Nghiên cứu tính toán, thiết kế gối điện tử hoạt động dựa trên hiệu ứng áp trở

Cơ học & Điều khiển thiết bị bay<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ GỐI ĐIỆN TỬ HOẠT<br /> ĐỘNG DỰA TRÊN HIỆU ỨNG ÁP TRỞ<br /> Phạm Thanh Hà1*, Đào Mộng Lâm2, Vũ Khánh Xuân1, Nguyễn Đức Dũng3,<br /> Đào Xuân Việt3, Lê Hữu Thắng4<br /> Tóm tắt: Bài báo giới thiệu tổ hợp gối đàn hồi và các tem biến dạng được ứng<br /> dụng vào việc điều khiển trạng thái cân bằng đòn cho các máy chuẩn lực kiểu cánh<br /> tay đòn và máy chuẩn mô men lực tải trực tiếp. Nó đã giải quyết được những vấn đề<br /> còn tồn tại trước đây đối với các chuẩn lực và mô men truyền thống. Bài báo cũng<br /> đề cập đến nguyên lý cơ bản của hình dạng và vật liệu để thiết kế gối đàn hồi. Biến<br /> dạng cơ học của gối đàn hồi được xác định bằng mô phỏng toán học sử dụng<br /> phương pháp phần tử hữu hạn. Các tem biến dạng được sử dụng để chuyển đổi gối<br /> đàn hồi thành cảm biến lực điện tử (được gọi là gối điện tử), để đo biến dạng của<br /> gối đàn hồi cho việc điều khiển trạng thái cân bằng đòn đối với các máy chuẩn lực<br /> kiểu cánh tay đòn và máy chuẩn mô men lực tải trực tiếp. Công trình sẽ có những<br /> ứng dụng quan trọng đối với việc sản xuất chuẩn đo lường lực và mô men lực có độ<br /> chính xác cao.<br /> Từ khóa: Đo lường lực, Đo lường mô men lực, Gối đàn hồi, Gối điện tử.<br /> <br /> 1. MỞ ĐẦU<br /> Lĩnh vực đo lường lực, mô men lực đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực sản<br /> xuất, công nghiệp, dịch vụ và nghiên cứu khoa học công nghệ. Để đảm bảo tính<br /> chính xác trong đo lường lực, mô men lực và sự liên kết đo lường thì việc xây<br /> dựng được các chuẩn đo lường có cấp độ chính xác cao trong lĩnh vực lực và mô<br /> men lực là yêu cầu bắt buộc. Dẫn xuất tới chuẩn đầu trong lĩnh vực đo lường lực là<br /> các quả cân chuẩn. Tuy nhiên các quả cân chuẩn không thể có khối lượng quá lớn<br /> mà phạm vi đo lường lực, lại đòi hỏi một phạm vi khá rộng, giá trị đo lớn. Để giải<br /> quyết vấn đề này, người ta sử dụng hệ khuếch đại lực thông qua hệ thống các cánh<br /> tay đòn, tỉ lệ lực được khuếch đại bằng tỉ lệ chiều dài hai cánh tay đòn. Trước đây<br /> người ta sử dụng hệ thống dao-gối cơ khí (prizma) hay vòng bi cơ khí đặc biệt<br /> (ball bearing) để làm trục quay cho hệ thống cánh tay đòn, tuy nhiên các hệ thống<br /> này có các hạn chế lớn nhất là sự ma sát, mài mòn, lệch trục,... dẫn tới khó đạt độ<br /> chính xác cao cũng như sự ổn định theo thời gian không đảm bảo. Gần đây, một số<br /> Viện đo lường lớn trên thế giới và các nhà khoa học đã xây dựng hệ khuếch đại lực<br /> dựa trên gối đàn hồi được điều khiển tự động hóa (gối điện tử), từ đó các nhược<br /> điểm của các hệ khuếch đại lực trước đây đã được khắc phục, đồng thời độ chính<br /> xác đo có thể tăng lên một bậc [1, 2].<br /> Hình 1 mô tả hình dạng và các kích thước của một gối đàn hồi và các lực tác<br /> dụng lên các hướng của gối Fx, Fy, Fz theo các hướng Ox, Oy, Oz; góc quay αz<br /> quanh trục quay Oz tạo ra do mô men Mz. Hình 2 mô tả một hệ thống khuếch đại<br /> lực thông qua hệ thống cánh tay đòn dùng gối điện tử, lực có thể được khuếch đại<br /> theo tỉ lệ l/a ~ (10  50) lần. Gối điện tử này có ưu điểm là không có sự trượt, di<br /> chuyển hay ma sát tại tâm quay mà chỉ có sự biến dạng cơ học tại tâm quay khi có<br /> sự chênh lệch mô men lực hai phía cánh tay đòn. Khi đòn ở trạng thái cân bằng thì<br /> tổng mô men trên đòn bằng 0 hay phương trình cân bằng mô men có dạng:<br /> <br /> <br /> 102 P. T. Hà, …, “Nghiên cứu tính toán, thiết kế gối điện tử… dựa trên hiệu ứng áp trở.