Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT
0982057418 (ĐHSP Hà Nội)
Các dụng cụ đo thông dụng dùng trong trường phổ thông
I. Ampekế
Một ampe kế là một dụng cụ đo cường độ dòng điện. Tên của dụng
cụ đo lường này được đặt theo đơn vị đo cường độ dòng điện là ampe.Ampe kế can thiệp mắc nối tiếp với mạch điện.
Mọi ampe kế đều tiêu thụ một hiệu điện thế nhỏ nối tiếp trong mạch
điện.
Ký hiệu ampe kế trong mạch điện là một vòng tròn có chữ A ở giữa
và có thể thêm ký hiệu các cực dương và âm hai bên cho dòng điện một
chiều.
Để giảm ảnh hưởng đến mạch điện cần đo, hiệu điện thế tiêu thụ
trong mạch của ampe kế phải càng nhỏ càng tốt. Điều này nghĩa là trở
kháng tương đương của ampe kế trong mạch điện phải rất nhỏ so với điện
trở của mạch.
Ampe kế không can thiệp
Ampe kế can thiệp có nhược điểm là cần phải được lắp đặt như một
thành phần trong mạch điện. Chúng không dùng được cho các mạch điện
đã được chế tạo khó thay đổi. Đối với các mạch điện này, người ta có thể
đo đạc từ trường sinh ra bởi dòng điện để suy ra cường độ dòng điện.
Phương pháp đo như vậy không gây ảnh hưởng đến mạch điện, an toàn,
nhưng đôi khi độ chính xác không cao bằng phương pháp can thiệp.
Đầu dò hiệu ứng Hall
Phương pháp đo này sử dụng hiệu ứng Hall tạo ra một hiệu điện thế
tỷ lệ thuận (với hệ số tỷ lệ biết trước) với cường độ dòng điện cần đo.
Trang
26
Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT

.
Các ưu điểm:
• Hiệu điện thế tiêu thụ trên đoạn dây cuốn vào đầu đo chỉ
chừng vài mV.
• Hệ thống rất an toàn do được cách điện với mạch điện.
• Hệ thống có thể đo dòng điện xoay chiều có tần số từ 0 (tức là
điện một chiều) đến 100kHz
Hệ thống này cũng được ứng dụng trong vạn năng kế điện tử, hay
thậm chí trong dao động kế.
Kẹp kế
Trang
27
Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT
0982057418 (ĐHSP Hà Nội)

Một kẹp kế đo cường độ dòng điện
Trong dòng điện xoay chiều, từ trường biến thiên sinh ra bởi dòng
điện có thể gây cảm ứng điện từ lên một cuộn cảm nằm gần dòng điện.
Đây là cơ chế hoạt động của kẹp kế.
II.Đồng hồ vạn năng
Đồng hồ vạn năng hay vạn năng kế là một dụng cụ đo lường điện có
nhiều chức năng. Các chức năng cơ bản là ampe kế, vôn kế, và ôm kế,
ngoài ra có một số đồng hồ còn có thể đo tần số dòng điện, điện dung tụ
điện, kiểm tra bóng bán dẫn (transitor)
Đồng hồ vạn năng hiển thị kim

Trang
28
Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT
0982057418 (ĐHSP Hà Nội)

2. Hiển thị số thay cho kim chỉ trên thước.
3. Thêm các bộ khuyếch đại điện để đo hiệu điện thế hay cường độ
dòng điện nhỏ, và điện trở lớn.
4. Đo độ tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện. Có ích khi
kiểm tra và lắp đặt mạch điện.
5. Kiểm tra diốt và transistor. Có ích cho sửa chữa mạch điện.
6. Hỗ trợ cho đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt.
7. Đo tần số trung bình, khuyếch đại âm thanh, để điều chỉnh mạch
điện của radio. Nó cho phép nghe tín hiệu thay cho nhìn thấy tín
hiệu (như trong dao động kế).
8. Dao động kế cho tần số thấp. Xuất hiện ở các vạn năng kế có
giao tiếp với máy tính.
9. Bộ kiểm tra điện thoại.
10. Bộ kiểm tra mạch điện ô-tô.
11. Lưu giữ số liệu đo đạc (ví dụ của hiệu điện thế).
III. Máy phát xung
Máy phát xung hay máy tạo sóng đo lường là bộ nguồn tạo ra các tín
hiệu chuẩn về biên độ, tần số và dạng sóng dùng trong thử nghiệm và đo
lường. Các máy tạo sóng trong phòng thí nghiệm có các dạng sau:
Trang
30
Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT
0982057418 (ĐHSP Hà Nội)
• Máy tạo sóng sin tần thấp LF (low frequency);
• Máy tạo sóng sin tần số vô tuyến RF (radio frequency);
• Máy tạo hàm;
• Máy phát xung;
• Máy phát tần số quét, máy phát các tín hiệu thử nghiệm.
Các máy tạo tín hiệu RF thường có dải tần số từ 0 kHz đến 100 kHz,
với mức điện áp có thể điều chỉnh từ 0 - 10V. Các máy tạo hàm cũng

