Chƣơng 5 : THÍ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG THIẾT BỊ
5.1. Thí nghiệm khơ
5.1.1. Thiết lập hệ thí nghiệm
Tổng thể hệ thí nghiệm khơ đƣợc thể hiện trong hình 5.1 dƣới đây. (1) Khung chính của hệ thí nghiệm, Phao (3) truyền chuyển động đến hộp số (5) nhờ vào Cần (2). Dữ liệu thu đƣợc từ cảm biến (4) truyền về bàn điều khiển (6)
2 1
3
4 5 6
Hình 5.1: Tổng thể thiết lập hệ thí nghiêm khơ.
(1) Khung chính; (2) Cần; (3) Phao; (4) Cảm biến đo mực nƣớc; (5) Hộp số; (6) Bàn điều khiển
56 Module đọc giá trị vận tốc Module đọc giá trị mô men Cảm biến đo biên độ giao động phao Biểu đồ và số liệu giá trị vận tốc Biểu đồ và số liệu biên độ dao động phao Biểu đồ và số liệu giá trị mơ
men (Vịng/phút) (mm) (N.m) Volt Cảm biến đo mơ men (mA) (mA) PCI 1711 Máy tính Volt Volt Volt Simulink Cảm biến đo vận tốc Tín hiệu điện áp 0 10 (V) Biên độ giao động phao (mm) Tốc độ quay (v/ph) Tín hiệu Analog 4 20 (mA) Mơ-men (N.m)
Hình 5.2: Sơ đồ khối kết nối các thiết bị đo trên hệ thí nghiệm.
Khi sóng tác động lên phao, dây cáp nối từ phao tới cơ hệ làm quay bánh đà, quả nặng gắn trên bắt đầu giao động trong khi đó thiết bị đo moment và vận tốc cũng nhận đƣợc tính hiệu từ bánh đà truyền tới thơng qua khớp nối mềm, cảm biến vận tốc, moment và cảm biến vị trí phao đồng thời nhận đƣợc tín hiệu thơng qua cơ hệ.
Cảm biến đo vận tốc và moment khi nhận đƣợc tính hiệu sẽ trả về tín hiệu analog (với tín hiệu dịng trong khoảng 4-20 mA) về cho module của từng loại. Các module này sẽ xử lý tín hiệu nhận vào và trả về tín hiệu analog trong khoảng từ 0 - 10v để card PCI 1711 có thể nhận đƣợc tín hiệu.
Đối với cảm biến đo vị trí, thiết bị này sẽ đƣa ra giá trị điện áp tƣơng ứng (từ 0-10 V) với ứng với từng biên độ giao động của quả nặng. Tín hiệu analog vừa thu đƣợc sẽ gửi về card PCI 1711 để xử lý.
Card PCI 1711 đƣợc nhúng vào Simulink và chạy ở chế độ real time, khi card PCI 1711 nhận đƣợc tín hiệu đồng thời của cả 3 cảm biến, dữ liệu analog đƣợc gửi về sẽ đƣợc chuẩn hóa theo từng đơn vị đo lƣờng khác nhau: Đối với tín hiệu vận tốc ta sẽ chuẩn hóa tín hiệu điện áp thành vịng/phút, tín hiệu moment sẽ chuẩn hóa thành N.m và cuối cùng tín hiệu vị trí sẽ đƣợc chuẩn hóa về mm.
57
Sau khi đã hồn tất q trình trên, ta tiến hành lƣu trữ dữ liệu vừa thu đƣợc, trong khi đó cũng đơng thời biểu thị các giá trên thành biểu đồ để quan sát và đánh giá, kiểm tra.
Hình 5.3: Thiết bị đo tốc độ và tạo momen
(1) Bánh đà; (2) Cảm biến đo momen và vận tốc; (3) Tạo momen
Hệ thống cảm biến đo vận tốc và momen đƣợc lắp đặt nhƣ hình 5.3 Do hệ quay với tải bằng 0 nên không sinh ra momen, thiết bị tạo momen (3) cấp tải vào làm cho trục sinh ra momen và cảm biến (2) thu dữ liệu momen và vận tốc của trục bánh đà (1)
1
2
3
Hình 5.4: Thiết bị đo biên độ dao động của phao.
58
Biên độ dao động của phao tƣơng ứng với biên độ dao động của đối trọng (3) nên cảm biến dạng dây kéo (1) ở hình 5.4 phần thân gắn với khung, đầu dây cịn lại gắn với đối trọng để đo biên độ dao động của đối trọng (3)
1 2
3
Hình 5.5: Giả lập chuyển động của phao bằng thủ công
(1) Giải lập chuyển động của phao; (2) Dây cáp; (3) Xích
Giả lập chuyển động của phao với biên độ dao động tối đa là 150mm bằng sức ngƣời kéo (1) trong hình 5.5, chuyển động kéo lên xuống tƣơng tự nhƣ chuyển động của phao. Giả lập chuyển động của phao (1) chuyển chuyển động đến dây cáp (2) và xích (3) làm quay hộp số.
59