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> ∑ M = Mquả cân - Mlực = 0  Mquả cân = Mlực  Fquả cân  l = Flực  a<br /> Flực = Fquả cân  l/a (1)<br /> trong đó, Flực, Fquả cân lần lượt là các lực có điểm đặt ở phần cánh tay đòn ngắn (a)<br /> và cánh tay đòn dài (l); và Mquả cân và Mlực là các mô men tương ứng.<br /> Vấn đề biến dạng cơ học của gối đàn hồi (elastic hinge) đã có nhiều nghiên cứu<br /> trong lĩnh vực cơ khí [3-10]. Việc sử dụng gối đàn hồi thay thế các hệ dao gối,<br /> vòng bi,... trong lĩnh vực đo lường lực và mô men lực là một thành tựu của các nhà<br /> khoa học đo lường. Tuy nhiên khi này sẽ có nhiều vấn đề kỹ thuật nảy sinh như đo<br /> lường độ biến dạng tại tâm quay của gối đàn hồi một cách chính xác, biến thông tin<br /> biến dạng đàn hồi thành tín hiệu điện tử để đưa vào hệ thống điều khiển, tự động<br /> hóa nhằm đảm bảo hệ số khuếch đại lực của đòn và nâng cao độ chính xác của<br /> phép đo,... Các vấn đề nói trên cần đầu tư rất nhiều công sức nghiên cứu, phát<br /> triển. Mặc dù đã có những chuẩn đo lường lực và mô men lực sử dụng nguyên lý<br /> nói trên, tuy nhiên các thiết kế, nguyên lý chi tiết được các hãng sản xuất giữ kín,<br /> không công bố trên các tạp chí khoa học, công nghệ. Một số công bố đa phần<br /> mang tính giới thiệu và kết quả ứng dụng cuối cùng [1, 2].<br /> Trong công trình này, dựa trên nguyên lý cơ bản nhất là sử dụng gối đàn hồi cho<br /> hệ khuếch đại lực bằng cánh tay đòn, nhóm nghiên cứu bước đầu nghiên cứu, tính<br /> toán thiết kế gối điện tử bao gồm phần tính toán biến dạng cơ học bằng giải tích và<br /> mô phỏng của gối đàn hồi, phương pháp đo độ biến dạng cơ học tại tâm quay của<br /> gối. Trên cơ sở đó, điện tử hóa gối đàn hồi thành cảm biến lực, từ đó gia công xử<br /> lý tín hiệu biến dạng uốn thành tín hiệu điện để điều khiển hệ thống đòn khuếch<br /> đại lực (điều chỉnh thăng bằng đòn).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Hình dạng, các kích thước của một Hình 2. Cơ cấu hệ thống đòn khuếch<br /> gối đàn hồi và các lực tác dụng Fx, Fy, Fz đại lực dùng gối điện tử[1].<br /> theo các hướng Ox, Oy, Oz của gối; mô<br /> men lực Mz làm quay một góc αz quanh<br /> trục quay Oz.<br /> 2. NỘI DUNG CẦN GIẢI QUYẾT<br /> Do mong muốn giảm ma sát quay, hệ gối đàn hồi được quan tâm nhiều trong các<br /> ứng dụng có độ chính xác cao, một số lĩnh vực cơ khí, máy động lực tại Việt Nam đã<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Tên lửa, 09 - 2016 103<br />  Cơ học & Điều khiển thiết bị bay<br /> <br /> nghiên cứu về đối tượng này, tuy nhiên không nhiều và đặc biệt là không phải để<br /> hướng tới làm các bản lề, tâm quay cũng như ứng dụng trong chuẩn đo lường lực và<br /> mô men lực. Khái niệm gối điện tử và gối điện tử điều khiển theo độ biến dạng sử<br /> dụng gối đàn hồi là khái niệm thuần túy xuất hiện khi người ta nghĩ tới việc sử dụng<br /> gối đàn hồi làm tâm quay, bản lề thay cho các hệ dao gối cơ khí truyền thống trong<br /> chuẩn đo lường lực và mô men lực. Đây là một khái niệm và nguyên lý rất mới, và<br /> hầu như chưa có nghiên cứu nào được thực hiện tại Việt Nam.