Thí nghiệm ô tô các THIẾT BỊ ĐO DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM Ô TÔ

ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

CHƯƠNG 3
CÁC THIẾT BỊ ĐO DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM Ô TÔ
III.1Sơ đồ chung của thiết bị đo:
III.1.1Cầu đo
Cầu đo gồm bốn điện trở R1, R2, R3, R4 gọi là các nhánh cầu. Trên một trong
những nhánh chéo của cầu cung cấp điện thế U, còn trên nhánh chéo khác mắc dụng
cụ đo có điện trở bên trong là R ® . Trên các nhánh của cầu với điện trở R1 và R2 sẽ có
các dòng điện I1 và I2 chạy qua, còn trên các nhánh với điện trở R3 và R4 sẽ có cả
dòng điện I ® chạy qua, dòng điện này chạy qua dụng cụ đo.

Hình 3.1 Sơ đồ cầu đo

Đối với mạch gồm bởi máy phát U và điện trở R1 và R4 ta có:

R1I1 + R 4 (I1 − I ® ) = U (1)
Đối với mạch gồm bởi máy phát U và điện trở R2 và R3 ta có:

R 2 I 2 + R3 (I 2 + I ® ) = U (2)
Từ (1) và (2) ta có:

I1 =

U + R4 I®
U − R3 I ®
và I 2 =
(3)
R1 + R 4

R 2 + R3
R1I1 + R ® I ® − R 2 I 2 = 0 (4)

Xét mạch vòng:R1, R2 và R ® ta có:
Thay vào (3) ta có:

I® =

U(R 2 R 4 − R1R3 )
(5)
R ® (R1 + R 4 )(R 2 + R 3 ) + R1R 4 (R 2 + R3 ) + R 2 R 3 (R1 + R 4 )

Từ biểu thức (5) khi I ® = 0 thì R1, R2, R3, R4 tuân theo điều kiện sau:
R1R4 – R1R3 = 0

gọi là cầu đo cân bằng.
19


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

III.1.2 Bộ phận lấy điện
Bộ phận lấy điện dùng khi đo ứng suất của các chi tiết quay. Nhiệm vụ của nó là
cung cấp năng lượng điện cho cảm biến sơ cấp và nhận tín hiệu từ nó.
Bộ phận lấy điện được chia thành loại tiếp xúc và loại không tiếp xúc. Loại tiếp
xúc có tiếp xúc khô và tiếp xúc ướt.
Loại tiếp xúc khô đơn giản bao gồm vành góp gắn trên chi tiết quay, còn chổi hoặc
dây gắn trên chi tiết đứng yên. Nhược điểm cơ bản của loại này là điện trở chuyển

tiếp lớn(0,006 – 0,009Ω) và thay đổi phụ thuộc vào tình trạng của bề mặt tiếp xúc, bụi
bẩn và độ ẩm của không khí, áp suất và nhiệt độ trong vùng tiếp xúc v.v..Vì độ chính
xác trong chế tạo và lắp ráp có ảnh hưởng đến sai số chu kỳ nên tốc độ quay lớn nhất
của chi tiết bị hạn chế. Để khắc phục các nhược điểm trên người ta dùng vật liệu quý
hiếm nâng cao độ chính xác khi chế tạo lắp ráp, đôi khi còn dùng cơ cấu treo chổi
khỏi vành góp sau khi đo còn tiếp xúc được bao kín lại.

Hình 3.2 Sơ đồ cầu
a) Sơ đồ cầu; b) Sơ đồ bán cầu; c) Sơ đồ bán cầu có chổi phụ; d) Bộ phận lấy điện loại biến áp;
e) Bộ phận lấy điện có máy phát vô tuyến; R1 – R4 các điện trở; RH1-RH4 các điện trở điều chỉnh.

