NGHIÊN cứu, THIẾT kế và CHẾ tạo cảm BIẾN 6 TRỤC lực MÔMEN

M CL C Ch ng 1 T NG QUAN CHUNG V LƾNH V C NGHIểN C U 1.1 T ng quan v h ng nghiên c u 1.2 T ng k t k t qu nghiên c u 1.2.1 Nghiên c u ngoƠi n c 1.2.2 Nghiên c u n c 1.2.3 M c đích c a đ tƠi 1.3 Nhi m v vƠ ph m vi nghiên c u 1.3.1 Nhi m v 1.3.2 Ph m vi nghiên c u 1.4 Ph Ch ng ng pháp nghiên c u C S Lệ THUY T 2.1 K t c u c khí c a c m bi n đo l c ậ mô men straingages 2.1.1 M t số tính ch t v t lý c a strain gages 2.1.1.1 nh h ng c a nhi t đ 2.1.1.2 Bù trừ rưo 2.1.1.3 Đáp ng t n số 2.1.1.4 Đ xác lặp l i 2.1.1.5 Đ phơn gi i 2.1.2 Nguyên lý thi t k ch t o c m bi n sử d ng straingages .8 2.1.2.1 Đ u đo kim lo i .10 ix 2.1.2.2 Đ u đo bán d n : 10 2.2 M t số lo i loadcell công nghi p 11 2.3 Nguyên lỦ đo bi n d ng dùng m ch c u wheatstone 12 2.3.1 C m bi n l c 14 2.3.2 C m bi n mô-men 15 2.3.3 C m bi n l c ậ mô men tr c .17 Ch ng 20 THI T K C M BI N VĨ MỌ PH NG THĨNH PH N CH U BI N D NG C A C M BI N 20 3.1 V t li u ch t o 20 3.1.1 C m bi n l c 22 3.1.1.1 Mô hình CAD b thí nghi m đo c m bi n l c 22 3.1.1.2 Đặt rƠng bu c vƠ t i 23 3.1.1.3 Chia l i: Thi t l p mô hình ph n tử h u h n (ph n m m s gi i phơn tử nh c a chi ti t vƠ đ a k t qu ) 24 3.1.1.4 Phơn tích vƠ xu t k t qu .25 3.1.2 C m bi n mô men tr c 27 3.1.2.1 Mô hình CAD 27 3.1.2.2 Đặt rƠng bu c vƠ t i 28 3.1.2.3 Chia l i (M c 3.1.1.3) 29 3.1.2.4 Phơn tích vƠ xu t k t qu .30 3.1.3 C m bi n tr c l c mô men 32 3.1.3.1 Ki m tra theo mô men theo tr c z 33 3.1.3.2 Ki m tra l c theo tr c z 36 x 3.1.3.2.1 Đặt rƠng bu c vƠ t i 36 3.1.3.2.2 Chia l i 37 3.1.3.2.3 Phơn tích vƠ xu t k t qu 37 3.1.3.3 Mô hình CAD c a b ki m tra mô men theo tr c x,y 38 3.1.3.3.1 Đi u ki n biên 39 3.1.3.3.2 T i 39 3.1.3.3.3 Chia l i 40 3.1.3.3.4 Phơn tích vƠ xu t k t qu 40 3.1.3.4 Ki m tra l c theo ph ng x 41 3.2 M ch khu ch đ i vƠ xử lỦ tín hi u cho c m bi n l c - mômen 44 3.2.1 Ph ng pháp dán vƠ b o v straingages 44 3.2.2 Nguyên lỦ thi t k m ch khu ch đ i tín hi u straingage .45 Ch ng K T QU TH C NGHI M 47 4.1 Ki m tra tính n tính c a c m bi n 48 4.2 K t qu th c nghi m 48 Ch ng K T LU N VĨ H NG PHÁT TRI N 54 TĨI LI U THAM KH O 55 PH L C I: Các lo i strain gages đo bi n d ng vƠ keo dán 57 PH L C II: Gi y xác nh n bƠi báo 65 xi DANH SÁCH CH VI T T T xii DANH SÁCH HÌNH NH Hình 1.1 M t số ng d ng c a c m bi n l c Hình 1-2 C m bi n l c theo dõi l c tác d ng lên Bulông kẹp đ Hình 1-3 C m bi n hai tr c l c vƠ momen theo ph Hình 1-4 C m bi n ba tr c l c theo ba ph Hình 2-1 Biên d ng chi u dƠi dơy d ng ray ng z c a FUTEK ng