<br /> Trong các tính toán thiết kế gối điện tử, việc thiết kế cơ khí cho gối rất quan<br /> trọng vì gối cần có khả năng chịu tải trọng lớn theo chiều dọc, đồng thời gối cần có<br /> độ nhạy cao với sự biến đổi mô men quay. Độ dày vùng thắt eo t cần phải được<br /> xem xét kỹ lưỡng trên phương diện chịu tải, vì đây là vùng có kích thước mỏng<br /> nhất của hệ gối. Đồng thời, tỷ số t/R là tỷ số giữa kích thước vùng thắt eo và bán<br /> kính cong R của gối quyết định độ nhạy và độ ổn định của hệ; tỷ số này cũng thay<br /> đổi tùy theo vật liệu làm gối. Chính vì vậy, trong nghiên cứu này, nhóm nghiên<br /> cứu tiến hành mô phỏng xem xét kỹ lưỡng tỷ số này. Khi đã thực hiện xong việc<br /> thiết kế cơ khí, sơ đồ bố trí tem biến dạng trên vùng thắt eo và sơ đồ điện tử xử lý<br /> các tín hiệu này sẽ quyết định được cơ bản cho toàn bộ hệ thống gối điện tử. Nhóm<br /> nghiên cứu đặt vấn đề xem xét sơ đồ điện tử và các mối liên hệ giữa các đại lượng<br /> đo được, nhằm điều khiển chính xác vị trí cân bằng của hệ gối điện tử khi có tải.<br /> 3. MỘT SỐ KẾT QUẢ BAN ĐẦU<br /> 3.1. Tính toán, mô phỏng độ biến dạng của gối đàn hồi<br /> Yuen et al. [9] đã tổng kết các kết quả tính toán giải tích về góc lệch αz quanh<br /> trục quay Oz của gối đàn hồi khi có sự chênh lệch mô men Mz, như mô tả tại Hình<br /> 1. Nhóm nghiên cứu này cũng đánh giá sự sai lệch của kết quả giải tích so với mô<br /> phỏng tính toán biến dạng bằng phương pháp phần tử hữu hạn, giá trị sai lệch cỡ từ<br /> 5 % đến 10 %. Các tính toán giải tích mới nhất như kết quả của Smith et al. [7] hay<br /> Schotborgh et al. [8] được trình bài tại công thức (2) và (3):<br /> <br /> <br /> (2)<br /> <br /> <br /> <br /> (3)<br /> <br /> <br /> trong đó, Izz là mô men quán tính, Mz là mô men quay quay trục z, b và t là chiều<br /> rộng và chiều dày vùng thắt eo của gối, R là bán kính của gối, E là mô đun đàn hồi,<br /> αz là góc biến dạng của gối (αz = 0 ở vị trí cân bằng). Các công thức nói trên được<br /> sử dụng để ước lượng giá trị biến dạng cơ học phục vụ việc lựa chọn vật liệu và<br /> các kích thước thiết kế của gối đàn hồi.<br /> Việc tính toán chính xác ứng suất, độ biến dạng của gối đàn hồi khi có sự chênh<br /> lệch của mô men lực hai phía cánh tay đòn được thực hiện bằng mô phỏng tính<br /> toán. Nguyên lý tính toán sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn với sự hỗ trợ<br /> <br /> <br /> 104 P. T. Hà, …, “Nghiên cứu tính toán, thiết kế gối điện tử… dựa trên hiệu ứng áp trở.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> bằng phần mềm ANSYS (modul structure mechanics). Hình dạng gối đàn hồi được<br /> vẽ bằng phần mềm 3D SolidWork, sau đó chia lưới và mô phỏng tính toán bằng<br /> máy tính như trình bày tại Hình 3. Để kiểm tra sự đúng đắn của tính toán, nhóm<br /> nghiên cứu đã thử mô phỏng lại một số ví dụ trước đây đã được công bố [13], ví dụ<br /> như tài liệu tham khảo [8,9] và đạt được kết quả hoàn toàn tương tự, chứng tỏ cách<br /> tính toán và mô phỏng là chính xác, có độ tin cậy cao. Sau đó các kích thước hình<br /> học, các tham số đàn hồi của vật liệu như mô đun đàn hồi (E), hệ số Poisson (v),…<br /> được thay đổi để khảo sát phân bố ứng suất và biến dạng đàn hồi.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) (b)<br /> Hình 3. (a) Chia lưới chuẩn bị mô phỏng cho gối đàn hồi;<br /> (b)kết quả mô phỏng phân bố ứng suất trên gối đàn hồi.