Báo cáo khoa học: "Giải pháp kỹ thuật cho công nghệ xây dựng, thiết kế, chế tạo thiết bị đo l-ờng cảm ứng bánh tàu dùng trong điều khiển các ph-ơng tiện trên ray"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

72
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt: Bài báo phân tích các nguyên tắc cơ bản về cơ - điện tử để tạo ra phần tử đo l-ờng cảm ứng bánh tàu, đánh giá các loại cảm ứng bánh tàu đã có trên thế giới và đã sử dụng ở Việt nam, qua đó đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ cho việc xây dựng, h-ớng thiết kế, chế tạo thiết bị cảm ứng bánh tàu đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật hiện đại và phù hợp với đ-ờng sắt Việt nam hiện tại và lâu dài. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Giải pháp kỹ thuật cho công nghệ xây dựng, thiết kế, chế tạo thiết bị đo l-ờng cảm ứng bánh tàu dùng trong điều khiển các ph-ơng tiện trên ray"

Gi¶i ph¸p kü thuËt cho c«ng nghÖ x©y dùng, thiÕt kÕ, chÕ t¹o thiÕt bÞ ®o l−êng c¶m øng b¸nh tµu dïng trong ®iÒu khiÓn c¸c ph−¬ng tiÖn trªn ray TS. Lª m¹nh viÖt Bé m«n Trang bÞ ®iÖn - §iÖn tö Khoa §iÖn - §iÖn tö Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i Tãm t¾t: Bμi b¸o ph©n tÝch c¸c nguyªn t¾c c¬ b¶n vÒ c¬ - ®iÖn tö ®Ó t¹o ra phÇn tö ®o l−êng c¶m øng b¸nh tμu, ®¸nh gi¸ c¸c lo¹i c¶m øng b¸nh tμu ®· cã trªn thÕ giíi vμ ®· sö dông ë ViÖt nam, qua ®ã ®Ò xuÊt gi¶i ph¸p kü thuËt c«ng nghÖ cho viÖc x©y dùng, h−íng thiÕt kÕ, chÕ t¹o thiÕt bÞ c¶m øng b¸nh tμu ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kü thuËt hiÖn ®¹i vμ phï hîp víi ®−êng s¾t ViÖt nam hiÖn t¹i vμ l©u dμi. Summary: The article analyses the base electro - mechanic principle of realising an element able to detect the exiting of train wheels and assessment of the existing wheel detectors on the world and that are in use in Vietnam so that propose a technology method for setting design orientation of wheel detector having proper characteristics for use in the Viet nam Railway in current as well as the time to come. øng b¸nh tµu dï phong phó nh−ng tõng lo¹i vÉn cã nh÷ng −u, nh−îc ®iÓm vµ øng dông I. §Æt vÊn ®Ò nhÊt ®Þnh cho mçi lo¹i ®−êng s¾t víi c¸c môc C¶m øng b¸nh tµu sö dông chñ yÕu trªn ®Ých kh¸c nhau. Nghiªn cøu x©y dùng lý