x, y, z c a FUTEK i tác d ng c a ng su t Hình 2-2 C u t o c m bi n áp n tr kim lo i d ng dán Hình 2-3 Bi u đ ng su t bi n d ng c a kim lo i Hình 2-4 C m bi n l c v i d m ch u uốn 11 Hình 2-5 C m bi n l c SML d m 12 Hình 2-6 C m bi n l c d ng ch S 12 Hình 2-7 M ch c u Wheatston 13 Hình 2-8: M u thi t k c m bi n l c 14 Hình 2-9 : S đ nối chơn straingages c a c m bi n l c 15 Hình 2-10 : M u thi t k c m bi n mômen 16 Hình 2-11: S đ nối chơn straingages c a c m bi n mô-men 16 Hình 2-12: M u thi t k c m bi n l c ậ mômen tr c 17 Hình 2-13: S đ v trí dán straingages c a c m bi n l c ậ mômen 18 Hình 1: Thông số v t li u sử d ng mô ph ng 20 Hình 2: Quy trình th c hi n gi i bƠi toán Ansys 12 21 Hình 3: B n v chi ti t c m bi n l c d ng d m 22 Hình 4: Mô hình 3D b thí nghi m đo l c theo tr c z 23 Hình 5: L c tác đ ng vƠo c m bi n lƠm vi c 24 Hình 6: k t qu chia l i theo kích th c .25 Hình 7: Đ bi n d ng l n nh t 0.038239mm 25 Hình 8: Đ giưn dƠi t ng đối 0.021% 26 Hình 9: K t qu phơn tích ng su t 26 Hình 10: Mô hình 3D b thí nghi m đo mô men c a c m bi n mô men tr c 27 xiii Hình 11: B n v chi ti t thơn c m bi n mô men tr c 28 Hình 12: Ng u l c tác đ ng lên c m bi n mô men tr c 28 Hình 13: Cố đ nh c m bi n lên t m đ 29 Hình 14: Mô men l c tác d ng lên c m bi n theo ph Hình 15: K t qu chia l ng quay quanh tr c Z 29 i 30 Hình 16: K t qu đ bi n d ng .30 Hình 17: Đ giưn dƠi t Hình 18: ng đối 0.0175% 31 ng su t tối đa lƠ 123.97Mpa 31 Hình 19: Mô hình b thí nghi m mô men theo tr c z 32 Hình 20: Mô hình b thí nghi m l c theo tr c z,vƠ mô men theo tr c x,y 32 Hình 21: K t qu chia l i 33 Hình 22: Đặt t i lƠ mô men l c lên c m bi n tr c 120000 N.mm .34 Hình 23:Bi n d ng l n nh t 0.0423mm theo tr c z 34 Hình 24: ng su t l n nh t 114.56 Mpa theo tr c z .35 Hình 25: Đ giưn dƠi l n nh t 0.00162 theo tr c z .35 Hình 26: C m bi n tr c đ Hình 27: L c kéo 120N h c gắn cố đ nh vƠo t m đ bulong M6 36 ng tr c z vuông góc v i đ 36 Hình 28: Bi n d ng l n nh t 0.083mm c a c m bi n tr c theo tr c z .37 Hình 29: K t qu đ giưn dƠi t Hình 30: K t qu ng đối 37 ng su t c a c m bi n tr c theo tr c z 38 Hình 31 Mô hình CAD cho b ki m tra mô men theo tr c x,y 39 Hình 32: Đặt t i lƠ mô men l c lên c m bi n tr c 120000 N.mm .40 Hình 33: Đ giưn dƠi t ng đối tối đa 0.206% .40 Hình 34: ng su t tối đa 146.21 Mpa .41 Hình 35: Đặt t i tác d ng l c lên c m bi n theo ph ng tr c x 42 Hình 36: K t qu phơn tích đ giưn dƠi tác đ ng l c theo ph Hình 37: K t qu phơn tích ng su t tác đ ng l c theo ph ng x .42 ng x 43 Hình 38: Cố đ nh straingage b mặt c m bi n 44 Hình 39: S n phẩm m ch khu ch đ i tín hi u straingage 45 xiv Hình 40: S đ m ch khu ch đ i tín hi u straingage 46 Hình 2: C m bi n l c vƠ c m bi n mô-men đư đ Hình 3:C m bi n tr c đư đ c dán straingages 47 c dán straingages vƠ phơn m ch 47 Hình 4: Mô hình đo ki m tra c m bi n l c 49 Hình 5:Mô hình thí nghi m đo c m bi n mô-men 49 Hình 6:Mô hình đo ki m tra c m bi n tr c l c mô men 51 Hình K t qu thí nghi m đo c m bi n l c 52 Hình : K t qu thí nghi m đo c m bi n mô-men 53 xv Ch ng T NG QUAN CHUNG V LĨNH V C NGHIÊN C U 1.1 T ng quan v h ng nghiên c u C m bi n có nhi u ng d ng th c t H1.1 th hi n m t số ng d ng c a nó.[4] Kƿ thu t robot Kƿ thu t giao thông Thí nghi m, ki m tra ng d ng Đi u n trình c a c m bi n Y sinh h c Hình 1: Mộỏ s Thi t b đo ỉỂ dụỉỂ c a cảm biếỉ Trong kƿ thu t giao thông, c m bi n l c đ c sử d ng ch y u đ giám sát kh ch u l c c a công trình giao thông, giúp cho vi c b o trì sửa ch a đ c k p th i, b o đ m an toƠn Hình 1.2 Hình 1.2 Cảm biếỉ ệực ỏểeỊ dõi ệực ỏác dụỉỂ ệỪỉ BỐệôỉỂ Ệẹị đ ờỉỂ ọay Trong thí nghi m v t li u, c m bi n l c đ c sử d ng máy ki m tra b n v t li u nh máy kéo nén, máy ki m tra đ c ng c a lò xo, ki m tra t i tr ng c a xích, K t qu c a thí nghi m nƠy lƠ bi u đ su t đ c đo b i c m bi n l c ng su t chuy n v Giá tr c a ng Trong y sinh h c, c m bi n l c đ đ ng c a ng i sau tai n n ng c dùng đ chẩn đoán kh c m nắm, i giƠ, từ đ a l i khuyên đ h thu n l i h n sinh ho t hƠng ngƠy Đi u n trình: Các dơy chuy n đóng gói s n phẩm c n có s xác v khối l ng 1.2 T ng k t k t qu nghiên c u 1.2.1 Nghiên c u ngoƠi n c Trên th gi i, c m bi n đo l c, mô-men cǜng nh c m bi n l c-mô men tr c từ lơu đư đ c phát minh [11] đ c th ng m i hóa r ng rưi Do đặc thù c a công ngh v c m bi n đa tr c nói chung, c m bi n tr c l c mô men nói riêng t t c s n phẩm công ngh nƠy đ u mang tính th ng m i cao nên vi c tìm công bố khoa h c liên quan tác gi gặp nhi u khó khăn ti p c n lỦ thuy t đ lƠm thí nghi m Các s n phẩm load-cell c a m t số hưng s n xu t cǜng đư có th tr số tác g ng nh Hình 1.3, Hình th gi i t nghiên c u ch t o c m bi n đo l c, mô-men, đặc bi t lƠ c m bi n đo l c-mô men tr c đ ph c v cho nghiên c u c a Trong nghiên c u nƠy, tác gi trình bƠy nghiên c u v ph ng pháp thi t k ch t o c m bi n đo l c vƠ mô-men xoắn lo i áp n tr Các s n phẩm nƠy t ng lai g n s đ c sử d ng s n phẩm robotics k nhằm ph c v ch y u cho nghiên c u khoa h c lƿnh v c robotics t Hình 1.3 Cảm biếỉ ểai ỏọục ệực ốỢ mỊmeỉ ỏểeỊ ịể ng tác ỉỂ z c a FUTEK Hình Cảm biếỉ ba ỏọục ệực ỏểeỊ ba ịể ỉỂ x, y, z c a FUTEK Hình 