Đo lực và ứng suất, chương 6

Mô hình hình học là những mô hình cơ khí sẽ chịu biến dạng dưới tác dụng lực ngoài. Mô hình này kết hợp với miếng cảm biến tạo thành mạch cảm biến phục vụ cho việc đo biến dạng. Các mô hình thường được sử dụng là: + Vòng chịu kéo nén. + Dầm chịu uốn ngang phẳng. + Dầm uốn và xoắn đồng thời. Tuy nhiên mô hình đơn giản và trực quan nhất vẫn là mô hình dầm chịu uốn ngang phẳng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đo lực và ứng suất, chương 6 CHÖÔNG 6 THIEÁT KEÁ PHAÀN CÖÙNGI. SÔ ÑOÀ KHOÁI HEÄ THOÁNG ÑO:MOÂ HÌNH MAÏCH MAÏCH MAÏCH MAÏCH GIAOHÌNH CAÛM CAÀU CHÆNH TIEÁP MAÙYHOÏC BIEÁN WHEASTONE OFFSET TÍNH NGUOÀN NGUOÀN KÍCH DC DC CHO CAÀUII. SÔ LÖÔÏC CHÖÙC NAÊNG CAÙC KHOÁI: 1. Moâ hình hình hoïc: Moâ hình hình hoïc laø nhöõng moâ hình cô khí seõ chòu bieándaïng döôùi taùc duïng löïc ngoaøi. Moâ hình naøy keát hôïp vôùi mieángcaûm bieán taïo thaønh maïch caûm bieán phuïc vuï cho vieäc ño bieándaïng. Caùc moâ hình thöôøng ñöôïc söû duïng laø: + Voøng chòu keùo neùn. + Daàm chòu uoán ngang phaúng. + Daàm uoán vaø xoaén ñoàng thôøi. Tuy nhieân moâ hình ñôn giaûn vaø tröïc quan nhaát vaãn laø moâ hình daàm chòu uoán ngang phaúng. 2. Maïch caûm bieán: Caûm bieán thöôøng söû duïng laø Strain – Gage. Strain – Gage laøcaûm bieán ñieän trôû nghóa laø seõ thay ñoåi giaù trò ñieän trôû khi bò bieándaïng. 3. Maïch caàu Wheatstone: Caàu Wheatstone coù caáu taïo goàm 3 ñieän trôû coá ñònh vaø moätñieän trôû thay ñoåi (Strain – gage) noái nhau taïo thaønh maïch caàu.Bình thöôøng khi mieáng Strain – gage chöa bò bieán daïng thì hainhaùnh ñieän trôû caân baèng vôùi nhau. Luùc naøy neáu ta coù 1 nguoànkích vaøo 2 ñieåm ñoái xöùng cuûa caàu thì giöõa 2 ñieåm ñoái xöùng coønlaïi aùp ra seõ baèng khoâng töùc caàøu caân baèng. Khi coù taùc duïng löïc seõlaøm thay ñoåi ñieän trôû strain-gage, luùc naøy caàu maát caân baèng vaøseõ xuaát hieän ñieän aùp ôû ngoõ ra. Vôùi söï thay ñoåi ñieän trôû Strain –gage keùo theo söï thay ñoåi ñieän aùp ngoõ ra. Ñoù laø nguyeân lyù côbaûn cuûa caàu Wheatstone. 4. Nguoàn kích DC: Ñeå caàu Wheatstone hoaït ñoäng thì ta phaûi cung caáp 1 nguoànDC oån ñònh. Giaù trò ñieän aùp kích naøy thay ñoåi tuøy theo töøng boäcaûm bieán. 5. Maïch chænh Offset: Bình thöôøng, neáu trong ñieàu kieän lyù töôûng khi caàu ôû traïngthaùi caân baèng thì ñieän aùp ngoõ ra baèng 0V. Tuy nhieân trong thöïcteá raát khoù coù theå chænh caàu veà traïng thaùi caân baèng neân vaãn coùñieän aùp leäch ôû ngoõ ra. Maïch offset coù taùc duïng chænh cho ñieänaùp ngoõ ra baèng 0V luùc caàu caân baèng. 6. Maïch giao tieáp maùy tính: Phaàn maïch giao tieáp maùy tính bao goàm: Maïch khueách ñaïi, maïch chuyeån ñoåi AD vaø phaàn meàm xöûlyù döõ lieäu. Maïch khueách ñaïi: vì ñieän aùp xuaát hieän ôû ngoõ ra cuûa caàuWheatstone coù giaù trò raát beù neân tröôùc khi ñöa vaøo ngoõ vaøo cuûamaïch chuyeån ñoåi AD thì tín hieäu ñieän aùp naøy phaûi ñöôïc khuyeáchñaïi ñuû lôùn ñeå ñaùp öùng ngoõ vaøo cuûa maïch AD. Maïch khuyeách ñaïithöôøng chia laøm 3 taàng trong ñoù coù 1 taàng coù taùc duïng loïc nhieãunguoàn. Maïch chuyeån ñoåi AD: ñeå giao tieáp vôùi maùy tính thì tín hieäutöông töï (analog) phaûi ñöôïc chuyeån sang tín hieäu soá (digital)baèng maïch ADC. Tín hieäu soá naøy seõ ñöôïc ñöa vaøo maùy tính quacoång maùy in. Phaàn meàm xöû lyù döõ lieäu: phaàn meàm ñöôïc vieát baèng ngoânngöõ PASCAL vôùi chöùc naêng xöû lyù ñeå cho ra keát quaû döôùi caùcdaïng khaùc nhauIII. THIEÁT KEÁ PHAÀN CÖÙNG: 1. Moâ hình daàm chòu uoán ngang phaúng: Moâ hình daàm chòu uoán ngang phaúng laø moät thanh thaúng coùmaët caét ngang hình chöõ nhaät B.H (B=50mm, H=5mm). Moät ñaàuñöôïc keïp vaøo ngaøm, ñaàu kia töï do ñeå treo caân. Taïi C coù daùn moätmieáng Strain –Gage coù phöông truøng vôùi phöông chính. max P H max B C b a l Hình moâ hình kieåm nghieäm daàm chòu uoán Muïc ñích: xaùc ñònh öùng suaát bieán daïng taïi vò trí C treân daàmchòu uoán ngang phaúng. Töø ñoù döïa vaøo quan heä cô hoïc ñeå tìm caùcñaïi löôïng: ñoä voõng, löïc, moment... p .a B .H 2 ÖÙng suaát :   Vôùi W  W 6 a B.H 3 Bieán daïng : ε  .p J W.E 6 l3 Chuyeån vò : δ  .p 3.E.J Trong ñoù : W : moment choáng uoán. E : modun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu laøm thanh. J : Moment quaùn tính. S ...