- Đáp ứng của tòa nhà khi lực gió tác động vào tầng 2, trường hợp không xét đến hệ số cản dao động ta thấy thời gian tắt dần kéo dài hơn trường hợp có xét đến giảm
1. Hai khối thép hình trụ tròn
- Tổng khối lượng khối lượng tòa nhà và tất cả các khối nặng: 30,0494 kg.
4.2. Module thu thập d li u NI-USB 9234 4.2.1. K t nối NI-USB 9234 4.2.1. K t nối NI-USB 9234
NI 9234 có 4 kênh, ±5V, 24 bít có khả năng lựa chọn bằng phần mềm. Module ngõ vào IEPE và tương tự AC/DC. Bốn đầu kết nối BNC của NI 9234 có thể kết nối đồng thời với 4 kênh ngõ vào analog. Ta có thể cấp một dòng kích thích trên một
kênh đến các sensor IEPE. Chân ở giữa của đầu kết nối là AI+ cung cấp một kích
1. Hai khối thép hình trụ tròn hình trụ tròn 2. Bốn đĩa thép hình tròn 1 2
Hình 4.2. Hình các khối nặng được sử dụng để thay đổi khối lượng các tầng khi thực nghiệm
43
thích DC, tín hiệu vào dương sẽ được kết nối. Phần vỏ bọc ở ngoài AI- cung cấp
kích thích trở về và đó là tín hiệu tham chiếu nối đất (ground) AC.
4.2.2. K t nối nguồn tín hi u đ n NI 9234
Ta có thể kết nối tham chiếu đất (ground) hoặc các nguồn tín hiệu động (floating signal source) đến NI 9234. Để tránh nhiễu từ ground ta có thể sử dụng kết nối động. Nếu ta thực hiện kết nối có tham chiếu đất (ground-referenced connection)
giữa nguồn tín hiệu và NI 9234 , thì phải đảm bảo điện áp của phần vỏ AI- nằm
trong dải common-mode để cho NI 9234 hoạt động đúng. Phần vỏ AI- là để tránh tai nạn chạm chập với điện áp cao.
Hình 4.4. Kết nối nguồn tín hiệu nối đất đến NI 9234
4. Xây dựng mô hình thực nghiệm
44
NI 9234 cũng có thể cung cấp một nguồn dòng kích thích cho mỗi kênh để đo các cảm biến tham chiếu đất (ground-referenced) hoặc các cảm biến động IEPE (floating IEPE sensors). Các cảm biến của IEPE được cách ly điện từ các điện tử IEPE, vì vậy việc kết nối cảm biến với NI 9234 hiệu quả khikết nối động thậm chí ngay cả trường hợp các cảm biến có nối đất.
4.2.3. M ch đi n NI 9234
Các kênh ngõ vào analog của NI 9234 được nối với mass thông qua một điện trở nối đất 50Ω. Để đảm bảo tối thiểu nhiễu từ đất thì vỏ mass phải được nối với đất (ground). Mỗi kênh được bảo vệ quá áp. Tín hiệu ngõ vào trên nỗi kênh được đệm, điều hòa, và lấy mẫu bởi bộ chuyển đổi tương tự số Delta-Sigma ADC 24 bit. Ta có
thể cấu hình mỗi kênh trong phần mềm cho kết nối (coupling) AC hay DC. Đối với các kênh thiết đặt AC coupling, ta có thể để nguồn dòng kích thích IEPE là on hay off.
NI 9234 sử dụng dòng điện phân cực common-mode để phân cực các diode giới hạn
dòng khi dòng IEPE bị turn off. Khi NI 9234 sử dụng các nguồn tín hiệu có nối đất, dòng điện này gây ra một sai số mà phụ thuộc vào đầu tổng trở AI- . Sai số này xấp xỉ 50 ppm của dải và 15 ppm của việc đọc trên Ω của tổng trở AI-. Dòng phân cực
common-mode gây ra một sai số chỉ với các nguồn tín hiệu nối đất, nhưng nó không
45
hiện diện trong các nguồn tín hiệu động. Để đạt độ chính xác tốt nhất, ta sử dụng kết nối động hoặc các đầu tổng trở thấp khi kết nối các nguồn tín hiệu nối đất.
4.2.4. Tốc độ lấy mẫu của NI 9234
Tần số của thời gian nền chủ (fM) điều khiển tốc độ lấy mẫu (fs) của NI 9234. NI-
9234 có một thời gian nền chủ nội với tần số là 13.1072 MHz, tuy nhiên module
cũng chấp nhận thời gian nền chủ ngoài hoặc xuất chính thời gian nền chủ của nó. Để đồng bộ tốc độ dữ liệu của NI 9234 với các module khác mà sử dụng thời gian nền chủ để điều khiển việc lấy mẫu. Tất cả các module phải chia sẽ nguồn thời gian nền chủ đơn. Phương trình sau đây cung cấp một tốc độ dữ liệu phù hợp với NI
9234: n f f M s 256 , n là số nguyên bất kỳ từ 1 đến 31.
Thí dụ, trong luận văn học viên chọn tốc độ lấy mẫu 2048 Samples/second có được là ứng với việc chọn giá trị nguyên n = 25.
4.3. Thu thập d li u với phần mềm LabVIEW
4.3.1. Cấu hình thi t bị và vi t chương trình thu thập d li u
Laptop được cài đặt phần mềm LabVIEW 2011, driver NIDAQ951f1 hỗ trợ cho phần cứng thu thập dữu liệu NI-USB 9234. Để có thể xuất dữ liệu thu thập được ra
các file định dạng thông dụng như Excel ta cần cài đặt thêm ReportGeneration toolkit.
4. Xây dựng mô hình thực nghiệm
46
Hình 4.7 giới thiệu hệthống thực nghiệm thu thập dữ liệu đáp ứng của mô hình tòa
nhà.
Trong thí nghiệm này, ta dùng 3 cảm biến gia tốc (accelerometer) của IMI model 603C01 để đo các đáp ứng ngõ ra của tòa nhà ta. Các cảm biến được lắp đặt dọc theo chiều cao tòa nhà như hình 4.7. Cảm biến gia tốc gắn tại nền ta kết nối với kênh 0, gia tốc tại tầng 1 ta kết nối với kênh 1, gia tốc tại tầng 2 ta kết nối với kênh
2 trên NI-USB 9234. Hình dạng thực tế của cảm biến gia tốc (hình 4.8a) và NI-USB 9234 (hình 4.8b). Một búa kích thích nhỏ bằng cao su cứngđược dùngđể kích thích
rung cho mô hình tòa nhà hai tầngkhi thực nghiệm.
(a) (b)
Hình 4.8. Cảm biến gia tốc và phần cứng NI-USB 9234
Hình 4.7.Hệ thống thực nghiệm thu thập đáp ứng của mô hình tòa nhà 2 tầng