DO LUONG DIEN TU ĐIỆN TỬ DÂN DỤNG

BÀI 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ 1 Định nghĩa đo lường Đo lường là quá trình so sánh, định lượng giữa đại lượng chưa biết (đại lượng đo) với đại lượng đã được chuẩn hóa (đại lượng mẫu hoặc đại lượng chuẩn) Như vậy, công việc đo lường là nối thiết bị đo vào hệ thống được khảo sát và quan sát kết quả đo các đại lượng cần thiết Tín hiệu đo Là tín hiệu mang thông tin về giá trị của đại lượng đo lường Đại lượng đo là thông số xác định quá trình vật lý của tín hiệu đo Trong một quá trình vật.

BÀI 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ Định nghĩa đo lường Đo lường trình so sánh, định lượng đại lượng chưa biết (đại lượng đo) với đại lượng chuẩn hóa (đại lượng mẫu đại lượng chuẩn) Như vậy, công việc đo lường nối thiết bị đo vào hệ thống khảo sát quan sát kết đo đại lượng cần thiết Tín hiệu đo : Là tín hiệu mang thông tin giá trị đại lượng đo lường Đại lượng đo thông số xác định q trình vật lý tín hiệu đo Trong q trình vật lý có nhiều thơng số trường hợp cụ thể , ta quan tâm đến thông số cụ thể Đại lượng đo phân thành loại đại lượng đo tiền định đại lượng đo ngẫu nhiên Đại lượng đo tiền định đại lượng đo biết trước quy luật thay đổi theo thời gian chúng đại lượng đo ngẫu nhiên đại lượng đo mà thay đổi chúng không theo quy luật định Thiết bị đo thiết bị kỹ thuật dùng để gia cơng tín hiệu mang thơng tin đo thành dạng tiện lợi cho người quan sát Thiết bị đo gồm có: Thiết bị mẫu , chuyển đổi đo lường , dụng cụ đo , tổ hợp thiết bị đo lường hệ thống thông tin đo lường Đại lượng điện đại lượng không điện 2.1 Đại lượng điện tác động Đại lượng điện tác động đại lượng điện có sẵn lượng điện nên đo lường đại lượng này, ta không cần cung cấp cung cấp lượng cho mạch đo Đại lượng điện tác động đại lượng điện áp, dịng điện, cơng suất Trong trường hợp lượng đại lượng cần đo lớn giảm bớt cho phù hợp với mạch đo Ví dụ điện áp cần đo lớn , ta sử dụng cầu phân áp phù hợp với cấu đo hay thông qua thiết bị khác để giảm nhỏ lượng cần đo lượng nhỏ khuếch đại đủ lớn cho mạch đo hoạt động 2.2 Đại lượng điện thụ động Đại lượng điện thụ động đại lượng không mang lượng điện Vì đo lường đại lượng loại , ta cần phải cung cấp nguồn lượng điện cho mạch đo Đại lượng điện thụ động điện cảm, điện trở, điện dung , hỗ cảm Sau cung cấp lượng điện cho đại lượng này, đại lượng đo lường dạng đại lượng điện tác động Như đại lượng điện thụ động có tiêu hao lượng , phải có yêu cầu riêng cho đại lượng như: Tiêu hao lượng , cung cấp lượng điện , chất đại lượng điện khơng thay đổi Thí dụ : dịng điện cung cấp cho điện trở cần đo có trị số lớn khiến cho nhiệt lượng đốt nóng điện trở làm thay đổi trị số điện trở 2.3 Đại lượng không điện Là đại lượng khơng mang lượng điện , đại lượng vật lý chẳng hạn nhiệt độ lực , áp suất , ánh sáng , tốc độ Để đo lường đại lượng vật lý này, người ta có phương pháp thiết bị đo lường thích hợp để chuyển đổi đại lượng không điện thành đại lượng điện Nhất với hệ đại cần nhiều thông số để xử lý thơng số khơng điện cần xử lý ngày nhiều Tuy nhiên việc đo đại lượng không điện thường phức tạp rời rạc Do , cần chuyển đổi đại lượng khơng điện thành