Giáo trình đo lường điện điện tử

11 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chủ biên: TRẦN THỊ THU HUYỀN ­­­­­­­***­­­­­­­­­ GIÁO TRÌNH  ĐO LƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  ( Lưu hành nội bộ) HÀ NỘI 2012 12 LỜI NĨI ĐẦU  Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng  nghề  Điện tử  dân dụng thực hành nghề  giữ  một vị  trí rất quan trọng: rèn  luyện tay nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành địi hỏi nhiều yếu tố: vật tư  thiết bị  đầy đủ  đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và  đáp ứng với u cầu thực tế Nội dung của giáo trình “ĐO LƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ” đã được xây  dựng trên cơ  sở  kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp   với những nội dung mới nhằm đáp ứng u cầu nâng cao chất lượng đào tạo   phục vụ sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,.  Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức   mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề  cập những nội dung cơ  bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường   tự điều chỉnh cho thích hợp và khơng trái với quy định của chương trình khung  đào tạo cao đẳng nghề Tuy các tác giả  đã có nhiều cố  gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình  chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia   đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chun gia kỹ  thuật đầu   ngành Xin trân trọng cảm ơn! 13 Tun bố bản quyền Tài liệu này là loại giáo trình nội bộ  dùng trong nhà trường với mục  đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên và học sinh, sinh viên nên các nguồn  thơng tin có thể được tham khảo Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề  Cơng nghiệp Hà Nội in  ấn và  phát hành.  Việc sử dụng tài liệu này với mục đích thương mại hoặc khác với mục   đích trên đều bị nghiêm cấm và bị coi là vi phạm bản quyền Trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn các   thơng tin giúp cho nhà trường bảo vệ bản quyền của mình 14 MỤC LỤC   TRANG Lời giới thiệu  Bài 1.                                                                                                                              49  KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG                                                                                    49  1. Định nghĩa đo lường.                                                                                            50  1.1. Định nghĩa.                                                                                                     50  1.2. Ví dụ                                                                                                              50  2. Đại lượng điện và đại lượng không điện.                                                          51  2.1.  Đại lượng điện.                                                                                            51  2.2. Đại lượng không điện.                                                                                  51  3. Phân loại phương pháp đo                                                                                    52  3.1.  Phân loại theo thao tác đo                                                                             52  3.2.  Phân loại theo phương pháp và kỹ thuật đo                                                52  3.3. Đo các đại lượng không điện bằng phương pháp đo điện.                         53  4.  Đơn vị, hệ đơn vị đo lường.                                                                                54  4.1. Hệ đơn vị đo lường quốc tế SI (Système International d’Unites).         55       4.2. Ước, bội thập phân của các đơn vị cơ ban ̉                                                   56  5. Sai số, phân loại, cấp chính xác của dụng cụ đo điện.                                      57  5.1. Phân loại theo quy luật xuất hiện sai số                                                      58  5.2. Phân loại theo biểu thức diễn đạt sai số                                                      58  5.3. Cấp chính xác của đồng hồ đo điện.                                                            59  6. Các bộ phận chủ yếu của máy đo                                                                       60  6.1. Khái niệm                                                                                                       60  6.2. Mạch đo.                                                                                                        61  6.3. Cơ cấu đo                                                                                                       61  6.4. Cơ cấu chỉ thị                                                                                                 62  CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM                                                                                          65 15                    Bài 2.                                                                                                            70                    MÁY ĐO ĐA DỤNG VOM, DMM                                                           70  7. Các thông số kỹ thuật của máy đo vom                                                               70  7.1. Khái niệm chung.                                                                                           