Báo cáo thực tập Đo lường và cảm biến 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM
KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ

BÁO CÁO THỰC TẬP:
“ ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN”

SVTT : Châu Khánh Đạt
Lớp

: DH14CD

MSSV : 14153011


ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT CƠ KHÍ
I.

THƯỚC KẸP
Thước kẹp có 2 loại cơ bản là thước kẹp cơ khí (gồm vạch khắc và thược
kẹp đồng hồ ) và thước kẹp điện tử.
1/ Thước kẹp cơ khí vạch khắc

- Cơng dụng : Thước kẹp cơ khí vạch khắc dùng để đo các kích thước

ngồi ( chiều dài, chiều rộng, chiều cao, đường kính trụ ngồi… ) kích
thước trong ( đường kính lỗ chiều rộng rãnh) và chiếu sâu . Tùy theo kết
cấu mà thước có thể thực hiện một, hai hoặc ba công dụng nêu trên.
- Phân loại : Thước kẹp vạch khắc có các loại cơ bản như thước kẹp
1/10, 1/20 , 1/50
- Về tính chính xác : Thước kẹp 1/10 đo được kích thước chính xác tới
0.01mm . Thước kẹp 1/20 đo dước kích thước chính xác tới 0.05mm .

Thước kẹp 1/50 đo dược kích thước chính xác tới 0,02mm.
- Cậu tạo : Hàm đo trong, hàm đo ngoài, hàm cố định, hàm động , chốt
hãm, đo sâu và thân thước. Đơn vị : mm


- Thao tác sử dụng : Giả sử khi đo số 0 của du xích nằm trong khoẳng

giữa cách chia thứ m và (m+1) của thước mm . Vì mỗi độ chia của Du
xích nhỏ hơn mỗi độ chia của thước milimet nên chắc chắn có một độ
chia thứ n của du xích sẽ trùng với vạch m+n của thước milimet.
- Cách đọc trị số đo :
 Khi đo xem vạch “0” của du xích ở vào vị trí nào của thước
chính ta đọc được phần nguyên của kích thước ở trên thước
chính
 Xem vạch nào của du xích trùng với vạch nào của thước
chính ta đọc được phần lẻ của kích thước theo vạch đó của du
xích (tại phần trùng nhau )
 Đọc giá trị đến 1.0mm; đọc trên thang đo chính vị trí bên trải
của điểm “0” trên thanh trượt
 Cách tính tốn giá trị đo : lấy hai giá trị trên cộng vào nhau
(giá trị thứ hai nhân với sai số ghi trên thân thước)


2/ Thước kẹp đồng hồ
- Công dụng : Thước kẹ đồng hồ công dụng đo cũng giống như thước

kẹp cơ khí vạch khắc dùng để đo các kích thước ngồi ( chiều dài,
chiều rộng, chiều cao, đường kính trụ ngồi… ) kích thước trong
( đường kính lỗ chiều rộng rãnh) và chiếu sâu . Tùy theo kết cấu mà
thước có thể thực hiện một, hai hoặc ba công dụng nêu trên.

- Phân loại : Cũng giống như thước kẹp cơ khí vạch khắc, thước kep

đồng hồ cũng có 3 loại cơ bản: 1/10, 1/20, 1/50
- Cấu tạo : thước kẹp đồng hồ về cơ bản có cấu tạo giống thước kẹp vạch
khắc,nhưng khác thước kẹp vạch khắc ở chỗ trên thân di động của thước
cơ gắn thêm 1 đồng hồ vạch khắc, Từ sự khác nhau đó dẫn đến cách đọc
kết quả của mỗi thước là khác nhau.
- Thao tác sử dụng :
+ Trước khi đo bắt buộc phải kiểm tra coi kim đồng hồ có trùng với vị
trí số “0” hay khơng, nếu chưa trùng thì phải diều chỉnh lại cho trùng số
0 mới đo chĩnh xác được


+ Khi đo xem vạch “0” của du xích ở vào vị trí nào của thước chính ta
đọc được phần nguyên của kích thước ở trên thước chính
+ Tiếp theo là ta đọc kích thước phần thập phân trên đồng hồ. Chọn
kích thước ở nơi nào gần số “0” nhất.Vì ở trên đồng hồ có 2 số “0”.
3/ Thước kẹp điện tử :
- Thước kẹp điện tử cũng được dung để đo kích thước ngồi,kích

thước trong,độ cao,độ sâu…với độ chính xác cao.
- Thước kẹp điện tử có 1 loại cơ bản

- Thao tác sử dụng của thước kẹp điện tử thi khá dễ dàng.mở đủ

kích thước và đọc kết quả theo kết quả hiện trên màn hình.

