Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 1 Chun ngành kỹ thuật điện tử
§¹I HäC TH¸I NGUY£N
TR¦êNG §¹I HäC Kü THT C¤NG NGHIƯP

LN V¡N TH¹C Sü Kü THT
THIÕT KÕ HƯ THèNG §A K£NH Tù §éNG §O Vµ
GI¸M S¸T C¸C THAM Sè CđA CHÊT L¦U
Ngµnh: Kü THT §IƯN Tư
Häc viªn: TRÇN V¡N TR×NH
Ngêi híng dÉn khoa häc: TS. PH¹M NGäC TH¾N
TH¸I NGUY£N - 2012
LỜI CAM ĐOAN
Tên tơi là: 
Học viên lớp Cao học khố 13 - Kỹ thuật điện tử - Trường Đại học Kỹ thuật
Cơng nghiệp – Đại học Thái Ngun
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 2 Chun ngành kỹ thuật điện tử
Xin cam đoan đề tài: “
 !” được sự hướng dẫn của "#$%&'( -
Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật Hưng nlà cơng trình nghiên cứu của riêng tơi.
Tất cả số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, đúng như trong đề
cương và chưa từng được ai cơng bố. Các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc,
xuất xứ rõ ràng.

)'

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 3 Chun ngành kỹ thuật điện tử
*+, /0&
Trong suốt q trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp, tơi đã nhận được
sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, cơ giáo trong bộ mơn Điện tử viễn thơng -
Khoa Điện tử - Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp – Đại học Thái Ngun. Tơi
xin bày tỏ lòng biết ơn đến với các thầy giáo, cơ giáo và khoa Sau đại học vì sự

-)90&:JKL=MN&:)8O@G&KP*<)A&:,&6@
QR&:&S,"8="$*,&T
33
2.1 Một số phương pháp xử lý thơng tin đo bằng nội suy 33
2.2 Cơ sở lý thuyết nội suy spline 38
2.3 Thuật tốn hiệu chỉnh sai số đo bằng nội suy spline 40
2.4 Thuật tốn kết hợp phương pháp nội suy bậc 2 qua 3 điểm dữ liệu kế
tiếp và nội suy spline
42
2.5 Kết luận chương 2 48
-)90&:U),>V>)H)B&:6@6EVW&)6@-G-)E/
"B-PE-)C*98
50
3.1 Các phương án thiết kế phần cứng cho thiết bị đo chất lưu 50
3.2 Thiết bị đo chất lưu ứng dụng hiệu chỉnh sai số bằng phương pháp kết
hợp nội suy bậc 2 qua 3 điểm dữ liệu kế tiếp và nội suy spline
62
3.3 Thuật tốn, chương trình thu thập, xử lý và chỉ thị kết quả đo 72
3.4 Kết luận chương 3 82
V>*8O&FV,>&&:)X
83
ME&)"G-)-G--A&:YZ&)6[-A&:QB
F,*,H8)E/V).@
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 5 Chun ngành kỹ thuật điện tử
V>\8.V).@"G$6-)>)]
ME&)/3--G-V<),H8D-)^,>_
ADC: Bộ biến đổi tương tự - số
BĐ: Biến đổi
BCĐĐSC: Bộ chuyển đổi đo sơ cấp
BCĐĐTC: Bộ chuyển đổi đo thứ cấp

