NHÓM 2- VLXD
HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG BÊ TÔNG NHỰA NÓNG
Giáo viên hướng dẫn: Thạc sỹ Nguyễn Văn Nghĩa.
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Chung
Nguyễn Hữu Tòng
Nguyễn Đức Hạnh
Chu Nhất Quốc
Nguyễn Sĩ Long
Nguyễn Hoàng Anh
1
NHÓM 2- VLXD
MỤC LỤC
Chương 1 Khái quát hệ thống định lượng Bê tông nhựa nóng…………… 3
I.1 Khái niệm và vai trò hệ thống định lượng bê tông nhựa nóng…………….3
I.2 Các kiểu định lượng trên trạm bê tông nhựa nóng………………… 3
I.3 Đặc điểm của hệ thống định lượng bê tông nhựa nóng……………………6
Chương 2 Sai số của hệ thống định lượng…………………………… 9
2.1 Sai số của hệ thống định lượng……………………………………………9
2.2 Cách khắc phục sai số…………………………………………………… 11
Chương 3 Nguyên tắc lựa chọn và sử dụng đầu cân kiểu biến dạng………12
3.1 Cấu tạo…………………………………………………………………….12
3.2 Các thông số cơ bản của đầu cân kiểu biến dạng…………………………18
3.3 Lựa chọn tải trọng đầu cân………………………………………… 21
3.4 Cách mắc đầu cân…………………………………………………………21
Chương 4 Các cách bố trí buồng cân và cảm biến thường gặp trong cân bê
tông nhựa nóng………………………………………………………………….24
4.1 Các cách bố trí buồng cân…………………………………………………24
4.1.1 Kết cấu sử dụng dao cân…………………………………………… 24
4.1.2 Cân trực tiếp……………………………………………………………….25
4.1.3 Các kết cấu bàn cân……………………………………………………… 27
4.2 cảm biến thường gặp trong cân bê tông nhựa nóng……………………….28

lượng (Load cell). Tùy theo mác bê tông mà ta xác định trọng lượng của từng loại
thành phần 1 cách chính xác.
+ Buồng cân cốt liệu được ghép sát với buồng cân bột đá bằng các vít.
Hình 4: 1 phần buồng cân cốt liệu
Hình 5: 1 phần buồng cân bột đá
5
NHÓM 2- VLXD
Hình 6: 1 phần của cân nhựa đường
- Định lượng thương phẩm (Cân ô tô + bê tông nhựa nóng): Đây là khâu
định lượng cuối cùng trước khi đưa đến công trường, ô tô sẽ được đưa vào phía
dưới cửa xả bê tông nhựa nóng để xác đinh trọng lượng, tiếp theo bê tông nhựa
nóng sẽ được đổ vào bồn chứa của ô tô và hệ thống cân tĩnh phía dưới sẽ xác định
khối lượng tổng của ô tô và sẽ xác định lượng bê tông nhựa nóng đã đưa ra.
1.3Đặc điểm của hệ thống định lượng bê tông nhựa nóng:
- Cân tự động: Quá trình cân phải được điều khiển hoàn toàn bằng thiết bị tự
động bao gồm quá trình đóng mở các nguồn cấp các thành phần khác nhau của
hỗn hợp.
Chọn mác bê tông cần trộn, khi đó các thành phần cát, đá nhỏ, đá mạt sẽ
tự động được điền vào các ô tương ứng với trọng lượng tương ứng với 1m3 bê
tông.
Chỉnh sửa lại trọng lượng của các thành phần cần thiết, Sau khi nhập xong
số liệu thì số liệu được chuyển xuống PLC và xử lý tín hiệu để trạm cân tự động
theo yêu cầu.
6
NHÓM 2- VLXD
Hình 7: Giao diện phần mềm điều khiển trạm trộn bê tông
Hình 8: Đóng mở cửa nạp vào buồng cân bằng xy lanh thuỷ lực
- Cân động: Là quá trình cân hoạt động đồng thời với quá trình cấp liệu,
hệ vừa cân, vừa cấp liệu khi đạt yêu cầu thì ngừng cấp liệu.
- Cân cộng dồn: Thực hiện cân cốt liệu sau khi sấy. Việc định lượng từng

