Nghiên cứu thiết kế hệ thống hiệu chuẩn tự động thiết bị đo tốc độ vòng quay

TRIỆU VIỆT PHƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRIỆU VIỆT PHƯƠNG ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 2005-2007 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG HIỆU CHUẨN TỰ ĐỘNG THIẾT BỊ ĐO TỐC ĐỘ VÒNG QUAY LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Hà nội 2007 HÀ NỘI - 2007 ii Môc lôc Trang Lêi cam ®oan i Môc lôc ii Danh mục hình vẽ đồ thị iv Më ®Çu v Chương vấn đề thùc tiƠn, khoa häc 1.1 C¸c vÊn ®Ị thùc tiƠn 1.2 Mơc ®Ých cđa ®Ị tµi 1.3 Các vấn đề khoa học Ch­¬ng C¬ së lý thuyÕt 2.1 Nguyên lý hoạt động thiết bị kiểm tra đồng hồ đo tốc độ xe giới 2.1.1 Chức thiết bị 2.1.2 Đặc trưng kỹ thuật hệ thống kiểm tra đồng hå tèc ®é 2.1.3 Sơ đồ kết cấu nguyên lý làm việc 2.2 Phân tích lựa chọn phương pháp hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ đo tốc độ xe c¬ giíi 2.2.1 Một số thuật ngữ, khái niệm đo lường 2.2.2 Lựa chọn phương pháp hiệu chuẩn 10 2.3 Mô tả phương pháp hiệu chuẩn 18 2.3.1 ChuÈn bÞ 19 2.3.2 Thùc hiÖn 19 2.3.3 Xư lý kÕt qu¶ hiƯu chn 20 Ch­¬ng Nghiên cứu, thiết kế hệ thống hiệu chuẩn tự động thiết bị kiểm tra đồng hồ đo tốc độ xe c¬ giíi 22 3.1 Xây dựng sơ đồ khối 22 3.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lý 32 iii 3.3 ThiÕt kÕ phÇn mỊm cho hƯ thèng hiƯu chn 34 3.3.1 Lưu đồ thuật toán 34 3.3.2 Giao diện chương trình hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe c¬ giíi 44 Chương Kết thực tế 46 4.1 Thùc việc hiệu chuẩn hệ thống đảm bảo tính liên kÕt chn víi chn ®o l­êng qc gia 47 4.1.1 HiÖu chuÈn chøc đo vận tốc, tốc độ vòng quay (sử dụng §LVN 165: 2005) 48 4.1.2 Hiệu chuẩn chức đo tần số (sử dụng §LVN 51: 2006) 50 4.2 Dù kiÕn hiƯu chn t¹i số sở sản xuất Ôtô, xe máy ViÖt Nam 51 Chương Kết luận hướng phát triển 53 Tài liệu tham khảo GiÊy chøng nhËn hiÖu chuÈn – hÖ thèng hiÖu chuÈn tự động thiết bị đo tốc độ vòng quay Phụ lục iv Danh mục hình vẽ luận văn Hình 2.1 Sơ đồ kết cấu thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới Hình 2.2 Sơ đồ hoạt động thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới Hình 2.3 Sơ đồ mạch điện sơ đồ tương đương phototransistor Hình 2.4 Mô tả phương pháp hiệu chuẩn Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống hiệu chuẩn Hình 3.2 Sơ đồ khối hệ thống hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ Hình 3.3 Sơ đồ mạch điện cảm biến LTH 1650-01 Hình 3.4 Đặc tuyến cảm biến LTH 1650-01 Hình 3.5 Đường tải tĩnh transistor thu Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến Hình 3.7 Sơ đồ khối kết nối bàn phím Hình 3.8 Sơ đồ khối kết nối khối hiển thị Hình 3.9 Cấu trúc vi điều khiển AT89C51 Hình 3.10 Mạch dao động thạch anh Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý hệ thống hiệu chuẩn Hình 3.12 Giao diện chương trình hiệu chuẩn Hình 4.1 Cảm biến, thiết bị hiệu chuẩn tốc độ vòng quay Hình 4.2 Hệ thống hiệu chuẩn Hình 4.3 Hiệu chuẩn chức đo vận tốc, tốc độ vòng quay Hình 4.4 Hiệu chuẩn chức đo tần số Hình 5.1 Mở rộng hệ thống hiệu chuẩn v Mở đầu Thiết bị đo tốc độ vòng quay gồm nhiều loại, sử dụng nhiều lĩnh vực: đo tốc độ động cơ, đo tốc độ băng tải, đo tốc độ quay co cấu chuyển động tròn, đo tốc độ khuấy máy trộn hoá dầu,Các thiết bị đo tốc độ vòng quay hàng năm phải thực việc liên kết chuẩn với chuẩn đo lường thời gian - tần số quốc gia thông qua việc hiệu chuẩn định kỳ Chuẩn thời gian tần số quốc gia đặt phòng Đo lường Thời gian Tần số, Trung tâm Đo lường Việt Nam Việc hiệu chuẩn thiết bị đo tốc độ vòng quay việc làm cần thiết nhằm đảm bảo tính hợp pháp, đắn đo lường, quản lý chất lượng lĩnh vực thời gian tần số Để thực việc truyền chuẩn đến sở (thông qua việc hiệu chuẩn thiết bị đo cho sở), phòng Đo lường Thời gian Tần số, Trung tâm Đo lường Việt Nam có hệ thống hiệu chuẩn gồm: đầu đo quang, tạo tốc độ vòng quay mẫu, thiết bị hiệu chuẩn tốc độ vòng quay, máy đếm tần số điện tử Hệ thống có ưu điểm là: độ xác cao (do thường xuyên hiệu chuẩn Trung tâm Đo lường Việt Nam) Bên cạnh hệ thống có vài nhược điểm như: Phải ghi lại kết đọc máy đếm tần số điện tử tay, thiết kế không gọn nhẹ nên gây khó khăn thực việc hiệu chuẩn từ xa cho sở Một ứng dụng quan trọng thiết bị đo tốc độ vòng quay ứng dụng để kiểm tra vận tốc xe giới trước xuất xưởng doanh nghiệp sản xuất ô tô, xe máy Việc hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới cần thiết, thông qua việc hiệu chuẩn đơn vị sản xuất ôtô, xe máy đà liên kết với chuẩn đo lường quốc gia, qua đảm bảo mặt chất lượng sản phẩm trước xuất xưởng vi Đồng thời biết độ xác thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ kịp thời thay thế, sửa chữa phát sai số vượt giá trị cho phép, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời biết xác giá trị thị đồng hồ tốc độ (công tơ mét) góp phần giảm thiểu tai nạn giao thông vấn đề nhức nhối toàn xà hội quan tâm Xuất phát từ thực tế công việc phòng, yêu cầu quan, doanh nghiệp sản xuất ôtô, xe máy nước, định xây dựng hệ thống hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới Với nỗ lực thân, hướng dẫn tận tình TS.Nguyễn Quốc Cường, ủng hộ giúp đỡ nhiệt tình bạn bè đồng nghiệp, đà hoàn thành luận văn mình, đảm bảo thực tốt nhiệm vụ, yêu cầu đặt Tuy nhiên h¹n chÕ vỊ kiÕn thøc cịng nh­ thêi gian thùc hiện, khiến cho luận văn nhiều thiếu xót Tôi mong nhận phê bình, đóng góp Thầy cô bạn để có thê hoàn thiện hệ thống hiệu chuẩn nhằm phục vụ tốt công tác truyền, dẫn xuất chuẩn quốc gia đến sở sản xuất Xin chân thành cảm ơn ! Luận văn Thạc sỹ Khoa học Chương Các vấn đề thực tiễn, khoa học 1.1 Các vấn đề thực tiễn Hiện doanh nghiệp sản xuất ô tô, xe máy nước hầu hÕt ®ang sư dơng hƯ thèng kiĨm tra ®ång hå tốc độ (hệ thống kiểm tra đồng hồ công tơ mét - thực chất thiết bị đo tốc độ vòng quay, sau tính toán vận tốc dài) xe trước xuất xưởng Để đảm bảo chất lượng, yêu cầu quan quản lý, doanh nghiệp thường xuyên thực việc liên kết chuẩn với Trung tâm Đo lường Việt Nam thông qua kế hoạch hiệu chuẩn định kỳ hàng năm hệ thống với yêu cầu ngày nhiều, để đáp ứng kịp thời cho doanh nghiệp trình sản xuất, tham gia vào tiến trình hội nhËp kinh tÕ qc tÕ HiƯu chn thiÕt bÞ kiĨm tra ®ång hå