Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo và hệ thống đo lực ba chiều

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN HOÀI NAM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO VÀ HỆ THỐNG ĐO LỰC BA CHIỀU Chuyên ngành: Đo lƣờng hệ thống điều khiển LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐO LƢỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THỊ LAN HƢƠNG Hà nội – Năm 2013 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập, nghiên cứu trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội phòng Thí nghiệm Đo lƣờng Động học Bay, Viện Tên lửa, tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ, đồng thời đƣợc trang bị kiến thức chuyên ngành sâu, rộng phƣơng pháp học tập, nghiên cứu Đầu tiên, xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Lan Hƣơng tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện để nghiên cứu hoàn thành luận văn thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Kĩ thuật đo Tin học công nghiệp, Viện Điện trang bị cho kiến thức chuyên môn nâng cao, hữu ích cho luận văn nhƣ công việc Tôi xin chân thành cám ơn lãnh đạo đồng nghiệp phòng thí nghiệm Đo lƣờng Động học Bay, Viện Tên lửa, Viện KH&CN Quân tạo điều kiện để làm việc, nghiên cứu, đồng thời giúp đỡ nhiều trình thực luận văn thạc sĩ Tôi xin cảm ơn tập thể lớp cao học Đo lƣờng hệ thống điều khiển hệ khoa học khóa 2011B, với gia đình, bạn bè tôi, ngƣời thƣờng xuyên động viên, đóng góp trao đổi ý kiến kiến thức suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn Hà Nội, Ngày… tháng… năm…… Học viên thực Nguyễn Hoài Nam I Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Hoài Nam, học viên cao học lớp 11B-ĐLĐK.KH khóa 2011B 2013 Giảng viên hƣớng dẫn TS Nguyễn Thị Lan Hƣơng Tôi xin cam đoan toàn nội dung đƣợc trình bày luận văn “Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều” công trình nghiên cứu tôi, dƣới hƣớng dẫn trực tiếp TS Nguyễn Thị Lan Hƣơng – Viện Điện, trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Các thiết kế, kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố luận văn thạc sĩ Mọi thông tin trích dẫn đƣợc tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng tài liệu tham khảo Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với nội dung đƣợc viết luận văn Hà Nội, Ngày… tháng… năm…… Học viên thực Nguyễn Hoài Nam II Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 a Tính cấp thiết đề tài/lý chọn đề tài b Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu c Phƣơng pháp nghiên cứu d Nội dung thực đóng góp đề tài Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐO ĐỘNG LỰC 1.1 Khái niệm chung hệ thống đo động lực .4 1.2 Đặc tính động học hệ thống đo tham số động lực, hàm truyền 1.2.1 Các phần tử bậc 1.3 Sai số động hệ thống đo tham số động lực 1.4 Một số giải pháp kỹ thuật bù trừ động học 12 1.4.1 Loại trừ tác động nhiễu động học 13 1.4.2 Bù trừ nhiệt độ cho cảm biến 15 1.5 Kết luận chƣơng 16 Chƣơng 2: THIẾT KẾ CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO LỰC BA CHIỀU 18 2.1 Cơ sở để thiết kế loại cảm biến điện trở lực căng 18 2.1.1 