ĐLCB hệ thống pha sơn tự động từ màu cơ bản

AnhChị hãy nghiên cứu tìm hiểu, liên hệ thực tế những vấn đề trong hệ thống pha màu sơn tự động từ ba màu cơ bản về:•Lựa chọn loại cảm biến?•Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến đó?•Xác định đại lượng vào và ra của cảm biến?•Sơ đồ đấu nối (Sơ đồ khối), vị trí đặt cảm biến của hệ thống?•Các thông số cơ bản của cảm biến?•Những ứng dụng của cảm biến?TRA LỜI: TẢI FILE VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ...1﴿ Lựa chọn loại cảm biến:2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Loadcell:3﴿ Xác định đại lượng vào và ra của cảm biến:4﴿ Sơ đồ đấu nối (sơ đồ khối) và vị trí đặt cảm biến.5) Thông số kĩ thuật cơ bản6) Ứng dụng của Loadcell.

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

BÀI TẬP LỚN ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN

Giáo viên hướng dẫn: Mai Thế Thắng

Họ và tên sv: Nguyễn Trọng Thọ

Lớp: CĐ Điện1_K15

Mã SV: 1531040023

Nhóm 6

Đề bài:

Em hãy nghiên cứu tìm hiểu, liên hệ thực tế những vấn đề trong hệ thống pha màu sơn tự động từ ba màu cơ bản về:

• Lựa chọn loại cảm biến?

• Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến đó?

• Xác định đại lượng vào và ra của cảm biến?

• Sơ đồ đấu nối (Sơ đồ khối), vị trí đặt cảm biến của hệ thống?

• Các thông số cơ bản của cảm biến?

• Những ứng dụng của cảm biến?

Trả lời:

1﴿ Lựa chọn loại cảm biến:

Để lựa chọn loại cảm biến, ta sẽ phân tích phương thức mà hệ thống pha màu sơn

tự động từ ba mầu cơ bản sẽ làm việc:

- Từ ba màu cơ bản là Đỏ( Red), Lục( Green), Lam( Blue) ta có thể tạo ra được các

màu khác nhau bằng cách tăng hay giảm tỷ lệ pha trộn giữa ba màu này theo

vòng tròn màu sắc

2

Ví dụ:+ Khi ta trộn ba màu Đỏ:Lục:Lam lần lượt với tỉ lệ 1:1:0 thì sẽ cho ra màu

vàng; hoặc khi ta trộn theo tỉ lệ 1:1:1 sẽ cho ra sơn màu trắng

-Các màu chúng ta cần sẽ được chọn trên máy tính và phần mềm lập trình trên máy tính sẽ tính cho ta tỉ lệ cần thiết để pha trộn Như vậy, ta có thể dùng cảm biến Loadcell để cân khối lượng sơn mỗi màu cần xả ra theo tỷ lệ máy tính cung cấp Vậy Loadcell là gì? Loadcell là những cảm biến đo lực (khối lượng, mô-men

Trong đó: F-lực tác dụng (N);

M-khối lượng của vật(kg);

a-gia tốc của vật( m/s2)

Đo lực bằng cách: Cân bằng lực cần đo với một lực đối kháng sao cho lực tổng hợp và momen tổng của chúng bằng không

Khi lực được tác dụng lên một Loadcell, Loadcell sẽ chuyển đổi lực tác dụng thành tín hiệu điện Các Loadcell cũng được biết đến như là “đầu dò tải” (load transducer) bởi vì nó cũng có thể chuyển đổi một tải trọng (lực tác dụng) thành tín hiệu điện

2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Loadcell:

a﴿ Cấu tạo:

-Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần chính, thành phần thứ nhất là "Strain gauge" và thành phần còn lại là “Load”.

-Các điện trở Strain gauge R 1 , R 2 , R 3 là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng móng

tay được kết nối với nhau thành một cầu điện trở WheatStone, có điện trở thay đổi

khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định, được dán chết

lên Load.

4

HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA MỘT SỐ LOẠI LOADCELL

b﴿ Nguyên lý hoạt động:

Một điện áp kích thích được cung cấp cho ngõ vào loadcell (hai góc (1) và (4) của cầu điện trở Wheatstone) và điện áp tín hiệu ra được đo giữa hai góc khác

8

Dựa vào sự biến đổi điện trở mà ta thu được tín hiệu ra khi vật tải tác động lên loadcell

Tại trạng thái cân bằng (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu ra là số không hoặc gần bằng không khi bốn điện trở được gắn phù hợp về giá trị

Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị biến

dạng (giãn hoặc nén), điều đó dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện của các sợi

1

0

kim loại của điện trở strain gauges dán trên thân loadcell dẫn đến một sự thay đổi giá trị của các điện trở strain gauges Sự thay đổi này dẫn tới sự thay đổi trong điện

áp đầu ra

Sự thay đổi điện áp này là rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể được đo và chuyển thành số sau khi đi qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử (đầu cân)

3﴿ Xác định đại lượng vào và ra của cảm biến:

-Cảm biến được cấp một nguồn điện nuôi kích thích làm việc, khi có lực tác động

lên cảm biến thì lực này được chuyển đổi thành tín hiệu điện ở đầu ra theo nguyên

lý đã trình bày ở phần trên

4﴿ Sơ đồ đấu nối (sơ đồ khối) và vị trí đặt cảm biến.

a﴿ Sơ đồ đấu nối:

-Ta cấp nguồn nuôi kích thích vào cho Loadcell hoạt động, nối dây tín hiệu từ loadcell về máy tính xử lý, từ máy tinh xử lý ta nối dây điều khiển đến van điện của

3 bồn chứa sơn màu

b﴿ Vị trí đặt cảm biến:

1

2

-Cảm biến được đặt ở dưới

3 Thông số kĩ thuật cơ bản

- Độ chính xác: cho biết phần trăm chính xác trong phép đo Độ chính xác phụ

thuộc tính chất phi tuyến tính, độ trễ, độ lặp

- Công suất định mức: giá trị khối lượng lớn nhất mà Loadcell có thể đo được.

- Dải bù nhiệt độ: là khoảng nhiệt độ mà đầu ra Loadcell được bù vào, nếu nằm

ngoài khoảng này, đầu ra không được đảm bảo thực hiện theo đúng chi tiết kĩ thuật được đưa ra

- Cấp bảo vệ: được đánh giá theo thang đo IP, (ví dụ: IP65: chống được độ ẩm và

bụi)

- Điện áp: giá trị điện áp làm việc của Loadcell (thông thường đưa ra giá trị lớn

nhất và giá trị nhỏ nhất 5 - 15 V)

- Độ trễ: hiện tượng trễ khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số trong kết quả Thường

được đưa ra dưới dạng % của tải trọng

- Trở kháng đầu vào: trở kháng được xác định thông qua S- và S+ khi Loadcell

chưa kết nối vào hệ thống hoặc ở chế độ không tải

vỏ kim loại của Loadcell và thiết bị kết nối dòng điện.

- Phá hủy cơ học: giá trị tải trọng mà Loadcell có thể bị phá vỡ hoặc biến dạng.

- Giá trị ra: kết quả đo được (đơn vị: mV).

- Trở kháng đầu ra: cho dưới dạng trở kháng được đo giữa Ex+ và EX- trong điều

kiện load cell chưa kết nối hoặc hoạt động ở chế độ không tải

- Quá tải an toàn: là công suất mà Loadcell có thể vượt quá (ví dụ: 125% công

suất)

- Hệ số tác động của nhiệt độ: Đại lượng được đo ở chế độ có tải, là sự thay đổi

công suất của Loadcell dưới sự thay đổi nhiệt độ, (ví dụ: 0.01%/10°C nghĩa là nếu nhiệt dộ tăng thêm 10°C thì công suất đầy tải của Loadcell tăng thêm 0.01%).

- Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: giống như trên nhưng đo ở chế độ

không tải

5 Ứng dụng của Loadcell.

Một ứng dụng khá phổ biến thường thấy của Loadcell là được sử dụng trong các

loại cân điện tử hiện nay

Từ ứng dụng trong những chiếc cân kĩ thuật đòi hỏi độ chính xác cao cho tới những chiếc cân có trọng tải lớn trong công nghiệp như cân xe tải

1

4

Một số ứng dụng khác:

- Trong ngành công nghệ cao:

Với nền khoa học kĩ thuật tiên tiến hiện nay thì loại Loadcell cỡ nhỏ cũng được cải tiến công nghệ và tính ứng dụng cao hơn Loại Loadcell này được gắn vào đầu

của ngón tay robot để xác định độ bền kéo và lực nén tác động vào các vật khi chúng cầm nắm hoặc nhấc lên

- Phân phối đều trọng lượng trong công nghiệp:

Công nghệ sử dụng:

Các thế bào tải (Loadcell LSB and LCF Series) kết hợp với các thiết bị định hướng

và thu thập dữ liệu qua máy tính hoặc PLC

Sơ lược hoạt động:

Các loadcell được thiết kế để phù hợp với các ứng dụng tự động hóa trong công nghiệp để phân phối đều trọng lượng sản phẩm Như thể hiện trong sơ đồ dưới

đây, Loadcell được lắp đặt trong dây chuyền tự động hóa, giám sát việc phân phối khối lượng vào từng bao bì một cách chính xác.

+ Một tế bào tải được kết nối với thiết bị đo cần thiết.

+ Khi khối lượng sản phẩm cho phân phối vào thùng đủ yêu cầu, Loadcell sẽ phát

ra tín hiệu tới bộ diều khiển băng tải để băng tải ngừng làm việc

+ Tín hiệu khi băng tải dừng được truyền đến hệ thống phân phối thùng chứa để xuất thùng chứa

+ Khi thùng chứa được phân phối sẽ phát ra tín hiệu để hệ thống phân phối sản phẩm tiếp tục hoạt động

- Ứng dụng trong cầu đường

Các Loadcell được sử dụng trong việc cảnh báo độ an toàn cầu

treo Loadcell được lắp đặt trên các dây cáp để đo sức căng của cáp treo và sức

ép chân cầu trong các điều kiện giao thông và thời tiết khác nhau Các dữ liệu thu được sẽ được gửi đến một hệ thống thu thập và xử lí số liệu sau đó số liệu sẽ được xuất ra qua thiết bị truy xuất như điện thoại, máy tính, LCD Từ đó có sự cảnh báo về độ an toàn của cầu Từ đó tìm ra các biện pháp cần thiết để sửa chữa kịp thời

The End

1

6