Download Bài giảng Kỹ năng đo lường điện tủ miễn phí
Phụ lục
Ch ơng1.Khái niệm cơ bản trong kỹ thuật đo l ờng . 4
I. Định nghĩa và khái niệm cHung về đo l ờng . 4
1. Định nghĩa về đo l ờng, đo l ờng học và KTĐL. 4
a. Đo l ờng . 4
b. Đo l ờng học . 4
c. Kỹ thuật đo l ờng (KTĐL). 4
2. Phân loại cách thực hiện phép đo. 4
II. Các đặc tr ng của KTĐL . 5
1. Khái niệm về tín hiệu đo và đại l ợng đo. 5
2. Điều kiện đo . 6
3. Đơn vị đo . 6
4. Thiết bị đo và ph ơng pháp đo . 7
5. Ng ời quan sát . 7
6. Kết quả đo. 8
III. Các ph ơng pháp đo . 8
1. Ph ơng pháp đo biến đổi thẳng . 8
2. Ph ơng pháp đo kiểu so sánh . 8
a. So sánh cân bằng . 9
b. So sánh không cân bằng . 9
c. So sánh không đồng thời . 9
d. So sánh đồng thời . 9
3. Các thao tác cơ bản khi tiến hành phép đo. 9
IV. Phân loại thiết bị đo . 9
1. Mẫu . 9
2. Thiết bị đo l ờng điện . 11
3. Chuyển đổi đo l ờng . 11
4. Hệ thống thông tin đo l ờng . 11
V. Định giá sai số trong đo l ờng . 11
1. Nguyên nhân và phân loại sai số. 11
a. Nguyên nhân gây sai số . 11
b. Phân loại sai số . 12
3. Quy luật tiêu chuẩn phân bố sai số . 13
4. Sai số trung bình bình ph ơng và sai số trung bình. 15
a. Sai số trung bình bình ph ơngs. 15
b. Sai số trung bình d . 15
5. Sự kết hợp của các sai số. 15
a. Sai số của tổng các đại l ợng . 15
b. Sai số của hiệu các đại l ợng. 15
c. Tích của hai đại l ợng. 16
d. Th ơng của hai đại l ợng . 16
Ch ơng2Cấu trúc và Các phần tử chức năng của thiết bị đo.18
I. Cấu trúc cơ bản của thiết bị đo. 18
1. Sơ đồ khối của thiết bị đo. 18
2. Sơ đồ cấu trúc của công cụ đo biến đổi thẳng. 18
3. Sơ đồ cấu trúc của công cụ đo kiểu so sánh. 18
II. Các cơ cấu chỉ thị . 19
1. Cơ cấu chỉ thị cơ điện. 19
a. Cơ cấu chỉ thị từ điện sử dụng nam châm vĩnh
cửu (TĐNCVC) . 20
b. Cơ cấu chỉ thị điện từ. 22
c. Cơ cấu chỉ thị điện động. 23
2. Cơ cấu chỉ thị tự ghi . 24
3. Cơ cấu chỉ thị số . 27
II. Các mạch đo l ờng và gia công tín hiệu . 28
1. Mạch tỉ lệ. 28
a. Mạch tỉ lệ về dòng . 28
b. Mạch tỉ lệ về áp . 30
2. Mạch khuếch đại đo l ờng . 32
a. Mạch khuếch đại dòng (lặp điện áp) . 32
b. Mạch khuếch đại công suất . 33
c. Mạch khuếch đại điều chế . 34
d. Mạch khuếch đại cách li . 34
3. Mạch gia công tính toán . 34
4. Mạch so sánh. 34
a. Mạch so sánh các tín hiệu khác dấu bằng
KĐTT mắc theo một đầu vào . 34
b. Mạch so sánh các tín hiệu cùng dấu bằng
KĐTT mắc 2 đầu vào . 35
c. Mạch so sánh 2 mức. 35
d. Mạch so sánh cực đại . 36
e. Mạch cầu đo . 36
f. Mạch điện thế kế. 37
5. Mạch tạo hàm . 38
a. Mạch tạo hàm bằng biến trở . 38
b. Mạch tạo hàm bằng diode bán dẫn . 38
c. Mạch tạo hàm logarit và đối logarit . 39
/tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-33374/
Để tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download choTóm tắt nội dung:
n đỉnh = (điện áp đỉnh – VD – Uct(p)) / R1
W=
--
=ị
===
- kR
VrmsUctpUct
5,139
10.500
2669,07,07,701
7,7050.414.1)(.414,1)(
6
+ Tính độ nhạy
Dòng qua chỉ thị có dạng:
D2
D1
Rct
R1
BomonKTDT-ĐHGTVT
62
Khi có D2 ta có:
A
R
VVrmspI
ApI
D
R
F
m
m
8,501
10.5,139
7,050.414,1
1
.414,1
)(
500)(
3 =
-
=
-
=
=
Nh vậy, cả hai bán kỳ thì dòng qua công cụ xấp xỉ nhau, do đó
Irms = 0,707.500mA = 353,5mA
ị độ nhạy = 106/ 353,5 = 2,83kW /V
Khi không có D2 ta có:
ApIIrms
pI
ApI
F
R
F
m
m
250)(.5,0
0)(
500)(
==ị
=
=
ị độ nhạy = 106 / 250 = 4kW /V
c. Sơ đồ chỉnh l u nửa cầu toàn sóng
Sơ đồ trên chỉ sử dụng 2 diode (nửa cầu) nh ng cả 2 nủa chu kỳ đều có
dòng qua máy đo. Tuy nhiên dòng qua diode khá lớn nên nó phải làm việc ở
ngoài điểm uốn, nghĩa là có khả năng bù trừ những chênh lệch có thể xảy ra
trong đặc tuyến của diode.
