Mở ĐầU
Trên thực tế, các bề mặt có dạng hình trụ và cầu chiếm một tỉ lệ khá lớn trong các sản phẩm cơ khí, đăc biệt là các chi tiết có độ chính xác cao, đòi hỏi độ tròn đôi khi dưới 1m như ổ bi, bề mặt trục lắp với ổ bi, pittông, xi lanh, bơm cao áp, thấu kính quang học
Trước kia để đo biên dạng và kiểm tra độ tròn của các chi tiết này người ta thường dùng các phương pháp đo cổ điển như là: Phương pháp hai tiếp điểm (sử dụng panme,đồng hồ số ), phương pháp ba tiếp điểm (sử dụng khối V) Các phương pháp này có khả năng phát hiện độ tròn tương đôi tốt, nhưng chỉ thích hợp với những bề mặt không bị khuyết, năng suất và hiệu quả công việc không cao. Đặc biệt, khi cần đo những chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao, sai số gá đặt có thể vượt quá giới hạn cho phép. Để giải quyết khó khăn này cần có một phương pháp và thiết bị đo mà ở đó, khi thực hiện thao tác đo không cần phải quan tâm đến vấn đề gá đặt tâm chi tiết trùng với tâm của bàn đo.
Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật như ngày nay,đặc biệt là ngành công nghệ thông tin,kĩ thuật điện tử thì việc ghép nối với máy tính để qua đó sử lí các số liệu đo sẽ trở nên đơn giản và hiệu qủa hơn rất nhiều. Chính từ những khả năng ưu việt như vậy đã cho ra đời một thiết bị đo đáp ứng được hầu hết các yêu cầu kĩ thuật khắt khe mà với những phép đo thông thường khó có thể đáp ứng được, đó là máy đo biên dạng chi tiết tròn. Độ tròn và biên dạng của chi tiết đo được xác định một cách chính xác thông qua bộ xử lí số liệu đo đã được lập trình và cài đặt sẵn trong máy tính.
Mặc dù máy đo biên dạng chi tiết tròn có nhiều tính năng mà với các phép đo thông thường khó có thể thực hiện một cách chính xác , song trong tình hình thực tế sản xuất cơ khí ở Việt Nam hiện nay chưa có cơ sở nào đưa các tính năng ưu việt của máy áp dụng vào trong sản xuất bởi vì giá thành của nó rất cao. Việc
tìm hiểu và khai thác các tính năng của nó cũng chưa được quan tâm lưu ý nhiều bởi một số các khó khăn khác nhau.
Nội dung đề tài tốt nghiệp là tìm hiểu về cơ sở thiết kế, nguyên lí hoạt động của phương pháp đo và mô hình máy tại phòng nghiên cứu đo lường của bộ môn Cơ Khí Chính Xác và Quang Học_ khoa Cơ Khí_ trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Trong suốt qúa trình tìm hiểu và nghiên cứu về máy đo độ tròn chúng em đã nhận được sự ủng hộ nhiệt tình cùng những ý kiến đóng góp đầy qúy báu của các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn đầy nhiệt tâm của thầy giáo trực tiếp hướng dẫn Nguyễn Văn Vinh đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này. Qua đây em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy , các cô. Kính chúc các thầy, các cô luôn dồi dào sức khỏe để tiếp tục dậy dỗ, chỉ bảo và hướng dẫn những trang lứa sinh viên như chúng em ra trường, tạo điều kiện cho chúng em được đóng góp một phần sức lực nhỏ bé của mình cho xã hội, cho đất nước.
43 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2688 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đo biên dạng chi tiết tròn, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Më §ÇU
Trªn thùc tÕ, c¸c bÒ mÆt cã d¹ng h×nh trô vµ cÇu chiÕm mét tØ lÖ kh¸ lín trong c¸c s¶n phÈm c¬ khÝ, ®¨c biÖt lµ c¸c chi tiÕt cã ®é chÝnh x¸c cao, ®ßi hái ®é trßn ®«i khi díi 1mm nh æ bi, bÒ mÆt trôc l¾p víi æ bi, pitt«ng, xi lanh, b¬m cao ¸p, thÊu kÝnh quang häc…
Tríc kia ®Ó ®o biªn d¹ng vµ kiÓm tra ®é trßn cña c¸c chi tiÕt nµy ngêi ta thêng dïng c¸c ph¬ng ph¸p ®o cæ ®iÓn nh lµ: Ph¬ng ph¸p hai tiÕp ®iÓm (sö dông panme,®ång hå sè…), ph¬ng ph¸p ba tiÕp ®iÓm (sö dông khèi V)… C¸c ph¬ng ph¸p nµy cã kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn ®é trßn t¬ng ®«i tèt, nhng chØ thÝch hîp víi nh÷ng bÒ mÆt kh«ng bÞ khuyÕt, n¨ng suÊt vµ hiÖu qu¶ c«ng viÖc kh«ng cao. §Æc biÖt, khi cÇn ®o nh÷ng chi tiÕt ®ßi hái ®é chÝnh x¸c cao, sai sè g¸ ®Æt cã thÓ vît qu¸ giíi h¹n cho phÐp. §Ó gi¶i quyÕt khã kh¨n nµy cÇn cã mét ph¬ng ph¸p vµ thiÕt bÞ ®o mµ ë ®ã, khi thùc hiÖn thao t¸c ®o kh«ng cÇn ph¶i quan t©m ®Õn vÊn ®Ò g¸ ®Æt t©m chi tiÕt trïng víi t©m cña bµn ®o.
Víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kÜ thuËt nh ngµy nay,®Æc biÖt lµ ngµnh c«ng nghÖ th«ng tin,kÜ thuËt ®iÖn tö th× viÖc ghÐp nèi víi m¸y tÝnh ®Ó qua ®ã sö lÝ c¸c sè liÖu ®o sÏ trë nªn ®¬n gi¶n vµ hiÖu qña h¬n rÊt nhiÒu. ChÝnh tõ nh÷ng kh¶ n¨ng u viÖt nh vËy ®· cho ra ®êi mét thiÕt bÞ ®o ®¸p øng ®îc hÇu hÕt c¸c yªu cÇu kÜ thuËt kh¾t khe mµ víi nh÷ng phÐp ®o th«ng thêng khã cã thÓ ®¸p øng ®îc, ®ã lµ m¸y ®o biªn d¹ng chi tiÕt trßn. §é trßn vµ biªn d¹ng cña chi tiÕt ®o ®îc x¸c ®Þnh mét c¸ch chÝnh x¸c th«ng qua bé xö lÝ sè liÖu ®o ®· ®îc lËp tr×nh vµ cµi ®Æt s½n trong m¸y tÝnh.
MÆc dï m¸y ®o biªn d¹ng chi tiÕt trßn cã nhiÒu tÝnh n¨ng mµ víi c¸c phÐp ®o th«ng thêng khã cã thÓ thùc hiÖn mét c¸ch chÝnh x¸c , song trong t×nh h×nh thùc tÕ s¶n xuÊt c¬ khÝ ë ViÖt Nam hiÖn nay cha cã c¬ së nµo ®a c¸c tÝnh n¨ng u viÖt cña m¸y ¸p dông vµo trong s¶n xuÊt bëi v× gi¸ thµnh cña nã rÊt cao. ViÖc
t×m hiÓu vµ khai th¸c c¸c tÝnh n¨ng cña nã còng cha ®îc quan t©m lu ý nhiÒu bëi mét sè c¸c khã kh¨n kh¸c nhau.
Néi dung ®Ò tµi tèt nghiÖp lµ t×m hiÓu vÒ c¬ së thiÕt kÕ, nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña ph¬ng ph¸p ®o vµ m« h×nh m¸y t¹i phßng nghiªn cøu ®o lêng cña bé m«n C¬ KhÝ ChÝnh X¸c vµ Quang Häc_ khoa C¬ KhÝ_ trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi. Trong suèt qóa tr×nh t×m hiÓu vµ nghiªn cøu vÒ m¸y ®o ®é trßn chóng em ®· nhËn ®îc sù ñng hé nhiÖt t×nh cïng nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp ®Çy qóy b¸u cña c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n, ®Æc biÖt lµ sù híng dÉn ®Çy nhiÖt t©m cña thÇy gi¸o trùc tiÕp híng dÉn NguyÔn V¨n Vinh ®· gióp ®ì chóng em hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Qua ®©y em xin ®îc bµy tá lßng biÕt ¬n ch©n thµnh ®Õn c¸c thÇy , c¸c c«. KÝnh chóc c¸c thÇy, c¸c c« lu«n dåi dµo søc kháe ®Ó tiÕp tôc dËy dç, chØ b¶o vµ híng dÉn nh÷ng trang løa sinh viªn nh chóng em ra trêng, t¹o ®iÒu kiÖn cho chóng em ®îc ®ãng gãp mét phÇn søc lùc nhá bÐ cña m×nh cho x· héi, cho ®Êt níc.
Ch¬ng I.
®o biªn d¹ng chi tiÕt trßn b»ng m¸y ®o.
I. §Þnh nghÜa ®é trßn.
§é trßn ®uîc ®Þnh nghÜa lµ sai lÖch lín nhÊt gi÷a bÒ mÆt thùc cña chi tiÕt ®Õn ®êng trßn ¸p. §êng trßn ¸p lµ ®êng bao quanh vµ tiÕp xóc víi ®êng giíi h¹n cña bÒ mÆt thùc . NÕu gäi Ra lµ b¸n kÝnh vßng trßn ¸p , Rt lµ b¸n kÝnh bÒ mÆt thùc lÊy cïng t©m víi ®êng trßn ¸p th× sai lÖch gi÷a hai ®êng trßn trªn ®îc viÕt lµ:
Dtrßn = ½Ra - Rt½max
Hay :
Dtrßn = R max - Rmin
H×nh I.1
II. C¸c ph¬ng ph¸p ®o ®é trßn.
§é trßn cña chi tiÕt ®îc x¸c ®Þnh th«ng qua sù quan s¸t lîng biÕn thiªn ®¬ng kÝnh : ph¬ng ph¸p ®o 2 tiÕp ®iÓm, ph¬ng ph¸p ®o 3 tiÕp ®iÓm.