71  7.2. Độ nhạy của đồng hồ                                                                                  74  7.3. Cấp chính xác.                                                                                                75  7.4. Tính thăng bằng.                                                                                            75  8. Sơ đồ khối chức năng của vom                                                                           75  9. Nguyên lý cấu tạo mạch đo trong vom                                                                76  9.1. Mạch đo dòng DC.                                                                                         76  9.2. Mạch đo áp DC.                                                                                             79  9.3. Mạch đo điện trở                                                                                          82  9.4.  Đo điện áp AC                                                                                              83  10. Máy đo đa dụng chỉ thị số DMM                                                                       83  10.1. Các tham số kỹ thuật của DMM (Digital Multimeter)                               84  10.2. Sơ đồ khối chức năng của DMM                                                               85  11. Sử dụng và bảo quản vom, dmm                                                                       85  11.1. Sử dụng và bảo quản VOM.                                                                       85  11.2. Bảo quản VOM.                                                                                          87  11.3. Sử dụng và bảo quản DMM.                                                                      88  CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP                                                                                               90  Bài 3.                                                                                                                              90  ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG VOM                                                                                      90  12. Các phương pháp đo điện trở                                                                             91  12.1. Phương pháp đo gián tiếp                                                                            91  12.2. Phương pháp mạch cầu                                                                               91  12.3. Phương pháp đo trực tiếp                                                                            93  13. Sử dụng vom để đo điện trở                                                                              95  13.1. Phép thử liền mạch                                                                                     95  13.2. Đo thử và kiểm tra các phần tử mạch: R, L, C                                          97  13.3. Đo thử và kiểm tra các linh kiện bán dẫn                                                 102 16  14. Bảo quản vom.                                                                                                 107  CÂU HOI ÔN TÂP ̉ ̣                                                                                                      108  Bài 4.                                                                                                                            109  ĐO DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP BẰNG VOM                                                          109  15. Đo dòng điện và điện áp một chiều                                                                110  15.1.  Mạch đo dòng điện một chiều trong VOM                                             110  15.2. Mạch đo điện áp  một chiều.                                                                    113  15.3. Sử dung VOM đo dong điên va điên ap môt chiêu ̣ ̀ ̣ ̀ ̣ ́ ̣ ̀                                    116  16. Đo dòng điện và điện áp xoay chiều                                                               118  16.1. Chinh l ̉ ưu dong điên xoay chiêu ̀ ̣ ̀                                                                119  16.2. Sử dung VOM đo điên ap xoay chiêu ̣ ̣ ́ ̀                                                        120  17. Bảo quản máy đo VOM.                                                                                  121  CÂU HỎI ÔN TẬP                                                                                                     121  CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM                                                                                        121  Bài 5.                                                                                                                            