RealEDU.

1. 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
Họ và tên : Nguyễn Công Trung
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG
HỆ THỐNG KIỂM ĐỊNH CÂN BĂNG TẢI
Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
ĐO LƢỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
NGƢỜI HƢỚNG DẪN
1. PGS. TS. NGUYỄN QUỐC CƢỜNG
Hà Nội – Năm 2015

2. 2
MỤC LỤC
Lời cam đoan..................................................................................................... 4
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt............................................................. 5
Danh mục các bảng ........................................................................................... 6
Danh mục các hình vẽ ....................................................................................... 7
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................... 9
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂN BĂNG TẢI, CÁC YÊU CẦU
KỸ THUẬT, YÊU CẦU ĐO LƢỜNG CÂN BĂNG TẢI. ............................ 11
1.1.Giới thiệu chung về cân băng tải: ......................................................... 11
1.2.Yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu đo lƣờng của cân băng tải....................... 15
1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật............................................................................ 15
1.2.2. Yêu cầu đo lƣờng .......................................................................... 16
1.2.3. Thực hiện kiểm định .....................................................................18
1.3. Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống kiểm định cân băng tải .......................19
CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG KIỂM ĐỊNH CÂN
BĂNG TẢI......................................................................................................21
2.1 Cơ sở thiết kế: .......................................................................................21
2.2. Thiết kế chung:..................................................................................... 23
CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG ............ 28
3.1. Thiết kế thiết bị đo dịch chuyển băng tải:............................................ 28
3.1.1. Thiết kế phần cơ khí :....................................................................28
3.1.2. Thiết kế phần điện :.......................................................................29
3.1. 2.1. Thiết kế phần điện các khối chứng năng: .............................30
3.1.2.2 Thiết kế tổng quan phần điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển
băng tải................................................................................................ 34
3.2. Thiết kế phần cứng thiết bị chụp hình màn hình chỉ thị: .....................36

3. 3
CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN MỀM .............. 39
4.1. Thiết kế hệ thống phần mềm thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải
.....................................................................................................................39
4.2. Thiết kế hệ thống phần mềm thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị.........44
CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ .....................................................46
5.1 Kết quả : ................................................................................................46
5.2. Ƣớc lƣợng độ không đảm bảo đo.........................................................50
5.2.1.Ƣớc lƣợng độ không đảm bảo đo phép đo dịch chuyển băng tải ......50
5.2.2. Độ không đảm bảo đo do sự chênh lệch thời gian chụp ảnh tại hai
thời điểm “Start” và “Stop”.........................................................................52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................56
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 58
PHỤ LỤC........................................................................................................ 59

4. 4
Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không
trùng lặp với các đề tài khác.
Tác giả luận văn ký tên

5. 5
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
ĐLVN: Đo lƣờng Việt Nam
RTC: Khối thời gian thực (Real time clock)
MCU: Khối vi điều khiển (Micro Control Unit)
mpe: sai số lớn nhất cho phép (g, kg, tấn)
∑min : là tải trọng tổng nhỏ nhất tính bằng đơn vị đo khối lƣợng, mà dƣới nó, cân có
sai số tƣơng đối sẽ lớn.
Qmax : là năng suất lớn nhất tƣơng ứng với mức cân lớn nhất (của cơ cấu cân) và tốc
độ lớn nhất của băng.
Qmin: là năng suất nhỏ nhất mà trên đó kết quả cân phù hợp với yêu cầu của quy
trình ĐLVN 03 băng tải – quy trình kiểm định.
- Cân
GCN: Giấy chứng nhận
ĐKĐBĐ : Độ không đảm bảo đo

6. 6
Danh mục các bảng
Bảng 1 Sai số lớn nhất cho phép của cân băng tải [1] ..................................16
Bảng 2 Bảng kết quả đo thời gian chụp ảnh của hệ thống............................. 54
Bảng 3 Bảng tổng hợp các thành phần độ không đảm bảo đo....................... 55

7. 7
Danh mục các hình vẽ
Hình 1. 1 Một số hình ảnh về cân băng tải tại nhà máy Dap2 tại Lào Cai..... 12
Hình 1. 2 Hình ảnh một giƣờng cân, và con lăn (màu xanh)[5]..................... 13
Hình 2. 1 Sơ đồ khối hệ thống kiểm định cân băng tải...................................21
Hình 2. 2 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn LM2576...........................................24
Hình 3. 2 Mô hình 3D phần cơ khí .................................................................28
Hình 3. 3 Sơ đồ khối thiết bị đo dịch chuyển băng tải.................................... 29
Hình 3. 4 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn ...........................................................30
Hình 3. 5 Sơ đồ chân kết nối cảm biến từ và encoder với Vi điều khiển ....... 31
Hình 3. 6 Sơ đồ kết nối màn hình hiển thị ...................................................... 31
Hình 3. 7 Sơ đồ kết nối MCU ......................................................................... 32
Hình 3. 8 Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím ......................................................33
Hình 3. 9 Sơ đồ nguyên lý khối RTC..............................................................33
Hình3. 10 Sơ đồ nguyên lý mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng
tải.....................................................................................................................34
Hình 3. 11. Sơ đồ mạch in mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng
tải.....................................................................................................................34
Hình 3. 12 Sơ đồ 3D mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng
tải.(Top layer).................................................................................................. 35
Hình 3. 13 Sơ đồ khối thiết bị chụp ảnh màn hình (sử dụng camera điện thoại)
......................................................................................................................... 36
Hình 3. 14 Sơ đồ nguyên lý mạch điện thiết bị chụp hình chỉ thị ..................37
Hình 3. 15 Sơ đồ mạch in thiết bị chụp hình chỉ thị ....................................... 38
Hình 3. 16 Sơ đồ 3D mạch điện thiết bị chụp hình chỉ thị ............................. 38

8. 8
Hình 4. 1 Sơ đồ khối chức năng phần mềm thiết bị đo chiều dài dịch chuyển
băng tải ............................................................................................................ 39
Hình 4. 2 Sơ đồ cây hiển thị LCD...................................................................42
Hình 4. 3 Sơ đồ khối chức năng phầm mềm thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị
......................................................................................................................... 44
Hình 5. 1 Những hình ảnh thực tế thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải 47
Hình 5. 2 Hình ảnh thực tế mạch điện thiết bị chụp ảnh màn hình định lƣợng.
......................................................................................................................... 48
Hình 5. 3 Mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải ....................49
Hình 5. 4 Hình ảnh lắp đặt ngoài hiện trƣờng.................................................50

9. 9
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, đất nƣớc ta vẫn đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại
hóa và đi đôi với tốc độ phát triển công nghiệp luôn ở mức cao, Đảng và nhà
nó là
nƣớc cũng đã có những chính sách thu hút đầu tƣ vốn nƣớc ngoài, gần đây nhất dự
án K VSIP Singapore
hu công nghiệp Nghệ An (Việt Nam – ) mới đƣợc đƣa vào
khởi công xây dựng tháng 09/2015… Cùng với sự phát triển của các công ty đa
đó
quốc gia nhƣ Samsung của Hàn Quốc… Và đi đôi với sự phát triển công
Công ty
nghiệp không thể thiếu “Đo lƣờng”. Đo lƣờng tham gia vào mọi hoạt động xã
thì
hội và diễn ra hằng ngày mọi lúc mọi nơi . Đo lƣờng đảm bảo cho quá trình đo đƣợc
thống nhất và về các phƣơng pháp nhằm đạt đƣợc độ chính xác yêu cầu. Đo lƣờng
đóng vai trò to lớn trong việc xây dựng phƣơng pháp và thiết bị đo và giải quyết
hầu hết các bài toán đặt ra của kỹ thuật đo lƣờng phục vụ cho các bài toán thiết kế
,
hay chế tạo hay xây dựng các quy trình sản xuất Và tất yếu, các thiết bị cân đo đong
.
đếm (thiết bị đo lƣờng) luôn luôn cần thiết và sử dụng rất nhiều trong các quy trình
sản xuất, quy trình kiểm tra chất lƣợng sản phẩm hàng hóa . Nhƣ chúng ta đã biết,
..
Khối lƣợng là một trong bảy đơn vị cơ bản trong hệ SI. Trong đời sống xã hội, phép
cân thƣơng mạ diễn ra hằng ngày cùng với sự phát triển của kinh tế, phép cân
i cũng
đƣợc thực hiện trong quá trình sản xuất để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của sản
phẩm… Qua đó, ta thấy đƣợc rằng phép cân có ý nghĩa vô cùng to lớn trong xã hội.
Và trong khuôn khổ đề tài này, tôi chỉ đề cập tới lĩnh vực mà tôi hiện đang công tác
là lĩnh vực Đo lƣờng Khối Lƣợng, cụ thể hơn về một loại cân đó là hệ thống cân
băng tải định lƣợng.
Cân băng sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nhƣng việc định lƣợng qua
cân băng tải hay không? Cân băng tải đang đƣợc sử dụng tại một nhà
có chính xác
máy nào đó liệu có đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu đo lƣờng theo văn bản đo
lƣờng pháp quy của nhà nƣớc hay không? Và phƣơng pháp đánh giá đang thực hiện
có sử dụng đồng hồ bấm giây, thƣớc cuộn bộc lộ nhiều hạn chế sẽ đƣợc trình bày

10. 10
trong phần sau. Từ những lý o trên, tôi đã chọn đề tài : ghiên cứu xây dựng hệ
d N và
thống kiểm định cân băng tải.
Hệ thống kiểm định cân băng tải sử dụng xích chuẩn đã có từ lâu, và dựa
rất
theo các văn bản đo lƣờng pháp quy của nhà nƣớc. Năm 1998, Tổng cục tiêu chuẩn
đo lƣờng chất lƣợng đã cho ra đời văn bản đo lƣờng pháp quy ĐLVN 03:1998 “Quy
trình kiểm định cân băng tải”. Năm 2009, Tổng cục đo lƣờng chất lƣợng ban hành
văn bản pháp quy ĐLVN 03:2009 “Quy trình kiểm định cân băng tải” và đƣợc áp
dụng từ năm 2009 tới nay…
Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm nâng cao độ chính xác trong việc
đánh giá yêu cầu lƣờng, yêu cầu kỹ thuật của cân băng tải dựa trên văn bản đo
đo
lƣờng pháp quy hiện hành ĐLVN 03 – Cân băng tải – y trình kiểm định,khắc
qu
phục các hạn chế của ƣơng pháp đang đƣợc thực hiện có sử dụng đồng hồ bấm
ph
giây, thƣớc mét, xích chuẩn nhằm cải tiến phép kiểm định cân băng tải. Đối tƣợng
nghiên cứu trong luận văn là cân băng tải hay cân băng định lượng cấp chính xác
0,5 là cân băng tải có cấp chính xác cao nhất.
Đề tài nhằm mục đích Nghiên cứu và xây dựng một thiết bị đo dịch chuyển
băng tải và và một thiết bị tự động chụp chỉ thị tại hai thời điểm bắt đầu –
màn hình
“Start” và kết thúc – “Stop” của mỗi chu trình đo, từ đó đánh giá sai số cân băng
tải qua sự sai khác giữa khối lƣợng chỉ thị thực tế chạy qua băng tải và khối lƣợng
I
tính toán M. Từ đó hệ thống cung cấp những thông số quan trọng trong việc hiệu
chỉnh lại các thông số của cân băng tải nhƣ: chiều dài dịch chuyển băng tải trong số
nguyên lần vòng băng (m), thời gian chạy hết số nguyên lần vòng băng tải đó (s)...
Trong luận văn này, tôi sử dụng phƣơng pháp phân tích, tổng hợp và so sánh là
phƣơng pháp nghiên cứu.

11. 11
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂN BĂNG , CÁC YÊU CẦU
TẢI
KỸ THUẬT, YÊU CẦU ĐO LƢỜNG CÂN BĂNG TẢI.
1.1.Giới thiệu chung cân băng tải
về :
Hệ thống cân băng định lƣợng là một trong các hệ thống có vai trò rất quan
trọng trong các dây truyền sản xuất trong công nghiệp, thƣơng mại. Các quá trình
công nghệ nói chung đều đi từ xử lý các nguyên liệu thô ban đầu để tạo ra các thành
phẩm. Vậy phải làm thế nào để định lƣợng đƣợc khối lƣợng nguyên liệu đầu vào
một cách chính xác và để cho ra đời các sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lƣợng với chi
phí sản xuất thấp nhất? Trong các nhà máy, xí nghiệp mọi công đoạn xử lý nguyên
liệu đều cần đƣợc định lƣợng, từ các lĩnh vực đơn giản nhƣ đƣa ra một khối lƣợng
nguyên liệu đầu vào để sản xuất đến các công việc phức tạp nhƣ sử dụng trong
thƣơng mại để buôn bán, trao đổi. Vai trò của việc cân định lƣợng là không thể
thiếu trong các hệ thống tự động hóa nhƣ: trong các nhà máy xi măng, nhà máy
nhiệt điện…Hệ thống cân băng tải tham gia vào quá trình sản xuất xi măng bao
gồm: cân đo các nguyên liệu cho máy nghiền nguyên liệu theo các tỷ lệ, thành phần
và năng suất đặt trƣớc, cung cấp nhiên liệu để đốt đảm bảo lƣu lƣợng sao cho phù
hợp với các điều kiện trƣớc, trong và sau lò lung… Ngoài ra hệ thống cân băng định
lƣợng còn cân đo các nguyên liệu nhƣ than, thạch cao… cho các máy nghiện
clanhke, nghiền than, máy đống bao, máy sản xuất gạch men…. [3]

12. 12
Hình 1. 1 Một số hình ảnh về cân băng tải tại nhà máy Dap2 tại Lào Cai
(Cân băng tải của SI – sử dụng đầu chỉ thị BW500
EMENS )
Cân băng tải cấp liệu thƣờng đƣợc sử dụng để giám sát khối lƣợng nguyên
liệu cấp cho một đầu vào dây truyền sản xuất hay đầu ra trong buôn bán, thƣơng
mại. Cân băng tải thông thƣờng trƣớc khi sử dụng để xuất, nhập hàng hay nguyên
vật liệu đều phải đƣợc kiểm định của cơ quan có thẩm quyền với độ chính xác theo
phê duyệt mẫu của cân băng tải.
Cấu trúc của một hệ cân băng tải bao gồm những thành phần chính sau:
- Khung cân (hay giƣờng cân) và con lăn: Trong hệ thống cân băng tải một đoạn
băng tải (thƣờng dài từ 2 5m) cả giƣờng cân, con lăn và băng tải nguyên liệu
-
đƣợc đặt trên loadcell.

13. 13
Hình 1. 2 Hình ảnh một giƣờng cân, và con lăn (màu xanh)[5]
- Khối đo năng suất bao gồm: cảm biến loadcell, bộ tích phân, và cảm biến tốc
độ, động cơ, biến tần, khối điều khiển quá trình…
+ Bộ điều khiển trung tâm PLC với các module mở rộng analog vào/ra để
nhận tín hiệu từ cảm biến trọng lƣợng loadcell và xuất điều khiển biến tần
thay đổi tốc độ động cơ.
+ Biến tần: Biến tần sử dụng phƣơng pháp điều khiển vecto từ thông, thực
hiện các lệnh điều khiển của máy tính thông qua PLC hoặc trực tiếp từ
PLC. Biến tần cũng nhận tín hiệu phản hồi tốc độ động cơ để thực hiện
tính toán các thông số của luật điều khiển PID (kp, ki, kd) nhằm điều khiển
tốc độ động cơ tiến đến giá trị tốc độ đặt.

14. 14
+ Động cơ: Động cơ không đồng bộ ba pha dùng truyền động chính cho
băng tải.
+ Hộp số: Đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động giữa động cơ với
băng tải và các con lăn. Nó là một tổ hợp biệt lập gồm các bộ phận truyền
bánh răng hay trục vít để giảm số vòng quay và truyền công suất đến các
cơ cấu chấp hành.
+ Loadcell là loại cảm biến trọng lƣợng đặc biệt chống rung chuyên sử
dụng trong cân băng và dùng để đo khối lƣợng tức thời của nguyên liệu
cân băng.
+ Thiết bị hiển thị trọng lƣợng (đầu cân) dùng để hiển thị khối lƣợng tức
thời trên băng, đồng thời để đối chiếu với giá trị hiển thị trên máy tính và
sử dụng để tham khảo trong trƣờng hợp điều khiển bằng tay.
các
+ Encoder dùng để đo vận tốc quay của con lăn chính của băng tải cấp liệu
( là con lăn chủ động gắn với động cơ), từ đó bộ điều khiển trung tâm tính
toán ra đƣợc vận tốc dài của băng để điều khiển biến tần giữ cho băng chạy
với tốc độ cài đặt và hiển thị lên màn hình chỉ thị.
+ Ngoài ra hệ thống cân băng tải còn có thể có cơ cấu căng băng để đảm
bảo độ căng mặt băng trong vận hành…
- Khối giao diện ngƣời – máy gồm: máy tính và phần mềm…
- Nguyên lý hoạt động chung của cân băng:
Khi hệ thống khởi động, các cảm biến tốc độ sẽ đƣa về PLC các thông số vận
tốc dài của băng v (m/s), cảm biến loadcell sẽ đƣa về PLC thông số trọng lƣợng trên
một đơn vị dài của cân băng CPU sẽ thực hiện tính toán cho ra kết quả
q ( kg/m),
lƣu lƣợng hiện thời của cân băng Q_tức_thời (kg/s). Sử dụng thuật toán điều khiển
PID vòng kín so sánh kết quả với giá trị đặt , CPU sẽ điều khiển biến tần thay đổi
tốc độ động cơ dẫn đến thay đổi vận tốc dài của băng và thay đổi lƣu lƣợng qua
băng tải gần với giá trị đặt.

15. 15
1.2.Yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu đo lƣờng của cân băng tải
-
Dựa theo ĐLVN 03 Cân băng tải quy trình kiểm định
- Phạm vi áp dụng: áp dụng trong quy trình kiểm định ban đầu, kiểm định định kỳ,
kiểm định bất thƣờng đối với cân băng tải có năng suất cân lớn nhất đến 1500 t/h,
cấp chính xác 0,5; 1; 2.
1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật
Phải kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây: [1]
a) Kiểm tra dàn băng tải:
- Dàn băng tải lắp cân tốt nhất đặt nằm ngang( không cho phép dàn băng ngiêng
quá 20°, các con lăn trên dàn băng chạy êm, không đảo.
- Băng tải phải có cơ cấu căng băng đảm bảo lực căng băng không đổi, không gây
trƣợt băng, chỗ nối băng phẳng, không gây rung động.
- Chiều dài khai triển S của băng không đƣợc lớn hơn một trong hai giá trị sau:
Chiều dài dịch chuyển của 1 điểm bất kỳ trên băng trong 1,5 phút ở tốc độ danh
nghĩa thấp nhất của băng hoặc 100m.
- Bộ phận cấp liệu đặt xa giƣờng cân, tránh rung động.
- Con lăn đầu đo tốc độ băng luôn bám sát băng, khi chạy không bị trƣợt.
b) Bộ phận tiếp nhận tải:
- Với cân băng tải cả giàn băng: Bộ phận nhận tải phải có kết cấu và đƣợc lắp đặt
chắc chắn. Vật liệu cân phải đƣợc cấp vào cân tại điểm tựa của đòn tải.
- Với cân băng tải có giƣờng cân:
o Giƣờng cân đƣợc lắp chắc chắn, cố định đảm bảo chiều dài cân của
giƣờng không thay đổi trong suốt quá trình cân hoạt động.
o Các con lăn trên giƣờng cân tiếp xúc đều với băng, khi băng chạy
không đảo lệch tâm, không kẹt, gây trƣợt băng.
c) Bộ phận chỉ thị:
- Chỉ thị “0”: Khối lƣợng của băng đƣợc cân bằng thông qua cơ cấu đặt “0” và
chỉ thị ổn định số chỉ sau mỗi vòng băng khép kín

16. 16
- Chỉ thị tổng: Bộ chỉ thị và in số liệu phải hoạt động tin cậy, không nhầm lẫn giá
trị chỉ thị.
1.2.2. Yêu cầu đo lƣờng
a) Sai số lớn nhất cho phép mpe:[1]
- Tại điểm “0”: mpe của chỉ thị “0” sau một vòng kín làm việc của băng ở chế độ
không tải, không đƣợc lớn hơn.
0,025% Qmax. t đối với cân cấp chính xác 0,5
0,05% Qmax. t đối với cân cấp chính xác 1
0,1% Qmax. t đối với cân cấp chính xác 2
t- là thời gian chạy hết 1 vòng băng.
- Tại các mức tải: (chỉ áp dụng cho các mức tải ứng với năng suất cân từ 20%Qmax
đến Qmax).
Khi kiểm định bằng vật liệu cân: mpe đƣợc quy định trong bảng 1
Khi kiểm định mô phỏng: mpe lấy bằng 0,7 giá trị quy định trong bảng 1
Chế độ kiểm định
Sai số cho phép tính theo %
Cấp cx 0,5 Cấp cx 1 Cấp cx 2
Kiểm định ban đầu, định kỳ 0,25 0,5 1
Kiểm định bất thƣờng 0,5 1 2
Bảng Sai số lớn nhất cho phép của cân băng tải
1 [1]
b) Độ động của chỉ thị tổng
- Tại điểm “0”: Kiểm tra trong vòng 03 phút, khi đƣa vào cơ cấu nhận tải của cân
một gia trọng có trị số dƣới đây, chỉ thị “0” của cân phải thay đổi rõ rệt.
0,05 % Max đối với cân cấp chính xác 0,5
0,1 % Max đối với cân cấp chính xác 1
0,2 % Max đối với cân cấp chính xác 2
- Tại các mức tải: Tại mức tải bất kỳ, chênh lệch giữa 2 chỉ thị, nhận đƣợc từ hai
tải trọng chênh nhau một lƣợng bằng mpe, ít nhất phải bằng ½ của hiệu số của
hai giá trị tải trọng tổng tính toán tƣơng ứng.

17. 17
c) Độ lặp lại
Chênh lệch giữa 3 kết quả cân cùng một tải trọng khi đặt lên cơ cấu nhận tải,
trong cùng một điều kiện, không đƣợc lớn hơn 0,7 trị số mpe nêu trong bảng
1 trên.
d) Yêu cầu về giá trị nhỏ nhất của tải trọng tổng nhỏ nhất ∑min và khối lƣợng vật
liệu cân nhỏ nhất khi kiểm bằng vật liệu cân.
- Tải trọng tổng nhỏ nhất ∑min của cân không đƣợc nhỏ hơn giá trị lớn nhất trong
3 giá trị sau đây:
o2% ∑max
oTải trọng nhận đƣợc sau một vòng băng ở năng suất lớn nhất Qmax
oTải trọng tƣơng ứng với số lƣợng độ chia tổng sau đây:
800d đối với cân cấp chính xác 0,5
400d đối với cân cấp chính xác 1
200d đối với cân cấp chính xác 2
- Khi kiểm định bằng vật liệu cân, khối lƣợng vật liệu cân cần thiết để kiểm định
không đƣợc nhỏ hơn giá trị tải trọng tổng nhỏ nhất ∑min nêu tại mục trên.
e) Yêu cầu về mức tải kiểm định.
Kiểm định mô phỏng cũng nhƣ kiểm định bằng vật liệu cân phải đƣợc thực
hiện ít nhất tại 2 mức tải tƣơng ứng với (40% đến 50%) và (80% đến 100%)
năng suất lớn nhất Qmax của cân.

18. 18
1.2.3. Thực hiện kiểm định
a) Phƣơng tiện kiểm định sử dụng: [1]
- Các quả cân xác định sai số, độ động (1 – cấp chính xác M1.
-500)g, 1kg, 2kg
- Thanh chuẩn hay xích chuẩn – cấp chính xác M2 tƣơng ứng với năng suất
40%Qmax và 80%Qmax của cân.
- Thƣớc dây hoặc thiết bị đo dài chuyên dụng , có chiều dài L=50m; d=1mm.
- Đồng hồ bấm giây có độ chia d=0,2s.
b [1]
) Phƣơng pháp mô phỏng:
- Chuẩn bị:
+ Cho băng chạy ở tốc độ kiểm định không ít hơn 20 phút.
+ Dùng thƣớc cuộn đo chiều dài khai triển S của băng.
+ Đánh dấu lên băng, cho băng chạy, dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian “t”
chạy hết một vòng băng. Thực hiện đo 3 lần, lấy giá trị trung bình ttb.
+ Tính toán xác định trị số gia trọng để thử động, các mức cân sẽ kiểm và
các trị số phải chỉ thị theo tính toán và sai số cho phép theo yêu cầu bảng 1.
- Kiểm tra tại mức cân “0”:
+ Đặt chỉ thị ở chế độ kiểm “0”, cho băng chạy, cân hoạt động và đặt trƣớc
số vòng khép kín băng tải đảm bảo một phép kiểm xấp xỉ 3 phút.
+ Kiểm tra sai số điểm “0” theo yêu cầu đo lƣờng trình bày ở trên.
+ Kiểm tra độ động điểm “0” và độ lặp lại điểm “0” theo yêu cầu đo lƣờng
trình bày ở trên.
- Kiểm tra tại các mức tải :
+ Để thực hiện kiểm tra tại các mức tải, cần gá đặt thanh chuẩn lên cơ cấu
đặt tải hoặc xích chuẩn lên băng tải. Việc gá đặt xích chuẩn phải đảm bảo tải trọng
của xích tác dụng đều lên cơ cấu nhận tải, không gây xung lực và tuyệt đối an toàn
khi băng chạy.
+ Kiểm tra tại 02 mức tải theo yêu cầu đo lƣờng mục (e) tại mỗi mức tải
kiểm, thực hiện kiểm tra sai số, độ động, độ lặp lại theo các yêu cầu đo lƣờng mục
b,c. Riêng mức cân (40%-50%)Qmax kiểm tra thêm chỉ tiêu tải trọng đặt lệch tâm.

19. 19
- Kiểm tra lại mức cân “0” nhƣ các bƣớc ở trên.
c [1]
) Kiểm tra bằng vật liệu cân:
- Việc kiểm định bằng vật liệu thực chỉ đƣợc thực hiện khi điều kiện nêu tại mục
kiểm định mô phỏng hoàn toàn đảm bảo, việc cân, cấp và thu vật liệu đảm bảo
chính xác, không rơi vãi vật liệu.
- thay vì gá
Trình tự kiểm định với vật liệu cân thực hiện nhƣ kiểm định mô phỏng,
đặt thanh chuẩn hoặc xích chuẩn là việc sử dụng vật liệu cân đƣợc hiết bị chứa và
cấp rải đều lên băng tải theo mức năng suất kiểm đã dự tính trƣớc.
- Việc cân vật liệu trên cân kiểm tra có thể thực hiện trƣớc hoặc sau khi rải vật liệu
lên băng tải, không rơi vãi, hao hụt.
- Tại mỗi mức kiểm tra, cần thực hiện kiểm tra 3 lần, tính sai số trung bình.
1.3. Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống kiểm định cân băng tải
Qua những bƣớc thực hiện kiểm định trong thực tế, những nhƣợc điểm của
phƣơng pháp đánh giá sai số cân băng tải sử dụng đồng hồ bấm giây và thƣớc
có
cuộn nhƣ sau:
+ Chiều dài 1 vòng băng tải đƣợc xác định bằng cách đo nhiều lần khoảng
cách 50m, (do trên thị trƣờng thƣờng sử dụng thƣớc cuộn L = 50m và d =
1mm), việc sử dụng này gây ra sai số do kỹ thuật ngƣời đo, do việc thƣớc
kéo
dây không đủ căng. Giả sử trong thực tế, chiều dài 1 vòng băng tải là 600 m ta
sẽ phải dùng thƣớc đo 12 lần. Nếu chiều dài 1 vòng băng tải lớn hơn, ta đo
thời gian băng chạy hết 600m là t1, và thời gian chạy hết 1 vòng băng là t từ đó
tính toán tỉ lệ xác định chiều dài 1 vòng băng L = 600 x t/t1 (m).
+ Sử dụng băng xóa đánh dấu trên mặt băng 1 điểm mốc, từ đó
bút xóa hoặc
dùng đồng hồ bấm giây và mắt thƣờng để xác định thời gian chạy hết 1 vòng
t
băng, thực tế thực hiện kiểm định đo thời gian chạy hết 1 vòng băng 3 lần, lấy
kết quả trung bình và coi không đổi trong suốt quá trình kiểm định (thời gian
chạy hết 1 vòng băng là 1 hằng số) việc này dẫn tới sai số.
+ Đọc kết quả định lƣợng bằng mắt cũng có thể gây ra sự không chính xác
trong việc ghi số liệu.

20. 20
Để khắc phục những nhƣợc điểm trên, hệ thống đo trong khuôn khổ nghiên
cứu của đề tài này đã phần nào khắc phục những nhƣợc điểm trên.
Căn cứ những yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu đo lƣờng và trình tự thực hiện việc
kiểm định trình bày ở trên và những nhƣợc điểm của phƣơng pháp sử dụng thƣớc
cuộn và đồng hồ bấm giây.
Mục tiêu của đề tài là xây dựng hệ thống đo chiều dài dịch chuyển băng tải
và chụp màn hình chỉ thị đảm bảo yêu cầu kỹ thuật để kiểm định cân băng tải cấp
chính xác cao nhất – cấp chính xác 0,5. Tôi xây dựng một hệ thống kiểm định cân
băng tải bao gồm 02 thành phần chính nhƣ sau :
+ Thiết bị đo các thông số cân băng tải nhƣ: chiều dài dịch chuyển băng tải
theo n số nguyên lần vòng băng ; thời gian chạy hết số nguyên lần vòng băng; vận
n
tốc tức thời, vận tốc lớn nhất, vận tốc nhỏ nhất. Từ khối lƣợng xích chuẩn đặt trên
giƣờng cân tính toán đƣợc khối lƣợng chạy qua băng để
tính toán (M_tinh_toan)
phục vụ cho công tác hiệu chỉnh lại thông số cân băng tải sao cho đạt yêu cầu đo
lƣờng nêu tại mục 1.2.2. Thay thế cho việc sử dụng đồng hồ bấm giây và thƣớc dây.
Trong kiểm định/hiệu chuẩn thì không thể thiếu xích chuẩn. Trong khuôn khổ đề tài
nghiên cứu tôi không thiết kế, hay chế tạo xích chuẩn.
+ Thiết bị chụp màn hình chỉ thị : Nhận lệnh chụp ảnh màn hình chỉ thị tại
hai thời điểm tín hiệu “ – tín hiệu bắt đầu quá trình đo tín hiệu “ top” –
có Start” và S
tín hiệu kết thúc quá trình đo và thực hiện chụp ảnh.

21. 21
CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG KIỂM ĐỊNH CÂN
BĂNG TẢI.
2.1 Cơ sở thiết kế:
Dựa trên cơ sở các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống kiểm định cân băng tải
trình bày ở phần trên và mục tiêu của đề tài. Tôi xây dựng sơ đồ khối hệ thống kiểm
định cân băng tải nhƣ sau:
Hình 2. 1 Sơ đồ khối hệ thống kiểm định cân băng tải.
(Trong đề tài nghiên cứu này tôi không nghiên cứu xích chuẩn)
Đối tƣợng áp dụng trong nghiên cứu là các loại cân băng tải cấp chính xác 0,5;1; 2.
Nguyên tắc hoạt động của chung của hệ thống kiểm định cân băng tải nhƣ
sau:
Khi có tín hiệu bắt đầu đo – gọi tắt là tín hiệu Start, thiết bị đo dịch chuyển
băng tải bắt đầu đo chiều dài dịch chuyển của điểm “ ” – gắn chặt với mặt
start bề
băng tải, ngay lúc này thiết bị đo chiều dài dịch chuyển sẽ gửi 1 lệnh chụp ảnh tới
thiết bị chụp màn hình chỉ thị, thực hiện chụp màn hình định lƣợng từ đó đọc đƣợc
khối lƣợ chỉ thị khi bắt đầu– gọi tắt là _start, màn hình chỉ thị thiết bị đo dịch
ng I
chuyển băng tải liên tục cập nhật các thông số nhƣ chiều dài dịch chuyển của băng
tải, thời gi dịch chuyển, vận tốc tức thời, vận tốc trung bình, vận tốc nhỏ nhất,
an
vận tốc lớn nhất sau mỗi khoảng thời gian Δt=0, s. Khi gặp tín hiệu kết thúc quá
5
trình đo – gọi tắt là tín hiệu “ ”, thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải
Stop sẽ
ngừng quá trình đo, ngừng cập nhật các thông số, và lập tức gửi 1 lệnh chụp ảnh
Xích chuẩn
Đối tƣợng
Cân băng tải
Thiết bị đo dịch
chuyển băng tải
Thiết bị chụp
màn hình chỉ thị

22. 22
màn hình tới thiết bị chụp ta thu đƣợc hình ảnh chụp khi kết thúc quá trình đo từ đó
đọc đƣợc khối lƣợng chạy qua băng khi kết thúc quá trình đo – gọi tắt là I_stop.
Dựa trên thông tin về khối lƣợng xích chuẩn đặt trên băng tải là q kg/m,
thông tin về chiều dài dịch chuyển băng tải đo đƣợc L (m) ta tính toán đƣợc khối
là
lƣợng chạy qua băng tải là:
M q (kg) (2.1)
= L
Khối lƣợng chạy qua băng tải thực tế đƣợc tí bằng hiệu của chỉ thị chụp màn
I nh số
hình định lƣợng giữa hai thời điểm “ ” “ ” nhƣ sau:
Stop và Start
I = I_stop I_start (kg) (2.2)
–
Sai số ΔM của phép đo khối lƣợng chạy qua băng tải tính đƣợc :
ΔM= I M (kg (2.3)
– )
Sai số tƣơng đối của phép đo đƣợc tính nhƣ sau:
δ(M (%) (2.4)
) = =
Đặt K = là hệ số hiệu chính, ta đƣợc : δ(M) = (2.5)
Từ sai số phép đo tính đƣợc so với bảng sai số lớn nhất cho phép của cân
băng tải ta đánh giá cân băng tải đạt hay không đạt yêu cầu đo lƣờng. Theo ĐLVN
03 – Quy trình kiểm định cân băng tải, sai số lớn nhất cho phép của cân băng tải
cấp chính xác 0,5 là 0,25%. Khi thực hiện kiểm định bằng phƣơng pháp mô phỏng,
sai số lớn nhất cho phép bằng 0,7mpe = 0,7.0,25% = 0,175%. Độ không đảm bảo
đo phép xác định hệ số hiệu chính K tính nhƣ sau:
Thay công thức (2.2) và (2.1) vào công thức tính hệ số hiệu chính K ta đƣợc
K = (2.6)
Theo GUM , ĐKĐBĐ tƣơng đối của hệ số hiệu chính là uK đƣợc tính nhƣ sau:
(2.7)
Trong đó:
là ĐKĐBĐ tƣơng đối phép đo chiều dài dịch chuyển băng tải

23. 23
là ĐKĐBĐ tƣơng đối của xích chuẩn sử dụng trong kiểm định/hiệu chuẩn
cân băng tải, thành phần này không đƣợc đề cập trong đề tài.
là ĐKĐBĐ tƣơng đối do việc làm tròn khi hiển thị tại thời
điểm “Start” và “Stop” nên thành phần này phụ thuộc vào màn hình chỉ thị của từng
loại cân băng tải.
là ĐKĐBĐ tƣơng đối do độ lặp lại của cân băng tải phụ thuộc vào kết quả
trong quá trình đo.
là ĐKĐBĐ tƣơng đối do sự sai lệch khoảng thời gian chụp ảnh Δt(s) tại
hai thời điểm “Start” và “Stop”.
Trong đề tài này, tôi nghiên cứu xây dựng hệ thống đo chiều dài dịch chuyển
băng tải và chụp ảnh nên ĐKĐBĐ của hệ thống chỉ gồm 02 thành phần ĐKĐBĐ
đo
l và
à đƣợc xác định nhƣ sau:
(2.8)
Trong đề tài này, đối tƣợng nghiên cứu là cân băng tải cấp chính xác 0,5 nên
sai số lớn nhất cho phép mpe là 0,25%.
Trong đo lƣờng, ĐKĐBĐ của chuẩn sử dụng phải nằm trong phạm vi (
mpe nên yêu cầu đặt ra cụ thể là xây dựng hệ thống đo có ĐKĐBĐ mở rộng
U ≤ ( mpe = 0,035 %.
2.2. Thiết kế chung:
Từ cơ sở thiết kế trình bày phần trên, mục này tôi trình bày những cơ sở thiết kế
chung phần cứng và phần mềm của hệ thống sao cho đảm bảo yêu cầu bài toán đặt
ra là xây dựng hệ thống đo có ĐKĐB đo mở rộng U ≤ 0,035%.
a) Thiết kế nguồn:
Việc thiết kế nguồn cung cấp cho mạch rất quan trọng, sao cho dễ mở rộng phát
triển sau này mà không gây quá tải cho IC ổn áp. Do đó, tôi chọn IC ổn áp LM2576
cho dòng tối đa tới 3A. Thực tế thực nghiệm cho thấy LM2576 cho tỏa nhiệt mát…
Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp có thể thay đổi điện áp đầu ra:

24. 24
Hình 2. 2 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn LM2576
b) Thiết kế tín hiệu bắt đầu quá trình đo, tín hiệu kết thúc quá trình đo:
Chức năng của bộ phận này điểm nhận biết điểm bắt đầu và kết thúc
là tạo ra
của mỗi vòng băng. Có 02 phƣơng án đƣa ra nhƣ sau:
+ Sử dụng cảm biến quang
+ Sử dụng cảm biến tiệm cận
Phân tích ƣu nhƣợc điểm của 02 phƣơng án:
Sử dụng cảm biến tiệm cận Sử dụng cảm biến quang
- Trong môi trƣờng công nghiệp nhà
máy xi măng , than , nhiệt điện …luôn
có rất nhiều bụi trong môi trƣờng, việc
sử dụng cảm biến tiệm cận sẽ loại trừ
ảnh hƣởng do bụi bẩn. (Ƣu điểm)
- Trong môi trƣờng công nghiệp nhà
máy xi măng , than , nhiệt điện luôn có
rất nhiều bụi, việc đánh dấu bằng vật
liệu phản quang rất có thể sẽ thiếu hiệu
quả nếu sử dụng trong thời gian dài ,bề
mặt phản quang bám bụi làm giảm khả
năng phản quang, có thể gây mất tín hiệu
mà ta không thể kiểm soát đƣợc. (Nhƣợc
điểm)
-Do sử dụng cảm biến tiệm cận, nên
khoảng cách từ điểm đánh dấu dán trên
mặt băng tới cảm biến là ngắn, những
cảm biến tiệm cận thông dụng có khoảng
cách thu đƣợc cỡ 8mm, 15mm, 20mm.
- Do sử dụng cảm biến quang nên
khoảng cách từ điểm dán phản quang tới
mắt đọc lớn. (ƣu điểm)

25. 25
(nhƣợc điểm)
- Dán tấm kim loại mỏng lên bề mặt
băng (ví dụ sử dụng lƣỡi dao lam) sử
dụng keo cho kết quả tốt, nhƣng khó gỡ
ra sau khi kiểm định xong (nhƣợc điểm).
- Dán tấm phản quang lên bề mặt băng
tải cao su dễ bị bong, hoặc có thể sử
dụng bút xóa tạo mảng phản quang màu
trắng. (nhƣợc điểm)
-Dễ gá lắp cảm biến tiệm cận lên trục
bánh xe, vào tạo khoảng cách cỡ 5mm từ
bề mặt cảm biến tiệm cận tới bề mặt
băng. (Ƣu điểm)
- Dễ gá lắp.
-Điểm nối băng có thể sử dụng móc
tải
bằng kim loại và cảm biến tiệm cận rất
dễ phát hiện ra điểm nối này. Nếu kiểm
tra 1 vòng băng có 1 điểm nối băng bằng
kim loại ta sẽ không cần dán điểm
chúng
đánh dấu bằng kim loại lên bề mặt băng
mà coi điểm nối băng là mốc. (Ƣu
điểm).
- Không ảnh hƣởng nếu điểm nối băng là
kim loại hay cao su .
Không ảnh hƣởng (ƣu điểm) Trong quá trình chạy, rất dễ phát hiện sai
nếu có vật thể phản quang trên mặt băng
, điều này khó kiểm soát và rất dễ bị
nhận biết sai.(Nhƣợc điểm).
Từ những phân tích trên, và do môi trƣờng làm việc là môi trƣờng công
nghiệp nhiều bụi bẩn và cần sự ổn định nên tôi chọn phƣơng án sử dụng cảm biến
tiệm cận cho thiết kế của mình. Để đảm bảo độ tin cậy, tôi chọn cảm biến tiệm cận

26. 26
của – Hàn Quốc Model: UP30RLD 15N cho khoảng cách
hãng Haityyoung Nux -
bắt tối đa 15mm. Trong thực tế thực nghiệm gá lắp, khoảng cách từ cảm biến tiệm
cận tới bề mặt băng tải luôn trong phạm vi (2 . Vì vậy việc lựa chọn nà đảm
-5) mm y
bảo độ tin cậy cho phép xác định điểm “Start” và “Stop” quá trình đo.
c) Thiết kế bánh xe lăn:
Với mục đích thiết kế phƣơng án đo chiều dài dịch chuyển băng tải sử dụng
bánh xe lăn. Bánh xe lăn trên bề mặt băng tải phải đạt các yêu cầu nhƣ sau:
Trong
+ quá trình vận hành bánh xe không trƣợt trên mặt băng. Qua tham
khảo thực tế và để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật tôi thiết kế bánh xe có đƣờng kính
D=120 mm, vật liệu chế tạo bằng thép đúc đặc. Bề mặt bánh xe tiếp xúc với mặt
băng thiết kế bề mặt nhám giúp tăng ma sát giữa bánh xe với mặt băng cao su kết
hợp với trọng lƣợng của bánh xe để đảm bảo yêu cầu không trƣợt trong quá trình
vận hành Bề mặt tiếp xúc giữa với mặt băng tải bo lƣợn ở hai mép
. Bánh xe có góc
(R=3) để tránh xé băng trong quá trình vận hành…
+ Bánh xe phải hoạt động êm ,sử dụng vòng bi gắn trục quay giúp bánh xe
quay nhẹ nhàng.
d) Thiết kế phƣơng án đo chiều dài dịch chuyển băng tải, vận tốc sử dụng :
Trong đề tài này tôi chọn phƣơng án sử dụng encoder đếm xung trong quá trình
đo, từ thông tin số xung thu đƣợc tính toán chiều dài dịch chuyển băng tải đã chạy,
thông tin số xung cập nhật trong mỗi khoảng thời gian đƣợc vận
= 0,5s tính toán
tốc tức thời băng tải. Từ việc thay thế việc sử dụng thƣớc cuộn có d = 1mm, kết hợp
với thông số bánh xe thiết kế có đƣờng kính D = 120mm, để đảm bảo độ phân giải
của hệ thống nhỏ hơn 1mm, số xung tối thiểu của encoder là :
 PPR ≥ ≈ 376 xung/vòng
Qua khảo sát thị trƣờng, tôi thấy giá bán xung encoder loại 500 xung và 1000
xung không chênh nhau quá lớn, hơn nữa loại 1000 xung có đƣờng kính trục φ =8
mm, phụ kiện có thêm khớp nối trục bằng nhựa và 1 mặt gá bằng thép nên tôi lựa
chọn encoder 1000 xung của hãng Haitiyong, model: HB50E uất ứ Hàn
-1000, x s
Quốc.

27. 27
e) Thiết kế khối giao tiếp truyền tin không dây:
Do khoảng cách từ giƣờng cân băng tải tới đầu chỉ thị thƣờng xa từ (10-200)m,
việc sử dụng dây nối gây nhiều khó khăn trong việc đi dây nên trong khuôn khổ đề
tài này tôi chọn giải pháp truyền tin không dây.
Trên thị trƣờng có rất nhiều module giao tiếp không dây sử dụng các băng tần
khác nhau nhƣ 315Mhz, 433Mhz, 2.4Ghz . Một số module cụ thể nhƣ nRF24L01
sử dụng sóng mang băng tần 2.4GHz. Nhƣợc điểm của sóng 2.4GHz là có băng tần
trùng sóng wifi, sóng bluetooth nên
băng tần của dễ bị nhiễu. Trong đề tài nghiên
cứu này, tôi chọn sử dụng sóng hồng ngoại băng tần 433Mhz.
Trong khuôn khổ đề tài này, tôi nghiên cứu xây dựng thiết bị đo dịch chuyển
băng tải và thiết bị chụp màn hình chỉ thị và các thiết bị đƣợc giao tiếp với nhau qua
truyền tin không dây sử dụng module D có băng tần
-mi32, sóng mang thông tin RF
433Mhz.
Sau khi lên các phƣơng án thiết kế, Chƣơng 3 sẽ trình bày thiết kế phần cứng
cụ thể để thỏa mãn yêu cầu bài toán đƣa ra.

28. 28
CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG
Hệ thống phần cứng gồm hai phần chính
- Thiết kế thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải.
- Thiết kế thiết bị chụp màn hình chỉ thị.
Các thiết bị đƣợc giao tiếp với nhau qua truyền tin không
module dây D-mi32.
3.1. Thiết kế thiết bị đo dịch chuyển băng tải:
3.1.1. Thiết kế phần cơ khí :
Phần cơ khí bao gồm các chi tiết sau:
R=3, có
+ Bánh xe chạy trên băng có đƣờng kính φ = 120 mm, góc bo lƣợn
khối lƣợng nặng và bề mặt nhám để đảm bảo trong quá trình vận hành bánh xe luôn
luôn bám mặt băng , không bị trƣợt trong quá trình chạy.
+ Bộ phận gá: Dùng để cố định vị trí bánh xe.
Phụ lục 01: bản vẽ kỹ thuật bộ phận bánh xe.
Phụ lục 02: bản vẽ kỹ thuật bộ phận gá lắp.
Mô hình 3D phần cơ khí:
Hình 3. 1 Mô hình 3D phần cơ khí

29. 29
3.1.2. Thiết kế phần điện :
Mô tả: Thiết bị đo dịch chuyển băng tải sử dụng vi điều khiển Atmega32A.
Sau quá trình thiết lập thành công, thiết bị ở chế độ hoạt động bình thƣờng mặc
,
nhiên thiết bị đƣợc xác định đã sẵn sàng cho quá trình đo. Tín hiệu bắt đầu – gọi tắt
là tín hiệu ”
“Start - sẽ khởi động quá trình đo khi có vật liệu từ ( ở đây là điểm gá
bằng kim loại lên bề mặt băng tải) và tín hiệu kết thúc quá trình đo – gọi tắt là tín
hiệu ”
“Stop - khi cảm biến tiệm cận phát hiện vật liệu từ đi qua lần thứ (n vòng
băng* k điểm từ/vòng + 1). Màn hình LCD hiển thị chiều dài dịch chuyển băng tải
đo đƣợc trong số nguyên n lần vòng băng, thời gian chạy hết n vòng băng. Mỗi khi
có tín hiệu “ ” “ ” MCU sẽ gửi 1 bản tin truyền tới thiết bị chụp ảnh
Start và Stop ,
màn hình có nội dung là 2 mã ký tự ACSII “@@” để điều khiển ra lệnh chụp ảnh.
Hình 3. 2 Sơ đồ khối thiết bị đo dịch chuyển băng tải
MCU
(Atmega32A)
Encoder
Cảm biến tiệm cận
Màn hình hiển thị
Khối nguồn
Khối truyền
tin không dây
D-mi32
Bàn phím
Khối RTC

30. 30
3.1. 2.1. Thiết kế phần điện các khối chứng năng:
a) Khối nguồn:
Cung cấp nguồn điện cho mạch đo, điện áp đầu vào khối nguồn 9-24V DC.
Hình 3. 3 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn
b) Cảm biến tiệm cận và encoder:
- Cảm biến tiện cận:
Cảm biến tiệm cận sử dụng trong nghiên cứu là của hãng Haity –
oung Nux
Korea. Điểm đánh dấu trên băng tải là kim loại (dao lam).
- Encoder :
Encoder đƣa về thông tin các phase A,B,Z từ đó tính toán đƣợc chiều dài
dịch chuyển băng tải và vận tốc băng tải. Dựa vào thông tin phase A, phase B ta biết
đƣợc encoder đang quay thuận hay quay nghịch. Việc lắp đặt thiết bị đo và chiều
chạy của băng tải sẽ quy định chiều quay thuận hay quay nghịch là chiều quay
chính, khi đó chiều quay ngƣợc lại với chiều quay chính không đƣợc phép để
sẽ
đảm bảo băng tải không có hiện tƣợng chạy giật lùi trong vận h Chẳng hạn
ành. :
nếu vị trí lắp đặt và chiều chạy của băng tải sẽ làm chiều quay nghịch là chiều quay
chính, khi đó chiều quay thuận là không cho phép, ta sẽ kiểm tra phase A phải luôn
chậm pha so với phase B (quay nghịch). Phase Z chỉ sử dụng trong hiệu chỉnh /kiểm
tra thông số encoder.

31. 31
Hình 3. 4 Sơ đồ chân kết nối cảm biến từ và encoder với Vi điều khiển
c) Màn hình hiển thị:
Sơ đồ kết nối phần cứng màn hình LCD
Hình 3. 5 Sơ đồ kết nối màn hình hiển thị

32. 32
d) Khối vi điều khiển Atmega 32
MCU Atmega32A có chức năng thu thập thông tin từ Cảm biến tiệm cận,
encoder, bàn phím, từ đó hiển thị thông tin lên LCD và thực hiện các chức năng đo
đƣợc lập trình.
Hình 3. 6 Sơ đồ kết nối MCU
e) K -mi32:
hối truyền tin D
Sử dụng module D mi32 Hight power do Việt Nam sản xuất, module đƣợc
-
thiết kế chế tạo bởi công ty điện tử Quế Dƣơng (Queduong Electronic) webstite:
rfvn.tk .
Theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất đƣa ra module có thể truyền tin
không dây trong điều kiện thông thoáng ít vật cản đƣợc 1,5 km nhƣng thực tế thử
nghiệm chỉ đảm bảo truyền tin trong phạm vi 200m trong môi trƣờng nhiều vật cản
và 800m trong điều kiện thông thoáng đâm xuyên qua 03 04 lớp tƣờng dân dụng.
-

33. 33
f) Bàn phím:
Chức năng nhập dữ liệu và chọn chế độ hiển thị
Hình 3. 7 Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím
g) Khối RTC:
Chức năng của khối RTC giúp tăng độ chính xác trong phép đo thời gian,
khối này đƣợc hiệu chuẩn tại phòng đo lƣờng thời gian tần số Viện đo lƣờng Việt
-
Nam.
Hình 3. 8 Sơ đồ nguyên lý khối RTC

34. 34
3.1.2.2 Thiết kế tổng quan phần điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải.
Chi tiết thiết kế mạch nguyên lý, mạch in, sơ đồ 3D
Hình3. 9 Sơ đồ nguyên lý mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải
(chi tiết xem phụ lục 03)
Hình 3. 10. Sơ đồ mạch in mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải

35. 35
Hình 3. 11 Sơ đồ 3D mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải.(Top
layer)

36. 36
3.2. Thiết kế phần cứng thiết bị chụp hình màn hình chỉ thị:
Thiết bị chụp hình màn hình chỉ thị có nhiệm vụ nhận lệnh chụp ảnh từ thiết
bị đo dịch chuyển băng tải thông qua truyền tin không dây sử dụng module D-mi32
, sóng mang RF 433Mhz, giao thức UART. Thiết bị kết nối với một module
ASUHT3 chụp ảnh từ xa điện thoại , iphone, ipad … qua kết nối bluetooth. Module
ASUHT3 giúp linh hoạt trong việc lựa chọn camera thiết bị cầm tay sử dụng chụp
màn hình chỉ thị định lƣợng. Khi nhận đƣợc lệnh chụp từ thiết bị đo chiều dài dịch
chuyển băng tải, thiết bị chụp hình sẽ đóng mở 1 port điều khiển giả lập quá trình ấn
nút chụp ASUHT3.
Sơ đồ khối thiết bị chụp hình màn hình chỉ thị.
Hình 3. 12 Sơ đồ khối thiết bị chụp ảnh màn hình (sử dụng camera điện thoại)
Khối truyền
tin D-mi32
MCU Atmega 32A
– AU
Màn hình hiển thị
ASUHT3
Phím chụp ảnh cho
điện thoại.
Khối nguồn

37. 37
Sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in của thiết bị chụp hình chỉ thị.
Hình 3. 13 Sơ đồ nguyên lý mạch điện thiết bị chụp hình chỉ thị
(chi tiết xem phụ lục 04)

38. 38
Hình 3. 14 Sơ đồ mạch in thiết bị chụp hình chỉ thị
Hình 3. 15 Sơ đồ 3D mạch điện thiết bị chụp hình chỉ thị

39. 39
CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN MỀM
4.1. Thiết kế hệ thống phần mềm thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải
Sơ đồ các khối chức năng hệ thống phần mềm thiết bị đo chiều dài dịch chuyển
băng tải nhƣ sau:
Hình 4. 1 Sơ đồ khối chức năng phần mềm thiết bị đo chiều dài dịch chuyển
băng tải
- Khối hiển thị LCD:
Hiển thị thông tin đo, thông tin cài đặt và thông tin hiệu chỉnh cụ thể nhƣ sau:
+ Chế độ hiển thị khi đo (Running) : (chỉ sử dụng đƣợc khi JUMP CAL không
đƣợc nối)
Trong chế độ này, màn hình LCD sẽ hiển thị thông tin đo đƣợc : chiều dài
dịch chuyển băng đã chạy, vận tốc lớn nhất, vận tốc nhỏ nhất của băng tải, vận
tốc tức thời của băng tải đƣợc tính bằng cách tính quãng đƣờng băng tải chạy
đƣợc trong khoảng thời gian Δt=0,5s.
Khối hiển thị
LCD
Khối giao tiếp
D-mi32 truyền
tin không dây
Khối đo chiều dài
dịch chuyển và
vận tốc băng tải
Khối chƣơng
trình đọc và
ghi EEPROM
Khối chƣơng
trình chính
(main)
Khối chƣơng
trình giao tiếp
phím bấm
Khối chƣơng
trình giao tiếp
DS1307

40. 40
+ Chế độ hiển thị khi kiểm tra (testing) (chỉ sử dụng đƣợc khi JUMP CAL
không đƣợc nối)
Chế độ này sử dụng khi kiểm tra hoạt động của hệ thống cảm biến tiệm cận
và đếm số điểm từ trên mặt băng tải (sử dụng trong việc cài đặt, thiết lập trƣớc
khi chạy ). Trong chế độ này màn hình sẽ chỉ hiển thị chiều dài dịch chuyển
băng đã chạy và số điểm từ đếm đƣợc. Việc đầu tiên của kiểm định viên trƣớc
khi chạy chế độ kiểm tra là đánh dấu bằng bút xóa lên mặt băng 01 điểm dễ nhìn
dễ quan sát, cho băng chạy 02 vòng tính từ điểm đánh dấu trên mặt băng và
dừng quá trình kiểm tra đếm số điểm từ bắt đƣợc, tính toán ngƣợc lại số điểm từ
trên mặt băng sử dụng cho quá trình cài đặt.
+ Chế độ hiển thị khi Setting 2
n trên
Chế độ này hoạt động khi jump CAL đƣợc nối ngắn mạch (chập 02 châ
Jump CAL – Calibration) để vào chế độ hiệu chỉnh. Màn hình LCD hiện thị 04
thông số cần hiệu chỉnh là :
o Diameter (đƣờng kính bánh xe) : Khi vào mục hiệu chỉnh thông số đo đƣờng
kính bánh xe, màn hình hiển thị đƣờng kính dạng “d = 120,001 mm”, sử
dụng các phím mũi tên lên và sang trái để chọn kí tự và tăng giảm , quá trình
hiệu chỉnh thông số sẽ kết thúc khi nhấn phím Enter, thông số thay đổi đƣợc
lƣu lại EEPROM.
o PPR (Số xung encoder trong 1 vòng):
Trong chế độ này, màn hình chỉ thị chỉ hiển thị dang “ppr= 1000”, sử
dụng các phím mũi tên lên và sang trái để chọn kí tự và tăng giảm ,
quá trình hiệu chỉnh thông số sẽ kết thúc khi nhấn phím Enter, thông
số thay đổi đƣợc lƣu lại EEPROM.
+ Chế độ hiển thị khi cài đặt (Setting): (chỉ sử dụng đƣợc khi JUMP CAL không
đƣợc nối)
Màn hình chỉ thị hiển thị 02 thông tin :
o Số vòng băng thiết lập:

41. 41
Việc thiết lập số vòng băng sẽ mặc định cài đặt quá trình đo sẽ diễn ra
trong n vòng băng theo kinh nghiệm của kiểm định viên, quá trình đo
sẽ chỉ cập nhật giá trị đo trong chế độ đo (running) trong số nguyên n
lần vòng băng.
o Số điểm từ trên mặt băng:
Từ kết quả thu đƣợc trong phần kiểm tra, nhập lại thông số
“so_diem_tu” bằng bàn phím và nhấn enter để lƣu lại giá trị thiết lập
vào EEPROM
o Sơ đồ hình cây hiển thị LCD

42. 42
Hình 4. 2 Sơ đồ cây hiển thị LCD
LCD
Setting 2
Testing
Setting
Running
Diameter
PPR
So_diem_tu
Chiều dài dịch
chuyển băng (L)
So_vong_bang
So_diem_tu
Chiều dài dịch
chuyển băng tải
Vận tốc đo: vận
tốc tức thời, vận
tốc lớn nhất,
vận tốc nhỏ nhất
Số điểm từ đã
bắt đƣợc

43. 43
o Khối chƣơng trình đọc và ghi EEPROM:
Khối chức năng có nhiệm vụ đọc và ghi vào bộ nhớ EEPROM các thông số :
đƣờng kính bánh xe d số xung/vòng của encoder (ppr), số vòng băng thiết
,
lập và số điểm từ thiết lập.
Bộ nhớ EEPROM có không gian nhớ 1024 byte, trong đó thông số đƣờng
kính bánh xe d sử dụng 04 byte từ địa chỉ ô nhớ 0x05 tới 0x08; thông số ppr
sử dụng 2byte bộ nhớ từ địa chỉ 0x09 đến 0x ; thông số số vòng băng sử
0A
dụng 0 byte bộ nhớ tại địa chỉ 0x ; thông số số điểm từ sử dụng
2 01 và 0x02
02 03 và 0x04.
byte bộ nhớ tại địa chỉ 0x
o Khối chƣơng trình giao tiếp DS1307:
Khối chức năng thiết lập cài đặt DS1307 hoạt động và chân xung ra SQW
trên DS1307 tạo xung nhịp 4096Hz, sử dụng cho chân timer 1 16bit (T1)
đếm xung định thời gian 0,5s.
o Khối chƣơng trình giao tiếp Dmi-32:
Khối chức năng giao tiếp UART giữa AVR với khối D mi32. Khi nhận đƣợc
-
tín hiệu “Start” ”Stop” – tín hiệu bắt đầu và kết thúc quá trình đo dịch
,
chuyển băng tải, AVR lập tức gửi một mã lệnh “@@” tới thiết bị chụp ảnh
màn hình với chức năng ra lệnh chụp hình. Lệnh chụp đƣợc gửi theo khung
bản tin “U@@?” với byte „U‟ là byte start và byte „?‟ là byte stop mỗi khung
bản tin.
o Khối giao tiếp phím bấm:
Sử dụng phím bấm để nhập liệu, có 06 phím chức năng : phím Reset, phím
CAL (hay jump CAL), phím MODE/MENU, phím UP, phím RIGHT, phím
ENTER. Trong quá trình thiết lập, cài đặt, sửa thông số sử dụng phím UP,
RIGHT để chọn và thay đổi chỉ số, phím ENTER để vào bƣớc tiếp theo hoặc
lƣu lại giá trị thay đổi.
o Khối đo chiều dài dịch chuyển băng tải, vận tốc:
Chƣơng trình tính toán đo vận tốc, chiều dài dịch chuyển băng tải. Khi có tín
hiệu “S ” bắt đầu quá trình đo, chƣơng trình thiết lập các biến về giá trị 0,
tart

44. 44
cứ sau mỗi khoảng thời gian Δt = 0,5s, các giá trị sẽ đƣợc cập nhật tính toán
hiển thị lên LCD, quá trình cập nhật kết thúc khi AVR nhận đƣợc tín hiệu
“Stop” kết thúc quá trình đo.
Chi tiết Code C viết cho mạch đo chiều dài dịch chuyển băng tải, vận tốc băng tải
.(Kèm phụ lục 05).
4.2. Thiết kế hệ thống phần mềm thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị
Sơ đồ các khối chức năng hệ thống phần mềm thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị
nhƣ sau:
Hình 4. 3 Sơ đồ khối chức năng phầm mềm thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị
o Khối hiển thị LCD:
Màn hình LCD hiển thị “WATTING…” trong quá trình đợi lệnh chụp ảnh từ
thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải. Khi nhận đƣợc tín hiệu chụp ảnh
tƣơng ứng với hai thời điểm nhận “Start” và “Stop”, Màn LCD hiển thị lệnh
nhận đƣợc “@@” và “chup”.
o Khối giao tiếp D mi32 truyền tin không dây:
-
Khối chức năng giao tiếp UART giữa AVR với khối D hận lệnh
-mi32. N
chụp ảnh màn hình định lƣợng có dạng “@@” – tín hiệu ra lệnh chụp hình
đƣợc gửi từ thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải.
Khối chƣơng
trình chính
(main)
Khối hiển thị
LCD
Khối giao tiếp
D-mi32 truyền
tin không dây
Khối phím
chụp ảnh màn
hình chỉ thị

45. 45
o Khối chụp ảnh màn hình chỉ thị:
Chƣơng trình giao tiếp đóng mở PORTC.7, đóng mở Opto PC817, giả lập
nút nhấn cho công tắc chụp ảnh thông qua giắc tai nghe cho smartphone.
Chi tiết Code C viết cho mạch thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị. Phụ lục 06)
(

46. 46
CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
5.1 Kết quả :
Hình ảnh thực tế :

47. 47
Hình 5. 1 Những hình ảnh thực tế thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải
o Mạch chụp ảnh

48. 48
Hình 5. 2 Hình ảnh thực tế mạch điện thiết bị chụp ảnh màn hình định lƣợng.
o Mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải:

49. 49
Hình 5. 3 Mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải

50. 50
o Hình gá
ảnh thực tế thử nghiệm lắp tại hiện trƣờng:
Hình 5. 4 Hình ảnh lắp đặt ngoài hiện trƣờng
5.2. Ƣớc lƣợng độ không đảm bảo đo
5.2.1.Ƣớc lƣợng độ không đảm bảo đo phép đo dịch chuyển băng tải
Theo công thức tính toán dịch chuyển băng tải dựa trên số xung encoder
đếm đƣợc trong quá trình đo nhƣ sau:
L = (5.1)
Trong đó :
L : Chiều dài dịch chuyển của băng tải. (m)
D . (m)
: đƣờng kính bánh xe lăn
3,1416
: Hằng số pi ≈
N: tổng số xung encoder đếm đƣợc trong quá trình đo.
PPR: thông số số xung trên vòng của encoder
1 .
D ±15)°C
o điều kiện sử dụng thực tế của thiết bị trong khoảng nhiệt độ từ (25
nên có sự thay đổi nhiệt độ là Δt =30 °C, vật liệu chế tạo bánh xe trong đề tài là
thép hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt = 11. 10
là : α -6
/°C.

51. 51
Các thành phần độ không đảm bảo đo ảnh hƣởng tới phép đo chiều dài dịch
chuyển băng tải
o ĐKĐBĐ của phép đo đƣờng kính bánh xe.
+ ĐKĐBĐ của phép đo đƣờng kính bánh xe tại nhiệt độ 25°C.
+ ĐKĐBĐ ảnh hƣởng của nhiệt độ môi trƣờng.
do
o ĐKĐBĐ do làm tròn khi hiển thị kết quả đo chiều dài dịch chuyển băng tải L
lên LCD.
- Độ không đảm bảo đo của phép đo đƣờng kính bánh xe tại nhiệt độ 25°C.
Thông số bánh xe đo chiều dài dịch chuyển băng tải GCN hiệu chuẩn
theo do
phòng đo lƣờng độ dài (Viện Đo Lƣờng Việt Nam) cấp: = 122,19 mm, với U
D D =
0,012 mm (uD = 0,006 mm) tại xem
nhiệt độ 25°C ( phụ lục 07).
uD(%) = .100%= 0,0049 % (5.2)
=
- Độ không đảm bảo đo do ảnh hƣởng của nhiệt độ môi trƣờng:
ut (%)= 0,0 % (5.3)
= 095
o Độ không đảm bảo đo do làm tròn khi hiển thị kết quả đo chiều dài dịch
chuyển băng tải L lên LCD.
Do việc hiển thị lên màn hình LCD kết quả đo chiều dài đƣợc làm tròn nên gây
ra ĐKĐBĐ do làm tròn đƣợc tính nhƣ sau:
= (m)
Trong thực tế chiều dài băng tải tối thiểu là Lmin=50 m, nên độ không đảm
bảo đo tƣơng đối do làm tròn lớn nhất trong thực tế đƣợc tính :
- Độ không đảm bảo đo tổng hợp của phép đo dịch chuyển băng tải :
ucl 0,0107 % (5.4)
= =

52. 52
5.2.2. Ƣớc lƣợng độ không đảm bảo đo do sự chênh lệch thời gian chụp ảnh tại
hai thời điểm “Start” và “Stop”
Tiến hành đo khoảng thời gian từ lúc ra lệnh chụp ảnh trên thiết bị đo chiều
dài dịch chuyển băng tải tới lúc có bức ảnh lƣu trong điện thoại/ máy tính bảng. Các
bƣớc thực hiện nhƣ sau:
- Bƣớc 1: Lập trình trên mạch đo chiều dài dịch chuyển băng tải sao cho mỗi khi
có ngắt ngoài 0 sẽ gửi lệnh chụp ảnh tới thiết bị chụp, đồng thời bắt đầu đếm
xung timer 1 hiển thị lên LCD, xung vào timer 1 là xung OUT của DS1307 thiết
lập tần số xung suất ra la 4096 xung/s.
- màn
Bƣớc 2: Lập trình trên mạch chụp ảnh màn hình chỉ thị thực hiện lệnh chụp
hình mạch đo chiều dài dịch chuyển mỗi khi nhận đƣợc lệnh chụp, số xung thu
đƣợc trên hình ảnh là khoảng thời gian từ thời điểm ra lệnh chụp tới thời điểm
có ảnh.
- Bƣớc 3: Tiến hành đo 150 lần, lập bảng số liệu số xung encoder đếm đƣợc trong
150 lần chụp, quy đổi ra khoảng thời gian của hệ thống từ thời điểm ra lệnh
chụp tới khi có ảnh là t = (s) trong đó : N là số xung đếm đƣợc hiển thị trên
ảnh chụp.

53. 53
Kết quả đo thực nghiệm:
STT
Thời gian
(s)
STT
Thời gian
(s)
STT
Thời gian
(s)
1 0,1255 26 0,1257 51 0,1257
2 0,1255 27 0,1255 52 0,1255
3 0,1255 28 0,1257 53 0,1257
4 0,1255 29 0,1257 54 0,1257
5 0,1257 30 0,1257 55 0,1255
6 0,1255 31 0,1255 56 0,1257
7 0,1255 32 0,1255 57 0,1255
8 0,1255 33 0,1257 58 0,1257
9 0,1267 34 0,1257 59 0,1257
10 0,1255 35 0,1257 60 0,1255
11 0,1255 36 0,1255 61 0,1255
12 0,1257 37 0,1255 62 0,1255
13 0,1255 38 0,1255 63 0,1257
14 0,1255 39 0,1255 64 0,1255
15 0,1255 40 0,1255 65 0,1255
16 0,1255 41 0,1257 66 0,1257
17 0,1255 42 0,1255 67 0,1255
18 0,1257 43 0,1255 68 0,1255
19 0,1255 44 0,1255 69 0,1414
20 0,1257 45 0,1257 70 0,1255
21 0,1257 46 0,1255 71 0,1255
22 0,1255 47 0,1255 72 0,1255
23 0,1257 48 0,1255 73 0,1255
24 0,1255 49 0,1257 74 0,1257
25 0,1255 50 0,1255 75 0,1255

54. 54
STT
Thời gian
(s)
STT
Thời gian
(s)
STT
Thời gian
(s)
76 0,1255 101 0,1267 126 0,1257
77 0,1255 102 0,1255 127 0,1257
78 0,2390 103 0,1257 128 0,1255
79 0,1257 104 0,2390 129 0,1257
80 0,1255 105 0,1257 130 0,1255
81 0,1255 106 0,1257 131 0,1257
82 0,1257 107 0,1255 132 0,1267
83 0,1257 108 0,1257 133 0,1255
84 0,1255 109 0,1267 134 0,1255
85 0,1257 110 0,1255 135 0,1255
86 0,1255 111 0,1267 136 0,1255
87 0,1257 112 0,1255 137 0,1255
88 0,1257 113 0,1255 138 0,1257
89 0,1255 114 0,5808 139 0,1255
90 0,1257 115 0,1257 140 0,1255
91 0,1257 116 0,1255 141 0,1257
92 0,1255 117 0,1255 142 0,1257
93 0,1255 118 0,1255 143 0,1257
94 0,1255 119 0,1255 144 0,1255
95 0,1257 120 0,1255 145 0,1257
96 0,1255 121 0,1257 146 0,1257
97 0,1255 122 0,1257 147 0,1255
98 0,1257 123 0,1255 148 0,1267
99 0,1255 124 0,1257 149 0,1255
100 0,1255 125 0,1255 150 0,2390
Độ lệch chuẩn s = 0,0033 (s) Độ không đảm bảo đo
tƣơng đối của thời gian
chụp ảnh up
0,0037 (%)
Thời gian đo tối thiểu tmin 90 (s)
Bảng Bảng kết quả đo thời gian chụp ảnh của hệ thống
2

55. 55
Bảng Bảng tổng hợp các thành phần độ không đảm bảo đo
3
STT Các nguồn ĐKĐBĐ Ký hiệu
Giá trị
(%)
01 ĐKĐBĐ do phép đo đƣờng kính bánh xe uD 0,0049
02 ĐKĐBĐ do ảnh hƣởng của nhiệt độ môi trƣờng ut 0,0095
03 ĐKĐBĐ do làm tròn ud 0,00029
04 ĐKĐBĐ do hệ thống chụp ảnh up 0,0037
1
ĐKĐBĐ tổng hợp của hệ thống đo uht 0,011
ĐKĐBĐ mở rộng của hệ thống đo(k=2) Uht 0,022
Nhƣ vậy, hệ thống thiết kế đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt ra trong Chƣơng 2
là Uht ≤ 0,035%, đạt yêu cầu để sử dụng kiểm định/hiệu chuẩn cân băng tải cấp
chính xác cao nhất của cân băng tải – cấp chính xác 0,5.
Nhận xét: Qua bảng tổng hợp các thành phần độ không đảm bảo đo, có thể
thấy ảnh hƣởng nhiều nhất tới hệ thống là sự ảnh hƣởng của nhiệt độ môi trƣờng.
Sự ảnh hƣởng của phép hiệu chuẩn đƣờng kính bánh xe và do hệ thống chụp ảnh là
gần nhƣ nhau. ĐKĐB đo do làm tròn rất nhỏ nên có thể bỏ qua.
Do chƣa có điều kiện thực nghiệm chạy thực tế để so sánh với phƣơng pháp
cũ, nên hệ thống mới chỉ ở mức nghiên cứu và trƣớc khi đƣa ra hiện trƣờng đo thử
nghiệm cần hoàn thiện một số khâu nhƣ: thiết nguồn điện sử dụng (có thể sử dụng
Acquy 12v) và đóng vỏ hộp cho hai thiết bị.

56. 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu đã đạt đƣợc những kết quả nhất định nhƣ thiết kế thiết bị đo dịch
chuyển băng tải, thiết bị chụp hình màn hình định lƣợng giúp đo đạc những thông
số quan trọng trọng kiểm định cân băng tải nhƣ: chiều dài dịch chuyển băng tải đã
chạy, vận tốc băng tức thời, vận tốc băng nhỏ nhất, vận tốc băng lớn nhất…, góp
phần thay thế và khắc phục những hạn chế khi sử dụng đồng hồ bấm giây và thƣớc
cuộn (L=50m, d=1mm) ã đạt đƣợc các mục tiêu đã đặt ra
,đ . Tuy nhiên, trong quá
trình thực hiện nghiên cứu tôi thấy còn nhiều nhƣợc điểm cần cải tiến khắc phục
nhƣ :
sau
o Thiết bị đo còn cồng kềnh, nặng gây khó khăn trong di chuyển.
o Phƣơng án đánh dấu điểm bắt đầu trên mặt băng bằng phƣơng án sử dụng
kim loại gây khó khăn trong việc tháo lắp sau khi thực hiện xong giúp giữ
nguyên trạng thiết bị cân băng tải trƣớc và sau khi kiểm định.
o Cơ cấu gá cố định giữa thiết bị đo vào băng tải chƣa đáp ứng đƣợc trong mọi
trƣờng hợp.
Các biện pháp cải tiến:
o Tận dụng khối lƣợng quả tải của xích chuẩn để gia trọng cho hệ thống cơ khí
đo chiều dài dịch chuyển băng tải khi cần thiết (sử dụng cọc) đồng thời hạ
,
bậc bánh xe nhằm giảm khối lƣợng cơ cấu.
o Nghiên cứu thêm các phƣơng án truyền tin không dây khác đảm bảo đơn
giản, tiêu tốn ít năng lƣợng, hoạt động tin cậy và cho khoảng cách truyền tin
xa (khoảng cách tối thiểu 300m trong mọi trƣờng hợp nhiều vật cản).
Hƣớng phát triển:
o Hệ thống có thể truyền dữ liệu đo lên thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thể để
kiểm định viên có thể đọc đƣợc kết quả trực tiếp và tiến hành tính toán, xử
lý số liệu đo.
o Hệ thống có thể thực hiện việc thiết lập số vòng băng tải sẽ đo, thiết lập số
điểm từ trên băng tải ngay trên thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị mà không
cần phải thiết lập trên thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải.

57. 57
Kiến nghị :
Tôi rất mong đề tài nghiên cứu này đƣợc quan tâm, phát triển nghiên cứu sâu
hơn nữa để phát triển thành chế tạo chuẩn đo lƣờng phục vụ công tác kiểm định,
hiệu chuẩn cân băng tải trong lĩnh vực đo lƣờng.

58. 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO
01. -
Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lƣờng Chất lƣợng(2009), Cân băng tải Quy trình
kiểm định, Hà Nội.
02. Quế Dƣơng Electronics – Tài liệu hƣớng dẫn sử dụng module RF(UART) 2
chiều D-mi32 Hight power V3.
03.http://ctech.vn/vn/Tin-tuc/Can-bang- -Giai-phap- -dien- -phan-4.aspx
tai can tu
04.International Organization of legal metrology, OIML R111-1- Weights of
classes E1, E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3, M3, - Edittion 2004.
05.Taylor_J.R Second Edition.. An introduction error analysis of Physical
Measuremnt.
06.JCGM 2008, First edittion September 2008, Evaluation of measurement data
- Guide to the expression of uncertaity in measurement.

59. 59
PHỤ LỤC
01.Sơ đồ nguyên lý mạch điện thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải.
02.Sơ đồ nguyên lý mạch điện thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị.
03.Bản vẽ kỹ thuật bộ phận bánh xe.
04.Bản vẽ kỹ thuật bộ phận gá lắp.
05.Code nạp thiết bị đo chiều dài dịch chuyển băng tải.
06.Code nạp thiết bị chụp ảnh màn hình chỉ thị.
07.GCN hiệu chuẩn bánh xe thiết bị đo chiều dài.