§¹i hoc s ph¹m kü tht vinh Điện C-K3 Đề cương ơn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 1 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM 1. Định nghĩa q trình đo lường. Có thể đo trực tiếp được 1 đại lượng vật lý bất kỳ
khơng?Tại sao?
+ Đo lường : Là một q trình đánh giá , định lượng một đại lượng cần đo , kết quả bằng
số so với đơn vị đo
+ Phương trình cơ bản của phép đo : A
x
=
0
X
X
và ta có X = A.X
0

+ A
x
: Kết quả của đại lượng cần đo
+ X : Đại lượng đo
+ X
0
: Đơn vị đo
+ Chú ý : Khơng phải đại lượng vật lý nào cũng có thể đo trực tiếp được , nhưng ta có thể
chuyển đổi sang đại lượng vật lý khác. như chuển đổi từ điện sang điện hay khơng điện
sang điện(cảm biến(sensor))
+ Đo lường học là mơn khoa học nghên cứu các phép đo , các đại lượng khác nhau , nghên
cứu về mẫu , đơn vị
+ Kỹ thuật đo lường : là ngành kỹ thuật nghiên cứu , áp dụng , thành tựu của đo lường học

+ Phương pháp đo là việc phối hợp các thao tác cơ bản trong q trình đo, bao gồm các
thao tác: xác định mẫu và thành lập mẫu, so sánh, biến đổi, thể hiện kết quả hay chỉ thị
** Phân loại
++ Phương pháp biến đổi thắng
- Là phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu biến đổi thẳng, nghĩa là khơng có khâu
phản hồi.
* Q trình thực hiện
* Đại lượng cần đo X qua các khâu biến đổi để biến đổi thành con số N
X
, đồng thời đơn vị
của đại lượng đo X
O
cũng được biến đổi thành con số N
O
.
* Tiến hành q trình so sánh giữa đại lượng đo và đơn vị (thực hiện phép chia N
X
/N
O
),
* Thu được kết quả đo: A
X
= X/X
O
= N
X
/N
O
.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

trình này gọi là thiết bị đo kiểu so sánh (hay còn gọi là kiểu bù).

+ Các phương pháp so sánh:
- So sánh cân bằng:
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 4 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM

* Quá trình thực hiện: đại lượng cần đo X và đại lượng tỉ lệ với mẫu X
K
= N
K
.X
O
được so
sánh với nhau sao cho Δ
X
= 0, từ đó suy ra X = X
K
= N
K
.X
O

- So sánh không cân bằng:
* Quá trình thực hiện: đại lượng tỉ lệ với mẫu XK là không đổi và biết trước, qua bộ so
sánh có được Δ
X
= X - X

thay X bằng đại lượng mẫu X
K
thích hợp sao cho cũng gây ra đúng trạng thái như khi X
tác động, từ đó suy ra X = X
K
. Như vậy rõ ràng là X
K
phải thay đổi khi X thay đổi.
- So sánh đồng thời:
* Quá trình thực hiện: so sánh cùng lúc nhiều giá trị của đại lượng đo X và đại lượng
mẫu XK, căn cứ vào các giá trị bằng nhau suy ra giá trị của đại lượng đo.
Ví dụ: xác định 1 inch bằng bao nhiêu mm: lấy thước có chia độ mm (mẫu), thước
kia theo inch (đại lượng cần đo), đặt điểm 0 trùng nhau, đọc được các điểm trùng nhau là:
127mm và 5 inch, 254mm và 10 inch, từ đó có được:1 inch = 127/5 = 254/10 = 25,4 mm
+ Trong thực tế thường sử dụng phương pháp này để thử nghiệm các đặc tính của các cảm
biến hay của thiết bị đo để đánh giá sai số của chúng.
4. Phân biệt các dạng sai số của thiết bị đo. Nguyên nhân gây ra sai số.
+ Sai số là sự khác nhau , hay chênh lệch nhau giữa kết quả đo và giá trị thực.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 5 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM

- Giá trị thực X
th
của đại lượng đo: là giá trị của đại lượng đo xác định được với một độ
chính xác nào đó (thường nhờ các dụng cụ mẫu có cáp chính xác cao hơn dụng cụ đo được
sử dụng trong phép đo đang xét).
** Phân biệt các loại sai số :
* Sai số tuyệt đối ΔX: là hiệu giữa đại lượng đo X và giá trị thực Xth :


XX
th


1
. 




