Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 22 -
3.3. Chỉ thò bằng đèn ống tia âm cực .
Trong các thiết bò quan sát và ghi dạng tín hiệu, bộ phận chỉ thò thường dùng
đèn ống tia âm cực (CRT - Cathode Ray Tube). Nguyên lý hoạt động của CRT là
dùng điện trường để điều khiển đường đi của một chùm electron được phóng ra từ
súng điện tử và cho hướng lên màn huỳnh quang để vẽ dao động đồ của tín hiệu cần
nghiên cứu. Trên hình 1-225 là sơ đồ nguyên lý của đèn ống tia âm cực CRT. H
ình 1-22. Nguyên lý cấu tạo của đèn ống tia âm cực (CRT)

3.3.1. Súng điện tử.
Súng điện tử có nhiệm vụ tạo ra một chùm tia điện tử nhỏ, có năng lượng cao
bắn tới màn huỳnh quang để gây tác dụng phát sáng. Súng điện tử được cấu tạo từ
catốt, lưới điều chế và các anốt. Catốt thường được làm từ niken được đốt nóng gián
tiếp nhờ sợi đốt bằng nguồn xoay chiều 6,3V. Cực lưới cũng làm bằng niken có dạng
hình trụ bao bọc lấy catốt. Nhờ điện áp phân cực trên catốt và các anốt mà chùm
điện tử phát xạ từ catốt sau khi được điều tiết bởi lưới điều chế được tiêu tụ và gia
tốc sẽ có đủ năng lượng và độ tụ cao phóng thẳng về màn huỳnh quang.
3.3.2. Hệ thống điều tiêu.
Các anốt A
1
, A
2
, A
3
tạo ra một hệ thống có tác dụng như một thấu kính điện
tử. Chức năng của chúng là điều tiêu chùm tia điện tử từ catốt tới. Trên hình 1-23 chỉ
ra các mức thế phân cực cho catốt, lưới và các anốt. Catốt A
1

như một chùm phân kỳ, khi cắt ngang các đường
đẳng thế chúng chòu lực tác dụng của điện trường theo hướng vuông góc với các
đường đẳng thế. Hình dạng các đường đẳng thế của A
1
tạo nên lực hội tụ, còn A
3
tạo
ra lực phân kỳ đối với chùm electron (xem hình 1-23). Có thể thay đổi các lực này
nhờ điều chỉnh thế phân cực cho A
2
, thế này điều chỉnh điểm điều tiêu của chùm nên
A
2
đôi khi còn gọi là vành hội tụ.
3.3.3. Hệ thống lái tia điện tử.
Chùm tia electron từ súng điện tử phóng ra được điều khiển bởi hệ thống lái
chùm tia trước khi đi tới màn huỳnh quang. Hệ thống bao gồm hai cặp phiến lái tia:
cặp phiến lệch đứng và cặp phiến lệch ngang đặt vuông góc với nhau thường gọi tắt
là cặp phiến YY và XX (hình 1-24).
Nếu trên một cặp phiến lệch đặt một hiệu điện thế, thì giữa chúng sẽ tồn tại
một điện trường. Khi electron bay vào vùng không gian giữa hai bản sẽ chòu tác dụng
lực điện trường làm thay đổi quỹ đạo chuyển động. Độ lệch của điểm sáng do chùm
tia điện tử tạo nên trên màn hình so với vò trí ban đầu phụ thuộc vào cường độ điện
trường và thời gian bay của điện tử qua khoảng không gian giữa hai bản. Cường độ
điện trường càng lớn cũng như thời gian bay của điện tử càng lâu thì độ lệch của quỹ
đạo càng tăng. Cường độ điện trường tỷ lệ vơí điện áp U
y
đặt vào cặp phiến lệch
(hình 1-24), và tỷ lệ nghòch với khoảng cách d giữa hai phiến. Thời gian bay của điện
tử qua khoảng giữa hai phiến tỷ lệ với độ dài l của phiến và tỷ lệ nghòch với tốc tộ

dU
lL
được gọi là độ nhạy của CRT, nó bằng độ lệch của tia
sáng trên màn tính ra mm khi đặt trên phiến lệch một hiệu điện thế là 1vôn. Các
CRT thông thường có độ nhạy từ 0,2 ÷ 1mm/V.