5: Cảm biếỉ ệực- mô men ỏểaỉể dầm ốỢ ỏểaỉể dầm [13], [14] 1.2.2 Nghiên c u n c Qua kh o sát, tác gi nh n th y có m t số công trình nghiên c u v vi c đo l c mô-men sử d ng đ u đo n tr nh c a PTS Lê Ki u Nhi th c hi n t i s khoa h c công ngh TPHCM Tác gi tìm th y r t công b đăng t p chí n c v lƿnh v c thi t k ch t o c m bi n đo l c mô-men xoắn sử d ng đ u đo n tr , đặc bi t c m bi n c nh sử d ng cho lo i robot công nghi p lƿnh v c y sinh 1.2.3 M c đích c a đ tài Hi n nay, giá thƠnh c m bi n l c ậ mô men th tr kh đ ng r t đắt, nên khó có c sử d ng s n phẩm c n tử s n xu t t i Vi t Nam Vì v y vi c nghiên c u ch t o thử nghi m c m bi n l c ậ mô men tr c lƠ c n thi t nhằm h ng đ n vi c ch t o s n phẩm ph c v công ngh t đ ng t i Vi t Nam t ng lai Trong thí nghi m v i c m bi n mô-men tr c đo mô men l c theo tr c z ph i sử d ng đ ng h đo l c n tử k t nối v i c m bi n tr c vít cho phép xoay đ hi u ch nh l c tác d ng đ c lắp ng c chi u đ t o nên ng u l c (t v i mô-men xoắn) tác d ng lên c m bi n Giá tr đ c đ khu ch đ i tr c từ straingage s đ c gửi lên c ng ADC c a MCU (vi u n) MCU đ v i máy tính đ l u d li u đo đ c Hình Kếỏ ỌỐả ỏểí ỉỂểi m đỊ cảm biếỉ ệực 52 ng đ ng c c k t nối Hình : Kếỏ ỌỐả ỏểí ỉỂểi m đỊ cảm biếỉ mô-men 53 Ch ng K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N Sau th i gian th c hi n đ tƠi “Nghiên c u, Thi t k vƠ ch t o c m bi n c m bi n tr c l c mô men”, Tác gi đư hoƠn thƠnh m c tiêu đư đ đư nghiên c u ch t o thƠnh công c m bi n đo l c vƠ c m bi n đo mô-men tr c C m bi n tr c l c- mô men đ c đo ki m tra v đ nhi u tìm nguyên nhân không n tính theo ph K t qu mô ph ng vƠ k t qu th c nghi m b n đ nh, đ chống ng x,y đ cho k t qu tốt nh t c đ u đ u cho th y s n phẩm nƠy đ t yêu c u (v đ b n, v đ bi n d ng tối đa hay v tính n tính) Tuy nhiên h n ch v trang thi t b đo ki m tra, gi i h n v th i gian nên k t qu đo th c nghi m nhi u nh ng ch a đ H ng đ xu t t c nh mong muốn tốt nh t ng lai c n trang b thi t b đo th c nghi m chuẩn vƠ xác h n đ gi m thi u sai số trình đo lặp l i l c vƠ mô men l c từ bên ngoƠi lên c m bi n vƠ hoƠn thi n k t qu c a c m bi n tr c l c mô men 54 TÀI LI U THAM KH O TI NG VI T [1] Nguy n Khắc X ng, V t Li u Kim Lo i MƠu, NhƠ xu t b n khoa h c vƠ kỹ thu t, 2003 [2] Đặng Vi t C ng, S c B n V t Li u (ToƠn T p), NhƠ xu t b n khoa h c vƠ kỹ thu t, 2008 [3] Lê H ng Duy, Huỳnh Xuơn Bình, Tr n Thanh H i Tùng, Nghiên c u ch t o b đo mômen xoắn dùng c m bi n bi n d ng k t h p v i tr c xoắn, Tuy n t p Báo cáo H i ngh Sinh viên Nghiên c u Khoa h c l n th 7, Đ i h c ĐƠ Nẵng, 2010 [4] Lê Văn Doanh,Ph m Th ng HƠn, Nguy n Văn Hòa, Võ Th ch S n, ĐƠo Văn Tơn, "Các b c m bi n kỹ thu t đo l ng vƠ u n," NhƠ xu t b n khoa h c vƠ kỹ thu t, 2006 [5] Ngô Diên T p, Đo l ng vƠ u n máy tính, NhƠ xu t b n khoa h c vƠ kỹ thu t, 2004 [6] Nguy n Văn Hòa, Bùi Đăng Th nh, HoƠng Sỹ H ng, Giáo trình đo l vƠ c m bi n đo l ng n ng, NhƠ xu t b n Giáo d c, 2005 [7] Lê Ki u Nhi, "Thi t k vƠ ch t o thi t b đo bi n d ng đa kênh u n ch ng trình số (giao ti p vi tính), Đ tƠi nghiên c u c p thƠnh phố," S Khoa h c vƠ Công Ngh TPHCM, 1999 [8] PGS HƠ Văn Vui, Nguy n Ch Sáng, Phan Đăng Phong, S tay thi t k c khí T p 1, NhƠ xu t b n khoa h c vƠ kỹ thu t, 2004 [9] TS Lê Chí Kiên, Giáo trình Đo l ng c m bi n, NhƠ xu t b n đ i h c quốc gia tp.hcm, 2013 55 [10] TS Đ ThƠnh Trung, Giáo trình ANSYS - Phơn tích ng su t vƠ bi n d ng, NhƠ xu t b n đ i h c quốc gia tp.hcm, 2010 TI NG N C NGOĨI [11] J Hayashi, "Device for measuring components of force and moment in plural directions," US Patent US4448083 A., 1984 [12] ] G S Kim, H J Shin, J Yoon, Development of axis force/moment sensor for a humanoid robot’s intelligent foot, Sensors and Actuators, pages 276-281, Elsevier, 2008 [13] I W Park, J Y Kim, S W Park, J H Oh, Development of Humanoid Robot Platform KHR-2 (KAIST Humanoid Robot-2), Department of Mechanical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology , 2003 [14] J E Sanders, R A Miller, D N Berglund and S Zachariah, A modular sixdirectional force sensor for prosthetic assessment, Center of Bioengineering and Department of Mechanical Engineering, University of Washington, Seattle, 1997 [15] Synopsis, Design of Biped Robot AAU-BOT1, AALBORG UNIVERSITET, 2007 56 PH L C I: Các lo i strain gages đo bi n d ng keo dán Các lo i strain gages đo bi n d ng đ n h Kích th S hi u Đi n H s tr Gage L 㸦Ω㸧 N11-FA-03-120(11,16,23) N11-FA-1-120(11,16,23) N11-FA-1-120(11,16,23)-P4 N11-FA-1-350-11 N11-FA-2-120(11,16,23) N11-FA-2-350(11,16,23) N11-FA-3-120(11,16,23) N11-FA-5-120(11,16,23) N11-FA-5-350(11,16,23) N11-FA-5-1000-11 N11-FA-6-120(11,16,23) ng (uni-axial) c㸦mm㸧 i Thân Dài R ng Dài R ng 120 1.9 0.3 1.8 3.5 2.5 120 1.5 2.5 120 1 350 2.4 120 2 1.6 2.5 350 2 2.2 3.5 120 2.1 1.6 2.8 120 2.1 1.8 9.5 3.5 350 2.1 2.6 11 1000 2.1 3.2 9.5 120 2.1 11 3.5 57 N11-FA-8-120- 120 2.1 13 350 2.1 14 120 2.1 10 2.2 15 350 2.1 10 4.5 18 6.5 N11-FA-10-600-11 600 2.1 10 16 N11-FA-10-1000-11 1000 10 4.5 16 N11-FA-30-120-11 120 2.1 30 1.2 40 4.5 N11-FA-60-120-11 120 2.1 60 2.2 65 5.5 120 1.9 0.3 1.8 3.5 2.5 120 1.5 2.5 120 