ÷ , 02 tenzo cm biãún âiãûn tråí cọ chøn âo l > 10mm 10 Trë säú ηn cọ thãø gim nãúu cạc pháưn dáy ngang cọ diãûn têch tiãút diãûn låïn hån cạc pháưn tỉí dc Âiãưu ny â âỉåüc thỉûc hiãûn chãú tảo cạc pháưn tỉí tenzo cm biãún âiãûn tråí dáy dẻt Hãû säú nhảy ηT cu cạc tenzo cm biãún âiãûn tråí cn chëu nh hỉåíng ca thnh pháưn biãún dảng ngang, cháút ca låïp nãưn v keo daùn Vỗ thóỳ, õóứ kóứ õóỳn caùc yóỳu tọỳ trãn, gêa trë ca hãû säú nhảy ηT s âỉåüc xạc âënh qua kãút qu hiãûu chènh bàịng thỉûc nghiãûm trãn dáưm chøn biãút chênh xạc giạ trë biãún dảng tỉång âäúi phạt triãøn dáưm Hãû säú ηT cn thay âäøi chiãưu di chøn âo l ca cạc tenzo cm biãún cọ giạ trë khạc 3.4 nh hỉåíng ca sỉû thay âäøi nhiãût âäü âãún âäü chênh xạc ca phẹp âo : Khi nhiãût âäü ca mäi trỉåìng âo thay âäøi s lm nh hỉåíng âãún cháút váût liãûu cuía dáy caím biãún, âàûc biãût lm thay âäøi âiãûn tråí sút ca váût liãûu, kêch thổồùc hỗnh hoỹc cuớa dỏy; õọửng thồỡi seợ aớnh hổồớng âãún cháút ca låïp keo dạn v cúi cng lm thay âäøi âiãûn tråí ca cạc pháưn tỉí cm biãún Táút c nhỉỵng úu täú âọ dáùn âãún sỉû sai lãûch trë säú âiãûn tråí cạc pháưn tỉí cm biãún v phẹp âo s cho nhỉỵng kãút qu âo khäng phn ạnh âụng giạ trë biãún dảng thỉûc tóỳ cỏửn khaớo saùt vỗ sọỳ õo nhỏỷn õổồỹc cọ c giạ trë biãún dảng sỉû thay âäøi nhiãût âäü ca mäi trỉåìng nh hỉåíng ca nhiãût âäü mäi trỉåìng âãún kãút qu phẹp âo âỉåüc khàõc phủc bàịng biãûn phạp dng hãû thäúng âo mäüt hồûc nhiãưu pháưn tỉí cm biãún b nhiãût 3.5 Xạc âënh giạ trë biãún dảng tỉång âäúi ca tenzo cm biãún âiãûn tråí Tỉì liãn hãû (3.21), ta cọ thãø biãøu diãùn âäü nhảy cm ca tenzo cm biãún bàịng : ∆RT RT ε ηT = (3.21) Tỉì âọ giạ trë biãún dảng ca tenzo cm biãún s l : ε = η T ∆R T RT (3.22) óứ tỗm õổồỹc giaù trở bióỳn daỷng tổồng õọỳi, ngoi hãû säú nhảy cm ηΤ âỉåüc xạc âënh bàịng phỉång phạp hiãûu chènh thỉûc nghiãûm, cn cáưn phi âo trë säú biãún thiãn âiãûn tråí ∆R hay ∆R/R xaíy tenzo caím biãún Trë säú cuía ∆R/R thỉûc tãú låïn nháút chè âảt âãún 1,5%, cho nãn âãø xạc âënh lỉåüng biãún thiãn ∆R/R k thût âo lỉåìng cạc âải lỉåüng âiãûn thỉåìng dng cáưu âo Wheatstone 1.Nguyón từc õo cuớa cỏửu wheatstone: Trón hỗnh 3.12 thãø hiãûn så âäư cáưu gäưm âiãûn tråí R1, R2, R3, R4 näúi våïi thnh bäún nhạnh cáưu 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 Cạc âiãøm 1-3 näúi våïi ngưn cung cáúp ; trãn âỉåìng chẹo 2-4 âàût trãn âäưng häư âo dng hay âo hiãûu diãûn thãú Khi thỉûc hiãûn âỉåüc trãn cáưu âo âiãưu kiãûn : (3.23) R1.R3=R2.R4 11 Hỗnh 3.12 Sồ õọử nguyón lyù cỏửu õo Hỗnh 3.13 Sồ õọử õo cỏửu lóỷch thỗ seợ nhỏỷn õổồỹc cáưu cán bàịng v âọ, trãn âỉåìng chẹo 2-4 s khäng cọ dng âiãûn Ig Trỉåìng håüp ngỉåüc lải ,khọng thổỷc hióỷn õổồỹc õióửu kióỷn cỏn bũng trón thỗ âỉåìng chẹo 2-4 s xút hiãûn dng âiãûn Ig v cọ giạ trë bàịng : Ig = U(R