l
U
y
H
ình 1-24
U
3.3.4. Màn huỳnh quang.
Màn hình của CRT được tạo ra bằng cách mạ một lớp huỳnh quang bằng phốt
pho ở mặt trong. Khi có điện tử bắn vào thì tại những điểm đó sẽ phát sáng huỳnh
quang. Thời gian phát sáng có thể kéo dài trong vài miligiây, vài giây, thậm chí lâu
hơn nữa. Tùy thuộc vào vật liệu mà ánh sáng huỳnh quang phát ra có thể có màu
xanh lơ, đỏ, xanh lục hoặc màu trắng.
Phốt pho sử dụng ở màn hình là chất cách điện, nếu không có sự phát xạ thứ
cấp, màn hình sẽ có thế âm khi các electron sơ cấp tích tụ lại, và chúng có thể lớn tới
mức đẩy ngược chùm electron tới. Để triệt bỏ hiệu ứng này, trên thành cổ ống CRT
được phủ một lớp than chì để thu gom và trung hòa các electron tích tụ (xem hình 1-
22).
3.3.5. Điều chỉnh độ chói
Độ chói của hình ảnh tạo ra trên màn hình phụ thuộc vào mật độ số electron
trong chùm tia tới. Để điều chỉnh mật độ electron người ta điều chỉnh điện áp lưới
điều chế M. Mặt khác độ chói còn phụ thuộc vào tốc độ của electron tới, nghóa là
chúng phải được gia tốc tới tốc độ khả dó cao nhất. Tuy nhiên nếu tốc độ của chùm
electron quá cao thì tác dụng của điện áp làm lệch lên chùm tia sẽ giảm khi chúng đi
qua hệ thống làm lệch, và độ nhạy lái tia sẽ kém. Do vậy người ta thường bố trí một

được sự phụ thuộc của đại lượng theo thời gian.
3.5.2. Ghi gián đoạn: Việc ghi được thực hiện theo từng thời gian nhất đònh và
thường kết hợp để ghi nhiều đại lượng khác nhau bằng một máy nhờ các bộ chuyển
mạch. Kết quả của phép ghi có thể là những con số hoặc các đường chấm chấm.
Có nhiều phương pháp ghi khác nhau:
– Ghi bằng bút ghi: là loại ghi đơn giản nhất.
– Ghi bằng phương pháp cơ điện: Dùng phương pháp tia lửa điện để đánh thủng
giấy ghi từng lúc, hoặc dùng phản ứng hóa học trên giấy ghi.
– Ghi bằng phim ảnh, giấy ảnh.
– Ghi trên băng từ.
– Ghi bằng phương pháp số trên đóa từ.
– Ghi trên đóa quang CD. v.v
4. DỤNG CỤ ĐO DIỆN, SAI SỐ, CẤP CHÍNH XÁC
Có nhiều loại, tùy theo nguyên tắc thiết kế mạch và nguyên lý tác động mà
người ta chia ra hai loại cơ bản là:
- Các dụng cụ đo tương tự (analog)
- Các dụng cụ đo theo phương pháp số (digital).
Các dụng cụ đo tương tự thường dùng chỉ thò bằng kim trên mặt đồng hồ điện
kế. Đa số các dụng cụ đo điện thông dụng là loại cơ điện, tùy thuộc vào nguyên lý
tác động của cơ cấu đo mà người ta chia ra các loại sau :
- Cơ cấu đo từ điện (điện kế khung quay);
- Cơ cấu đo kiểu điện từ;
- Cơ cấu đo kiểu điện động;

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 26 -
- Cơ cấu đo kiểu nhiệt điện;
- Cơ cấu đo tónh điện;
- Cơ cấu đo kiểu cảm ứng. . . .