128  DAO ĐỘNG KÝ ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ                                                                128 1. Ngun lý cấu tạo, tính năng và các thơng số  kỹ thuật của dao động ký   tương tự                                                                                                                  128  1.1. Sơ đồ khối của dao động ký                                                                       129  1.2. Nguyên tắc vẽ dao động đồ của dao động ký                                            129  1.3. Bố trí mặt máy và các núm chức năng cơ bản của dao động ký          131       2. Kiểm tra và cài đặt chế độ ban đầu cho dao động ký                                      135  2.1. Kiêm tra tông thê ̉ ̉ ̉                                                                                         135  2.2. Sử dụng nguồn tín hiệu chuẩn VCAL  trong máy                                        137  2.3. Sử dụng các chế độ của OSC 2 kênh                                                         138  3. Chuẩn độ cho dao động ký                                                                                 141  3.1. Kiểm tra và đặt đường mức một chiều DC                                               142  3.2. Hiệu chỉnh đầu đo (probe)                                                                           142  3.3. Khảo sát việc chuẩn độ hệ tọa độ lưới X­Y                                             143  3.4. Hiệu chỉnh đồng bộ của dao động ký.                                                        146  CÂU HỎI ÔN TẬP                                                                                                     146 17  Bài 6.                                                                                                                            148  DAO ĐỘNG KÝ ĐIỆN TỬ SỐ                                                                                 148  Ngun lý cấu tạo, tính năng và các thơng số kỹ thuật của dao động ký số                                                                                                                          148         Sơ đồ khối của dao động ký.                                                                           148  Bố trí mặt máy và các núm điều khiển chức năng cơ bản của dao động    ký sơ.                                                                                                            ́         149    Kiểm tra và cài đặt chế độ ban đầu cho dao động ký.                                       156   Chuẩn độ cho dao động ký                                                                                    158   Kích hoạt kênh đo                                                                                              158   Sử dụng chức năng Autoset.                                                                             158    Chạy và dừng chế độ Trigger.                                                                         159   Thay đổi vị trí và thang độ ngang Time/DIV                                                    160   Thay đổi vị trí và thang độ dọc Volts/DIV                                                       161   Sử dụng tín chuẩn trong máy.                                                                           161   Tự động đo lường tín hiệu đầu vào                                                                  162   Con trỏ đo lường                                                                                               163   Sử dụng và bảo quản dao động ký số                                                                  165  CÂU HỎI ÔN TẬP                                                                                                     166  Bài 7                                                                                                                             167  MÁY PHÁT TÍN HIỆU CHUẨN                                                                               167  4. Khai niêm chung ́ ̣                                                                                                   168  5. Máy phát hàm                                                                                                      169  5.1. Tính năng kỹ thuật                                                                                       169  5.2. Sơ đồ chức năng                                                                                          172  5.3. Sử dụng máy phát hàm                                                                                173  6. Máy phát sóng âm tần (Audio Generator)                                                          175  6.1. Tính năng kỹ thuật.                                                                                      175  6.2. Sơ đồ chức năng.                                                                                         177  6.3.  Sử dụng máy phát sóng âm tần.                                                                 178  7. Máy phát tín hiệu điều chế                                                                                 180 18  7.1. Khái niệm                                                                                                     180  7.2. Máy phát tín hiệu điều chế AM, FM                                                          182  8. Bảo quản máy phát tín hiệu                                                                               184  CÂU HỎI ÔN TẬP                                                                                                     185                      Bài 8                                                                                                         186                      ĐO BIÊN ĐÔ TIN HIÊU ̣ ́ ̣                                                                         186  8.1.  Sơ đồ đấu nối thiết bị cho phép đo                                                            187  8.2.  Chức năng của các thiết bị trong phép đo                                                  189  8.3.  Các bước thực hiện phép đo                                                                      190  9. Đo biên độ của tín hiệu                                                                                      191  9.1. Chuân đô dao đông ky ̉ ̣ ̣                                                                          ́         191  9.2. Đo điện áp một chiều.                                                                                 