Bảng 3.2 Các thanh ghi liên quan tới cổng A 55
Bảng 3.4 Bảng các thanh ghi có liên quan đến cổng C 55
Bảng 3.5 Các thanh ghi liên quan đến cổng D 56
Bảng 3.6 Bảng Các thanh ghi liên quan cổng E 56
Bảng 3.7 Các thanh ghi liên quan đến timer0 57
Bảng 3.8 Các thanh ghi liên quan đến timer1 57
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 7 Chun ngành kỹ thuật điện tử
Bảng 3.9 Các thanh ghi liên quan đến timer2 58
Bảng 3.10 Các thanh ghi liên quan đến timer3 58
Bảng 3.11 Kết quả kiểm tra đo lường nhiệt độ 81
Bảng 3.12 Kết quả kiểm tra đo lường áp suất 82
ME&)/3-)Z&)c
)d 
Hình 1.1 Cấu trúc tổng qt của PTĐ các đại lượng khơng điện 6
Hình 1.2 Cấu trúc của PTĐ các đại lượng khơng điện theo kiểu biến đổi
thẳng
7
Hình 1.3 Cấu trúc của PTĐ các đại khơng điện theo kiểu biến đổi cân bằng 8
Hình 1.4 Đồ thị biểu diễn hàm biến đổi của PTĐ 9
Hình 1.5 Phân loại BCĐ ĐSC đo các đại lượng khơng điện 11
Hình 1.6 Cấu trúc khối của chuyển đổi bù 12
Hình 1.7 Cấu trúc hệ thống hiệu chỉnh tự động kiểu vòng kín 19
Hình 1.8 Cấu trúc hệ thống hiệu chỉnh tự động kiểu vòng hở 20
Hình 1.9 Sơ đồ cấu trúc của phương pháp đo phụ 21
Hình 1.10 Sơ đồ cấu trúc của phương pháp biến đổi ngược 22
Hình 1.11 Sơ đồ cấu trúc của phương pháp biến đổi ngược tự hiệu chuẩn 23
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 8 Chun ngành kỹ thuật điện tử
Hình 1.12 Sơ đồ cấu trúc của phương pháp biến đổi ngược tự động điều chỉnh 24
Hình 1.13 Sơ đồ cấu trúc của phương pháp dùng mẫu 26
Hình 1.14 Sơ đồ cấu trúc của phương pháp biến đổi lặp 27

Hình 3.20 Hình ảnh tổng thể sản phẩm hồn thiện 72
Hình 3.21 Lưu đồ thuật tốn chương trình chính của thiết bị đo chế thử 73
Hình 3.22 Lưu đồ thuật tốn chương trình con xử lý dữ liệu nhiệt độ 74
Hình 3.23 Lưu đồ thuật tốn tìm nút nội suy thứ cấp 75
Hình 3.24 Thuật tốn chương trình con giải phương trình bậc nhất và bậc hai 76
Hình 3.25 Thuật tốn tìm nút nội suy sơ cấp 77
Hình 3.26 Thuật tốn chương trình con xử lý dữ liệu 78
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 9 Chun ngành kỹ thuật điện tử
Hình 3.27 Thuật tốn giải phương trình bậc 3 79
Hình 3.28 Thuật tốn hiển thị dữ liệu trên LCD 80
/5678
;# ef4
Hiện nay, để đo và giám sát các tham số của chất lưu rất quan trọng trong
nhiều quy trình cơng nghệ thuộc các lĩnh vực ứng dụng khác nhau như nhiệt kỹ
thuật, dầu khí, hóa chất, khai thác khống sản, … Đo được chính xác các tham số
của chất lưu góp phần nâng cao chất lượng, độ ổn định, độ tin cậy và duy trì được
tính năng của các trang thiết bị kỹ thuật trong dây chuyền cơng nghệ. Ví dụ như đo
lưu lượng, vận tốc, nhiệt độ, áp suất của mơi chất lạnh trên đường ống dẫn của hệ
thống điều hòa khơng khí cơng nghiệp để đánh giá hệ thống có làm việc đúng theo
điều kiện cho phép khơng; đo nhiệt độ, áp suất của dầu trong máy ép nhựa; đo độ
biến dạng và áp suất của lốp xe để kiểm tra độ an tồn khi hoạt động của xe tải
nặng, máy bay; đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và vận tốc của nước trong hệ thống
điều hòa water chiller để điều khiển máy nén và bơm đóng cắt theo đúng nhiệt độ
đặt; đo nhiệt độ, độ ẩm của khí quyển giúp cho dự báo thời tiết và khí hậu; đo nhiệt
độ, áp suất, lưu lượng luồng khí giúp cho cảnh báo cháy nổ trong hầm lò khai thác
khống sản, Như vậy, lĩnh vực ứng dụng đo và giám sát các thơng số của chất
lưu là rất đa dạng và cần thiết trong rất nhiều ngành khoa học khác nhau.
J# <g'h4
a. Ý nghĩa khoa học
Các tham số của chất lưu là nhóm các đại lượng khơng điện (đại lượng vec tơ