tèc ®é cịng gièng nh­ viƯc hiƯu chuẩn thiết bị đo tốc độ vòng quay, tức cần xác định khả đo, đếm xác số vòng quay phương tiện đo, xác định độ không đảm bảo đo thiết bị Trong luận văn tác giả trình bày, thiết kế thĨ mét hƯ thèng hiƯu chn thiÕt bÞ kiĨm tra đồng hồ tốc độ nhằm khắc phục nhược ®iĨm cđa hƯ thèng hiƯu chn hiƯn cã ë phßng Đo lường Thời gian Tần số, Trung tâm Đo lường Việt Nam 1.2 Mục đích đề tài Mục ®Ých cđa ®Ị tµi lµ thiÕt kÕ mét hƯ thèng hiệu chuẩn có độ xác cao, dễ sử dụng dùng để hiệu chuẩn thiết bị đo tốc độ vòng quay, thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc xe giới cho sở sản xuất ô tô, xe máy nước, góp phần làm đảo bảo chất lượng sản phẩm (xe giới) mặt tốc độ Cụ thể: Đo lường Các hệ thống điều khiển Luận văn Thạc sỹ Khoa học - Thiết kế hệ thống hiệu chuẩn thiết bị đo tốc độ vòng quay, dùng để hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới, - Hệ thống bao gồm: Đầu đo (cảm biến), counter ghép nối với máy tính để thu thập xử lý kết hiệu chuẩn, - Có thể áp dụng hệ thống vào việc hiệu chuẩn phục vụ sở sản xuất công nghiệp Ôtô, xe máy Việt Nam, 1.3 Các vấn đề khoa học Từ mục đích đề tài thiết kế hệ thống hiệu chuẩn có độ xác cao, dùng để hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc xe giới ta nhận thấy có vấn đề mà ta cần giải sau: + Lý thuyết: * Tìm hiểu nguyên lý, phương thức đo hệ thống kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới * Tìm hiểu phương pháp đo tốc độ vòng quay, * Phân tích lựa chọn cảm biến, phương pháp hiệu chuẩn + Thực tế: * Xây dựng sơ đồ khối, * Xây dựng sơ đồ nguyên lý, * Thiết kế, xây dựng phần cứng, * Viết chương trình thu thập, xử lý kết Đo lường Các hệ thống điều khiển Luận văn Thạc sỹ Khoa học Do luận văn chia thành 05 chương cụ thể sau: Chương 1: Các vấn đề thực tiễn, khoa học mục đích đề tài Trình bày nhu cầu thực tiễn, từ nêu mục đích đề tài cách giải theo khoa học Chương 2: Cơ sở lý thuyết * Trình bày nguyên lý hoạt động thiết bị kiểm tra đồng hồ đo tốc độ xe giới, * Phân tích lựa chọn phương pháp hiệu chuẩn hệ thống kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới Chương 3: Nghiên cứu, thiÕt kÕ hƯ thèng hiƯu chn thiÕt bÞ kiĨm tra đồng hồ đo tốc độ xe giới * Xây dựng sơ đồ khối, * Xây dựng sơ đồ nguyên lý, * Thiết kế, xây dựng phần cứng, * Viết chương trình thu thập, xử lý kết Chương 4: KÕt qu¶ thùc tÕ * Thùc hiƯn viƯc hiƯu chn hệ thống để đảm bảo tính liên kết chuẩn với chn ®o l­êng qc gia, * Thùc hiƯn viƯc hiƯu chuẩn sở có kết cụ thể Chương 5: Kết luận hướng phát triển * Nêu lên kết nghiên cứu lý thuyết thực tế đà đạt được, nhận xét kiến nghị hướng giải vấn đề tồn * Nêu hướng phát triển tiếp tục Đo lường Các hệ thống điều khiển Luận văn Thạc sỹ Khoa học Chương Cơ sở lý thuyết 2.1 Nguyên lý hoạt ®éng cđa thiÕt bÞ kiĨm tra ®ång hå ®o tèc độ xe giới Các hệ thống kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới doanh nghiệp sản xuất có hình thức khác nhau, mặt chức kết cấu cách thức kiểm tra giống hệt (đối với ôtô xe máy) 2.1.1 Chức thiết bị Kiểm tra sai số báo đồng hồ tốc độ lắp xe với giá trị thực xe thông