+ Ph¬ng ph¸p ®o 2 tiÕp ®iÓm (H_I.2) : Ph¬ng ph¸p nµy ®îc sö dông khi tiÕt diÖn ®o cã mÐo c¹nh ch½n.
H×nh I.2_ Ph¬ng ph¸p ®o hai tiÕp ®iÓm.
C«ng thøc tÝnh ®é trßn :
Muèn ®o ®îc Xmax vµ Xmin cÇn ph¶i ®o liªn tôc trªn toµn vßng. Trong khi ®ã chuyÓn ®æi ®o thêng ®øng yªn, chi tiÕt quay toµn vßng. Víi ph¬ng ph¸p ®o nµy chi tiÕt ph¶i xoay liªn tôc , ®Çu ®o lu«n rµ trªn bÒ mÆt chi tiÕt lµm mßn ®Çu®o vµ mÆt chuÈn ®o. Trªn thùc tÕ, ®Ó tr¸nh lµm tæn h¹i dông cô ®o vµ lµm mßn bÒmÆtchuÈn ®o, ®ång thêi ®Ó cho qóa tr×nh thùc hiÖn phÐp ®o ®îc nhanh ngêi ®o nªn thùc hiÖn phÐp ®o theo mét sè ®iÓm nhÊt ®Þnh nh h×nh I.3 :
H×nh I.3
+ Ph¬ng ph¸p ®o 3 tiÕp ®iÓm (H I.4) : Ph¬ng ph¸p nµy ®îc sö dông khi tiÕt diÖn ®o cã mÐo c¹nh lÎ.
H×nh I.4_ Ph¬ng ph¸p ®o ba tiÕp ®iÓm.
C«ng thøc tÝnh ®é trßn :
1
2
1
min
max
+
-
a
Sin
X
X
Dtrßn =
Trong ®ã a lµ gãcV ®îc chän theo sè c¹nh n cña mÐo :
0
C¸c ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é trßn ë trªn ®Òu th«ng qua sù biÕn thiªn cña ®êng kÝnh (DDi ).
NhËn xÐt: C¸c ph¬ng ph¸p ®o ®é trßn nªu trªn cã kh¶ n¨ng ®o ®é trßn t¬ng ®èi tèt. Tuy nhiªn nh÷ng ph¬ng ph¸p nµy cho n¨ng suÊt kh«ng cao, ®é chÝnh x¸c cßn nhiÒu h¹n chÕ vµ chØ thÝch hîp víi c¸c bÒ mÆt kh«ng bÞ khuyÕt. ChÝnh v× lý do ®ã, nªn cÇn ph¶i cã nh÷ng thiÕt bÞ ®o tiªn tiÕn h¬n, cã kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn ®é trßn mét c¸ch chÝnh x¸c vµ ®o ®îc nhiÒu bÒ mÆt phøc t¹p. Víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kÜ thuËt nh hiÖn nay, ®Æc biÖt lµ ngµnh c«ng nghÖ th«ng tin viÖc ghÐp nèi víi m¸y tÝnh ®Ó lÊy vµ xö lÝ sè liÖu sÏ trë nªn ®¬n gi¶n vµ hiÖu qña h¬n rÊt nhiÒu. M¸y ®o ®é trßn ®îc t×m hiÓu vµ thiÕt kÕ dùa trªn c¬ së ®ã.
III. X©y dùng c«ng thøc x¸c ®Þnh ®é kh«ng trßn trong hÖ täa ®é cùc.
§Ó thùc hiÖn phÐp ®o ®é trßn trong hÖ täa ®é cùc th× yªu cÇu ®Æt ra lµ ph¶i ®Æt ®îc t©m chi tiÕt trïng víi t©m quay cña bµn ®o, ®iÒu nµy trong thùc tÕ lµ rÊt khã kh¨n. §èi víi m¸y ®o ®é trßn, chi tiÕt ®îc ®Æt bÊt k× trªn bµn ®o nªn cã ®é lÖch t©m e gi÷a t©m thùc cña chi tiÕt vµ t©m quay cña bµn ®o. Sè ®o b¸n kÝnh Ri sÏ cã lÉn ®é lÖch t©m e trong ®ã, nhng cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc t©m thùc vµ b¸n kÝnh thùc cña chi tiÕt tõ tËp hîp n bé sè ®o (ji, Ri ) _ lµ ®é biÕn thiªn gãc quay vµ biÕn thiªn b¸n kÝnh cña chi tiÕt mµ m¸y ®o thu ®îc trong qóa tr×nh ®o. Khi ®ã ®é trßn cña chi tiÕt lµ :
Dtrßn = Rctmax - Rctmin
H×nh 1.5 cho thÊy t©m cña bµn ®o lµ O (gèc täa ®é ®éc cùc), t©m thùc cña chi tiÕt lµ O1, OO1= e, la ®é lÖch t©m. OO1 lËp víi trôc Ox mét gãc a khi j = 0. XÐt t¹i ji, ®iÓm ®o lµ Mi , sè ®o OMi= ri , cßn b¸n kÝnh thùc lµ OMi= Ri.
H×nh I.5
XÐt DOO1Mi :
¸p dông ®Þnh lÝ hµm sè cos :
=
+
-
R
O
M
OM
OO
OM
OO
O
OM
i
i
i
i
i
2
1
2
2
1
2
1
1
2
cos(
)
=
B¸n kÝnh trung b×nh cña chi tiÕt ®o:
n
R
tb
i
1
.
=
å
R
Nh vËy b¸n kÝnh tõng ®iÓm trªn ®êng trßn sÏ sai lÖch so víi b¸n kÝnh trung b×nh mét gi¸ trÞ :
Lu«n lu«n t×m ®îc mét ®êng trßn xÊp xØ tèt nhÊt víi tËp hîp n ®iÓm ®o. Phu¬ng ph¸p b×nh ph¬ng nhá nhÊt chØ ra r»ng Rtb sÏ lµ b¸n kÝnh gÇn ®óng nhÊt víi bé sè liÖu ®o khi tæng b×nh ph¬ng c¸c sai lÖch ®o DRi ®¹t gi¸ trÞ nhá nhÊt , nghÜa lµ;
å(DRi)2 = F(e, a) ==> min. (*)
Trong F(e,a) c¸c gi¸ trÞ ri ji lµ täa ®é c¸c ®iÓm ®o b»ng sè ®· biÕt, chØ cßn hai Èn sè la ®é lÖch t©m e vµ gãc lÖch a, biÓu thøc (*) tháa m·n khi :
Thay c¸c gi¸ trÞ cña DRi vµ lÊy ®¹o hµm riªng cña biÓu thøc F(e, a) theo e, a vµo c¸c ph¬ng tr×nh (I.1) ®îc:
(I.2)
§©y lµ hÖ ph¬ng tr×nh hai Èn siªu viÖt, phi tuyÕn nªn ta kh«ng thÓ gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p th«ng thêng mµ ph¶i dïng ph¬ng ph¸p gÇn ®óng. Cã nhiÒu ph¬ng ph¸p ®Ó gi¶i ph¬ng tr×nh nµy, ë ®©y ta dïng ph¬ng ph¸p lÆp Newton.
Gi¶ sö nghiÖm gÇn ®óng ®Çu tiªn cña hÖ (I.2) lµ e1, a1 sai kh¸c so víi nghiÖm ®óng mét lîng t¬ng øng h1, k1nªn hÖ (I.2) cã thÓ viÕt thµnh:
Khai triÓn TAYLOR cho hÖ (I.3) t¹i c¸c gi¸ trÞ nghiÖm e1, a1 cã:
Trong ®ã q1, q2 lµ ®¹i lîng v« cïng bÐ cÊp cao h¬n h1, k1 nªn mét c¸ch gÇn ®óng ta cã hÖ hai ph¬ng tr×nh bËc mét víi Èn h1, k1:
Gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh (I.5) ta t×m ®îc:
Trong ®ã:
Thay c¸c gi¸ trÞ h1, k1 võa t×m ®îc vµo biÓu thøc (I.5) vµ tiÕn hµnh phÐp lÆp cho ®Õn khi nhËn ®îc hn ≤ [h], kn ≤ [k]. PhÐp lÆp theo ph¬ng ph¸p NEWTON ®· ®îc chøng minh lµ lu«n lu«n héi tô vÒ nghiÖm. Tuy nhiªn, sè lÇn lÆp cßn phô thuéc vµo viÖc chän gi¸ trÞ nghiÖm gÇn ®óng ®Çu tiªn. NÕu kh«ng ®îc tÝnh to¸n tríc, nghiÖm ®Çu tiªn cã thÓ rÊt xa so víi nghiÖm ®óng vµ sè lÇn lÆp sÏ lín. §Ó gi¶m bít sè lÇn lÆp, nhanh chãng nhËn ®îc nghiÖm, cÇn cã biÖn ph¸p x¸c ®Þnh nghiÖm gÇn ®óng ®Çu tiªn.
ë ®©y [h], vµ [k] lµ c¸c sai sè gi÷a nghiÖm gÇn ®óng t×m ®îc vµ nghiÖm thùc. Nã phô thuéc vµo ®é ph©n gi¶i cña panme ®iÒu chØnh t©m theo hai trôc X, Y cña b¶n chØnh t©m. Víi m« h×nh ®· chÕ t¹o ®é ph©n gi¶i cña panme lµ 0.01mm nªn sÏ chän [h] = [k] = 0.005.
