ĐỀ TÀI CÂN TRỌNG TẢI Ô TÔ

Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

LỜI NÓI ĐẦU

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

1


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Mục lục

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

2


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VÀ
NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Tìm hiểu hệ thống cân tải trọng ô tô
1.1.1. Hệ thống cân tải trọng ô tô là gì?
Hệ thống cân tải trọng ô tô là hệ thống được sử dụng để xác định chính xác
khối lượng của ô tô và hàng hoá trên nó. Hệ thống được cấu thành từ 3 bộ
phận chính bao gồm:
- Móng cân: là các kết cấu xây dựng nơi đặt bàn cân.
- Bàn cân: là bề mặt chịu tải và nơi lắp đặt các thiết bị điện của hệ thống.
- Các thiết bị điện:
 Loadcell – Cảm biến: là thiết bị xác định tải trọng của xe thông

qua cảm biến.
 Hộp nối dây – Hộp cộng tín hiệu (Junction Box): là thiết bị nối
các Loadcell lại và truyền đi giá trị trung bình của các tín hiệu.
 Đầu cân – Chỉ thị cân (Indicator): là thiết bị thực hiện việc
chuyển đổi Analog – Digital để xuất tín hiệu ra màn hình LED và
máy tính.
1.1.2. Phân loại
Hiện nay có 3 loại hệ thống cân tải trọng ô tô: cân nổi, cân chìm và cân nửa
chìm nửa nổi. Việc phân loại hệ thống cân này phụ thuộc vào mặt bằng bố trí
cân, môi trường và mục đích sử dụng.
Bảng 1: So sánh các loại hệ thống cân tải trọng ô tô
-

Cân nổi
Dễ dàng lắp đặt, sửa
chữa và vệ sinh
Chi phí móng cân
thấp
Chiếm nhiều diện
tích, tính thẩm mĩ
kém
Chịu ảnh hưởng
nhiều từ môi trường
Khả năng tự thoát
nước tốt

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

-

Cân chìm
Khó lắp đặt, sửa
chữa, vệ sinh
Chi phí móng cân
cao
Chiếm ít diện tích,
tính thẩm cao hơn
Ít chịu ảnh hưởng từ
môi trường
Khả năng tự thoát
nước kém

Cân nửa chìm nửa nổi
- Khó lắp đặt, sửa
chữa, vệ sinh
- Chi phí móng cân
cao
- Chiếm diện tích
trung bình, có tính
thẩm mĩ
- Chịu ảnh hưởng từ
môi trường ít hơn
- Khả năng tự thoát
nước kém

3


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 1: Các loại hệ thống cân tải trọng ô tô

1.1.3. Ứng dụng
Hệ thống cân tải trọng ô tô có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như
làm hệ thống cân xe tải của các công ty, nhà xưởng, kho hàng… để quản lí
hàng hoá nhập xuất hoặc làm trạm cân kiểm soát tải trọng xe trên các tuyến
đường bộ để kiểm soát tình trạng lưu thông của các xe quá tải.

1.2. Yêu cầu, nhiệm vụ của đề tài
Với đề tài tìm hiểu, phân tích và thực hiện hệ thống cân tải trọng ô tô, chúng
em xác định được những yêu cầu và nhiệm vụ cần phải thực hiện:
-

Trình bày tổng quan về hệ thống cân tải trọng ô tô
Vẽ sơ đồ và mô tả nguyên lí hoạt động của hệ thống
Phân tích, nêu chức năng của các thiết bị có trong hệ thống
Trình bày về loại cảm biến sử dụng, cấu tạo và nguyên lí làm việc
Lựa chọn thiết kế, thông số của từng bộ phận và sơ đồ đấu nối
Đánh giá sai số của hệ thống và rút ra kết luận

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

4


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN
2.1. Các hướng giải quyết
Vì hệ thống cân tải trọng ô tô là một hệ thống rộng lớn, có tính ứng dụng cao

nên để tiện cho việc lựa chọn các thiết bị trong khâu thiết kế, chúng em chọn
thực hiện hệ thống trạm cân kiểm soát tải trọng xe được sử dụng trên các tuyến
đường bộ.
Một số hướng thực hiện hệ thống trạm cân:
- Kiểu cân: chọn kiểu cân chìm để thuận tiện cho việc lưu thông của các
phương tiện cũng như tính thẩm mĩ của hệ thống.
- Bàn cân: chọn bàn cân bằng thép.
- Loadcell – Cảm biến: sử dụng cảm biến áp trở kim loại.