193  9.3. Đo biên đô điên ap tin hiêu ̣ ̣ ́ ́ ̣                                                                           195  10. Bảo quản thiết bị đo                                                                                         196  CÂU HỎI ÔN TẬP                                                                                                     197  Bài 9                                                                                                                             199  ĐO TÂN SÔ VA GOC PHA TIN HIÊU ̀ ́ ̀ ́ ́ ̣                                                                      199  11. Phương pháp đo tần số và góc pha của tín hiệu                                             200  11.1. Khai niêm chung ́ ̣                                                                                          200  11.2. Sơ đồ đấu nối thiết bị cho phép đo                                                           201  11.3. Cac b ́ ươc th ́ ực hiên phep đo ̣ ́                                                                      202  12. Đo tần số của tín hiệu                                                                                      203  12.1. Đấu nối thiết bị đo                                                                                    203  12.2. Điều chỉnh thiết bị đo.                                                                               203  12.3. Đọc và tính kết quả                                                                                  204  13. Đo độ di pha                                                                                                      205  13.1. Đấu nối thiết bị                                                                                         205  13.2.  Điều chỉnh thiết bị                                                                                    206  13.3. Đọc kết quả                                                                                               206  14. Bảo quản thiết bị đo                                                                                         207  CÂU HỎI ÔN TẬP                                                                                                     208 19  ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP                                                                    208  TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                                           209  Bài 1.                                                                                                                              49  KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG                                                                                    49  1. Định nghĩa đo lường.                                                                                            50  1.1. Định nghĩa.                                                                                                     50  1.2. Ví dụ                                                                                                              50  2. Đại lượng điện và đại lượng không điện.                                                          51  2.1.  Đại lượng điện.                                                                                            51  2.2. Đại lượng không điện.                                                                                  51  3. Phân loại phương pháp đo                                                                                    52  3.1.  Phân loại theo thao tác đo                                                                             52  3.2.  Phân loại theo phương pháp và kỹ thuật đo                                                52  3.3. Đo các đại lượng không điện bằng phương pháp đo điện.                         53  4.  Đơn vị, hệ đơn vị đo lường.                                                                                54  4.1. Hệ đơn vị đo lường quốc tế SI (Système International d’Unites).         55       4.2. Ước, bội thập phân của các đơn vị cơ ban ̉                                                   56  5. Sai số, phân loại, cấp chính xác của dụng cụ đo điện.                                      57  5.1. Phân loại theo quy luật xuất hiện sai số                                                      58  5.2. Phân loại theo biểu thức diễn đạt sai số                                                      58  5.3. Cấp chính xác của đồng hồ đo điện.                                                            59  6. Các bộ phận chủ yếu của máy đo                                                                       60  6.1. Khái niệm                                                                                                       60  6.2. Mạch đo.                                                                                                        61  6.3. Cơ cấu đo                                                                                                       61  6.4. Cơ cấu chỉ thị                                                                                                 62  CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM                                                                                          65                    Bài 2.                                                                                                            