III.1. Chän sè liÖu ban ®Çu cho vßng lÆp:
ViÖc chän lùa c¸c sè liÖu ban ®Çu cho c¸c vßng lÆp cã ¶nh hëng quyÕt ®Þnh ®Õn sè bíc lÆp. NÕu chän sè liÖu ban ®Çu sai kh¸c nghiÖm ®óng cña bµi to¸n cµng nhiÒu th× sè lÇn lÆp cµng t¨ng.
Qua ba ®iÓm kh«ng th¼ng hµng dùng ®îc mét ®êng trßn, tuy nhiªn trong sè c¸c ®iÓm ®o ®iÒu quan träng lµ chän ba ®iÓm ®o nµo ®Ó ®é lÖch t©m cña
vßng trßn võa x¸c ®Þnh ®îc so víi t©m cña vßng trßn trung b×nh lµ nhá nhÊt. Gi¶ sö c¸c ®iÓm ®o cã sai sè so víi vßng trßn trung b×nh lµ b»ng nhau, nÕu ta chän ba ®iÓm ®o cµng gÇn nhau th× cung x¸c ®Þnh sÏ cã ®é lÖch t©m so víi t©m vßng trßn trung b×nh cµng lín do sai sè b¸n kÝnh DRi . Ngîc l¹i, nÕu chän ba ®iÓm ®o c¸ch ®Òu nhau th× phÐp lÆp sÏ héi tô vÒ nghiÖm cµng nhanh.
Nh vËy, tõ tËp n ®iÓm ®o sÏ x¸c ®Þnh ®îc ba ®iÓm ®o cã diÖn tÝch tam gi¸c t¹o bëi chóng lµ lín nhÊt. Qua ba ®iÓm ®o ®ã ta x¸c ®Þnh ®îc nghiÖm gÇn ®óng ®Çu tiªn [e1,j1].
Gi¶ sö ba ®iÓm ®o cã to¹ ®é A(RA,jA), B(RB,jB), C(RC, jC) chia ba gãc quÐt tõ ®iÓm xuÊt ph¸t ®Õn ®iÓm kÕt thóc. V× ba ®iÓm cïng n»m trªn mét ®êng trßn nªn cïng cã chung b¸n kÝnh, theo ph¬ng tr×nh (I) cã:
Tõ hÖ ph¬ng tr×nh (VII) t×m ®îc [e, a] lÊy lµm nghiÖm gÇn ®óng ®Çu tiªn.
a 1 = arctan(m/n) vµ a2 = arctan(m/n) +P.
Víi:
m = (RA2-RC2)(RACosjA-RBCosjB) - (RA2 - RB2)(RACosjA - RCCosjC)
n =- (RA2-RC2) (RASinjA-RBSinjB) + (RA2 - RB2)(RASinjA - RCSinjC)
e1 = (RA2 - RB2)/[2 RACos(a-jA) - RBCos(a -jB)]
Trong hai gi¸ trÞ a ë trªn, ta sÏ nhËn gi¸ trÞ a nµo mµ lµm e > 0.
MÆt kh¸c qua ba ®iÓm kh«ng th¼ng hµng x¸c ®Þnh ®îc mét tam gi¸c, do ®ã còng x¸c ®Þnh ®îc diÖn tÝch DABC trªn lµ:
SDABC = abSinC
Trong ®ã:
+ a, b, c ®îc x¸c ®Þnh theo c¸c th«ng sè A(RA,jA), B(RB,jB),C(RC, jC).
+ XÐt DOAC (O lµ t©m cña to¹ ®é cùc, h×nh I.6)
¸p dông hµm sè Cos:
b2 = AC2 = OA2 + OC2 - 2OA.OCcos(AOC)
b2 = RA2+RC2 - 2 RARCCos(jA - jC)
Mét c¸ch t¬ng tù cã:
VËy diÖn tÝch DABC lµ:
SDABC =
Trong ®ã: (e,a) lµ cÆp nghiÖm cña hÖ (I.7).
ThuËt to¸n x¸c ®Þnh cÆp nghiÖm ban ®Çu:
a. Tõ tËp hîp n bé ®iÓm ®o (Ri, ji), i = 1...n, chän ba ®iÓm ®o bÊt kú.
b. TÝnh cÆp nghiÖm (e, a) theo hÖ ph¬ng tr×nh (I.7).
c. TÝnh diÖn tÝch tam gi¸c t¹o bëi ba ®iÓm ®o ®ã.
d. LÆp l¹i tõ bíc mét vµ so s¸nh diÖn tÝch c¸c tam gi¸c. Tõ ®ã t×m ®îc tam gi¸c cã diÖn tÝch tam gi¸c lín nhÊt.
e. Chän ®îc bé th«ng sè (e, a) øng víi diÖn tÝch ®ã. Vµ ®ã chÝnh lµ cÆp nghiÖm (e, a) ban ®Çu cho hÖ (VII).
§¸nh gi¸ ®é trßn:
Sau khi ®· x¸c ®Þnh ®îc e vµ a ®ñ bé chÝnh x¸c cÇn thiÕt ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc mét tËp Rict theo c«ng thøc (I), trong ®ã sÏ cã mét gi¸ trÞ Rictmax vµ mét gi¸ trÞ Rict min. §é trßn cña chi tiÕt sÏ lµ: Dtrßn = Rict max - Rict min. Do c¸c chuyÓn ®æi ®o lêng ®îc ghÐp nèi trùc tiÕp víi m¸y tÝnh nªn kÕt qu¶ ®o sÏ nhËn ®îc ngay sau khi ®o.
Tuy nhiªn cÇn lu ý r»ng, còng gièng nh c¸c ph¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp kh¸c, ph¬ng ph¸p ®o ®é trßn theo to¹ ®é cùc kh«ng tr¸nh khái sai sè do chÝnh b¶n chÊt cña ph¬ng ph¸p g©y nªn.
III.2. ¶nh hëng cña ®é lÖch t©m e ®Õn ®é chÝnh x¸c cña ph¬ng ph¸p ®o.
Gi¶ sö chi tiÕt cÇn ®o L ®Æt lªn bµn quay víi ®é lÖch t©m e vµ gãc lÖch j, chia miÒn ®o thµnh c¸c líp øng víi c¸c gãc j.
T¹i ®iÓm ®o ji , b¸n kÝnh thùc cña chi tiÕt lµ:
Sai sè cña phÐp ®o R ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
Trong ®ã:
· dri = D1_lµ sai sè ®o theo ph¬ng híng chÝnh, chÝnh lµ sai sè hay ®é chÝnh x¸c cña thíc ®o g¾n víi trôc mang ®Çu ®o (trôc X hoÆc trôc Y)
· dji = D2_ lµ ®é chÝnh x¸c cña sensor ®o gãc.
TÝnh c¸c ®¹o hµm riªng:
VËy:
= f1(e)D1 + f2(e)D2
NhËn xÐt: Sai sè cña phÐp ®o R lµ mét hµm phi tuyÕn theo ®é lÖch t©m e. §Ó kh¶o s¸t sù phô thuéc cña sai sè DR vµo e díi d¹ng hµm sè lµ rÊt phøc t¹p, khi e t¨ng th× DR lóc t¨ng, lóc gi¶m. MÆt kh¸c ®©y lµ ph¬ng ph¸p ®o so s¸nh nªn sai sè cña nã cßn phô thuéc vµo b¸n kÝnh chuÈn.
Trong bè sè liÖu (ji, ri) c¸c gi¸ trÞ ri ®îc ®o theo ph¬ng ph¸p so s¸nh mµ b¸n kÝnh chuÈn ë ®©y chÝnh lµ kho¶ng c¸ch tõ t©m quay ®Õn ®Çu ®o ë vÞ trÝ ban ®Çu.(øng víi gãc j0 = 0) khi ta b¾t ®Çu tiÕn hµnh phÐp ®o. Khi ®Æt chi tiÕt lªn bµn ®o ta kh«ng biÕt liÖu t©m chi tiÕt cã lÖch so víi t©m quay hay kh«ng do ®ã ta kh«ng biÕt ®îc gi¸ trÞ thùc cña b¸n kÝnh chuÈn lµ bao nhiªu. H×nh 1.7a cho thÊy O lµ t©m quay, 01 lµ t©m thùc cña chi tiÕt, ORo = Ro lµ b¸n kÝnh chuÈn. T¹i vÞ trÝ ji bÊt kú, b¸n kÝnh thùc ri ®o ®îc lµ:
ri = Ro ± D Ri
D Ri _ lµ ®é biÕn thiªn b¸n kÝnh t¹i ®iÓm ®o ji.
Nh vËy khi g¸ ®Æt chi tiÕt lªn bµn ®o, kh«ng thÓ nµo biÕt chÝnh x¸c b¸n kÝnh chuÈn Ro. Do ®ã khi nhËp gi¸ trÞ b¸n kÝnh lµm chuÈn so s¸nh vµo m¸y tÝnh sÏ sai kh¸c víi b¸n kÝnh Ro mét lîng lµ D R, nªn b¸n kÝnh thùc mµ m¸y tÝnh thu nhËn ®îc ®Ó vÏ biªn d¹ng vËt, tÝnh to¸n ®é lÖch t©m e vµ ®é trßn cña chi tiÕt thùc chÊt lµ:
ri' = ri ± DR.