Đặt dụng cụ thẳng đứng
Đặt dụng cụ nằmg ngang
Dòng một chiều
Dòng xoay chiều
Dòng điện một chiều và
xoay chiều
Đònh hướng của dụng cụ
đo trong từ trường trái đất
Cấp chính xác tính theo
phần trăm giá trò cuối
cùng thang đo
Cấp chính xác tính theo
phần trăm chiều dài thang
đoLưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 27 -
Các máy đo có độ chính xác cao thường được lắp đặt thêm các mạch bổ trợ
bằng các linh kiện điện tử, bán dẫn, và cơ cấu chỉ thò thường dùng loại từ điện.
Trong các dụng cụ đo theo phương pháp số, đại lựợng đo tương tự lối vào
được số hóa nhờ các mạch biến đổi tương tự số ADC (Analog to Digital Converter),
sau đó đưa qua mạch đếm, giải mã và chỉ thò bằng các đèn LED 7 đoạn (LED - Light
Emitting Diode) hoặc đèn tinh thể lỏng 7 đoạn.
Theo đại lượng đo người ta chia các dụng cụ đo điện ra theo tên gọi: như
Ampekế, Miliampekế, Micrôampekế, Vôn kế, Milivônkế, Ômkế,v.v
4.2. Sai số.
Bất kỳ phép đo nào cũng mắc phải sai số, Theo cách biểu diễn sai số thì có 2
loại sai số sau :

=
=≅
n
i
iMT
X
n
XX
1

1
(1-24)
Và giá trò của ∆Χ cũng được biểu diễn như sau:

(
)
∑∑
==
−=∆=∆
n
1 i
i
n
1 i
i
XX
n
1
X
n

A
X
γ
(1-28)
∆X
max
– là sai số tuyệt đối lớn nhất của dụng cụ đo ở thang đo tương ứng;
A
max
– là giá trò lớn nhất của thang đo .

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 28 -
Dụng cụ đo điện có 8 cấp chính xác sau : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 và 5.
Cấp chính xác được ghi trên mặt của đồng hồ đo. Biết cấp chính xác ta có thể tính
được sai số tuyệt đối lớn nhất cho phép của phép đo:
∆X
max
= γ% . A
max
/ 100 (1-29)
Ví dụ: Một miliampekế có thang độ lớn nhất A
max
= 100mA, cấp chính xác là
2,5. Sai số tuyệt đối lớn nhất cho phép sẽ là:
∆X
max
= 2,5 x 100 / 100 = 2,5 mA
Vượt quá giá trò 2,5mA này đồng hồ sẽ không còn đạt cấp chính xác 2,5 nữa.

=
B
A
B
B
A
A
+
+
δ
δ
(1-30)
4.4.3. Sai số tương đối của tích 2 đại lượng.
Nếu hai đại lượng độc lập với nhau mà mỗi đại có một trò số sai số tương đối
riêng biệt thì sai số tương đối của tích 2 đại lượng (A.B) được xác đònh:

δ
(A.B) =
δ
A +
δ
B (1-31)
Tổng quát, trong trường hợp tích của nhiều đại lượng độc lập với nhau:

(1-32)
∑
∏
=
=
n

+=
j
Bj
i
Ai
δδδ

(1-34)

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 29 -
CHƯƠNGII: ĐO CÁC ĐẠI LƯNG ĐIỆN

§ 1. KHÁI NIỆM CHUNG
Các đại lượng điện được chia làm hai loại: loại tác động (active) và loại thụ
động (passive).
– Loại tác động: Các đại lượng mang năng lượng như điện áp, dòng điện, công suất
là những đại lượng tác động. Khi đo các đại lượng này, bản thân năng lượng của
chúng sẽ tác động lên mạch đo và cơ cấu đo. Trong các trường hợp năng lượng quá
lớn phải sử dụng các mạch phân dòng, phân áp hoặc các mạch lấy mẫu đại lượng đo
(biến áp, biến dòng). Trường hợp ngược lại, nếu các đại lượng đo quá nhỏ, phải sử
dụng các mạch khuếch đại để khuếch đại chúng lên đủ lớn để mạch đo có thể làm
việc bình thường.
– Loại thụ động: Các đại lượng không mang năng lượng như điện trở, điện
cảm, điện dung là các đại lượng thụ động. Khi đo các đại lượng này phải
có nguồn điện áp để cung cấp năng lượng cho chúng trong mạch đo.

