Một phần của khó khăn có thể nằm trong giới hạn tự nhiên của nguyên lý bất định, nhất là khi làm việc với các vật thể vi mô (kích thước nhỏ hơn micrômét). Khó khăn có thể nằm trong giới hạn về không gian và thời gian của loài người khi nghiên cứu về các vật thể ở khoảng cách và ở thời điểm xa trong vũ trụ. | Bảng 12-4 Vật liệu Hằng sô áp điện cq Hằng số điện mói úhg lực cho phép ơ Điện trâ suất p íỉm Mõđun E Nhiệt độ sử dụng C Thạch anh 2 2C N 39 8 10 12F m 70-100N mm2 1016Qm m2 550 Titanat Bari 107J0 C N 1 - - - Ba TiO3 Muối xec nhét -12 10W 19 45 PZT5A - - 19 365 3. Các đặc tính của cảm biến Cảm biến áp điện sử dụng đo đại lượng không điện có tần số biến thiên do đó giới hạn dưới của tần sô được quyết định bởi tham số diện của bản thân cảm biến và của mạch đo. Công suất ra nhỏ vì vây tổng trở vào của mạch đo cỡ từ 10R -ỉ- 109fì. Dây nối từ cảm biến đến mạch đo cần được bọc kim để ỉoại bỏ điện tích rò. Hình 12-8 vẽ sơ đồ cấu tạo của cảm biến áp điện dùng đo lực tác động. Hình 12-8. Cấu tạo của cảm biến điện ảp đo lực. 1 - Phần tử áp điện 2 - Thanh dẫn 3 - Cắp bọc kim. Hai phần tử áp điện đặt sao cho điện tích phân cực ngược nhau khi bị tác động lực. Điện tích lấy ra trên thanh dẫn đặt giữa hai phần tử áp điện dây dãn là cáp bọc kim Hình 12-9b là sơ đồ tương đương của thiết bị. Trong đó ctđ - điện dung tương đương Rk1 - diện trở tương đương. 260 Ta đã biết quan hệ giữa dòng điện i và điện tích q dược biểu diễn theo công thức . dq dt 12-20 Từ hình I2-9b ta có i ÌR -i c Ru d 12-21 u - điện áp rơi trên tụ và điện trở F b Hình 12-9. Sơ đó tương đương. d ld dt Từ công thức 12-18 q djFx và 12-20 12-21 ta tính được . _ dq _ . dFx _ u J . dt dt Rtd 12-22 Đặt T Rtđ . c. 1 - Hằng số thời gian Từ phương trình 12-22 đưa về dạng toán tử ta được AlpF tU l S . Ill Độ nhạy toán xử của cảm biến S p E c. 1 X 1 1 12-23 TP 12-24 Độ nhạy phức có dạng ủ _d1 0JT IFJ e COT 11 sc đỏ nhạy ban đầu. 261 Nếu COT 1 ta có s Sq và s 0 khi 0 0. Từ đó ta thấy cảm biến áp điện chỉ làm việc với lực tác động biến thiên. Trong thực tế lực đo không tác động trực tiếp lên cảm biến mà qua một lớp đệm do đó độ nhạy cảm biến bị giảm so với tính toán. Hình 12-10 biểu diễn đường cong đậc tính biên tần của cảm biến theo Hình 12-10. Đặc tinh biên tần của