+ Nghiên cứu sử dụng vi điều khiển PIC để thiết kế modul xử lý thơng tin đo;
- Mơ phỏng và thực nghiệm:
+ Xây dựng mơ hình và mơ phỏng thuật tốn hiệu chỉnh sai số ứng dụng phương
pháp kết hợp nội suy bậc 2 qua 3 điểm dữ liệu kế tiếp và nội suy Spline.
+ Xây dựng cấu trúc phần cứng phương tiện đo sử dụng vi điều khiển PIC.
+ Xây dựng chương trình xử lý thơng tin đo, xử lý và hiển thị kết quả đo.
+ Hiệu chuẩn và đánh giá kết quả của phương tiện đo chế thử.
k#&l!j!
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm 3 chương:
- Chương I: Cơ sở lý thuyết về đo thơng số chất lưu, sai số đo và các phương pháp
hiệu chỉnh sai số.
Tổng quan về cấu trúc phương tiện đo, sai số đo và các phương pháp hiệu chỉnh
sai số, từ đó xác định được hướng nghiên cứu là áp dụng hiệu chỉnh phi tuyến hàm
biến đổi của phương tiện đo bằng nội suy bậc 2 qua 3 điểm dữ liệu kế tiếp và nội
suy spline phù hợp với đặc tính biến đổi của chuyển đổi đo sơ cấp.
- Chương II: Xây dựng thuật tốn xỷ lý thơng tin đo bằng nội suy Spline.
Phân tích một số phương pháp hiệu chỉnh phi tuyến hàm biến đổi bằng thay thế
hàm biến đổi bằng biểu thức tốn học bậc nhất, bậc hai theo phương pháp bình
phương cực tiểu, nội suy spline bậc 3. Mơ phỏng so sánh các phương pháp để
khẳng định kết quả nghiên cứu.
- Chương III: Thiết kế hệ thống đo đa kênh đo các tham số của chất lưu.
Thiết kế phương tiện đo đa kênh thử nghiệm ứng dụng các phương pháp hiệu
chỉnh phi tuyến hàm biến đổi của phương tiện đo trên cơ sở nội suy bậc 2 qua 3
điểm dữ liệu kế tiếp và nội suy spline bậc 3. Phương án thực hiện là xử lý số thứ
cấp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 12 Chun ngành kỹ thuật điện tử
-)90&:;-0"5*<)8=>?6@)A&:"B-)C*98D"E,"B
6@F-G-$)90&:$)G$),H8-)I&)"E,"B
;#;mn!4f iff o% pq
1.1.1 Phép đo các đại lượng khơng điện

 !"#$%&%'&%(&
Q trình sử dụng phương tiện đo để đánh giá định lượng một hoặc một số đại
lượng khơng điện để có kết quả bằng số theo thứ ngun của đại lượng cần đo gọi
là phép đo các đại lượng khơng điện. Kết quả của phép đo )
"
là một giá trị bằng số
của đại lượng cần đo ) và đơn vị đo )

. Như vậy )
"
chỉ rõ đại lượng đo lớn hơn
hay nhỏ hơn bao nhiêu lần đơn vị của nó và q trình đo có thể viết dưới dạng:
0
)
)
)
"
=
Từ đó ta có:
)*)
"
)

(1.1)
Cơng thức (1.1) biểu diễn sự so sánh đại lượng cần đo với mẫu và cho ra kết
quả bằng số. Từ đó ta cũng thấy rằng khơng phải bất kỳ đại lượng khơng điện nào
cũng đo được theo (1.1) vì khơng phải bất kỳ đại lượng nào cũng cho phép so sánh
với giá trị của nó mà cần phải có q trình biến đổi trung gian. Để thực hiện phép
đo cần căn cứ vào đối tượng đo, điều kiện đo, PTĐ và u cầu về độ chính xác của
kết quả.