Ω
=

Như vậy, đồng hồ có số Ω/V càng lớn thì dòng điện làm lệch hết thang độ
càng nhỏ và đồng hồ càng nhạy. Dòng điện này thường rẽ nhánh qua mạch sun vạn
năng, nên dòng điện thực tế chạy trực tiếp qua khung dây điện kế nhỏ hơn. Chẳng

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 30 -
hạn, đồng hồ 500 T có độ nhạy thực tế là 50 µA, nhưng dòng thực tế qua khung dây
chỉ là 40 µA. Đồng hồ 108 T có trò 5000Ω/V, độ nhạy thực tế là 200 µA, nhưng dòng
qua khung dây chỉ là 63 µA.
2.1.2. Cấp chính xác.
Do mạch đo dùng phối hợp để đo cả điện áp, dòng điện và điện trở nên cấp
chính xác của đồng hồ vạn năng thường thấp hơn các máy đo riêng lẻ. Cấp chính xác
được biểu thò theo sai số phần trăm đối với trò số lớn nhất của thang đo. Cấp chính
xác đối với điện xoay chiều thì nhỏ hơn đối với điện một chiều vì ảnh hưởng của đặc
tuyến chỉnh lưu phi tuyến.
Trên mặt đồng hồ thường ghi rõ cấp chính xác đối với điện một chiều và xoay
chiều. Các đồng hồ thông dụng có cấp chính xác 2,5 đối với điện một chiều và 4 đối
với điện xoay chiều.
2.1.3. Tính thăng bằng.
Đồng hồ vạn năng có tính thăng bằng tốt thì dù để nằm, để đứng hay nghiêng
kim chỉ thò vẫn về đúng số 0. Điều đó chứng tỏ trọng tâm của khung quay nằm đúng
trên đường nối hai mũi nhọn của trục quay.
2.2. Mạch đo trong đồng hồ đo điện vạn năng.
Sơ đồ khối trình bày nguyên lý tổ chức mạch đo trong một đồng hồ đo điện
vạn năng chỉ ra trên hình 2-1. Mạch gồm 3 khối chức năng cơ bản: khối đo dòng điện,
khối đo điện áp và khối đo điện trở. Cơ cấu chỉ thò dùng điện kế từ điện G.

đo điện
2.2.1. Mạch đo dòng điện một chiều.
Các cơ cấu đo từ điện chỉ đo được từ vài chục tới vài trăm micrôampe (µA).
Nhưng trong thực tế ta cần đo những dòng điện có trò số lớn hơn nhiều, muốn vậy
phải mở rộng thang đo cho đồng hồ. Sơ
đồ nguyên lý mắc sun mở rộng thang đo
cho điện kế chỉ ra trên hình 2-2.
Rs
Rg
Ig
Is
I
Gọi dòng cần đo là I, dòng làm
lệch toàn phần cơ cấu đo là I
g
, điện trở cơ
cấu đo là R
g
, điện trở sun là R
S
, từ hình 2-
2 ta dễ dàng thấy:
Hình 2-2

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 31 -
I = I
S
+ I

I
I
I

1
1
=
−
=
−
=

Hay:
1

−
=
n
R
R
g
S
(2-1)
Trong đồng hồ vạn năng mạch đo thường có nhiều thang đo khác nhau, có 2
cách đấu sun: kiểu đấu sun riêng rẽ và kiểu đấu sun vạn năng.
a.Mạch sun riêng rẽ.
SW
R1
R2
R3

thang đo. Các sun riêng rẽ đấu nối tiếp với nhau và toàn bộ điện trở sun đấu song
song thường trực với cơ cấu đo (hình 2-4).

R2
R4
R1
SW
R3
Rg
+
_
1
2
3
4
R1
R2
1
2
+
_

) là sun
của thang đo thứ ba và (R
1
+ R
2
+ R
3
+ R
4
) là sun của thang đo thứ tư (thang đo dòng
nhỏ nhất).
a) b)
Hình
2
-
4. Mach sun van na
ê
ng
So với kiểu mạch dùng sun riêng biệt, mạch dùng sun vạn năng tiết kiệm
được điện trở dây quấn hơn, đặc biệt do điện trở sun mắc song song thường trực với
cơ cấu đo nên không sợ xảy ra quá tải cho đồng hồ. Tuy nhiên, việc điều chỉnh và
sửa chữa mạch sun vạn năng sẽ phức tạp hơn.
Để tính toán điện trở sun vạn năng ta cũng xuất phát từ cách tính tổng quát
đối với sun riêng rẽ. Ta hãy xét mạch sun vạn năng đơn giản như chỉ ra trên hình 2-5
gồm hai điện trở R
1
+ R
2