Để làm giảm ảnh hưởng của điện trở chuyển tiếp, các điện trở được nối với nhau
theo sơ đồ cầu (hình ) mà không phải theo sơ đồ bán cầu. Khi đó, điện trơ chuyển tiếp
sẽ không hưởng đến sự cân bằng của cầu, nhưng phải cân bằng cầu trước khi thí
20


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

nghiệm. Cũng có thể dùng sơ đồ bán cầu nối thêm các chổi phụ, mỗi chổi phụ được
mắc nối tiếp với một điện trở có trị số lớn hơn nhiều điện trở chuyển tiếp. Đơn giản
hơn, có thể dùng một vài chổi làm việc song song nhau.
Loại tiếp xúc ướt với môi chất công tác là thuỷ ngân hoặc gali có chất lượng khác
cao. Điện trở chuyển tiếp nhỏ và ổn định (chừng 0,0008Ω). Nhược điểm là tuổi bền
thấp, kém chịu rung động và độc hại (khi dùng thuỷ ngân).
Bộ phận lấy điện không tiếp xúc bao gồm loại điện dung, loại biến áp và loại máy
phát vo tuyến. Thường dùng các loại biến áp, sơ đồ cấu tạo của một số chúng trên
hình, còn kết cấu

III.1.3Phương pháp dán cảm biến dây điện trở lên chi tiết cần đo
Trên hình là phương pháp dán cảm biến dây điện trở hợp lý nhất để đo lực kéo
và mô men uốn của thanh đàn hồi.

Hình 3.3 Sơ đồ dán cảm biến dây điện trở để đo lực kéo và mô mem uốn
a) Một nhánh làm việc và có bù trừ nhiệt; b),c) hai nhánh làm việc có bù trừ nhiệt; d) bốn nhánh làm
việc có bù trừ nhiệt.

Trên sơ đồ a khi có một nhánh làm việc R1 thì cảm biến bù trừ nhiệt R4 được
dán thẳng góc với phương tác dụng lực kéo P. Ngoài việc bù trừ ảnh hưởng của nhiệt
độ, khi dán cảm biến R4 theo vị trí như trên sẽ bù trừ được cả sự mất mát độ nhạy ở
nhánh làm việc do cảm biến bị biến dạng theo chiều ngang.
Dán cảm biến theo sơ đồ hình b sẽ tăng độ ngạy lên hai lần. Ngoài ra trong sơ
đồ này còn bù trừ cả ảnh hưởng khi thanh bị uốn.
21


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Khi đo mô men uốn theo sơ đồ c thì cảm biến R1 được dán ở mặt bị kéo của
thanh, còn cảm biến R4 được dán ởmặt bị nén của thanh. Sơ đồ này sẽ tăng độ nhạy
lên hai lần so với sơ đồ có một nhánh làm việc và có bù trừ nhiệt độ.
Trên sơ đồ d tất cả bốn nhánh đều làm việc và có bù trừ nhiệt độ, độ nhạy sẽ
tăng lên bốn lần.

Hình 3.4 Sơ đồ mắc cảm biến vào cầu đo để đo lực kéo.
1- thanh kéo; 2- cảm biến; 3 - mạch cầu; 4- máy khuếch đại; 5- máy ghi sóng

Phương pháp dán cảm biến để đo mô men quay và sơ đồ mắc chúng vào cầu và
nửa cầu. Để đo cảm biến dây điện trở không bị mô men uốn tác dụng và chỉ nhận mo
men xoắn trục cần đặt cảm biến dưới một góc 450 với đường sinh của trục. Bốn cảm
biến được đặt theo vòng tròn của trục cách nhay 900 và ở vị trí thế nào để cho các cảm
biến đối xứng theo đường kính sẽ chịu biến dạng cùng dấu. Trước khi đo cần tiến
hành cân bằng cầu. Khi cầu được cân bằng thì dòng điện ở nhánh đo chéo bằng
không.

Hình 3.5 Sơ đồ dán cảm biến dây điện trở khi đo mô men quay
a) trên trục; b) ở toàn bộ cầu; c) ở nửa cầu.
22


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

III.2 Đo các thông số làm việc ô tô
III.2.1Đo lực và mô men
Thí nghiệm ô tô gắn liền với một khối lượng lớn các phép đo lực và mô men.
Thường thì trị số của các lực và mô men thay đổi. Trong phòng thí nghiệm thường
dùng các lực kế phổ thông để đo tĩnh. Khi thí nghiệm ô tô trên đường phải dùng dụng
cụ đo chuyên dùng, phần tử nhạy cảm có thể trực tiếp là các chi tiết ô tô hoặc là một
phần tử đặc biệt hoàn thành chức năng của chi tiết này. Ví dụ để đo lực tác dụng trong
vùng tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường trong quá trình ô tô chuyển động dùng hai
mayơ đo lực., một may ơ cho bánh xe bị động, còn một cho bánh xe bị động.