m : khối lượng vật liệu
g : gia tốc trọng trường
NHÓM 2- VLXD
- Sai số do thời gian đóng cửa xả: Khi lượng vật liệu cần cân đã đủ khối
lượng yêu cầu thì hệ cân và cảm biến cân sẽ phát tín hiệu tới hệ thống xử lý. Hệ
thống này sẽ truyền tín hiệu điều khiển đóng cửa xả và cửa xả đóng lại không cho
vật liệu rơi xuống buồng cân nữa. Từ lúc cảm biến cân phát tín hiệu đến lúc cửa xả
đóng lại thì sẽ có một lượng vật liệu tiếp tục rơi vào buồng cân. Lượng vật liệu
này chính là lượng vật liệu dư thừa gây nên sai số cho quá trình cân. Sai số này
phụ thuộc vào độ biến thiên thời gian tác động của cửa xả, lượng vật liệu trên
buồng chứa cấp liệu, áp lực khí nén, lượng vật liệu qua cửa xả…
Hình 9: Nạp liệu vào buồng cân
- Sai số do bố trí không đều của vật liệu trong buồng cân khi sử dụng
nhiều đầu cân song song. Trong quá trình vật liệu chảy xuống buồng cân thì lượng
vật liệu phân bố trong buồng cân không đồng đều mà trong trạm trộn bê tông nhựa
nóng khi cân cốt liệu người ta thường sử dụng buồng cân 3 đầu cân kiểu treo. Lúc
đó do sự phân bố vật liệu không đều mà lục tác động lên các đầu cân khác nhau.
Điều này gây nên sai số quá trình cân vật liệu.
- Sai số tích luỹ của loại vật liệu trước vào loại vật liệu sau: Trong quá trình
cân cốt liệu của trạm trộn bê tông nhựa nóng người ta sử dụng phương pháp cân
cộng dồn 3 đến 4 loại vật liệu. Như chúng ta đã nói ở phần sai số do thời gian
đóng cửa xả, sẽ có một lượng vật liệu của loại vật liệu trước sẽ tính vào khối lượng
10
NHÓM 2- VLXD
cho loại vật liệu liền sau nó. Do đó dẫn đến sai số quá trình cân các loại vật liệu từ
thứ 2 trở về sau.
- Sai số do các thiết bị phụ trợ gây nên: Trong quá trình cân tự động, các
thiết bị nạp và xả phải được gắn sao cho khi các thiết bị này tác động, không gây
ra thay đổi tải trọng đối với hệ cân.
2.2 Cách khắc phục sai số:

và điện trở biến
dạng có trị số bằng nhau, riêng điện trở biến dạng có thể thay đổi giá trị khi có sự
biến dạng về kích thước. 2 đầu của mạch cầu được nối với nguồn điện 1 chiều có
điện áp U
n
(có điện áp trong khoảng 10V đến 15V). Giữa 2 nhánh cầu mắc 1 vôn
kế hiển thị giá trị đầu ra của mạch. Ở trạng thái bình thường cầu cân bằng vì giá trị
các điện trở là bằng nhau, khi đó vôn kế chỉ giá trị 0V.
- Khi có tải trọng điện trở biến dạng chịu tác dụng của ngoại lực nó sẽ biến
dạng 1 lượng ∆R (có nhiều kiểu biến dạng khác nhau như biến dạng nén, biến
dạng kéo, biến dạng uốn) khi đó giá trị điện trở strain gauge sẽ thay đổi tăng hoặc
giảm làm cho cầu mất cân bằng. Sự mất cân bằng đó được thể hiện qua sự biến đổi
12
NHÓM 2- VLXD
điện áp trên vôn kế, khi đó vôn kế sẽ hiển thị 1 giá trị khác 0V. Giá trị điện áp này
tỉ lệ với độ lớn của tải trọng tác dụng lực lên điện trở strain gauge.
- Từ đó thông qua việc đo điện áp giữa 2 nhánh cầu ta có thể xác định được
độ lớn của lực tác dụng lên đầu cân. Giả sử ta cấp nguồn vào là 10V thì cứ 100kg
vật liệu sẽ chuyển thành 2mV tương ứng khi đó điện áp ra của đầu cân là 20mV.
Người ta thường bố trí điện trở strain gauge trên các thanh chịu lực mà có thể đàn
hồi, thường là khối nhôm hoặc thép không gỉ, khi các thanh thép chịu biến dạng
thì bản thân các điện trở gắn trên nó cũng chịu biến dạng theo. Giống như hình vẽ
sau.
Hình 11: Cách gá nắp điện trở kiểu chịu uốn
- Khi ta chỉ sử dụng 1 nhánh cầu lúc đó độ biến dạng của điện trở là ∆R,
Lúc đó điện áp ra sẽ là:
U
ra
= U
n