đại lượng điện để phép đo dễ dàng , thuận lợi , tin cậy xác đồng thời tăng tính tự động hố Cách thức đo mở rộng kỹ thuật đo lường nói chung cho đại lượng không điện Những thiết bị biến đổi đại lượng vật lý sang đại lượng điện gọi cảm biến điện chuyển đổi mà đề cập đến phần sau Phân loại phương pháp đo 3.1 Phương pháp đo lường trực tiếp Với phương pháp đo lường trực tiếp , thiết bị đo lường cho biết kết đo trực tiếp đại lượng đo , mà không thông qua đại lượng đo khác Phương pháp đo lường trực tiếp cho kết nhanh chóng xác , nhiên khơng phải đại lượng dùng phương pháp đo lường trực tiếp khơng có thiết bị cho biết kết đo đại lượng đo đươc Thí dụ: Trong mạch đo có volt kế ampere kế , ta dùng phương pháp đo lường trực tiếp để đo công suất mà phải sử dụng phương pháp đo gián tiếp 3.2 Phương pháp đo lường gián tiếp Trong phương pháp đo lường gián tiếp , đại lượng đo biết kết thông qua đại lượng đo khác , mà thiết bị đo đo đại lượng đo khác phương pháp trực tiếp đại lượng cần đo phải có tương quan với đại lượng đo khác Thí dụ : Cơng suất có tương quan với điện áp dòng điện dùng volt kế ampe kế để đo công suất phương pháp gián tiếp Hay muốn đo điện trở phụ tải, ta đo điện áp dịng điện , từ suy điện trở cần đo Trong lĩnh vực đo lường , đại lượng điện dùng phương pháp đo lường gián tiếp bao gồm phương pháp sau: 3.3 Phương pháp đo biến đổi thẳng Phương pháp có cấu trúc theo kiểu biến đổi thẳng , khơng có khâu phản hồi Đại lượng cần đo X đưa qua khâu biến đổi chuyển thành số nX , đồng thời đơn vị đại lượng đo x0 chuyển đổi thành n0 , sau đại lượng so sánh với ( thông qua so sánh ss ) Quá trình thực phép chia Kết đo thể biểu thức X = x0 Từ sơ đồ , ta thấy trình đo trình biến đổi thẳng Thiết bị đo sử dụng cấu trúc gọi thiết bị biến đổi thẳng 3.4 Phương pháp so sánh Sơ đồ mạch có cấu trúc mạch vịng có khâu phản hồi D/A Tín hiệu cần đo x so sánh với tín hiệu Xk tỷ lệ với đại lượng mẫu x0 Qua so sánh , ta có X – Xk = X Tùy theo cách thức so sánh mà ta có so sánh cân , so sánh không cân , so sánh đồng thời hay so sánh khơng đồng thời Phương pháp so sánh cịn có tên gọi khác phương pháp tương quan Khi dùng phương pháp thiết bị đo dùng để so sánh đại lượng đo đại lượng mẫu , sau suy đại lượng đo Tuy nhiên , phương pháp đại lượng mẫu cần phải có trị số xác cao phương pháp đạt đến độ xác cao đại lượng mẫu thiết bị thị có độ xác cao nhiên q trình đo thực khơng nhanh chóng thao tác tương đối phức tạp Thí dụ Đo điện áp điện trở phương pháp thay hình vẽ đồng hồ thị volt đồng hồ thị ampere dùng để thị tương quan đại lượng đại lượng mẫu 3.5 So sánh không đồng thời Là phương pháp so sánh đại lượng đo X đại lượng mẫu X k Khi hai đại lượng X Xk trùng , thông qua Xk ta xác định giá trị đại lượng cần đo X Đây phương pháp so sánh phương pháp đại lượng mẫu đại lượng cần đo thực thời gian Thay so sánh phương pháp thay Trong phương pháp khơng địi hỏi phận thị điểm phải có độ nhạy cao xác cao đòi hỏi phần tử mạch có trị số xác khơng thay đổi q trình đo Thí dụ Đo điện áp phương pháp biến trở kế , đo điện trở , điện áp , điện dung cầu cân So sánh cân phương pháp “điểm không” Là phép so sánh đại lượng đo x đại lượng mẫu xk cho