Bài giảng kỹ thuật đo
điện- điện tử
Chương 1: KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG
§1-1: ĐẠI LƯNG ĐO LƯỜNG
Có 2 loại cơ bản:
 Đại lượng điện.
 Đại lượng không điện.
1. Đại lượng điện:
 Đại lượng điện tác động (active – có nguồn)
 Đại lượng điện thụ động (passive)
Tác động: V, I, P năng lượng của nó sẽ cung cấp cho mạch
đo. Nếu năng lượng lớn phải phân áp dòng trước khi đo. Còn
năng lượng nhỏ, phải khuyếch đại trước khi đo.
Thụ động: R, L, C, M (hổ cảm): không mang năng lượng nên
phải cung cấp năng lượng ngoài.
 Đo nóng
 Đo nguội
2.
Đại lượng không điện: ví dụ như nhiệt độ, áp suất, trọng
lượng, độ ẩm, độ pH, tốc độ, gia tốc… thường đổi sang đại
lượng điện bằng bộ cảm biến rồi đo.
§1-2: CHỨC NĂNG VÀ ĐẶC TÍNH CỦA
THIẾT BỊ ĐO
1. Chức năng:
 Cho kết quả đo
 Kiểm tra quá trình hoạt động của hệ thống tự động điều
khiển

x
n
: trò số đo được.
2. Sai số tương đối:
%100x
y
xy
e
n
nn


Thí dụ: điện áp có trò số 50V. đo được 49V  e=1V,
e
r
=2%.
Ngoài ra còn có các khái niệm:
 Độ chính xác tương đối.
 Tính chính xác.
 Sai số chủ quan.
 Sai số hệ thống.
 Sai số ngẫu nhiên.
 Giới hạn sai số.
§1-5: CẤU TRÚC THIẾT BỊ ĐO.
Tổng quát: có 3 khối
 Cảm biến : Biến các đại lượng không điện thành đại lượng
điện.
 Gia công tín hiệu : Biến đổi tín hiệu điện phù hợp với bộ chỉ
thò.
 Chỉ thò kết quả: Chỉ thò bằng kim hoặc hằng số.

3. Điều khiển từ xa thiết bò đo lường:
Linh hoạt nhờ remote điều khiển các chức năng hệ thống đo
lường bằng cách sử dụng đường truyền số liệu (bus) của bộ vi
xử lý.

Chương 2: CHỈ THỊ ĐO LƯỜNG
§2-1:ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
Chỉ thò đo lường là 1 khâu chức năng biến đại lượng cần đo
thành số đo với đơn vò đo lường được chọn.
Có 2 loại chỉ thò:
 Chỉ thò cơ điện  Analog
 Chỉ thò số  Digital
a) Chỉ thò cơ điện:
Trong đó: X: đại lượng vào U, I
: đại lượng ra là góc quay của kim chỉ thò và các chỉ
dẫn (con số) giúp đọc được kết quả đo.
b) Chỉ thò số:
Trong đó: X: đại lượng vào là những tín hiệu dưới dạng
mã.
Ra: là con số thập phân cùng với đơn vò và chỉ dẫn.
Chỉ Th
ò
X

Chỉ Thò
X
Ra
M
Con số


i
.

 Sự đệm (cản dòu) làm cho kim chỉ thò
 Khi có đệm và không có đệm
 Cấu tạo:
oBằng cuộn dây phụ có Rd là điện trở đệm nối 2 cuộn
dây.
oNgười ta chọn: R
D
=R
DC
điện trở đệm đúng mức.
 Đặc điểm cơ cấu từ điện:
Ưu điểm:
 Từ trường của nam châm vónh cửu mạnh, ít bò ảnh hưởng
từ trường bên ngoài.
 Công suất tiệu thụ nhỏ (25200W) do độ nhạy cao
(Imax nhỏ).
 Độ chính xác cao có thể đạt 0.5%.
 Thang đo có góc chia đều do góc quay tuyến tính
Nhược điểm:
 Chòu qúa tảiù kém do dòng đi qua rất nhỏ
 Chỉ đo dòng DC.
 Dễ hư hỏng khi bò chấn động mạnh nên cần khóa lại khi
ngưng sử dụng.
 ng dụng:
 Dùng rộng rãi trong đo lường.
 Dùng điện kế gương quay (hệ thống quang chiếu tia
sáng vào gương quay gắn trên khung).