<br /> Như mô tả hình dạng gối đàn hồi tại Hình 1, tỉ số t/R là một tỉ số quan trọng<br /> trong việc thiết kế gối đàn hồi. Nếu t/R lớn, gối đàn hồi sẽ có độ cứng lớn, khó<br /> biến dạng như vậy khi chịu lực ép nén theo phương Ox hay có chênh lệch mô men<br /> Mz thì gối khá chắc chắn, nhưng độ biến dạng tại tâm quay khi này sẽ nhỏ. Ngược<br /> lại t/R nhỏ sẽ cho độ biến dạng tại tâm quay lớn, sẽ nâng cao độ nhạy, độ chính xác<br /> của hệ đo lực. Để đảm bảo gối đàn hồi không bị sai hỏng khi chịu lực nén và uốn,<br /> nhưng cũng đảm bảo độ nhạy và độ ổn định của hệ khuếch đại lực bằng cánh tay<br /> đòn, theo ước lượng giải tích dựa trên công thức (2) và (3) cũng như kết quả sơ bộ<br /> mô phỏng ban đầu, khi mô đun đàn hồi trong khoảng (200  300) GPa và hệ số<br /> Poisson trong khoảng (0.2  0.4), giá trị hợp lý của t/R nên nằm trong khoảng:<br /> 0.1 ≤ t/R ≤ 0.2 (4)<br /> Trong đó, giá trị thường được lựa chọn trong thiết kế là t/R ≈ 0.15 (giá trị nằm ở<br /> giữa miền tối ưu), kết quả này cũng phù hợp với một số ước lượng giải tích trước<br /> đây [10].<br /> 3.2. Lựa chọn hợp kim làm gối đàn hồi<br /> Hợp kim được lựa chọn làm gối đàn hồi phải đảm bảo các yếu tố như dễ chế tạo<br /> hình dáng, bền vững với điều kiện môi trường không khí, có mô đun đàn hồi E trong<br /> khoảng (200  300) GPa như đã nói ở phần trên, có độ giãn nở nhiệt nhỏ. Qua các<br /> yêu cầu trên, cũng như tham khảo vật liệu đã làm các gối đàn hồi cho các hệ chuẩn<br /> lực [1,2] là hợp kim đúc Cr-Mo-V, nhóm nghiên cứu đề xuất lựa chọn hệ hợp kim<br /> này. Hệ hợp kim đúc Cr-Mo-V có các đặc tính chung đã được nghiên cứu, ví dụ như<br /> tại tài liệu tham khảo [12]. Cụ thể ở đây, hợp kim Cr-Mo-V (ASTM A217 Grade<br /> C12A) được lựa chọn. Các đặc tính cơ nhiệt của hệ vật liệu nói trên rất phù hợp với<br /> yêu cầu chế tạo gối đàn hồi và khá phổ biến trong lĩnh vực luyện kim.<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Tên lửa, 09 - 2016 105<br />  Cơ học & Điều khiển thiết bị bay<br /> <br /> 3.3. Sơ đồ đo biến dạng đàn hồi và quá trình điều khiển tự động hóa hệ<br /> khuếch đại lực bằng gối điện tử<br /> Như hệ thống khuếch đại lực trình bày tại Hình 2, một cách gần đúng (bỏ qua<br /> các hiệu ứng biến dạng uốn trên hai cánh tay đòn và một số hiệu ứng phụ khác sẽ<br /> được vi chỉnh, hiệu chuẩn sau này), hệ khuếch đại lực sẽ cân bằng về mô men lực<br /> khi điều kiện sau thỏa mãn:<br /> F.a = mg.l (5)<br /> trong đó, F là lực cần đo hay đánh giá, m là khối lượng quả cân chuẩn, g là gia tốc<br /> trọng trường tại nơi chuẩn lực, a và l là chiều dài hai cánh tay đòn.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Vị trí gắn tem biến dạng trên gối đàn hồi để tạo thành gối điện tử.<br /> Khi hệ chưa thỏa mãn công thức (5) tức là hệ chưa cân bằng về mô men lực,<br /> trục quay của gối đàn hồi sẽ bị lệch một góc αz như theo công thức (2) hoặc (3) tạo<br /> ra một ứng suất và biến dạng tại khu vực tâm quay của gối đàn hồi. Sử dụng 4 tem<br /> biến dạng dán lên hai mặt của gối đàn hồi như Hình 4 và sử dụng mạch cầu cân<br /> bằng (wheatstone) để biến đổi sự thay đổi điện trở của 4 tem biến dạng này thành<br /> điện áp, ở đầu ra của mạch cầu cân bằng sẽ xuất hiện một tín hiệu điện thế khác giá<br /> trị 0. Tín hiệu này được dùng để điều khiển hệ thống đòn khuếch đại lực cho đến<br /> khi tín hiệu đạt giá trị ‘0’, tức là điều kiện cân bằng thỏa mãn. Khi này hệ số<br /> khuếch đại lực được đảm bảo dẫn đến sai số (độ không đảm bảo đo) của lực cần đo<br /> sẽ được ước lượng chính xác.