Chú ý: để bù sai số do nhiệt và khi tần số thay đổi ng ời ta mắc thêm vào mạch
các điện trở làm bằng đồng hay maganin để bù nhiệt kết hợp với cuộn cảm và
tụ bù tần số.
2. Vôn kế điện từ
Là công cụ để đo điện áp xoay chiều tần số công nghiệp. Cuộn dây tĩnh
có số vòng dây rất lớn từ 1000 – 6000 vòng. Để mở rộng thang đo ng ời ta mắc
nối tiếp với cuộn dây các điện trở phụ.
Các tụ C đ ợc mắc song song với các điện trở phụ để bù sai số do tần số
C3C2C1
Rct Rp3Rp2Rp1
Uct
U1
U2
U3
Dòng qua chỉ thị có dạng:
D1
D2
R1
R2
Rct
~
Ch ơng 4: Đo điện áp
63
khi tần số lớn hơn tần số công nghiệp.
BomonKTDT-ĐHGTVT
64
3. Vôn kế điện động
Cuộn kích đ ợc chia làm 2 phần nối tiếp
nhau và nối tiếp với cuộn động. Độ lệch của kim
chỉ thị tỉ lệ với I2 nên kim dừng ở giá trị trung
bình của I2 tức giá trị tức thời rms.
Đặc điểm của Vôn kế điện động
+ Tác dụng của dòng rms giống nh trị số
dòng một chiều t ơng đ ơng nên có thể khác độ
theo giá trị một chiều và dùng cho cả xoay chiều
+ công cụ điện động th ờng đòi hỏi dòng nhỏ nhất là 100mA cho ĐLTT
nên Vôn kế điện động có độ nhạy thấp hơn nhiều so với Vôn kế từ điện (chỉ
khoảng 10W /V)
+ Để giảm thiểu sai số chỉ nên dùng ở khu vực tần số công nghiệp
IV. Đo điện áp bằng ph ơng pháp so sánh
1. Cơ sở lý thuyết
Các công cụ đo điện đã trình bày ở trên sử dụng có cấu cơ điện để chỉ thị
kết quả đo nên cấp chính xác của công cụ không v ợt quá cấp chính xác của
chỉ thị. Để đo điện áp chính xác hơn ng ời ta dùng ph ơng pháp bù (so sánh
với giá trị mẫu). Nguyên tắc cơ bản nh sau:
+ Uk là điện áp mẫu với độ chính xác rất
cao đ ợc tạo bởi dòng điện I ổn định đi qua điện
trở mẫu Rk. Khi đó:
Uk = I.Rk
+ Chỉ thị là thiết bị phát hiện sự chênh lệch
giữa điện áp mẫu Uk và điện áp cần đo Ux
UkUxU -=D
Khi 0ạDU điều chỉnh con chạy của điện trở mẫu Rk sao cho Ux = Uk,
nghĩa là làm cho 0=DU ; chỉ thị chỉ zero.
+ Kết quả đ ợc đọc trên điện trở mẫu đã đ ợc khắc độ theo thứ nguyên
điện áp.
Chú ý: Các công cụ bù điện áp đều có nguyên tắc hoạt động nh trên nh ng có
thể khác nhau phần tạo điện áp mẫu Uk
2. Điện thế kế kế một chiều
Sơ đồ mạch:
Nguyên tắc hoạt động của sơ đồ a)
+ Xác định dòng công tác Ip nhờ nguồn điện áp U0, Rđược và Ampe kế.
A1
A2
B
T1
10TO1
Rp
Ct zero
Uk
I
U UxRk
+
-
Uk
K Ux
CT zero
NR
NE
21
b)a)
UkIp
Chỉ thị Zero
A
+
+
Uo
Rdc
Rk
+ -
Ux
+
Uo
Rdc
Rk
A
Ch ơng 4: Đo điện áp
65
+ Giữ nguyên giá trị của Ip trong suốt thời gian đo
+ Điều chỉnh con chạy của điện trở mẫu Rk cho đến khi chỉ thị chỉ zero
+ Đọc kết quả trên điện trở mẫu, khi đó: Ux = Uk = Ip.Rk
Trong sơ đồ a, vì sử dụng Ampe kế nên độ chính xác của điện thế kế
không thể cao hơn độ chính xác của Ampe kế.