KTTTĐ
3
4
567./0182-+, !"#$
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 15 Chun ngành kỹ thuật điện tử
Đại lượng khơng điện cần đo ) qua BĐĐLSC cho ra đại lượng 3; khâu ghép tín
hiệu từ đầu ra của BĐĐLSC tới PTĐTC được biểu diễn bởi khối KTTTĐ và biến đại
lượng 3 trở thành 3
4
. Quan hệ giữa 3
4
3 với ) thường là phi tuyến và được biểu diễn
bằng hàm tổng qt:
3*9:); (1.2)
3
4
*9
4

:3; (1.3)
PTĐTC thực hiện biến đổi đại lượng 3
4
thành  để đưa ra kết quả đo trên
BCT và PTĐTC phải thực hiện theo cách nào đó để mối quan hệ chung giữa  và )
là tuyến tính:
*) (1.4)
với  là hệ số
PTĐ thường được phân thành hai loại chính là PTĐ tương tự và PTĐ số.
Chúng được phân biệt qua phương pháp xử lý thơng tin đo bằng kỹ thuật xử lý
tương tự hay xử lý số. Hiện nay, các PTĐ số đang được ứng dụng rộng rãi và dần

BĐ
3
4
567./012-+, !"#$<"=>?8@
BĐĐLSC BĐTT-S HTS
)
Đ
Đ
L
S
C
∆
3

Đ
Đ
L
S
C
BĐ
3
SS
3
4
BĐN
3

a)
BĐĐLSC BĐTT-S HTS
)

 Hàm biến đổi tổng qt của PTĐ
Theo sơ đồ cấu trúc hình 1.1, BĐĐLSC thực hiện biến đổi đại lượng khơng
điện đầu vào thành đại lượng điện đầu ra theo một quan hệ hàm đơn trị. KTTTĐ
gồm các khâu truyền dẫn và biến đổi tín hiệu trung gian từ BĐĐLSC tới PTĐTC.
Nếu chưa tính tới sai số của KTTTĐ và PTĐTC thì hàm biến đổi tổng qt của
PTĐ chính là (1.2).
Để có được (1.2) phải tiến hành thực nghiệm để tìm mối quan hệ giữa ) và 3.
Mối quan hệ này thường là phi tuyến nhưng cần phải tuyến tính hóa nó để nâng cao
độ chính xác của PTĐ và thuận tiện cho việc xử lý tiếp theo ở PTĐTC. Việc tuyến
tính hóa thơng thường được các nhà chế tạo thực hiện bằng cơng nghệ điện tử trong
q trình chế tạo [12], [13], [14], [16], [18], [19] hay sử dụng các thuật tốn ứng
dụng mạng neutral [6], [9]. Nếu khơng tính tới sai số của phần thứ cấp thì hàm biến
đổi tổng qt của PTĐ có dạng lý tưởng:
3*) (1.5)
Trong đó: ) là đại lượng cần đo; 3 là đại lượng ra;  là hệ số đặc trưng cho độ
nhạy của PTĐ.
Khi có sai số cộng và nhân thì hàm biến đổi của PTĐ có dạng:
3*:H
α
;)
±
I (1.6)
Trong đó:
α
*:3J);K) là sai số nhân tương
đối; I là sai số cộng.
Trong trường hợp chung hàm biến đổi thực tế
(1.2) có đầy đủ các thành phần sai số trên và có thể
mơ tả như hình 1.4.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />)

khắc độ cũng là một hàm ngẫu nhiên theo thời gian dạng -

:;-

:;-

:; Vì vậy
hàm biến đổi thực tế của PTĐ có thể được biểu diễn dưới dạng:
3*9

%)-

:;-

:;-

:;& (1.8)
Để nâng cao độ chính xác của phép đo cần phải giảm hoặc loại trừ ảnh hưởng của
các tham số -