X = X - Xk = hay X = Xk = nk X0 ( với X0 đơn vị đo ) Như Xk đại lượng thay đổi cho giá trị X thay đổi giá trị Xk thay đổi để đảm bảo X = X - Xk không ( zero ) phép đo cân Độ xác phép đo phụ thuộc vào độ xác X k độ nhạy thiết bị thị cân So sánh không cân Nếu Xk đại lượng không đổi , lúc ta có X - Xk = X suy X = X + Xk Kết phép đo đánh giá qua x (vì xk đại lượng biết trước) Phương pháp sử dụng để đo đại lượng không điện nhiệt độ ( sử dụng mạch cầu khơng cân ) Ngồi phương pháp đo lường kể trên, người ta sử dụng máy tính để xử lý tính hiệu điều khiển hệ thống tự động , điều khiển dùng phương pháp số ( digital ) Trong phương pháp số , tín hiệu đại lượng đo lường tín hiệu có dạng xung mã hóa , phương pháp cần địi hỏi có độ biến đổi tín hiệu điện dịng điện gọi chung tín hiệu tương tự (analog) sang tín hiệu số (digital) Tóm lại phương pháp đo lường nói cần phải đạt yêu cầu chung sau :  Nhanh chóng  Thuận lợi sử dụng  Chính xác cao  Thiết bị gọn gàng  Đạt hiệu kinh tế cao Khi sử dụng thiết bị đo lường cần phải quan tâm để nguyên lý hoạt động phương pháp đo Đơn vị, hệ đơn vị đo lường 4.1 Các đơn vị Hệ thống đơn vị chuẩn quốc tế hệ SI, thành lập năm 1960, đơn vị xác định: đơn vị chiều dài mét (m); đơn vị khối lượng kilôgam (kg); đơn vị thời gian giây (s); đơn vị cường độ dòng điện ampe (A); đơn vị nhiệt độ kelvin (K); đơn vị cường độ ánh sáng candela (Cd); đơn vị số lượng vật chất môn (mol) Các đại lượng Tên đơn vị Kí hiệu Độ dài Mét m Khối lượng Kilôgam kg Thời gian Giây s Dòng điện A Ampe Nhiệt độ Kelvin K Số lượng vật chất Môn Mol Cường độ ánh sáng Canđêla Cd Trên đơn vị bản, thực tế người ta sử dụng đơn vị kéo theo khác lĩnh vực cơ, điện, từ, quang v.v Các đơn vị kéo theo gồm : Đơn vị vận tốc, đơn vị gia tốc, đơn vị lượng công, đơn vị lực, đơn vị công suất đơn vị lượng Dưới ta xét số đơn vị cụ thể 4.1.1 Đơn vị lực Lực đại lượng vật lý dùng để biểu thị tương tác vật, làm thay đổi trạng thái chuyển động vật Đơn vị lực Niutơn, kí hiệu N Đơn vị lực Niutơn lấy theo tên nhà vật lý, nhà thiên văn học, nhà triết học tự nhiên nhà toán học vĩ đại người Anh (Isaac Newton), ông người phát lực vạn vật hấp dẫn xây dựng nên định luật Niutơn coi tảng học cổ điển N = kg.m/s2 Vì Niutơn lực nhỏ, người ta thường dùng đơn vị khác để biểu diễn lực kilô niutơn (kN), kN = 000 N 4.1.2 Đơn vị cơng Cơng lượng thực có lực tác dụng lên vật thể làm vật thể điểm đặt lực chuyển dời Công học thu nhận vật thể chuyển hóa thành thay đổi công vật thể, nội vật thể không đổi Đơn vị công Jun kí hiệu J, thực tế người ta dùng KJ 1KJ = 1000J 4.1.3 Đơn vị lượng Năng lượng, theo công thức liên hệ đến khối lượng toàn phần E = mc² lý thuyết tương đối Albert Einstein, thước đo khác lượng vật chất Nó khối lượng nhân với số có đơn vị vận tốc bình phương Hiểu theo nghĩa thông thường, lượng khả làm thay đổi trạng thái thực công lên hệ vật chất Đơn vị đo lượng hệ đo lường quốc tế Jun (J) hay Watt giây (W.s) J = W.s = 1N.m = kg.m2/s2 4.1.4 Đơn vị công suất Công suất P (từ tiếng Anh Power) đại lượng cho biết công thực ΔW hay lượng biến đổi ΔE khoảng thời gian T = Δt Đơn vị công suất dùng đo lường Watt, kí hiệu W, ngồi cịn sử dụng đơn vị để đo công