6.1. Thiết kế mạch nguồn.
• Hình 1.21: Sơ đồ mạch nguồn
• Để loadcell có thể làm việc được cần tạo ra một nguồn nuôi cho loadcell, trong đề tài sử sụng nguồn 5V để nuôi loadcell. Ngoài ra mạch chính cũng cần có nguồn nuôi cho vi điều khiển, các mạch nguồn này được tích hợp trên từng mạch.
• Nguồn vào là nguồn AC 9V, trong mạch sử dụng hai ic l7805và l7905 để tạo ra điện áp +5V và -5V.
• Diode cầu dùng để chỉnh lưu.
• Các tụ điện dùng trong mạch có chức năng lọc để điện áp ra thẳng hơn. 6.2.Thiết kế mạch khuyếch đại tín hiệu.
• Vì điện áp đầu ra của loadcell rất nhỏ thường thì chỉ 1 mV/V đến 3 mV/V, để vi điều khiển đọc được tín hiệu ra từ loadcell ta phải sử dụng mạch khuyếch đại tín
• Nhất là với những loại loadcell chịu tải trọng lớn từ 500kg trở lên nếu ta đặt vật có khối lượng nhỏ lên thì điện áp ra đo được sẽ rất nhỏ, nếu đặt hai vật có khối lượng chênh lệch nhau một vài kg thì hầu như điện áp ra thay đổi không đáng kể.Vì vậy việc thiết kế mạch khuyếch đại là rất quan trọng.
• Trong mạch bên dưới sử dụng ba ic opm(op07) dùng để khuyếch đại, một biến trở có chức năng điều chỉnh để đạt hệ số khuyếch đại mong muốn. Các điện trở dùng trong mạch phải là các điện trở có sai lệch nhỏ(0.1%).
Hình 1.22: Sơ đồ mạch khuyếch đại
Trong sơ đồ mạch trên các điện trở R1 = R2 = R6 = R7 = 100k
2 3 ) 1 2 1 ( 1 2 R R Rgain R V V Vout + = −
2 3 ) 1 2 )( 1 2 1 ( R R V V Rgain R Vout = + −
Trong đó: V1,V2 là các giá trị điện áp từ loadcell . +Rgain: giá trị của biến trở.
+Vout là điện áp sau khi đã khuyếch đại. Muốn giá trị điện áp bằng bao nhiêu ta chỉ cần chỉnh biến trở để thay đổi Rgain.
• Mạch khuyếch đại có thể khuyếch đại tín hiệu điện áp ngõ ra của loadcell lên nhiều lần nhưng gía trị khuyếch đại này không vượt quá giá trị điện áp nguồn nuôi cho loadcell.
Ví dụ: điện áp nguồn nuôi cho loadcell là 5V thì giá trị khuyếch đại tối đa phải nhỏ hơn hoặc bằng 5V.
Sơ đồ khối hệ thống.
Chương 3: Kết luận
Trên đây là toàn bộ bài làm của nhóm em về đề tài: “Phân tích và xây dựng hệ thống cân kiểm ô tô trọng tải từ 0÷ 100 tấn. Với bài làm trên cả nhóm đã đạt được một số kết quả như sau:
Phân tích được một cách khái quát về hệ thống cân kiểm tải trọng ô tô (các thiết bị, cảm biến sử dụng cũng như các công nghệ được ứng dụng ).
Xây dựng được một hệ thống cân ô tô với đầy đủ các thiết bị chủ yếu. Nâng cao kĩ năng làm việc, nghiên cứu, học tập theo nhóm.
Tích lũy theo được kiến thức bổ ích.
Ngoài những việc đã đạt được bài làm vẫn còn nhiều hạn chế:
Do kiến thức còn hạn chế nên trong việc làm bài vẫn còn một số sai sót.
Không có tích lũy thực tế nên làm bài không tránh khỏi những điểm không phù hợp với thực quan.
Biện pháp khắc phục:
Nhóm em đã cố gắng tìm tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau đển bổ sung những thiếu sót. Nhóm rất mong nhận được sợ nhận xét góp ý tờ các thầy cô.