c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng b¸nh s¾t. Dï c¶m thuyÕt ®Þnh h−íng kü thuËt vµ c«ng nghÖ cho øng b¸nh tµu cã nguyªn lý ho¹t ®éng nh− thÕ viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ, chÕ t¹o mét c¶m øng nµo, còng ®Òu ph¶i ®¶m b¶o thùc hiÖn ®−îc b¸nh tÇu míi, nã ph¶i ®¹t ®−îc chÊt l−îng vµ nhiÖm vô lµ ph¸t hiÖn chÝnh x¸c tuyÖt ®èi mét ®Æc biÖt phï hîp víi ®−êng s¾t ViÖt nam trong b¸nh tµu ®ang tån t¹i trªn nã, ®ang chuyÓn vµi thËp niªn tíi, ®ã lµ nhiÖm vô cña bµi b¸o ®éng qua nã víi mäi tèc ®é cña giao th«ng vµ còng lµ mét phÇn cña ®Ò tµi KHCN mµ t¸c ®−êng s¾t hiÖn ®¹i (tíi 300 km/giê) hoÆc ®· gi¶ ®ang thùc hiÖn. chuyÓn ®éng qua nã vµ ®Õm chÝnh x¸c 100% sè l−îng hµng v¹n b¸nh tµu chuyÓn ®éng II. Néi dung qua. Sau chøc n¨ng trªn tuú theo môc ®Ých sö 1. Ph©n tÝch nguyªn lý ho¹t ®éng cña dông ng−êi ta cã thÓ dïng cho nhiÖm vô c¸c lo¹i c¶m øng b¸nh tµu trªn thÕ giíi chiÕm dông, ®o tèc ®é, gi¸m s¸t ®oµn tµu hay ®Õm trôc toa xe vµ hµng lo¹t c¸c môc ®Ých + C¶m biÕn c¬ häc c«ng t¾c c¬ khÝ. Ban ®iÒu khiÓn kh¸c trong ®−êng s¾t. C¸c lo¹i c¶m ®Çu do kü thuËt ®iÖn vµ ®iÖn tö ch−a ph¸t triÓn
ng−êi ta dïng c«ng t¾c c¬ khÝ l¾p vµo m¸ ray ®éng ®ñ nhiÒu ®Ó nhiÖt do ma s¸t ®¹t yªu cÇu sao cho mçi khi b¸nh tµu ®i qua th× gê b¸nh ph¸t sãng hång ngo¹i). xe ®Ì lªn c¬ cÊu c«ng t¾c, nã sÏ lµm cho + C¶m biÕn quang häc. Mét nguån ph¸t c«ng t¾c ®ãng hoÆc ng¾t m¹ch ®iÖn bªn ngoµi vµ mét thiÕt bÞ xö lý thu ¸nh s¸ng ®Æt ë vÞ trÝ tuú thuéc vµo kiÓu c«ng t¾c ®Ó cho ra mét thÝch hîp c¹nh ®−êng ray cho phÐp ®Õm ®−îc xung ®iÖn øng víi mét b¸nh tµu. tõng b¸nh xe chuyÓn ®éng qua hoÆc ch¾n + C¶m biÕn dïng c«ng t¾c tõ tÝnh. TiÕp ®−êng thu ¸nh s¸ng. ®iÓm cña c«ng t¾c lµm b»ng kim lo¹i nhiÔm tõ kh«ng vÜnh cöu. Khi cÆp tiÕp ®iÓm cña c«ng 2. T×nh h×nh nghiªn cøu vµ sö dông t¾c n»m trong tõ tr−êng cã c−êng ®é nhÊt ®Þnh c¶m biÕn b¸nh tµu ë ViÖt nam th× hai m¸ cña tiÕp ®iÓm nhiÔm tõ vµ sÏ hót nhau lµm cho c«ng t¾c th«ng m¹ch. C¶m biÕn - Pª ®an tõ do ®Ò tµi khoa häc cÊp nhµ dïng c«ng t¾c tõ cã cÊu t¹o gåm mét c«ng t¾c n−íc KC - O2 - 12 chÕ t¹o, thö nghiÖm, øng tõ vµ mét nam ch©m vÜnh cöu, chóng x¾p xÕp dông t¹i phßng thÝ nghiÖm Tr−êng §¹i häc sao cho khi l¾p vµo m¸ ray lóc kh«ng cã gê Giao th«ng VËn t¶i n¨m 1993. b¸nh xe th× c«ng t¾c sÏ ®ãng (hoÆc më) tuú - C¶m biÕn ®Þa chÊn do C«ng ty vµo sù x¾p xÕp tõ tr−êng ban ®Çu. CARDPRO (qu©n ®éi) chÕ t¹o ®ang dïng cho + Pª ®an tõ. Quanh mét nam ch©m vÜnh c¸c hÖ thèng c¶nh b¸o ®−êng ngang tõ n¨m cöu quÊn nhiÒu vßng d©y vµ l¾p c¬ cÊu Êy 2002 cña §−êng s¾t. vµo m¸ ray, sao cho mçi khi cã mét b¸nh tµu - C¶m biÕn CNO2A (nguyªn lý ®iÖn tö chuyÓn ®éng qua th× gê b¸nh xe sÏ c¾t ngang biÕn thiªn) cña C«ng ty T− vÊn ®Çu t− vµ X©y ®−êng søc tõ cña nam ch©m vµ sù biÕn thiªn dùng §−êng s¾t chÕ t¹o tõ n¨m 2000. tõ th«ng nµy sÏ c¶m øng mét søc ®iÖn ®éng hai nöa gÇn b»ng nhau cña mét h×nh sin. - C¶m biÕn VS1 hîp t¸c gi÷a C«ng ty T− vÊn vµ ®Çu t− X©y dùng §−êng s¾t víi C«ng + C¶m biÕn ®iÖn tö. M¹ch céng h−ëng ty B−u ®iÖn n¨m 2003. gåm cuén c¶m vµ tô ®iÖn m¾c song song phèi hîp víi mét vµi linh kiÖn ®iÖn tö – b¸n dÉn phi - C¶m biÕn quang häc cña C«ng ty tuyÕn th−êng thiÕt lËp ®−îc dao ®éng ®iÒu Th«ng tin tÝn hiÖu Sµi gßn n¨m 2000. hoµ æn ®Þnh. Khi cã sù thay ®æi bªn ngoµi ®ñ - C¶m biÕn tiÖm cËn (®iÖn tõ) cña c¸c lín lµm lÖch tÇn sè céng h−ëng th× cã thÓ sÏ h·ng SIEMEN Céng hoµ Liªn bang §øc dïng lµm ngõng dao ®éng. Ng−êi ta thiÕt kÕ sao cho ®iÒu khiÓn ch¹y tµu ë ga Vinh n¨m 1998. cho cø cã mét b¸nh tµu tíi gÇn c¶m biÕn th× sÏ lµm lÖch tÇn sè céng h−ëng vµ x¸c ®Þnh cã - Còng c¶m biÕn ®iÖn tõ nh−ng cña h·ng mét b¸nh tµu. SUMUNG dïng cho §−êng s¾t cã mÆt t¹i ViÖt nam kho¶ng n¨m 2003. + C¶m biÕn tia hång ngo¹i. Mét m¸y thu tia hång ngo¹i ®Æt ë vÞ trÝ thÝch hîp bªn c¹nh MÆc dï rÊt nhiÒu c¶m biÕn ®· ®−îc ®−êng ray cã thÓ ph¸t hiÖn ®−îc tõng b¸nh nghiªn cøu chÕ t¹o trong n−íc vµ nhËp khÈu tµu mét (víi ®iÒu kiÖn ®oµn tµu ®· chuyÓn dïng cho §−êng s¾t, nh−ng dÔ thÊy tÊt c¶ ®Òu
ch−a ®¹t yªu cÇu ®· nªu ë trªn. Cã thÓ thÊy - DÔ sö dông cho c¸c môc ®Ých kh¸c c¸c khuyÕt ®iÓm chung lµ kh«ng chÝnh x¸c nhau: ®−êng ngang, chiÕm dông, ®Õm trôc, ®o (tiÕn tíi 100%) vµ lµm viÖc kÐm æn ®Þnh trong tèc ®é, gi¸m s¸t... ®iÒu kiÖn §−êng s¾t ViÖt nam. T¹i sao ë c¸c - DÔ kÕt hîp víi c¸c thiÕt bÞ xö lý ®iÖn tö n−íc kh¸c c¸c c¶m biÕn nµy l¹i dïng tèt. VÊn vµ ®iÖn tö sè kh¸c thËm chÝ vi xö lý hoÆc vi ®Ò lµ sù kh«ng chuÈn cña ray vµ b¸nh tµu ®iÒu khiÓn. ViÖt nam do kh«ng ®−îc th−êng xuyªn kiÓm tra, thay thÕ khi mµi mßn v−ît tiªu chuÈn, 4. Lùa chän nguyªn lý thiÕt