Hình 3.6 Các sơ đồ may ơ đo lực cho bánh xe.
a) bị động; b) chủ động
1,9,11,16-các phần tử nhạy cảm; 2-tenzô; 3,4,5,6,7,14-các cụm ổ đỡ; 8,18-bánh xe;10-trụ; 12đèn; 13-may ơ; 15-cốc trong;17-cốc ngoài; 19-khớp; 20-bán trục; 21-dầm cầu.

Các phần tử 1,9 (trụ 10) và 11 (đèn 12) cùng với các tenzô 2 sẽ đo các lực theo
3 trục toạ độ. Các cụm ổ đỡ 3,4,5,6 và 7 giúp cho các phần tử nhạy cảm phản ứng với
các phân lực chỉ theo hướng đã chọn. Ở sơ đồ hình b các phần tử nhạy cảm 16 nối
với các cốc trong 15 và ngoài 17, nối cứng với dầm cầu 21, các ổ đỡ 14 của may ơ 13
lắp trên cốc trong. Trục của may ơ nối với bán trục 20 bằng khớp 19. Sơ đồ gián và
dấu các tenzô như trên đảm bảo đo được 50 lực và mô men tác dụng lên bánh xe 18.
Người ta dùng bàn đo lực (hình 3.7) để đo phản lực tiếp tuyến trên bánh xe ô
tô. Tải trọng từ bánh xe truyền cho 1, tấm 1 lại tỳ lên các phần tử nhạy cảm 6 thông
23


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

qua các chốt điều chỉnh 8. Các phần tử nhạy cảm có hình dáng của dầm chống uốn
đều và đặt tự do trên giá 9 của bệ 7. Các chốt 10 giữ cho tấm 1 không bị lật.

Hình 3.7 Bàn đo lực để đo phản lực pháp tuyến trên bánh xe
a) sơ đồ điện; b) sơ đồ thiết bị đo
1-tấm thép phẳng; 2- đồng hồ đo cơ khí; 3-giá đỡ; 4,5,-thanh tryền lực; 6-phần tử nhạy cảm;7bệ đỡ; 8-chốt điều chỉnh;9 -giá; 10-chốt ;R1,R2,R3,R4-cảm biến điện trở

Phản lực được xác định bằng các tenzô R1-R4 đặt trên phần tử nhạy cảm hoặc
bằng lực kế 2. Kết cấu của các phần tử nhạy cảm và sơ đồ nối tenzô bảo đảm cho kết
quả đo không phụ thuộc vào vị trí đặt tải trọng trong phạm vi của tấm 1. Cơ cấu đo cơ
khí gồm thanh 5, đòn 4, đồng hồ 2 và giá đỡ 3 có thể đo trực tiếp hoặc để điều chỉnh
thiết bị đo điện.
Để đo lực kéo, ví dụ khi chuẩn bị thí nghiệm hệ thống phanh có thể dùng một
thiết bị chuyên dùng có phần tử ngạy cảm dạng thanh chịu kéo (hình 3.8). Các tenzô

trên phần tử nhạy cảm được nối theo sơ đồ cầu.

Hình 3.8 Thiết bị đo lực kéo
1-ống dẫn hướng; 2-phần tử đo;3- thân;4-phần tử nhạy cảm; 5-tenzô;
R1,R3-tenzô chủ; R2,R4-tenzô bù
24


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Mô men xoắn của các trục xác định hoặc theo biến dạng của các trục hoặc bằng
bộ chuyển đổi mô men chuyên dùng.
Biến dạng của trục dễ dàng đo được bằng cách dán tenzô dưới 1 góc 450 so với
tâm trục. Để nối các tenzô vào mạch đo dùng bộ phận lấy điện. Phương pháp này
không kéo theo bất kỳ sự thay đổi kết cấu nào của đối tượng nghiên cứu xong không
phải lúc nào cũng có thể đặt trên trục các tenzô và bộ phận lấy điện. Ngoài ra tất cả
các phần tử của dụng cụ đo được tạo ra riêng đối với từng kết cấu vì vậy đòi hỏi phải
hiệu chỉnh và đánh giá sai số.
Các chuyển đổi mô men kết hợp làm việc với các thiết bị đo tiêu chuẩn và các
đặc tính của nó không thay đổi khi chuyển từ đối tượng đo này sang đối tượng đo
khác.
Trên dụng cụ đo biến dạng xoắn được xác định nhờ chuyển đổi cảm ứng. Do
trục 3 biến dạng đàn hồi mà khe hở không khí trong mạch từ 2 thay đổi vì vậy mà
thay đổi dòng từ đi qua các cuộn dây 4. Các cuộn dây này quấn trên thân 1, thân 1 lại
được lắp trên trục 3 qua các vòng bi 5. Sai số công tác của thiết bị phụ thuộc vào chất
lượng và độ chính xác lắp các ổ bi.
Cần chú ý rằng thiết bị nói trên phải đưa vào mạch lực của máy hoặc tổng
thành vìvậy làm sai khác đặc tính đàn hồi và quán tính của đối tượng.

