- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÁY ĐO ĐỘ ỒN TRÊN PDA NGÀNH : ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐẶNG THANH NGHỊ Người hướng dẫn khoa học : TS. - NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNGHà Nội - 2009 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 2 - KHÓA LỜI CAM ĐOAN Đề tài luận văn của em là "Nghiên cứu xây dựng máy đo độ ồn trên PDA". - Nguyễn Thị Lan Hương Hà Nội, ngày tháng năm 2009 Học viên Đặng Thanh Nghị LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 3 - KHÓA MỤC LỤC Trang Lời mở đầu. - 5 Chương I : Thiết bị số hỗ trợ cá nhân - PDA. - 8 III.Các tính năng điển hình. - 24 3.Thiết bị đo ảo. - Labview- công cụ sử dụng cho PDA. - 51 Chương III: Độ ồn và thiết bị đo độ ồn. - 56 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 4 - KHÓA II. - Tiêu chuẩn về độ ồn và các thiết bị đo độ ồn. - Thiết bị đo. - 72 Chương IV : Tính toán, thiết kế, xây dựng thiết bị đo độ ồn. - 72 I.Mô hình thiết bị đo. - 74 II.Thiết kế thiết bị. - 80 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 5 - KHÓA LỜI MỞ ĐẦU Tiếng ồn có tác động xấu đối với sức khỏe con người và hạ thấp chất lượng cuộc sống của xã hội như làm che lấp tiếng nói trong trao đổi thông tin, làm phân tán tư tưởng và dẫn đến làm giảm hiệu quả lao động, tiếng ồn quấy rối sự yên tĩnh và giấc ngủ của con người. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 6 - KHÓA LabVIEW có thể dùng trong các phòng thí nghiệm, lĩnh vực khoa học kỹ thuật như tự động hóa, điều khiển, điện tử, cơ điện tử, hàng không, hóa sinh, điện tử y sinh. - Chương III: Độ ồn và thiết bị đo độ ồn Trình bày về đặc tính của âm và các miền âm. - Các tiêu chuẩn về độ ồn và các thiết bị đo độ ồn hiện nay. - Chương IV : Tính toán, thiết kế, xây dựng thiết bị đo độ ồn Trình bày mô hình máy đo độ ồn, các tính toán và thử nghiệm hệ thống. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 7 - KHÓA CHƯƠNG I: THIẾT BỊ KỸ THUẬT SỐ HỖ TRỢ CÁ NHẬN – PDA Hình 1: PDA Thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân thường được gọi là PDA (tiếng Anh: Personal Digital Assistant) là các thiết bị cầm tay vốn được thiết kế như một cuốn sổ tay cá nhân và ngày càng tích hợp thêm nhiều chức năng. - Tuy nhiên các thiết bị trước đó như Psion hay Sharp Wizard có thể coi như một PDA. - Các tính năng LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 8 - KHÓA hiện đại ngày nay làm cho việc phân loại khá khó khăn và gây nhiều bàn cãi. - Máy sử dụng hệ điều hành BlackBerry của hãng Research In Motion. - Hiện tại ngoài tính năng hỗ trợ cá nhân như trên PDA còn giúp nghe nhạc, ghi âm, xem phim, gọi điện thoại, chụp ảnh, quay phim, tìm đường, điều khiển các LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 9 - KHÓA thiết bị điện tử từ xa và có các cổng giao tiếp truyền thống như USB, các loại thẻ nhớ và cổng hồng ngoại. - Các PDA dành cho sử dụng trong kinh doanh, trong đó có BlackBerry và Treo, có bàn phím đầy đủ, vành trượt (scroll wheel) và vành ngón cái (thumb LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 10 - KHÓA wheel) để phục vụ cho việc nhập và định hướng dữ liệu, bên cạnh với việc hỗ trợ nhập dữ liệu từ màn hình cảm ứng. - Một ưu điểm khác là việc nhập dữ liệu trên PC thường nhanh hơn nhiều, do nhập dữ liệu qua một màn LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 11 - KHÓA hình cảm ứng vẫn chưa thật tối ưu. - PDA với Bluetooth còn có thể sử dụng các thiết bị Bluetooth như tai nghe, chuột và bàn phím gấp được. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 12 - KHÓA CHƯƠNG II: PHẦN MỀM LABVIEW VÀ CÔNG CỤ LẬP TRÌNH CHO PDA LabVIEW là một công cụ phần mềm công nghiệp hàng đầu trong việc phát triển các hệ thống thiết kế, điều khiển và kiểm tra. - Đến phát triển lớn , theo hướng nhóm (team-oriented): Ngôn ngữ mở Gỡ rối bằng đồ họa tích hợp Phân phối ứng dụng đơn giản Nhiều công cụ phát triển cấp cao LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 13 - KHÓA Công cụ phát triển nhóm Điều khiển mã nguồn Quản lí đích. - Vì LabVIEW cung cấp tính kết nối tới hầu hết mọi thiết bị đo, nên bạn có thể dễ dàng kết hợp những ứng dụng LabVIEW mới vào các hệ thống hiện tại. - LabVIEW có hơn 500 chức năng lập sẵn để trích LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 14 - KHÓA xuất thông tin hữu ích từ dữ liệu thu nhận được, phân tích các phép đo và xử lí tín hiệu. - Bộ dụng cụ phát triển LabVIEW Express VI: tạo Express VIs để phân phối LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 15 - KHÓA cho đồng nghiệp và khách hàng. - Với PC và các công nghệ thương mại, thiết bị đo ảo làm tăng năng suất và giảm chi phí cho các ứng dụng kiểm tra và đo lường tự động qua phần mềm dễ tích hợp LabVIEW và phần cứng đo lường và điều khiển kiểu module cho PXI, PCI, USB và Ethernet. - Một môđun LabVIEW thời gian thực Ứng dụng phong phú Để bàn Ứng dụng này bao gồm PC, laptop, PXI, PC công nghiệp… Bạn có thể dễ dàng tích hợp tính năng có chân cắm và I/O bên ngoài đồng thời tận dụng các khả năng lập trình, I/O, phân tích và hiển thị của LabVIEW trên hệ điều hành LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 16 - KHÓA Windows, Linux và Mac OS. - Để tạo ra phần cứng cho các hệ thống tất định, bạn có thể sử dụng module FPGA LabVIEW. - Triển khai LabVIEW cho nhiều ứng dụng di động, công nghiệp và nhúng đa dạng với các module mở rộng LabVIEW LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 17 - KHÓA Trình tạo ứng dụng LabVIEW: Tạo các thư viện thi hành và dùng chung độc lập Sử dụng như một phần của hệ thống phát triển chuyên nghiệp LabVIEW hay như một thiết bị để mở rộng tách biệt. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 18 - KHÓA Những ứng dụng quen thuộc: Kiểm tra quá trình sản xuất Kiểm tra sự hợp thức/môi trường Kiểm tra máy móc/cấu trúc Kiểm tra thời gian thực đáng tin cậy Thu nhận dữ liệu Kiểm tra hiện trường di động Kiểm tra RF và truyền thông Kiểm tra benchtop Thu nhận hình ảnh. - truyền thông tới phần cứng công nghiệp, bao gồm các thiết bị OPC và PLC của bên thứ ba cũng như cơ sở dữ liệu doanh nghiệp. - Bạn có thể tích hợp các bộ điều khiển tự động hóa khả trình (PAC) của NI được xây dựng với LabVIEW vào các hệ thống hiện tại để bổ sung tính năng đo lường và điều khiển. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 19 - KHÓA Nền tảng thiết kế và thử mẫu nhúng Các kĩ sư sử dụng LabVIEW để phát triển thiết kế, mô phỏng và so sánh với dữ liệu mô phỏng và các phép đo thực tế. - I.MÔI TRƯỜNG LẬP TRÌNH LABVIEW 1.LẬP TRÌNH GRAPHIC LabView là ngôn ngữ lập trình đồ hoạ, sử dụng các biểu tượng và các dây nối thể hiện việc xử lý và truyền tham số giữa các khối của chương trình, công việc này tương tự như kết nối các khối chức năng trong Simulink của LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 20 - KHÓA MatLab. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 21 - KHÓA Môi trường LabView phát triển đầu tiên nhằm thể hiện các giá trị của dụng cụ đo trên màn hình PC. - Số liệu được thu thập qua các card thu thập số liệu và hiển thị trên màn hình PC tương tự như một thiết bị đo trên hiện trường, máy hiện sóng và đồng hồ đo số . - LabView được xây dựng dựa trên phương pháp lập trình hướng đối tượng, do vậy lời gọi tới các giao diện đối tượng (gọi hàm thành viên), thiết lập các thuộc tính đối tượng có thể thực LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 22 - KHÓA hiện dễ dàng như trong lập trình text tuy nhiên thể hiện trên cơ sở đồ hoạ. - Và cung cấp các giải pháp ghép nối với các thiết bị ngoại vi đo qua các phần mềm driver . - Gồm AxticeX server , AxticeX container LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 23 - KHÓA khác mà không cần cài LabView – tạo file *.exe. - thì indicator tương ứng các dữ liệu ra (graph, Led, thiết bị hiển thị thông tin. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 24 - KHÓA Hình 6: Hình biểu diễn một Front panel & block diagram Trên hình mô phỏng front pannel hai Digital control a, b và hai Digital indicator hiển thị kết quả a+b, a-b. - Mỗi thiết bị phần cứng cũng tương ứng với một bộ công cụ điều khiển. - Các thiết bị đo độc lập có thể truyền thông với PC qua giao diện BUS GPIB, RS – 232. - Hạn chế khi sử dụng với LabView là bó buộc sử dụng thiết bị phần cứng của NI. - Tuy LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 25 - KHÓA nhiên NI tích hợp các chuẩn mở trong sản phẩm của mình, do đó việc giao tiếp các thiết bị, truyền thông không tuyệt đối bó buộc vào thiết bị của hãng. - Ví dụ đối với điều khiển LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 26 - KHÓA LavView cung cấp các khối hàm: PID, Fuzzy, hàm điều khiển tuyến tính, phi tuyến. - khai báo LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 27 - KHÓA trong FP Explorer. - Hệ thống mạng vào ra phân tán của NI bao gồm không chỉ các thiết bị phần cứng của chính hãng mà còn hỗ trợ các chuẩn truyền thông mở khác như : CAN bus, Fouldation Field LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 28 - KHÓA bus, Profibus. - nhằm đáp ứng yêu cầu thiết bị thực tế là khả năng phối ghép vào hệ thống thành một mạng thống nhất. - Trong đó người sử dụng thao tác trên màn hình máy tính tương tự như trên thiết bị đo. - Thuật ngữ thiết bị đo ảo (Virtual Instruments) được NI sử dụng trong LabView thể hiện các chương trình chạy trên máy tính PC mô phỏng các thiết bị vật lý. - NI phát triển thành các hệ thống phần cứng thiết bị đo không chỉ là các card vào ra cắm vào máy tính mà còn phất triển thành các hệ thống đứng độc lập ghép nối được với PC. - Công việc của lập trình viên đơn thuần là thiết kết bài toán của mình trên cơ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 29 - KHÓA sở phần cứng và chương trình dịch LabView. - Bằng phương pháp lập trình giao thiện cho thiết bị đo trên máy PC kết qủa là với một hệ thống phần cứng duy nhất chúng ta có thể thiết kế được nhiều ứng dụng với nhiều giao diện khác nhau, khi cần dùng các ứng dụng nào ta chạy ứng dụng đó. - Các tính năng một thiết bị đo ảo gồm. - Có khả năng nối mạng, giao tiếp các thiết bị nhờ các chuẩn kết nối chuẩn. - LABVIEW- CÔNG CỤ SỬ DỤNG CHO PDA Module Labview PDA mở rộng môi trường phát triển đồ hoạ cho thiết bị PDA để tạo ra các ứng dụng chạy trên máy tính bỏ túi (Pocket PC) sử dụng hệ điều hành Windows Mobile. - Sử dụng module Labview PDA để tạo ra 1 dải LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 30 - KHÓA rộng các ứng dụng như là hệ thống kiểm tra hiện trường, hệ thống giám sát và điều khiển từ xa và các hệ thống thu thập dữ liệu di động khác. - 1.2 Thu thập, phân tích, trình diễn dữ liệu trong lòng bàn tay Module Labview PDA mở rộng môi trường lập trình đồ hoạ cho các thiết bị cầm tay vì thế ta có thể dễ dàng phát triển các ứng dụng trên nền hệ điều hành Windows Mobile cho các thiết bị cầm tay. - Thu thập các tín hiệu trong thế giới thực bằng cách tạo ra các hệ thống đo lường di động sử dụng bộ thu thập dữ liệu, đồng hồ số vạn năng, và phân cứng không dây. - 1.3 Tối ưu hoá cho các thiết bị cầm tay Ngoài khả năng thu thập, phân tích và trình diễn số liệu, Labview PDA cho phép tối ưu hoá các mã lệnh, xây dựng và biên dịch các ứng dụng để chạy LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 31 - KHÓA trên không gian bộ nhớ nhỏ hơn và tốc độ vi xử lý chậm hơn. - Hàm này bắt buộc phải sử dụng đối với mọi ứng dụng thu thập số liệu trên Labview PDA. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 32 - KHÓA Đọc số liệu - DAQmxBase Read Hình 12: Đọc số liệu Đọc 1 hoặc nhiều mẫu (dữ liệu dạng dấu phẩy động) từ 1 tác vụ chứa 1 hoặc nhiều kênh vào tương tự (analog in). - 2.3 Ghi số liệu - DAQmxBase Write Hình 13: Ghi số liệu LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 33 - KHÓA Ghi 1 hay nhiều số liệu dạng dấu phẩy động cho 1 tác vụ có chứa 1 hoặc nhiều kênh ra tương tự (analog output channel). - task/channels in : tên tác vụ sẽ hoạt động LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 34 - KHÓA error in : mô tả lỗi xảy ra. - task/channels in : tên tác vụ sẽ hoạt động rate : thiết lập tần số lấy mẫu, trong trường hợp nguồn phát tần số lấy mẫu từ mạch ngoài thì thiết lập giá trị rate bằng đúng tần số của nguồn ngoài source : chỉ định nguồn tần số lấy mẫu, bỏ trống chân này nếu sử dụng nguồn phát tần số lẫy mẫu tích hợp bên trong DAQ active edge : chỉ định sường của tần số lấy mẫu để thu thập hoặc phát dữ liệu Falling(10171) thu thập hoặc phát dữ liệu theo sườn xuống của tín hiệu tần số lấy mẫu Rising (10280) thu thập hoặc phát dữ liệu theo sườn lên của tín hiệu tần số lấy mẫu LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 35 - KHÓA error in : mô tả lỗi xảy ra. - 2.6 Tạo một tác vụ mới - DAQmxBase Create Task Hình 16: Tạo một tác vụ mới task to copy : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này global virtual channels : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 36 - KHÓA error in : mô tả lỗi xảy ra. - 2.8 Đo điện áp tương tự - AI Voltage Hình 17: Tạo một kênh đo điện áp Tạo 1 kênh để đo điện áp LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 37 - KHÓA task/channels in : chỉ định 1 tác vụ sẽ được thêm vào kênh đo ảo vừa được tạo ra physical channels : chỉ định tên của kênh thực (kênh vật lý) sẽ dùng để tạo kênh đo ảo, cũng có thể ghi chuỗi chứa danh sách các kênh vật lý như : Dev1/ai0:3 hoặc Dev1/ai0,Dev1/ai2 name to assign : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này units : chỉ định đơn vị đo tương ứng với điện áp đo được error in : mô tả lỗi xảy ra. - Riêng với dòng sản phẩm thu thập số liệu E serie, nếu kênh hỗ trợ chế độ vi sai, DAQmx Base sẽ chọn chế độ vi sai, nếu không DAQmx Base sẽ chọn chế độ RSE (Reference Single-End) 10106 chế độ vi sai 10078 NRSE 10083 RSE LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 38 - KHÓA custom scale name : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này task out : báo tác vụ đã hoàn thành, có thể là đầu vào của task in khác error out : chứa thông tin về lỗi, nếu lỗi xảy ra trước khi hàm hoạt động thì error out mang thông tin giống như error in, nếu lỗi xảy ra trong khi hàm hoạt động thì error out mang thông tin về lỗi đó. - Dev1/port0 Dev1/port0,Dev1/port2 Dev1/port0/line0:4 name to assign : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 39 - KHÓA line grouping : chỉ định cách tập hợp các đường tín hiệu số thành 1 hay nhiều kênh ảo one channel for all lines (1) kết hợp tất cả các đường tín hiệu số vào 1 kênh ảo error in : mô tả lỗi xảy ra. - task in : chỉ định 1 tác vụ sẽ được thêm vào kênh đo ảo vừa LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 40 - KHÓA được tạo ra counter: chỉ định tên của bộ đếm được sử dụng để tạo kênh ảo như sau : Dev1/ctr0 name to assign : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này units : chỉ định đơn vị sẽ được sử dụng để trả lại kết quả đo thời gian hoặc chu kỳ 10364 giây error in : mô tả lỗi xảy ra. - Nếu lỗi xảy ra trước khi tính năng này (đọc dữ liệu) hoạt động, lỗi sẽ được chuyển qua đầu ra báo lỗi (error out), nếu lỗi xảy ra trong khi tính năng này đang hoạt động maximum value : chỉ định trong unit giá trị tối đa muốn đo minimum value : chỉ định trong unit giá trị