· DÊu "+" cho trong trêng hîp b¸n kÝnh khai b¸o > b¸n kÝnh Ro
· DÊu "-" cho trong trêng hîp b¸n kÝnh khai b¸o < b¸n kÝnh Ro
Trong c¸c c«ng thøc (8) vµ(9) c¸c gi¸ trÞ Ro , DR lµ kh«ng ®æi, chØ cã DRi lµ thay ®æi theo tõng ®iÓm ®o. ChÝnh v× thÕ mµ bé n ®iÓm ®o (ri', ji) m¸y tÝnh thu nhËn ®îc kh«ng ph¶i lµ bé sè liÖu thùc cña chi tiÕt, nªn khi tÝnh to¸n sÏ dÉn ®Õn sai sè do ®é lÖch t©m e g©y ra. XÐt trªn h×nh 7b, nhËn thÊy r»ng nÕu ®é lÖch t©m cµng lín th× t¹i mét ®iÓm ®o ji th× ®é biÕn thiªn DRi cµng lín. DÉn ®Õn c¸c sai lÖch gi÷a b¸n kÝnh thùc ri' cµng lín, do ®ã sai sè cña phÐp ®o t¨ng. Tãm l¹i nÕu ®é lÖch t©m e cµng t¨ng th× sai sè cña phÐp ®o còng t¨ng.
§Ó gi¶m sai sè cña phÐp ®o cã hai c¸ch sau:
1. Khai b¸o b¸n kÝnh chuÈn vµo m¸y b»ng b¸n kÝnh R0.
2. T©m chi tiÕt trïng víi t©m quay.
NhËn xÐt: C¸ch thø nhÊt rÊt khã thùc hiÖn bëi v× khi ®o chi tiÕt ®îc ®Æt bÊt kú trªn bµn ®o nªn kh«ng thÓ x¸c ®Þnh chÝnh x¸c b¸n kÝnh R0. Cßn c¸ch thø hai cã thÓ thùc hiÖn gÇn ®óng nhê bµn chØnh t©m.
KÕt luËn:
Ngµy nay víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña khoa häc kü thuËt th× ph¬ng ph¸p ®o ®é trßn trong hÖ to¹ ®é cùc ngµy cµng ®îc ¸p dông réng r·i trong ngµnh ®o lêng vµ ®iÒu khiÓn. Cã thÓ nãi trong t¬ng lai c¸c m¸y ®o ®é trßn ¸p dông ph¬ng ph¸p nµy sÏ thay thÕ cho c¸c ph¬ng ph¸p ®o ®é trßn cæ ®iÓn (ph¬ng ph¸p hai tiÕp ®iÓm, ph¬ng ph¸p ba tiÕp ®iÓm).
¦u ®iÓm næi bËt cña ph¬ng ph¸p nµy lµ cho phÐp ®Æt chi tiÕt ®o lªn bµn ®o mét c¸ch bÊt kú nhê vËy gi¶m nhÑ khã kh¨n g¸ ®Æt chi tiÕt. KÕt qu¶ ®o nhËn ®îc mét c¸ch nhanh chãng vµ cã kh¶ n¨ng tù ®éng ho¸ cao nhê viÖc chuyÓn trùc tiÕp c¸c th«ng sè ®o vµo m¸y tÝnh ®Ó xö lý. Vµ ®Æc biÖt thÝch hîp cho viÖc kiÓm tra ®é trßn c¸c bÒ mÆt khuyÕt.
Ch¬ng II.
M¸y ®o bi£n d¹ng.
I . CÊu t¹o chung cña m¸y ®o biªn d¹ng chi tiÕt trßn.
C¸c m¸y ®o biªn d¹ng thêng gåm hai phÇn chÝnh,®ã lµ phÇn c¬ vµ phÇn ®iÖn.
+ PhÇn c¬ cã chøc n¨ng g¸ ®Æt chi tiÕt,®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng quay chi tiÕt, thùc hiÖn c¸c thao t¸c ®o chÝnh trong qu¸ tr×nh ®o.
+ PhÇn ®iÖn cã chøc n¨ng xö lÝ c¸c th«ng tin, tÝn hiÖu mµ phÇn c¬ ®· thùc hiÖn th«ng qua c¸c hÖ thèng ®iÖn tö vµ m¸y tÝnh ®Ó ®a ra kÕt qu¶ chÝnh x¸c cuèi cïng.
PhÇn c¬ gåm hai bé phËn chÝnh ®ã lµ:
+ Bé phËn g¸ ®Æt chi tiÕt, cho biÕt c¸c th«ng tin vÒ gãc quay vµ ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng quay chi tiÕt.Bé phËn nµy bao gåm mét ®éng c¬ dÉn ®éng quay gãc j, mét ®i· chia ®é, mét c¶m biÕn ®o gãc ®îc g¸ trªn cïng víi ®Üa chia ®é cã t¸c dông x¸c ®Þnh gãc quay ji cña chi tiÕt,mét bµn ®o, mét bµn chØnh t©m cã t¸c dông ®iÒu chØnh t©m chi tiÕt trïng víi t©m quay cña bµn ®o th«ng qua c¸c nóm ®iÒu chØnh, chi tiÕt ®o ®îc g¸ lªn bµn ®o. C¸c bé phËn nµy ®îc g¸ ®ång trôc víi nhau vµ ®îc ®iÒu khiÓn bëi ®éng c¬ dÉn ®éng quay gãc j.
+ Bé phËn ®o, cho th«ng tin vÒ ®é biÕn thiªn b¸n kÝnh ri cña chi tiÕt trong qóa tr×nh ®o.Bé phËn nµy bao gåm mét bé dÉn ®éng n©ng h¹ ®Çu ®o b¸n kÝnh cã t¸c dông ®iÒu chØnh dÞch chuyÓn lªn xuèng cña hª thèng ®o gåm ®Çu ®o vµ c¶m biÕn ®o ®é dµi th«ng qua vÝt me ®iÒu chØnh.
H×nh 2.1_S¬ ®å nguyªn lÝ m¸y ®o ®é trßn.
1. C¶m biÕn ®o gãc; 2. §Üa chia ®é; 3. §éng c¬; 4. §Õ m¸y; 5. B¸nh r¨ng; 6. Nóm ®iÒu chØnh; 7. Bµn ®o; 8. Bµn chØnh t©m; 9. M©m cÆp; 10. Chi tiÕt ®o;
11. §Çu ®o; 12. C¶m biÕn ®o ®é dµi; 13.Nóm dÞch chØnh thanh r¨ng mang ®Çu ®o; 14. Tay quay diÒu chØnh n©ng h¹ ®Çu ®o;
15. Thanh r¨ngdÞch chØnh n©ng h¹ ®Çu ®o.
PhÇn ®iÖn còng gåm hai bé phËn chÝnh thùc hiÖn hai chøc n¨ng riªng ®ã
lµ:
+ Bé phËn thùc hiÖn chøc n¨ng ®o gåm : ®iÖn ®éng c¬, c¶m biÕn ®o gãc, c¶m biÕn ®o ®é dµi.
+ Bé phËn thùc hiÖn chøc n¨ng xö lÝ tÝn hiÖu ®o gåm : CPU, bé ®Öm I/O, bé t¹o xung, bé x¸c ®Þnh chiÒuvµ bé ®Õm thuËn nghÞch.
II. C¸c bé phËn chøc n¨ng.
II.1. C¶m biÕn ®o gãc.
II.1.1. CÊu t¹o.
+ Gåm mét ®Üa chia ®é cã ®é ph©n gi¶i lµ Dj = 1°. §Üa ®îc chia thµnh 360 kho¶ng s¸ng tèi (t¬ng ®¬ng víi 360° ) vµ ®an xen nhau trªn toµn bé chu vi cña ®Üa. Trôc quay cña ®Üa ®Æt ®ång t©m víi trôc quay cña bµn ®o.
+ Mét c¶m biÕn chuyÓn ®æi quang ®iÖn gåm mét LED ph¸t tia hång ngo¹i vµ hai photodiod ®Ó thu nhËn tÝn hiÖu. C¸c photodiod ®îc bè trÝ lÖch nhau 90° vÒ pha nh»m cho biÕt chiÒu quay cña bµn ®o lµ thuËn hay ngÞch th«ng qua bé ®Õm
thuËn ngÞch. LED vµ photodiod lµ hai bé phËn chÝnh ®Ó x¸c ®Þnh th«ng tin vÒ gãc quay ji cña chi tiÕt.
H×nh II.3 :CÊu t¹o cña c¶m biÕn ®o gãc
1. §Üa chia ®é; 2. Led hång ngo¹i; 3. Photodiod
· LED : §Çu LED ph¸t tia hång ngo¹i chøa mét thÊu kÝnh héi tô cã t¸c dông chuyÓn toµn bé quang n¨ng mµ nã ph¸t ra theo ph¬ng vu«ng gãc víi photodiod.
H×nh II .4: CÊu t¹o cña Led ph¸t tia hång ngo¹i
· Photodiod : §©y lµ mét linh kiÖn ®iÖn tö , thùc chÊt nã lµ mét chÊt b¸n dÉn cã tÝnh chÊt nh¹y s¸ng, nhÊt lµ ¸nh s¸ng hång ngo¹i.
H×nh II. 5: CÊu t¹o cña photodiod
II.1.2. Nguyªn lÝ ho¹t ®éng.
Khi ¸nh s¸ng hång ngo¹i tõ ®Çu Led chiÕu vµo, ®é dÉn ®iÖn cña photodiod sÏ t¨ng tû lÖ víi lîng quang th«ng nhËn ®îc. ë tr¹ng th¸i b×nh thêng tøc photodiod cha nhËn ®îc ¸nh s¸ng hång ngo¹i tõ Led th× t¹i ®iÓm A cha cã dßng ®iÖn ch¹y qua, ®iÖn ¸p lµ 0 v«n.
H×nh II.6. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña photodiod.