Ta có:

1
2
−
+
=
n
R
R
R
g
(2-3)
Ở đây n
2
là hệ số hiệu chỉnh dòng điện ứng với thang đo có sun là R
2
. Từ
phương trình (2-2) và (2-3) ta rút ra:

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
=
211

⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
+11
1
1

1

1
kk
g
nnn
n
R
(2-5)
–Ví dụ: Một điện kế có dòng lệch toàn thang là I
g
= 50µA, điện trở cơ cấu đo R
g
=
300Ω. Tính trò số sun vạn năng để mở rộng thang đo cho điện kế với các dòng 100
µA, 1mA, 10mA và 100mA.
Ta có hệ số hiệu chỉnh dòng ứng với các thang đo tương ứng là:
n
1
= 100/50 = 2; n

n
R
g

Trò số điện trở sun ở mỗi thang đo tính theo công thức (2-5).

Ω==
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
= 270
20
9
600
20
1
2
1
12
2
300
1
R
⎛
−
−
= 7,2
2000
9
600
2000
1
200
1
12
2
300
3
RR
4
= R
S
– (R
1
+ R
2
+ R
3
) = 300 – 299,7 = 0,3Ω
2.2.2. Mạch đo điện áp một chiều.

ình 2-5
Như vậy, giá trò của điện trở phụ sẽ là:

g
g
p
R
I
U
R −=
(2-6)
Tương tự như thang đo dòng điện một chiều, để đo các trò số điện áp khác
nhau, thang đo điện áp cũng được thiết kế các mạch điện trở phụ kiểu riêng biệt và
điện trở phụ kiểu vạn năng (hình 2-6)
Hình 2-6, a là sơ đồ mạch đo điện áp một chiều với 4 thang đo mắc kiểu điện
trở phụ riêng rẽ. Mạch này có ưu điểm là dễ dàng kiểm tra và sửa chữa, nhưng cũng
có nhược điểm giống như mạch sun riêng rẽ là dễ bò hở mạch đo khi chuyển mạch
tiếp xúc xấu.
R1
R2R3R4
SW
SW
R4
R1
R3
R2
Rg
+
_
1

gg
I
R
IU
R
−
=
1
1
g
I
UU
R
12
2

−
=

g
I
UU
R
23
3

−

3000003,06Ω=Ω=
−
= kR 8080000
0003,0
630
2Ω=Ω=
−
= kR 400400000
0003,0
30150
3

Trên các hình 2-7 và hình 2-8 là hai mạch điện trở phụ thực tế của hai đồng
hồ vạn năng U202 và U1.

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 35 -

R2
R3
+
R1
-
Hình 2-8. Mạch vôn kế dùng điện trở phụ vạn năng trong đồng hồ vạn năng U1
2.3. Đo dòng điện và điện áp xoay chiều.
Cơ cấu đo từ điện chỉ có thể đo dòng một chiều. Để đo dòng điện và điện áp
xoay chiều mạch đo được mắc thêm khối chỉnh lưu. Các mạch chỉnh lưu trong đồng
hồ vạn năng thường dùng là chỉnh lưu 2 bán kỳ, chỉnh lưu cầu đối xứng hoặc không
đối xứng trên các diode Ge. Sơ đồ nguyên lý mạch đo dòng điện và điện áp xoay
chiều của đồng hồ vạn năng Univecka được trình bày trên các hình 2-9 và hìnhø 2-10.
500
300
100
50
30
10
5
3
1
0.5
0.3
0.1
0.05
0.04
0.01
10K
-
+
125
10
20

100K
50K
20K
10K
50M
50M
0,01uF
1000V
500 200
100 50
20 10 5 2 1
5KV
+
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 36 -

Hình 2
-
10. Mach đo điện a
ù
p xoay chie
à
ucu
û

R*
U
+
-
+-
U
+
-
+-
a) b)
Từ hình vẽ ta có:

X
g
RR
U
I
+
=
(2-8)
Nếu U = const thì I
g
= f(R
X
). Thang độ của dụng cụ khắc độ theo R
x
. Vì hàm