Tem điện trở lực căng .18 2.1.2 Những nguồn phát sinh sai số sử dụng tem điện trở 24 2.1.4 Cơ sở lý thuyết để tính toán sơ tổ hợp phần tử biến dạng 29 2.1.5 Tính toán, thiết kế phần tử biến dạng đàn hồi 33 2.2 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo lực ba chiều .39 2.2.1 Tính toán kết cấu tổ hợp phần tử biến dạng 39 2.2.2 Thiết lập mạch cầu cảm biến 47 2.2.3 Xác định tần số dao động riêng cảm biến 49 2.3 Kết luận chƣơng 52 III Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ THU THẬP, GIA CÔNG TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG ĐO 54 3.1 Thiết kế chế tạo mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng (Loadcell) SIWAREX R BB 54 3.1.1 Cảm biến (Loadcell) SIWAREX R BB 54 3.1.2 Mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng (loadcell) .56 3.2 Thiết kế chế tạo hệ thống đo cho cảm biến đo lực ba chiều 64 3.3 Các loại nhiễu ảnh hƣởng đến hệ thống biện pháp khắc phục 70 3.3.1 Nhiễu điện từ 70 3.3.2 Nhiễu tạp trắng 73 3.3.3 Nhiễu có chu kỳ 74 3.3 Kết luận chƣơng 74 Chƣơng 4: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 76 4.1 Thí nghiệm với mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng (Loadcell) SIWAREX R BB 76 4.1.1 Thí nghiệm với mạch đo 76 4.1.2 Kết luận: 77 4.2 Thí nghiệm với hệ thống đo lực ba chiều .78 4.2.1 Kiểm tra, xác định độ nhạy thực cảm biến đo lực ba chiều .78 4.2.2 Kiểm tra, xác định ổn định, tuyến tính hệ thống đo lực chiều 79 4.2.3 Kết luận 80 4.3 Kết luận chƣơng 80 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 IV Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều DANH MỤC VIẾT TẮT V 2013 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống đo động lực Hình 1.2 Mạch thay phần tử bậc hai với mạch dao động L-C-R mắc nối tiếp Hình 1.3 Hệ thống đo với đặc tính động học nhiều phần tử hợp thành .10 Hình 1.4 Các giới hạn phần trăm độ rộng băng .14 Hình 1.5 Sơ đồ khối phƣơng pháp bù trừ động học vòng hở .15 Hình 1.6 Sơ đồ khối phƣơng pháp bù trừ động học vòng kín 15 Hình 2.1 Sơ đồ khối phần tử chuyển đổi tem điện trở lực căng 18 Hình 2.2 Cấu tạo tem điện trở kim loại 20 Hình 2.3 Các trục biến dạng tem điện trở 22 Hình 2.4 Cấu tạo tem bán dẫn .23 Hình 2.5 Mạch cầu trở kháng khái quát mạch thay Thevenin 25 Hình 2.6 Mạch cầu đo biến dạng sử dụng tem đo tem bù trừ nhiệt điện trở chuẩn không phụ thuộc nhiệt độ .27 Hình 2.7 Vị trí xác tem đo tem bù trừ nhiệt đƣợc dán phần tử biến dạng kéo nén 27 Hình 2.8 Nguyên lý cấu tạo hoạt động cảm biến đo lực 30 có phần tử biến dạng đàn hồi 30 Hình 2.9 Khối lập phƣơng mô tả phƣơng trình lý thuyết biến dạng đàn hồi 32 Hình 2.10 Một số loại phần tử biến dạng điển hình .36 Hình 2.11 Biểu diễn mối quan hệ lực biến dạng phần tử nhạy cảm 38 Hình 2.12 Các lực cần đo gia công phay kim loại 40 Hình 2.13 Vị trí gá lắp cảm biến máy phay 40 VI Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 Hình 2.14 Cấu trúc phần tử biến dạng vị trí dán tem điện trở lực căng 41 Hình 2.15 Mô hình đơn giản hóa phần tử biến dạng với lực tác động theo phƣơng X .42 Hình 2.16 Kết cấu tổ hợp phần tử biến dạng đàn hồi cảm biến đo lực chiều .46 Hình 2.17 Mạch cầu cảm biến đo lực Fz .48 Hình 2.18 Quy trình dán tem điện trở lực căng 49 Hình 2.19 Cảm biến đo lực chiều phần tử biến dạng 52 Hình 3.1 Sơ đồ chức thiết bị thu thập gia công tín hiệu 54 Hình 3.2 Cảm biến đo lực SIWAREX R BB .55 Hình 3.3 Cấu trúc phần tử biến dạng mạch cầu cảm biến đo lực SIWAREX R BB 56 Hình 3.4 Sơ đồ khối thiết bị gia công tín hiệu cảm biến 57 Hình 3.5 IC khuếch đại đo lƣờng INA 125P .57 Hình 3.6 Sơ đồ mạch sử dụng IC INA 125P bảng chọn giá trị điện trở R theo hệ số khuếch đại 58 Hình 3.7 Vi điều khiển ATMEGA 8535 59 Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng .60 Hình 3.9 Ảnh chụp mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng cảm biến đo lực SIWAREX R BB 61 Hình 3.9 Lƣu đồ thuật toán chƣơng trình mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng cảm biến đo lực SIWAREX R BB .63 Hình 3.10 CARD NI PCI-6025E 64 Hình 3.11 Hệ thống đo cảm biến đo lực ba chiều 65 Hình 3.12 Lƣu đồ đọc xử lý tín hiệu đo 69 Hình 3.13 Chƣơng trình đo lực ba chiều viết DASY Lab 70 VII Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 Hình 3.14 Hệ thống đo lực cắt ba chiều phay 71 Hình 3.15 Cáp dây xoắn có bọc kim để chống lại nhiễu điện dung nhiễu từ trƣờng 73 Hình 4.2 Thí nghiệm kiểm tra ổn định, tuyến tính hệ thống đo lực chiều chế tạo .79 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Hằng số tem hệ số nhiệt điện trở số kim loại làm tem .20 Bảng 2.2 Một số đặc tính quan trọng tem điện trở kim loại thƣờng dùng .22 Bảng 2.3 Những ƣu, nhƣợc điểm chung tem biến dạng kim loại 22 Bảng 2.4 Những ƣu nhƣợc điểm điển hình tem bán dẫn 23 Bảng 2.5 Một số phƣơng thức bố trí tem đo bù trừ tƣơng ứng với ứng suất số phần tử biến dạng điển hình .29 VIII Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 MỞ ĐẦU a Tính cấp thiết đề tài/lý chọn đề tài Trong máy công cụ, gia công khí lực cắt thông số quan trọng hàng đầu để khảo sát, điều khiển tối ƣu hóa trình công nghệ gia công khí nhằm nâng cao suất lao động Với máy công cụ đại thƣờng đƣợc tích hợp hệ thống đo lực hệ thống điều khiển đồng Tuy nhiên giá thành máy công cụ không rẻ Bên cạnh đó, nƣớc ta sử dụng nhiều thiết bị, máy móc cũ mà chƣa đƣợc tích hợp hệ thống đo điều khiển Với máy công cụ này, việc tính toán chế độ hoạt động hoàn toàn dựa vào thông số lý thuyết, kinh nghiệm ngƣời điều khiển Vì dẫn đến nhiều bất cập nhƣ chế độ hoạt động chƣa hoàn toàn tối ƣu, nguy sảy an toàn, hỏng hóc cao Để khắc phục nhƣợc điểm này, cải tiến máy công cụ cũ cách thêm vào hệ thống đo lực nhiều chiều hệ thống điều khiển Hiện tại, giá thành hệ thống đo lực nhiều chiều đƣợc hãng nƣớc cung cấp đắt hỏng hóc phải gọi chuyên gia hãng phụ kiện nhƣ chi phí sửa chữa cao Chính nghiên cứu chế tạo hệ thống đo lực cắt sử dụng máy công cụ công nghệ nƣớc, phù hợp với điều kiện kinh tế nƣớc yêu cầu cấp bách b Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Yêu cầu hệ thống đo lƣờng phải đạt đủ yêu cầu độ ổn định, tuyến tính, có độ xác cao có độ nhạy đủ lớn để đo đƣợc tham số biến đổi phức tạp đối tƣợng đo Muốn trƣớc hết phải thiết kế, chế tạo phận hệ thống cho chúng đạt yêu cầu tiêu chuẩn chất lƣợng đề Mỗi phận hợp thành đƣợc đảm bảo ổn định tuyến tính giới hạn đo sở cho việc tổ hợp thành hệ thống đo tuyến tính ổn định Nhƣ vậy, để có đƣợc hệ thống đo đủ độ nhạy, tin cậy, xác cao trƣớc hết phải có giải pháp hợp lý chế tạo phần tử hệ ổn định tuyến tính Luận văn “Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều” nghiên cứu kiến thức hệ thống đo động học nói chung hệ thống đo sử dụng cảm biến điện trở lực căng nói riêng Từ thiết kế, chế tạo cảm biến đo lực ba chiều sử dụng công nghệ điện trở lực căng hệ thống đo Chương 3: Nghiên cứu chế tạo thiết bị thu thập, gia công tín hiệu hệ thống đo 2013 tạo điều chỉnh điện áp nuôi cầu, tạo điện áp bù lệch cầu chức lọc, chống nhiễu khác Luận văn chế tạo thành công mạch đo thí nghiệm sử dụng cho cảm biến điện trở lực căng (Loadcell) SIWAREX R BB Bằng cách nghiên cứu chế tạo phần tử, từ ghép nối thành hệ thống với phần mềm đo lƣờng xử lý lƣu giữ kết đo ta hoàn toàn chế tạo đƣợc hệ thống đo lực cắt ba chiều phay công nghệ nƣớc Trong chƣơng luận văn thống kê nhận dạng đƣợc số loại nhiễu ảnh hƣởng đến hệ thống đo trình làm việc đƣa biện pháp khắc phục 75 Chương 4: Thử nghiệm đánh giá kết 2013 Chƣơng 4: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Hệ thống đo lực ba chiều mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng (Loadcell) SIWAREX R BB chế tạo đƣợc thí nghiệm phòng thí nghiệm ĐLĐH Bay để kiểm tra độ xác, tuyến tính độ nhạy cảm biến 4.1 Thí nghiệm với mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng (Loadcell) SIWAREX R BB 4.1.1 Thí nghiệm với mạch đo Mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng (Loadcell) SIWAREX R BB đƣợc thí nghiệm thiết bị thử lực lò xo MUN - 100-2: No: 24 với chế độ: Chế độ thông thƣờng (chế độ 1), sử dụng ADC với điện áp chuẩn nội (URer = 2,56 V) chế độ chia (chế độ 2) với điện áp chuẩn điện áp nuôi cầu cảm biến (URer = UN) Tiến hành thí nghiệm kiểm tra độ xác tuyến tính cảm biến mạch đo chế tạo với tải để chuẩn cảm biến 50 Kg, nguồn nuôi mạch cầu cảm biến V, sau gia tải lên cảm biến theo chiều tăng từ lên đến 50 Kg ngƣợc lại Kết thu đƣợc nhƣ sau: Lần 1: Khối lƣợng (Kg) 10 20 30 40 50 40 30 20 10 Chế độ (Kg) Chế độ (Kg) 10,01 19,99 30,00 39,98 50,01 40,02 29,97 20,02 10,01 9,98 19,96 29,97 40,01 50,01 40,00 30,01 19,98 10,02 Lần 2: Khối lƣợng (Kg) 10 20 30 40 50 40 30 20 10 Chế độ (Kg) Chế độ (Kg) 10,01 19,99 30,00 39,98 50,01 40,02 29,97 20,02 10,01 9,98 19,96 29,97 40,01 50,01 40,00 30,01 19,98 10,02 76 Chương 4: Thử nghiệm đánh giá kết 2013 Lần 3: Khối lƣợng (Kg) 10 20 30 40 50 40 30 20 10 Chế độ (Kg) 9,98 19,96 29,97 40,01 50,01 40,00 30,01 19,98 10,02 Chế độ (Kg) 10,01 19,99 30,00 39,98 50,01 40,02 29,97 20,02 10,01 Tiến hành thí nghiệm kiểm tra phụ thuộc giá trị đầu cảm biến theo thay đổi điện áp Với mức tải 50 Kg, thay đổi điện áp nuôi mạch cầu cảm biến, so sánh giá trị điện áp, giá trị chia thu đƣợc để rút kết luận Sử dụng thiết bị tạo nguồn chuẩn PMC35-3 hãng Kikusui để cấp nguồn nuôi mạch cầu cảm biến Kết thu đƣợc nhƣ sau: Điện áp (V) Chế độ (Kg) Chế độ (Kg) 4,7 47,45 49,99 4,75 47,98 50,01 4,8 48,28 50,02 4,85 48,74 50,00 4,9 49,15 50,00 4,95 49,57 50,01 5,0 50,01 50,00 4.1.2 Kết luận: - Cảm biến mạch đo chế tạo hoạt động ổn định, tuyến tính giới hạn sai số cho phép (1%) - Khi có biến động nguồi nuôi cảm biến, với chế độ đo thông thƣờng, sử dụng ADC với điện áp chuẩn nội (chế độ 1), dù thay đổi điện áp nhỏ (0,05 V) ảnh thƣởng nhiều đến kết đo Trong đó, với chế độ chia, điện áp chuẩn điện áp nuôi cầu cảm biến (chế độ 2) kết đo đƣợc không bị thay đổi - Khi sử dụng chế độ 1, để đảm bảo tính ổn định, xác kết đo yêu cầu nguồn nuôi cảm biến phải ổn định, nhiên ta thay đổi điện áp nuôi cầu để tăng giá trị điện áp đầu Dải điện áp nuôi cầu lớn điện áp cấp cho ADC - Khi sử dụng chế độ 2, kết đo xác nguồn nuôi cảm biến bị biến động, nhiên với chế độ điện áp cung cấp cho cảm biến không đƣợc lớn điện áp cấp cho ADC 77 Chương 4: Thử nghiệm đánh giá kết 2013 4.2 Thí nghiệm với hệ thống đo lực ba chiều Với hệ thống đo lực ba chiều chế tạo, luận văn tiến hành thí nghiệm khác nhau, thí nghiệm để kiểm tra, xác định độ nhạy thực kênh cảm biến, thí nghiệm để xác định tính ổn định, tuyến tính hệ thống đo 4.2.1 Kiểm tra, xác định độ nhạy thực cảm biến đo lực ba chiều Thí nghiệm xác định độ nhạy cảm biến theo phƣơng pháp sau: - Cảm biến đƣợc kết nối với thiết bị đo động lực DEWE - 4000 Áo Điện áp nguồn cho cảm biến + 10 V, hệ số khuếch đại 500 lần - Sử dụng thiết bị tạo lực chuẩn WP-300 để tạo kích thích chuẩn cho cảm biến (Sơ đồ hệ thống thí nghiệm xác định độ nhạy cảm biến đo lực chiều nhƣ hình 4.1) - Tiến hành lần đo quan sát điện áp thị Uct thiết bị đo động lực tên lửa Độ nhạy cảm biến là: S U R [mV ] 500.U N [V ] (4.1) Thiết bị tạo lực chuẩn WP-300 Thiết bị đo động lực DEWE - 4000 Cảm biến Hình 4.1 Sơ đồ thí nghiệm xác định độ nhạy cảm biến đo lực 78 Chương 4: Thử nghiệm đánh giá kết 2013 Bảng 4.1 Kết thí nghiệm xác định độ nhạy cảm biến đo lực chiều Số lần đo (n) Uct [V] Kênh SX X [mV/V] Uct [V] Kênh SY Y [mV/V] Uct [V] Kênh Z SZ [mV/V] 4,8476 4,8504 4,8560 4,8440 4,8530 4,8497 4,8492 0,9695 0,9701 0,9712 0,9688 0,9706 0,9700 0,9698 4,8525 4,8489 4,8450 4,8554 4,8466 4,8541 4,8513 0,9705 0,9698 0,9690 0,9711 0,9693 0,9708 0,9703 4,9946 4,9901 5,007 4,9969 5,0036 4,9869 4,9926 0,9989 0,9980 1,0014 0,9994 1,0007 0,9974 0,9985 Bảng 4.2 Đánh giá sai số độ nhạy cảm biến đo lực chiều Kênh X S [mV/V] 0,9700 0,0005 S [%] 0,06 Kênh Y 0,9701 0,0006 0,07 0,9701  0,0006 Kênh Z 0,9992 0,0011 0,11 0,9992  0,0011 S S[mV/V] 0,97  0,0005 4.2.2 Kiểm tra, xác định ổn định, tuyến tính hệ thống đo lực chiều Với thí nghiệm này, luận văn sử dụng thiết bị tạo lực chuẩn WP-300 để tạo kích thích chuẩn cho cảm biến (Sơ đồ hệ thống thí nghiệm với hệ thống đo lực chiều đƣợc thể hình 4.2) Hệ thống đo Thiết bị tạo lực chuẩn WP-300 Cảm biến đo lực chiều Hình 4.2 Thí nghiệm kiểm tra ổn định, tuyến tính hệ thống đo lực chiều chế tạo 79 Chương 4: Thử nghiệm đánh giá kết 2013 Các kết thu đƣợc nhƣ sau: Lần 1: Lực (N) Kênh X (N) Kênh Y (N) Kênh Z (N) 0 0 500 516 498 511 1000 1011 1003 991 1500 1498 1506 1511 2000 1997 1998 1994 1500 1510 1497 1503 1000 1002 996 1012 500 509 501 499 0 0 500 514 491 503 1000 1013 992 1005 1500 1505 1496 1489 2000 1998 1990 1999 1500 1517 1507 1516 1000 987 990 999 500 502 486 508 0 0 500 499 512 498 1000 993 996 997 1500 1492 1504 1507 2000 2002 1993 2007 1500 1509 1512 1497 1000 1008 1006 1003 500 501 495 501 Lần 2: Lực (N) Kênh X (N) Kênh Y (N) Kênh Z (N) Lần 3: Lực (N) Kênh X (N) Kênh Y (N) Kênh Z (N) 4.2.3 Kết luận - Cảm biến đo lực chiều chế tạo có độ nhạy xác định thực nghiệm xấp xỉ với giá trị độ nhạy lý thuyết mong muốn Sai lệch độ nhạy thực tế lý thuyết do sai số việc chế tạo, gia công khí trình dán tem điện trở lực căng vào phần tử biến dạng xác hoàn toàn so với lý thuyết - Cảm biến đo lực chiều hệ thống đo lực kèm hoạt đông tuyến tính dải đo, sai số kết đo 1% 4.3 Kết luận chƣơng Trong chƣơng này, luận văn tiến hành thí nghiệm để xác định tính ổn định, tuyến tính hệ thống đo lực chiều mạch đo thí nghiệm cho cảm biến điện trở lực căng (Loadcell) SIWAREX R BB dựa thiết bị tạo lực có phòng thí nghiệm Đo lƣờng Động học Bay đƣa đƣợc kết luận với hệ thống 80 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận: Sau thời gian thực luận văn hoàn thành nội dung nghiên cứu cụ thể nhƣ sau: Về lý thuyết: 1- Sau trình nghiên cứu lý thuyết, tham khảo tài liệu khảo sát hệ thống đo lực nhiều thành phần hãng Kisler, Kyowa, AVL , vào điều kiện làm việc cụ thể nhƣ đặc điểm động học đối tƣợng cần đƣợc đo đạc, luận văn xác định đƣợc hƣớng xuất phát nội dung nghiên cứu sâu là: tự chế tạo hệ thống đo lực chiều theo nguyên lý chuyển đổi điện trở lực căng 2- Tham khảo từ hệ thống đo mẫu có độ tuyến tính, có độ ổn định cao nƣớc ngoài, luận văn chế tạo đƣợc hệ thống đo lực chiều ổn định theo quy trình công nghệ khả thi Về thực nghiệm: 1- Luận văn nghiên cứu chế tạo hoàn chỉnh đƣợc hệ thống đo lực chiều bao gồm cảm biến đo lực chiều hệ thống đo kèm phù hợp với điều kiện kinh phí công nghệ nƣớc 2- Luận văn chế tạo thành công mạch đo thí nghiệm sử dụng cảm biến điện trở lực căng (Loadcell) SIWAREX R BB hãng Siemen, đạt chất lƣợng nhƣ yêu cầu đề 3- Hệ thống sau đƣợc chế tạo hiệu chỉnh ổn định đƣợc thí nghiệm thiết bị sẵn có phòng thí nghiệm để kiểm tra tính ổn định, tuyến tính độ xác Các kết thu đƣợc cho thấy hệ thống đo đảm bảo đƣợc yêu cầu kỹ thuật đề Hướng phát triển: - Chế tạo cảm biến đo không dây, với độ nhạy độ ổn định cao 81 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 2- Thiết kế, chế tạo hệ thống đo hoàn chỉnh, từ mạch gia công tín hiệu đến phần ADC, ghép nối máy tính, chƣơng trình hiển thị… Tiến đến giảm giá thành hệ thống đo đồng thời chủ động mặt công nghệ 82 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Tăng Cƣờng, Phan Quốc Thắng, Vũ Hữu Nghị (2002), Cấu trúc máy tính, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội Nguyễn Tăng Cƣờng, Phan Quốc Thắng (2003), Cấu trúc lập trình họ vi điều khiển 8051, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội Đỗ Xuân Tiến (1991), Kỹ thuật vi xử lý, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội Ngô Diên Tập (2004), Đo lường điều khiển máy tính Nguyễn Ngọc Bích (2001), Cơ sở xử lý số