70                    MÁY ĐO ĐA DỤNG VOM, DMM                                                           70  7. Các thông số kỹ thuật của máy đo vom                                                               70  7.1. Khái niệm chung.                                                                                           71 20  7.2. Độ nhạy của đồng hồ                                                                                  74  7.3. Cấp chính xác.                                                                                                75  7.4. Tính thăng bằng.                                                                                            75  8. Sơ đồ khối chức năng của vom                                                                           75  9. Nguyên lý cấu tạo mạch đo trong vom                                                                76  9.1. Mạch đo dòng DC.                                                                                         76  9.2. Mạch đo áp DC.                                                                                             79  9.3. Mạch đo điện trở                                                                                          82  9.4.  Đo điện áp AC                                                                                              83  10. Máy đo đa dụng chỉ thị số DMM                                                                       83  10.1. Các tham số kỹ thuật của DMM (Digital Multimeter)                               84  10.2. Sơ đồ khối chức năng của DMM                                                               85  11. Sử dụng và bảo quản vom, dmm                                                                       85  11.1. Sử dụng và bảo quản VOM.                                                                       85  11.2. Bảo quản VOM.                                                                                          87  11.3. Sử dụng và bảo quản DMM.                                                                      88  CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP                                                                                               90  Bài 3.                                                                                                                              90  ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG VOM                                                                                      90  12. Các phương pháp đo điện trở                                                                             91  12.1. Phương pháp đo gián tiếp                                                                            91  12.2. Phương pháp mạch cầu                                                                               91  12.3. Phương pháp đo trực tiếp                                                                            93  13. Sử dụng vom để đo điện trở                                                                              95  13.1. Phép thử liền mạch                                                                                     95  13.2. Đo thử và kiểm tra các phần tử mạch: R, L, C                                          97  13.3. Đo thử và kiểm tra các linh kiện bán dẫn                                                 102  14. Bảo quản vom.                                                                                                 107  CÂU HOI ÔN TÂP ̉ ̣                                                                                                      108  Bài 4.                                                                                                                            109  ĐO DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP BẰNG VOM                                                          109 195 b – Đo điện áp cố định ­11V/2A c – Đo điện áp cố định +5V/2A d – Đo nguồn áp biến đổi 0V … +20V/2A e – Đo nguồn áp biến đổi 0V …­ 20V/2A Vẽ sơ đồ đo, nêu cach đo.  Nh ́ ận xét về giá trị đo thực tế so sánh với giá   trị của nguồn 9.3 Đo biên đô điên ap tin hiêu ̣ ̣ ́ ́ ̣ a) Kêt nôi  ́ ́ sơ đô. ̀ Thực hiên kêt nôi may phat ham va dao đông ky theo s ̣ ́ ́ ́ ́ ̀ ̀ ̣ ́  đô hinh 8.4 va ̀ ̀ ̀  hinh 8.5. Chu y dao đông ky đa đ ̀ ́ ́ ̣ ́ ̃ ược setup ban đâu vê chê đô chuân ̀ ̀ ́ ̣ ̉ b) Chon tân sô tin hiêu 1kHz ̣ ̀ ́ ́ ̣ Nhân phim chon tân sô 5k, văn vong Frequency (đê điêu chinh tân sô) cho ́ ́ ̣ ̀ ́ ̣ ̀ ̉ ̀ ̉ ̀ ́   đên khi thây man chi thi chi 1.000 thi d ́ ́ ̀ ̉ ̣ ̉ ̀ ưng lai ̀ ̣ c) Chon dang tin hiêu ̣ ̣ ́ ̣ Nhân phin chon dang tin hiêu tam giac, chinh DC offset va quan sat dang ́ ́ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̉ ̀ ́ ̣   song trên dao đông ky đê sao cho co dang tam giac cân. Chu y, công tăc suy ́ ̣ ́ ̉ ́ ̣ ́ ́ ́ ́   giam  ̉ ở trang thai nha ̣ ́ ̉ d) Điều chỉnh để có dạng sóng hiển thị tốt nhất trên màn hình. Đăt thang đơ ̣ ̣  Volts/DIV cua dao đơng ky  ̉ ̣ ́ ở  mưc 0.5V. Thay đ ́ ổi biên độ  điện áp tín  hiệu bằng núm điều chỉnh volum trên may phat.  ́ ́ Ứng với mỗi giá trị của   điện áp quan sát trên OSC ghi lại kết quả vào bảng 8.1 Bảng 8. 1 Chiều cao h (số DIV) Thang đô chia ̣ 0.5 Volts/DIV Biên độ đỉnh – đỉnh:  VPP (V) Chu y: ́ ́ Biên đô đinh – đinh (peak to peak) la đo t ̣ ̉ ̉ ̀ ừ đinh d ̉ ươi đên đinh trên ́ ́ ̉   cua tin hiêu, ky hiêu va V ̉ ́ ̣ ́ ̣ ̀ pp được tinh theo công th ́ ức:    Vpp =  chiêu cao (sô DIV) x đô chia (Volts/DIV) ̀ ́ ̣ 196 Vi du: ́ ̣   Giả  sử  dang song quan sat đ ̣ ́ ́ ược trên man hinh nh ̀ ̀  dươi đây (hinh ́ ̀   8.13). Gia s ̉ ử ta đang đang đăt thang đô  ̣ ̣ ở 0.5Volts/DIV.   