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 37 -
–Lưu ý. Kết quả đo R
x
chỉ chính xác khi điện áp nguồn không đổi U = const. Để có
thể hiệu chỉnh điện áp nguồn trong một phạm vi biến đổi nhất đònh, người ta dùng
thêm một biến trở R
*

mắc song song với cơ cấu đo (hình 2-11, b). Trước mỗi lần đo ta
phải ngắn mạch 2 que đo (ngắn mạch R
x
) và điều chỉnh kim đồng hồ chỉ đúng số 0,
sau đó tiến hành đo thì kết quả chỉ thò mới chính xác. Núm điều chỉnh của biến trở R
*

được đưa ra trước mặt máy và thường ký hiệu bằng chữ Ω.
Mạch đo ôm mắc nối tiếp như trên được dùng rộng rãi trong các đồng hồ vạn
năng. Thông thường thang độ ôm kếá được cấu tạo theo kiểu thang đo sau lớn gấp 10
lần thang đo trước, nên khi chuyển thang đo chỉ cần nhân hệ số x10, x100, x1000.
Hình 2-12 là mạch đo điện trở trong đồng hồ vạn năng 108-T

R8
R21
R23
R7R6
R5
R4R3
R2
R1


g
RR
U
I
+
=
(2-9)
Lúc này dòng điện qua cơ cấu đo sẽ là lớn nhất.
Khi mắc song song R
x
với điện kế G, dòng qua mạch đo sẽ là:

gx
gx
RR
RR
R
U
I
+
+
=
(2-10)

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 38 -

G

Để điều chỉnh điểm 0 ban đầu cũng sử dụng thêm điện trở R
*
mắc nối tiếp với
mạch đo (hình 2-13, b).
2.5. Thang đo đề xi ben.
Trong một số đồng hồ vạn năng có thêm thang đo đề xi ben (dB) dùng để đo
mức tín hiệu xoay chiều.
Mức chuẩn quy đònh 1mW trên gánh 600Ω thì điện áp tương ứng là 0,775 V
(được tính từ hệ thức: P = U
2
/R từ đó thì U =
RP.
).
Thang độ dB tương ứng với thang đo điện áp xoay chiều trên đồng hồ. O dB
ứng với vạch kim 0,775V của thang đo điện áp xoay chiều.
Đối với các thang đo khác, giá trò dB được tính bằng cách cộng thêm vào chỉ
số của dụng cụ với trò số không đổi ghi trên mặt đồng hồ.
Ví dụ: Đo bằng thang đo 50 V (14) , số chỉ trên thang độ là +10 dB, thì trò số
thực sẽ là : +10 + 14 dB = 24 dB.
Đo bằng thang đo 500 V(34), kết quả đo sẽ là = số chỉ + 34 dB,

§ 3. ĐO ĐIỆN ÁP BẰNG CÁC VÔN MÉT TƯƠNG TỰ
3.1. Đặc tính chung.
Đo điện áp là một trong những phép đo cơ bản nhất để đo các thông số của tín
hiệu. Khi cần kiểm tra, xác đònh chế độ công tác của thiết bò điện tử thì phép đo điện
áp được sử dùng nhiều nhất. Sở dó vậy, vì phép đo thực hiện nhanh chóng, dễ tiến
hành và có độ chính xác cao.
Đặc điểm của phép đo điện áp trong kỹ thuật điện tử là khoảng trò số đo rộng
và ở trong một dải tần rất rộng dưới nhiều dạng tín hiệu điện áp khác nhau. Độ lớn
của điện áp cần đo có trò số từ vài micrôvôn đến hàng trăm kilôvôn. Dải tần của điện
2
2
2
1
2
0
+++= UUUU
Hay là:
∑
∞
=
=
0
2
k
k
UU
(2-12)
– Trò số trung bình của điện áp (thành phần một chiều) là trò số trung bình cộng các
giá trò tức thời trong khoảng thời gian đo (hay trong 1 chu kỳ).
∫
=
T
tb
dttu
T
U
0