Chương 4: Bài dịch tài liệu cảm biến
Strain gages
Các loại cảm biến biến dạng
19.1 Giới thiệu về điện trở đặc biệt
Tiến sĩ thomas Kenny, kĩ thuật cơ khí, trường đại học Stanford
Điện trở đặc biệt được sử dụng trong nhiều loại cảm biến. Chúng cung cấp một cách thích hợp để chuyển đổi một biến đổi (cơ học) thành một tín hiệu điện. Đầu ra của chúng là sự thay đổi một cách chính xác một thay đổi của điện trở. Nó có thể chuyển đổi thành một tín hiệu điện bằng cách kết hợp nhiều cảm biến sức căng trong một mạch hình cầu. Một vài cảm biến chỉ sử dụng một phần tử cảm biến sức căng trong cầu trên cùng với 3 điện trở cố định. Những cái khác sử dụng 2 cảm biến sức căng và 2 điện trở cố định và hầu hết những thiết kế mới sử dụng 4 cảm biến sức căng. Các thiết bị đo có thể là bất cứ vật liệu nào nhưng một vài vật liệu cho hiệu quả hơn các vật liệu khác. Hợp kim, kim loại và chất bán dẫn là những vật liệu được sử dụng thông dụng nhất.
Áp trở
Một áp trở kim loại là một thiết bị biểu diễn một thay đổi trong điện kháng khi có sự thay đổi sức căng bề mặt.
Có hai thành phần của hiệu ứng tenzo trong hầu hết các vật liệu thành phần hình học và các thành phần điện trở.
Các thành phần hình học của hiệu ứng áp trở xuất phát từ thực tế là một yếu tố sức căngtrải qua một sự thay đổi trong kích thước. Những thay đổi trong khu vực cắt ngang và chiều dài ảnh hưởng đến sức đề kháng của thiết bị.
Một ví dụ của hiệu ứng hình học của hiệu ứng áp trở là bộ lọc dòng chất lỏng. Một sự tuyệt vời các thiết bị này đã được sử dụng nhiều năm trước đây. Hãy tưởng tượng một ống đàn hồi đầy một chất lỏng dẫn điện, như thủy ngân. Điện trở của thủy ngân trong ống có thể được đo với một cặp điện cực kim loại, một ở mỗi đầu, như thể hiện trong hình 19.1.1. Thủy ngân về cơ bản không nén được, áp lực đặt dọc theo chiều dài của ống thẳng, và cũng làm cho đường kính của ống được giảm, với mạng hiệu quả của việc có khối lượng không thay đổi. Điện trở cảm biến sức căng được đưa ra qua
R=(điện trở suất)(chiều dài ống)(diện tích cắt ngang của ống) Từ
R = = Sau đó Sau đó = =
chúng ta xác định một hệ số K K =
Từ =
Chúng ta có K= 2 là cảm biến áp lực lỏng.
Điều này có nghĩa là sự thay đổi của điện kháng gấp đôi sự thay đổi về chiều dài của ống.Nói cách khác, nếu một dòng chất lỏng được kéo dài 1% thì trở kháng tăng 2%. Điều này đúng với tất cả các cảm biến dòng chất lỏng, dành cho tất cả những môi trường không nén được.
Cảm biến chất lỏng được sử dụng trong các bệnh viện cho phép đo sự thay đổi của huyết áp. Một ống cao su chứa thủy ngân được kéo căng xung quanh bệnh nhân và những thay đổi trong áp lực được ghi lại trên một băng biến đồ và hình dạng của các sung được dùng để chuẩn đoán tình trạng của động mạch. Thiết bị như vậy đã được thay thế bởi cảm biến vi mạch trong các bệnh viện hiện đại , nhưng ví dụ này vẫn còn thú vị trên quan điểm giới thiệu.
Dây kim loại cũng được sử dụng như thiết bị đo độ biến dạng. Giống như cảm biến áp lực lỏng, sự căng của dây thay đổi hình dạng theo cách tác động để tăng điện kháng. Với một dây kim loại chúng ta có thể tính toán chuẩn các yếu tố giống như với mẫu chất lỏng, trừ các kim loại không nén được và ngoại trừ khả năng điện trở là một hằng số. R= = = dR= + - = Sau đó K = = + 1 – Từ đó
•