bÞ c¶m céng víi thêi tiÕt, khÝ hËu qu¸ nãng Èm nhiÖt biÕn b¸nh tµu ®íi ViÖt nam vµ l¹i ®Æt ngoµi trêi cña §−êng VÒ mÆt ý t−ëng ®Ó ®¹t ®−îc c¸c tiªu chÝ s¾t, chóng ®· ph¸ vì c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc võa ®a nhiÖm, võa chÊt l−îng cao, tÊt nhiªn ®Ó æn ®Þnh cña c¸c c¶m biÕn theo thiÕt kÕ ban ph¶i tr¶ gi¸ vÒ ®é phøc t¹p, sau nh÷ng ®iÒu ®Çu. Ngoµi ra cßn thÊy mét vµi c¶m biÕn chÕ tra, ph©n tÝch, thèng kª, thö nghiÖm vµ thùc t¹o trong n−íc ®· chÕ t¹o theo nguyªn lý mµ tÕ, nhãm nghiªn cøu ®−a ra gi¶i ph¸p x©y khã øng dông kh¶ thi vµo ®iÒu kiÖn lµm viÖc dùng thiÕt bÞ ®o l−êng c¶m øng b¸nh tµu dùa vµ môc ®Ých sö dông cña c¶m biÕn (c¶m biÕn trªn kü thuËt c«ng nghÖ c¬ - ®iÖn tö. ThiÕt bÞ ®Þa chÊn hay sù h¹n chÕ cña c¶m biÕn lÊy ¶nh h−ëng c¬ häc cña gê b¸nh tµu chiÕm quang...). Nh×n chung vÊn ®Ò nhiÖt ®íi ho¸ dông vÞ trÝ hoÆc chuyÓn ®éng qua thiÕt bÞ lµm ch−a ®−îc quan t©m ®óng møc ë trong n−íc tÝn hiÖu, tÝn hiÖu nµy lµm dËp t¾t nhanh chãng vµ nhÊt lµ c¸c c¶m biÕn nhËp ngo¹i. mét m¹ch dao ®éng LC ®· ®−îc thiÕt lËp ë ®iÒu kiÖn b×nh th−êng lóc kh«ng cã b¸nh tµu 3. H−íng chÕ t¹o míi t¸c ®éng. Mçi khi b¸nh tµu ra khái vÞ trÝ do §Ó kh¾c phôc c¸c nh−îc ®iÓm ®· ph©n thiÕt bÞ kiÓm so¸t th× m¹ch dao ®«ng LC l¹i tÝch trªn vµ b¸m theo chøc n¨ng c¬ b¶n cña ®−îc tù kÝch vµ nhanh chãng thiÕt lËp dao c¶m biÕn b¸nh tµu ®Æt trong ®iÒu kiÖn §−êng ®éng. Cø mçi lÇn mÊt dao ®éng sÏ x¸c ®Þnh s¾t ViÖt nam (cã thÓ v−ît ®é mµi mßn 150%), mét tÝn hiÖu lµ mét b¸nh tµu ®i qua thiÕt bÞ. chóng ta ®−a ra c¸c tiªu chÝ cña c¶m biÕn Yªu cÇu kho¶ng biÕn thiªn tèc ®é ®oµn tµu sÏ b¸nh tµu sÏ chÕ t¹o lµ: liªn quan tíi c¶ vÊn ®Ò kü thuËt vµ c«ng nghÖ. - §é chÝnh x¸c (tiÕn tíi 100%) Nhãm t¸c gi¶ ®· ph©n tÝch vµ t×m ®−îc - Lµm viÖc æn ®Þnh trong mäi thêi tiÕt ViÖt gi¶i ph¸p kü thuËt (cã thÓ cã) cho viÖc nhanh nam chãng tù kÝch vµ dËp t¾t dao ®éng ë m¹ch céng h−ëng LC. Sau ®ã chØ ra yªu cÇu vÒ – Ph¹m vi sö dông víi d¶i tèc ®é ®oµn c«ng nghÖ ®Ó ®¹t ®−îc gi¶i ph¸p kü thuËt Êy. tµu réng tõ 0 km/giê (®oµn tµu kh«ng ch¹y) tíi kho¶ng 250 km/giê 5. Nghiªn cøu tù kÝch, thiÕt lËp, æn – Tiªu hao nguån cµng nhá cµng tèt ®Þnh vµ dËp t¾t dao ®éng – KÝch th−íc gän Mét hÖ ®iÖn tö phi tuyÕn tæng qu¸t thiÕt – Gi¸ thµnh rÎ (so víi nhËp khÈu) cµng lËp ®−îc dao ®éng cã d¹ng ph−¬ng tr×nh nhiÒu cµng tèt chuÈn:
d2 x d2 x dx + ω2 x = 0 + ω2 x = 0 + 2α( x, m) (1) (4) 0 0 2 2 dt dt dt khi hÖ sè thiÕt lËp dao ®éng α(m, x) tiÕn tíi trong ®ã: “kh«ng”, nh−ng l¹i ph¶i hiÓu dao ®éng trªn lµ x(t) – biªn ®é dao ®éng; tr¹ng th¸i æn ®Þnh ®éng cña hÖ thèng, trong ®ã n¨ng l−îng ®−îc cÊp thªm th«ng qua hÖ sè α(x, m) - hÖ sè phô thuéc hoÆc vµo biªn α(x, m) bï vµo n¨ng l−îng tiªu hao trªn c¸c ®é x(t) hoÆc th«ng sè bªn ngoµi m nµo ®ã, víi phÇn tö tiªu t¸n R cña hÖ (vµ kh«ng bao giê m cã thÓ lµ c¸c tham sè tham gia vµo viÖc kh«ng cã phÇn tö nµy). ViÖc bï n¨ng l−¬ng thay ®æi th«ng sè m¹ch dao ®éng, vÝ dô tô C, vµo sao cho α(x, m) < 0 (©m) ®Ó dao ®éng cuén c¶m L, ®é hç dÉn s (U), hç c¶m M, hÖ ®−îc t¨ng c−êng, cßn khi α (m, x) > 0 (d−¬ng) sè khuÕch ®¹i K, tû lÖ håi tiÕp β, thËm chÝ c¶ th× dao ®éng sÏ suy gi¶m. H×nh 1 thÓ hiÖn qu¸ c¸c lo¹i nhiÔu; tr×nh ®ã. ωo - tÇn sè muèn tiÕn ®Õn dao ®éng æn Nh− vËy cã thÓ chia thµnh ba chÕ ®é, tù ®Þnh, tÇn sè nµy lùa chän trªn c¬ së cña gi¸ trÞ kÝch A, tù hiÖu chØnh B vµ æn ®Þnh C trong hÖ L vµ C trong m¹ch vßng dao ®éng lµ chÝnh: qu¸ tr×nh h×nh x(t) 0 0 LC Tæng qu¸t nghiÖm dao ®éng: t 0 x(t) = A*(x,m,t).cos[ωr(t) + φ(t)] tù kÝch æn Biªn ®é tæng qu¸t A*(x, m, t) ngõng dao ®éng D A ®Þnh tù hiÖu chØnh cßn phô thuéc vµo chÝnh dao ®éng C B x(t), c¸c th«ng sè m vµ n¨ng l−îng kÝch ban ®Çu trong c¸c kho H×nh 1. C¸c qu¸ tr×nh trong m¹ch vßng dao ®éng LC tõ L hoÆc ®iÖn C … Tuy vËy cã thÓ viÕt nghiÖm d−íi d¹ng liªn quan tíi dao thèng dao ®éng. Ngoµi yªu cÇu tù kÝch nhanh vµ t¹o dao ®éng æn ®Þnh khi b×nh th−êng ®éng ®· ®−îc thiÕt lËp – hay æn ®Þnh lµ: kh«ng cã tÝn hiÖu ®oµn tµu, th× chÕ ®é nhanh x(t) = A0exp(-αt). cos(ωrt + φ) (3) chãng dËp t¾t dao ®éng khi cã b¸nh tµu chiÕm vÞ trÝ hay chuyÓn ®éng qua thiÕt bÞ lµ yªu cÇu víi: quan träng n÷a, khi ®ã ph¶i dïng ë chÕ ®é A0 - biªn ®é sÏ ®¹t ®−îc khi æn ®Þnh; ngõng dao ®éng D. Còng cã thÓ chØ cÇn gi¶m dao ®éng nhá h¬n gi¸ trÞ |xmin(t)| vµ dïng kÕt ωr = ω2 − α 2 - tÇn sè trong qu¸ tr×nh qu¶ nµy ®Ó xö lý tiÕp: 0 thiÕt lËp dao ®éng. |x(t)| ≤ |xmin(t)| (5) NhËn xÐt c¸c c«ng thøc (1), (2) vµ (3) cã Yªu cÇu thêi gian ®Ó tõ gi¸ trÞ b×nh thÓ coi r»ng nghiÖm cña hÖ dao ®éng vßng LC th−êng x(t) gi¶m tíi gi¸ trÞ nhá |xC(tC)| - tiÕn tíi æn ®Þnh lµ nghiÖm tuyÕn tÝnh cña |xmin(tmin) | ≤ 0 lµ: ph−¬ng tr×nh:
M R + Ko - * * Ur C Uh L2 L1 H×nh 2. M¹ch dao ®éng K§TT ∆(t) = tC - tmin (6) d 2Ura 1 − K 0 m dUra 1 + + Ura = 0 . 2 RC dt LC dt cµng ng¾n cµng tèt. (7) Nh−ng sau khi ngõng dao ®éng, muèn tù kÝch nhanh th× còng rÊt cÇn. Vµ nh− vËy cã thÓ víi: thÊy yªu cÇu x©y dùng mét hÖ thèng dao ®éng mµ tù kÝch vµ ngõng (suy gi¶m - dËp t¾t) K0 - hÖ sè khuÕch ®¹i bé khuÕch ®¹i; cã thêi gian cµng ng¾n cµng tèt. DÔ thÊy hÖ M sè α(x, m) ph¶i biÕn thiªn nhanh, v× thÕ cÇn m= - tû lÖ hç c¶m. L nghiªn cøu lo¹i dao ®éng nµo cho phÐp cã qu¸ tr×nh nhanh tù kÝch vµ còng nhanh dËp t¾t Nh− vËy: dao ®éng. 1 − K 0m α(x, m) = (8) RC 6. Lùa chän d¹ng m¹ch dao ®éng ë ®©y cã thÓ dÔ dµng thay ®æi M ®Ó m Trong nhiÖm vô ®· ph©n tÝch, v× tÝn hiÖu thay ®æi lµm α thay ®æi. Víi hÖ thèng nµy tÇn b¸nh xe s¾t liªn quan ®Õn tõ tÝnh vµ chØ cã c¸c sè dao ®éng gÇn nh− ®−îc æn ®Þnh ω0 ≈ th«ng sè sau ®©y trùc tiÕp víi nã nhÊt, ®ã lµ tù c¶m L, hç c¶m M. Do ®ã h−íng m¹ch dao 1/ LC . ®éng quan t©m ph¶i lµ LC. §Ó bï vµo n¨ng l−îng mÊt m¸t, c¸c hÖ sè dao ®éng cÇn c¸c ic bé khuÕch ®¹i n¨ng l−îng. Cã thÓ chän c¶ hai m¹ch dïng Tranzistor hay Op - am (K§TT) il cho c¸c m¹ch khuÕch ®¹i nµy. Tuy vËy chän M c¸c linh kiÖn cã ®Æc tuyÕn, th«ng sè nh− thÕ ib L nµo ®Ó ®¹t ®−îc yªu cÇu tù kÝch nhanh vµ C ngõng dao ®éng nhanh lµ yªu cÇu c¬ b¶n. Cã R Ube thÓ tæng qu¸t ®−a ra 2 hÖ d¹ng m¹ch dao ®éng vµ ph−¬ng tr×nh cña nã. Tõ m¹ch dao ®éng K§TT trªn h×nh 2, cã H×nh 3. M¹ch dao ®éng Tranzitor LC. thÓ x¸c ®Þnh Ura (t) = x (t) tõ ph−¬ng tr×nh:
Tõ h×nh 3, m¹ch dao ®éng Tranzitor, ®¸p Im1 Stb = (11) øng ra cã thÓ lÊy ra theo tÝn hiÖu cña dßng Um qua cuén c¶m vµ ph−¬ng tr×nh x (t) cã d¹ng: ë ®©y chØ quan t©m tíi hiÖu qu¶ cña biªn d2 x ⎛ R SM ⎞ dx 1 +⎜ − + x=0 ⎟ ®é sãng hµi c¬ b¶n (tÇn sè dao ®éng cÇn thiÕt ⎝ L LC ⎠ dt LC 2 dt lËp) víi biªn ®é cña ®iÖn ¸p sinh ra dßng ®iÖn trªn. (9) víi: C¸c s¬ ®å dïng Tranzitor vµ víi c¸c lo¹i Tranzitor, cã thÓ t×m ®−îc: ∂ ic S= - hç dÉn cña Tranzitor; ∂Ube 3 5 3 5 Stb = a1 + a3 U m + a5 U m + … 4 8 1⎛ SM ⎞ dx α(x, m) = ⎜R − ⎟ (10) L⎝ C ⎠ dt (12) Nh− vËy, muèn thay ®æi dao ®éng cã thÓ Vµ víi a1, a3, a5 kh¸c nhau ta cã 2 d¹ng thay ®æi hç c¶m M cña m¹ch LC. c¬ b¶n Stb (Um) cña c¸c phÇn