được phủ lớp phốt pho phát quang. Phần hình trụ được gắn các điện cực:
cực Katốt K nơi phát ra các êlectrôn, cực điều khiển M, anốt thứ nhất A
1
và anốt thứ hai A
2
. Các điện cực đó tạo thành súng êlectrôn. Cực điều
khiển M thường có điện áp âm khoảng – 20V đến – 70V so với katốt, nó
được điều chỉnh bởi chiết áp P
1
. Điện thế của A
1
dương so với katôt
(khoảng 250V đến 500V), người ta dùng P
2
để điều chỉnh điện áp của nó.
Anốt A
2
nối liền với lớp graphít có điện thế cao, làm nhiệm vụ gia tốc cho
chùm êlectrôn (khoảng 1000V đến 2000V).
Hệ thống làm lệch bằng điện trường, được thực hiện bởi các cặp bản
tụ điện x, y đặt vuông góc với nhau. Sự chuyển động của tia điện tử là tổng
hợp của hai chuyển động do hai điện áp đặt vào hai cặp bản tụ gây nên.
Chính hệ thống làm lệch êlectrôn là nguyên tắc được áp dụng trong dao
động kí điện tử.
2 Dao động kí điện tử
Dao động kí điện tử ( oscilloscope) là một dụng cụ để ghi lại hình
ảnh của tín hiệu cần khảo sát. Bộ phận chính của dao động kí là ống tia
êlectrôn có hệ thống làm lệch bằng điện trường. Ta đặt vào cặp bản X một
điện áp răng cưa, tín hiệu cần khảo sát được đưa vào cặp bản Y của dao
động kí.

0982057418 (ĐHSP Hà Nội)
Trên hình đã vẽ trường hợp dao động hiện trên màn huỳnh quang
của dao động kí khi T = T
Y
(hình 6.57a) và T = 2T
Y
.
Để thuận tiện khảo sát các hệ thống có tín hiệu vào và ra (ví dụ hệ
thống khuếch đại), hiện nay dao động kí thường dùng là loại hai kênh hai
tia. Thực chất loại này là hai hệ thống dao động kí được thiết kế dùng một
màn hình hiển thị. Ngoài ra trên dao động kí được thiết kế thêm bộ phận
tạo tín hiệu mẫu để tiện cân chỉnh và định lượng tín hiệu cần khảo sát.
Hình sau là dạng của một dao động kí hai kênh hai tia hiện nay
thường dùng trong phòng thí nghiệm.

V. Đồng hồ đếm thời gian điện tử và ứng dụng
Trang
33
Hình dạng bên ngoài của một dao động ký
Đồng hồ đếm điện tử trong bộ thí nghiệm vật lí 10
Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT
0982057418 (ĐHSP Hà Nội)
Đồng hồ đo thời gian hiện số, là dụng cụ đếm rất chính xác và đóng
vai trò quan trọng trong một số bài thí nghiệm khảo sát chuyển động của
vật. Nếu nắm được nguyên tắc hoạt động cơ bản của đồng hồ thì có thể
linh hoạt sử dụng các cách khác nhau để thực hiện thí nghiệm và ứng dụng
vào những nội dung khác tương tự.
Để đo thời gian, cần xác định thời điểm bắt đầu và thời điểm kết
thúc của một chuyển động. Với một thiết bị đếm thơi gian, cần thiết kế 2
lối vào, tương ứng với 2 thời điểm đó. Dụng cụ đếm có chính xác hay

dạng xung bất thường (ví dụ hình b), thì với các mức áp khác nhau trong
khoảng ∆t đều có thể lật trạng thái, như vậy nó có thể gây sai số trong các
lần lật trạng thái khác nhau. Điều đó, có nghĩa nếu dùng đồng hồ để xác
định thời gian của chuyển động trong các lần khác nhau, thì với dạng xung
như trên có thể gây sai số đáng kể.
Xung đếm, trong các bài thí nghiệm cơ học của vật lí lớp 10, được
tạo ra từ hai dụng cụ chính là từ hộp công tắc và từ cổng quang học.
Đối với cổng quang học, ánh sáng hồng ngoại được phát ra từ LED
chiếu thẳng đên phôtô điốt. Giả thiết cường độ nguồn sáng không đổi, duy
trì trạng thái phân cực của phôtô điôt với mức điện áp cố định. Nếu một
vật chắn sáng, ngắt mức điện áp duy trì đột ngột, tức là tạo ra một xung
biến đổi dạng vuông để có thể đưa vào một cổng đếm của đồng hồ.
Như vậy thiết kế vật khảo sát cần thoả mãn điều kiện cơ học (ví dụ
để có thể bỏ qua sức cản của không khí) và điều kiện các lần chắn sáng.
Trang
35
Phôtô
điôt
Phát
ánh
sáng
u
t
Cổng quang học và dạng xung tạo ra khi có vật đi qua
Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT
0982057418 (ĐHSP Hà Nội)
Chẳng hạn nếu chọn hình trụ phẳng hai đầu, có thể đảm bảo điều kiện chắn
sáng, nhưng yêu cầu phương rơi luôn thẳng đứng. Còn nếu chọn quả cầu
thì cần chính xác các lần đi qua cổng quang phải là đỉnh, nếu không thì độ
dài của phần khảo sát sẽ khác nhau ở các lần khác nhau.

Mode này xác định thời gian chắn sáng của vật đi qua cổng quang
điện. Điều đó có nghĩa, thời gian đo được phụ thuộc vào chính kích thước
của vật và tốc độ chuyển động của vật đó qua cổng.
Dạng xung đếm được tạo ra khi có vật đi qua cổng quang học được
nối với cổng A (hoặc B) và lựa chọn mode A (hoặc B) được biểu diễn trên
hình 8. Thời điểm bắt đầu đếm tại t
bđ
, thời điểm kết thúc đếm tại t
kt
và như
vậy thời gian chắn sáng là t
x
. Với đặc điểm như vậy, ta có thể dùng mode
này để xác định vận tốc tức thời của vật, nếu như kích thước vật không lớn
và xem như chuyển động trong khoảng t
x
ngắn là đều.
Nếu dùng công tắc sử dụng mode này, thì đó là thời gian công tắc bị
ngắt điện. Có thể dùng thử xem độ nhạy của công tắc như thế nào.
2. Mode A + B
Là thời gian chắn sáng của vật qua cổng nối với A cộng với thời gian
chắn sáng qua cổng nối với B. Thời gian chắn sáng tại cổng nối với A là t
A
,
thời gian chắn sáng tại cổng nối với B là t
B
, còn t
A+B
là thời gian từ cuối
cổng này đến đầu cổng kia. Với mode này đồng hồ không đếm t

t
B
t
A+B
t
u
Mô tả dạng xung mode A + B
Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT
0982057418 (ĐHSP Hà Nội)
Cũng có thể dùng hai công tắc để thực hiện mode này.
3. Mode A↔B
Dùng để đo thời gian chuyển động đi từ cổng nối với A đến cổng nối
với B (từ vị trí bắt đầu chắn sáng tại cổng nối với A đến vị trí bắt đầu chắn
sáng tại cổng nối với B).
Đây là mode hay dùng để xác định tính chất chuyển động của một
vật đi từ vị này đến vị trí kia.
Cũng có thể dùng hai công tắc thay vào vị trí của cổng quang để thực
hiện mode này tuỳ theo cách thức sử dụng vào việc gì đó có tính chất
tương tự.
4. Mode T
Mode này dùng để xác định thời gian chuyển động có tính chất tuần
hoàn, tức là đồng hồ đếm thời gian khi vật 2 lần chắn sang tại một cổng A.
Như vậy qua 2 lần chắn sáng đồng hồ mới cho kết quả thời gian (tương tự
như 2 lần bấm công tắc, nếu nó được nối với cổng A và chọn mode T).
Mode thường dùng để xác định chu kì của một dao động (mỗi lần báo kết
quả được T/2, muốn có T cần 4 lần chắn sáng)
Trang
38
t
bđ