ë tr¹ng th¸i ho¹t ®éng, tøc lµ lóc nµy photodiod nhËn ®îc ¸nh s¸ng hång ngo¹i tõ ®Çu Led, t¹i ®iÓm A cã dßng ®iÖn ch¹y qua, v«n kÕ ho¹t ®éng. Tïy theo
lîng quang th«ng photodiod nhËn ®îc mµ v«n kÕ thay ®æi tõ (0 ÷ 5 v«n), sù
thay ®æi nµy diÔn ra trªn tiÕt diÖn thu cña photodiod. Khi®Üa chia ®é quay ®îc mét gãc Dj c¸c photodiod chuyÓn tr¹ng th¸i tõ s¸ng sang tèi (hoÆc tõ tèi sang s¸ng).Cø nh vËy c¸c kho¶ng s¸ng tèi sÏ liªn tôc ch¹y ®Òu qua mét vÞ trÝ theo chiÒu quay cña ®Üa chia ®é mµ t¹i ®ã sù biÕn thiªn quang th«ng víi photodiod lµ lín nhÊt hoÆc bÐ nhÊt tïy theo lîng quang th«ng mµ photodiod nhËn ®äc tõ Led hång ngo¹i . TÝn hiÖu ®iÖn ¸p ra thu ®îc cã d¹ng h×nh Sin , tÝn hiÖu nµy sau khi ®îc t¹o xung, sè hãa vµ néi suy sÏ ®îc céng l¹i trong mét bé ®Õm ®iÖn tö råi qua bé chØ thÞ ®Ó hiÓn thÞ kÕt qña ®o ra mµn h×nh m¸y tÝnh.
Trong c¸c m¸y ®o ®é trßn thêng c¸c gãc ji vµ ji+1 h¬n nhau mét lîng Dj= , víi n lµ sè ®iÓm ®o. Sè ®iÓm ®o n nµy sÏ do ngêi ®iÒu khiÓn m¸y nhËp vµo tõ bµn phÝm theo ý muèn khi b¾t ®Çu thùc hiÖn qóa tr×nh ®o.
II.2. C¶m biÕn ®o ®é dµi.
II.2.1. CÊu t¹o.
Gåm ®Çu ®o mang thanh r¨ng, thanh r¨ng nµy ¨n khíp víi b¸nh r¨ng Z2 l¾p cè ®Þnh vµ ®ång trôc víi b¸nh r¨ng Z3, b¸nh r¨ng Z3 ¨n khíp víi b¸nh r¨ng Z1. §Üa chia ®é ®îc g¾n trªn trôc b¸nh r¨ng Z1 vµ n»m gi÷a Led hång ngo¹i vµ photodiod.
H×nh II.7_ CÊu t¹o cña sensor ®o ®é dµi
1. Thanh r¨ng; 2. B¸nh r¨ng Z2; 3. B¸nh r¨ng Z1; 4. Photodiod; 5. Led hång ngo¹i ; 6. §Üa chia ®é; 7. B¸nh r¨ng Z3
Trong m« h×nh nµy ®é chÝnh x¸c cña bé c¶m biÕn ®o ®é dµi lµ 0,01 mm. NghÜa lµ ®Çu ®o dÞch chuyÓn ®îc 1mm th× ®Üa chia ®é ®îc g¸ ®ång trôc víi b¸nh r¨ng Z3 ph¶i quay ®îc mét vßng vµ tÝn hiÖu thu ®îc ë ®Çu ra cña bé c¶m quang sau khi qua c¸c bé chuyÓn ®æi ®a ®Õn bé ®Õm ph¶i ®ñ 100 xung. §Ó ®¹t ®îc ®iÒu nµy ®Üa chia ®é ph¶i ®îc chia thµnh 200 kho¶ng s¸ng tèi n»m xen kÏ lÉn nhau trªn toµn bé chu vi cña ®Üa. CÊu t¹o cña ®Üa chia ®é trong bé c¶m biÕn ®o ®é dµi t¬ng tù nh cÊu t¹o cña ®Üa chia ®é trong bé c¶m biÕn ®o gãc, tuy nhiªn, sè c¸c kho¶ng s¸ng, tèi ®îc tÝnh to¸n phô thuéc vµo ®é chÝnh x¸c cña c¶m biÕn ®o ®é dµi.
II.2.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng.
Khi thùc hiÖn qóa tr×nh ®o, chi tiÕt quay, ®Çu ®o tiÕp xóc víi chi tiÕt, c¶m
biÕn ®o ®é dµi sÏ c¶m nhËn ®îc sù biÕn thiªn b¸n kÝnh cña chi tiÕt ®o, trôc ®o
lóc nµy sÏ chuyÓn vÞ lµm quay b¸nh r¨ng Z2, th«ng qua bé khuÕch ®¹i gåm b¸nh r¨ng Z3 vµ Z1 lµm cho ®Üa chia ®é quay theo. Khi ®ã ®Çu vµo cña bé c¶m quang (gåm ®Üa chia ®é, Led hång ngo¹i vµ photodiod) sÏ thay ®æi tr¹ng th¸i dÉn ®Õn sù xuÊt hiÖn tÝn hiÖu ®iÖn ¸p ë ®Çu ra cña bé c¶m quang. TÝn hiÖu ®iÖn ¸p nµy cã d¹ng xung sin ®îc ®a ®Õn bé t¹o xung vu«ng vµ bé vi ph©n ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu ®Õm lµ thuËn (®Õm lªn) hay ngÞch (®Õm xuèng), sau ®ã ®îc ®a vµo bé ®Õm thuËn ngÞch BCD, qua bé m· hãa ®Ó ®a ®Õn bé hiÓn thÞ. MÆt kh¸c , sau khi ®îc ®a vµo bé ®Õm thuËn ngÞch BCD, tÝn hiÖu nµy còng ®îc ®a vµo m¸y tÝnh ®Ó lÊy d÷ liÖu th«ng qua bé ®Öm va bé chèt.
Bé c¶m quang trong c¶m biÕn ®o ®é dµi còng ®îc bè trÝ vµ cã s¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng gièng nh cña bé c¶m biÕn ®o gãc . Tuy nhiªn trong bé c¶m quang cña c¶m biÕn ®o ®é dµi ph¶i dïng c¶ hai photodiod v× trong qóa tr×nh ®o, ®é biÕn thiªn b¸n kÝnh cña chi tiÕt cã thÓ t¨ng dÇn råi gi¶m hoÆc ngîc l¹i. ChÝnh
v× vËy mµ viÖc nhËn biÕt ®îc chiÒu ®Õm lµ rÊt quan träng trong phÐp ®o, vËy nªn cÇn ph¶i bè trÝ hai photodiod lÖch pha nhau 90° ®Ó x¸c ®Þnh ®îc chiÒu ®Õm.
II.3. Bµn chØnh t©m.
Bµn chØnh t©m cã nhiÖm vô ®iÒu chØnh t©m chi tiÕt trïng víi t©m quay cña bµn ®o sau khi ®· tÝnh to¸n ®é lÖch t©m. Bµn chØnh t©m ®îc thiÕt kÕ ®Ó dÞch chuyÓn theo hai ph¬ng x ,y vu«ng gãc víi nhau nhê dÉn trît bëi sèng trît ma s¸t. §é dÞch chuyÓn theo hai ph¬ng x, y ®îc x¸c ®Þnh b»ng panme, cã ®é ph©n gi¶i 0,01 mm, g¾n däc theo hai ph¬ng ®ã.
II.4. §éng c¬ dÉn ®éng bµn ®o.
Trong c¸c m¸y ®o ®é trßn th× ®éng c¬ ding ®Ó dÉn ®éng cho bµn ®o thêng lµ ®éng c¬ bíc th«ng qua bé truyÒn b¸nh r¨ng _ b¸nh r¨ng.
II.4.1. Kh¸i niÖm vÒ ®éng c¬ bíc.
§éng c¬ bíc ngµy cµng ®îc sö dông réng r·i , nhê u ®iÓm næi bËt cña chóng lµ ®îc diÒu khiÓn dÔ dµng b»ng xung rÊt thÝch hîp cho viÖc ¸p dông kÜ thuËt sè vµ thuËn tiÖn trong ghÐp nèi vµ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh. Mét u ®iÓm n÷a cña ®éng c¬ bíc lµ : ChuyÓn ®éng cña r«to cña ®éng c¬ bíc kh«ng ph¶i lµ chuyÓn ®éng liªn tôc nh ë c¸c ®éng c¬ kh¸c mµ lµ sù nh¶y tõ mét vÞ trÝ c©n b»ng nµy sang mét vÞ trÝ c©n b»ng kh¸c (bíc cña ®éng c¬). C¸c bíc cña ®éng c¬ lµ b»ng nhau vµ x¸c ®Þnh.
H×nh II. 2: S¬ ®å khèi m¸y ®o biªn d¹ng
III. Nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña m¸y ®o biªn d¹ng chi tiÕt trßn.
Khëi ®éng qóa tr×nh ®o, m¸y tÝnh ph¸t lÖnh cho ®éng c¬ ho¹t ®éng lµm cho ®Üa chia ®é chuyÓn ®éng. Nh ®· m« t¶ ë trªn, ®i· chia ®é ®îc g¸ ®ång trôc víi bµn chØnh t©m, bµn ®o cña m¸y, chi tiÕt ®o ®îc g¸ lªn bµn chØnh t©m, c¸c bé phËn nµy ®îc l¾p r¸p thµnh mét khèi thèng nhÊt, cïng chung mét trôc quay,hay nãi c¸ch kh¸c , c¸c bé phËn nµy cã trôc quay trïng víi trôc quay cña m¸y.Khi ®éng c¬ ho¹t ®éng, ®i· chia ®é chuyÓn ®éng còng cã nghÜa lµ bµn ®o, bµn chØnh t©m vµ chi tiÕt ®o còng chuyÓn ®éng cïng mét lóc. §ång thêi cïng lóc ®ã, ®éng c¬ còng lµm cho bé phËn ®o ho¹t ®éng.Chi tiÕt,bµn ®o,bµn chØnh t©m, ®i· chia ®é quay trßn ®Òu quanh trôc quay,®Çu ®o t× lªn chi tiÕt ®o.