suất KW, MW KW = 1000 W MW = 1000 KW = 1000 000 W 4.2 Các đơn vị điện hệ SI Các đơn vị điện đơn vị dùng để đo đại lượng điện đơn vị đo dòng điện, điện áp, điện dung, điện trường Các đơn vị điện gồm có đơn vị sau: Lượng điện, Điện áp, điện động Cường độ điện trường, Điện dung, Điện trở, Điện trở riêng, Hệ số điện môi tuyệt đối., Sau ta xét số đơn vị điện cụ thể 4.2.1 Các đơn vị dịng điện điện tích Dịng điện dịng chuyển dời có hướng điện tích Vì đại lượng đặc trưng cho dịng điện cường độ dòng điện, từ "dòng điện" thường hiểu cường độ dòng điện Đơn vị cường độ dòng điện Ampe (kí hiệu A) Ngồi đơn vị Ampe (A), để đo cường độ dòng điện người ta dùng đơn vị khác : Muy ampe (µA), Mili ampe (mA), Kilơ ampe (KA) A = 1000 mA = 1000 000 µA KA = 1000 A Điện tích tính chất không đổi số hạt hạ nguyên tử, đặc trưng cho tương tác điện từ chúng Điện tích tạo trường điện từ chịu ảnh hưởng trường điện từ Sự tương tác điện tích với trường điện từ chuyển động đứng yên so với trường điện từ nguyên nhân gây lực điện từ, lực tự nhiên Điện tích cịn hiểu "hạt mang điện" Đơn vị điện tích hệ SI Culơng (viết tắt C) Kí hiệu Q dùng để diễn tả độ lớn lượng điện tích xác định, gọi Điện lượng đơn vị mật độ dòng điện A/m2 4.2.2 Sức điện động, hiệu điện điện áp Trong kỹ thuật điện điện tử học, khái niệm hiệu điện hay điện áp thường dùng so sánh điện hai điểm, nói điện điểm lấy điểm mốc có điện Đơn vị Sức điện động, hiệu điện điện áp Vơn, kí hiệu V Ngoài để đo Sức điện động, hiệu điện điện áp người ta dùng đơn vị : Mili vôn (mV), Kilô vôn (KV), Mêga vôn (MV) KV = 1000 V MV = 1000 KV = 1000 000 V 4.2.3 Điện trở điện dẫn Đơn vị điện trở điện dẫn Ơm (kí hiệu Ω), đơn vị điện trở suất Ơm.mét (kí hiệu Ω.m) Thực chất điện trở điện dẫn hai giá trị nghịch đảo nhau, điện trở nói lên mức độ cản trở dòng điện vật dẫn điện dẫn nói lên khả dẫn điện (khả cho dịng điện qua) vật dẫn Trong thực tế để đo điện trở điện dẫn người ta dùng số đơn vị : mili ôm (mΩ), kilô ôm (KΩ), mêga ôm (MΩ) Ω = 1000 mΩ KΩ = 1000 Ω MΩ = 1000 KΩ = 1000 000 Ω 4.2.4 Từ thông cường độ từ thông Từ thông thông lượng đường cảm ứng từ qua diện tích Đơn vị từ thơng Vêbe (kí hiệu Wb) 4.2.5 Độ tự cảm Hiện tượng tự cảm xuất mạch kín có dịng điện xoay chiều chạy qua, mạch điện chiều ta đóng mạch hay ngắt mạch Độ tự cảm đặc trưng cho khả sinh dòng điện cảm ứng mạnh hay yếu cuộn dây Đơn vị độ tự cảm Henri, kí hiệu H 4.2.6 Điện dung Nếu đặt vào cực dẫn điện tụ điện điện áp cực tích điện tích trái dấu Khoảng khơng gian tích lũy điện trường, điện trường phụ thuộc vào hệ số C gọi điện dung tụ điện: C = dq/dU Dung kháng tụ điện: Xc = 1/ωC = 1/2πfC Đơn vị đo điện dung Fara, kí hiệu F 4.3 Các chuẩn cấp quốc gia đơn vị hệ thống SI Chuẩn cấp chuẩn đảm bảo tạo đại lượng có đơn vị xác quốc gia 4.3.1 Chuẩn đơn vị độ dài Đơn vị độ dài (m).Mét quảng đường ánh sáng chân không khoảng thời gian 1/299792458 giây (CGPM * lần thứ 17,1983 *CGPM tên viết tắt tiếng Phápcủa đại hội cân đo quốc tế) 4.3.2 Chuẩn đơn vị khối lượng Kilogram (kg) – đơn vị khối lượng khối lượng mẩu kilogram quốc tế đặt trung tâm mẩu cân quốc tế Pa ri 4.3.3 Chuẩn dơn vị thời gian Đơn vị thời gian - giây (s) khoảng thời gian 9192631770 chu kì phát xạ, tương ứng với thời gian chuyển hai mức trạng thái nguyên tử xê-si 133 10 Trở kháng đầu vào (Input Impedance): Khi tần số tín hiệu nhận cao xuất trở kháng lúc đo dù nhỏ (có thể đến từ điện trở, điện dung điện cảm) ảnh hưởng đến tín hiệu làm phép đo khơng cịn xác Oscilloscope có khả thêm trở kháng định vào mạch tín hiệu mà đọc, trở kháng gọi trở kháng đầu vào Trở kháng đầu vào biểu diễn với dạng thông số điện trở lớn (>1MΩ) song song với điện dung nhỏ (pF) Tác động trở kháng đầu vào có tác động rõ ràng đo tín hiệu có tần số cao, đến cao (tín hiệu rf) Que đo tốt củng biện pháp để khắc phục tình trạng 4.2 Sử dụng máy sóng số đo tham số tín hiệu Mặt trước CRT – POWER: Cơng tắc máy, bật cơng tắc lên đèn led sáng – INTEN: Điều chỉnh độ sáng điểm tia – FOCUS: Điều chỉnh độ sắc nét hình – TRACE RATOTION: Điều chỉnh tia song song với đường kẻ ngang hình Vertical – CH1 (X): Đầu vào vertical CH1 trục X chế độ X-Y – CH2 (Y): Đầu vào vertical CH2 trục Y chế độ X-Y – AC-GND-DC: Chọn lựa chế độ tín hiệu vào khuếch đâị dọc – AC nối AC – GND khuếch đại dọc tín hiệu vào nối đất tín hiệu vào ngắt 85 – DC nối DC – VOLTS/DIV: Chọn lựa độ nhạy trục dọc từ 5mV/DIV đến 5V/DIV, tổng cộng 10 tầm – VARIABLE: Tinh chỉnh độ nhạy với giá trị > 1/2.5 giá trị đọc Độ nhạy chỉnh đến giá trị đặc trưng vị trí CAL – POSITION: Dùng để điều chỉnh vị trí tia – VERT MODE: Lựa chọn kênh – CH1: Chỉ có kênh CH1 – CH1: Chỉ có kênh CH1 – DUAL: Hiện thị hai kênh – ADD: Thực phép cộng (CH1 + CH2) phép trừ (CH1-CH2) (phép trừ có tác dụng CH2 INV nhấn) – ALT/CHOP: Khi nút nhả chế độ Dual kênh kênh hiển thị cách luân phiên, nút ấn vào chế độ Dual, kênh kênh hiển thị đồng thời Triggering – EXT TRIG IN: Đầu vào Trigger ngoài, để sử dụng đầu vào này, ta điều chỉnh Source vị trí EXT – SOURCE: Dùng để chọn tín hiệu nguồn trigger (trong hay ngồi), tín hiệu đầu vào EXT TRIG IN – CH1: Chọn Dual hay Add Vert Mode, chọn CH1 để lấy tín hiệu nguồn Trigger bên – CH2: Chọn Dual hay Add Vert Mode, chọn CH2 để lấy tín hiệu nguồn Trigger bên 86 – TRIG.ALT: Chọn Dual hay Add Vert Mode, chọn CH1 CH2 SOURCE, sau nhấn TRIG.ALT, nguồn Trigger bên hiển thị luân phiên kênh kênh – LINE: Hiển thị tín hiệu Trigger từ nguồn xoay chiều – EXT: Chọn nguồn tín hiệu Trigger bên ngồi đầu vào EXT TRIG IN – SLOPE: Nút Trigger Slope “+” Trigger xảy tín hiệu Trigger vượt mức Trigger theo hướng dương “-” Trigger xảy tín hiệu Trigger vượt mức Trigger theo hướng âm – TRIGGER MODE: Lựa chọn chế độ Trigger Auto: Nếu khơng có tín hiệu Trigger tín hiệu Trigger nhỏ 25 Hz mạch qt phát tín hiệu qt tự mà khơng cần đến tín hiệu Trigger Norm: Khi khơng có tín hiệu Trigger mạch qt chế độ chờ khơng có tín hiệu hiển thị TV-V: Dùng để quan sát tín hiệu dọc hình ảnh TV TV-H: Dùng để quan sát tín hiệu ngang hình ảnh TV Time Base – TIME/DIV: Cung cấp thời gian quét từ 0.2 us/ vạch đến 0.5 s/vạch với tổng cộng 20 bước – X-Y: Dùng oscilloscope chế độ X-Y – SWP.VAR: Núm điều khiển thang chạy thời gian quét sử dụng CAL thời gian quét hiệu chỉnh giá trị đặt trước TIME/DIV Thời gian quét TIME/DIV bị thay đổi cách liên tục trục khơng vị trí CAL Xoay núm điều khiển đến vị trí CAL thời gian quét đặt trước giá trị TIME/DIV Vặn núm điều khiển ngược chiều kim đồng hồ đến vị trí cuối để giảm thời gian quét 2.5 lần nhiều 87 – POSITION: Dùng để chỉnh vị trí tia theo chiều ngang – X10 MAG: Phóng đại 10 lần – CAL: Cung cấp tín hiệu 2Vp-p, 1KHz, xung vuông dùng để chỉnh que đo – GND: Tiếp đất thiết bị với sườn máy Mặt sau – Z AXIS INPUT: Cho điều biến mật độ – CH1 SIGNAL OUTPUT: Cấp áp 20mV/vạch từ máy đếm tần – AC POWER: Nguồn xoay chiều – FUSE: Cầu chì Ví dụ: Hoạt động – kênh Trước khởi động máy phải đảm bảo điện áp đầu vào yêu cầu Sau thực việc bật cơng tắc nhấn nút theo bảng sau: Thành phần Thiết lập Thành phần Thiết lập Power Off Slope + Inten Ở Trig.alt Nhả Focus Ở Trigger mode Auto Vert mode Ch1 Time/div 0.5ms/div Alt/chop Nhả (Alt) Swp.var Cal Ch2 inv Nhả Position Ở Volts/div 0.5V/div X10 mag Nhả Variable Cal AC-GND-DC GND Source Ch1 88 Sau thiết lập công tắc nút nối dây điện vào máy thực thao tác sau: 1) Nhấn nút Power bảo đảm đèn led bật sáng Trong vòng 20 s có tia xuất hình Nếu khơng thấy tia xuất mà hình vịng 60s nên kiểm tra lại bước thiết lập công tấc 2) Điều chỉnh độ sáng tối độ sắc nét núm Focus Inten 3) Điều chỉnh tia đường ngang trung tâm núm Trace Rotation nút Position 4) Nối que đo vào đầu Ch1 2Vp-p Cal 5) Đặt công tắc AC-GND-DC vị trí AC , Dạng sóng xuất mà hình 6) Điều chỉnh Focus để có hình ảnh rõ nét 7) Hiển thị dạng sóng rõ ràng cách chỉnh núm Volts/Div Time/Div tới vị trí khác 8) Chỉnh núm Position ngang dọc để đọc điện áp thời gian dẽ dàng Que đo máy sóng Một máy sóng bắt đầu hoạt động bạn kết nối với tín hiệu cần đo để làm điều bạn cần phải có que đo (đầu dò) Que đo thiết bị đầu vào giúp truyền tín hiệu từ mạch đến máy sóng Que đo đầu nhọn giúp đo điểm mạch mà bạn cần đo Các dịng đầu thiết kế dạng móc dạng kẹp giúp cho việc đo, kiểm tra bạn diễn dễ dàng thuận lợi Trên que đo trang bị kẹp nối đất, cần đảm bảo kết nối an toàn kẹp tới điểm nối đất mạch thử 89 Thoạt nhìn, que đo thiết bị đơn giản cần kết nối que đo với dao động ký chốt vào mạch thực phép đo Nhưng thực tế, đầu có nhiều thiết kế mà bạn lựa chọn Phổ biến loại que đo chinh loại que đo thụ động (passive probe) kèm theo máy Hầu hết que đo thụ động có lượng suy hao (Attenuated) Hầu hết que đo có điện trở 9MΩ Khi kết nối đầu dị với máy sóng, trở kháng tiêu chuẩn máy sóng 1MΩ, tạo chia điện áp 1/10 Những đầu dò thường gọi đầu dò suy hao 10X Các dịng que đo đại tích hợp cơng tắc thân để chọn 10X 1X (không suy hao) Que đo suy hao ứng dụng để cải thiện độ xác cho phép đo tần số cao, củng làm giảm biên độ tín hiệu mà cần đo Để đo tín hiệu với điện áp thấp, bạn nên sử dụng que đo 1X (khơng suy hao) Ngồi que đo thụ động kèm theo máy cịn có que đo chủ động (Active probe) sử dụng nguồn điện riêng để hoạt động Loại que có khả khuếch đại tín hiệu đo chí xử lý tín hiệu trước truyền đến dao động ký Trong hầu hết que đo thụ động thiết kế để đo điện áp, dịng que đo chủ động thiết kế riêng để đo dòng điện AC DC Các bước thiết lập bắt đầu sử dụng dao động ký 90 Lựa chọn thiết lập que đo Trước hết, bạn phải chọn que đo phù hợp que đo bạn thường sử dụng Đối với hầu hết dạng tín hiệu, que đo thụ động theo