Xây dựng và đánh giá một số kỹ thuật đo lường trong hệ thống sử dụng vi xử lý

Mô hình quá trình đo lường

Tín hiệu cần đo sau khi qua khâu chuyển đổi sơ cấp 1 (có thể là điện hoặc cơ điện) được biến đổi thành tín hiệu điện tương tự Y1 tới mạch đo 2 thành tín hiệu tương tự thống nhất hoá Y2, tín hiệu Y2 được đưa tới cơ cấu chỉ thị 3, cơ cấu tự ghi 4 và máy hiện sóng 5 hoặc các thiết bị phối hợp 6 ở phía sau. Với phương pháp chia cũ các vạch độ được chia đánh dấu trên mặt dụng cụ, đó là qui ước của con người được thực hiện một cách tự nhiên mang yếu tố chủ quan, quá trình đo chậm, tốc độ thấp.

Mô hình hệ thống thông tin đo lường

Trong hệ thống sử dụng vi sử lý (μP) để thực hiện các nhiệm vụ như: Xử lý thống kê, nén thông tin, thực hiện các phép biến đổi..vi xử lý kết hợp với các bộ nhớ cố định ROM và bộ nhớ thay đổi RAM các thông tin sau ADC được trao đổi với μP thông qua kênh BUS, đồng thời qua BUS điều khiển μP có thể điều khiển tất cả các khâu trong hệ thống. Trong sơ đồ tín hiệu tương tự của cảm biến (S) qua khuếch đại thống nhất hoá (KĐTNH) tới bộ phân kênh (PK), tại đây các đại lượng đo lần lượt được truyền tới bộ thu thập và xử lý thông tin (TTXL) trên một kênh duy nhất sau đó được đưa tới thiết bị thể hiện (CT) hoặc thiết bị nhớ (TBN).

Cấu trúc cơ bản của dụng cụ đo

Hiện nay các tổ hợp đo lường đã ra đời và dần dần thay thế các phương tiện đo lường cũ, hệ thống đo lường càng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như tự động điều khiển quá trình sản xuất, tự động kiểm tra chất lượng sản phẩm, tự động hiệu chuẩn các phương tiện đo. Với ứng dụng của kỹ thuật vi tính, kỹ thuật điện tử và tự động hoá các hệ thống thông tin đo lường dần dần được hoàn thiện, càng ngày càng chiếm ưu thế và được ứng dụng rộng rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân, chất lượng của phép đo không ngừng được cải thiện. Công nghệ đo lường hiện nay gồm các thiết bị chính: Chuyển đổi sơ cấp, chuyển đổi chuẩn hoá, hệ thống thu thập dữ liệu đa năng (loại kênh dẫn hoặc không dây), bộ vi xử lý với máy tính và phần mềm ứng dụng (thu thập số liệu, phân tích và tự động xử lý số liệu) thực hiện theo các mô hình đo lường đã nghiên cứu ở mục 1.6.

Dưới tác dụng của biến dạng đàn hồi cơ học độ từ thẩm và các tính chất của vật liệu sắt từ thay đổi nghĩa là độ từ thẩm và từ trở của mạch thay đổi theo dẫn đến điện cảm (hình 1.17a) hoặc hỗ cảm (hình 1.17b) của chuyển đổi thay đổi theo, mạch đo thường sử dụng là mạch cầu vi sai. Dựa trên hiệu ứng áp điện người ta đã chế tạo các chuyển đổi áp điện làm việc theo nguyên tắc: dưới tác dụng của đại lượng cơ học cần đo biến thiên tác dụng vào bề mặt của vật liệu thì trên bề mặt của chuyển đổi sẽ xuất hiện các điện tích gọi là hiệu ứng áp điện thuận.

Phương pháp đo

Trong phương pháp vật đọ cần có độ chính xác cao còn phương tiệ đo là những phương tiên thông thường, phương pháp rất có ý nghĩa trong thực tiễn bởi vì chế tạo vật đọ có độ chính xác cao dễ dàng hơn chế tạo một phương tiện đo có cùng một độ chính xác. Ước lượng sai số của phép đo là việc làm cần thiết sau khi thực hiện phép đo,khi thực hiện phép đo ta sẽ nhận được kết quả của phép đo (kết quả đo).Kết đo phản ánh trình độ nhận thức của con người, kết quả đo không những phụ thuộc vào đại lượng đo mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như phương pháp đo, phương tiện đo, người đo, điều kiện đo. Với quan niệm như vậy sai số của kết quả quan trắc cũng được xem là đại lượng ngẫu nhiên nhận những giá trị Δi khác nhau ở những lần quan trắc khác nhau và chúng tuân theo qui luật phân bố chuẩn, được đặc trưng bằng kỳ vọng toán M(x) và phương sai D(x) [1] ; [8].