tö 3 cùc b¸n dÉn Song, trong c«ng thøc (8) vµ (10) cßn ë h×nh 4, víi Stb lµ ®−êng cong chØ cã gi¶m mét th«ng sè n÷a rÊt quan träng ¶nh h−ëng cña hç dÉn (cã t¸c dông t¹o dao déng ®Òu tíi α ®ã lµ K0 vµ S, kh«ng ph¶i chóng lµ h»ng ®Æn gäi lµ mÒm) khi a1 > 0; a3 < 0 vµ a5 < 0, sè mµ phô thuéc vµo dao ®éng x(t) cña nã. cßn Stb lµ ®−êng cong cã mét gi¸ trÞ cùc ®¹i cña hç dÉn (cã kh¶ n¨ng t¹o dao ®éng cã biªn ®é nh¶y bËc, gäi lµ cøng) khi a1 > 0; a3 > 7. Nghiªn cøu, lùa chän tù kÝch trong hÖ thèng dao ®éng 0 vµ a5 < 0. MÆc dï K0 trong khuÕch ®¹i thuËt to¸n B»ng lý luËn ta cã thÓ chøng minh ®−îc ë hay c¸c bé khuÕch ®¹i nãi chung cã thÓ thay tù kÝch mÒm (Stbm) th× qu¸ tr×nh thiÕt lËp dao ®æi theo tÇn sè vµ trÞ sè dao ®éng, song cïng ®éng quan hÖ cña biªn ®é Um víi sù thay ®æi c¸c linh kiÖn IC chÊt l−îng cao nã l¹i kh¸ æn hç c¶m M lµ liªn tôc - ®¬n trÞ - ®−êng 1 ë h×nh ®Þnh, v× thÕ chØ cã thÓ t¹o ra viÖc ®iÒu khiÓn nã 5. Cßn víi tù kÝch cøng (Stbm) th× quan hÖ biªn lµ cã K0 ®¹t yªu cÇu dao ®éng hay K0 ≈ 0 ®Ó ®é Um víi hç c¶m M lµ nh¶y bËc vµ qu¸ tr×nh mÊt dao ®éng, vµ c¸c dao ®éng nµy cßn lµ t¨ng gi¶m cña hç c¶m M cã qu¸ tr×nh lµ kh¸c c¸c m¹ch ph¸t xung rÊt æn ®Þnh. Tuy vËy vÒ nhau: qu¸ tr×nh tiÕn (t¨ng M) vµ gi¶m (M lïi) lµ mÆt c«ng nghÖ c¸c m¹ch IC nh− K§TT cã kh¸c nhau. Qu¸ tr×nh t¨ng M theo ®−êng nh−îc ®iÓm lµ thêi gian thay ®æi tr¹ng th¸i dµi 0(0, 0) tíi ®iÓm Mot nh¶y lªn B tiÕn tíi ∞. Qu¸ h¬n c¸c m¹ch Tranzitor, h¬n n÷a ®iÖn ¸p cao tr×nh gi¶m M theo ®−êng ∞ ®iÓm A h¹ ®ét ng«t h¬n th× nªn chän c¸c m¹ch Tranzitor. xuèng Mog vÒ to¹ ®é 0(0, 0). M¹ch dao ®éng LC Tranzitor víi ®Æc NÕu so s¸nh víi tù kÝch mÒm th× tù kÝch ®iÓm cña ®é hç dÉn Stb kh¸c nhau sÏ ®−îc cøng ®Æc biÖt ë nh¶y bËc lªn hoÆc h¹ xuèng quan t©m h¬n. Trong khi thiÕt lËp dao ®éng, cña biªn ®é. Tõ c¸c ph©n tÝch trªn cã thÓ ®· tæng qu¸t ng−êi ta dùa vµo ®é hç dÉn trung t×m ®−îc lêi gi¶i: víi yªu cÇu lµm nhanh vµ b×nh vµ ®Þnh nghÜa: thËm chÝ ®ét ngét t¹o tù kÝch còng nh− ngõng