máy hồn tồn sử dụng hoạt động tốt Tiếp theo, kết nối với dao động ký, thiết lập suy hao que đo thường sử dụng mức 10X củng lựa chọn toàn diện Nếu muốn đo tín hiệu với điện áp thấp chỉnh que đo mức 1X Kết nối que đo mở thiết bị Kết nối đầu dò với kênh đo mà bạn muốn sử dụng (kênh kênh 2) mở thiết bị Đối với dịng máy sóng cũ cần nhiều thời gian để mở Khi máy sóng khởi động, bạn thấy đường tín hiệu biểu thị dạng sóng (tín hiệu khơng ổn định, dạng nhiễu) Lúc này, hình hiển thị giá trị thiết lập cho thời gian Volt/Div Trước tiên thực bước điều chỉnh để đưa máy sóng điện tử bạn thiết lập chuẩn + Tắt kênh + Đặt Coupling kênh thành DC + Đặt Source Trigger kênh + Thiết lập Trigger Type thành Rising edge Trigger Mode thành Auto (trái với single) + Đảm bảo chọn phạm vi suy giảm que đo phù hợp cho phép đo bạn (10X, 1X) Kiểm tra que đo 91 Kiểm tra que đo công việc cần phải làm trước sử dụng máy sóng Hầu hết thiết bị tích hợp tạo tần số phát cho phép bạn kiểm tra que đo củng kiểm tra hình, hoạt động thiết bị Bộ tạo tần số có đầu để kết nối với đầu que đo kẹp nối đất Sau kết nối hai thành phần que đo, bạn thấy xuất tín hiệu hình Tiếp theo, sử dụng nút điều chỉnh trục ngang dọc để điều chỉnh tín hiệu Xoay núm điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ tín hiệu phóng to ngược lại Hãy điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu phân tích bạn Nếu sóng chưa ổn định, xoay núm điều chỉnh Trigger Position đảm bảo vị trí Trigger khơng cao đỉnh cao tín hiệu phân tích Theo mặc định đa số máy sóng, Trigger Type đặt Edge củng lựa chọn tốt để đo dạng sóng vuông Bồi thường suy hao que đo Ban đầu, máy sóng vừa mua Việc điều chỉnh lại suy hao việc quan trọng mà bạn cần phải làm Nếu que đo đặt lại sử dụng cho chế độ 10X bạn dạng sóng vng hồn hảo lần đầu sử dụng thiết bị Thường tín hiệu bị méo mó bạn cần phải điều chỉnh lại cách sử dụng vít có sẵn que đo điều chỉnh lại 92 Nếu sóng tín hiệu bạn chưa vng dùng vít cắm vào que đo xoay chỉnh đến tín hiệu bạn vng Mẹo cố định, Trigger chia tỷ lệ Sau thiết lập suy hao cho que đo, việc tìm tín hiệu thực để bắt đầu thực phép đo Có thể test tín hiệu máy phát xung mạch tín hiệu Chìa khóa để dị tín hiệu tìm điểm nối đất chắn Kết nối kẹp nối đất bạn vào điểm nối đất chuẩn bị sẵn (có thể sử dây điện nhỏ trung giãn kẹp que đo điểm nối đất mạch) Tiếp đến, kết nối que đo với tín hiệu cần kiểm tra Đầu móc có que đo thiết kế với nhiều dạng khác như: dạng móc, nhọn… chọn thiết kế phù hợp với công việc bạn cho tay không cần phải cầm que đo lúc thực phép đo rãnh tay để chuẩn bị thứ khác 93 Khi hồn tất kết nối, tín hiệu xuất hình, bạn bắt đầu điều chỉnh thông số thời gian trục ngang trục dọc gần với “ballpark” tín hiệu Ball park: Là đưa số gần với số thật Ví dụ: Nếu bạn đo tín hiệu dạng sóng vng 5V, 1kHz, bạn nên điều chỉnh volts/div khoảng 0,5 – 1V thiết lập s/div khoảng 100µs Nếu sóng tín hiệu bạn quan sát nằm ngồi phạm vi hiển thị hình, bạn điều chỉnh lại độ phân giải dọc (Vertical position) để di chuyển lên xuống Nếu tín hiệu đo hồn tồn DC, bạn điều chỉnh mức 0V gần cuối hình Khi có tỷ lệ phân tích cần thiết bước bạn cần sử dụng Trigger Edge Triggering – nơi mà dao