tối thiểu muốn đo measurement method : chỉ định phương pháp để tính chu kỳ hoặc tần số của tín hiệu Low Frequency with 1 Counter (10105) dùng 1 bộ đếm có timebase cố định để đo tín hiệu vào custom scale name : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này starting edge : chỉ định sườn để đo tần số hoặc chu kỳ của tín hiệu Falling (10171) đo giữa các sườn xuống Rising (10280) đo giữa các sườn lên measurement time : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này task out : báo tác vụ đã hoàn thành, có thể là đầu vào của task in khác LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 41 - KHÓA divisor : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này error out : chứa thông tin về lỗi, nếu lỗi xảy ra trước khi hàm hoạt động thì error out mang thông tin giống như error in, nếu lỗi xảy ra trong khi hàm hoạt động thì error out mang thông tin về lỗi đó. - Nếu lỗi xảy ra trước khi tính năng này (đọc dữ liệu) hoạt động, lỗi sẽ được chuyển qua đầu ra báo lỗi (error out), nếu lỗi xảy ra trong khi tính năng này đang hoạt động initial count : giá trị khởi đầu để bắt đầu đếm count direction : chỉ định hướng đếm là tiến hay lùi Count Down (10124) Đếm lùi Count Up (10128) Đếm tiến LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 42 - KHÓA Externally Controlled (10326) Trạng thái của đường tín hiệu bên ngoài điều khiển chiều đếm. - task in : chỉ định 1 tác vụ sẽ được thêm vào kênh đo ảo vừa được tạo ra counter: chỉ định tên của bộ đếm được sử dụng để tạo kênh ảo như sau : Dev1/ctr0 name to assign : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này units : chỉ định đơn vị sẽ được sử dụng để trả lại kết quả đo LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 43 - KHÓA thời gian hoặc chu kỳ 10364 giây error in : mô tả lỗi xảy ra. - 2.13 Phát điện áp tương tự - AO Voltage Hình 22: Phát điện áp tương tự task/channels in : chỉ định 1 tác vụ sẽ được thêm vào kênh đo ảo vừa được tạo ra LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 44 - KHÓA physical channels : chỉ định tên của kênh thực (kênh vật lý) sẽ dùng để tạo kênh đo ảo, cũng có thể ghi chuỗi chứa danh sách các kênh vật lý như : Dev1/ao0:3 hoặc Dev1/ao0,Dev1/ao2 name to assign : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này units : chỉ định đơn vị tương ứng với điện áp xuất ra error in : mô tả lỗi xảy ra. - task/channels in : chỉ định 1 tác vụ sẽ được thêm vào kênh đo ảo vừa được tạo ra physical channels : chỉ định tên của kênh thực (kênh vật lý) LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 45 - KHÓA sẽ dùng để tạo kênh đo ảo, cũng có thể ghi chuỗi chứa danh sách các kênh vật lý như : Dev1/ai0:3 hoặc Dev1/ai0,Dev1/ai2 name to assign : DAQmx Base hiện tại bỏ qua tham số này units : chỉ định đơn vị đo tương ứng với nhiệt độ đo được deg C (10143) độ C deg F (10144) độ F deg R (10145) độ R K (10325) độ K error in : mô tả lỗi xảy ra. - B (10047) cặp nhiệt loại B E (10055) cặp nhiệt loại E J (10072) cặp nhiệt loại J K (10073) cặp nhiệt loại K N (10077) cặp nhiệt loại N R (10082) cặp nhiệt loại R S (10085) cặp nhiệt loại S LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 46 - KHÓA T (10086) cặp nhiệt loại T error out : chứa thông tin về lỗi, nếu lỗi xảy ra trước khi hàm hoạt động thì error out mang thông tin giống như error in, nếu lỗi xảy ra trong khi hàm hoạt động thì error out mang thông tin về lỗi đó. - Số kênh : 4, PFI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 49 - KHÓA Điều khiển hướng : mỗi kênh có thể lập trình riêng biệt như là đầu vào hoặc ra - Mức logic : Mức Min Max Đơn vị Điện áp vào, mức thấp Điện áp vào, mức cao dòng rò V V µA Điện áp ra mức thấp (I = 2mA) Điện áp ra mức cao (I = 2mA. - 2.5 0.8 - V V Dòng điện vào (0 < Vin >>Meter Amplifier Amplifier Attenuator External