Biên đô:   ̣ Vpp =  4 x 0.5 = 2V 0.5Volts/DIV DIV (ơ) Hình 8. 13. Đo biên đơ V ̣ pp cua xung tam giac ̉ ́ e) Thay đôi dang tin hiêu ra trên may phat băng cach nhân num điêu khiên ̉ ̣ ́ ̣ ́ ́ ̀ ́ ́ ́ ̀ ̉   sin, vuông va lăp lai b ̀ ̣ ̣ ươc 4.  ́ Ve dang song va nhân xet ̃ ̣ ́ ̀ ̣ ́ 10 BẢO QUẢN THIẾT BỊ ĐO Mục tiêu: Rèn luyện thói quen và ý thức tn thủ các quy tắc an tồn khi   sử dụng thiết bị Học viên cần tut đơi tn thu quy tăc an toan va nơi quy phong thi ̣ ́ ̉ ́ ̀ ̀ ̣ ̀ ́  nghiêm. Nh ̣ ưng yêu câu sau cân phai th ̃ ̀ ̀ ̉ ực hiện: Đoc ky h ̣ ̃ ương dân s ́ ̃ ử dung thiêt bi tr ̣ ́ ̣ ước khi thao tac trên may ́ ́ Dao đông ky điên t ̣ ́ ̣ ử  la thiêt bi đo đa năng va ̀ ́ ̣ ̀  chinh xac, viêc tim hiêu căn ke cac ch ́ ́ ̣ ̀ ̉ ̣ ̃ ́ ưc năng điêu khiên, vai tro, tinh ́ ̀ ̉ ̀ ́   năng, tac dung cua cac phim điêu khiên la yêu câu băt buôc đê co thê ́ ̣ ̉ ́ ́ ̀ ̉ ̀ ̀ ́ ̣ ̉ ́ ̉  lam chu may đo phuc vu công tac kiêm tra, s ̀ ̉ ́ ̣ ̣ ́ ̉ ửa chưa, bao hanh điên t ̃ ̉ ̀ ̣ ử Trươc khi m ́ ở  điên cho may đo phai chăc chăn ̣ ́ ̉ ́ ́  dây nguôn đa găn chăt vao ô đâu nôi va đa đăt đung m ̀ ̃ ́ ̣ ̀ ̉ ́ ́ ̀ ̃ ̣ ́ ức điên ap quy ̣ ́   đinh v ̣ ơi điên ap l ́ ̣ ́ ưới điên ( ̣ ở Viêt Nam la điên 220V) ̣ ̀ ̣ Thực hiên đây đu cac b ̣ ̀ ̉ ́ ước cai đăt va setup chê ̀ ̣ ̀ ́  đô ban đâu cho dao đông ky tr ̣ ̀ ̣ ́ ước khi thực hiên phep đo ̣ ́ 197 Dây đo (probe) cua dao đông ky la dây chuyên ̉ ̣ ́ ̀   dung cân s ̣ ̀ ử  dung nhe nhang, không đê xoăn, be gâp hoăc vao cac muc ̣ ̣ ̀ ̉ ́ ̉ ̣ ̣ ̀ ́ ̣   đich khac ́ ́ Cac num xoay điêu khiên cân thao tac nhe nhang, ́ ́ ̀ ̉ ̀ ́ ̣ ̀   không văn trai hoăc phai qua m ̣ ́ ̣ ̉ ́ ưc dân đên lam gây chôt hoăc ch ́ ̃ ́ ̀ ̃ ́ ̣ ờn ren  ham cô đinh.  ̃ ́ ̣ Không được tự  y thao cac chi tiêt trên măt điêu khiên hoăc thao năp ́ ́ ́ ́ ̣ ̀ ̉ ̣ ́ ́  may ́ Sau khi sử dung xong phai tăt nguôn, reset tât ca cac phim ch ̣ ̉ ́ ̀ ́ ̉ ́ ́ ưc năng vê ́ ̀  vi tri ban đâu ̣ ́ ̀ Dung khăn mêm lau nhe nhang bê măt may đê vê sinh. Không đ ̀ ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ́ ̉ ̣ ược lam ̀   đô n ̉ ươc vao trong may co thê lam cham, châp cac mach điên t ́ ̀ ́ ́ ̉ ̀ ̣ ̣ ́ ̣ ̣ ử  bên   trong.  10 Đôi v ́ ơi may phat tin hiêu cung tuân thu cac yêu câu t ́ ́ ́ ́ ̣ ̃ ̉ ́ ̀ ương tự. Không  bât tăt nhiêu lân cac nut nhân. Đôi v ̣ ́ ̀ ̀ ́ ́ ́ ́ ới đia quay điêu chinh Frequency ̃ ̀ ̉   khi sử dung phai hêt s ̣ ̉ ́ ưc nhe nhang, tranh văn qua manh hoăc thô bao co ́ ̣ ̀ ́ ̣ ́ ̣ ̣ ̣ ́  thê lam hong chiêt ap bên trong ̉ ̀ ̉ ́ ́ CÂU HỎI ƠN TẬP Dây đo của dao động ký. Có thể  dùng dây dẫn thơng thường để  thay thế  được khơng. Cách gắn dây đo của dao động ký vào máy Sơ đồ kết nối máy phát hàm với dao động ký Trình bày phương pháp và các bước tiến hành đo mức điện áp một chiều  bằng dao động ký Trình bày phương pháp và các bước tiến hành đo biên độ tín hiệu bằng dao   động ký Cho dạng sóng của một tín hiệu quan sát được như  hình 8.14. Thang độ  dọc đang đặt tại 2Volts/DIV. Hãy xác định biện độ  Vpp  của điện áp tín  hiệu 198 Volts/DIV Hình 8. 14 Dạng sóng lối vào Vin và lối  ra Vout  của một mạch khuếch đại quan sát được trên dao động ký 2 kênh  như hình 8.15. Hãy xác định: a b Biên độ điện áp vào,  biên độ điện áp ra Hệ số khuếch đại của  mạch Vout CH2 (5Volts/DIV) Vin CH1 (0,5Volts/DIV) Hình 8. 15 Khi cần đo mức áp một chiều  trong các mạch điện tử để xác định chế độ phân cực cho các linh kiện cần   phải lưu ý đến điều gì Những  quy   tăć   an   toaǹ   nào  cần lưu ý khi tiến hành thực nghiệm với dao động ký và máy phát hàm.  199 Bài 9 ĐO TÂN SÔ VA GOC PHA TIN HIÊU ̀ ́ ̀ ́ ́ ̣    Mã bài: MĐ 11 09 Mục tiêu: 200 Kiến thức: Nắm vững phương pháp đo tần số  và góc pha tín hiệu bằng  dao động ký. Kết nối chính xác dao động ký và máy phát sóng chuẩn Kỹ năng: Sử dụng thành thạo các thiết bị đo, thao tác đo nhanh chóng và  chuẩn xác Thái độ: Tn thủ nghiêm túc và chính xác quy trình bảo quản thiết bị đo Nội dung chính: 11 Phương pháp đo tần số và góc pha của tín hiệu Mục tiêu:  Nắm vững phương pháp đo tần số  và góc pha tín hiệu bằng  dao động ký. Kết nối chính xác dao động ký và máy phát sóng chuẩn 11.1.Khai niêm chung ́ ̣ Tân sơ la thơng sơ rât quan trong cua tin hiêu điên, no cho biêt dao đơng ̀ ́ ̀ ́ ́ ̣ ̉ ́ ̣ ̣ ́ ́ ̣   thực hiên nhanh hay châm. Vê gia tri tân sô la sô dao đông th ̣ ̣ ̀ ́ ̣ ̀ ́ ̀ ́ ̣ ực hiên trong 1 ̣   giây (đo băng Hz). Nh ̀ ư vây, tân sô co gia tri băng nghich đao cua chu ky: ̣ ̀ ́ ́ ́ ̣ ̀ ̣ ̉ ̉ ̀ f (Hz) = T (s) (9.1) Trong dao đông tuân hoan thi goc pha  ̣ ̀ ̀ ̀ ́ (t) se đăc tr ̃ ̣ ưng cho trang thai cua ̣ ́ ̉   dao đông  ̣ ở môi th ̃ ơi điêm ̀ ̉ ϕ (t ) = 2π f t + ϕ0 (9.2) Trong thực tê ng ́ ươi ta quan tâm t ̀ ơi goc lêch pha hay dich pha cua 2 tin ́ ́ ̣ ̣ ̉ ́  hiêu. Chăng han gi ̣ ̉ ̣ ưa tin hiêu lôi vao va lôi ra cua môt mach khuêch đai, hoăc ̃ ́ ̣ ́ ̀ ̀ ́ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ ̣   môt mach truyên dân tin hiêu.   ̣ ̣ ̀ ̃ ́ ̣ v1(t ) = V1sin(2π ft + ϕ1) v1(t ) = V2 sin(2π ft + ϕ 2) (9.3) Goc dich pha gi ́ ̣ ưa hai tin hiêu la: ̃ ́ ̣ ̀ ϕ21 = ϕ2 − ϕ1 Trên đô thi (hinh 9.1) cho thây đô dich pha nay  ̀ ̣ ̀ ́ ̣ ̣ ̀ ϕ = ω.τ ϕ   (9.4) 201 v 1(t) v 2(t) τϕ Hình 9. 