chịu nén nên R1=R3=R- ∆R; điện áp ra của mạch sẽ là:
U
ra
= 2∆R*U
N
/R
Ta thấy sự biến dạng của điện trở là ∆R tương đối nhỏ so với R nó chỉ ở mức
mΩ/Ω do vậy mà điện áp ra trên vôn kế cũng rất nhỏ chỉ ở mức mV. Để xử lý tín
14
NHÓM 2- VLXD
hiệu ra nhỏ này ta phải dùng bộ khuếch đại tín hiệu áp với hệ số khuếch đại lớn,
mục đích nâng mức điện áp ra từ mV lên mức V để đưa vào các bộ xử lý như vi
điều khiển hay PLC.
Việc bù nhiệt cũng được quan tâm vì đối với điện trở rất dễ bị thay đổi do
nhiệt, các điện trở được đặt trong cùng một môi trường do vậy mà cùng chịu tác
dụng nên chúng có thể triệt tiêu được sai số do nhiệt. Thông thường người ta hay
sử dụng sơ đồ cầu 4 nhánh đều chịu biến dạng để tận dụng được những sai số do
nhiệt mà điện áp ra lai được nâng lên nhằm tăng độ nhạy cho đầu cân.
Hình 14: Hình ảnh loadcell sử dụng 4 nhánh cầu
Trong thực tế ta có thể mắc nhiều sơ đồ cầu song song với nhau để thuận
tiện cho việc chất tải đồng thời tăng tải trọng của hệ đo.
- Mạch khuyếch đại: Do tín hiệu đầu vào cần khuếch đại là điện áp DC rất
nhỏ cỡ mV vì vậy mà ta cần sử dụng bộ khuếch đại có hệ số khuếch đại cao nhằm
nâng điên áp ra lên để xử lý được dễ dàng.
Điện áp được lấy từ 2 đầu cầu được đưa đến bộ khuếch đại, điện áp này cỡ
mV nằm trong khoảng 0mV đến 20mV. Ta thấy tín hiệu ra của đầu cân là rất nhỏ
vì thế mà tín hiệu đưa vào bộ khuếch đại là đối xứng nhằm đảm bảo tránh mất mát
tín hiệu và hiệu chỉnh sai số do nhiệt độ. Với mạch này khi 1 nhánh ra của cầu có
sự biến thiên do nhiệt độ tác động thì nhánh kia cũng sẽ biến thiên để bù lại khi
đưa từ đầu cân ra. Ta có mạch như hình vẽ.

giá trị điện trở R, R
a
, R3, R2.
- Loadcell số ra đời khắc phục được nhược điểm của loadcell analog là
khoảng cách dây tín hiệu. Nó thực hiện việc chuyển đổi ADC ngay trong bản thân
nhờ 1 chip ADC ở trong, hoạt động như một thiết bị độc lập.
Bộ xử lý và loadcell lúc này hoạt động như một master và slave. Khi hoạt
động bộ xử lý sẽ gửi lệnh( bằng truyền thông max 485 hoặc CAN) để hỏi kết quả
chuyển đổi ADC của từng loadcell, loadcell sẽ gửi kết quả đã chuyển đổi của mình
dưới dạng số theo 1 form( nhà sản xuất quy định)
17
NHÓM 2- VLXD
Như vậy việc truyền thông này sẽ tránh được suy giảm hoặc nhiễu tín hiệu
analog. Nó chỉ phụ thuộc vào độ ổn định của phương pháp truyền thông mà thôi.
Hình 19: loadcell số
3.2 Các thông số cơ bản của đầu cân kiểu biến dạng:
- Tải trọng (Lực tác động của đầu cân) : Thanh chịu lực sẽ biến dạng đàn hồi
khi chịu tải trọng. Khi tính toán phải chú ý đến giá trị định mức biến dạng của đầu
cân, nếu quá tải đầu cân sẽ biến dạng dẻo và không phục hồi. Thông thường, đầu
cân sẽ được chế tạo với khả năng chịu gia tốc 1g (10m/s
2
) tương đương với quá tải
200%. Tải trọng định mức: Có nhiều loại Loadcell loại 100Kg, loại 1000Kg, loại
30 tấn, loại 100 tấn
- Độ nhạy : Độ nhạy được tính theo mV/V đầu ra của bộ cảm biến sẽ có mức
điện áp là A mV trong điều kiện đặt lên đầu cân chịu tải trọng định mức và điện áp
giữa 2 đầu vào là 1V. Khi làm việc bình thường, giá trị điện áp ra sẽ bằng :
U
r
= A.m%.U