R − R R ) R g (R + R )(R + R ) + R R (R + R ) + R R (R + R ) (3.24) Dỉûa trãn ngun tàõc âọ âãø chãú tảo cạc thiãút bë âo giạ trë biãún thiãn âiãûn tråí ∆R/R cạc tenzo cm biãún âo biãún dảng tỉång âäúi ca váût liãûu v kãút cáúu cọng trỗnh Pheùp õo sổỷ bióỳn thión cuớa âiãûn tråí ∆R/R bàịng phng phạp lãûch cáưu (h.3.13) Trãn cáưu âo dng hai âiãûn tråí khäng âäøi R1,R2 cọ cng mäüt trë säú âiãûn tråí v cọ âäü chênh xạc cao tảo thnh nỉía cáưu Thay hai âiãûn tråí R3 v R4 bàịng hai pháưn tỉ tenzo cm biãún Ra v Rc ban âáưu cọ cng trë säú âiãûn tråí v cọ thãø thay âäøi Ra - tenzo cm biãún dng âãø âo biãún dảng trãn kãút cáúu kho sạt; Rc - tenzo cm biãún dng âãø khỉí nh hỉåíng ca nhiãût âäü Trỉåïc âo, thỉûc hiãûn trãn cáưu âiãưu kiãûn cán bàịng ban âáöu : (3.25) R Ra = R1 Rc Khi váût liãûu ca kãút cáúu bë biãún dảng, âiãûn tråí Ra ca pháưn tỉí cm biãún dạn trãn kãút cáúu thay âäøi mäüt lỉåüng ∆Ra ; lục âọ sỉû cán bàịng ban âáưu ca cáưu âo bë phạ hoải v láûp tỉïc âỉåìng chẹo OB ca cáưu xụat hiãûn dng âiãûn Ig bàịng : R R c − R (R a + ∆R a ) (3.26) Ig = U R g (R + R )R * + R R R * + R c (R a + ∆R a )(R + R ) Våïi R* = Ra + ∆Ra + Rc Khai triãøn biãøu thỉïc (3.26) , cọ chụ xẹt âãún âiãưu kiãûn cán bàịng ban âáưu l R2 Ra = R1 Rc v b lỉåüng vä cng bẹ ∆Ra åí máùu säú, ta cọ : Ig = U∆R a R ) R g ( R + R )( R a + R c ) + R R ( R a + R c ) + R a R c ( R + R ) (3.27) Trong thỉûc tãú thỉåìng chn trë säú âiãûn tråí ca R1 = R2 v R a = Rc , nãn biãøu thỉïc ca dng Ig cọ dảng : 12 Ig = U 2R a R g R a ∆R a R a R + R ⎛ ∆R a = f⎜ ⎜ R a ⎝ +1 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ (3.28) a Âo sỉû biãún thiãn ∆Ra/ Ra qua dng Ig trãn âỉåìng chẹo OB gi l phỉång phạp âo trỉûc tiãúp hay phỉång phạp âo lãûch cáưu Phẹp âo sỉû biãún thiãn âiãûn tråí ∆R/R bàịng phỉång phạp cáưu cán bũng: Hỗnh 3.14 Sồ õọử õo cỏửu cỏn bũng Hỗnh 3.15 Så âäư âo thỉûc tãú Så âäư cáưu âo theo phỉång phạp cáưu cán bàịng cå bn váùn trìng håüp âo cáưu lãûch; nhỉng åí âáy cáưn tạch âiãøm b v näúi vo âọ mäüt biãún tråí cọ trë säú âiãûn tråí 2Rr Trảng thại cán bàịng cáưu s tỉång ỉïng våïi vë trê chảy trãn biãún tråí nàịm chênh giỉỵa âãø chia biãún tråí thnh hai pháưn cọ chè säú âiãûn tråí bàịng l Rr (h 3.15) Âiãưu kiãûn cán bàịng ban âáưu: (3.29) Ra (R2 + Rr) = Rc (R1 + Rr) Nãúu lục âọ, giạ trë âiãûn tråí trãn Ra biãún thiãn luồỹng Ra kóỳt cỏỳu bở bióỳn daỷng thỗ trảng thại cán bàịng ban âáưu ca cáưu âo bë phạ; mún thnh láûp âiãưu kiãûn cán bàịng måïi, cáưn phi dëch chuøn chảy trãn biãún tråí âãø thay âäøi âiãûn tråí trãn hai nhạnh cáưu AB v BC Gi sỉí dëch chuøn chảy trãn biãún tråí mọỹt lổồỹng Rr thỗ thaỡnh lỏỷp traỷng thaùi cỏn bũng måïi tỉång ỉïng ca cáưu Âiãưu kiãûn cán bàịng måïi : (3.30) (Ra+∆Ra)(R2 + Rr-∆Rr) = Rc (R1 + Rr + ∆Rr) Triãøn khai biãøu thỉïc (3.36) , cọ kãø