Cảm biến lực


Cảm biến được sử dụng để làm gì ?

Cảm biến này (Hình 1) được sử dụng để đo lực. Cảm biến có thể được sử dụng như một lực kế lò xo cầm tay. Cảm biến cũng có thể được đặt trên một xe đẩy để nghiên cứu bài toán động học. Cảm biến có thể đo được cả lực kéo và lực đẩy. Cảm biến lực này được sử dụng trong nghiên cứu bài toán cơ học và động học như chuyển động điều hòa đơn và bài toán va chạm.

Untitled

Sử dụng cảm biến như thế nào ?

Cảm biến này được sử dụng với thiết bị thu thập và xử lí tín hiệu cầm tay Addestation aMixer MGA. Xin vui lòng tham khảo phần Thí nghiệm minh họa tại trang tiếp theo về chi tiết cách sử dụng cảm biến này với thiết bị aMixer MGA.

Cảm biến lức và phụ kiện được minh họa ở hình 1:

(1)  Cảm biến lực

(1a) Vít siết chặt

(1b) Chỗ siết thanh giữ

(1c) Công tắc (để chọn thang đo ±10 N hoặc ±50 N)

(1d) Móc có thể tháo lắp được

(2)  Thanh giữ

(2a) Hệ thống giữ đặc biệt dùng cho cảm biến lực

(2b) Để đặt trên xe đẩy Addestation (không đi kèm bộ cảm biến lực) có 1 đinh vít tháo lắp được

Untitled1

Thông số kỹ thuật

1. Chú ý

Cảm biến này được thiết kế chuyên dụng cho các ứng dụng giáo dục, nghĩa là không được sử dụng trong bất kì các ứng dụng thương mại, công nghiệp, y học hoặc nghiên cứu nào khác.

2. Chuẩn hóa

Sự chuẩn hóa là không cần thiết đối với cảm biến này do cảm biến đã được chuẩn hóa trước khi chuyển hàng.

3. Thông số

Phạm vi hoạt động:   ±10 N or ±50 N

Độ chính xác:  1% sau khi chuẩn hóa

Chức năng tự động nhận cảm biến

Cảm biến khí áp kế có chức năng tự động nhận cảm biến. Chức năng này cho phép cảm biến có thể tự động đo và tự thiết lập thu thập dữ liệu khi được kết nối với giao diện aMixer MGA.

Thí nghiệm minh họa – Định luật III Niu-tơn

1. Mục đích

Tự tìm hiểu cách sử dụng cảm biến này thông qua thí nghiệm đơn giản về Định luật III Niu-tơn.

2. Thiết bị thí nghiệm

Thiết bị cầm tay aMixer MGA;
2 cảm biến lực (±50 N);
Lò xo (dài 20 cm).
3. Các bước thí nghiệm
1.  Bật công tắc thiết bị aMixer MGA như ở hình 3. Màn hình của thiết bị hiện ra như ở hình 4.
Untitled2 Untitled3
2.  Kết nối cảm biến lực Addestation vào Kênh 1 và Kênh 2 của thiết bị aMixer MGA. Đặt cái lẫy của đầu cắm cảm biến về phía đường kẻ trắng (Hình 5), và cắm vào; một tiếng “click” sẽ phát ra.
Untitled4 Untitled5
3.  Đảm bảo rằng công tắc gạt tại vị trí ±50 N (Hình 6).
4.  Cảm biến lực Addestation có chức năng tự động nhận cảm biến. Trong khi kết nối, cảm biến sẽ tự động đo. Một hội thoại sẽ xuất hiện, lựa chọn ‘Cảm biến lực (± 50N)’ (Hình 7) và ấn ‘Chạy’. Đảm bảo rằng dòng ‘Kênh 1: C.biến lực (±50N)’ xuất hiện (Hình 8); nó biểu thị cảm biến này đã được kết nối chính thức và sẵn sàng thu thập dữ liệu.
Untitled6 Untitled7
5.  Đảm bảo rằng không có ngoại lực nào tác động lên các cảm biến lực. Chọn ô icon1 để chuẩn hóa cảm biến lực (Hình 8), sau đó kiểm tra lại hộp thoai đối với Kênh 1 và Kênh 2 (Hình 9).
Untitled8
6.  Chuyển sang chế độ đo “Dạng đồng hồ kim” bằng cách chọn ô icon3 như ở hình 8.
7.  Gắn lò xo vào các cảm biến lực như ở Hình 10.
Untitled9
8.  Chọn ô icon01 để bắt đầu thu thập dữ liệu (bạn cũng có thể ấn nút màu xanh trên thiết bị aMixer MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu). Bạn sẽ nhìn thấy chữ đang chạy “Giá trị đo …” (Hình 11) khi các dữ liệu đã thu thập được vẽ đồ thị. Giá trị lực cũng sẽ được hiển thị như ở hình 11.
Untitled10
9.  Giữ 2 cảm biến lực bằng tay. Cố gắng kéo các cảm biến lực ra xa nhau.
10.  Đọc và ghi lại các giá trị đọc được trên Kênh 1 và 2 vào Bảng 1.
11.  Lặp lại các bước 9 và 10 hơn 2 lần để thay đổi lực kéo tác động vào các cảm biến.
4. Phân tích
1.  Độ lớn lực tác động lên các cảm biến liên hệ với nhau như thế nào?
2.  Các lực tác động lên 2 cảm biến có cùng hướng hay khác hướng?
3.  Kết quả thu được có phù hợp với Định luật III Niu-tơn không?
Untitled11