Tổ chức quản ký sử dụng trang thiết bị phòng kỹ thuật đo lường

Để hoàn thành nhiệm vụ trên cần một kỹ sư và một kỹ thuật viên chuyên trách các phòng thí nghiệm chuuyên môn được trang bị các phương tiện dụng cụ có độ chính xác không cao, phục vụ chủ yếu công tác thí nghiệm thực hành của sinh viên theo chương trình đào tạo của khoa và của trường. Từ đó tiến tới tham gia vào hệ thốngTiêu chuẩn đo lường chất lượng Nhà nước, góp phần tăng cường quản lý chất lượng theo pháp lệnh Nhà nước về tiêu chuẩn đo lường chất lượng máy móc thiết bị Cơ Điện Nông nghiệp. Việc tổ chức quản lý sử dụng các thiết bị đo lường có hiệu quả là công tác hết sức công phu và phức tạp có liên quan đến rất nhiều vấn đề, cần có sự quan tâm của lãnh đạo nhà trường, các bộ ngành có liên quan và toàn thể cán bộ công nhân viên trong khoa.

Tiêu chuẩn của phòng thí nghiệm kỹ thuật đo lường

Ngoài các nhóm trên có thể bổ xung tăng cường một số các phương tiện dụng cụ có đọ chính xác cao đáp ứng công tác đào tạo và nghiên cứu triển khai trong thời gian hẹp. Phòng thí nghiệm chịu sự quản lý điều hành trực tiếp của ban chủ nhiệm khoa Cơ Điện,tổ chức thực hiện các nhiệm vụ phòng là các kỷ sư và các kỷ thuật viên chuyên trách. Để đảm bảo được điều kiện đó, đối với khí hậu của nước ta các phòng thí nghiệm (phòng đo lường) cần được trang bị máy điều hoà nhiệt độ, máy hút ẩm và có cán bộ chuyên trách sử dụng.

Nội quy, quy định của phòng kỹ thuật đo lường

Nhu cầu hiện nay của thực tiễn sản xuất và tiêu thụ sản phẩm cần từng bước tiêu chuẩn hoá các hoạt đọng hỗ trợ và giám sát kỷ thuật trong nền kinh tế quốc dân đòi hỏi cần phát triển toàn diện kỷ thuật và công nghệ đo lường hiện đại để đáp ứng các nhu cầu về hội nhập kinh tế. Phát triển kỹ thuật và công nghệ đo lường có ý nghĩa, vai trò đặc biệt quan trọng trong công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học của trường Đại học Nông nghiệp I và khoa Cơ Điện, nhằm thực hiện tốt nhiệm vụ đổi mới trong đào tạo và nghiên cứu khoa học, góp phần vào quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đát nước. Trong nghiên cứu triển khai các đại lượng Cơ Điện Nông nghiệp, đo lường thực nghiệm có vị trí vai trò quan trọng và thực hiện trong điều kiện phức tạp như: Đại lượng cần đo thay đổi theo quy luật ngẫu nhiên, trong điều kiện không ổn định, chịu tác động của môi trường v.v.

Đo các đại lượng điện

Nghiên cứu kỷ thuật và công nghệ đo lường không những rất cần đối với tất cả cán bộ làm công tác đo lường mà còn cho tất cả các ngành kỷ thuật như: Điện, Điện tử, Cơ khí, Xây dựng v.v. Phương pháp chung đo điện áp trong mạch điện là sử dụng các vôn mét mắc song song với phụ tải cần đo, kết quả đo sẽ mắc phải sai số do sự tiêu hao năng lượng ở trong mạch của dụng cụ (hình 3-2). Dụng cụ dùng đo điện áp là nhữnh vôn mét kiểu từ điện để đo trong mạch một chiều hoặc điện từ, điện động và từ điện có trong chỉnh lưu để đo trong mạch xoay chiều.

Đo lường ứng dụng thực nghiệm

Số liệu đo được khi thí nghiệm và kết quả tính toán ghi vào bảng 3-2. Phương pháp đo trực tiếp ít gặp phải sai số lớn do dụng cụ do có độ chín xác cao(0.1%). Phương pháp đo gián tiếp thường gặp phải sai số lớn hơn do sai số trong phép đo bằng tổng sai số của ác dụng cụ đo.

Hiệu chuẩn

Các nghiên cứu tổng quan và cơ sở kỹ thuật đo các đại lượng phục vụ đào tạo và nghiên cứu cơ điện nông nghiệp là tài liệu bổ ích giúp cho nhưngx người cán bộ làm công tác dự án đưa ra các tiêu chí chuẩn mực để lựa chọn trang thiết bị đo lừơng. Dự án hệ thống trang thiết bị đo lường của khoa cơ điện được xây dựng trên cơ sở về nhu cầu và những thông tin về thành tựu khoa học kỹ thuật công nghệ đo lường đang được ứng dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến, có thể dùng tham khảo để xây dựng danh mục trang thiết bị. Trên cơ sở các trang thiết bị được trang bị phát triển xây dựng phòng đo lường của khoa cơ điện trở thành phòng đo lường chuyên nghành theo tiêu chuẩn đo lường chất lượng quốc gia, tiến tới tham gia quản lý chất lượng các sản phẩm máy móc phục vụ sản xuất nông nghiệp và chế biến nông sản.