1 350 2.4 120 2 1.6 2.5 350 2 2.2 3.5 120 2.1 1.6 2.8 350 2.1 3 4.5 120 2.1 1.8 9.5 3.5 N11-MA-5-350-11 350 2.1 2.6 11 N11-MA-5-1000-11 1000 2.1 3.2 9.5 (11,16,23) N11-FA-8-350-11 N11-FA-10-120(11,16,23) N11-FA-10-350(11,16,23) N11-MA-03-120(11,16,23) N11-MA-1-120(11,16,23) N11-MA-1-120(11,16,23)-P4 N11-MA-1-350-(11,23) N11-MA-2-120(11,16,23) N11-MA-2-350(11,16,23) N11-MA-3-120(11,16,23) N11-MA-3-350(11,16,23) N11-MA-5-120(11,16,23) 58 N11-MA-6-120- 120 2.1 11 3.5 120 2.1 13 350 2.1 14 120 2.1 10 2.2 15 N11-MA-10-350-11 350 2.1 10 4.5 18 6.5 N11-MA-10-600-11 600 2.1 10 16 N11-MA-10-1000-11 1000 10 4.5 16 (11,16,23) N11-MA-8-120(11,16,23) N11-MA-8-350-11 N11-MA-10-120(11,16,23) Lo i đo bi n d ng hai h ng vuông góc (2- Element 0°/90°, plane layout) Kích th S hi u Đi n tr H s Gage L i c㸦mm㸧 Thân 㸦Ω㸧 N21-FA-2-120(11,16,23) N21-FA-5-120(11,16,23) N21-FA-5-350-11 N21-MA-2-120(11,16,23) Dài R ng Dài R n g 120 2 1.6 7.5*7.5 120 2.1 1.8 12.0*12.0 350 2.1 2.6 16.0*16.0 120 2 1.6 7.5*7.5 59 N21-MA-5-120(11,16,23) N21-MA-5-350-11 N21-FA-8-120(11,16,23) N21-FA-10-120(11,16,23) 120 2.1 1.8 12.0*12.0 350 2.1 2.6 16.0*16.0 120 2.1 Φ21.0 120 2.1 10 2.2 Φ25.0 Lo i đo bi n d ng hai h ng vuông góc (0°/90°, stacked rosette) Kích th S hi u Đi n tr 㸦Ω㸧 N22-FA-1-120(11,16,23) N22-FA-2-120(11,16,23) N22-FA-5-120(11,16,23) N22-FA-5-350-11 N22-FA-8-120(11,16,23) L H s Gage i c㸦mm㸧 Thân Dài R ng Dài R ng 120 1.5 Φ6.0 120 1.5 Φ8.0 120 2.1 1.8 Φ11.0 350 2.1 2.6 Φ15.0 120 2.1 Φ15.0 60 N22-FA-10-120(11,16,23) N22-MA-1-120(11,16,23) N22-MA-2-120(11,16,23) N22-MA-5-120(11,16,23) N22-MA-5-350-11 120 2.1 10 2.2 Φ18.0 120 1.5 Φ6.0 120 2 1.6 Φ8.0 120 2.1 1.8 Φ11.0 350 2.1 2.6 Φ15.0 Lo i đo bi n d ng ba h ng ( 3-Element 0°/45°/90°, plane layout) Kích th L S hi u Đi n tr c㸦mm㸧 i Thân R H s Gage 㸦Ω㸧 Dài R ng Dài n g N31-FA-2-120-(11,16,23) 120 2 1.6 9.0*9.0 N31-FA-5-120-(11,16,23) 120 2.1 1.8 14.0*14.0 N31-FA-5-350-11 350 2.1 2.6 16.0*16.0 N31-MA-2-120-(11,16,23) 120 2 1.6 9.0*9.0 61 N31MA-5-120-(11,16,23) 120 2.1 1.8 14.0*14.0 N31-MA-5-350-11 350 2.1 2.6 16.0*16.0 N31-FA-8-120-(11,16,23) 120 2.1 Φ24.0 N31-FA-10-120-11 120 2.1 10 2.2 Φ28.0 Lo i đo bi n d ng ba h ng(0°/45°/90°, stacked rosette) Kích th S hi u Đi n tr H s Gage 㸦Ω㸧 N32-FA-1-120(11,16,23) N32-FA-2-120(11,16,23) N32-FA-5-120(11,16,23) N32-FA-5-350-11 N32-FA-8-120(11,16,23) N32-FA-10-120(11,16,23) L i c㸦mm㸧 Thân Dài R ng Dài R ng 120 1.5 Φ6.0 120 2 1.6 Φ8.0 120 2.1 1.8 Φ11.0 350 2.1 2.6 Φ16.0 120 2.1 Φ16.0 120 2.1 10 2.2 Φ18.0 62 N32-MA-2-120(11,16,23) N32-MA-5-120(11,16,23) N32-MA-5-350-11 