- Xỏc định khối lượng dao động tối đa của thiết bị: Thiết bị được thiết kế để cú thể thớ nghiệm cho 2 người lớn khoẻ mạnh cựng một lỳc Do vậy ta lựa
CHUƠNG III: THÍ NGHIỆM
3.1. Cơ sở lý thuyết đo giỏ trị dao động tới hạn eVDV.
Phương phỏp đo lường và tớnh toỏn ra giỏ trị dao động tới hạn eVDV được tuõn thủ theo đỳng quy trỡnh trong tiờu chuẩn ISO 2631-1:1997 quy định.
Cụng thức xỏc định giỏ trị dao động giới hạn eVDV:
1/ 41, 4. RMS. 1, 4. RMS.
eVDV = a T
Như vậy để xõy dựng được giỏ trị dao động tới hạn eVDV thỡ phải tớnh toỏn ra gia trị cơ sở là gia tốc bỡnh phương trung bỡnh của dao động aRMS. Trỡnh tự đo giỏ trị dao động tới hạn eVDV được chia làm 2 bước:
Bước 1: Tớnh giỏ trị gia tốc bỡnh phương trung bỡnh aRMS. Bước 2: Tổng hợp thành giỏ trị eVDV theo cụng thức trờn. Sơ đồ tiến hành đo eVDV như sau:
a(t) Khối xử lý tớn hiệu số aRMS T Nhõn eVDV Hệ số 1,4
Hỡnh 3.1: Sơ đồ xỏc định eVDV
Do đú ta phải tớnh giỏ trị aRMS trước làm cơ sở để tớnh toỏn eVDV. Dưới đõy là sơ đồ nguyờn lý của quy trỡnh tớnh gia tốc bỡnh phương trung bỡnh.
Numerical calculator for r.m.s values
Xwk Xwk* fi1= 0,5 Hz fi1= 0,5 Hz Xk FFT Calculation of XkXk* Digital frequency weighting Application of a window function
Analog/digital converter (A/D converter) Sampler Measurement of acceleration time history a(t) a(i t) i = 1, 2, 3…, N Xk Xk*
Xk discrete Fourier components
Xk* corresponding conjugate
Xk Xk* squared absolute value
Xk = Xk(fq) q = 1, 2, …, N/2
Hỡnh 3.2 : Sơ đồ nguyờn lý đo giỏ trị gia tốc bỡnh phương trung bỡnh
Vị trớ đo:
Bản chất của quỏ trỡnh nghiờn cứu dao động truyền lờn con người là xột cỏc vị trớ tỏc động. Nếu con người là 1 tỏc nhõn chịu dao động. Khi đú ta phải đo tất cả cỏc nguồn dao động truyền lờn con người. Sau đú nghiờn cứu ảnh
hưởng của từng phần thành phần dao động này đến độ ờm dịu và sức khỏe của con người rồi nghiờn cứu tỏc động tổng hợp lờn con người.
Theo tiờu chuẩn ISO 2631 thỡ cú 3 vị trớ truyền dao động từ xe lờn người là: vị trớ chỗ ngồi, vị trớ lưng, vị trớ bàn chõn. Cỏc phương dao động được quy ước như trờn hỡnh vẽ. Phương Z là phương thẳng đứng, phương x là phương dọc trục xe và phương y là phương nằm ngang. Tại mỗi vị trớ đo phải đều được đo theo 3 phương này.
Hỡnh 3.3: Cỏc vị trớ dao động truyền lờn người và phương đo
Vai trũ của cỏc trọng số tần số - Frequency Weight:
Theo lý luận nờu trờn, cỏc cụng thức tớnh gia tốc được xõy dựng với một tần số cố định. Nhưng thực tế tớn hiệu dao động là tớn hiệu ngẫu nhiờn. Do cỏc cụng thức tớnh toỏn lý thuyết chỉ đỳng khi tớnh cho một dải tần nhất định nờn
cần thiết phải phõn tớch cỏc tớn hiệu đầu vào thành cỏc dải giỏ trị đo theo cỏc tần số khỏc nhau.