động.
Trang 12
c. Nguyên lý hoạt động:
Moment quay:
2
IKqITq
Í
 (dòng
DC)
hoặc








T
í
dtii
T
KqTq
0
2
1
(dòng
AC)
Góc quay:
2

2.
Chỉ thò số: Hiển thò các kết quả dưới dạng
các chữ số, chữ hoặc đồ thò.
a. Dùng diode phát quang:
Đơn giản biểu thò sự
kiện nào đó có xảy ra
hay không. Thông
thường, I=5
10mA,
U=5V (đối với họ
TTL).
b. Chỉ thò số dùng đèn phóng điện nhiều
cực:
Cấu tạo: Là 1 đèn neon phóng điện gồm
1 anode và 10 catode bằng dây NiCr
uốn thành các chữ số từ 0
9. Khi có
điện áp vào giữa anode và cathode nào
đó (điện áp khoảng 250V) số tương ứng
sẽ phát sáng (quanh sợi cathode)
Trang 14
Hiển thò dùng đèn phóng điện nhiều
cực có ưu điểm là chữ số có hình dáng
đẹp, sáng nhưng tốn điện. Ngoài ra áp
phải lớn.
c. Chỉ thò số dùng led 7 đoạn:
Mỗi thanh sáng được bằng
diode phát quang hay tinh
thể lỏng
Sáng hết: số 8

Y
3
Y
4
Y
5
Y
6
Y
7
a b c d e f g
Ngoài ra để hiển thò được đa dạng hơn (các
số khác ngoài 0
9) người ta còn dùng mã cơ
số 8, cơ số 16.
Chương 4: ĐO ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN.
§3-1:ĐO DÒNG MỘT CHIỀU (DC)
VÀ XOAY CHIỀU (AC).
1. Đo dòng DC:
Cả 3 loại đều hoạt
động được với dòng DC
nên được
dùng làm bộ chỉ thò cho
máy đo dòng DC
nhưng phải
mở rộng tầm đo (thang
đo).
I=I
M
+I

a) Dùng chỉnh lưu: AC - DC
 Giá trò trung bình của dòng chỉnh lưu:
dti
T
I
T
clcltb


0
1

Max
I
Khi dòng AC hình sin ( ví dụ tần số 50Hz) ta có :
hdcltb
II 2318.0 Chỉnh lưu 1 bán kỳ
hdcltb
II 2636.0 Chỉnh lưu 2 bán kỳ
b) Dùng phương pháp biến đổi nhiệt điện:
Nguyên tắc: dùng I cần đo đốt nóng cặp nhiệt tạo ra I
DC
cho cơ cấu từ điện:
E
0
(DC)=K
T
RI
2
hd

Ampe kế kìm là ứng dụng phổ biến: dùng biến dòng kết
hợp với cơ cấu từ điện và diode chỉnh lưu với việc mở rộng
tầm đo.
3. nh hưởng của Ampe kế đến mạch đo: mỗi ampe kế đều có
điện trở nội R
m
 0  có ảnh hưởng đến kết quả đo. R
m
càng
nhỏ thì sai số càng nhỏ.
§3-2:ĐO ĐIỆN ÁP AC – DC.
1. Đo điện áp DC:
)(
max
mSdodo
mS
do
do
RRIV
I
RR
V
I




Mở rộng tầm đo: dùng nhiều Rs khác nhau.
2. Đo điện áp AC:
Nguyên lý:

)(
max
1
I
VRMSV
RR
DAC
m


Độ nhạy /V
AC
trong trường hợp này
maxmax
45.02318.0/)(1
II
RMSV

Vậy tổng trở vào của V
AC
nhỏ hơn tổng trở vào V
DC
.