2.2. Sơ đồ khối nguyên lí hệ thống

Giải thích nguyên lí làm việc theo sơ đồ:
Khi có áp lực của trọng tải xe lên bàn cân, các cảm biến (Loadcell) sẽ nhận tín
hiệu và truyền đến Hộp nối dây – Hộp cộng tín hiệu (Junction Box). Tại đây các
tín hiệu từ các Loadcell sẽ được cộng lại và chia trung bình để tìm ra giá trị khối
lượng của xe. Giá trị này được chuyển đến Đầu cân – Chỉ thị cân (Indicator) để
xử lý và hiển thị ở màn hình LED. Đầu cân cũng được kết nối với máy vi tính để
điều khiển và quản lý số liệu bằng phần mềm chuyên dụng của cân ô tô. Máy in
được kết nối với máy tính để nhận dữ liệu và in phiếu cân.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

5


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

2.3. Xây dựng hệ thống
2.3.1. Sơ đồ mô phỏng hệ thống

Hình 2: Sơ đồ liên kết các thiết bị trong hệ thống

Hình 3: Mô hình một trạm cân tải trọng ô tô trên thực tế

2.3.2. Các bộ phận của hệ thống
a) Móng cân
Móng cân là thành phần đầu tiên được xây dựng trong hệ thống cân tải
trọng ô tô, là nơi đặt bàn cân cùng các thiết bị điện của hệ thống. Móng cân
Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

6


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

được xây dựng bằng kết cấu bê tông – thép để đảm bảo chắc chắn cho hệ
thống, gồm có 3 loại phổ biến là móng cọc, móng bè, móng băng, được
thiết kế tùy thuộc vào cường độ đất nền tại vị trí lắp đặt hệ thống cân.

Hình 4: Móng cân

Khi xây dựng hệ thống cân, nền móng cân đóng vai trò rất quan trọng.
Nền móng cân có chắc chắn và cố định thì cân mới chính xác và độ bền
lâu. Vì vậy khi xây dựng phải chọn vị trí móng cân có bề mặt đất bằng
phẳng, nền đất cứng, đất không có nhiều bùn, cát… để khi xe có trọng tải
lớn đi qua trạm cân không bị sập, làm hỏng thiết bị.
Đối với kiểu cân chìm hoặc nửa chìm nửa nổi, móng cân phải có hệ
thống bơm thoát nước để đảm bảo an toàn cho các thiết bị.
b) Bàn cân
Bàn cân là thiết bị trực tiếp chịu trọng tải của xe, là nơi gắn các cảm

biến, hộp nối dây. Bàn cân có 3 loại chính tuỳ theo vật liệu cấu tạo: bàn cân
bê tông, bàn cân thép, bàn cân bê tông – thép.
- Bàn cân thép:
 Bàn cân bằng thép CT3, gia công nhanh.
 Lắp đặt nhanh chóng, dễ dàng chuyển dời đi nơi khác.
 Sử dụng tốt trong môi trường công nghiệp.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

7


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 5: Bàn cân thép

- Bàn cân bê tông:
 Bàn cân bê tông cốt thép có khung bao bằng U300 đúc, bên
trong đan sắt xây dựng và đổ bê tông.
 Bền bỉ với môi trường hóa chất, môi trường có axit ăn mòn.
 Được ứng dụng cho các doanh nghiệp sử dụng cân lâu năm,
chắc chắn trong tương lai không cần di chuyển.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

8


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 6: Bàn cân bê tông

- Bàn cân bê tông – thép:
 Thép đặc chủng chịu lực tốt.
 Thiết kế chuyên dụng cho cân ô tô, cân xe tải.