Thuật toỏn để thực hiện phộp đo này là dựng phương phỏp phõn tớch phổ Furier – thuật ngữ gọi là bộ lọc tần số. Kết quả thu được là cỏc giỏ trị đo được trờn một dải tần số.
Hỡnh 3.4: Tớn hiệu dao động ngẫu nhiờn cần đưa qua bộ lọc tần số
Trong quỏ trỡnh tổng hợp, cỏc giỏ trị ở cỏc tần số khỏc nhau thỡ cú vai trũ khỏc nhau nờn ta mới đưa ra giỏ trị trọng số tần số (frequency weighting). Ở mức cỏc tần số đầu vào khỏc nhau tỏc động của dao động lờn con người khỏc nhau. Để đơn giản ta cú thể hiểu tỏc động của dao động lờn con người giống như tỏc động của õm thanh lờn cảm giỏc nghe của con người. Vớ dụ cường độ õm thanh của người núi bỡnh thường là 20dB. Nhưng tai người chỉ nhạy cảm với cỏc vựng tần số từ 16Hz đến 20kHz. Nếu ở trong vựng này giỏ trị cường độ õm thanh càng lớn thỡ cảm giỏc õm càng to. Mức cường độ 100dB là bằng
õm thanh gõy ra do mỏy bay phản lực gõy ra và làm cho con người cực kỳ khú chịu. Nhưng cũng với cường độ õm thanh này mà tần số gõy ra nằm ngoài vựng 16Hzữ20kHz thỡ con người khụng cú cảm nhận gỡ cả. Do đú, với cỏc giỏ trị độ lớn nhưng ở cỏc dải tần số khỏc nhau thỡ cú tỏc động khỏc nhau. Nờn ta đưa vào bộ lọc tần số trọng số. Bản chất đõy là cỏc hệ số nhõn đặc trưng cho từng dải tần số khỏc nhau. Cỏc giỏ trị này là cỏc giỏ trị thớ nghiệm. Cỏc hệ số nhõn này được phõn ra làm 6 loại phụ thuộc vào trạng thỏi đo và phương phỏp đo. Cỏc giỏ trị này sẽ được chọn trong phần mềm tương ứng với cỏc đầu vào gia tốc theo từng phương cụ thể và trạng thỏi của người thử nghiệm. Vớ dụ với kết quả đo gia tốc theo phương Z với trạng thỏi ngồi thỡ chọn giỏ trị trọng số tần số là Wb.
Hỡnh 3.5: Giỏ trị của trọng số tần số thay đổi theo tần số
Dưới đõy là bảng cỏc trọng số tần số được quy định theo tiờu chuẩn ISO 2631-1: í nghĩa tớnh toỏn – Chỉ tiờu ảnh hưởng của dao động đến sức khỏe.
Trọng số tần
số
Trạng thỏi người thớ nghiệm
Phương dao động Cơ sở
Wb
Người ngồi, đứng hoặc nằm.
Dao động của cơ thể người
theo phương thẳng đứng (z): 2631-1ISO
Wc
Người tựa lưng ghế, ngồi.
Dao động của cơ thể người
theo phương ngang (x): 2631-1ISO
Wd
Người ngồi, đứng hoặc nằm.
Dao động của cơ thể người
theo phương ngang (x,y): 2631-1ISO
We
Người ở tư thế ngồi Dao động cơ thể người quanh
3 trục (x, y, z): 2631-1ISO
Wf
Cảm giỏc vận động, người ngồi hoặc đứng.
Dao động cơ thể người theo
phương thẳng đứng (z): 2631-1ISO Wh Dao động của bàn tay, cỏnh tay Theo tất cả cỏc phương. ISO 2631-1 Wj
Người ở tư thế nằm. Dao động của đầu người theo
phương thẳng đứng (x): 2631-1ISO
Wk
Người ở tư thế ngồi, đứng, hoặc nằm.
Dao động toàn thõn theo
phương thẳng đứng, trục (z): 2631-1ISO
Wm
Dao động toàn thõn trong cỏc toà cao tầng theo 3 phương (x, y, z)
ISO 2631- 4