1. Khai niêm đơ dich pha ́ ̣ ̣ ̣ 11.2.Sơ đồ đấu nối thiết bị cho phép đo Thiết bị: Dao động ký 2 kênh Instek GOS 652G Máy phát ham  ̀ GW­Instek GFG­8216A Bang mach th ̉ ̣ ực tâp:  ̣  Electronic Circuit Board  11.2.1 Sử dung may phat ham ̣ ́ ́ ̀ Nêu s ́ ử dung nguôn tin hiêu chuân t ̣ ̀ ́ ̣ ̉ ừ may phat ham ta se th ́ ́ ̀ ̃ ực hiên s ̣ ơ đồ  nguyên tăc kêt nôi may phat ham v ́ ́ ́ ́ ́ ̀ ới dao đông ky nh ̣ ́ ư hinh 9.2 ̀ ÈY 3+ ÈT + ¬ M OUTP UT DAO ĈӜNG é CH1 CH2 Hình 9. 2. Sơ đơ nơi may phat ham v ̀ ́ ́ ́ ̀ ới dao đông ky ̣ ́ 11.2.2 Chức năng của các thiết bị trong phép đo May phat ham  ́ ́ ̀ GW­Instek GFG­8216A  Đây la loai may phat đa năng v ̀ ̣ ́ ́ ới cac tham sô ky thuât chinh sau: ́ ́ ̃ ̣ ́  Dang tin hiêu ra: Cho ra 3 dang song sin, tam giac, vuông v ̣ ́ ̣ ̣ ́ ́ ơi cac m ́ ́ ưć   lôi ra CMOS va TTL ́ ̀  Tân sô: 0,3Hz – 3MHz  v ̀ ́ ơi 7 dai tân 1­10­100­1k­10k­100k­1MHz ́ ̉ ̀  Chinh DC offset: ­5V ­ +5V ̉ 202 Chu y: ́ ́ Trong thực hanh co thê s ̀ ́ ̉ ử dung loai may phat ham bât ky ̣ ̣ ́ ́ ̀ ́ ̀ Dao động ký 2 kênh Instek GOS 652G Đây la dao đông ky 2 kênh đo CH1 va CH2 v ̀ ̣ ́ ̀ ơi dai tân lam viêc đên ́ ̉ ̀ ̀ ̣ ́  50MHz. Trong thực hanh chung ta co thê s ̀ ́ ́ ̉ ử dung loai bât ky khac ̣ ̣ ́ ̀ ́ Sử dung Electronic circuit board ̣ Khi  không co may phat xung chuân co thê s ́ ́ ́ ̉ ́ ̉ ử  dung mô hinh th ̣ ̀ ực tâp ̣   Electronic circuit board vơi nguôn xung chuân cho ra 3 dang tin hiêu: vuông, ́ ̀ ̉ ̣ ́ ̣   tam giac, sin v ́ ơi tân sô co thê điêu chinh đ ́ ̀ ́ ́ ̉ ̀ ̉ ược từ 0 ÷ 1kHz với 3 dai tân va 2 ̉ ̀ ̀   tân sơ cơ đinh 1kHz, 50Hz. Biên đơ xung điêu chinh đ ̀ ́ ́ ̣ ̣ ̀ ̉ ược từ 0 ÷ 11V 11.3.Cac b ́ ươc th ́ ực hiên phep đo ̣ ́ 11.3.1 Chuân đô dao đông ký ̉ ̣ ̣ Bât công tăc nguôn cua dao đông ky, kiêm tra va setup chê đô ban dâu ̣ ́ ̀ ̉ ̣ ́ ̉ ̀ ́ ̣ ̀  cho dao đông ky ̣ ́ Chuân đô may v ̉ ̣ ́ ơi nguôn ap chuân V ́ ̀ ́ ̉ CAL (1kHz) 11.3.2 Đo tân sô điên ap tin hiêu ̀ ́ ̣ ́ ́ ̣ Bât công tăc nguôn cua may phat tin hiêu, reset cac phim điêu khiên vê ̣ ́ ̀ ̉ ́ ́ ́ ̣ ́ ́ ̀ ̉ ̀  vi tri ban đâu ̣ ́ ̀ Kêt nôi may phat v ́ ́ ́ ́ ới dao đông ky ̣ ́ Đăt tân sô may phat 1kHz ̣ ̀ ́ ́ ́ Đăt num Time/DIV cua dao đông ky  ̣ ́ ̉ ̣ ́ở vi tri 0.5ms ̣ ́ Chon chê đô tin hiêu ra la xung tam giac ̣ ́ ̣ ́ ̣ ̀ ́ Quan sat dang song trên dao đông ky ́ ̣ ́ ̣ ́ Chinh DC offset đê co dang song tam giac cân ̉ ̉ ́ ̣ ́ ́ Chon ch ̣ ưc năng phat xung vuông, quan sat xem đa đôi x ́ ́ ́ ̃ ́ ứng chưa Chon song sin, quan sat xem co bi meo dang không.  ̣ ́ ́ ́ ̣ ́ ̣ Đo chu ky cua tin hiêu theo công th ̀ ̉ ́ ̣ ức: T = (Sô ô  ́ ứng vơi 1 chu ky) x h ́ ̀ ệ số (Time/DIV)           (9.5) Tinh tân sô cua tin hiêu theo công th ́ ̀ ́ ̉ ́ ̣ ức (9.1) f ( Hz) = T ( s) 203 11.3.3 Đo goc dich pha cua hai điên ap tin hiêu ́ ̣ ̉ ̣ ́ ́ ̣ Sử dung dao đông ky  ̣ ̣ ́ở mode DUAL cho 2 kênh đo đông th ̀ ̀ Dung 2 dây đo găn vao 2 lôi vao CH1 va CH2 ̀ ́ ̀ ́ ̀ ̀ Đăt m ̣ ưc DC cua CH1  ́ ̉ ở trên truc x, cua CH2  ̣ ̉ ở dươi truc x ́ ̣ Găn dây đo cua CH1 vao điêm lây v ́ ̉ ̀ ̉ ́ 1(t), găn dây đo cua CH2 vao điêm ́ ̉ ̀ ̉   lây v ́ 2(t). Chinh đông bô đê ca 2 dang song đêu ôn đinh trên man hinh ̉ ̀ ̣ ̉ ̉ ̣ ́ ̀ ̉ ̣ ̀ ̀   Đo đô dich pha trên thang đo th ̣ ̣ ơi gian. Tinh đô di pha theo công th ̀ ́ ̣ ức: ϕ = ω τ ϕ = 12 2π τ T ϕ (9.6) Đo tần số của tín hiệu Mục tiêu: Thực hiện thành thạo và chuẩn xác các thao tác đo tần số tín   hiệu bằng dao động ký 12.1.Đấu nối thiết bị đo Măc s ́  đơ đo nh ̀  hương dân trên hinh 9.2 ́ ̃ ̀  Sơ  đô th ̀ ực tê kêt nôi may ́ ́ ́ ́  phat ham  ́ ̀ GW­Instek GFG­8216A vơi dao đông ky GOS­652G nh ́ ̣ ́ ư hinh 9.3.  ̀ Hình 9.3. Đâu nơi may phat ham va dao đơng ky ́ ́ ́ ́ ̀ ̀ ̣ ́ 12.2.Điều chỉnh thiết bị đo Lây tân sô 1kHz t ́ ̀ ́ ừ may phat ́ ́ o Nhân num ch ́ ́ ọn tân sô 1kHz ̀ ́ o Xoay num Frequency cùng chiêu kim đông hô va quan sat sô đêm ́ ̀ ̀ ̀ ̀ ́ ́ ́   trên man LCD. Khi sô đêm la 1000 thi d ̀ ́ ́ ̀ ̀ ừng lai ̣ Đăt num Time/DIV cua dao đông ky  ̣ ́ ̉ ̣ ́ở vi tri 0.5ms ̣ ́ Đăt num Volts/DIV  ̣ ́ ở vi tri 2V/DIV ̣ ́ Chon chê đô tin hiêu ra la xung tam giac ̣ ́ ̣ ́ ̣ ̀ ́ 204 Quan sat dang song trên dao đông ky ́ ̣ ́ ̣ ́ Chinh DC offset đê co dang song tam giac cân ̉ ̉ ́ ̣ ́ ́ Chon ch ̣ ưc năng phat xung vuông, quan sat xem đa đôi x ́ ́ ́ ̃ ́ ứng chưa Chon song sin, quan sat xem co bi meo dang không.  ̣ ́ ́ ́ ̣ ́ ̣ Đo chu ky cua tin hiêu theo công th ̀ ̉ ́ ̣ ưc: ́ T = (Sô ô  ́ ứng vơi 1 chu ky) x Time/DIV ́ ̀ Tinh tân sô cua tin hiêu theo công th ́ ̀ ́ ̉ ́ ̣ ức (9.1) f ( Hz) = T ( s) 12.3.Đọc và tính kết quả Vi du ́ ̣  Trong chê đô phat xung tam giac ta thu đ ́ ̣ ́ ́ ược dang song trên man ̣ ́ ̀  hinh dao đông ky nh ̀ ̣ ́ ư hinh 9.4 ̀ Ta co:  ́ Chu ky tin hiêu:      T =  2 ô x 0,5ms = 1ms ̀ ́ ̣ Tần số xung: f = 1kHz  Volts/DIV 0.5ms/DIV T = 1ms, f = 1kHz 2DIV (ô)       Hình 9. 4. Đo tần số sóng tam giác 205 Volts/DIV 0.5ms/DIV 2DIV (ơ) T = 1ms, f = 1kHz   Hình 9. 5. Đo tần số xung vng Volts/DIV 0.5ms/DIV T= 1ms, f = 1kHz 2DIV (ơ) Hình 9. 6. Đo tần số sóng sin 13 Đo độ di pha Mục tiêu: Thực hiện thành thạo và chuẩn xác các thao tác đo độ  di pha   của tín hiệu bằng dao động ký 13.1.Đấu nối thiết bị Ta hãy khảo sát độ  di pha của điện áp lối vào và điện áp lối ra của một   mạch khuếch đại. Các thiết bị cần có: Máy phát hàm GW­Instek GFG­8216A Dao động ký điện tử 2 kênh Mạch khuếch đại cần khảo sát Sơ đồ kết nối thiết bị chỉ ra trên hình 9.7.  Tín hiệu lối ra máy phát nối vào kênh CH2 của dao động ký, đồng thời  nối tới lối vào của mạch khuếch đại cần khảo sát 206 Tín hiệu lối ra mạch khuếch đại đưa vào kênh CH1 của dao động ký Oscilloscope MÁY PHÁT HÀM GW­Instek GFG­8216A  CH1 Vin AMPLIFIER R CH2 GND Vout Hình 9. 