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và xử lý tín hiệu từ gối điện tử.<br /> Vấn đề nảy sinh là tại trạng thái tĩnh khi đòn ở vị trí cân bằng, không đo thì tín<br /> hiệu nói trên phải bằng không. Đây là công việc đòi hỏi một loạt nguyên công từ<br /> <br /> <br /> 106 P. T. Hà, …, “Nghiên cứu tính toán, thiết kế gối điện tử… dựa trên hiệu ứng áp trở.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> thiết kế, chế tạo, thực nghiệm, căn chỉnh, bù tín hiệu,... để đảm bảo khi không có<br /> biến dạng thì tín hiệu đầu ra để đưa vào điều khiển hệ thống đòn khuếch đại lực<br /> phải đạt bằng 0. Chú ý rằng, có hai loại biến dạng khi thực hiện phép đo lực F tại<br /> tâm quay gối đàn hồi gồm: (i) biến dạng nén dọc trục (mg + F + mctđ.g) với mctđ.g<br /> là khối lượng của hai cánh tay đòn. Nếu hai nhánh cầu tem biến dạng kề nhau hoàn<br /> toàn giống nhau và căn chỉnh đúng thì hai tín hiệu này tự bù trừ nhau giữ cầu cân<br /> bằng; (ii) biến dạng cho chênh lệch mô men lực Mz, là biến dạng uốn, các tem biến<br /> dạng,... có nhiệm vụ phát hiện và thu nhận chính xác biến dạng này (hình 4, 5)<br /> [11]. Đây là tín hiệu cần thiết để điều chỉnh thăng bằng đòn.<br /> 3. KẾT LUẬN<br /> Dựa trên lý thuyết giải tích về biến dạng đàn hồi, mô hình biến dạng đàn hồi của<br /> một gối đàn hồi đã được đưa ra. Nhóm nghiên cứu bước đầu đã tiến hành mô<br /> phỏng chính xác phân bố ứng suất và biến dạng trên gối đàn hồi và lựa chọn được<br /> hình dạng tối ưu cho thiết kế gối đàn hồi sử dụng trong hệ chuẩn lực và mô men<br /> lực với t/R ≈ 0.15. Vật liệu chế tạo gối đàn hồi đã được đề xuất là hợp kim Cr-Mo-<br /> V (ASTM A217 Grade C12A), đảm bảo các yêu cầu theo nguyên lý hoạt động của<br /> gối điện tử. Nguyên lý cấu tạo và xử lý tín hiệu của gối điện tử được đề xuất. Các<br /> kết quả sơ bộ này cần thiết cho thiết kế chi tiết, hoàn chỉnh để dùng cho công tác<br /> chế tạo chuẩn đo lường lực và mô men lực dùng gối điện tử ở các nghiên cứu tiếp<br /> theo. Khi này, các chuẩn đo lường lực và mô men lực sử dụng gối điện tử với độ<br /> chính xác cao sẽ giải quyết được các hạn chế của các chuẩn truyền thống trước<br /> đây, có thể được sản xuất, sửa chữa, duy trì tốt tại Việt Nam.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> [1]. Ulrich K. and Daniel S.,“Performance of force standard machines with<br /> compensation of lever arm distortion”, ACTA IMEKO,Vol. 3, tr.19-22, 2014.<br /> [2]. Lim C. K., Bernd G. and Thomas A., “New developments in levear-amplified<br /> force standard”, XVII IMEKO World Congress Proceedings, pp. 319-323,<br /> 2003.<br /> [3]. Paros J., Weisbord L., “How to design flexure hinge”, Mach. Des. Vol. 37,<br /> pp.151-156, 1965.<br /> [4]. Tseytlin Y., “Notch flexure hinges: an effective theory”, Rev. Sci. Instrum.<br /> Vol. 73, pp. 3363-3368, 2002.<br /> [5]. Wu Y, Zhou Z., “Design calculations for flexure hinges”, Rev. Sci. Instrum.<br /> Vol. 73, pp. 3101-3106, 2002.<br /> [6]. Lobontiu N., “Compliant mechanisms: design of flexure hinges”, CRC Press,<br /> 2003.