Giáo trình mô đun đo lường điện điện tử (nghề điện tử công nghiệp trình độ cao đẳng)

BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN ĐO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NGHỀ ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTCN… ngày…… tháng…… năm ………… Hiệu trưởng trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ BR-VT Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng, giáo trình Đo lường Điện – Điện tử giáo trình mơ đun mơn học đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung hiệu trưởng trường cao đẳng KTCN phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, tác giả biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Trong q trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trường Cao đẳng KTCN - BRVT, KP Thanh Tân – TT Đất Đỏ - BRVT Đất đỏ ngày tháng năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên: Kỹ sư Nguyễn Hùng MỤC LỤC GIÁO TRÌNH LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC Bài 01: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN Khái niệm đo lường điện 1.1 Khái niệm đo lường 1.2 Khái niệm đo lường điện 1.3 Các phương pháp đo Các sai số phương pháp hạn chế sai số .10 2.1 Khái niệm sai số 10 2.2 Các loại sai số 10 2.3 Các phương pháp hạn chế sai số .12 Bài 02: SỬ DỤNG VOM .13 Phân loại cấu tạo đồng hồ vạn 13 1.1 Phân loại đồng hồ vạn 13 Đo điện áp chiều VOM 17 Đo điện áp xoay chiều (ACV) 18 Đo cường độ dòng điện chiều: (DC.mA) .20 Đo trị số điện trở VOM .21 5.1 Các bước thực 21 5.2 Kiểm tra diode 22 5.3 Kiểm tra tụ điện 22 Bài 03: SỬ DỤNG MÁY HIỆN SÓNG 24 Phân loại cấu tạo 24 1.1 Giới thiệu Máy sóng: (Oscilloscope) 24 1.2 Cơng dụng Máy sóng 24 1.3 Phân loại máy sóng .25 1.3.1 Máy sóng tương tự 25 1.3.2 Máy sóng số 26 1.3.3 Các nút chức mặt trước máy sóng 27 1.3.4 Các nút chức mặt sau máy sóng 28 1.3.5 Thiết lập chế độ hoạt động cách khởi động 28 Nguyên lý hoạt động 29 Đo dạng sóng 29 3.1 Đo điện áp dc 29 3.2 Đo điện áp ac 30 3.3 Đo tần số 30 Bài 4: LẮP ĐẶT ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN .34 Đo điện áp 34 1.1 Nguyên lý đo điện áp 34 1.2 Mở rộng thang đo Vôn mét 35 1.3 Đo điện áp xoay chiều (AC.V) 38 1.4 Đo điện áp chiều (DC.V ) .40 Đo dòng điện 41 2.1 Nguyên lý đo dòng điện 41 2.2 Mở rộng thang đo ampe mét 42 2.3 Đo dòng điện xoay chiều (AC) 45 2.4 Đo dòng điện chiều (DC) 47 Bài 5: LẮP ĐẶT ĐỒNG HỒ ĐO TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT 49 Đo tần số .49 1.1 Khái quát chung .49 1.2 Các phương pháp đo tần số .49 1.3 Lắp đặt đồng hồ đo tần số kế .53 1.3.1 Vị trí lắp đặt tần số kế 53 1.3.2 Các bước lắp đặt tần số kế .53 Đo công suất 54 2.1 Khái quát chung .54 2.2 Nguyên lý đo công suất 54 2.3 Đo công suất pha 54 2.4 Đo công suất pha 55 Lắp đặt máy biến điện áp .60 1.1 Cấu tạo máy biến điện áp 60 1.2 Nguyên lý làm việc máy biến điện áp 61 1.3 Lựa chọn máy biến điện áp .61 1.4 Lắp đặt máy biến điện áp 61 Lắp đặt máy biến dòng điện 62 2.1 Cấu tạo máy biến dòng điện .62 2.2 Nguyên lý làm việc máy biến dòng điện 63 2.3 Lựa chọn máy biến dòng điện 63 2.4 Lắp đặt máy biến dòng điện 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: ĐO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Mã mô đun: MĐ 12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: - Vị trí: Mơ đun học sau mơn học: An tồn lao động, Kỹ thuật điện học trước mô đun Kỹ thuật điện tử, Kỹ thuật cảm biến - Tính chất: Là mô đun chuyên ngành quan trọng chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử - Ý nghĩa: Là mô đun sở để học mô đun chuyên nghành Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Định nghĩa khái niệm đo lường, đo lường điện + Phân tích dạng sai số đo lường + Phân tíchcấu tạo, phân loại đồng hồ VOM + Phân tích phương pháp sử dụng VOM để đo điện áp, dòng điện dòng điện chiều + Phân tíchcấu tạo, phân loại nguyên l�ơng pháp nhiệt điện Phương pháp so sánh, Woat kế thiết bị dùng đo công suất tiêu thụ Woat kế chế tạo dựa cấu từ điện, cấu điện từ cấu điện động Cấu tạo Woat kế gồm: cuộn dây chính: cuộn dịng cuộn áp Cuộn dòng gọi cuộn dây phần tĩnh a có điện trở nhỏ mắc nối tiếp với phụ tải RL Cuộn áp gọi cuộn dây phần động b có điện trở lớn mắc nối tiếp với điện trở phụ RP mắc song song với nguồn Hình 5.10 Woat mét pha 2.2 Ngun lý đo cơng suất Từ cơng thức tính cơng suất thực: P = U.I.Cos Vậy ta thấy oat kế giống bao gồm vôn kế kết hợp với ampe kế để đo dịng áp góc lệch pha dịng áp mạch điện Từ ta đo công suất tiêu thụ mạch 2.3 Đo công suất pha Để đo công suất mạch điện pha người ta thường dùng woatmet 1pha 54 2.3.1 Vị trí lắp đặt ốt kế t kế thường lắp cố định tủ điện, máy phát điện… 2.3.2 Các bước lắp đặt oát kế Bước 1: Chọn oát kế - Loại oát kế: - Thang đo, kiểu lắp đặt Bước 2: Cố định oát kế - Chọn vị trí lắp đặt - Khoan, khoét lỗ - Cố định oát kế Bước 3: Đấu nối: - Đầu – đầu phát đấu chung với - Đầu 1, đấu vào nguồn - Đầu 3, đấu với phụ tải U W Rt Hình 5.11 Sơ đồ dấu dây oatmet pha Chú ý đo công suất watmet điện động: + Đấu nối đầu cuộn dây: watmet có ký hiệu ngơi (*) đầu cuộn dây gọi đầu phát, mắc watmet phải ý nối đầu có kí hiệu dấu (*) với Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn đọc kết - Kiểm tra: + Kiểm tra mắt: Dùng mắt quan sát + Kiểm tra ngắn mạch: Dùng VOM để thang Ω đo đầu cấp nguồn kìm đồng hồ phải giá trị R gần Rtải Nếu kim bị ngắn mạch, kim khơng lên bị hở mạch - Cấp nguồn đọc kết đo: Giá trị đo = giá trị đọc 2.4 Đo công suất pha 2.4.1 Nguyên lý chung Trong mạch điện pha, phụ tải thường mắc theo hai cách: - Phụ tải mắc hình - Phụ tải mắc hình tam giác 55 Đối với phụ tải hình khơng có dây trung tính (nghĩa mạch có dây) có dây trung tính (tức mạch có dây) Hình 5.12 Các cách mắc phụ tải mạch pha: a) Mắc hình b) Mắc hình tam giác Về ngun tắc biến đổi từ hình hình tam giác (sơ đồ tương đương) ngược lại Phụ tải đối xứng (ở dây nhau) không đối xứng Trong thực tế phụ tải thường không đối xứng vận hành lưới điện người ta cố gắng tạo phụ tải đối xứng (hay gần đối xứng) có lợi cho máy phát cho lưới điện Để thực lưới đo công suất tổng mạch pha, ta sử dụng phương pháp đo công suất sau đây: Đo công suất watmet Đo công suất hai watmet Đo công suất ba watmet 2.4.2 Đo công suất ba pha watmet - Nếu mạch pha có phụ tải hình đối xứng: cần đo công suất pha phụ tải sau nhân ta nhận cơng suất tổng P∑ = 3.P Hình 5.13 Đo cơng suất mạch pha phụ tải hình đối xứng Nếu mạch pha có phụ tải tam giác đối xứng: cần đo công suất nhánh phụ tải sau nhân nhận cơng suất tổng 56 Hình 5.14 Đo cơng suất mạch pha phụ tải hình tam giác đối xứng 2.4.3 Đo cơng suất hai watmet - Sơ đồ nguyên lý: Dựa công thức: P∑ = uACiA + uBCiB; P∑ = uABiA + uCBiC; P∑ = uBAiB + uCAiC Suy đo cơng suất mạch pha watmet Hình 5.15 Đo cơng suất mạch pha watmét Không phụ thuộc vào phụ tải (đối xứng hay không đối xứng, tam giác hay hình khơng có dây trung tính) đo công suất tổng hai watmet theo cách mắc hình 5.6: theo cách thứ ta lấy pha C làm pha chung; cách thứ hai pha B chung; cách thứ pha A chung Cơng suất tổng tính theo cơng thức - Sơ đồ đấu dây: Trong thực tế oatmet người ta tích hợp lại thành oatmet gọi oatmet pha phần tử, tức dụng cụ đo có phần tĩnh, cịn phần động chung Mơmen quay tác động lên phần động tổng mơmen thành phần Hình 5.16 t mét pha 57 - Sơ đồ đấu dây oát mét pha phần tử A A IA B B C PHỤ TẢI PHA DÂY IC C Hình 5.17 Sơ đồ đấu dây oatmet pha 2phần tử 2.4.4 Đo công suất ba watmet - Sơ đồ nguyên lý: Trong trường hợp mạch pha có tải hình có dây trung tính: nghĩa mạch pha dây phụ tải không đối xứng Để đo công suất tổng ta phải sử dụng watmet, công suất tổng tổng công suất watmet Cách mắc watmet Cuộn áp watmet mắc vào điện áp pha UAN, UBN, UCN; cuộn dòng dòng điện pha IA, IBB, IC Dây trung tính N – N dây chung cho pha Công suất tổng là: P∑ = PA + PB +PC Hình 5.18 Đo cơng suất mạch pha watmét - Sơ đồ đấu dây: Các phương pháp chủ yếu dùng phịng thí nghiệm Trong thực tế người ta sử dụng loại watmet có phần tử Tức dụng cụ đo có phần tĩnh, cịn phần động chung Mơmen quay tác động lên phần động tổng mômen thành phần Sơ đồ đấu dây nhình vẽ 5.9 A A IA B B C N PHỤ TẢI IB PHA C I Hình 5.19 Sơ đồ đấu dây oatmet pha phần tử 58 ... thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng, giáo trình Đo lường Điện – Điện tử giáo trình mơ đun mơn học đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung... đun chun ngành quan trọng chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử - Ý nghĩa: Là mô đun sở để học mô đun chuyên nghành Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Định nghĩa khái niệm đo lường, đo lường điện. .. dòng điện 63 2.3 Lựa chọn máy biến dòng điện 63 2.4 Lắp đặt máy biến dòng điện 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: ĐO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