qua hệ thống lăn có thị tốc độ chuẩn 2.1.2 Đặc trưng kỹ thuật hệ thống kiểm tra đồng hồ tốc độ Hầu hết tất hệ thống kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới có chung đặc điểm kỹ thuật mà ta cần quan tâm trình thực việc hiệu chuẩn là: - Phạm vi kiểm tra (phạm vi đo): (0 ữ 150) km/h, - Độ phân giải: 0,1 km/h, - Sai số cđa hƯ thèng: ± 1%, - Sai sè kiĨm tra cho phÐp - 10% ®Õn + 5% (vÝ dơ ë điểm kiểm tra tốc độ yêu cầu 40 km/h, ®ång hå trªn xe chØ tõ 35,8 km/h ®Õn 42,0 km/h xe cho đạt tiêu chuẩn đồng hồ tốc độ), - Đường kính lăn: Thông thường d = 185 mm, cá biệt có trường hợp d = 256,5 mm d = 530,5 mm Đo lường Các hệ thống điều khiển 48 Luận văn Thạc sỹ Khoa học - Chuẩn tần số nguyên tử Cesium HP 5071A: + Tần số chuẩn: 1, 5, 10 MHz, + Độ ổn định: 5,0ì10-14/ Tháng - Máy đếm tần số điện tử HP 53132A: + Dải đo: 0,1 Hz ữ 250 MHz + Độ xác: 5,0ì10-6 - Máy tổ hợp tần số HP 3325B: + Dải tần: 0,1 Hz ữ 60 MHz + Độ xác: 5,0ì10-6 - Bộ phát xung hồng ngoại: + Tần số: (0,1 ữ 2000) Hz + Độ không đảm bảo đo: < 10-7 4.1.1 Hiệu chuẩn chức đo vận tốc, tốc độ vòng quay (sử dụng ĐLVN 165: 2005) Để hiệu chuẩn hệ thống chức ta sử dụng quy trình ĐLVN 165: 2005 ban hành Tổng cục Tiêu chuẩn - đo lường Chât lượng Cụ thể ta tiến hành sau: Nối thiết bị hình vẽ: Máy tổ hợp tần số Ref Ext 10 MHz Chuẩn tần số nguyên tử Bộ phát xung hång Senso Count PC HƯ thèng hiƯu chn tù ®éng thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ Hình 4.3 Hiệu chuẩn chức đo vận tốc, tốc độ vòng quay Đo lường Các hệ thống điều khiển 49 Luận văn Thạc sỹ Khoa học Tần số 10 MHz từ chuẩn tần số nguyên tử Cesium HP5071A đưa tới đầu Ref Ext máy tổ hợp tần số để đồng tần số cho máy tổ hợp tần số HP3325B - Lần lượt đặt máy tổ hợp tần số giá trị sau: 1, 10, 20, 100, 400, 600, 800 Hz t­¬ng øng víi: 60, 600, 1200, 6000, 24000, 36000, 48000 r/min; - Tín hiệu đưa vào phát xung hồng ngoại: Dạng xung vuông, biên độ 0,8V; - Dùng đầu đo hệ thống đo tốc độ vòng quay giá trị đà đặt Giá trị đo tính toán ghi vào bảng 4.1: Bảng 4.1 Kết hiệu chuẩn chức đo vận tốc, tốc độ vòng quay STT Tốc độ vòng quay Tốc độ trung bình đo ĐKĐBĐ chuẩn hệ thống hiÖu (k=2;95% CL) (r/min) chuÈn (r/min) (r/min) 60 60,00 0,006 600 600,00 0,006 1200 1200,10 0,126 6000 6001,30 0,251 24000 24006,94 2,173 36000 36006,94 1,859 48000 48007,99 1,561 VËy ta cã thÓ biÕt độ xác hệ thống hiệu chuẩn là: 0,029% Đo lường Các hệ thống điều khiển 50 Luận văn Thạc sỹ Khoa học 4.1.2 Hiệu chuẩn chức đo tần số (sử dụng ĐLVN 51: 2006) Để hiệu chuẩn hệ thống chức đo tần số nghĩa ta phải hiệu chuẩn counter hệ thống Sử dụng quy trình hiệu chuẩn máy đo tần số ĐLVN 51: 2006 ban hành Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường Chât lượng theo phương pháp hiƯu chn thêi gian gèc TiÕn hµnh nh­ sau: Nèi thiết bị hình vẽ: Chuẩn tần số nguyên tử HP 10 MHz Ref Ext Máy đếm tần số điện tư HP 53132A HƯ thèng hiƯu chn tù ®éng thiÕt bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới Output Counter PC Hình 4.4 Hiệu chuẩn chức đo tần số Máy đếm tần số điện tử HP 53132A đồng tần số chuẩn chuẩn tần số nguyên