:;-

:;-

:;, tuyến tính hố hàm biến đổi của PTĐ.
 Độ nhạy của PTĐ đặc trưng cho khả năng phép đo có thể bắt nhạy với những thay
đổi nhỏ của đại lượng cần đo. Độ nhạy có thể xác định qua cơng thức sau:

3
)

•Phân loại dựa trên ngun lý chuyển đổi :
- Chuyển đổi điện trở là các chuyển đổi làm việc dựa trên sự biến thiên của
điện trở. Khi đại lượng đầu vào ) tác động lên chuyển đổi làm thay đổi điện trở của
nó.
- Chuyển đổi điện từ là các chuyển đổi làm việc dựa trên các quy luật về cảm
ứng điện từ. Khi đại lượng đầu vào ) tác động làm thay đổi các thơng số của mạch
từ như điện cảm, hỗ cảm, độ từ thẩm và từ thơng.
- Chuyển đổi tĩnh điện là các chuyển đổi làm việc dựa trên các hiện tượng tĩnh
điện. Khi đại lượng đầu vào ) tác động lên chuyển đổi làm thay đổi điện dung hay
điện tích của nó.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 20 Chun ngành kỹ thuật điện tử
- Chuyển đổi hóa điện là các chuyển đổi làm việc dựa trên các hiện tượng hóa
điện. Đại lượng đầu vào ) tác động lên chuyển đổi làm thay đổi điện dẫn, điện cảm,
sức điện động hóa điện
- Chuyển đổi nhiệt điện là các chuyển đổi làm việc dựa trên hiện tượng nhiệt
điện. Đại lượng đầu vào ) tác động lên chuyển đổi làm thay đổi điện sức điện động
nhiệt điện hay điện trở của nó.
- Chuyển đổi điện tử và ion là loại khi chịu tác động của đại lượng đầu vào X
thì dòng điện tử hay dòng ion chạy qua nó thay đổi.
- Chuyển đổi lượng tử dựa trên hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân và cộng
hưởng từ điện tử
•Phân loại dựa trên tính chất nguồn điện :
- Chuyển đổi phát điện là loại biến đổi đại lượng đầu vào ) thành các đại
lượng đầu ra dạng điện áp hoặc sức điện động hoặc dòng điện.
- Chuyển đổi thơng số là loại biến đổi đại lượng đầu vào ) thành các đại lượng
đầu ra là điện cảm, hỗ cảm hoặc điện dung,
•Phân loại theo phương pháp đo:
- Chuyển đổi biến đổi trực tiếp là các chuyển đổi biến đổi trực tiếp đại lượng
cần đo ) thành đại lượng điện
- Chuyển đổi bù (so sánh) có cấu trúc khối như hình 1.6

)3
β
1
=
(1.13)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 21 Chun ngành kỹ thuật điện tử
Biểu thức (1.13) cho thấy 3 chỉ phụ thuộc
vào độ chính xác của BĐN. Do vậy BĐT có thể
rất phức tạp, qua nhiều khâu biến đổi nên sai số
có thể lớn nhưng nếu đảm bảo hệ số  lớn thì sai
số của chuyển đổi bù sẽ rất nhỏ.
;#J#"f iffr$$6sq