III.2.2Đo áp lực
Khi thí nghiệm ô tô chúng ta thường phải đo áp lực chất lỏng và chất khí. Để đo
áp lực tĩnh có thể áp dụng áp kế chất lỏng hoặc áp kế có kim chỉ. Ở áp kế chất lỏng
chênh lệch giữa áp lực cần đo với áp suất khí trời sẽ tác dụng lên cột chất lỏng chứa
đầy trong ống làm nó dịch chuyển. Ở áp kế có kim chỉ ống áp kế uốn cong sẽ duỗi ra
dưới tác dụng của áp lực và thông qua hệ thống đòn làm quay kim.
Để đo áp lực động phải dùng các chuyển đổi có phần tử nhạy cảm. Khi áp lực
thay đổi chậm (với tần số không lớn hơn 1hz) người ta dùng chuyển đổi áp lực có
phần tử nhạy cảm dạng ống áp kế.

25


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Ở các bề mặt bên của ống có dán các tenzô nối theo sơ đồ bán cầu. Ống áp kế
có quán tính lớn nên không có thể dùng để đo các quá trình thay đổi nhanh, ví dụ áp
lực chất lỏng trong hệ thống phanh thuỷ lực được đo bằng chuyển đổi này.
Khi tần số thay đổi các áp lực độ một vài hz người ta dùng phần tử nhạy cảm có
dạng ống thành mỏng, đường kính trong của ống thành mỏng chọn bằn đường kính
trong của ống áp lực, còn chiều dầy của thành cố gắng nhỏ nhất theo điều kiện dạng
thống qua hoặc tận đầu. Trên phần tử nhạy cảm có dán các tenzô2-5. Thiết bị này
dùng để đo áp lực chất lỏng hoặc chất khí có lưu lượng nhỏ hoặc không đổi, ví dụ áp
lực khí nén trong dẫn động phanh hơi.

Hình 3.9 Ống áp kế

Hình 3.10 Sơ đồ dán tenzô lên ống thành mỏng

Chuyển đổi có phần tử nhạy cảm dạng màng được sử dụng rộng rãi khi thí
nghiệm ô tô. Kết cấu của một trong các chuyển đổi loại này được trình bày trên hình
vẽ. Phần tử nhạy cảm gồm thân 1, đàu ép 2, và màng 3. Thân của chuyển đổi được lắp
bằng ren với đường ống áp lực. Màng phải có đặc tính thẳng trong toàn bộ vùng thay
đổi của áp lực cần đo. Kết cấu tháo được cho phép thay các màng có chiều dày khác
nhau nhờ vậy mà mở rộng được dải áp lực đo được.

Hình3.11Chuyển đổi áp lực loại điện cảm

Hình 3.12Chuyển đổi điện áp loại áp điện
26


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Dịch chuyển của màng qua trục 3 truyền cho lõi 8 của chuyển đổi điện cảm.
Lõi 8 dịch chuyển giữa hai vòng từ 6 làm thay đổi khe hở không khí Δ1 và Δ2 trong
giới hạn 1 -2 mm còn độ võng của màng chừng (0,1 – 0,15) Δ. Chuyển đổi điện cảm
làm việc với dòng điện xoay chiều tần số 500hz. Dụng cụ đảm bảo sai số không quá
5% khi đó áp lực với tần số 50hz, vi dụ khi thí nghiệm hộp sô thuỷ cơ.
Các phần tử nhạy cảm của chuyển đổi áp lực phải có tần số dao động riêng lớn
hơn nhiều lần tần số của quá trình cần đo. Chuyển đổi áp lực có phần tử nhạy cảm áp
điện do có độ cứng cao nên tần số dao động lớn nhất (10-15khz). Chúng dùng để đo
những áp lực có khoảng thay đổi rộng về trị số và tần số (ví dụ áp lực trong xy lanh
động cơ). Cũng cần chú ý rằng chuyển đổi áp điện có dải tần bị hạn chế dưới nên
không thể đo các quá trình tĩnh.
III.2.3Đo quãng đường và tốc độ