THƯỚC PANME:
- Cơng dụng : thước panme dùng để đo chiều dài hay đường kính của chi

II.

tiết.Là dụng cụ đo cơ khí có độ chính xác cao,có thể đo bề mặt trụ trong
hay ngồi của chi tiết…


- Phân loại : Panme có 2 loại cơ bản là thước đo panme cơ khí và điện

tử. Dựa vào tính chất và kích cỡ chi tiết đo, thước panme cịn có những
loại nắm trong khoảng đo sau : 0-25 , 25-50 , 50-75 , 75-100…
1/ Thước panme vạch khắc
- Cấu tạo :

Hàm đo trong, hàm đo ngoài, hàm cố định, hàm động, chốt hãm, đo sâu &
thân thước, Đơn vị mm/inch
1. Đầu đo tĩnh (anvil)

4 . Thước chính (sleeve)

2. Đầu đo di động (spindle)

5. Thước phụ (thimble)

3. Vít hãm (lock)

6. Núm vặn (ratchet knob)

- Thao tác sử dụng :

+ Khi đo xem vạch "0" của du xích ở vào vị trí nào của thước chính ta đọc

được phần nguyên của kích thước ở trên thước chính.


+ Xem vạch nào của du xích trùng với vạch của thước chính ta đọc được
phần lẻ của kích thước theo vạch đó của du xích (tại phần trùng nhau).
+ Khi đo dựa vào mép thước động ta đọc được số "mm" và nửa "mm". của
kích thước ở trên thước chính.
+ Dựa vào vạch chuẩn trên thước chính ta đọc được phần trăm "mm" trên
thước.

2/ THƯỚC BANME DẠNG ĐỒNG HỒ :

Cách đo cũng sử dụng như thước kẹp đồng hồ nhưng banme đồng hồ
khác thước kẹp là chỉ có 1 số “0”
3/ PANME ĐIỆN TỬ:
- Đối với thước banme điện tử khi đo kết quả sẽ hiển thị lên màn hình

và đó là kết quả đo chính xác.
III. ĐỒNG HỒ SO


- Công dụng : Đồng hồ so là thiết bị dùng để đo độ thẳng, độ đảo mặt đầu,

độ đảo hướng kính của mặt trong, đo độ khơng song song của rãnh
- Cấu tạo : Gồm có : mặt số, kim, vít hãm, vỏ, vành, tay cầm, kim chỉ số
vịng, thanh đo, đầu đo, ống dẫn hướng thanh đo

- Cách sử dụng : Cách đặt đồng hồ đo : tùy thuộc vào vị trí của chi tiết đo

mà ta tiến hành điều chỉnh vị trí của đồng hồ đo thích hợp, thanh đo cần

đặt vng góc với bề mặt đo. Cách đọc số : số nguyên mm được đọc theo
số kim chỉ số vòng trên thước nhỏ, khi kim chỉ được 1 vạch thì thanh đo
dịch chuyển 1mm, phần trăm mm đọc theo kim chỉ trên kích thước lớn.

IV. CÁC MÁY ĐO KÍCH THƯỚC DẠNG ĐIỆN TỬ:
- Máy đo 3D còn hay gọi là máy đo tọa độ (Coordinate Measuring Machine,
viết tắt là CMM) hoạt động theo nguyên lí dịch chuyển một đầu dò để xác
định tọa độ các điểm trên một bề mặt của vật thể. CMM thường thiết kế với
bốn phần chính : Thân máy , đầu đo , hệ thống điều khiển hoặc máy tính và
phần mềm đo .