Thùc hiÖn qu¸ tr×nh ®o, khi ®Çu ®o tiÕp xóc lªn bÒ mÆt chi tiÕt c¶m biÕn ®o ®é dµi x¸c ®Þnh ®îc ®é biÕn thiªn b¸n kÝnh r1 cña chi tiÕt ( mét ®iÓm ®o ), cïng lóc ®ã ®Üa chia ®é còng dÞch chuyÓn ®îc mét ®é,c¶m biÕn ®o gãc x¸c ®Þnh ®îc
®é biÕn thiªn b¸n kÝnh cña chi tiÕt lµ j1. Lóc nµy m¸y tÝnh sÏ ph¸t lÖnh cho ®éng
c¬ dõng l¹i (qu¸ tr×nh nµy s¶y ra rÊt nhanh, b»ng m¾t thêng chóng ta kh«ng thÓ quan s¸t ®îc) ®Ó nhËp th«ng tin vÒ bé sè liÖu (r1, j1).Cø nh vËy trong suèt toµn bé chu tr×nh ®o lµ 360° m¸y tÝnh sÏ thu ®îc c¸c bé sè liÖu (ri , ji ) lµ ®é biÕn thiªn b¸n kÝnh vµ gãc quay cña chi tiÕt t¹i tõng thêi ®iÓm ®o.Tæng hîp c¸c bé sè liÖu nµy l¹i, th«ng qua c¸c ch¬ng tr×nh phÇn mÒm cµi ®Æt s½n trong m¸y, m¸y tÝnh sÏ tÝnh ®îc ®é lÖch t©m e cña chi tiÕt so víi t©m quay vµ gãc lÖch a ban ®Çu.§Ó ®iÒu chØnh cho t©m quay cña chi tiÕt trïng víi t©m quay , m¸y tÝnh sÏ ph¸t lÖnh cho ®éng c¬ dÉn ®éng quay gãc j quay mét gãc j = -a, sau ®ã dïng bµn chØnh t©m dÞch chuyÓn chi tiÕt mét lîng e theo ph¬ng ®Çu ®o. Sau khi ®· ®iÒu chØnh xong tiÕn hµnh lÆp l¹i phÐp ®o sÏ thu ®îc kÕt qña ®o vµ vÏ ®îc biªn d¹ng cña chi tiÕt ®o.
§èi víi c¸c m¸y ®o ®é trßn vai trß cña m¸y tÝnh lµ hÕt søc quan träng, nã kh«ng chØ lµ n¬i vËn hµnh, ®iÒu khiÓn c¸c ho¹t ®éng cña m¸y mµ cßn lµ n¬i tiÕp nhËn vµ xö lÝ c¸c th«ng tin vÒ qu¸ tr×nh ®o th«ng qua c¸c ch¬ng tr×nh phÇn mÒm ®îc cµi ®Æt s½n trong m¸y vµ c¸c bé chuyÓn ®æi sè liÖu nh bé ®Öm I/O, bé ®Õm thuËn nghÞch, bé x¸c ®Þnh chiÒu vµ bé t¹o xung. Qóa tr×nh chuyÓn ®ái vµ xö lÝ tÝn hiÖu nµy cã thÓ ®îc m« t¶ nh sau:
Khi m¸y tÝnh ph¸t lÖnh cho ®éng c¬ ho¹t ®éng b¾t ®Çu thc hiÖn qóa tr×nh ®o, bé c¶m biÕn ®o gãc vµ ®o ®é dµi thu ®îc c¸c tÝn hiÖu ®iÖn vÒ sù biÕn thiªn gãc quay j vµ biÕn thiªn b¸n kÝnh r cña chi tiÕt. §Ó x¸c ®Þnh ®îc chiÒu dÞch chuyÓn cña c¸c tÝn hiÖu ®iÖn nµy ph¶i chuyÓn ®æi chóng vÒ tÝn hiÖu xung råi sau ®ã x¸c ®Þnh chiÒu dÞch chuyÓn lªn xuèng cña xung th«ng qua bé t¹o xung. Bé ®Õm ®îc thiÕt kÕ dùa trªn c¬ së ®Õm sên xung lªn, mçi mét chu k× tÝn hiÖu chØ cã mét thêi ®iÓm xung lªn do vËy viÖc ®Õm xung sÏ kh«ng hÒ bÞ lçi trong mét chu k×. §èi víi bé ®o gãc, do ®Üa chia ®é , bµn ®o, chi tiÕt cïng chung mét trôc
quay ®ång t©m trªn cïng mét ph¬ng nªn chØ cÇn x¸c ®Þnh chiÒu cña trôc bµn ®o theo mét chiÒu chuyÓn ®éng nhÊt ®Þnh. Nhng ®èi víi bé phËn ®o chiÒu dµi, do
®Çu ®o lu«n t× lªn chi tiÕt trong suèt qóa tr×nh ®o nªn sÏ cã sù biÕn thiªn ®Çu ®o theo hai chiÒu trªn cïng mét ph¬ng mµ ta gäi hai chiÒu dÞch chuyÓn ®ã lµ chiÒu thuËn vµ chiÒu nghÞch. Mçi chiÒu dÞch chuyÓn nµy ®îc quy ®Þnh bëi mét photodiod thu bè trÝ trªn bé c¶m biÕn ®o, khi ®o hai photodiod nµy sÏ thu ®îc hai tÝn hiÖu ®iÖn h×nh Sin lÖch nhau 90° vÒ pha còng nh chu k×. Tõ hai tÝn hiÖu nµy qua bé phËn t¹o xung còng thu ®îc hai tÝn hiÖu xung lÖch pha nhau 90° . Sau khi ®· ph©n biÖt hai tÝn hiÖu nµy lµ thuËn (xung ®i lªn) vµ nghÞch (xung ®i xuèng) chóng sÏ ®îc ®a vµo bé ®Õm thuËn nghÞch . Bé ®Õm thuËn nghÞch sÏ tù ®éng céng thªm hoÆc trõ bít lîng gia t¨ng ®êng dÞch chuyÓn tuú thuéc vµo chiÒu ®Õm lµ thuËn hay nghÞch . Theo ph¬ng ph¸p ®Õm sên xung, mçi lÇn cã sên xung ®i lªn bé ®Õm sÏ nh¶y lªn mét ®¬n vÞ ®Õm, tïy thuéc vµo chiÒu dÞch chuyÓn mµ gi¸ trÞ ®Õm sÏ t¨ng hoÆc gi¶m trong suèt qu¸ tr×nh ®o.
C¸c tÝn hiÖu nµy sau khi ®· ®îc xö lÝ sÏ ®îc chuyÓn ®Õn m¸y tÝnh ®Ó tÝnh to¸n vµ hiÓn thÞ ra mµn h×nh th«ng qua bé ®Öm I/O. Bé ®Öm I/O lµ bé phËn trung gian trùc tiÕp tiÕp nhËn c¸c th«ng tin thu tõ bªn ngoµi vµo m¸y tÝnh còng nh truyÒn c¸c mÖnh lÖnh tõ m¸y tÝnh ra ngoµi. C¸c tÝn hiÖu thu tõ ngoµi vµo m¸y tÝnh còng nh tõ m¸y tÝnh truyÒn ®Õn c¸c bé phËn bªn ngoµi khi qua bé ®Öm I/O sÏ ®îc bé phËn nµy xö lÝ tríc nh»m ®¶m b¶o cho c¸c tÝn hiÖu cã thÓ t¬ng thÝch víi nhau. Ngoµi ra bé phËn nµy cßn cã thÓ truyÒn hoÆc thu c¸c tÝn hiÖu theo thø tù tríc hoÆc sau tïy theo møc ®é cÇn thiÕt cña th«ng tin trong qóa tr×nh thao t¸c ®o (do ngêi ®iÒu khiÓn m¸y thùc hiÖn ). VÝ dô nh cã cïng mét lóc hai hoÆc nhiÒu tÝn hiÖu cïng qua bé ®Öm nµy th× ngêi sö dông m¸y sÏ chän tÝn hiÖu nµo quan träng cÇn sö dông tríc ®a ra xö lÝ tríc, råi sau ®ã sÏ lÇn lît xö lÝ ®Õn c¸c tÝn hiÖu kh¸c sau.
IV. C¸c tÝnh to¸n ®éng häc cña m¸y.
IV.1. TÝnh tØ sè truyÒn.
H×nh :II.8
1. §éng c¬; 2. B¸nh r¨ng Z1; 3. Trôc vÝt; 4. B¸nh r¨ng Z3; 5. B¸nh r¨ng Z2
TØ sè truyÒn cña c¬ cÊu lµ :
i = i1 . i2
Trong ®ã :
+ i1 lµ tØ sè truyÒn gi÷a b¸nh r¨ng Z1 vµ b¸nh r¨ng Z2:
+ i2 lµ tØ sè truyÒn gi÷a truc vÝt vµ b¸nh vÝt :
+ Víi :
• Z1 , Z2 , Z3 lµ sè r¨ng cña b¸nh r¨ng.
• k lµ sè ®Çu mèi ren.
VËy :
+ TØ sè truyÒn cña c¬ cÊu lµ :
i = i1 . i2 = 4 . 100 = 400
IV.2. Chän ®éng c¬.
M« men xo¾n trªn trôc c«ng t¸c ( trôc mang bµn ®o ) lµ :
Víi :
+ m : träng lîng (bµn ®o + chi tiÕt )
+ g : gia tèc träng trêng
+ d : b¸n kÝnh vßng chia b¸nh r¨ng
C«ng suÊt trªn trôc c«ng t¸c lµ :
Víi n lµ sè vßng quay cña chi tiÕt.