Để đo quãng đường ô tô đi được có thể dùng đồng hồ dẫn động từ hệ thống
truyền lực. Xong phương pháp đó không chính xác và bánh xe ô tô bị trượt do truyền
lực và mô men. Ngoài ra bán kính lăn của bánh xe cũng thay đổi phụ thuộc vào tải
trọng, vào áp lực hơi trong lốp và sự mòn của lốp. Vì vậy khi thí nghiệm ô tô để đo
quãng đường và tốc độ người ta dùng bánh xe số 5 cùng với tốc kế máy phát.

Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý đo tốc độ bằng bánh xe số 5
1-bánh xe số 5; 2- hộp giảm tốc; 3- đĩa; 4- đèn; 5- cảm biến quang; 6,7- bộ đếm

27


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Tốc kế máy phát dòng điện xoay chiều gồm vỏ, trong vỏ có lõi thép và các
cuộn dây đấu nối tiếp nhau. Bánh xe 1 được nối với ô tô thí nghiệm bằng khớp cầu.
Điều này có thể cho phép bánh xe được dao động với ô tô. Để tránh cho bánh xe nhấc
khỏi mặt đường người ta có thể dùng giảm chấn. Quãng đường được xác định bằng
máy đếm xung góc quay bánh xe. Khi vị trí lỗ và bóng đèn và tế bào quang điện nằm
trên một đường thẳng thì tế bào nhận được ánh sáng và máy đếm sẽ đếm được một
xung. Quãng đường được tính: S = m.n và tốc độ: v = S/t
Trong đó: m - hệ số
n -số xung
t - thời gian
III.2.4 Đo gia tốc
Gia tốc chuyển động thẳng của ô tô được ghi bằng gia tốc kế.
Gia tốc kế có trọng khối 3 đặt trong thân 1 trên hai lò xo 2 và giảm chấn không
khí gồm xy lanh 7 nối với khung và pistong 8. Con chạy 4 của phân áp 6 nối cứng với

trọng khối 3.

Hình 3.14 Sơ đồ gia tốc kế

Nếu ô tô chuyển động đều thì do sức căng của hai lò so bằng nhau trọng khối 3
sẽ nằm ở vị trí trung gian. Nếu ô tô chuyển động có gia tốc hướng theo trục AB thì
trọng khối 3 sẽ dịch chuuyển. Độ dịch chuyển của trọng khối khi gia tốc không đổi sẽ
tỷ lệ với gia tốc đó. Con chạy của phân áp 6 dịch chuyển sẽ thay đổi trị số tín hiệu
điện ở đầu ra. Phân áp 5 dùng để cân bằng cầu đo khi trọng khối ở vị trí trung gian.
III.2.5 Đo dịch chuyển tương đối
Để đo dịch chuyển tương đối giữa các cụm và chi tiết ô tô người ta sử dụng các
thiết bị khác nhau. Khi thí nghiệm tĩnh có thể dùng đồng hồ cơ khí với giá trị vạch
28


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

chia 0,01mm. Khi thí nghiệm động dùng tenzô dán lên vòng hoặc tấm chế tạo từ thép
cacbon mềm nhưng bền. Vòng 4 nối với chi tiết động qua lò so 5, cơ cấu kéo 1 và dây
2. Tải trọng tác dụng lên vòng phụ thuộc vào dịch chuyển cần đo và độ cứng của lò
xo. Ứng suất của vòng đo bằng các tenzô 3.
Các v và tấm đàn hồi có dán tenzô được sử dụng để đo hành trình của hệ thống
treo, góc quay của bánh xe dẫn hướng…
Để đo những dịch chuyển 8-12mm và 16-25mm có dải tần số từ 0 – 120hz có
thể dùng loại dụng cụ đo làm việc theo nguyên tắc điện cảm. Dụng cụ dạng hình trụ
có cắt ren để bắt chặt. Trong lỗ dọc trục có lõi động 8, một phần của lõi làm bằng
thép, phần còn lại làm bằng đồng thau. Trong thân xung quanh lỗ quấn các cuộn dây
9, một cuộn dây nguồn và hai cuộn đo.