hoÆc dËp t¾t dao ®éng th× viÖc chän linh kiÖn mßn cña c¶ ray vµ b¸nh tµu v−ît 150% cho phi tuyÕn Tranzitor cã kh¶ n¨ng tù kÝch cøng phÐp. Ngoµi ra vÒ mÆt c«ng nghÖ ®Ó h¹n chÕ lµ rÊt thÝch hîp. Nh− vËy trong thiÕt kÕ ph¶i sù t¨ng nhiÖt cña b¸n dÉn h·y thùc viÖc t¨ng t×m ®−îc c¸c Tranzitor cã ®−êng hç dÉn d¹ng ®iÖn ¸p nguån (tíi møc cßn cho phÐp) lµm t¹o ra ®−îc tù kÝch cøng. gi¶m dßng ph¸t nhiÖt ®Õn møc tèi ®a, nhiÖt ®íi ho¸ trong c¸c vËt liÖu bäc, phñ, c¸ch ly trong Stb c¶m biÕn. Cho ®Õn nay, t¸c gi¶ vµ c¸c céng Stbm a1 = S0 sù ®· hoµn thµnh chÕ t¹o xong, thÝ nghiÖm c¬ Stbc b¶n c¸c ®Æc tÝnh, th«ng sè chÝnh cña c¶m øng b¸nh tµu theo h−íng nghiªn cøu trªn ®Ò ra vµ phï hîp gi÷a tÝnh to¸n vµ thùc tÕ. Bµi b¸o nµy 0 Um viÕt trªn c¬ së cña ®Ò tµi KHCN cÊp Bé 2005. H×nh 4. Quan hÖ cña hç dÉn trung b×nh víi biªn ®é dao ®éng. Tµi liÖu tham kh¶o [1] B¹ch Väng Hµ, Lª M¹nh ViÖt, TrÇn ngäc Thä. Um Nghiªn cøu ®¶m b¶o khoa häc c«ng nghÖ cho tù cøng ®éng ho¸ ®ång bé, tõng b−íc ngµnh §−êng s¾t mÒm B ViÖt nam. §Ò tµi KHCN Nhµ n−íc KC - 02 - 12, A 1992 – 1994. §¹i häc GTVT. [2] Radio technika Budapest, 1978. [3] Electronic Engineering Colombia University, 0 C Mot M Mog 1975. Mv [4] Ipari miiszerek Budapest, 1978. H×nh 5. Qu¸ tr×nh tù kÝch cøng vμ mÒm cña m¹ch [5] Sensors Handbook - Sabrie Soloman, Mc Graw dao ®éng Tranzitor LC. - Hill, 1998. [6] AIP Handbook of Modern Sensor – Jacob Fraden, American Istitute of Physics, 1993. III. KÕt luËn [7] C¬ së kü thuËt ®iÖn tö sè, §¹i häc Thanh Hoa, B¾c kinh 2001 (b¶n dÞch). Mét thiÕt bÞ c¶m øng b¸nh tµu gåm c¸c [8] Ph¹m Th−îng Hµn, NguyÔn Träng QuÕ. Kü phÇn tö c¬, tõ, ®iÖn tö cã sö dông m¹ch dao thuËt §o l−êng c¸c ®¹i l−îng VËt lý. NXB Gi¸o dôc, ®éng céng h−ëng LC, yªu cÇu c¸c linh kiÖn 2004. ®−îc thiÕt kÕ chÝnh x¸c, trong ®ã tÝnh chän [9] Lª V¨n Doanh (dÞch). CÈm nang Kü thuËt ®iÖn, c¸c th«ng sè hç c¶m M thÝch hîp vµ nhÊt lµ tù ®éng ho¸ vµ tin häc c«ng nghiÖp. NXB Khoa häc phÇn tö phi tuyÕn Tranzitor ph¶i cã ®Æc tÝnh vµ Kü thuËt, 1994. hç dÉn Stb cã ®iÓm cùc ®¹i, ®Ó sao cho qu¸ [10] Donald G. Fink, Donald Christiansen. Sæ tay Kü s− ®iÖn tö. McGraw - Hill Book Company 1994 tr×nh tù kÝch vµ dËp t¾t dao ®éng nhanh (b¶n dÞch 1996). chãng, chuÈn x¸c khi cã mÆt b¸nh tµu x©m [11] H. H. Epchikhiep, IA. A. Kypersmidt, B. PH. chiÕm vïng kiÓm so¸t ®· ®−îc quy ®Þnh cña Papul«p-ckii, B. H. Skur«p«b, §o l−êng c¸c ®¹i c¶m biÕn. Vïng lµm viÖc hay kiÓm so¸t cña l−îng ®iÖn vµ phi ®iÖn (TiÕng Nga). Nhµ xuÊt b¶n c¶m biÕn cã thÓ chän theo kÝch th−íc mµ mµi Tù ®éng ho¸ n¨ng l−îng. Matc¬va, 1993