điều khiển số, Nxb Quân đội Nhân dân Văn Thế Minh (1998), Kỹ thuật vi xử lý, NXB Giáo dục, Hà Nội Phan Bá, Đào Mộng Lâm (2000), Đo lường -senxơ, Nxb Quân đội nhân dân Đào Mộng Lâm (2005), Đo lường tham số động phản lực, Nxb Quân đội nhân dân Phạm Quang Minh (2005), Nghiên cứu, thiết kế chế tạo cảm biến đo áp suất, lực đẩy để thiết lập hệ thống đo xa tham số áp suất, lực đẩy động tên lửa cỡ lớn, đề tài cấp Viện Tên lửa 10 Đào Mộng Lâm (2004), Hoàn thiện công nghệ chế tạo hệ thống đo áp lực động tên lửa, đề tài cấp Bộ Quốc phòng 11 Đào Mộng Lâm, Lê Vĩnh Hà, Phạm Quang Minh (2004), "Cảm biến đo mô men xoắn đa kênh", Tuyển tập báo cáo hội nghị Tự động hoá toàn quốc VICA6 12 Đào Mộng Lâm, Lê Vĩnh Hà, Phạm Quang Minh (2005), "Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo lực nhiều thành phần", Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học kỹ thuật đo lƣờng toàn quốc lần thứ 13 Đào Mộng Lâm, Phạm Quang Minh (2006), " Về phƣơng pháp mở cho việc chế tạo cảm biến đo lực cắt ba chiều hệ thống điều khiển thích nghi máy công cụ CNC ", Nghiên cứu KHKT&CNQS (Số 17), 71-76 14 Phạm Quang Minh, Trần Đức Quý (2006), "Nghiên cứu, chế tạo hệ thống đo lực máy mài tròn ngoài", Nghiên cứu KHKT&CNQS (Số 17), 77-82 83 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 Tiếng Anh 15 Martin T.J, J.D (1994) Halderman An inverse Method for Finding Unknown Surface and Deformations in Elastostatics, ASME New York 16 Noor A.K., S.L Venneri, M.A Hopkins (2000), Structures Technology for Future Aerospace Systems Comput and Struct 17 Help system and technical reference TransCalc version 1.11 18 S Shkarayev, R Krashantisa (2002) An Inverse Interpolation Method Utilizing In-Flight Strain Measurements for Determining Loads and Structural Response of Aerospace Vehicles U of Arizona 19 J.C Magill, P.Catadi, J.R Morency (2004) Demonstration of a Wire Suspenson System for Dynamic Wind Tunnel Testing 20 David Voracek, Lucas G.Horta (2002) Ground and Flight test Structural Excitation Using Piezoelectric Actuators American Institute of Aeronautics and Astronautics 21 Houghton furlter (1976), Aerodynamics for engineering, New York 84 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều PHỤ LỤC A i 2013 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều ii 2013 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều iii 2013 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều iv 2013 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều v 2013 ... văn Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều nghiên cứu kiến thức hệ thống đo động học nói chung hệ thống đo sử dụng cảm biến điện trở lực căng nói riêng Từ thiết kế, chế tạo cảm. .. LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 IV Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều DANH MỤC VIẾT TẮT V 2013 Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo. .. tạo cảm biến đo lực ba chiều sử dụng công nghệ điện trở lực căng hệ thống đo Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo hệ thống đo lực ba chiều 2013 kèm, làm việc ổn định, tuyến tính miền giới hạn đo, có