Ng ời ta cải tiến mạch bằng cách sử dụng nguồn pin mẫu (EN) và điện trở
mẫu (Rk) có độ chính xác cao nh ở hình b.
Nguyên tắc hoạt động của sơ đồ b)
+ Khi K ở vị trí 1, điều chỉnh Rđược để chỉ thị chỉ zero.
Khi đó:
N
N
R
EIp =
+ Giữ nguyên Rđược và chuyển K sang vị trí 2, điều chỉnh con tr ợt của
điện trở mẫu để chỉ thị về zero.
Khi đó: Rk
R
ERkIpUkUx
N
N .. ===
Chú ý: trên thực tế, ng ời ta th ờng sử dụng điện thế kế một chiều tự động cân
bằng (để đo sức điện động của các cặp nhiệt ngẫu đo nhiệt độ)
Sơ đồ mạch của điện thế kế một chiều tự động cân bằng:
Trong đó:
RN , EN là điện trở và nguồn điện mẫu có độ chính xác cao
U0 là nguồn điện áp ổn định
Động cơ thuận nghịch hai chiều để điều chỉnh con chạy của Rp và Rđược
Bộ điều chế làm nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều (DU) thành điện áp
xoay chiều để điều khiển động cơ
Hoạt động:
+
ENRdc
RN
R3
R2
R1
+
Uo
Role
KĐ ~ M
Đầu nối
+
+
+
+
Ex
Uk
NS điện Bộ điều chế
Thang đo
KTĐO
K
I1
I2
role
BAA
B
Rp
C
D
BomonKTDT-ĐHGTVT
66
+ Tr ớc khi đo, khoá K đ ợc đặt ở vị trí KT (kiểm tra) khi đó dòng I2 qua
điện trở mẫu RN và NN RIEU .2-=D
UD qua bộ điều chế để chuyển thành tín hiệu xoay chiều (role đ ợc điều
khiển bởi nam châm điện nên có tần số đóng / cắt phụ thuộc vào dòng chạy
trong nam châm điện). Tín hiệu xoay chiều này th ờng có giá trị rất nhỏ nên
phải qua bộ khuếch đại để tăng tới giá trị đủ lớn có thể điều khiển động cơ
thuận nghịch hai chiều. Động cơ này quay và kéo con chạy của Rđược để làm
thay đổi I2 tới khi UD =0. Đồng thời nó cũng kéo con tr ợt của Rp về vị trí cân
bằng.
+ Khi K ở vị trí ĐO ta có: UD = Ex – Uk
với Uk = I1 (R1 +Rp1) – I2.R2
Nếu Ex > Uk thì động cơ sẽ kéo con chạy để tăng Uk tới khi UD =0
Nếu Ex < Uk thì động cơ sẽ kéo con chạy để giảm Uk tới khi UD = 0
Vị trí của con chạy và kim chỉ sẽ xác định giá trị của Ex
Ưu điểm của điện thế kế một chiều tự động cân bằng là tự động trong
quá trình đo và có khả năng tự ghi kết quả trong một thời gian dài
3. Điện thế kế xoay chiều
Nguyên tắc hoạt động chung giống nh điện thế kế một chiều, nghĩa là,
cũng so sánh điện áp cần đo với điện áp rơi trên điện trở mẫu khi có dòng công
tác chạy qua. Tuy nhiên, do không sử dụng pin mẫu mà sử dụng dòng xoay
chiều nên việc điều chỉnh cho Ux và Uk bằng nhau là rất phức tạp.
Muốn U x và Uk cân bằng nhau thì phải thoả mãn 3 điều kiện:
+ Ux và Uk cùng tần số
+ Ux và Uk bằng nhau về trị số
+ Ux và Uk ng ợc pha nhau (1800)
V. Vôn kế số
Vôn kế số là công cụ chỉ thị kết quả bằng con số
mà không phụ thuộc vào cách đọc của ng ời đo. Tuỳ
thuộc vào ph ơng pháp biến đổi ng ời ta phân thành:
+ Vôn kế số chuyển đổi thời gian
+ Vôn kế số chuyển đổi tần số
+ Vôn kế số chuyển đổi bù
1. Vôn kế số chuyển đổi thời gian
Nguyên tắc hoạt động: Biến đổi điện áp cần đo (Ux) thành khoảng thời
gian (t) sau đó lấp đầy khoảng thời gian bằng các xung có tần số chuẩn (f0). Bộ
đếm đ ợc dùng để đếm số l ợng xung (N) tỉ lệ với Ux để suy ra Ux.
Ch ơng 4: Đo điện áp
67
Sơ đồ khối:
Trong đó:
SS: Bộ so sánh
MFRC: mạch phát tín hiệu răng c a
MFX: mạch phát xung chuẩn tần số f0
Trigo: mạch lật
K: Khóa điện tử đ ợc điều khiển bởi trigo
BĐ: bộ đếm
CT: bộ chỉ thị số (bao gồm cả mạch mã hoá, giải mã và hiển thị)
Hoạ...