7. Sơ đồ đo độ di pha 13.2. Điều chỉnh thiết bị 3.2.0. Lây tín hi ́ ệu sin tân sơ 1kHz t ̀ ́ ừ may phat hàm ́ ́ Nhân num ch ́ ́ ọn tân sô 1kHz trên máy phát ̀ ́ Xoay num Frequency cùng chiêu kim đông hô va quan sat sô đêm trên ́ ̀ ̀ ̀ ̀ ́ ́ ́   man LCD. Khi sô đêm la 1000 thi d ̀ ́ ́ ̀ ̀ ừng lai ̣ Đặt VERT MODE của dao động ký ở mode đơn kênh CH2 Đăt num Time/DIV cua dao đông ky  ̣ ́ ̉ ̣ ́ở vi tri 0.2ms ̣ ́ Đăt num Volts/DIV  ̣ ́ ở vi tri 2V/DIV ̣ ́ Chon chê đô tin hiêu ra la xung tam giac ̣ ́ ̣ ́ ̣ ̀ ́ Quan sat dang song trên dao đông ky ́ ̣ ́ ̣ ́ Chinh DC offset đê co dang song tam giac cân ̉ ̉ ́ ̣ ́ ́ Chon song sin, quan sat xem co bi meo dang không.  ̣ ́ ́ ́ ̣ ́ ̣ 3.2 0. Cách xác định chu kỳ và tần số Đo chu ky cua tin hiêu theo công th ̀ ̉ ́ ̣ ưc: ́ T = (Sô ô  ́ ứng vơi 1 chu ky) x Time/DIV ́ ̀ Tinh tân sô cua tin hiêu theo công th ́ ̀ ́ ̉ ́ ̣ ức (9.1): f ( Hz) = T ( s) 13.3.Đọc kết quả Từ  dạng sóng quan sát trên màn hình dao động ký (hình 9.8) ta xác định  được độ dịch pha theo trục thời gian của tín hiệu là    207  = số ơ (div) x hệ số (Time/div) Như vậy góc dịch pha giữa 2 tín hiệu sẽ là:  τ=        ϕ ( rad ) = ω � 2π τ = 2π f � τ T τ Hình 9. 8. Đo độ lệch pha 14 Bảo quản thiết bị đo Mục tiêu: Tuân thu ch ̉ ặt chẽ quy tăc an toan và b ́ ̀ ảo quản tốt thiết bị đo Nhưng yêu câu sau cân phai th ̃ ̀ ̀ ̉ ực hiện: Đoc ky h ̣ ̃ ướng dân s ̃ ử dung thiêt bi tr ̣ ́ ̣ ước khi thao tac trên may ́ ́ 10 Dao đông ky điên t ̣ ́ ̣ ử và máy phát hàm đều la nh ̀ ững thiêt bi chinh xac, viêc ́ ̣ ́ ́ ̣   tim hiêu căn ke cac ch ̀ ̉ ̣ ̃ ́ ưc năng điêu khiên, vai tro, tinh năng, tac dung cua ́ ̀ ̉ ̀ ́ ́ ̣ ̉   cac phim điêu khiên la yêu câu băt buôc đê co thê lam chu may đo phuc vu ́ ́ ̀ ̉ ̀ ̀ ́ ̣ ̉ ́ ̉ ̀ ̉ ́ ̣ ̣  công tac kiêm tra, s ́ ̉ ửa chưa, bao hanh điên t ̃ ̉ ̀ ̣ ử 11 Trươc khi m ́ ở  điên cho may đo và máy phát phai chăc chăn dây nguôn đa ̣ ́ ̉ ́ ́ ̀ ̃  găn chăt vao ô đâu nôi va đa đăt đung m ́ ̣ ̀ ̉ ́ ́ ̀ ̃ ̣ ́ ức điên ap quy đinh v ̣ ́ ̣ ới điên ap ̣ ́  lươi điên ( ́ ̣ ở Viêt Nam la điên 220V) ̣ ̀ ̣ 12 Thực hiên đây đu cac b ̣ ̀ ̉ ́ ươc cai đăt va setup chê đô ban đâu cho dao đông ky ́ ̀ ̣ ̀ ́ ̣ ̀ ̣ ́  cũng như với máy phát hàm trươc khi th ́ ực hiên phep đo ̣ ́ 13 Dây đo (probe) cua dao đông ky la dây chuyên dung cân s ̉ ̣ ́ ̀ ̣ ̀ ử dung nhe nhang, ̣ ̣ ̀   không đê xoăn, be gâp hoăc dùng vào cac muc đich khac ̉ ́ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ́ 14 Cac num xoay điêu khiên cân thao tac nhe nhang, không văn trai hoăc phai ́ ́ ̀ ̉ ̀ ́ ̣ ̀ ̣ ́ ̣ ̉  qua m ́ ức dân đên lam gây chôt hoăc ch ̃ ́ ̀ ̃ ́ ̣ ờn ren ham cô đinh.  ̃ ́ ̣ 15 Không được tự y thao cac chi tiêt trên măt điêu khiên hoăc thao năp may ́ ́ ́ ́ ̣ ̀ ̉ ̣ ́ ́ ́ 16 Sau khi sử dung xong phai tăt nguôn, reset tât ca cac phim ch ̣ ̉ ́ ̀ ́ ̉ ́ ́ ưc năng vê vi ́ ̀ ̣  tri ban đâu ́ ̀ 17 Dung khăn mêm lau nhe nhang bê măt may đê vê sinh. Không đ ̀ ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ́ ̉ ̣ ược lam đô ̀ ̉  nươc vao trong may co thê lam cham, châp cac mach điên t ́ ̀ ́ ́ ̉ ̀ ̣ ̣ ́ ̣ ̣ ử bên trong.  208 CÂU HỎI ƠN TẬP Khái niệm tần số, pha và độ dịch pha của dao động Mơ tả sơ đồ đấu nối để đo tần số tín hiệu với máy phát hàm Mơ tả chức năng của các thiết bị trong sơ đồ đo tần số tín hiệu Trình bày các bước thực hiện đo tần số tín hiệu bằng dao động ký điện tử Cách đọc giá trị tần số trong phép đo tần số bằng dao động ký Hãy thực hiện sơ đồ đo trên với dao động ký điện tử số Mơ tả sơ đồ đấu nối để đo độ dịch pha của tín hiệu Mơ tả chức năng của các thiết bị trong sơ đồ đo độ dịch pha Trình bày các bước thực hiện đo độ di pha tín hiệu bằng dao động ký điện  tử 10 Cách đọc giá trị độ di pha trong phép đo độ di pha bằng dao động ký 11 Hãy thực hiện sơ đồ đo độ di pha trên với dao động ký điện tử số ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Bài 1. Đáp án các câu hỏi trắc nghiệm Câu 10 11 11 Đáp  án d c a b d d a b a a b a Câu 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Đáp  án a a c d d a d a b c d a Bài 2.    BT11.  R1=243Ω; R2=24,3Ω; R3=2,43Ω; R4 = 0,27Ω  BT11.   R1=29,73kΩ; R2=110kΩ; R3=600kΩ  Bài 4. Đáp án các câu hỏi trắc nghiệm Câu 10 11 Đáp  án a c c c d a b c c b a Câu 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 209 Đáp  án b d a d a b c b c d a Bài 8  BT5.   Vpp = 8V  BT6.    a)   Vpp(in) = 1V; Vpp (out) = 17,5V b)   Av = V(out)/ V(in) = 17,5   TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Hịa, Bùi Đăng Thảnh, Hồng Sỹ  Hồng. Giáo trình Đo  lường điện và cảm biến đo lường. Nxb giáo dục, 2005.   [2] Nguyễn Văn Hịa. Giáo trình đo lường các đại lượng điện và khơng  điện. Nxb giáo dục, 2002 [3] Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hịa. Kỹ thuật  đo lường các đại lượng vật lý. Nxb Giáo dục, Hà Nội, 1999. T1, T2.  [4] Lưu Thế  Vinh. Giáo trình đo lường – cảm biến. Nxb. ĐH Quốc gia  Tp. Hồ Chí Minh, 2007 ... c  g số t hành Kiể m  tra* Khái niệm về? ?đo? ?lường? ?điện? ?tử 05 01 Máy? ?đo? ?đa dụng VOM/DMM 05 01 Đo? ?điện? ?trở bằng VOM 01 02 Đo? ?điện? ?áp bằng VOM 01 02 Đo? ?dòng? ?điện? ? bằng VOM 01 01 Dao động ký  13 05... ? ?đo? ? điện? ?và? ?đo? ?khơng? ?điện Đo? ?điện:  Là phương pháp? ?đo? ?sử dụng tín hiệu? ?điện? ? (điện? ?áp, dịng? ?điện)   để biến đổi và xử lý kết quả và sử dụng các dụng cụ? ?đo? ?điện? ?để chỉ thị.  Các tín hiệu? ?điện? ?sử  dụng trong hệ... Mục tiêu: Nắm được các khái niệm và trả lời được các câu hỏi sau:  - Đo? ?lường? ?là gì ?  - Định nghĩa? ?đo? ?lường? ??  - Phương? ?trình? ?đo? ?lường? ?? Đo? ?lường? ?là q? ?trình? ?lượng hóa đại lượng? ?đo? ?để có thể biết đại lượng   đo? ?lớn hay bé, cao hay thấp, to hay nhỏ, dài hay ngắn, nặng hay nhẹ, nóng hay