Khi lõi dịch chuyển so với vỏ, quan hệ điện cảm giữa cuộn nguồn và các cuộn
đo thay đổi. Thân của dụng cụ được bắt chặt vào giá 12 trên một chi tiết, còn chi tiết
khác nối với lõi. Khi khoảng cách giữa hai chi tiết lơn dùng dây 2. Lò xo 5 để hồi vị
hệ thống. Cơ cấu 1 sẽ căng dây sao cho lõi nằm ở vị trí giữa và còn hành trình dự trữ
về cả hai phía. Cáp 11 nối chuyển đổi với các thiết bị khác.
Để đo dịch chuyển góc thường sử dụng chuyển đổi loại biến trở dây căng mà ít
khi dùng các điện trở than vì chúng rất không ổn định do hao mòn nhiều.
III.2.6 Đo thời gian
Có rất nhiều thí nghiệm yêu cầu phải đo thời gian. Để đo những khoảng thời
gian dài từ 1 vài giây đến vài phút chỉ cần dùng đồng hồ có km chỉ khoảng chia 0,2
hoặc 0,01s. Các thiết bị điện tử đếm rời rạc cho độ chính xác cao hơn.
Trên các thiết bị ghi, tín hiệu đánh dấu thời gian được phát theo một kênh
riêng. Nguồn của xung đánh dấu thời gian có thể là một bộ phận chuyên trách trong
máy dao động ký hoặc một dụng cụ phụ nào đó. Dụng cụ đánh dấu thời gian được
phân thành loại động cơ và loại máy phát. Dụng cụ loại động cơ được lắp trong máy
dao động ký, dụng cụ bên ngoài động cơ là các đồng hò tiếp điểm. Các đồng hồ tiếp
điểm làm việc cùng với với đèn hệ II. Khi tiếp điểm đóng đèn sẽ cho một chớp để lại
trên băng một vạch ngang. Chu kỳ đánh dấu của loại này từ 0,1-0,05 s.
29


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

III.2.7 Đo rung động và tiếng ồn.
Hệ thống dao động được sử dụng rộng rãi trong các dụng cụ đo tham số của
rung động và tiếng ồn. Từ lý thuyết dao động ta biết được rằng chuyển vị y của khối
lượng m quan hệ với gia tốc j bằng biểu thức:
Y = (1/ω02)Aj

trong đó: ω0 = sqrt(c/m) tần số dao động riêng của khối lượng m trên phần tử
đàn hồi có độ cứng c.
Aj - Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào tỷ số tần số d và mức độ dập tắt
dao động ε
D = ΩB/ω0
B

ΩB - tần số của dao động cưỡng bức bị kích thích bởi lực P = PasinΩBt
B

B

ε = kg/2sqrt(cm) mức độ dập tắt dao động
kg – là hệ số cản của giảm chấn.
Từ hình thấy rõ khi d = 0-0,5 thì A ≈ 1(trị số của A xác đặc tính biên độ - tần số
của hệ thống), còn khi d = 2-3 thì A→ 0.Phụ thuộc vào mức độ dập tắt dao động mà
chiều dài của đoan đồ thị-cũng có nghĩa là dải tần số, có A không đổi (kể cả độ lệch
cho phép) sẽ khác nhau. Khi chọn được mức độ dập tắt dao động tối ưu ta sẽ được
vùng tần số làm việc rộng nhất, trong vùng đó hệ thống dao động có thể sử dụng như
một chuyển đổi gia tốc.

Hình 3.15 Sơ đồ dao động một bậc tự do

Hình 3.16 Đặc tính biên độ tần số

a) Kích thích bằng lực
b) Kích thíc bằng động học
30

ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Trong các chuyển đổi rung động sơ cấp người ta đo dịch chuyển của giá hệ thống
đàn hồi so với khối lượng quán tính không chuyển động. Tỷ số của chuyển dịch tương
đối của khối lượng quán tính và thân dụng cụ ytđ so với chuyển dịch của thân q cũng
với điểm nghiên cứu.
ytđ/q = Asqrt(1+ε2d2)-1
Khi hệ số A → 0 tỷ số ytđ/q → -1 dấu trừ là do có sự lệch pha giữa các chuyển
dịch. Vì vậy để đo rung động và gia tốc có thể sử dụng cùng một dụng cụ nhưng dải
tần của dụng cụ đo rung động cần phải lớn hơn (2-3)ω0. Giới hạn dưới của dải tần phụ
thuộc vào mức độ dập tắt dao động, còn giới hạn trên hạn chế bởi dặc tính tần số của
khuyếch đại hoặc dụng cụ đo ghi.

Hình 3.17 Sơ đồ và đặc tính của các chuyển đổi
a- gia tốc; b – rung động

III.2.8 Đo nhiệt độ
Để đo nhiệt độ từ 1200-1500C có thể dùng nhiệt kế chất lỏng. Nhiệt kế bao gồm
một bình chứa đầy chất lỏng công tác, ống mao dẫn và chỉ thị có kim chỉ. Khi nhúng
bình chứa vào chất lỏng cần đo áp lực của chất lỏng công tác tăng lên, truyền qua ống
mao dẫn tới chỉ thị và làm dịch chuyển kim. Chất lỏng công tác sử dụng trong nhiệt
kế có thể là chất khí (nitơ, hêli), hơi của chất lỏng sôi ở nhiệt độ thấp hoặc chất lỏng
khi bị đốt nóng thì tăng đáng kể thể tích(thuỷ ngân). Nhiệt kế có độ chính xác cao khi
đo nhiệt độ ổn định nhưng có quán tính lớn.

31

ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Hình 3.18 Các sơ đồ nối nhiệt điện trở vào cầu đo

Hình 3.19 Sơ đồ nối cặp nhiệt vào dụng cụ đo

Để đo nhiệt độ 3000-3500C người ta dùng nhiệt diện trở dây dẫn hoặc nhiệt điện
trở bán dẫn. Các nhiệt kế điện trở được nối vào mạch đo gồm các điện trở theo sơ đồ
cầu bốn nhánh. Điện trở có chỉ số nhỏ RT được mắc nối tiếp còn điện trở có trị số lớn
được mắc song song với một mạch nhánh nào đó của cầu.
Khi nhiệt độ lớn hơn 3000-3500 phải đo bằng cặp nhiệt. Khi đốt nóng mối hàn
của hai dây kim loại khác nhau về bản chất thì xuất hiện sức điện động và có dòng
điện khi mạch ngoài kín. Cường độ dòng điện tỷ lệ với chênh lệch nhiệt độ(t1-t2) của
mối hàn nóng 1 và lạnh 2. Để đo dòng điện dùng dụng cụ 3.
III.2.9 Đo tiêu hao nhiên liệu
Để đo tiêu hao nhiên liệu thường sử dụng hai phương pháp: thể tích và trọng
lượng. Phương pháp trọng lượng áp dụng trong phòng thí nghiệm. Khi thí nghiệm
người ta đo thời gian tiêu hao một lượng nhiên liệu nào đó tính theo trọng lượng.
Trong các thiết bị tự động đo tiêu hao nhiên liệu bằng phương pháp trọng lượng thời
gian được xác định bằng đồng hồ điện tử nhờ chuyển đổi quang điện kiểm tra vị trí
của cân. Các van điện tử sẽ giải quyết việc cấp nhiên liệu và tiêu thụ nó. Sử dụng
phương pháp này không mắc phải các sai số do sự thay đổi của mật độ nhiên liệu khi
nhiệt độ thay đổi.
Phương pháp thể tích đa dạng hơn và áp dụng cả trong phòng thí nhiệm cả trên
đường. Đơn giản nhất có thể đo nhiên liệu bằng xi lanh đo kiểu hở hoặc bằng các bình
chứa khác, ví dụ bình chứa kiểu hình cầu (hình 3.20). Khi thí nghiệm trên đường trên
đoạn đo động cơ sẽ làm việc bằng lượng nhiên liệu chảy ra từ bình đo. Thể tích nhiên
liệu tiêu hao được xác định theo thang trên xilanh đo hoặc theo số dung tích hình cầu.

32


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Hình 3.20 Các dung tích để đo tiêu hao nhiên liệu
a) Loại hở, b- Loại kín

33