or Internal Filter RectifierLin/Log Converter Microphone asembly DC Log DC Lin AC Measuring Amplifier ( may include weighting network and connect to external filter Frequency Analyzer ( includes weighting networks and filters for frequency analysis) Hình 28: Mô hình thiết bị đo độ ồn 1. - Khi dùng trong các thiết bị đo mức áp suất thấp nó cũng phải có mức ồn tự phát sinh kế thừa rất thấp. - Tất cả các yêu cầu này phải được đáp ứng khi sử dụng các microphone điện dung hoặc microphone electret và với những thiết bị có điện trở kháng cao như thế điều cơ bản là đầu vào của microphone - có thể có dạng một bộ truyền trở kháng hệ số 0 dB - được gắn trực tiếp vào microphone để có thể LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 71 - KHÓA dùng được một sợi dây cáp rất dài nối microphone với phần còn lại của thiết bị đo. - Các microphone điện dung là các thiết bị chính xác chúng có thể được chế tạo ổn định về kích cỡ và có độ nhạy cao ( 50mV/1pascal). - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 72 - KHÓA có mặt của màng ngăn trên đường đi của sóng âm tạo ra một chướng ngại vật cao trở mà sóng sẽ bị phản xạ ở trên đó. - Nguyên tố như LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 73 - KHÓA vậy được gọi là electret. - Các trọng số thì được biết như các sóng A, B và C nhưng chỉ có trọng A được sử dụng thường xuyên mang lại các kết quả hợp lý và phép đo áp suất âm theo LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 74 - KHÓA trọng số A được chấp nhận và được tiêu chuẩn hoá trên toàn thế giới. - Sự gần đúng về hình dạng có thể đạt được nhờ sử dụng hệ thống đơn giản, đồng hồ đo mức âm với tiêu chuẩn hoá trọng D. - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 75 - KHÓA Thiết bị đo mức áp suất âm với kỹ thuật số được thể hiện như sau: Từ những kết luận từ các nghiên cứu về ảnh hưởng của tiếng ồn lên người và các tiêu chuẩn về độ ồn ta dẫn đến việc đặt bài toán cho thiết bị đo (Hay yêu cầu của thiết bị đo. - Các phần tử của hệ thống đo Để xác định được tần số của âm ta phải sử dụng đến bộ xử lý tín hiệu làm phép phân tích phổ. - dtetxXtj∫∞∞−−=ωω)()(Tín hiệu Cảm biến Xử lý tín hiệu Đầu ra / Hiển thị Kếtquả LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 76 - KHÓA Có hai điểm cần chú trọng khi phân tích phổ đó là số giá trị rời rạc N và phép tính phải thực hiện, ngoài ra việc tính toán giữa tần số lấy mẫu của tín hiệu cũng đặc biệt được chú ý, nó đòi hỏi phải có một bộ lấy mẫu đủ nhanh. - II.THIẾT KẾ THIẾT BỊ Sơ đồ khối thiết bị đo ảo - đo độ ồn trong Labview PDA Hình 32: Sơ đồ khối thiết bị đo ảo - đo độ ồn trong Labview PDA LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 77 - KHÓA Data source : Tín hiệu đầu vào (thông tin về độ ồn) đến từ 1 trong các nguồn sau - Dữ liệu thu được từ card thu thập số liệu (DAQ. - 4.Đo độ ồn : Ta xây dựng máy đo độ ồn trên PDA dùng Window mobile 6.0 có front panel như sau: LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 78 - KHÓA Hình: Font panel của máy đo độ ồn lg10ttATAeqdtptpttL Theo TCVN5964, LAeq,T là mức áp suất âm tương đương liên tục theo đặc tính A, dB, được xác định trong khoảng thời gian T, bắt đầu từ t1, và kết thúc ở t2. - Để đo mức áp suất âm tương đương liên tục theo đặc tính A trong khoảng thời gian ngắn, ta làm như sau : Hình 33: Bản control panel trong Labview của máy đo độ ồn LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 79 - KHÓA Ở đây ta đặt tần số lấy mẫu là fS = 51200, kích thước bộ đệm là 51200 (đủ để chứa dữ liệu trong 1 giây). - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - 80 - KHÓA KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Luận văn đã trình bày ứng dụng phần mềm LabView trong việc xây dựng máy đo độ ồn trên PDA
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt