Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
66
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC
MÁY THỬ CÂN BẰNG ĐỘNG CỠ NHỎ
RESEARCH ON THE ACCURACY ENHANCEMENT
OF SMALL DYNAMIC BALANCING MACHINE

SVTH: Lê An, Phạm Văn Duy
, Trường Đại học Bách Khoa
GVHD: TS. Lê Cung, ThS. Nguyễn Văn Quyền
Khoa Sư phạm kỹ thuật, Trường Đại học Bách Khoa

TÓM TẮT
. Việc sử dụng vi điều khiển dsPIC cho phép
nâng cao tần số lấy mẫu, nhờ đó nâng cao độ chính xác tính toán lượng mất cân bằng.
ABSTRACT
The article deals with a research on the design and manufacturing of a dynamic balancing
machine, using dynamic load sensors and optical one, for calculating the unbalanced mass in thick
rotating part on two choosen correction planes. Dynamic load sensors attached to the bearing
supports of the machine help us determine the reaction forces generated by the unbalanced mass
of the rotor. These load signals are filtered and digitized at a sampling rate which is synchronous to
the rotor via an optical sensors. The received signals are stored in the dsPIC memory, then
transferred to the computer in order to process and calculate the unbalanced masses and their
angular locations. The use of micro-controller dsPIC contributes to the enhancement of sampling
rate, so the precision of unbalanced mass calculation.

1. Tổng quan
,
. Phản lực động phụ gây nên bởi lực quán tính biến
thiên có chu kỳ là nguyên nhân nhiều i:
, tăng đ . Đồng thời, phản lực

bằng (I) và (II), ở đây lượng mất
cân bằng được xác định thông
qua việc đo giá trị và góc pha
của các phản lực gối đỡ A và B.
Mối quan hệ giữa phản
lực tại gối đỡ A, B với các lực
quán tính ly tâm F
1
, F
2
do các
lượng mất cân bằng trên mặt
phẳng (I) và (II) gây ra:

A1
B2
F 1 F
1
FF
(1)
Với sơ đồ trên hình 1, ta có:
a
a b c
;
c
a b c

Từ (1), suy ra:
1CB A
1

A/D
CONVERT
MPX
FILTER
FILTER
DISPLAY
1
2
3
4
5
6
Hình 2. Sơ đồ nguyên lý máy cân bằng động
a
a
b
c
F
A

F
B
F
1
F
2
A
B
F
1CB

3XR-CE4 của hãng
OMRON. Thông số kỹ thuật cơ bản: Điện thế cung cấp 12~24V, tín hiệu ra 5V, t
4.
3.2.3. Mạch thu nhận tín hiệu từ cảm biến lực và cảm biến
quang
Đây là mođun quan trọng nhất, chịu trách nhiệm
thu nhận tín hiệu từ cảm biến lực và cảm biến quang, lưu
trữ trong bộ nhớ của dsPIC, sau đó truyền lên máy tính
thông qua giao tiếp RS232 để xử lý tính toán lượng mất
cân bằng. Mạch thu nhận tín hiệu sử dụng dsPIC30f6012A
tăng khả năng thu nhận các giá trị đưa về của
cảm biến. Các mảng giá trị thu được mở rộng, từ đó việc
tính toán khối lượng mất cân bằng sẽ chính xác hơn. Ngoài
ra, việc nâng cao các điểm đo và tí
Hình 3. Sơ đồ cấu tạo của cảm biến lực DLC101-5K
5V
R
Dia quay
Tin hieu xung vuong
Hình 4. Sơ đồ cấu tạo cảm biến quang
Hình 5. Mạch vi điều khiển
được thiết kế và chế tạo

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
69
.
3.2.4. Lưu đồ thuật toán thu nhận tín hiệu và tính toán lượng mất cân bằng
Lưu đồ thuật toán thu nhận tín hiệu của card dsPIC như trên hình 6 và thuật toán tính
lượng mất cân bằng của vật quay được mô tả trên hình 7.


2
-Nhận dữ liệu qua cổng RS232
-Lưu chuỗi giá trị của cảm biến lực
1,2 vào t1,t2

Bắt đầu

2
Tính U
m1
, U
m2

Tính khối lượng mất cân bằng M
1
, M
2

- Tính lực mất cân bằng F
1
, F
2
- Tìm góc pha của F
1
, F
1
:
1
,
2


Ta gắn trên mặt phẳng 1 một khối lượng m
1
= 9g, tại vị trí góc là φ
1
= 90
0
, trên mặt
phẳng 2 một khối lượng m
2
= 16g tại vị trí góc φ
2
= 60
0
. Tiến hành nhiều lần đo và xử lý số
liệu khác nhau cho cùng một vật quay, ta nhận thấy kết quả thu nhận và tính toán (bảng 1)
khá ổn định và khớp với thực tế, với sai số là 6,63%. Việc thu nhận tín hiệu từ cảm biến
lực được thực hiện một cách chính xác, việc sử dụng dsPIC cho phép tăng số mẫu/vòng
quay (đến 720 mẫu), nhờ đó nâng cao được độ chính xác tính toán. Mạch vi điều khiển
thiết kế hoạt động ổn định.

Bảng 1. Kết quả đo được từ mô hình máy cân bằng động chế tạo
Lần thử
Góc lệch (Độ)
Lượng mất cân bằng
(g.mm)
Khối lượng
mất cân bằng (g)
φ
1

02
90,68
58,67
385,79
678,25
9,64
16,95
03
90,68
58,67
385,79
678,25
9,64
16,95
04
90,68
58,67
385,79
678,25
9,64
16,95
05
90,68
58,67
385,79
678,25
9,64
16,95

5. Kết luận