- Máy CMM có nhiều chủng loại khác nhau về kích cỡ , thiết kế và cơng
nghệ đo . Máy có thể chỉ có hệ điều khiển cơ (Manual), hoặc có hệ điều
khiển số CNC/PC. Các máy CMM thường được sử dụng để đo lường về
kích thước, đo kiểm mẫu, lược đồ góc, hướng hoặc chiều sâu, đo chép mẫu
hoặc tạo hình.
- Các tính năng chung của máy CMM là có hệ thống bảo vệ chống va đập,
khả năng lập trình offline, thiết kế ngược, phần mềm SPC và bù nhiệt độ.
Các thông số cơ bản được quan tâm của máy là các hành trình đo theo trục
X,Y,Z; độ phân giải và trọng lượng vật đo của máy.
- Về kết cấu, máy CMM gồm nhiều loại: tay gấp (artigulatedarm), kiểu cầu
(bridge), kiểu chìa đỡ (cantilever), kiểu giàn(gantry) hay trục ngang
(horizonal arm).
- Kiểu tay gấp thường là loại máy nhỏ cầm tay, cho phép đầu dò xoay đặt
theo nhiều hướng khác nhau.
- Máy kiểu cầu là loại có trục đo được lắp thẳng đứng với một dầm ngang đặt
trên 2 ụ đỡ. Máy đo kiểu cầu (theo trục X) giúp mở rộng phạm vi của vật thể
đo.
- Với máy đo kiểu chìa đỡ, trục đo được đỡ bởi một kết cấu đỡ.

- Máy kiểu giàn có kết cấu khung treo trên các ụ đỡ để có thể mở rộng pham
vị trên các vật được đo. Các máy đo kiểu giàn có cấu trúc tương tự như thiết
kế kiểu cầu.

→MÁY ĐO KÍCH THƯỚC CMM
- Máy đo 3D hay còn gọi là máy đo tọa độ (Coordinate Measuring Machine,

viết tắt là CMM)


-

Máy CMM có nhiều chủng loại khác khác nhau về kích cỡ, thiết kế và
cơng nghệ đo. Máy có thể chỉ có hệ điều khiển cơ (Manual), hoặc có hệ
điều khiển số CNC/PC.

-

Các máy CMM thường được sử dụng để đo lường về kích thước, đo kiểm
mẫu, lược đồ góc, hướng hoặc chiều sâu, đo chép mẫu hoặc tạo hình.

-

Các thông số cơ bản được quan tâm của máy là các hành trình đo theo trục
X,Y,Z; độ phân giải và trọng lượng vật đo của máy. Các tính năng chung
của máy CMM là có hệ thống bảo vệ chống va đập, khả năng lập trình
offline, thiết kế ngược, phần mềm SPC và bù nhiệt độ

Máy CMM kiểu horizon đo các vật thể lớn
-

-

-

-

Về kết cấu, máy CMM gồm nhiều loại: tay gấp (artigulated arm), kiểu cầu
(bridge), kiểu chìa đỡ (cantilever), kiểu giàn (gantry) hay trục ngang
(horizonal arm).
Kiểu tay gấp thường là loại máy nhỏ cầm tay, cho phép đầu dò xoay đặt
theo nhiều hướng khác nhau.
Máy kiểu cầu là loại có trục đo được lắp thẳng đứng với một dầm ngang
đặt trên 2 ụ đỡ. Máy đo kiểu cầu (theo trục X) giúp mở rộng phạm vi của
vật thể đo.
Với máy đo kiểu chìa đỡ, trục đo được đỡ bởi một kết cấu đỡ.
Máy kiểu giàn có kết cấu khung treo trên các ụ đỡ để có thể mở rộng
pham vị trên các vật được đo. Các máy đo kiểu giàn có cấu trúc tương tự
như thiết kế kiểu cầu.
Đối với máy đo kiểu trục ngang, trục lắp đầu dò được đặt ngang chìa ra,
một đầu gắn trên giá đỡ thẳng đứng có thể dịch chuyển được.

Máy CMM cỡ lớn kiểu gantry
- Về hệ thống đầu do cho máy CMM, người ta có thể sử dụng loại đầu dị

tiếp xúc hay đo điểm rời rạc, hệ thống đầu đo laser, hoặc camera. Máy đo
CMM đa cảm biến có thể được trang bị một lúc nhiều hơn một cảm biến,
camêra hoặc đầu dò.

MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ MÁY ĐO TỌA ĐỘ 3D CMM



V. ĐO KÍCH THƯỚC MỘT SỐ MẪU
• Chi tiết được đo bằng thước kẹp 1/100

CHI TIẾT 1


CHI TIẾT 2


CHI TIẾT 3

Mẫu đo
1
2
3

D1
58,03
35,14
64,72

D2
28,05
37,12
12,02

Thước vạch khắc
L1
39,08
102,02
117,24

VI. HÌNH ẢNH MỘT SỐ DỤNG CỤ ĐO CƠ KHÍ

L
34,03
54,35
170,11


Thước đo lỗ

Đồng hồ đo độ dày


Panme đo trong

Thước đo góc


Panme đo sâu

Penme đo lỗ 3 chấu
VII. CẢM BIẾN XÁC ĐỊNH DỊCH CHUYỂN VÀ GÓC

1/ Linear encoder (thước quang trong các máy NC, CNC)

- Nguyên lý cấu tạo và sơ đồ dây : Thiết bị gồm có một nguồn sáng 1, một thấu
kính hội tụ 2, thước đo có khắc vạch thành các khe hẹp để ánh sáng có thể lọt
qua lưới kích quang 4 và các tế bào quang điện 5. Khi lưới kích quang có
chuyển động tương đối với thước đo, nguồn sáng xuyên qua các khe hở của
thước đo và lưới kích tác động lên các tế bào quang điện tạo ra các xung điện
hình sin. Người ta bố trí các tế bào quang điện cách đều nhau và có tới hai lớp
xếp bố trí lệch nhau ¼ khoảng cách chia nên sẽ nhận được hai tín hiệu hình sin
lệch pha nhau 90° với mục đích giúp cho hệ điều khiển nhận biết được chiều
chuyển động. Các tín hiệu hình sin này được chuyển thành các xung hình chữ
nhật thơng qua một mạch điện tử khác để từ đó đưa vào các cơ cấu đếm để xác
định vị trí của bàn máy.


Để tăng độ phân giải của phép đo (tăng độ chính xác điều khiển) người ta có thể
dùng hai cách :
+ Tăng số vạch chia trên thước (lúc đó việc chế tạo thước khó hơn)
+ Biến đổi các xung chữ nhật thành các xung có chu kỳ nhỏ hơn (5 lần hoặc 25
lần)

- Ứng dụng: định vị để dịch chuyển dao cắt trong máy CN và CNC
2/ Rotary encoder


- Nguyên lý cấu tạo và sơ đồ dây: Thiết bị đo vị trí quang điện chuyển động
quay Rotary encoder, thay vì dùng thước khắc vạch, người ta sử dụng đĩa khắc
vạch có các vịng lỗ gọi là track, ngun tắc đo cũng tương tự thước chuyển
động thẳng (nguyên lý xác định vị trí con trỏ trên màn hình máy tính khi sử
dụng con chuột). Track bên ngồi dùng để xác định vị trí. Track giữa dùng để

xác định hướng chuyển động. Track trong cùng dùng để xác định kết thúc một
vịng quay. Mạch tích phân dùng để đếm số các cạnh tăng và giảm của các
xung.
Đĩa được khắc rất nhiều vạch từ 200-18000 vạch nhờ kỹ thuật khắc hoá. Số
vạch càng nhiều thì độ phân giải đo càng cao. Độ chính xác của thước quang rất
cao với sai số ± 5µm/m.

- Ứng dụng: xác định góc quay trong robot và các máy NC, CNC
3/ Displacement sensor


- Nguyên lý cấu tạo và sơ đồ dây : hoạt động dựa trên nguyên lý máy biến áp.
+ Cấu tạo gồm cuộn dây sơ cấp và hai cuộn thứ cấp giống nhau
+ Điện áp ngõ raAC tỉ lệ với độ di chuyển của lõi.
+ Điện áp đo được ở ngõ ra là điện áp xoay chiều có giá trị: Eout = E1-E2
+ Trong đó E1 , E2 là điện áp xoay chiều được tạo ra trên 2 cuộn dây thứ cấp.
+Khi lõi nằm ở vị trí cân bằng như hình vẽ , điện áp trên 2 cuộn dây thứ cấp có
giá trị bằng nhau nên ta có: Eout = E1-E2 = 0
+ Khi lõi được dịch về phía cuộn thứ cấp thứ nhất E1 tăng lên, E2 giảm do
lượng từ thơng được tập trung nhiều về phía có cuộn dây thứ nhất.
+ Điện áp ngõ ra so với điện áp trên cuộn sơ cấp
+ Tương tự, khi lõi được dịch về phía cuộn thứ cấp thứ hai, ta có E1 giảm , E2
tăng.
+ Điện áp ngõ ra so với điện áp trên cuộn sơ cấp

- Ứng dụng: đo độ võng của khối cấu kiện dưới tác động của tải trọng tĩnh hay
động