1.2.1 Các thành phần sai số đo đại lượng khơng điện
Các thành phần sai số đo đại lượng khơng điện rất đa dạng và phức tạp. Theo
quy luật xuất hiện trong q trình thực hiện phép đo (với PTĐ có cấu trúc tổng qt
như hình 1.1), thường được phân ra thành hai nhóm chính là sai số hệ thống và sai
số ngẫu nhiên [2], [4], [5]. Sai số hệ thống là một hàm xác định của các tham số
khơng ngẫu nhiên và gây ra sự sai lệch giữa hàm biến đổi thực tế và hàm biến đổi
danh định. Về ngun tắc, sai số hệ thống có thể loại trừ được. Sai số ngẫu nhiên là
sai số khơng cố định được đánh giá theo quy luật xác suất và thống kê tốn học.
Cách phân loại trên đây đúng về mặt ngun tắc, song khơng cho phép xây
dựng mơ hình đánh giá và tính tốn sai số của PTĐ các đại lượng khơng điện ở chế
độ cơng tác (chế độ động). Vì vậy cần phân loại các thành phần sai số dưới góc độ
xem xét ngun nhân và bản chất sinh ra chúng để từ đó tìm cách giảm hoặc loại
trừ. Theo đó có thể chia chúng ra thành ba nhóm chính sau [22], [26]:
Nhóm thứ nhất là nhóm sai số có ngun nhân sinh ra do sự sai lệch giữa
hàm biến đổi danh định với hàm biến đổi tĩnh ở các điều kiện thường, ký hiệu là
δ


. Nhóm này có hai loại:
- Sai số là hàm tương quan yếu hay nói chung là hàm ngẫu nhiên khơng
tương quan theo thời gian (phổ rộng); ví dụ như sai số do tạp âm riêng của các linh
kiện bán dẫn trong PTĐ.
- Sai số là hàm ngẫu nhiên tương quan mạnh (phổ hŒp) gần tần số 0; ví dụ như
sai số do tham số của PTĐ trơi theo thời gian.
Đối với PTĐ các đại lượng khơng điện làm việc trong thực tế ta thường xem
các yếu tố
ξ
là hàm ngẫu nhiên theo thời gian và chúng được biểu diễn là -

:;
-

:;-

:; trong (1.8). Tuy nhiên chỉ có thể đánh giá sai số khi
ξ
được cho là các
hàm xác định. Việc xác định giới hạn thay đổi của
ξ
làm cho việc đánh giá sai số
của PTĐ khơng được chính xác.
Mỗi tham số của hàm biến đổi thực tĩnh được xác định trong mối quan hệ phụ
thuộc của các tham số với nhau: Q trình tương quan
χ

và khơng tương quan
χ
>


)9
)9 )9
, ,,
, ,,, ,,
1
111
−∆+∆+
=
δ
(1.15)
Trong đó: -
U 
-

là các hệ số biến đổi của PTĐ;
∆
-

U
∆
-

là độ lệch của
các hệ số biến đổi.
Vi phân tồn phần hàm (1.15) ta được:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 23 Chun ngành kỹ thuật điện tử


-

3
-
δδ












∂
∂
∂
∂
×=
∑
=
1
(1.17)
Trong đó:

-
δ
là sự thay đổi tương đối của hệ số biến đổi -



:;& là hàm biến đổi thực tế của PTĐ, 9
N
:)
-

-

-

; là hàm biến đổi danh định của PTĐ.
Sai số quy về đầu vào hay chính là giá trị sai số của đại lượng cần đo trong
phép đo tương ứng được xác định qua cơng thức sau:
∆
) = 9
N
J
{
9