d
U
U
k
=
(2-16)
k
d
– Hệ số dạng của tín hiệu điện áp.
Trên hình 2-13 là ví dụ để tính các hệ số k
b
và k
d
của các điện áp có các dạng
khác nhau.
– Khi điện áp dạng sin (hình 2-14, a): U
m
=U; U
tb
= 0,9 U;
Vậy : k
b
= 1,41; k
d
= 1,11.
– Khi điện áp dạng răng cưa (hình 2-14, b), có biên độ U
m
, chu kỳ T.
Trò số điện áp tức thời: t
T

m
tb
U
U =

– Khi điện áp có dạng xung vuông góc đối xứng (hình 2-14, c) thì giá trò điện áp tức
thời:
U(t) =
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
≤≤−
≤≤
Tt
T
U
T
tU
m
m
2
:
2
0:
m
c)
t
H
ình 2-14

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 41 -

3.2. Các vôn mét điện tử đo điện áp một chiều.
Các vôn kế từ điện bò một số hạn chế là:
– Trở kháng vào nhỏ, do đó không thể đo ở các sơ đồ có trở kháng cao;
– Độ nhạy thấp, nên không thể đo được các điện áp quá nhỏ.
Để khắc phục các nhược điểm trên, người ta sử dụng các bộ biến đổi điện tử,
bán dẫn và thiết kế các máy đo có điện trở vào lớn, độ nhạy cao cho phép đo các
điện áp rất thấp. Các vôn mét điện tử VTVM (vacuum tube voltmeter) và vôn mét
tranzistor TVM (transistor voltmeter) là những dụng cụ đo lường chính xác được sử
dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm vật lý.

3.2.1. Vôn kế transistor tải emiter.
Để tăng trở kháng vào của vôn mét, sử dụng tầng đệm lối vào trên transistor.
Sơ đồ nguyên lý chỉ ra trên hình 2-15, a.
Q
Rs
Rg
G
I
Rs
Rg

a)
b)
Hình 2-15. a) Vôn kế sử dụng mạch tải emiter
b) Mạch vôn kế thường

Điện kế từ điện được mắc trên cực emiter của transistor loại silic Q . Giả sử
rằng nguồn nuôi V
cc
= 20V, điện trở tải R
s
+ R
g
= 9,3kΩ , dòng lệch toàn thang của
điện kế là I
g
= 1mA.
Nếu điện áp lối vào là V
i
= 10V, sụt áp trên tiếp giáp V
BE
= 0,7V, như vậy
điện áp ra trên emiter của transistor sẽ là:
V
E
= V
i
– V
BE
= 10 V – 0,7 V = 9,3 V.
Dòng điện chạy qua cơ cấu đo (I

, từ đó ta có : I
B
≅ I
E
/ β. Giả thiết rằng β = 100, thì:

Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 42 -
I
B
= 1 mA / 100 = 10 µA.
– Điện trở vào của mạch gánh emiter (của vôn kế):

A
V
I
V
R
B
i
i
µ
10
10

==
= 1 MΩ
– So sánh với mạch vôn kế thường (hình 2-15, b).
Ở đây điện kế 1 mA được dùng để đo điện áp 10 V. Trong trường hợp này,

= 5 V – 0,7 V = 4,3 V;
Và dòng qua điện kế sẽ là:
I
g
= V
E
/ (R
S
+ R
g
) = 4,3 V / 9,3 kΩ = 0,46 mA.
Như vậy kết quả đo sẽ không chính xác. Để loại bỏ sai số nói trên, người ta sử
dụng tổ hợp các mạch chia áp và mạch gánh emiter (hình 2-16).
3.2.2. .Mạch vôn kế tải emiter thực tế.
Trên hình 2-16. các điện trở R
3
, R
5
cùng chiết áp R
4
tạo ra bộ chia áp cho điện
áp V
P
điều chỉnh được. Điện trở R
1
đònh thiên cho Q
1
ở thế đất khi không có điện áp
vào tác dụng. Mạch sử dụng nguồn nuôi đối xứng ± V
cc

để có V
P
= 0,7 V so với đất hoặc +9,3 V so với –V
cc
,
khi đó điện áp đặt vào điện kế sẽ bằng 0, kim đồng hồ chỉ 0.
Q1
R2
Rs+Rg
R3
R5
R4
I
R1
I
+V
V
B
i
cc
V
E
-V
cc
V
p
3
I
g
+ I