Phương pháp đo mô men xoắn và ứng dụng

KS Lương Quang Tài 

KS. Lương Quang Tài  

Chúng ta nghe nói rất nhiều về mô men xoắn và cảm biến đo mô men xoắn, nhưng thực sự không phải ai cũng có thể hình dung được nó được cấu tạo ra sao? Đo như thế nào? Và ứng dụng vào việc gì? Bằng việc tổng hợp các tài liệu chuyên môn, tôi xin rút lại những ý đơn giản để hiểu rõ những câu hỏi đã đặt ra ở trên

Cấu tạo và nguyên lý đo mô men xoắn

Các cảm biến đo mô-men xoắn thế hệ đầu tiên thường có tín hiệu ngõ ra dạng tương tự. Hiện tượng nhiễu thường xuất hiện giữa module cấp nguồn và điều khiển, nhất là trong trường hợp dây cấp nguồn dài. Vì vậy, mức điện áp ngõ ra của cảm biến thường được tăng lên tới ± 5V hoặc ± 10V. Tuy nhiên trong nhiều ứng dụng khác, khó có thể giảm hay loại bỏ những phần nhiễu này. Giải pháp ở đây chính là sử dụng cảm biến điện tử với tín hiệu được số hóa. Hình dưới đây mô tả các phần tử của cảm biến:

Phuong-phap-do-mo-men-xoan-2Phuong-phap-do-mo-men-xoan-1

Phần tử strain gauge (điện trở đo biến dạng - giống bên trong loadcell) được đặt ở trên trục. Phần tử quay của bộ chuyển đổi cũng được đặt trên trục. Mạch điện được đặt ở phần thân vỏ. Bên trong mạch điện có một vi điều khiển, dùng để đo giá trị thu được từ strain gauge. Tín hiệu từ strain gauge cũng sẽ được khuếch đại và số hóa ở đây. Tín hiệu số này được chuyển đổi sang chuẩn giao tiếp như RS-485. Vi điều khiển còn có các chức năng khác như giám sát bộ cấp nguồn, lưu số serial của thiết bị, giá trị chuẩn hóa, khoảng đo, ngày hiệu chuẩn …

Phuong-phap-do-mo-men-xoan-3

Ứng dụng của cảm biến mô-men xoắn

Trong giáo dục

  • Giảng dạy về động cơ điện, động cơ đốt: đặc tính, hiệu năng, công suất động cơ, mô men xoắn,…
  • Tích hợp trong các mô hình thí nghiệm: động cơ điện, động cơ đốt, hệ thống truyền động, máy phát, quạt, bơm, hệ động cơ tàu thủy,….

Trong đo lường – kiểm định:

  • Cảm biến mô men xoắn trong ô tô, cửa kính ô tô,…
  • Đo kiểm công suất động cơ tàu
  • Đo kiểm động cơ máy phát,….

Sản xuất, giám sát chất lượng, điều hành sản xuất:

  • Vặn nắp chai
  • Dự tải ổ trục
  • Dự tải nhíp
  • Độ chuyển vị của trục
  • Tăng hoặc giảm lực vặn đinh vít

Kiểm tra chức năng các hệ thống, cơ cấu cơ khí:

  • Mô men trục khuỷu
  • Máy phát
  • Bơm
  • Bộ khuếch đại áp suất
  • Quạt
  • Băng chuyền
  • Động cơ điện
  • Động cơ đốt trong
  • Vòng bi
  • Lưu tốc kế

Kiểm tra sức bền

  • Các công cụ cầm tay
  • Ô tô
  • Đồ gia dụng
  • Động cơ đốt trong

Trụ điện gió

  • Hiệu năng
  • Mô-men xoắn

Nông nghiệp

  • Điều khiển mô men xoắn máy móc

Như chúng ta thấy, cảm biến mô men xoắn được dùng trong rất nhiều lĩnh vực, từ thiết kế - chế tạo, sản xuất, giáo dục - đào tạo đến điều hành sản xuất. Thậm chí lĩnh vực nông nghiệp cũng áp dụng cảm biến mô men xoắn trong máy móc.

Một số cách đo mô men xoắn trong từng ứng dụng cụ thể

Dùng phanh thử công suất để đo mô-men xoắn của động cơ điện, từ đó tính được công suất của động cơ điện:

Phuong-phap-do-mo-men-xoan-4

Dùng phanh thử công suất để đo mô-men xoắn của động cơ điện

Đo mô-men xoắn của động cơ đốt trong:

Đo mô-men xoắn của động cơ đốt trong

Đo mô-men xoắn của động cơ đốt trong

Cảm biến đo mô-men xoắn trên trục nối

Cảm biến đo mô-men xoắn trên trục nối

Cảm biến đo mô-men xoắn trên trục nối[/caption]

Ngày nay, bằng sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, phương pháp đo mô men xoắn để tính ra công suất của trục động cơ cũng thay đổi rất nhiều. Vẫn bằng cách sử dụng straingage, nhưng các bộ đo mô men có thể đo bằng cách kẹp - dán cảm biến lên trục, và không cần phải sửa hay tác động vào kết cấu cơ khí của hệ trục đã có sẵn (các tác động như chèn cảm biến mô men xoắn vào giữa, gắn thêm khớp nối, hệ trục phụ,… làm tốn chi phí và làm giảm độ chính xác khi đo mô men hoặc công suất trục)

Bạn có thể tìm thấy nhiều loại cảm biến đo mô men xoắn tại đây

Hoặc liên hệ với chúng tôi cho các giải pháp

  • Đo công suất trục động cơ
  • Đo mô men xoắn
  • …………….

Ks. Lương Quang Tài