Hình 7: Bàn cân bê tông – thép

Bảng 2: So sánh các loại kết cấu bàn cân
Loại bàn cân
Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

Ưu điểm

Nhược điểm
9


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Bàn cân bê
tông

- Bền bỉ với môi trường có hoá
chất
- Giá thành rẻ

- Khó lắp đặt, di dời
và sửa chữa
- Khối lượng bàn

cân nặng, gây mỏi
Loadcell
- Chịu ảnh hưởng
nhiều của thời tiết

Chịu lực chính của
- Lắp đặt
bàn cân được làm
từ tôn phẳng uốn
nhanh
chóng, dễ hình U có độ bền
cao
Bàn
di dời,
cân
sửa chữa Chịu lực chính của Giá thành cao
thép
- Kết cấu
Kết
bàn cân được làm
cấu
từ thép I300 hoặc
chắc
dầm
chắn, tuổi I600 đúc nguyên
chữ I
thanh có độ dẻo và
thọ cao
độ cứng đảm bảo
Bàn cân có nhiều kích thước, ứng với mỗi kích thước sử dụng số lượng

Loadcell khác nhau và mức cân tối đa khác nhau:
Kết
cấu
dầm
chữ U

- 3m x 8m: thường dùng 4 Loadcell, mức cân tối đa 50 tấn.
- 3m x 10m: thường dùng 4 Loadcell, mức cân tối đa 60 tấn.
- 3m x 12m: thường dùng 6 Loadcell, mức cân tối đa 80 tấn.
- 3m x 16m: thường dùng 6 Loadcell, mức cân tối đa 100 tấn.
- 3m x 18m: thường dùng 8 Loadcell, mức cân tối đa trên 100 tấn.
Tính toán thiết kế:
Để đảm bảo tính ổn định, nhu cầu hoạt động lâu dài và khả năng bảo
dưỡng của trạm cân thì nên chọn loại bàn cân làm bằng thép có kết cấu
dầm hình chữ I.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

10


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 8: Bàn cân có kết cấu dầm hình chữ I

- Kích thước: 3m x 18m
- Dầm cân: thép đúc I300 nhập khẩu
- Mặt bàn cân: tấm thép 10mm được sơn chống gỉ
c) Loadcell – Cảm biến
Loadcell là bộ phận chính và quan trọng nhất của hệ thống cân tải trọng

ô tô. Trong Loadcell có đặt các cảm biến áp trở với nhiệm vụ xác định tải
trọng của ô tô thông qua sự biến đổi điện trở.

 Phân loại Loadcell
Phân loại theo hình dáng chúng ta có các loại Loadcell sau:
- Loadcell uốn đơn: Kích thước lớn, khối lượng nặng, khó lắp đặt nên
hiện nay hầu như không sử dụng khi lắp mới.

Hình 9: Loadcell uốn đơn

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

11


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

- Loadcell trụ: Kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ, dễ lắp đặt nên
hiện nay sử dụng rất phổ biến. Tuy nhiên độ chính xác thấp do phụ
thuộc và nhiều yếu tố bên ngoài tác động:
 Trình độ nhân viên căn chỉnh, lắp đặt.
 Sự co giãn của bàn cân dưới tác động của nhiệt độ môi trường
dẫn đến độ nghiêng của Loadcell.
 Độ võng của bàn cân dưới tác dụng của tải trọng lớn cũng có thể
gây ra nghiêng Loadcell.

Hình 10: Loadcell trụ

- Loadcell uốn kép: Kích thước gọn, khối lượng nhẹ, dễ lắp đặt, có độ
chính xác cao.

 Độ chính xác của Loadcell uốn kép ít bị ảnh hưởng bởi độ lệch
tâm (vấn đề mà Loadcell trụ chưa khắc phục được) do cấu tạo
đặc biệt của chúng.
 Do có bi thép tự lựa nên lực tác tác dụng lên Loadcell luôn thẳng
đứng.
 Loadcell này cấu tạo tương đương 2 Loadcell uốn đơn ghép lại
nên khi bị lệch tâm, tín hiệu Loadcell luôn ổn định do có sự bù
trừ qua lại giữa tín hiệu 2 Loadcell đơn.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

12


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 11: Loadcell uốn kép

 Cấu tạo của Loadcell
Loadcell có cấu tạo gồm trụ thép chịu tác động trực tiếp của trọng lực,
trên trụ thép có trục co dãn là nơi gắn 4 cảm biến áp trở. Các cảm biến
áp trở được nối theo mạch cầu 4 nhánh. Vỏ Loadcell được làm bằng
thép hợp kim.

Hình 12: Cấu tạo của Loadcell

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

13

Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 13: Sơ đồ mạch cầu áp trở

 Cảm biến áp trở kim loại
Phân loại
Cảm biến áp trở kim loại được cấu tạo theo 3 dạng cơ bản: dây mảnh,
lá mỏng và màng mỏng.
- Áp trở dây mảnh:

Gồm có dây điện trở uốn hình răng lược, đường kính 0,02÷0,03mm.
Hai đầu dây hàn với hai lá đồng Berin hoặc đồng Phốtpho để nối với
mạch đo. Hai phía dán hai tấm giấy mỏng 0,1mm hoặc nhựa Polyme
0,03mm để cố định hình dáng dây, chiều dài dây L = n.l 0 (l0: độ dài
một đoạn dây, n: số đoạn), n=10÷20. Bình thường l0 = 8÷15mm, có
thể tới 100mm hoặc có thể nhỏ hơn 2,5mm. Chiều rộng a 0=3÷10mm.
Điện trở dây R=10÷150Ω và có thể tới 800÷1000Ω.
- Áp trở lá mỏng:

Là một lá rất mỏng có độ dày 4÷12µm làm từ hợp kim Constantan,
chế tạo theo phương pháp ăn mòn quang học. Ưu điểm là có kích
thước nhỏ, hình dáng linh hoạt, độ nhạy lớn, ít chịu biến dạng ngang
do chế tạo và điện trở lớn.

Hình 14: Sơ đồ cấu tạo áp trở kim loại
Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

14

Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến
a, Áp trở dạng dây mảnh

b, Áp trở dạng lá mỏng

- Áp trở màng mỏng:

Chế tạo bằng phương pháp bốc hơi kim loại có độ nhạy cao bám vào
một khung có hình dạng định trước. Ưu điểm là có thể chế tạo với
hình dáng phức tạp, kích thước nhỏ, điện trở ban đầu lớn, độ nhạy
cao.
Yêu cầu đối với vật liệu chế tạo
- Độ nhạy: Thông thường K nằm trong khoảng 1,8 ÷ 2,35 ± 0,1. Với

hợp kim Platin-Vonfram thì K=4,1
- Hệ số nhiệt cần nhỏ vì điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ.
RT = R0[1 + αt(T – T0)], trong đó R0 là điện trở ở nhiệt độ chuẩn T0, vì
vậy αt nhỏ sẽ làm cho cảm biến ít bị thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.
- Điện trở suất: phải đủ lớn để giảm kích thước và độ dài dây.
- Vật liệu chọn cần chịu được ứng lực lớn để tránh đứt khi chế tạo và sử
dụng. Ứng lực tối đa không nên biến dạng cố định có trị số lớn hơn
0,2% (độ lớn của giới hạn đàn hồi đo bằng kg.N/mm2).
Bảng 3: Đặc tính một số vật liệu chế tạo áp trở kim loại
Vật liệu
Constantan
Nicrôm

Thành phần
60% Cu,

40% Ni
80% Ni,
20% Cr

Platin
84% Cu,
Mangan
12% Mn,
4% Ni
74% Ni,
20% Cr,
Karme
3% Cu,
3% Fe
Platin92% Pt,
Vonfram
8% W
 Cảm biến áp trở bán dẫn

K

Α
(10 1/oK)


(mm2/m)

1,9÷2,1

±50

0,46÷0,5

2,1÷2,5

150÷170

0,9÷1,7

5,1÷5,4

1700

0,2

0,47÷0,5

±10

0,4÷0,45

-6

2,1
4,1

Cảm biến áp trở bán dẫn được chế tạo từ các chất bán dẫn như Silic,
Germani, Asenua… và được chia thành 2 loại: loại cắt và loại khuếch
tán.
Phân loại

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

15


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến
- Loại cắt:

Là một mẩu cắt từ tấm đơn tinh thể pha tạp. Các mẩu cắt này được
gắn lên một giá đỡ bằng nhựa có chiều dài l = 0,1÷5mm, dày
10÷12mm.

Hình 15: Áp trở bán dẫn loại cắt
- Loại khuếch tán:

Điện trở được tạo nên bằng cách khuếch tán tạp chất như Stibi, Gali,
Nitơ… vào một phần của đế đơn tinh thể Silic đã pha tạp. Tùy theo
loại tạp chất khuếch tán mà ta có áp trở loại n hoặc áp trở loại p.

Hình 16: Áp trở bán dẫn loại khuếch tán

Nguyên lí hoạt động
Bình thường các điện tử phân bố trong tinh thể bán dẫn bằng nhau, độ
dẫn điện không thay đổi. Khi bị biến dạng, kích thước các ô mạng tinh
thể thay đổi làm cho nồng độ điện tử trong vùng đó độ dẫn thay đổi
theo làm cho điện trở bị thay đổi.
Yêu cầu đối với vật liệu chế tạo
- Điện trở suất:  chịu ảnh hưởng của độ pha tạp và nhiệt độ.

 Ảnh hưởng của độ pha tạp: khi tăng độ pha tạp, mật độ hạt dẫn

tăng lên làm cho điện trở suất giảm.
n + µp =
Trong đó:
q: giá trị tuyệt đối của điện tích điện trở hoặc lỗ trống.
n, p: mật độ điện tử và lỗ trống tự do.
µn, µp: độ linh động của điện tử và lỗ trống.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

16


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

 Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi nhiệt độ nhỏ hơn 120 oC, hệ số nhiệt
dương và giảm dần khi độ pha tạp tăng lên. Ở nhiệt độ cao, hệ số
nhiệt âm và không phụ thuộc vào độ pha tạp.

Hình 17: Sự phụ thuộc  vào nồng độ pha tạp chất và nhiệt độ
- Độ nhạy: K phụ thuộc vào độ pha tạp, độ biến dạng, nhiệt độ.

 Ảnh hưởng của độ pha tạp: khi độ pha tạp tăng lên, K giảm.
 Ảnh hưởng của độ biến dạng: K = K1 + K2ε + K2ε2
 Tuy nhiên với độ biến dạng dưới một giá trị cực đại nào đó thì K
không đổi.
 Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng, K giảm. Tuy nhiên,
khi độ pha tạp lớn (Nd = 1020cm-3), K ít phụ thuộc nhiệt độ.

Hình 18: Sự phụ thuộc K vào nhiệt

Bảng 4: Đặc tính của áp trở bán dẫn
K

A
(10 1/oC)



Loại n

–150

150

0,25.104

Loại p

150

3000÷8000

1,1.104

Loại n

–130

6000

0,35.104

Vật liệu
German
i
Silic

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

-6

17


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Loại p

170

1300

7,8.104

Ưu, nhược điểm của áp trở bán dẫn
- Ưu điểm: độ nhạy cao K = –200÷800, kích thước nhỏ 2,5mm, dải

nhiệt độ làm việc –250÷250oC.
- Nhược điểm: độ bền cơ học kém.
 Nguyên lí làm việc của Loadcell

Trụ thép khi chịu tác dụng của trọng tải xe sẽ bị biến dạng nhờ vào trục
co dãn, từ đó các cảm biến áp trở gắn trên trục cũng chịu một biến
dạng.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

18


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 19: Cảm biến áp trở gắn với trục thép
1. Bề mặt

5. Dây dẫn

2. Cảm biến áp trở

6. Cáp điện

3. Lớp bảo vệ

7. Keo dán

4. Mối hàn
Cảm biến áp trở hoạt động dựa trên hiệu ứng áp trở: “Khi vật chịu biến
dạng cơ học thì điện trở của nó thay đổi.”
Sự biến dạng này gây ra thay đổi điện trở của cảm biến và tín hiệu điện
áp cũng thay đổi.

Lúc đó, điện áp Ura tính theo công thức:
Ura=e..R
Trong đó:
R: là điện trở ban đầu của các áp trở
: là độ biến thiên điện trở áp trở khi có biến dạng.
Điện áp Ura tỉ lệ với lực tác động (trọng lực của xe)
Sự thay đổi điện áp ra này chính là tín hiệu của Loadcell mà ta cần. Tín
hiệu này sẽ truyền đến Hộp nối dây. Đây là tín hiệu tương tự (Analog).
Ngoài công nghệ Analog, trong hệ thống cân ô tô còn sử dụng công
nghệ Digital (công nghệ số). Loadcell Digital có bộ vi xử lí riêng với
công nghệ kĩ thuật số, tín hiệu xuất ra là tín hiệu số. Loadcell Digital
còn có bộ chống sét riêng nên hoạt động tốt và an toàn hơn trong những
ngày mưa bão.
Bảng 5: So sánh công nghệ Analog và công nghệ Digital
Công nghệ cân
Độ chính xác
Tự động điều chỉnh
các thông số môi
trường
Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

Analog
Thấp hơn

Digital
Cao hơn

Không

Có

19


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Chống sét, chống
nhiễu
Tuổi thọ, độ bền
Bảo trì
Hoạt động tốt khi
Hiệu quả kinh tế
Dữ liệu cân lưu ở
Loadcell
Tính toán thiết kế:

Không

Có

Thấp hơn
Khó hơn
Phải có đủ cả
Loadcell
Thấp hơn

Cao hơn
Dễ hơn
Thiếu 1 vẫn hoạt
động tốt

Cao hơn

Không

Có

Với những ưu điểm vượt trội so với Loadcell Analog, Loadcell Digital là
lựa chọn tốt và hợp lí cho hệ thống cân tải trọng ô tô.
Các Loadcell được lắp đặt trên bàn cân theo mô hình như hình vẽ dưới
đây (dùng 8 Loadcell).

Hình 20: Sơ đồ đấu nối các Loadcell (đấu 8 Loadcell)

Các Loadcell phải được lắp đặt đều ở đáy bàn cân tạo sự chắc chắn và
chính xác cho hệ thống cân.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

20


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 21: Vị trí của các Loadcell dưới bàn cân

Thông số kĩ thuật của Loadcell:
-

Số lượng: 8 Loadcell trụ, chịu tải trọng 30 tấn/1 cái
Khả năng chịu tải: 150% tải trọng

Nguồn cấp: 5-15VDC
Độ nhạy: 2mV/V
Giá: 125$ tương đương với 2.750.000 đồng / 1 cái

d) Hộp nối dây – Hộp cộng tín hiệu
Hộp nối dây là nơi kết nối các Loadcell với nhau, tùy từng loại mà có thể
kết hợp 4, 6, 8… Loadcell lại với nhau.

Hình 22: Hộp nối dây 8 Loadcell

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

21


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Nguyên tắc của Hộp nối dây là cộng tất cả các tín hiệu Loadcell nối vào
nó rồi chia trung bình để tìm ra khối lượng chính xác của vật cần cân. Tín
hiệu từ Hộp nối dây sẽ truyền đến Đầu cân – Chỉ thị cân.
Yêu cầu thiết kế:
- Thiết kế giúp chống nước và bụi bẩn
- Vỏ làm bằng Inox, hoạt động được trong môi trường khắc nghiệt
- Sử dụng cáp nối có vỏ bảo vệ cứng cáp
e) Đầu cân – Chỉ thị cân
Đầu cân là thiết bị nhận tín hiệu từ Loadcell thông qua Hộp nối dây và
thực hiện việc chuyển đổi A/D (Analog – Digital) từ đó hiển thị thông số
nhờ vào vi mạch và phần mềm trong đó. Thông thường, Đầu cân cũng là bộ
cấp nguồn cho Loadcell.
Đầu cân được kết nối với máy tính qua cổng giao tiếp truyền thông

RS232. Trên đầu cân có máy in để in phiếu cân. Nguồn cấp cho đầu cân có
thể dùng pin hoặc dùng nguồn xoay chiều 220V.

Hình 23: Chỉ thị cân (Indicator)

Ngoài Đầu cân với công nghệ Analog còn có Đầu cân công nghệ Digital.
Loại này không thực hiện việc chuyển đổi A/D nữa mà nhận trực tiếp tín
hiệu từ Loadcell để xử lí. Đầu cân Digital có khả năng kết nối nhiều
Loadcell hơn Đầu cân Analog.
Yêu cầu thiết kế:
-

Sử dụng Đầu cân Digital có khả năng lập trình được
Nguồn cấp: 85-264VAC, 49-63Hz
Công suất tiêu thụ: 12W
Điện áp kích thích loadcell: 5VDC
Tốc độ biến đổi A/D: 20 lần/giây
Có tính năng lọc nhiễu bằng kĩ thuật số

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

22


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

- Giá: 176$ tương đương với 3.872.000 đồng
f) Bảng hiển thị đèn LED
Bảng đèn hiển thị LED là một màn hình LED lớn có khả năng hiển thị
tốt dùng để nhận tín hiệu từ Đầu cân – Chỉ thị cân và hiển thị tải trọng của

xe đang được cân.

Hình 24: Bảng hiển thị đèn LED

Yêu cầu thiết kế:
-

Màn hình LED hiển thị 6 số
Kích thước: 840mm x 360mm x 190mm
Có tầm nhìn xa tốt (20m), hiển thị rõ ngoài trời
Vỏ sơn kim loại tĩnh điện
Có cổng RS232 tích hợp

g) Camera
Trong hệ thống cân tải trọng ô tô, camera có nhiệm vụ ghi hình toàn
cảnh ở trạm cân và chụp lại biển số của xe đang được cân. Biển số xe sẽ
được máy tính lưu lại để so sánh với dữ liệu để quán lí và in phiếu cân.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

23


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 25: Camera nhận dạng biển số xe

Yêu cầu thiết kế:
- Nhận dạng được tất cả các loại biển số (biển 3 số, biển 4 số, biển 5
số, biển xanh, trắng, đỏ…biển nước ngoài…)

- Thời gian xử lý cực nhanh (dưới 1,5s)
- Độ chính xác cao (trên 90%).
h) Barie tự động
Barie giao tiếp với hệ thống điều khiển để tự động đóng, mở điều khiển
xe vào ra trạm cân. Khi xe vào trạm cân, barie sẽ tự động nâng cần (hoặc
đèn/chuông báo) cho phép ô tô vào ra bàn cân. Sau khi xe đã đứng ổn định,
người vận hành ấn nút chốt số liệu (lưu) trên màn hình máy tính. Sau khi in
phiếu cân và đưa cho tài xế, phần mềm sẽ tự động điều khiển barie mở cân
(hoặc đèn báo) để ô tô ra, kết thúc lượt cân.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

24


Bài tập lớn môn Đo lường và Cảm biến

Hình 26: Barie tự động

i) Máy tính và máy in

 Máy tính
Sử dụng phần mềm quản lí chuyên biệt chuyên phục vụ trạm cân điện
tử.
- Phần mềm có nhiệm vụ lưu trữ và quản lý dữ liệu bằng các thông tin,
số liệu về các phương tiện như: biển số xe, tải trọng xe, thời gian lưu
thông…
- Tương thích các bộ Đầu cân – Chỉ thị cân ô tô có cổng kết nối
RS232.
- Có khả năng tùy biến theo yêu cầu sử dụng, nâng cấp phần mềm sau

này.
- Kho dữ liệu có khả năng đồng bộ và kết nối với dữ liệu quản lí của
cơ quan chức năng và các phần mềm quản lý khác.

Nhóm 2 – Lớp TĐH 4 – K10

25