MỐI QUAN HỆ GIỮA LASER QUÉT MẪU ĐO THỰC TẾ, VÀ CÀI ĐẶT THỜI GIAN TRUNG BÌNH

Thứ Bảy, 02/05/2026

Admin

Thiết bị phát sẽ quét chùm tia laser với tốc độ 400 lần/ giây, tần số quét sẽ ghi nhận dữ liệu 400 lần chỉ trong một giây. Hay nói cách khác thời gian một lần chùm tia laser quét chạm tới vật đo là 2.5msec. (E.g Scanning Unit scans laser beam 400 times/sec LDM-303H).

Thiết bị phát sẽ quét chùm tia laser với tốc độ 2000 lần/ giây, tần số quét sẽ ghi nhận dữ liệu 2000 lần chỉ trong một giây. Hoặc thời gian một lần chùm tia laser quét chạm tới vật đo là 0.5msec. (E.g Scanning Unit scans laser beam 2000 times/sec LDM-303HS).

Trong các thiết bị đo đường kính ngoài bằng laser, số lượng trung bình là một tham số cho biết có bao nhiêu điểm dữ liệu mẫu được thu thập để tính trung bình đơn hoặc trung bình động.

Dữ liệu kích thước của đường kính ngoài sẽ được thu nhận sau mỗi lần quét. Giá trị kết quả đo được hiển thị, tín hiệu đầu ra của cảnh báo sẽ là kết quả giá trị trung bình đơn. Kết quả tín hiệu ra DAC, RS232C hoặc tín hiệu số sẽ được tính dựa theo giá trị trung bình động.

Trường hợp 1: Dữ liệu xuất ra dựa trên phương pháp tính trung bình đơn. Chu kỳ làm mới dữ liệu kết quả có thể được cố định dựa vào cách cài đặt thời gian trung bình (5.3.4 Setting of Average Time). Ví dụ, đối với thiết bị quét 400 lần/ giây khi cài đặt thời gian trung bình mức 256 thì dữ liệu giá trị đo sẽ được làm mới sau 0.64 giây (=256/400 giây) & với thiết bị quét 2000 lần/ giây dữ liệu giá trị được làm mới sau thời gian 0.128 giây (=256/2000 giây).

Trường hợp 2: Khi dữ liệu xuất ra dựa trên phương pháp tính trung bình động, chu kỳ làm mới dữ liệu sẽ được cập nhật sau mỗi lần quét. Nghĩa là đối với thiết bị quét 400 lần/ giây cần 2.5msec, và 0.5msec là thời gian dành cho thiết bị quét 2000 lần/ giây.

Giả thiết 1: Tốc độ kéo ống tại nhà máy sản xuất vật tư y tế chất liệu ống Silicone là 10.55m/ phút. Trong 1 giây ống di chuyển được quãng đường 175.8mm.

Sử dụng thiết bị quét 400 lần/ giây, thì mỗi lần quét ống di chuyển được quãng đường 0.4395mm.

Cài đặt thời gian trung bình mức 256 (0.64 giây) để tính giá trị trung bình kết quả thì chiều dài ống di chuyển được quãng đường 112.512mm. Nghĩa là “ chu kỳ giá trị kết quả đo là giá trị trung bình đơn, trong 256 lần quét, sau thời gian 0.64 giây, và quãng đường di chuyển được 112.512mm”.

Phân phối Gauss hay phân phối chuẩn là một phân phối xác suất được sử dụng trong lý thuyết xác suất và thống kê cho các biến liên tục. Biểu thị một phân phối trong đó dữ liệu tập trung xung quanh giá trị trung bình. Các đặc điểm chính bao gồm việc giá trị trung bình, giá trị mode và giá trị trung vị bằng nhau và đối xứng xung quanh giá trị trung bình (mô tả hiện tượng như chiều cao, cân nặng, sai số đo lường...).

Độ chính xác đo lường (độ ổn định) của phép đo tỉ lệ thuận với mức tăng cài đặt thời gian tính trung bình, và mối liên quan này tuân theo sự phân phối Gauss (Gaussian distribution) hay phân phối chuẩn (Normal distribution)

Khi đó, nếu yêu cầu độ chính xác cao thì thời gian lặp tính trung bình phải được đưa lên mức thích hợp.

Nguyên nhân của sự phân phối Gauss (phân phối chuẩn) là do sự không đều trong chuyển động quay của động cơ quét, độ chính xác

của gương quay, sai số trong mạch điện tử và sự rung lắc của vật đo. (ảnh bìa xin được phép sử dụng từ nguồn photo-ac.com)!

Q SỰ RUNG ĐỘNG CỦA VẬT ĐO, ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC NHƯ THẾ NÀO?

A Tốc độ chùm tia Laser được tính (v) = Đường kính đo khả dụng (D) ÷400µsec, khi đó, thời gian thực tế xuyên qua vật đo của chùm Laser (t) = Đường kính ngoài của vật đo (d) ÷ Tốc độ chùm tia Laser (v).

Sự rung lắc của vật đo tạo ra sai số lớn nhất (ΔAmax) trên 1 lần quét được tính bằng công thức:

ΔAmax = t ÷ chu kỳ rung lắc (T) x biên độ rung lắc tạo ra kí hiệu là (A)

Giả thiết 2: Thiết bị phát Laser LDM-303H, đường kính đo khả dụng D = 30mm, đường kính ngoài của dây cáp điện d = 10mm, tần số f = 10 Hz/ sinh ra biên độ dao động A = 2mm (có 10 lần dao động lặp lại trong 1 giây. Chu kỳ mỗi lần lặp là 1/10Hz = 0.1 giây). Thì sai số lớn nhất khi vật đo chịu sự rung lắc sẽ là:

ΔAmax = (10 ÷ 30) x 400µsec x (1÷0.1sec) x 2mm = 2.6µm

Thực tế, hướng chùm tia Laser trùng với hướng rung động của vật đo thì giá trị sai số mang dấu dương +2.6µm và mang dấu âm -2.6µm khi chúng ngược chiều nhau.

Trên đây là phương pháp xác định sai số lớn nhất xẩy ra trong 1 lần quét, khi số lần lặp trung bình (Average Time) tăng lên thì giá trị sai số được trung bình hóa.

Mặt khác, khi số lần lặp tăng lên thì hướng chùm tia Laser và hướng rung động của vật đo lặp đi lặp lại trung nhau rồi đảo chiều, các sai số được triệt tiêu cho nhau.

Tần số (f) là số lần một sóng dao động lặp lại trong một giây. Đơn vị là “Hz”, ví dụ tần số được biểu thị là 50Hz nghĩa là 50 lần dao động lặp lại mỗi giây. Đây là chỉ số cơ bản về tốc độ và mật độ sóng trong tất cả các hiện tượng thay đổi theo chu kỳ, chằng hạn như âm thanh, ánh sáng, sóng radio và tín hiệu điện.