âãún âiãưu kiãûn cán bàịng ban âáưu: ∆Ra(R2+Rr)=∆Rr (Rc+Ra+∆Ra) (3.31) (R + R r )∆ R a (3.32) Tỉì âoï ta coï : ∆ R r = R c + R a + ∆R a Thäng thỉåìng ∆Ra ráút nhoí so våïi täøng säú âiãûn tråí cuía hai tenzo cm biãún (Ra + Rc), nãn lỉåüng biãún thiãn âiãûn tråí ∆Rr trãn biãún tråí s t lãû thûn våïi trë säú âiãûn tråí biãún thiãn cuía tenzo caím biãún Ra Cuäúi cuìng : R + R r (3.33) ∆R a ∆R r = R c + R a 13 Phỉång phạp âo cáưu cán bàịng cho âäü chênh xaùc cao, vỗ luùc cỏửu cỏn bũng doỡng õióỷn Ig trãn âỉåìng chẹo OB bàịng khäng, v lục âọ sỉû thay âäøi âiãûn ạp ngưn cung cáúp khäng nh hỉåíng âãún kãút qu ca phẹp âo Ngoi ra, giạ trë âo khäng bë hản chãú båíi khong âo nh ca âäưng häư âo 3.6 Så âäư cạc mạy âo thỉûc tãú våïi nhiãưu âiãøm âo biãún dảng tỉång âäúi Trãn hỗnh 3.15 trỗnh baỡy sồ õọử cỏỳu taỷo thổỷc tóỳ ca cáưu âo theo ngun tàõc cáưu cán bàịng Khi dng cạc tenzo cm biãún âiãûn tråí âãø âo, chè cáưn chøn bë cạc tenzo cm biãún ca hai nhạnh cáưu ngoi gäưm : • Cạc tenzo cm biãún âiãûn tråí Ra näúi song song våïi trãn nhạnh cáưu OA, dng âãø âo biãún dảng tải cạc âiãøm kho saùt trón kóỳt cỏỳu cọng trỗnh Chố sọỳ õióỷn trồớ ca cạc tenzo cm biãún cáưn chn xáúp xè nhau, thổồỡng thỗ cho pheùp chónh khoaớng 0,25 Ohm • Cạc tenzo cm biãún âiãûn tråí Rc cng âỉåüc näúi song song våïi trãn nhạnh cáưu OC v dng lm cạc âiãûn tråí b nhiãût (cọ tạc dủng khỉí nh hỉåíng nhiãût âäü ca mäi trỉåìng ) Cạc âiãûn tråí b nhiãût Rc cáưn âỉåüc dạn trãn nhỉỵng vng kãút cáúu khäng lm viãûc hồûc trãn cạc miãúng váût liãûu ca kãút cáúu, räưi âàût mäi trìng thê nghiãûm Chè säú âiãûn tråí cuía mäùi tenzo caím biãún b nhiãût cáưn chn bàịng chè säú âiãûn tråí ca tỉìng chiãúc tenzo Ra hồûc tỉìng nhọm tenzo Ra cọ cng âiãûn tråí Trỉåìng håüp âån gin nháút l chn táút c cạc tenzo cm biãún âo Ra dạn trãn kãút cáúu kho sạt cọ cng mäüt chố sọỳ õióỷn trồớ bũng thỗ pheùp õo chè cáưn mäüt tenzo cm biãún b nhiãût Rc l â • Hiãûn nay, âäúi våïi cạc cáưu âo biãún dảng ténh mạy P-3500, USB-11A, 3800, System 4000, cng cạc cáưu âo biãún dảng âäüng System 2300, 2100, CDA, MCC thỉåìng dng nhỉỵng tenzo cm biãún âo Ra v b Rc cọ chè säú âiãûn tråí laì Ra = 120 vaì 350 Ohm ********* 14 ... a-så âäư ngun l b-cáúu tảo kiãøu âo màût ngoi:1-thán giạ, 2chán cäú âënh, 3- chán di âäüng, 4-dáy thẹp càng, 5-nam chám âiãûn nh tảo xung rung dáy c-cáúu tảo kiãøu âo sáu: 1-v, 2-vạch cỉïng, 3- ? ?éa... wheatstone: Trón hỗnh 3. 12 thóứ hióỷn sồ õọử cỏửu gọửm âiãûn tråí R1, R2, R3, R4 näúi våïi thnh bäún nhạnh cáưu 1-2 , 2 -3 , 3- 4 , 4-1 Cạc âiãøm 1 -3 näúi våïi ngưn cung cáúp ; trãn âỉåìng chẹo 2-4 âàût... taỷo: (h 3. 8 a,b) Hỗnh 3. 8 Tenzomet quang hoỹc 1- v, 2-chán cäú âënh, 3- váût kênh cọ tiãu cỉû f, 4gỉång phàóng, 5-chán di âäüng, 6-táúm kênh måì cọ chia vảch, 7-làng kênh láúy ạnh sạng, 8-thë