CHƯƠNG 6
THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
I. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐO:
II. SƠ LƯC CHỨC NĂNG CÁC KHỐI:
1. Mô hình hình học:
Mô hình hình học là những mô hình cơ khí sẽ chòu biến
dạng dưới tác dụng lực ngoài. Mô hình này kết hợp với miếng
cảm biến tạo thành mạch cảm biến phục vụ cho việc đo biến
dạng. Các mô hình thường được sử dụng là:
+ Vòng chòu kéo nén.
+ Dầm chòu uốn ngang phẳng.
+ Dầm uốn và xoắn đồng thời.
Tuy nhiên mô hình đơn giản và trực quan nhất vẫn là mô hình
dầm chòu uốn ngang phẳng.
2. Mạch cảm biến:
Cảm biến thường sử dụng là Strain – Gage. Strain – Gage là
cảm biến điện trở nghóa là sẽ thay đổi giá trò điện trở khi bò biến
dạng.
MÔ HÌNH
HÌNH
HỌC
MẠCH
CẢM
BIẾN
MẠCH
CẦU
WHEASTONE
MẠCH
CHỈNH
OFFSET
MẠCH GIAO

Mạch khuếch đại, mạch chuyển đổi AD và phần mềm xử
lý dữ liệu.
Mạch khuếch đại: vì điện áp xuất hiện ở ngõ ra của cầu
Wheatstone có giá trò rất bé nên trước khi đưa vào ngõ vào của
mạch chuyển đổi AD thì tín hiệu điện áp này phải được khuyếch
đại đủ lớn để đáp ứng ngõ vào của mạch AD. Mạch khuyếch đại
thường chia làm 3 tầng trong đó có 1 tầng có tác dụng lọc nhiễu
nguồn.
Mạch chuyển đổi AD: để giao tiếp với máy tính thì tín hiệu
tương tự (analog) phải được chuyển sang tín hiệu số (digital)
bằng mạch ADC. Tín hiệu số này sẽ được đưa vào máy tính qua
cổng máy in.
Phần mềm xử lý dữ liệu: phần mềm được viết bằng ngôn
ngữ PASCAL với chức năng xử lý để cho ra kết quả dưới các
dạng khác nhau
III. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG:
1. Mô hình dầm chòu uốn ngang phẳng:
Mô hình dầm chòu uốn ngang phẳng là một thanh thẳng có
mặt cắt ngang hình chữ nhật B.H (B=50mm, H=5mm). Một đầu
được kẹp vào ngàm, đầu kia tự do để treo cân. Tại C có dán một
miếng Strain –Gage có phương trùng với phương chính.
Hình mô hình kiểm nghiệm dầm chòu uốn
a
b
l
C
B
H
P
max

W
a.p
2
Mạch bù
R
U
R
U
Khuếch
đại bổ
sung
Mạch AD Máy tính

Sơ đồ bố trí
Strain Gauge

2. Chọn cảm biến Strain – Gage và chọn hệ số mạch
khuếch đại:
Chọn cảm biến có các thông số sau:
Chòu lực max : 20000N.
Tỷ lệ áp ra trên áp kích là 2mV/V.
p kích tối đa 15V.
Thực tế việc tìm cảm biến rất khó và giá thành rất
đắt. Tuy nhiên để minh họa ý tưởng thiết kế nhóm sinh viên
thực hiện có liên hệ mượn được strain – gage có các thông
số sau:
Chòu lực max : 2kg.
Tỷ lệ áp ra trên áp kích là 1mV/V.
Điện trở strain - gage 120
.

R9
R3