C«ng suÊt cña ®éng c¬ lµ :
Víi :
+ hbr hiÖu suÊt cña bé truyÒn b¸nh r¨ng
+ htv hiÖu suÊt cña bé truyÒn trôc vÝt
+ hol hiÖu suÊt cña bé truyÒn æ l¨n
Do yªu cÇu ph¶i cã c«ng suÊt P®c vµ sè vßng quay ®ång bé tho¶ m·n ®iÒu kiÖn :
P®c ³ Pct vµ n®b » nsb
V× vËy chän ®éng c¬ cã c«ng suÊt : P®c ³ 1,05 (W)
Chän ®éng c¬ : 4A80A4Y3 (theo s¸ch “HÖ dÉn ®éng c¬ khÝ cña t¸c gi¶ Lª V¨n YÓm “) cã :
+ P®c = 1,1 (W)
+ n®c = 1400 (v/p)
+ h% =75
CH¦¥NG III
M¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn vµ ®o
I. T¹o xung ®Õm cho tÝn hiÖu sin tÝnh.
Sau khi ta ®· chuyÓn ®æi tÝn hiÖu ®o thµnh tÝn hiÖu ®IÖn ¸p , nghÜa lµ mçi dÞch chuyÓn 0,01 cña ®ång hå so thµnh mét chu kú tÝn hiÖu sin . Cïng víi viÖc chuyÓn tÝn hiÖu ®o thµnh tÝn hiÖu ®IÖn ¸p ta sÏ biÕn tÝn hiÖu ®IÖn ¸p thµnh tÝn hiÖu ®Õm . Bé ®Õm sÏ thùc hiÖn phÐp ®Õm tõng chu kú tÝn hiÖu. Nh vËy, nÕu ®ång hå dÞch chuyÓn 0,01mm th× bé ®Õm sÏ nh¶y mét ®¬n vÞ ®Õm. §Ó tÝn hiÖu ®iÖn ¸p chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®Õm, ta cÇn ph¶i chuyÓn ®æi tÝn hiÖu ®IÖn ¸p thµnh tÝn hiÖu xung. Bé ®Õm ®îc thiÕt kÕ dùa trªn c¬ së ®Õm sên xung nªn. Mçi mét chu kú tÝn hiÖu sÏ chØ cã mét thêi ®iÓm xung lªn do ®ã viÖc ®Õm xung sÏ kh«ng hÒ bÞ lçi trong cïng mét chu kú.
H×nh 3.1:TÝn hiÖu ®iÖn ¸p chuyÓn thµnh tÝn hiÖu xung
Qu¸ tr×nh t¹o xung ®îc biÓu diÔn díi d¹ng s¬ ®å m¹ch ®IÖn nh sau.
10K
+5V
0V
104
10K
10K
+5V
IC TL 17339
H×nh III.2
IC TL 17339 lµ mét bé so s¸nh kiÓu logic rÊt phï hîp víi tÝn hiÖu biÕn thiªn cã chu kú, nã cho ®iÖn ¸p ra ë hai møc ®iÖn ¸p 0 vµ 5V t¬ng øng ë hai tr¹ng th¸i 0 va 1. Nh vËy t¹i mét thêi ®iÓm bÊt kú , tÝn hiÖu ®iÖn ¸p sÏ ë mét trong hai tr¹ng th¸i 0 va 1 va tr¹ng th¸i ë ®iÖn ¸p ra cña IC sÏ t¬ng øng lµ 0 hoÆc 5V.
Nguyªn lý t¹o xung cña IC nh sau:
Vtb
+5V
0
t
H×nh 3.3:Nguyªn lý t¹o xung cña ICTL
TÝn hiÖu sin nh h×nh vÏ ë trªn ®èi xøng nhau qua ®êng ®IÖn ¸p trung b×nh víi møc ®iÖn ¸p lu«n ë Vtb. Khi biªn d¹ng tÝn hiÖu ®Òu nhau th× ta coi mçi mét lÇn ®iÖn ¸p tÝn hiÖu ®i qua møc ®iªn ¸p Vtb ®ã lµ mét lÇn tÝn hiÖu chuyÓn tr¹ng th¸i th× bé so s¸nh sÏ thùc hiÖn bíc nhÈy ( lËt tr¹ng th¸i) 0,1 vµ tÝn hiÖu ra ë d¹ng ®iÖn ¸p sÏ cã c¸c møc ®iÖn ¸p t¬ng øng lµ 0,5V. Mét c¸ch ng¾n gän ®Ó hiÓu qu¸ tr×nh t¹o xung cña IC nh sau:
Bé so s¸nh
+
-
§iÖn ¸p chuÈn ®Ó so s¸nh
§iÖn ¸p vµo thay®æi
§iÖn ¸p ra phôt thuéc tr¹ng th¸i
H×nh 3.4: S¬ ®å thuËt to¸n t¹o xung b»ng ICTL 17339
+. VÞ trÝ (-) cña bé so s¸nh lµ vÞ trÝ mµ t¹i ®ã ta ®a ®iÖn ¸p chuÈn ®óng b»ng ®iÖn ¸p Vtb cña tÝn hiÖu b»ng viÖc sö dông mét cÇu trë chø mét biÕn trë ®iÒu chØnh nh h×nh vÏ díi ®©y:
V
OV
100K
+5V
H×nh 3.5: s¬ ®å thuËt to¸n t¹o xung b»ngICTL17339
+. §iÖn trë håi tiÕp 1M gióp ®Èy nhanh qu¸ tr×nh t¹o xung b»ng c¸ch bï ®iÖn ¸p .
+.§iÖn ¸p treo +5V lµm cho xung ra lu«n æn ®Þnh vµ ®Ò phßng ®îc sù sôt ¸p
+.VÞ trÝ (+) cña bé so s¸nh lµ vÞ trÝ mµ t¹i ®ã tÝn hiÖu ®iÖn ¸p ®îc cÊp vµo . TÝn hiÖu ®iÖn ¸p nµy lu«n thay ®æi ®Òu trªn ®êng ®iÖn ¸p trung b×nh. Do ®ã, ®iÖn ¸p chuÈn ®Ó so s¸nh trong IC chÝnh lµ ®iÖn ¸p Vtb, diÖn ¸p ra sÏ tuú thuéc vµo møc tr¹ng th¸i nh sau:
Khi ®iÖn ¸p cña tÝn hiÖu b¾t ®Çu thay ®æi ( t¨ng ), gi¶ sö lóc nµy ®iÖn ¸p ®ang ë møc cùc tiÓu th× ®iÖn ¸p ra sÏ gi÷ nguyªn ë møc tr¹ng th¸i cho ®Õn khi ®iÖn ¸p cña tÝn hiÖu b¾t ®Çu vît qua ngìng cña ®iÖn ¸p chuÈn th× ®iÖn ¸p ra cña tÝn hiÖu sÏ chuyÓn tr¹ng th¸i tõ 0 ®Õn 5V vµ sÏ gi÷ nguyªn ë tr¹ng th¸i ®ã cho ®Õn khi ®iÖn ¸p cña tÝn hiÖu lªn ®Õn cùc ®¹i råi b¾t ®Çu gi¶m ®Õn møc ®iÖn ¸p Vtb thi ®iÖn ¸p ra sÏ chuyÓn tr¹ng th¸i tõ 5V xuèng 0V vµ sÏ gi÷ ë møc tr¹ng th¸i ®ã cho ®Õn khi tÝn hiÖu ®iÖn ¸p xuèng cùc tiÓu vµ b¾t ®Çu t¨ng lªn ®Õn møc ®iÖn ¸p 0V th× tin hiÖu ®i hÕt mét chu kú.
0V
5V
Vtb
T
H×nh 3.6 : Nguyªn t¾c t¹o xung trong mét chu kú
NhËn xÐt vÒ ph¬ng ph¸p t¹o xung b»ng IC TL 17339.
+¦u ®iÓm : Ph¬ng ph¸p t¹o xung nµy cã u ®iÓm kh«ng phô thuéc vµo
®é lín cña biªn ®é tÝn hiÖu, tÝn hiÖu dï lµ nhá nhng biÕn ®æi ®Òu vµ ®iÖn ¸p Vtb =const th× cho dï sù biÕn thiªn tÝn hiÖu trong ph¹m vi ± 20mV ta vÉn ®¶m b¶o nhËn ®îc tÝn hiÖu xung ra øng víi tõng chu kú tÝn hiÖu sin.
+ Nhîc ®IÓm : Ta thÊy r»ng trong thùc tÕ ®IÖn ¸p trung b×nh cña tÝn hiÖu sÏ kh«ng ph¶I lµ h»ng sè do ®Üa chia ®é kh«ng ®Òu hay t©m quay cña ®Üa kh«ng trïng víi t©m quay cña trôc g¸ hoÆc trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng ®Üa bÞ ®¶o. Do ®IÖn ¸p so s¸nh khi ta ®IÒu chØnh lµ mét h»ng sè trïng víi ®IÖn ¸p trung b×nh cña mét hay mét vµI chu kú cña d·y tÝn hiÖu ®Çu tiªn, nÕu v× mét lý do nµo ®ã, ®êng ®IÖn ¸p trung b×nh cña tÝn hiÖu thay ®æi sÏ g©y ra hiÖn tîng mÊt xung ¶nh hëng ®Õn sai sè cña phÐp ®o.
II. Mét sè ph¬ng ph¸p t¹o xung kh¸c.
II.1. Ph¬ng ph¸p dïng Triger Smith.
a. S¬ ®å thuËt to¸n.