tử HP5071A Bộ dao động (time base) counter đưa tần số qua cổng Output, tần số đưa đến đầu đo (channel 1) máy đếm tần số điện tử HP 53132A Thực trình hiệu chuẩn theo ĐLVN 51: 2006, ta ®· thùc hiƯn ®­ỵc viƯc hiƯu chn counter hƯ thống Kết xác định sau: Hiệu chuẩn gốc thời gian (time base): ã Tần số trung bình độ không đảm bảo đo mở rộng: + Tần số danh định: 12000000 Hz, + Tần số trung bình đo được:11999377,7497 Hz, + Độ không đảm bảo đo mở rộng:U = 2,2554 Hz (k=2; 95% CL) Đo lường Các hệ thống điều khiển 51 Luận văn Thạc sỹ Khoa học ã Độ lêch Allan: y () Thời gian lÊy mÉu (s) 3,0E-08 10 9,7E-08 100 1,5E-07 Qua phép hiệu chuẩn ta đà thực việc liên kết hệ thống hiệu chuẩn tự động thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giíi víi hƯ thèng chn ®o l­êng Qc gia, qua chuỗi liên tục không gián đoạn Đồng thời ta biết độ không đảm bảo hệ thống là: 10-6 Ta nhận thấy chức hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ hệ thống có khả hiệu chuẩn thiết bị đo tốc độ vòng quay chức hiệu chuẩn tốc độ vòng quay; hệ thống có khả đo tín hiệu tần số với độ xác cao 4.2 dự kiến hiệu chuẩn số sở sản xuất Ôtô, xe máy Việt Nam Sau tiến hành hiệu chuẩn, đo thử nghiệm phòng Đo lường Thời gian Tần số, Trung tâm Đo lường Việt Nam, dự kiến tháng cuối năm 2007 hệ thống hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới thực việc hiệu chuẩn cho sở sản xuất sau: - Hiệu chuẩn công ty THHH Ford Việt Nam Tên thiết bị đo: Roll tester/ Thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ Kiểu: FLA206 Số máy: TF 04.01.004 Cơ sở sản xuất: CHLB Đức Đo lường Các hệ thống điều khiển 52 Luận văn Thạc sỹ Khoa học - Hiệu chuẩn công ty TNHH Yamaha Motor Việt Nam Tên thiết bị đo: Thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ Kiểu: B line Số máy: OE-00478-004 Cơ sở sản xuất: Nhật Bản Kết hiệu chuẩn: Bảng 4.3 - Hiệu chuẩn 02 thiết bị công ty SYM Việt Nam Tên thiết bị đo: Thiết bị kiĨm tra ®ång hå tèc ®é KiĨu: CD-5530 OP2 Sè máy: 437-10001/ 437-10002 Cơ sở sản xuất: Nhật Bản Đo lường Các hệ thống điều khiển 53 Luận văn Thạc sỹ Khoa học Chương Kết luận hướng phát triển Trong trình thực đồ án Nghiên cøu thiÕt kÕ hƯ thèng hiƯu chn tù ®éng thiÕt bị đo tốc độ vòng quay đà thực thiết kế hệ thống hiệu chuẩn thiết bị đo tốc độ vòng quay dùng hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ cụ thể là: + Lý thuyết: - Đà tìm hiểu nguyên lý, phương thức đo hệ thống kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới - Tìm hiểu phương pháp đo tốc độ vòng quay lựa chọn phương pháp hiệu chuẩn phù hợp, - Đà phân tích lựa chọn cảm biến, phương pháp hiệu chuẩn thực tế đà xây dựng phương pháp hiệu chuẩn + Thực tế: - Xây dựng sơ đồ khối hệ thống hiệu chuẩn, - Xây dựng sơ đồ nguyên lý, - Thiết kế, xây dựng phần cứng hoàn chỉnh, - Chương trình thu thập, xử lý kết chạy tốt, đáp ứng yêu cầu đặt Các kết thực tế đà trình bày chương 4: thực tế đà xác định sai số hệ thống hiệu chuẩn, xác định độ không đảm bảo đo với chức đo hệ thống (có giấy chứng nhận hiệu chuẩn Trung tâm Đo lường ViƯt Nam phơ lơc) Tuy ®· cã nhiỊu cè gắng luận văn em cụ thể đề tài tồn số vấn đề như: Đo lường Các hệ thống điều khiển 54 Luận văn Thạc sỹ Khoa học - Vẫn chưa ghi lại giá trị kết đo hiển thị thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ cách tự động, người hiệu chuẩn phải thực thao tác hiệu chuẩn sau: + Đợi giá trị đọc hình hiển thị thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới ổn định, + Ra lệnh cho thiết bị hiệu chuẩn tiến hành đo ghi lại giá trị khoảng thời gian này, + Nhập giá trị quan sát giá trị đọc hình hiển thị thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới ổn định vào chương trình để tính toán xử lý - Giao tiếp hệ thống víi m¸y tÝnh vÉn sư dơng trun tin nèi tiÕp RS-232, máy tính hệ không tích hợp cổng gây khó khăn việc ghép nối, điều khiển Để giải vấn đề tồn em xin đưa hướng phát triển sau: ã Đối với truyền tin nối tiếp RS-232: ViƯc chun tõ cỉng RS-232 sang cỉng USB ngµy thực cách đơn giản Trong đề tài nµy ta cã thĨ më réng b»ng viƯc thiÕt kÕ thêm chuyển đổi từ RS-232 sang USB, chí mua sẵn chuyển đổi có thị trường với giá thành không cao, ã Việc ghi lại kết hiển thị hình hiển thị thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe giới thời điểm đồng thời với việc hệ thống hiệu chuẩn ghi lại kết đo cách tự động giải nhờ kỹ thuật nhận dạng hình ảnh Nhận dạng toán xuất cách đà lâu thu hút quan tâm, nghiên cứu nhiều nhà khoa học Đặc biệt năm gần phát triển tin học ứng dụng nhiều lĩnh vực, nhận dạng không dừng lại mức độ nghiên cứu mà đà áp Đo lường Các hệ thống điều khiển 55 Luận văn Thạc sỹ Khoa học dụng vào thực tế, việc triển khai áp dụng toán cụ thể đà trở nên phổ biến Mô tả sơ đồ khối, sử dụng camera ghép nối với hệ thống hiệu chuẩn, thu thập kết đo hiển thị DUT sau: Hiển thị kết đo Camera kỹ thuật số Đo, đếm, xử lý số liệu Cảm biến Thiết bị đo (counter, máy đo tốc độ vòng quay,) sensor Con lăn (Roll test) DUT PC Hệ thống hiƯu chn H×nh 5.1 Më réng hƯ thèng hiƯu chn Lúc hệ thống hiệu chuẩn ghép nối thêm với camera có nhiệm vụ chụp lại hình ảnh hiển thị DUT (bao gồm giá trị kết kiểm tra km/h đồng hồ tốc độ) Mô tả trình hiệu chuẩn sau: - Sau đà tiến hành chuẩn bị hiệu chuẩn theo quy trình, Đo lường Các hệ thống điều khiển 56 Luận văn Thạc sỹ Khoa học - Quan sát kết hiển thị thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ điểm cần hiệu chuẩn, - Đợi giá trị quan sát ổn định, - Từ máy tính, lệnh cho thiết bị đo tiến hành đo ghi lại kết đo, đồng thời lúc camera tiến hành chụp ảnh giá trị hiển thị thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ liên tục khoảng thời gian mà hệ thống hiệu chuẩn tiến hành đo hình ảnh thu nhận được gửi máy tính - Trong máy tính có cài đặt chương trình nhận dạng ảnh đầu vào từ camera Kết nhận dạng thể giá trị vận tốc xác định thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ ghi lại tự động - So sánh giá trị vận tốc ghi lại camera vận tốc đo hệ thống hiệu chuẩn, trình xử lý kết hiệu chuẩn chương phần xử lý số liệu Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, cô, bạn bè đồng nghiệp để đề tài tiếp tục phát triển, góp phần vào việc thực nhiệm vụ trị đảm bảo vấn đề truyền, dẫn xuất chuẩn đến sở liên tục xác Đo lường Các hƯ thèng ®iỊu khiĨn Phơ lơc Phơ lơc 1- Theo ĐLVN 165: 2005 Tên đơn vị hiệu chuẩn Phòng đo lường Biên hiệu chuẩn, đo thử nghiệm Số: Tên phương tiện đo (hoặc đối tượng đo/hiệu chuẩn): Thiết bị đo Kiểu: Số: Cơ sở sản xuất: Năm sản xuất: Đặc trưng kỹ thuật: Phạm vi đo: Độ xác: Cơ sở sử dụng: Phương pháp thực hiện: ĐLVN 165: 2005 Chuẩn thiết bị sử dụng: Hệ thống hiệu chuẩn thiết bị đo tốc độ vòng quay Model: TFL.2007, S/N: 2007-0001 Điều kiện môi trường: Nhiệt độ : C………………………… §é Èm : ………….% Người thực hiện: Ngày thực hiện: Địa điểm thực hiện: Số liệu kết quả: Người soát lại (Trưởng, phó PTN người uỷ quyền) Người thực (Ký, họ tên) Phụ lục Kết hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ Tên thiết bị đo: Roll tester/ Thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ Kiểu: Số máy: Cơ sở s¶n xt: … KÕt qu¶ hiƯu chn: B¶ng … Bảng Kết hiệu chuẩn công ty Điểm hiệu Tốc độ trung Tốc độ chuẩn Độ KĐBĐMR chuẩn bình DUT trung bình (k=2, 95% CL) (km/h) (km/h) (km/h) (km/h) 40 60 80 Phô lôc – TrÝch từ TCVN 5929:2003 Yêu cầu đồng hồ đo vËn tèc Xe cã vËn tèc lín nhÊt kh«ng nhá 20 km/h phải có đồng hồ đo vận tốc với đồng hồ đo quÃng đường chạy đảm bảo yêu cầu sau: 3.17.1 Đồng hồ đo vận tốc phải đặt vị trí để người lái quan sát dễ dàng vận tốc xe chạy, phải hiển thị rõ ràng vào ban ngày ban đêm, vùng phạm vi vận tốc phải đủ lớn để hiển thị đầy đủ vận tốc tối đa xe nhà sản xuất quy định cho loại xe 3.17.2 Các vạch chia giá trị vận tốc đồng hồ phải là: 1, 2, 10 km/h - Giá trị hiển thị vận tốc lớn theo khoảng chia không lớn 20 km/h loại đồng hồ có thang đo không lớn 200 km/h; - Giá trị hiển thị vận tốc lớn theo khoảng chia không lớn 30 km/h loại đồng hồ có thang đo lớn 200 km/h 3.17.3 Sai số đồng hồ đo vận tốc vận tốc không nhỏ 35 km/h nằm khoảng từ âm 10% đến dương 15% (đối víi xe cã vËn tèc lín nhÊt nhá h¬n 35 km/h, sai số xác định vận tốc lớn nhất) 3.17.4 Đối với đồng hồ đo vận tốc hiển thị kim tốc độ, độ dao động kim tốc độ phải nằm giới hạn km/h xác định vận tốc không nhỏ 35 km/h (đối với xe có vận tốc lớn nhỏ 35 km/h, sai số xác định vận tốc lớn nhất) Đối với đồng hồ vận tốc hiển thị chữ số, độ dao động hiển thị chữ số không lớn 2,5 km/h (trừ xe có vận tốc lớn nhỏ 20 km/h) 3.17.5 Đồng hồ vận tốc phải trang bị đèn chiếu sáng mặt số kim phải chế tạo vật liệu phát quang sơn phát quang, không làm loá mắt người lái Phụ lơc – TrÝch TCVN 6956: 2001 Ph­¬ng tiƯn giao thông đường Thiết bị đo tốc độ việc lắp đặt phương tiện giới Yêu cầu phương pháp thử phê duyệt kiểu 5.Yêu cầu 5.1 Yêu cầu chung 5.1.1 Màn hiển thị đồng hồ đo tốc độ phải đặt tầm nhìn trực tiếp người lái phải rõ ràng dễ đọc kể ban ngày ban đêm Phạm vi tốc độ thị phải đủ rộng để bao hàm tốc độ lớn mà nhà sản xuất kiểu xe công bố 5.1.1.1 Các khoảng chia phải km/h, km/h, km/h 10 km/h Các giá trị tốc độ phải thị mặt số sau: Khi giá trị cao mặt số không vượt 200 km/h, giá trị tốc độ phải thị khoảng không vượt 20 km/h Khi giá trị lớn mặt số vượt 200 km/h giá trị tốc độ phải thị khoảng không vượt 30 km/h Các giá trị độ chia tốc độ thị không thiết phải 5.1.1.2 Trong trường hợp xe sản xuất để bán sang nước có sử dụng đơn vị đo insơ, đồng hồ phải biểu thị dặm/giờ (mph); Các khoảng chia phải mph, mph, mph 10 mph Các giá trị tốc độ phải thị mặt số khoảng không vượt 20 mph bắt đầu 10 mph 20 mph Các khoảng giá trị tốc độ thị không thiết phải 5.2 Yêu cầu riêng Tốc độ thị không nhỏ tốc độ thực Tại tốc độ quy định để thử 6.5 tốc độ này, phải có quan hệ sau tốc độ thị đồng hồ thiết bị đo tốc độ (V ) tốc độ thực (V ): V1 - V2 V2 10 +4 (km/h); Phương pháp thử độ xác thiết bị đo tốc độ 6.1 Xe lắp lốp thuộc kiểu lốp thông dụng; thử nghiệm phải thực lặp lại cho kiểu đồng hố đo tốc độ nhà sản xuất quy định 6.2 Thử nghiệm phải thực với xe không tải Khối lượng phụ chất vào để phục vụ việc đo 6.3 Nhiệt độ chuẩn đồng hồ đo tốc độ phải 230C 50C 6.4 Trong thực phép thử, áp suất lốp phải áp suất làm việc bình thường định nghĩa 3.4; 6.5 Xe phải thử nghiệm tốc độ quy định bảng Bảng - Tốc độ thử nghiệm Tốc độ lớn nhà sản xuất xe quy định (V lớn ) (km/h) 50 < V lín nhÊt ≤ 100 Tèc ®é thư (km/h) 40 80% V lớn (nếu tốc độ thử đo ®­ỵc ≥ 55) 100 < V lín nhÊt ≤ 150 40, 80 80% V lớn (nếu tốc độ thử đo 100) 150 < V lớn 40, 80 120 6.6 Dụng cụ thử nghiệm sử dụng để đo tốc độ thực xe phải có độ xác 0,5% 6.6.1 Bề mặt đường thử thử phải phẳng khô ráo, có đủ độ bám yêu cầu 6.6.2 Nếu sử dụng động lực kế tang trống (con lăn) để thử nghiệm đường kính tang trống (con lăn) phải m Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến (2000), Giáo trình cảm biến, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Ngô Diên Tập (2000), Vi xử lý ®o l­êng vµ ®iỊu khiĨn, NXB Khoa häc vµ Kü thuật, Hà Nội Đỗ Xuân Thụ (2006), Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất giáo dục Phạm Thị Ngọc Yến, Nguyễn Lan Hương, Đinh Thị Nguyệt Minh (2005), Xây dựng chương trình trợ giúp lựa chọn cảm biến đo lường, Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị khoa học kỹ thuật toàn quốc lần thứ IV TS Nguyễn Quốc Cường (2006), Bài giảng môn Vi xử lý đo lường điều khiển Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Văn Hoà (1996), Đo lường đại lượng vật lý-Tâp1, 2, Nhà xuất giáo dục Tiếng Anh Matthew Chapman (1994), The final word on the 8051 http://www.atmel.com National Semiconductor (2002), LM393 Low power low offset Voltage dual comparators LITEON, Reflective photointerrupters LTH 1650-01 Maxim Dallas Semiconductor (2006), DS1307 I2C Real – Time clock ... chương trình hiệu chuẩn Hình 4.1 Cảm biến, thiết bị hiệu chuẩn tốc độ vòng quay Hình 4.2 Hệ thống hiệu chuẩn Hình 4.3 Hiệu chuẩn chức đo vận tốc, tốc độ vòng quay Hình 4.4 Hiệu chuẩn chức đo tần số... mặt tốc độ Cụ thể: Đo lường Các hệ thống điều khiển Luận văn Thạc sỹ Khoa học - Thiết kế hệ thống hiệu chuẩn thiết bị đo tốc độ vòng quay, dùng để hiệu chuẩn thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ xe... rộng hệ thống hiệu chuẩn v Mở đầu Thiết bị đo tốc độ vòng quay gồm nhiều loại, sử dơng rÊt nhiỊu lÜnh vùc: ®o tèc ®é ®éng cơ, đo tốc độ băng tải, đo tốc độ quay co cấu chuyển động tròn, đo tốc độ