DO_LUC_VA_UNG_SUAT.DOC

Ño löïc vaø öùng suaát Trang 1

LÔØI GIÔÙI THIEÄU

Ngaøy nay vieäc ño löôøng vaø ñieàu khieån ñöôïc öùng duïng trong saûn xuaát

coâng nghieäp cuõng nhö trong phoøng thí nghieäm raát höõu duïng. Lôïi duïng vieäc

ño öùng suaát bieán daïng töø ñoù maø ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc nhöõng thoâng soá vaät

lyù cô hoïc khaùc nhö: ñoä voõng tónh, moment, löïc taùc duïng, …

Hieän nay ñaõ coù nhöõng maùy ño nhö loaïi duøng ñoàng hoà chæ thò soá P3500

ñöôïc thöïc hieän taïi phoøng thí nghieäm. Khi khoa hoïc coâng ngheä thoâng tin ñaõ

vaø ñang phaùt trieån thì maùy vi tính baét ñaàu thay theá caùc thieát bò ño löôøng

thoâng thöôøng maø cho ta keát quaû nhanh vaø chính xaùc. Caùc thieát bò, heä thoáng

ño löôøng vaø ñieàu khieån gheùp noái vôùi maùy tính coù ñoä chính xaùc cao, thôøi gian

thu thaäp soá lieäu ngaén nhöng ñieàu ñaùng quan taâm hôn laø möùc ñoä töï ñoäng hoùa

trong vieäc thu thaäp vaø xöû lyù caùc keát quaû ñoù.

Tuy nhieân ñeå heä thoáng ño löôøng vaø ñieàu khieån gheùp noái vôùi maùy tính

hoaït ñoäng ñöôïc thì ngoaøi phaàn maïch ñieän khueách ñaïi vaø chuyeån ñoåi AD thì

caàn coù chöông trình ñöôïc naïp vaøo maùy tính ñeå xöû lyù keát quaû.

Baøi luaän vaên naøy cuõng laø moät ñeà taøi xöû lyù tín hieän ñieän töû boä caûm bieán

cho pheùp maùy tính coù theå giao tieáp thoâng qua coång maùy in.

SVTH :HAØ THANH LAÂM - PHAÏM TROÏNG QUYØNH

Ño löïc vaø öùng suaát Trang 2

PHAÀN A

DAÃN NHAÄP

SVTH :HAØ THANH LAÂM - PHAÏM TROÏNG QUYØNH

Ño löïc vaø öùng suaát Trang 3

I. ÑAËT VAÁN ÑEÀ:

Ñeå hieåu ñöôïc vaø laøm chuû ñöôïc caùc hieän töôïng vaät lyù hoùa hoïc, y, sinh

hoïc...trong ñôøi soáng chuùng ta, ñoøi hoûi chuùng ta phaûi coù phöông phaùp ño vaø

thieát bò ño löôøng seõ giuùp chuùng ta ñaït ñöôïc muïc ñích naøy.

Cuøng vôùi söï tieán boä vöôït baäc cuûa coâng ngheä ñieän töû vaø coâng ngheä

thoâng tin chuùng ta coù theâm caùc thieát bò ño löôøng ñieän töû ngaøy caøng chính xaùc

hôn, söû duïng thuaän lôïi hôn, hoaït ñoäng ôû cheá ñoä töï ñoäng hoùa hoaøn toaøn. Ñeå

phuïc vuï cho vieäc töï ñoäng hoùa trong coâng nghieäp, chuùng ta phaûi ñeà caäp ñeán

caùc phöông phaùp vaø caûm bieán ño caùc ñaïi löôïng khoâng ñieän.

Ví duï nhö: löïc, aùp suaát, nhieät ñoä v.v... Töø nhöõng ñaïi löôïng khoâng ñieän

naøy ñöôïc caûm bieán chuyeån ñoåi thaønh ñaïi löôïng ñieän roài xöû lyù tín hieäu baèng

nhöõng maïch ñieän töû.

Vôùi muïc ñích laø xaùc ñònh ñoä bieán daïng, öùng suaát khi taùc duïng moät löïc

vaøo moät ñaàu cuûa moät daàm ngang. Töùc laø ñaët moät vaät coù khoái löôïng vaøo ñaàu

daàm, treân daàm coù gaén Strain Gage (mieáng ño bieán daïng) maø töø ñoù ta coù theå

xaùc ñònh ñöôïc khoái löôïng maø vaät ñaët vaøo. Thoâng qua ñaïi löôïng trung gian

naøy maø ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc: ñoä bieán daïng öùng suaát, ñoä voõng... vaø ñeà taøi

naøy seõ ñöôïc tìm hieåu kyõ veà caùch thöùc xaùc ñònh ñöôïc caùc ñaïi löôïng naøy.

Vôùi ñeà taøi “ÑO LÖÏC VAØ ÖÙNG SUAÁT” naøy coù theå duøng laøm thieát bò ño

löôøng ôû phoøng thí nghieäm. Do ñoù nhieäm vuï chuû yeáu laø phaûi hieån thò ñöôïc

keát quaû vôùi sai soá caøng nhoû caøng toát.

II. GIÔÙI HAÏN ÑEÀ TAØI:

Ño löïc vaø öùng suaát baèng maùy tính. Nhôø söï trôï giuùp cuûa maùy tính coäng

vôùi phaàn meàm Pascal cho pheùp ngöôøi laäp trình coù theå hieån thò keát quaû döôùi

nhieàu hình thöùc khaùc nhau (hieån thò cheá ñoä vaên baûn, ôû cheá ñoä ñoà thò).

Vôùi thôøi gian ngaén chæ coù 10 tuaàn maø coù nhieàu vaán ñeà caàn giaûi quyeát,

hôn nöõa kieán thöùc veà laäp trình coù giôùi haïn. Do ñoù trong khoaûng thôøi gian ñoù,

nhoùm sinh vieân thöïc hieän taäp trung vaøo giaûi quyeát nhöõng vaán ñeà sau:

- Thieát keá phaàn cöùng.

- Vieát chöông trình xöû lyù tín hieäu töø boä caûm bieán ñeå hieån thò keát

quaû treân maøn hình.

III. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC THI ÑEÀ TAØI:

Vôùi nhöõng yeâu caàu ñoù ta coù theå ñöa ra phöông phaùp ñeå thöïc thi ñeà taøi

nhö sau:

• Söû duïng kyõ thuaät vi xöû lyù vaø vi ñieàu khieån.

• Duøng maùy tính ñeå xöû lyù.

Vôùi kyõ thuaät vi xöû lyù vaø vi ñieàu khieån neáu duøng led 7 ñoaïn ñeå hieån thò

1 loaït caùc thoâng soá: löïc, öùng suaát, bieán daïng... thì seõ trôû neân gaëp khoù khaên

SVTH :HAØ THANH LAÂM - PHAÏM TROÏNG QUYØNH

Ño löïc vaø öùng suaát Trang 4

vaø hieån thò döôùi ñoà thò seõ khoâng thöïc hieän ñöôïc. Do ñoù ôû ñaây nhoùm sinh

vieân thöïc hieän choïn maùy tính ñeå xöû lyù thoâng qua coång maùy in. Sôû dó choïn

phöông phaùp naøy coù öu ñieåm laø:

- Coù theå hieän thò cuøng moät luùc caùc thoâng soá vaø ñoà thò.

- Tính toaùn vaø laäp trình treân phaàn meàm Pascal so vôùi xöû lyù vaø vi

ñieàu khieån.

SVTH :HAØ THANH LAÂM - PHAÏM TROÏNG QUYØNH

Ño löïc vaø öùng suaát Trang 5

CHÖÔNG I

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑO BIEÁN DAÏNG

I. KHAÙI NIEÄM VEÀ BIEÁN DAÏNG:

Khi ñaët moät löïc vaøo vaät theå, vaät theå bò thay ñoåi hình daïng. Trong

tröôøng hôïp toång quaùt, söï thay ñoåi naøy goïi laø bieán daïng. ÔÛ ñaây chuùng ta hieåu

bieán daïng nhö laø söï thay ñoåi hình daïng treân 1 ñôn vò daøi hay laø ñoä thay ñoåi

chieàu daøi töông ñoái.

II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑO BIEÁN DAÏNG:

Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa kyõ thuaät ñieän töû, kyõ thuaät ñaàu doø, ñaëc bieät

töø nhöõng naêm 1970, ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra raát nhieàu duïng cuï ño bieán daïng

döïa treân caùc nguyeân lyù cô khí, quang, ñieän aâm thanh vaø nguyeân lyù khí neùn...

Tuy nhieân khoâng coù moät nguyeân lyù naøo coù theå thoûa maõn moïi yeâu caàu kyõ

thuaät ñaët ra. Do ñoù coù raát nhieàu heä thoáng ño khaùc nhau ñeå ñaùp öùng moïi yeâu

caàu ño trong phaïm vi giaûi quyeát nhöõng vaán ñeà khaùc nhau, sau ñaây laø caùc

phöông phaùp ño:

1. Phöông phaùp cô khí:

Phöông phaùp cô khí ño bieán daïng ngaøy nay ít ñöôïc söû duïng, bôûi vì ño

bieán daïng baèng ñieän trôû chính xaùc hôn vaø deã söû duïng. Tuy nhieân, duïng cuï

ño cô khí ñöôïc goïi laø Extensometer vaãn coøn ñöôïc söû duïng roäng raõi trong heä

thoáng kieåm tra vaät lieäu.

2. Phöông phaùp aâm thanh:

Phöông phaùp aâm thanh ño bieán daïng hieän nay haàu heát ñöôïc thay ñoåi

baèng phöông phaùp ño ñieän. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng aâm thanh coù neùt

ñoäc ñaùo rieâng, oån ñònh khoâng maát ñoä chính xaùc theo thôøi gian. Phöông phaùp

ño bieán daïng baèng aâm thanh vaãn ñöôïc söû duïng döïa treân nguyeân lyù do oâng

R.S.Jerrett saùng cheá vaøo naêm 1944.

3. Phöông phaùp bieán daïng baèng ñieän trôû:

Phöông phaùp ño bieán daïng baèng ñieän trôû naøy ñöôïc xem laø hoaøn haûo

nhaát, chæ tröø moät soá tröôøng hôïp ñaïêc bieät phöông phaùp naøy khoâng söû duïng

ñöôïc. Phöông phaùp naøy ñöôïc xem laø phoå bieán nhaát hieän nay döïa treân

nguyeân lyù do oâng Kelvin phaùt hieän naêm 1856.

4. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng chaát baùn daãn:

Öu ñieåm coù ñoä nhaïy cao nhöng giaù thaønh laïi cao. Phaïm vi ño chòu aûnh

höôûng nhieàu veà yeáu toá nhieät ñoä. Phöông phaùp naøy duøng ñeå ño bieán daïng raát

nhoû vì noù cöïc nhaïy (vôùi ñieàu kieän nhieät ñoä oån ñònh) song raát ít söû duïng.

SVTH :HAØ THANH LAÂM - PHAÏM TROÏNG QUYØNH