20
NHÓM 2- VLXD
3.3 Lựa chọn tải trọng đầu cân:
- Khi sử dụng, đầu cân chịu các lực sau:
- Tự trọng của đầu cân:(trọng lượng của cảm biến cân) không đáng kể.
- Trọng lượng của hệ cân: buồng cân.
- trọng lượng của bì.
- trọng lượng vật cân.
- Lực va chạm khi vật cân+bì chạm vào buồng cân.
- Lực gia tốc của toàn bộ hệ đo nếu hệ đo chuyển dộng có gia tốc.
Thông thường để đảm bảo an toàn cho đầu cân,người ta chọn tải trọng định
mức của đầu cân lớn gấp 2 lần tải trọng tĩnh.Tải trọng tĩnh là tải trọng đặt lên đầu
cân khi hệ ở trạng thái ổn định ko có gia tốc:
Tải trọng tĩnh = tải trọng bì + khối lượng vật cân.
Ví dụ khi tính toán tải trọng tĩnh cân là 500kg ta phải chọn loadcell có thể cân gấp
đôi tải trọng tĩnh, có nghĩa là loadcell cân được 1000kg.
3.4 Cách mắc đầu cân:
Để giảm sai số đo, tải trọng thường được chất trực tiếp lên đầu cân. Tuy
nhiên rất khó bố trí phương án đặt vật cân nếu sử dụng một đầu cân duy nhất. Để
thuận lợi cho chất tải, để tăng tải trọng hệ đo, người ta bố trí nhiều đầu cân trong
một hệ đo. Các đầu cân này được cấp nguồn chung ( song song đầu vào, song song
đầu ra).
- Tải trọng hệ đo: Phụ thuộc vào phương án chất tải.
- Độ nhạy của hệ đo: Giảm đi bằng số lượng đầu cân mắc song song.
- Sai số hệ đo: Sai số tuyệt đối tăng theo số lượng đầu cân mắc song song.
- Sai số tương đối không thay đổi.
21
NHÓM 2- VLXD
Tuy nhiên còn gặp phải sai số hệ thống do phương án bố trí đầu cân gây ra ( lệch
tải trọng). Để đảm bảo độ chính xác, thông thường người ta chỉ ghép song song

4.1 Các cách bố trí buồng cân:
Có 3 cách bố trí: kết cấu sử dụng dao cân, cân trực tiếp, kết cấu bàn cân.
4.1.1 Kết cấu sử dụng dao cân: Buồng cân được treo trên hệ thống quang treo.
Thông qua hệ thống đòn bẩy và dao cân, khối lượng buồng trộn được tập trung lại
và đặt lên 1 thiết bị đo duy nhất.
Lực tác động lên thiết bị đo sẽ được giảm tỷ lệ với hệ số của hệ thống thanh đòn
bẩy. Thường sử dụng trong trạm trộn cưỡng bức kiểu tháp.
Hình 25: Kết cấu sử dụng dao cân
+ Ưu điểm: Tải trọng đầu cân nhẹ hơn, chỉ sử dụng 1 đầu cân, lực của
buồng cân tác động gián tiếp lên thiết bị đo qua hệ thống đòn cân nên giảm được
lực va chạm, an toàn cho hệ đo.
+ Nhược điểm: Do có hệ trung gian, đặc biệt là dao cân nên độ chính xác
của hệ thống giảm đi, có dao động do hệ giảm chấn, tay đòn gây ra, phương pháp
này thường được sử dụng với hệ đo sử dụng cân cơ khí chỉ thị kim hoặc cơ khí kết
hợp với điện.
24
NHÓM 2- VLXD
4.1.2 Cân trực tiếp: Buồng cân được đặt hoặc treo trực tiếp lên các đầu cân không
thông qua bất kỳ cơ cấu trung gian nào.
+ Ưu điểm: Đầu cân được gắn trực tiếp nên loại trừ hoàn toàn các sai số
trung gian, độ chính xác cao, phản ứng nhanh, thuận lợi cho điều khiển tự động.
+ Nhược điểm: Sử dụng nhiều đầu cân nên giá thành cao hơn, có sai số do
ghép song song nhiều đầu cân gây ra.
- Cấu trúc treo sử dụng 1 đầu cân: Buồng cân được treo trực tiếp lên cân. Tải
trọng đặt lên đầu cân bằng tải trọng tính toán của hệ cân.
Hình 26: kết cấu 1 đầu cân và ảnh cân nhựa đường
+ Ưu điểm: Đơn giản, độ chính xác cao, không gặp phải sai số do ghép song
song đầu cân.
+ Nhược điểm: Hệ dễ bị dao động ngang, rung lắc.
→ Được sử dụng để cân bột đá, nhựa đường.