* Sai số hệ thống (systematic error): thành phần sai số của phép đo luôn không đổi hoặc
thay đổi có qui luật khi đo nhiều lần một đại lượng đo.
+ Sai số hệ thống không đổi : sai số do khắc độ thang đo , sai số do chỉnh “0” không chính
xác , sai số do nhiệt độ
+ Sai số hệ thống thay đổi : sai số do nguồn cung cấp thay đổi (pin yếu) , do ảnh hưởng
của từ trường, điện trường.
+ Sai số hệ thống thường khó phát hiện nhưng khi phát hiện thì dễ xứ lý
5. Sai sô hệ thống.Phân loại và cách loại trừ sai số hệ thống.
+ Là thành phàn sai số luôn không đổi hya thay đổi theo quy luật khi đo nhiều lần một đại
lượng đo
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 6 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM

- Quy luật thay đổi có thể về một phía âm hặc dương ,hoặc thoe một quy luât nào đó
+ Sai số hệ thống không đổi : sai số do khắc độ thang đo , sai số do chỉnh “0” không chính
xác , sai số do nhiệt độ
+ Sai số hệ thống thay đổi : sai số do nguồn cung cấp thay đổi (pin yếu) , do ảnh hưởng

với góc quay α.
- Thang đo: là mặt khắc độ khắc giá trị của đại lượng đo.
Bộ phận cản dịu: có tác dụng rút ngắn quá trình dao động của phần động, xác lập vị trí cân
bằng nhanh chóng.
** Nguyên lý làm việc
+ khi cho dòng điện vào một cơ cấu chỉ thị cơ điện, do tác động của từ trường (do nam
châm vĩnh cửu hoặc do dòng điện đưa vào sinh ra) lên phần động của cơ cấu đo sẽ sinh ra
mômen quay Mq tỷ lệ với độ lớn của dòng điện I đưa vào cơ cấu:

q
M

d
dW
e

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 7 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM

trong đó: We: năng lượng điện từ trường
α: góc lệch của phần động
Nếu đặt vào trục của phần động một lò xo cản, khi phần động quay lò xo bị xoắn lại sinh
ra mômen cản Mc tỷ lệ thuận với góc lệch α và được tính:


.DM
c


hai lò xo cản 7 mắc ngược nhau, kim chỉ thị 2 và
thang đo 8.
** Nguyên lý làm việc chung: khi có dòng điện
chạy qua khung dây 5 (phần động), dưới tác
động của từ trường nam châm vĩnh cửu 1 (phần
tĩnh) sinh ra mômen quay Mq làm khung dây
lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α. Mômen quay được tính theo biểu thức:

q
M

d
dW
e
= B.S.W.I
với B: độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 8 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM

S: tiết diện khung dây
W: số vòng dây của khung dây
Tại vị trí cân bằng, mômen quay bằng mômen cản:
ISIWSB
D
DIWSBMM
Icq

1

** Lôgômét từ điện: là loại cơ cấu chỉ thị để đo tỉ số hai
dòng điện, hoạt động theo nguyên lý giống cơ cấu chỉ thị
điện từ, chỉ khác là không có lò xo cản mà thay bằng
một khung dây thứ hai tạo ra mômen có hướng chống lại
mômen quay của khung dây thứ nhất.
+ Nguyên lý làm việc: trong khe hở của từ trường của
nam châm vĩnh cửu đặt phần động gồm hai khung quay
đặt lệch nhau góc δ (300 ÷ 900). Hai khung dây gắn vào
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 9 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM

một trục chung. Dòng điện I1 và I2 đưa vào các khung dây bằng các dây dẫn không
mômen.
- Dòng I1 sinh ra mômen quay Mq:


d
d
IM
q
1
1
.

- Dòng I2 sinh ra mômen cản Mc:


d


)(
)(
)(
2
1
1
2
2
1







f
f
f
d
d
d
d
I
I


với f
1

,

d
dW
M
e
q
 với
2
2
LI
W
e

với L là điện cảm của cuộn dây, suy ra: 2
1
2

d
dL
IM
q


Tại vị trí cân bằng có:

2


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 11 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM
+ Đặc tính cơ bản: góc lệch α tỉ lệ với bình phương tỉ số các dòng điện. Tỉ số này không
thay đổi khi nguồn điện áp cấp cho hai cuộn dây thay đổi → loại trừ được sai số do sự
biến đổi của nguồn cung cấp khi cần đo các đại lượng thụ động. Ứng dụng: đo các đại lượng như điện trở, điện cảm, điện dung (trong mạch xoay chiều),
đo tần số, góc pha và các đại lượng không điện…
10. Cấu tạo, nguyên lý, đặc tính cơ bản, ứng dụng của cơ cấu chỉ điện động, lôgômét
điện động.
+ Gồm hai phần chính : phần động vầ phần tĩnh
- Phần tĩnh: gồm: cuộn dây 1 (được chia thành hai
phần nối tiếp nhau) để tạo ra từ trường khi có dòng
điện chạy qua. Trục quay chui qua khe hở giữa hai
phần cuộn dây tĩnh.
- Phần động: gồm một khung dây 2 đặt trong lòng
cuộn dây tĩnh. Khung dây 2 được gắn với trục quay,
trên trục có lò xo cản, bộ phận cản dịu và kim chỉ thị.
Cả phần động và phần tĩnh được bọc kín bằng màn
chắn để ngăn chặn ảnh hưởng của từ trường ngoài.
** Nguyên lý làm việc :
khi có dòng điện I
1



Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 12 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM

với: M
12
là hỗ cảm giữa cuộn dây tĩnh và động.
- I
1
và I
2
là dòng điện xoay chiều:



cos
1
21
12
II
d
dM
D


với: ψ là góc lệch pha giữa I
1


+ ψ2 là góc lệch pha giữa I và I
2

+ Trường hợp đặc biệt nếu ψ1 = ψ2 = 0, tức là
dòng điện trong cuộn tĩnh và cuộn
động cùng pha thì suy ra: α = f(I
1
/I
2
) : giống với
lôgômét từ điện.
Đặc tính cơ bản: góc quay α tỉ lệ với tỉ số hai dòng điện và với góc lệch pha.
Ứng dụng: chế tạo các loại dụng cụ đo các đại lượng thụ động như pha kế, tần số
kế, điện dung kế… trong đó sự biến động của nguồn cung cấp không ảnh hưởng đến
kết quả đo.
11. Cấu tạo, nguyên lý, đặc tính cơ bản, ứng dụng của cơ cấu chỉ cảm ứng.
- Phần tĩnh: các cuộn dây điện 2,3 có cấu tạo để khi có dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ
sinh ra từ trường móc vòng qua mạch từ và qua phần động, có ít nhất là 2 nam châm điện.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 13 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM

- Phần động: đĩa kim loại 1 (thường bằng nhôm) gắn vào trục 4 quay trên trụ 5.
2
).
Các từ thông Ф1, Ф2 tác động tương hỗ với các dòng điện I
x1
, I
x2
→ sinh ra các lực
F1, F2 và các mômen quay tương ứng → quay đĩa nhôm (phần động). Mômen quay được
tính:

sin
21
fCM
q

với: C là hằng số
f là tần số của dòng điện I1, I2
ψ là góc lệch pha giữa I1, I2
c) Các đặc tính chung:
- Điều kiện để có mômen quay là ít nhất phải có hai từ trường.
- Mômen quay đạt giá trị cực đại nếu góc lệch pha ψ giữa I1, I2 bằng π/2.
- Mômen quay phụ thuộc tần số của dòng điện tạo ra các từ trường.
- Chỉ làm việc trong mạch xoay chiều.
- Nhược điểm: mômen quay phụ thuộc tần số nên cần phải ổn định tần số.
** Ứng dụng: chủ yếu để chế tạo côngtơ đo năng lượng; có thể đo tần số…
12. Các yêu cầu đối với dụng cụ đo khi đo dòng điện.Ampemet 1 chiều: Cấu tạo, cách
mở rộng thang đo, sai số do nhiệt độ và cách khắc phục.
** Các yêu cầu :
++ Công suất tiêu thụ : Cong suất tiêu thụ của dụng cụ đo càng bé càng tốt :


++ Cách mở rộng thang đo : Để tăng khả năng chịu dòng cho cơ cấu (cho phép dòng lớn
hơn qua) người ta mắc thêm điện trở sun song song với cơ cấu chỉ thị có giá trị như sau:

1


n
R
R
CT
S
với
CT
I
I
n 
gọi là hệ số mở rộng thang đo của ampe kế

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 15 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 16 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 19 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM 15. Vẽ sơ đồ nguyên lý và trình bày nguyên lý họat động của 1 volmet cụ thể dùng để đo
điện áp.
** Vônmet điện động

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 20 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM 16. Đo điện áp bằng phương pháp so sánh: Cơ sở phương pháp và trình bày về điện thế
kế 1 chiều điện trở lớn.
** Cơ sở phương pháp Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 23 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 24 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM
18. Công tơ 1 pha: Cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách hiệu chỉnh, kiểm tra.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
§¹i hoc s ph¹m kü thuËt vinh Điện C-K3 Đề cương ôn tập đo lường điện

GVGD : Lê Kế Chinh - 25 - Created on 3/14/2011 2:36:00 PM