%)-

:;-

:;-

:;&
}
J)(1.19)
Trong đó: 9


-

:;J-

-

:;J-

. Ưu điểm của phương pháp này là loại bỏ được cấu trúc
dư trong PTĐ và có độ tin cậy cao. Thực tế của phương pháp cơng nghệ là chế tạo
PTĐ từ các vật liệu, linh kiện được sản xuất với trình độ kỹ thuật cơng nghệ cao.
Đây là nhóm phương pháp kinh điển, đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng
rộng rãi. Tuy vậy, với những đòi hỏi hiện thời về độ chính xác của thiết bị là rất cao
thì việc chỉ sử dụng phương pháp này cũng khó mà đáp ứng được u cầu. Ngồi
ra, phương pháp này rất tốn kém, đơi khi khó thực hiện; nhất là với điều kiện kinh
tế và cơng nghệ của một nước đang phát triển như Việt Nam.
Nhóm các phương pháp cấu trúc là đưa vào PTĐ một số khâu phụ nhằm biến
đổi thơng tin đo lường để phát hiện từ đó bù trừ các sai số phi tuyến; các kết quả đo
được xử lý theo các thuật tốn riêng sẽ hạn chế được sai số. Đặc điểm nổi bật của
phương pháp này là có thể sử dụng các PTĐ đơn giản với độ tin cậy và độ ổn định
khơng cao mà vẫn đạt được độ chính xác theo u cầu nhờ một số biến đổi phụ và
thuật tốn xử lý kết quả đo.
1.2.2 Sai số tổng cộng của PTĐ khơng điện
Sai số tổng cộng của PTĐ các đại lượng khơng điện gồm hai thành phần chính
là sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên. Từ cấu trúc tổng qt của PTĐ đưa ra ở hình
1.1 cho thấy: sai số tổng cộng của PTĐ sẽ là tổng sai số của BĐĐLSC, KTTTĐ và
sai số của PTĐTC. Việc tính sai số tổng cộng là một vấn đề phức tạp và trong thực
tế, mỗi thành phần được xác định từ các phương pháp khác nhau. Hiện nay, phương
pháp phổ biến nhất là tiến hành các thuật tốn logarit, vi phân theo các hệ số biến

thống của PTĐTC, được tính theo các cơng thức (1.16) hay (1.17) khi các đại lượng
vào khơng đổi. Việc giảm sai số thay gần đúng hàm biến đổi của BĐĐLSC là một
vấn đề cần được đầu tư nghiên cứu.
Đối với sai số do KTTTĐ, ngun nhân gây ra sự thay đổi hệ số biến đổi trên
đường truyền thơng tin chủ yếu do hai yếu tố. Thứ nhất là ảnh hưởng của điện trở
đường dây nối và sự thay đổi của nó khi nhiệt độ mơi trường thay đổi. Thứ hai là
ảnh hưởng của hiện tượng ghép ký sinh do các tham số điện cảm, điện dung ngồi ý
muốn gây ra. Ngồi ra còn một yếu tố phụ là nhiễu tác động lên đường truyền thơng
tin đo.
Đối với yếu tố ảnh hưởng thứ nhất có thể sử dụng các sơ đồ dây bù để bù điện trở
đường dây nối hay thiết kế các PTĐTC có trở kháng vào lớn (hàng trăm đến hàng ngàn
mêga ơm), còn sự thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi là sai số ngẫu nhiên vì nhiệt
độ mơi trường là các yếu tố ngẫu nhiên. Để loại trừ sai số này có thể sử dụng các
phương pháp cầu bù mắc chuyển đổi nhiệt phụ hay phương pháp biến đổi lặp lại (xử lý
tín hiệu số) trong khoảng thời gian ngắn.
Với các PTĐ có cấu trúc đơn giản và sử dụng cơng nghệ vi mạch để xử lý
thơng tin đo thì yếu tố thứ hai ảnh hưởng khơng nhiều và thường có thể bỏ qua
được. Còn với các PTĐ có cấu trúc phức tạp được ghép nối bởi nhiều khâu thì sai
số này là đáng kể, nhất là với các hệ thống đo xa. Khi đó cần sử dụng các mạch lọc
thích hợp để giảm hoặc loại trừ sai số này.
Để giảm ảnh hưởng của nhiễu tác động trên đường truyền thơng tin đo hiện
nay thường xây dựng PTĐTC theo kiểu biến đổi thời gian - xung [3]. Với các
PTĐTC loại hiện số thì sai số gây ra chủ yếu do ảnh hưởng của bộ khuếch đại và sai
số lượng tử. Các sai số này có thể được giảm hoặc loại trừ bằng các giải pháp như
tăng độ phân giải, phân chia thang đo thích hợp và hiệu chuẩn sai số bằng các
phương pháp cấu trúc.
Các thành phần sai số ngẫu nhiên của PTĐ các đại lượng khơng điện được xác
định thơng qua các tham số tốn học thống kê như: quy luật phân bố, kỳ vọng tốn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />