Mình Gặp Bế Tắc Rồi !!!!

[banana88]

Mình làm đề tài tốt nghiệp là thiết kế máy phát hiện được độ rung của trục động cơ quạt, nếu nó rung quá 0.05mm thì báo. Nhưng mình không cách nào chế được mạch phát hiện được đến con số 0.05mm. Nếu mua cảm biến đó thì 1000USD của omrom...hic!! hic. có bác nào có hướng gì, giúp đỡ mình với, không chắc mình không dám theo đuổi các đồ án này nữa quá !!!

[falleaf]

Đây là bài toán cân bằng động, nó không phải đo trực tiếp vào thiết bị đâu. Nó phải không qua một cơ cấu để xác định dao động cộng hưởng.

Cái này bạn hỏi cô Nhi ở trường BKHCM. Cô làm xong cái máy này rồi và đang bán với giá 100 - 200 triệu gì đó.

Chúc vui

[quocthai]

Bác có thể chế biến cảm biến được mà. Tất nhiên là phải chấp nhận sai số khá lớn. Mình sẽ xử lý lại trong mạch điện tử.

Các cảm biến rung có 2 loại đo vỏ và đo trục.

Bác nên làm loại đo vỏ, vì dễ làm hơn.
Nó bao gồm một ống dây lắp cố định với vỏ cảm biến. Lõi là 1 nam châm vĩnh cửu treo lơ lửng bằng 1 số lò xo, và ngâm trong dầu.

Khi áp cảm biến vào vỏ động cơ chỗ gần với vòng bi, vỏ của cảm biến sẽ rung theo độ rung của vỏ động cơ. lõi thép vì khối lượng lớn nên sẽ có khuynh hướng đứng yên chỗ.

Tín hiệu ra sẽ tỷ lệ với vận tốc rung. Bác muốn có biên độ rung thì ráp thêm 1 mạch tích phân.

Các máy đo độ rung thường có các thang đo khác nhau: velocity: đo vận tốc rung, mạch khuếch đại tỷ lệ. Displacement: đo biên độ rung, còn gọi là velocity integrated (tích phân vận tốc), mạch khuếch đại tích phân. Ngoài ra nếu có thang đo gia tốc rung (acceleration) thì có thêm mạch khuếch đại vi phân.

Thông thường các cảm biến trên thị trường thường ghi độ nhạy như 500mV/inch/giây, dải tần từ 10 đến 500Hz (ứng với tốc độ động cơ từ 600 v/p đến 30000v/p. Bạn dựa vào những thông số đó để tính toán.

Khi chế cảm biến, bạn nên tìm ai có máy đo chuẩn, để đo cùng một vị trí và so sánh.

[quocthai]

Với độ nhạy của cảm biến như trên, và dùng mạch khuếch đại tích phân dùng opamp, bạn có thể phát hiện ra độ rung cỡ vài micron.

[banana88]

Mình nghe nói Load cell hoặc cảm biến tiệm cận cũng có thể phát hiện được độ dịch chuyển của vật, có đúng vậy không mấy bác!? Nếu đúng thì 2 lọai cảm biến đó có thể phát hiện được đến con số 0,05mm hay ko vậy. Rất mong được câu trả lời !!! Thank's alot!!!

[kami]

Mình nghe nói Load cell hoặc cảm biến tiệm cận cũng có thể phát hiện được độ dịch chuyển của vật, có đúng vậy không mấy bác!? Nếu đúng thì 2 lọai cảm biến đó có thể phát hiện được đến con số 0,05mm hay ko vậy. Rất mong được câu trả lời !!! Thank's alot!!!

Có! Cả hai thứ này đều làm được, nhưng:
* với Loadcell : có thể phát hiện được vật có độ dịch chuyển đến mcromet với offset là dưới 10 mV( tùy loại, đọc thêm datasheet của nó) Và chủ yếu chỉ áp dụng cho các vật chuyển động tịnh tiến hoặc dao động với tần số cực thấp. Mục đích chính : chế tạo cân điện tử.
* Với cảm biến tiệp cận thì độ nhạy quá thấp ( sai số lớn ), diện tiếp xúc phải đủ lớn và cũng chỉ thường áp dụng với các vật chuyển động tịnh tiến hoặc dao động với tần số thấp trong công nghiệp.

Nói chung 2 cái này áp dụng vào bài toán của bạn là ko thể !

[sensorman]

Thử tham khảo? theo nguyên lí của cảm điến áp điện (piezoelectric), trên cở sỏ hiệu ứng áp điện thuận, nếu phần tử áp điện của bạn chịu lực tác động biến thiên thì trên 2 bề mặt của phần tử xuất hiện các điện tích trái dấu. Vậy độ lớn điện tích này sẻ tỷ lệ với lực tác động (biên độ rung).
Hiện tại phần tử áp điện có bán sẳn khá nhiều và giá cả hợp lí!
Đề xuất tham khảo mua 1 phần tử áp điện, gắn cảm biến vào 1 trục cố định, đầu kia của cảm biến tỳ vào trục cần đo độ rung, ban đầu khi động cơ chưa hoạt động thì tín hiệu ra của cảm biến =0, khi động cơ hoạt động, trục động cơ rung sẻ tác động vào cảm biến và đầu ra xuất hiện điện áp.Điện áp này tỷ lệ với biên độ rung.
Hiện tại trên thế giới để đo độ rung cơ của các phần tử phức tạp, hoặc các cơ cấu trong ô tô, người ta đã sử dụng nhiều các VI Cảm biến áp điện (piezoelectric sensor được sản xuất theo công nghệ Nano).Tuy nhiên trong trường hợp của bạn mình chỉ gợi ý để tham khảo thêm thôi!
Đánh giá!
- Khó khăn thứ nhất do độ rung của bạn có biên độ cực bé, đòi hỏi phần tử áp điện của bạn phải có độ nhạy cao, khi chọn áp điện bạn nên chọn loại có độ nhạy cao.
- Tín hiệu ra của bạn là dạng điện áp (hoặc điện tích) khá bé, vì vậy bạn thiết kế mạch đo và khuyếch đại cần có hệ số khuếch đại lớn, đường truyền cách li và chống nhiểu tốt. Tất nhiên không thể bỏ qua sự khó khăn nếu đặc tính cảm biến là phi tuyến.
- nên chăng? chọn 1 cảm biến áp điện thông minh đã có mạch chuẩn hoá bên trong, tín hiệu ra có thể là dòng (4-20mA hoặc 0-10V) , nhưng giá thành sẻ tăng cao, tuy nhiên phần mạch đo ngoài của bạn sẻ thiết kế đơn giản hơn.
tất cả ý tưởng mình chỉ phân tích trên cơ sở lý thuyết! Chúc bạn thành công!

[cô nhóc]

Nếu muốn có phần tử áp điện rẻ tiền, anh thử dùng cái mcro tinh thể.
Nhưng Nhóc chưa biết Micro tinh thể này tín hiệu ra sẽ tỷ lệ với biên độ rung hay vận tốc rung. Nếu tỷ lệ với vận tốc rung, anh vẫn phải dùng mạch tích phân như anh Cuội Thái nói.

Tuy nhiên việc áp vào trục để đo cần phải quan tâm đến vấn đề mài mòn.

Các máy đời cũ, người ta đo trục. Có một thanh nối xuyên qua ổ trục, tiếp xúc với trục. Đầu tiếp xúc này luôn được ngâm trong dầu bôi trơn để tránh mài mòn. Độ rung động của trục được truyền ra ngoài, và cảm biến được đặt trên đầu phía ngoài của thanh truyền động này.

Cách này cho ra tín hiệu khá lớn, nhưng dễ có sai số. Nếu bề mặc trục bị trầy sướt, sẽ gây sai số. Nếu lò xo ép không đủ lực căng, thì quán tính của cảm biế sẽ làm cho cảm biến không phản ánh trung thực độ rung của trục. Áp lực dầu bôi trơn lớn quá hoặc không đồng nhất sẽ tạo ra rung động nhiễu.

Vì thế hiện nay người ta ít đo độ rung theo kiểu đo trục như thế này, mà chuyển sang đo vỏ. Có lẽ Nhà máy Nhiệt điện Trà Nóc và Nhà máy Nhiệt điện Thủ Đức (chỗ anh Cuội Thái) còn vài máy dùng hệ thống đo trục. Đề nghị anh cho ý kiến.

Và cũng ngày xưa, người ta quan tâm nhiều đến biên độ rung. Trong khi bây giờ, người ta lại đặt vấn đề vận tốc rung. Vì thế ngày xưa, các mạch khuếch đại thường phải là khuếch đại tích phân. Bây giờ người ta dùng các mạch khuếch đại tỷ lệ.

[cô nhóc]

Ngoài ra có một vấn đề có liên quan đến độ rung, đó là đo vị trí tương đối của trục theo thời gian thực. Anh hãy tham khảo bài viết này:

http://www.hiendaihoa.com/forum/showthread.php?t=322

Tiện đây, Nhóc gởi tặng các anh một sơ đồ máy đo độ rung cầm tay của Mỹ, với các thang đo Displacement ( mill *) và velocity (Inch/sec). Sơ đồ này hôm trứoc xin được của anh Cuội Thái.

* 1 mill = 1/1000 inch.

[taolao]

Mình làm đề tài tốt nghiệp là thiết kế máy phát hiện được độ rung của trục động cơ quạt, nếu nó rung quá 0.05mm thì báo. Nhưng mình không cách nào chế được mạch phát hiện được đến con số 0.05mm. Nếu mua cảm biến đó thì 1000USD của omrom...hic!! hic. có bác nào có hướng gì, giúp đỡ mình với, không chắc mình không dám theo đuổi các đồ án này nữa quá !!!

Tự chế thiết bị đo displacement cỡ 0.05mm không dễ đâu.
Bác nên hỏi thầy hướng dẫn. Nhiệm vụ của thầy hướng dẫn là định hướng cho SV làm. Thầy có hướng làm thì mới ra đề tài cho SV làm chứ.

[banana88]

Thử tham khảo? theo nguyên lí của cảm điến áp điện (piezoelectric), trên cở sỏ hiệu ứng áp điện thuận, nếu phần tử áp điện của bạn chịu lực tác động biến thiên thì trên 2 bề mặt của phần tử xuất hiện các điện tích trái dấu. Vậy độ lớn điện tích này sẻ tỷ lệ với lực tác động (biên độ rung).
Hiện tại phần tử áp điện có bán sẳn khá nhiều và giá cả hợp lí!
Đề xuất tham khảo mua 1 phần tử áp điện, gắn cảm biến vào 1 trục cố định, đầu kia của cảm biến tỳ vào trục cần đo độ rung, ban đầu khi động cơ chưa hoạt động thì tín hiệu ra của cảm biến =0, khi động cơ hoạt động, trục động cơ rung sẻ tác động vào cảm biến và đầu ra xuất hiện điện áp.Điện áp này tỷ lệ với biên độ rung.
Hiện tại trên thế giới để đo độ rung cơ của các phần tử phức tạp, hoặc các cơ cấu trong ô tô, người ta đã sử dụng nhiều các VI Cảm biến áp điện (piezoelectric sensor được sản xuất theo công nghệ Nano).Tuy nhiên trong trường hợp của bạn mình chỉ gợi ý để tham khảo thêm thôi!
Đánh giá!
- Khó khăn thứ nhất do độ rung của bạn có biên độ cực bé, đòi hỏi phần tử áp điện của bạn phải có độ nhạy cao, khi chọn áp điện bạn nên chọn loại có độ nhạy cao.
- Tín hiệu ra của bạn là dạng điện áp (hoặc điện tích) khá bé, vì vậy bạn thiết kế mạch đo và khuyếch đại cần có hệ số khuếch đại lớn, đường truyền cách li và chống nhiểu tốt. Tất nhiên không thể bỏ qua sự khó khăn nếu đặc tính cảm biến là phi tuyến.
- nên chăng? chọn 1 cảm biến áp điện thông minh đã có mạch chuẩn hoá bên trong, tín hiệu ra có thể là dòng (4-20mA hoặc 0-10V) , nhưng giá thành sẻ tăng cao, tuy nhiên phần mạch đo ngoài của bạn sẻ thiết kế đơn giản hơn.
tất cả ý tưởng mình chỉ phân tích trên cơ sở lý thuyết! Chúc bạn thành công!

- Thật không ngờ, thật là cám ơn Anh nhiều lắm, Anh đã chỉ ra cho em một hướng đi mới, cái luận án của em không cần phải làm mô hình đo chính xác đến 0.05mm, nhưng em phải đưa ra giải pháp và giải quyết cái vấn đề đó trong đề tài. Hic !! Anh có thể chỉ rõ thêm cho em dược ko!, vi' dụ như các phần tử áp điện có bán ở đâu, giá bao nhiêu, mạch nguyên lý như thế nào! Em có nghe nói đến "cảm biến áp điện", nhưng tài liệu về nó em lại không có nhiều. Mong tin Anh!!

[QUANGKIM]

Theo tôi bạn có thể dùng ngay cái đầu tết của máy quay đĩa làm phần tử áp điện .Có thể thế này chăng :cố định chặt moto ,đầu tết gắn vào bộ dưỡng có thể dịch chuyển cỡ chính xác 0,05mm (kiểu như panme ấy)

[caniggia]

piezo hình như Quế dương có bán đó bạn hồi trước làm project Dynamic Balance thấy QD có rao cặp piezo (cỡ 200k /1 cặp ah )
Đề tài của bạn cũng như máy đo độ mất cân băng động thui nhưng mà dễ hơn chỉ cần 1 cặp piezo , bắt áp lên trục đỡ của rotor quay dùng hay amp sig Piezo sensor là Ok ! nhưng chưa đến mức phải xác định phần nào trên phôi mất cân bằng ---> rung để lấy bớt Tham khào qua project nè
Dynamic balance Turbo

[mrgiang99]

Cho mình hỏi, cái piezo đó nó áp vào trục dc thì có bị tiếng ồn trong động cơ ảnh hưởng không?