+5V
15K
104
2m
out
in
TL 40106 BE
H×nh 3.7: S¬ ®å thuËt to¸n t¹o xung b»ng Triger Smith
b.Nguyªn lý t¹o xung.
TÝn hiÖu sin ®îc ®I qua tô ®Ó khö thµnh phÇn mét chiÒu, sau ®ã ®îc ®I qua mét cÇu trë ®Ó lÊy ngìng t¹o xung víi møc ®IÖn ¸p ®Æt ë ®ã thêng tõ 1,4 ®Õn 1,7V.
TÝn hiÖu xung nhËn ®îc ë møc ®IÖn ¸p lµ 0,5V.
c. NhËn xÐt.
Ph¬ng ph¸p dïng Triger cã u ®IÓm lµ cÊu t¹o m¹ch ®¬n gi¶n, linh kiÖn Ýt
Nhîc ®IÓm: Do dïng tô ®Ó khö thµnh phÇn mét chiÒu lÉn trong tÝn hiÖu sin nªn phô thuéc vµo gi¸ trÞ cña tô ®IÖn, nÕu dïng tô nhá th× kh«ng läc hÕt ®îc thµnh phÇn mét chiÒu mÆt kh¸c nÕu dïng tô lín qu¸ th× kh¶ n¨ng phãng n¹p sÏ chËm vµ sÏ kh«ng phï hîp víi tÝn hiÖu biÕn ®æi tøc thêi.
II.2. Ph¬ng ph¸p dïng TL 084.
1M
+12V
-12V
240
-12V
4,7M
S¬ ®å thuËt to¸n.
H×nh 3.8: S¬ ®å thuËt to¸n t¹o xung b»ng TL 084
Nguyªn lý t¹o xung.
TÝn hiÖu sin ®îc qua cÇu trë ®Ó ®a ®IÖn ¸p trung b×nh vÒ 0V, ®IÖn ¸p chuÈn dïng ®Ó so s¸nh trong IC lµ 0V. TÝn hiÖu xung ra lµ ± 12V.
NhËn xÐt
¦u ®IÓm: Cho xung ra víi møc ®IÖn ¸p cao.
Nhîc ®IÓm: CÇn nhiÒu linh kiÖn vµ ph¶I sö dông ba møc ®IÖn ¸p 0, -12, +12V.
III. xö lý tÝn hiÖu thuËn nghÞch.
§èi víi bé t¹o gãc, ta chØ cÇn lÊy mét tÝn hiÖu do chiÒu chuyÓn ®éng cña trôc bµn ®o theo mét chiÒu nhÊt ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh ®o. §èi víi bé phËn ®o dÞch chuyÓn dµI, ®Çu ®o lu«n tú trªn bÒ mÆt chi tiÕt do ®ã sÏ cã sù biÕn thiªn ®Çu ®o theo hai chiÒu trªn cïng mét ph¬ng ta gäi hai chiÒu chuyÓn dÞch ®ã lµ chiÒu thuËn vµ chiÒu nghÞch, mçi chiÒu dÞch chuyÓn ®îc quyÕt ®Þnh bëi mét ph«t«diod thu. Khi ®Æt c¶m biÕn thu b»ng hai ph«t«diod ta thu ®îc hai tÝn hiÖu sin tÝnh, hai tÝn hiÖu nµy lÖch nhau90 vÒ pha, cïng biªn ®é vµ chu kú.
T
0
t
V
Vtb
TÝn hiÖu 1
TÝn hiÖu 2
H×nh 3.9: Hai tÝn hiÖu sin lÖch pha nhau
T
TÝn hiÖu xung thø nhÊt
TÝn hiÖu xung thø hai
H×nh 3.10: Hai tÝn hiÖu xung lÖch pha nhau
Khi ®· cã hai tÝn hiÖu xung lÖch pha nhau, ta ph©n biÖt tin hiÖu thuËn va tÝn hiÖu nghÞch tríc khi ®a chóng vµo mét bé ®Õm thuËn nghÞch, tøc lµ bé ®Õm tù ®éng céng thªm hoÆc trõ bít lîng gia t¨ng ®êng dÞch chuyÓn tuú thuéc chiÒu ®Õm . Khi ®a tÝn hiÖu vµo mét bé ®Õm ( theo ph¬ng ph¸p ®Õm sên xung ) th× mçi lÇn cã sên xung ®I lªn, bé ®Õm sÏ nh¶y mét ®¬n vÞ . Tuú thuéc vµo chiÒu dÞch chuyÓn mµ gi¸ trÞ ®Õm sÏ t¨ng hoÆc gi¶m trong suèt qu¸ tr×nh ®o.
IV. Bé chØ thÞ b»ngLED 7 thanh.
IV.1.Nguyªn lý.
B§ X
GM
MH
Bé chØ thÞ sè
U vµo
H×nh 3.11: Qu¸ tr×nh ®Õm xung
TÝn hiÖu ®o sau khi khuyÕch ®¹I ®îc ®a vµo bé t¹o xung, biÕn ®æi xung sin thµnh xung vu«ng. Xung nµy ®îc ®a vµo bé n·o ho¸ råi ®a vµo bé gi¶I m· råi ®a ra bé hiÖn thÞ sè cho ta sè xung vu«ng. C¶ ba kh©u M· ho¸- gi¶I m·-hiÓn thÞ sè cÊu t¹o nªn bé chØ thÞ sè.
IV.2.M· sè.
M· sè lµ nh÷ng kÝ hiÖu vÒ mét tËp hîp sè, m· tõ tæ hîp cña c¸c kÝ hiÖu mµ ta cã thÓ ®äc ®îc bÊt k× sè nµo. Trong kÜ thuËt ta thêng sö dông m· c¬ sè 2 hoÆc m· c¬ sè 2-10.
IV.3.ThiÕt bÞ hiÖn sè.
C¸c thiÕt bÞ hiÖn sè quang häc kh¸c nhauvÝ dô nh c¸c bé hiÖn sè b»ng ®Ìn sîi ®èt, ®Ìn ®IÖn tÝch ( ®Ìn khÝ ), LED, tinh thÓ láng. Nhng phæ biÕn h¬n c¶ lµ c¸c bé hiÖn sè b»ng LED 7 thanh bëi v× chóng phï hîp víi c¸c vi m¹ch TTL vµ tin cËy h¬n c¶.
a
b
f
e
c
d
a
H×nh 3.12: CÊu t¹o cña LED 7 thanh
IV.4. Bé gi¶i m·.
Nh ta ®· nãi ë trªn th× trong c¸c thiÕt bÞ kÜ thuËt thêng sö dông m· c¬ sè 2 hoÆc m· c¬ sè 2-10. Nhng trong thùc tÕ ta chØ quen dïng m· c¬ sè 10 mµ
th«i. Do ®ã ®Ó ®äc ®îc th«ng tin ®o thÓ hiÖn ra bªn ngoµI ta ph¶I biÕn ®ái m· c¬ sè 2 hoÆc c¬ sè 2-10 vÒ c¬ sè 10. Tøc lµ thÓ hiÖn ra b»ng c¸c con sè cña hÖ ®Õm thËp ph©n do ®ã thiÕt bÞ lµm nhiÖm vô nµy ®îc gäi lµ bé gi¶I m·.
C¸c m¹ch gi¶I m· lµ mét hÖ t¹o hµm cã nhiÒu ®Çu vµo vµ nhiÒu ®Çu ra.
Bé gi¶i m· 7 thanh
H×nh 3.13: Qu¸ tr×nh gi¶i m·
C¸c ®Çu vµo Ai lµ c¸c ®Çu vµo ®Þa chØ.
Chøc n¨ng lµ øng víi mét tæ hîp m· ë ®Çu vµo th× cã mét hoÆc mét sè logic ®Çu ra b»ng “1” cßn l¹I lµ cã mc “0”.
B¶ng ch©n lý
Sè thËp ph©n
M· vµo BCD
Hµm ra
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
2
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
3
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
4
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
5
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
6
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
7
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
8
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
9
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
C¸c bé gi¶I m· 7 thanh ®îc chÕ t¹o díi d¹ng vi m¹ch kiÓu 4543B hoÆc SN74247 cã c¸c ®Çu ra hë cùc gãp. Nã ®îc dïng ®Ó ®IÒu khiÓn bé chØ thÞ LED cã chung anèt +5V ®Ó ®¶m b¶o dßng anèt mong muèn ( 5¸20 )mA th× ph¶I cÇn thªm 7 ®IÖn trë bªn ngoµI, gi¸ trÞ ®IÖn trë vµo kho¶ng ( 270¸560 )W
IV.5. S¬ ®å ch©n cña c¸c IC trong bé xö lÝ tÝn hiÖu.
16 15 14 13 12 11 10 9
+V cc g f e d c b a
1 2 3 4 5 6 7 8
L§ C B D A Ph Si -Vcc
4543B
14 13 12 11 10 9 8
+5v
in4+
in4-
out4
out3
in3+
in3-
in1-
in1+
out1
out2
in2
in2-
ov
1 2 3 4 5 6 7
14 13 12 11 10 9 8
out4
in4-
in4+
+12v
in3+
in3-
out3
out1-
in1-
in1+
12v
in2+
in2-
out2
1 2 3 4 5 6 7
14 13 12 11 10 9 8
out3
out4
ov
in4+
in4-
in3+
in3-
out1-
out1+
+5v
in2
in2
in4-
in4+
1 2 3 4 5 6 7
14 13 12 11 10 9 8
+5v
in4
out4
in5
out5
in6
out6
in4
out4
in2
out2
in3
out3
ov
1 2 3 4 5 6 7
TL 4011 BE
TL 084
TL 17339
CD 40106 BE
ch¬ng Iv
PhÇn mÒm ®o lêng vµ ®iÒu khiÓn trªn m¸y ®o
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Đo biên dạng chi tiết tròn.DOC