<br /> [7]. Smith S, Chetwynd D, Bowen D., “Design and assessment of monolithic high<br /> precision translation mechanisms”, J. Phys. E, Vol. 20, pp. 977-983, 1987.<br /> [8]. SchotborghW, Kokkeler F, Trager H, van Houten F., “Dimensionless design<br /> graphs for flexure elements and a comparison between three flexure<br /> elements”, Precis. Eng. Vol. 29, pp. 41-47, 2005.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Tên lửa, 09 - 2016 107<br />  Cơ học & Điều khiển thiết bị bay<br /> <br /> [9]. Yuen Kuan Yong, Tien-Fu Lu, Daniel C. Handley, “Review of circular flexure<br /> hinge design equations and derivation of empirical formulations”, Precision<br /> Engineering, Vol. 32, pp. 63-70, 2008.<br /> [10]. Frank Dirksen, Mathias Anselmann, Tarek I. Zohdi, Rolf Lammering,<br /> “Incorporation of flexural hinge fatigue-life cycle criteria into the topological<br /> design of compliant small-scale devices”, Precision Engineering, Vol. 37, pp.<br /> 531-541, 2013.<br /> [11]. Karl Hoffmann, “An Introduction to Stress Analysis and Transducer Design<br /> using Strain Gauges”, HBM Test and Measurement, 2012.<br /> [12]. J. Dobrzański, A. Zieliński, H. Krztoń, “Mechanical properties and structure<br /> of the Cr-Mo-V low-alloyed steel after long-term service in creep condition”,<br /> Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol.<br /> 23, pp. 39 – 42, 2007.<br /> [13]. Phạm Thanh Hà, Nguyễn Đức Dũng, Đào Xuân Việt, Lê Hữu Thắng. “Kết<br /> quả mô phỏng gối đàn hồi sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn”. Bản tin<br /> đo lường - Hội Đo lường Việt Nam.<br /> ABSTRACT<br /> SIMULATION AND DESIGN THE ELECTRICAL ELASTIC HINGE<br /> USING STRAIN GAGES<br /> In this article, the combination of elastic hinge and strain gages, which is<br /> applied to control balancing for force and torque standard machines is<br /> introduced. This has solved the previous remaining problems of the<br /> traditional force and torque standards. It also dealt with the principle of<br /> shape and material to design the elastic hinge. The mechanical deformation<br /> of elastic hinge was calculated by computting simulation using the finite<br /> element method. The strain gages were used to convert the mechanical<br /> elastic hinge into electronic force transducer (i.e. electronic hinge) in order<br /> to measure the mechanical deformation of elastic hinge for balancing force<br /> standard machines. This work has important implications for the fabrication<br /> of the high precision force and torque standards.<br /> Keywords: Force measurement, Torque measurement, Elastic hinge, Electrical elastic hinge.<br /> <br /> <br /> Nhận bài ngày 20 tháng 07 năm 2016<br /> Hoàn thiện ngày 20 tháng 8 năm 2016<br /> Chấp nhận đăng ngày 05 tháng 9 năm 2016<br /> <br /> 1<br /> Địa chỉ: Viện Đo lường Việt Nam, 8 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội;<br /> 2<br /> Viện KH&CN Quân sự, 17 phố Hoàng Sâm, Hà Nội;<br /> 3<br /> Viện Tiên tiến KH&CN, Đại học Bách khoa Hà Nội, số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội;<br /> 4<br /> Phòng Đo lường, Trung tâm SMEDEC1, 8 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội;<br /> *<br /> Email: hapt@vmi.gov.vn.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 108 P. T. Hà, …, “Nghiên cứu tính toán, thiết kế gối điện tử… dựa trên hiệu ứng áp trở.”<br />