120 2 1.6 Φ8.0 120 2.1 1.8 Φ11.0 350 2.1 2.6 Φ16.0 Lo i đo bi n d ng ba h S hi u Đi n tr 㸦Ω㸧 ng ( ki u tam giác 120 đ ) Kích th H s L Gage i c㸦mm㸧 Thân Dài R ng Dài R ng N35-FA-2-120-11 120 2 1.6 Φ10.0 N35-MA-2-120-11 120 2 1.6 Φ10.0 Lo i đo bi n d ng m t h ng dùng phát hi n v t n t Kích th S hi u Đi n tr 㸦Ω㸧 H s Gage L c㸦mm㸧 i Thân Dài R ng Dài R ng X11-FA-5-120 120 - 1.7 11 X11-FA-10-120 120 - 10 0.25 14 X11-FA-30-120 120 - 30 0.7 35 63 X11-FA-50-120 120 - 50 1.2 55.5 X11-FA-90-120 120 - 90 95 Các lo i keo dùng dán cho strain gauges Nhi V t li u Mã Ph m vi hi u sử d ng tđ tối đa (oC) F1 Nhi t đ cao 130 Th i Khối gian l đóng T l tr n rắn ng đóng gói (g) 2h t i 100:20:0 100℃ 100 Áp l c dán (kPa) 50 đ n 150 24h, Epoxy F31 Đa d ng 80 nhi t đ 100:60 100 50 đ n 150 phòng Phenol -Epoxy PR778 nhi t đ r t cao 180 30p t i 140℃ 500 - 50 đ n 1000 30giây, Cyano acrylate 4000 Đa d ng 70 nhi t đ phòng 64 - 2gr×5 dùng tay đè PH L C II: Gi y xác nh n bƠi báo 65 S K L 0 [...]... bi n mômen và c m bi n đo 6 thƠnh ph n l c ậmô men, bằng v t li u là h p kim nhôm A5025 và hai b thí nghi m đo l c và mô men b Đ tƠi không đi gi i quy t bài toán mà ch th c hi n m t số thí nghi m đo th c nghi m đ đánh giá đ tuy n tính c a k t qu đo đ c Đ đánh giá toƠn di n hi u qu và tìm ra các thông số tối u c a c m bi n 6 tr c l c-mô men, tác gi c n nhi u th i gian h n n a đ nghiên c u thi t b và trang... Wheatston S đ nối chơn các straigages đ c trình bƠy nh trong Hình 2 9 Hình 2 8: MẫỐ ỏểiếỏ Ệế cảm biếỉ ệực 14 Hình 2 9: S đồ ỉ i cểợỉ sỏọaiỉỂaỂes c a cảm biếỉ ệực Nguyên lỦ đo nh sau: E+ và E- lƠ 2 đ u c a đi n áp không đ i c p cho straingage S+ và S- lƠ các ngõ ra tín hi u Vs+ và Vs- (đi n áp đo gi a 2 đ u ra S+ và S- và E-) l n l tđ c tính theo nguyên lỦ chia áp nh sau:  R4 Vs     R1  R4     (E...1.3 Nhi m v và ph m vi nghiên c u 1.3.1 Nhi m v Ch t o thử nghi m c m bi n đo l c, đo mô men, c m bi n đo l c-mô a men đa kênh v i v t li u là h p kim nhôm A5025 Thi t k và gia công ch t o ph n c khí c a c m bi n C m bi n đ b thi t k t ng t nh nguyên lỦ c a load cell, v i m t c u trúc c khí đ gages Số l c c dán strain ng strain gages sử d ng c n thi t ph i l n h n 6 đ cho phép xác đ nh đ y đ 6 thành ph... vec-t l c mô men c L c và khu ch đ i tín hi u, l y m u tín hi u từ các strain gages d Thi t k ch t o các c c u cho phép truy n từng thành ph n l c và mô men riêng bi t lên c m bi n Các công c này s ph c v cho các th c nghi m nhằm xác đ nh ma tr n chuy n đ i vec-t đi n áp c a các strain gages thành 6 thành ph n c a vec-t l c ậ mô men 1.3.2 Ph m vi nghiên c u a Đ tài ch tính toán và ti n hành ch t o, thử... đ trong hình 2.11 15 c trình bƠy nh Hình 2 10: MẫỐ ỏểiếỏ Ệế cảm biếỉ mô men Hình 2 11: S đồ ỉ i cểợỉ sỏọaiỉỂaỂes c a cảm biếỉ mô-men Nguyên lý đo: Cǜng giống nh tr ng h p c m bi n l c m t tr c, đơy ta có E+ và E- lƠ 2 đ u c a đi n áp không đ i c p cho straingage S+ vƠ S- là các ngõ ra tín hi u Vs+ và Vs- (đi n áp đo gi a 2 đ u ra S+ vƠ S- và E-) l n l tđ c tính theo nguyên lỦ chia áp nh sau:  R2 Vs... ch n theo ki u kích th Chia l i theo ki u kích th c k t qu Hình 3 6 kích th là 1mm mà bài toán phân tích 24 c c phơn tử nh nh t Hình 3 6: Ệếỏ ỌỐả cểia ệ ới ỏểeỊ Ệícể ỏể ớc 3.1.1.4 Phân tích và xu t k t qu - Bi n d ng t ng c a chi ti t Hình 3 7: Kế ỌỐả độ biếỉ d ỉỂ ệớỉ ỉểấỏ 0.038239mm 25 Hình 3 8: Độ Ểiãỉ dỢi ỏ ỉỂ đ i 0.021% Hình 3 9: Kế ỌỐả ịểợỉ ỏícể ỉỂ sỐấỏ K t qu đ bi n d ng tối đa 0.038239mm, đ... l c F có đ l n 50N tác d ng theo ph ng z(ph ng vuông góc v i mặt dán straingages) 3.1.1.2 Đặt các ràng bu c và t i C m bi n l c đ c đặt lên t m đ vƠ đ c cố đ nh nh bulong M6, m t đ u nối v i l c k đ đo l c tác đ ng nh Hình 3 5 23 Bulong xi t chặt L c tác đ ng F =50 N Hình 3 5: Lực ỏác độỉỂ ốỢỊ cảm biếỉ Ệểi ệỢm ối c 3.1.1.3 Chia l i: Thi t l p mô hình ph n t h u h n (ph n m m s gi i trên từng phân t... c nghi m th i Ta có: F = [m1, m2, …, mn] (2. 16) V = [v1, v2, …, vn] (2.17) N u nh n = 6, ta có: C = V-1F (2.18) 19 Ch ng 3 THI T K C M BI N VÀ MÔ PH NG THÀNH PH N CHỊU BI N D NG C A C M BI N 3.1 V t li u ch t o V t li u đ c sử d ng đ ch t o c m bi n vƠ trong mô ph ng nƠy lƠ h p kim nhôm A5052 v i các thông số đ c trình bƠy trong Hình 3 1 Density 2.77e-0 06 kg mm^-3 Coefficient of Thermal Expansion 2.3e-005... B n v chi ti t thơn c m bi n mô men 1 tr c đ 27 c th hi n trên Hình 3 11 Hình 3 11: Bảỉ ốẽ cểi ỏiếỏ ỏểợỉ cảm biếỉ mô meỉ 1 ỏọục 3.1.2.2 Đặt các ràng bu c và t i C m bi n mô men đ c bắt cố đ nh t m đ nh bulong M6, tay đòn đ đ nh lên c m bi n nh t m kẹp nh Hình 3 12 Hình 3 12: NỂẫỐ ệực ỏác độỉỂ ệỪỉ cảm biếỉ mô meỉ 1 ỏọục 28 c gắng cố Đ t o mô men l c tác đ ng lên c m bi n dùng ng u l c F tác đ ng lên... thi t b và trang b thêm d ng c đo ki m thí nghi m 1.4 Ph ng pháp nghiên c u a Ph ng pháp k thừa: sử d ng k t qu c a các nghiên c u trong quá b Ph ng pháp mô ph ng số bằng ph n m m Ansys đ ki m tra đ b n kh c a c m bi n, từ đó xác đ nh gi i h n l c l n nh t mà c m bi n có th đo đ 4 c c Ph ng pháp th c nghi m, so sánh đ xác đ nh t đặt và giá tr tr v c a c m bi n 5 ng quan giá tr l c Ch C S ng 2 LÍ THUY