động ký bắt đầu quét thấy điện áp tăng (hoặc giảm) qua điểm đặt – loại trigger dễ sử dụng Sử dụng trình kích hoạt cạnh (trigger edge), cố gắng sử dụng trigger để bắt dính dạng sóng bất ổn so với tín hiệu thơng thường để tiến hành phân tích Tiếp tục điều chỉnh lại tỷ lệ sóng, vị trí trigger bạn quan sát tất thứ (tín hiệu bất thường, lỗi) Câu hỏi ôn tập: Câu 1: Cấu tạo phân loại máy sóng? Câu 2: Nguyên lý hoạt động máy sóng? Câu 3: Cách đo máy sóng? Bài tập thực hành: 94 T T Nội dung Số liệu cho trước: Tín hiệu hình sin tần số 10KHz Điện áp 3V~ Xác định máy sóng: - Biên độ cực đại tín hiệu: Um = - Chu kỳ tín hiệu T = Số liệu cho trước: Tín hiệu hình sin tần số 500KHz Điện áp 3,5V~ Xác định máy sóng: - Biên độ cực đại tín hiệu: Um = - Chu kỳ tín hiệu T = Số liệu cho trước: Tín hiệu hình sin tần số 1MHz Điện áp 2V~ Xác định máy sóng: - Biên độ cực đại tín hiệu: Um = - Chu kỳ tín hiệu T = Máy sóng X = X = X = / D IV / D IV / D IV CH1 = / D IV CH2 = / D IV CH1 = / D IV CH2 = / D IV CH1 = / D IV CH2 = / D IV 95 Số liệu cho trước: tín hiệu hình sin tần số 100kHz Điện áp 4V~ Xác định máy sóng: - Biên độ cực đại tín hiệu: Um = - Chu kỳ tín hiệu T = Số liệu cho trước: tín hiệu hình sin tần số 100kHz Điện áp 4V~ Xác định máy sóng: - Biên độ cực đại tín hiệu: Um = - Chu kỳ tín hiệu T1 = - Chu kỳ tín hiệu T2 = Số liệu cho trước: tín hiệu hình sin tần số 100kHz 50KHz Điện áp 4V~ Xác định máy sóng: - Biên độ cực đại tín hiệu: Um = - Chu kỳ tín hiệu T1 = - Chu kỳ tín hiệu T2 = X = X = X = / D IV / D IV / D IV CH1 = / D IV CH2 = / D IV CH1 = / D IV CH2 = / D IV CH1 = / D IV CH2 = / D IV 96 MỤC LỤC BÀI 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ 1 Định nghĩa đo lường Đại lượng điện đại lượng không điện 2.1 Đại lượng điện tác động 2.2 Đại lượng điện thụ động 2.3 Đại lượng không điện .2 Phân loại phương pháp đo 3.1 Phương pháp đo lường trực tiếp .3 3.2 Phương pháp đo lường gián tiếp 3.3 Phương pháp đo biến đổi thẳng 3.4 Phương pháp so sánh 3.5 So sánh không đồng thời Đơn vị, hệ đơn vị đo lường 4.1 Các đơn vị 4.1.1 Đơn vị lực 4.1.2 Đơn vị công 4.1.3 Đơn vị lượng 4.1.4 Đơn vị công suất 4.2 Các đơn vị điện hệ SI .8 4.2.1 Các đơn vị dịng điện điện tích 4.2.2 Sức điện động, hiệu điện điện áp 4.2.3 Điện trở điện dẫn 4.2.4 Từ thông cường độ từ thông 4.2.5 Độ tự cảm 10 4.2.6 Điện dung 10 4.3 Các chuẩn cấp quốc gia đơn vị hệ thống SI .10 Sai số, phân loại, cấp xác dụng cụ đo điện 11 5.1 Các dạng sai số 11 5.2 Sai số kỹ thuật đo .12 5.3 Cách tính tốn sai số 13 5.4 Sai số tương đối 14 97 5.5 Sai số ngẫu nhiên 16 Các phận chủ yếu máy đo 18 BÀI 2: CƠ CẤU ĐO 20 2.1 Cơ cấu đo từ điện 20 2.2 Cơ cấu đo điện từ 24 3.3 Cơ cấu điện động 27 BÀI 3: ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG .30 Các thông số kỹ thuật máy đo VOM .30 Sơ đồ khối chức VOM .35 Nguyên lý cấu tạo mạch đo VOM 36 3.1 Mạch đo dòng DC 36 3.3 Mạch đo điện trở 42 Máy đo DMM 45 4.1 Các thông số kỹ thuật DMM 45 4.2 Sơ đồ khối chức DMM 47 4.3 Sử dụng bảo quản máy đo DMM 49 BÀI 4: MÁY PHÁT TẦN SỐ 57 4.1 Máy phát hàm sine 57 4.1.1 Sơ đồ khối chức 57 4.1.2 Nguyên lý hoạt động 57 4.1.3 Sử dụng bảo quản 59 4.2 Máy phát xung .59 4.2.1 Sơ đồ khối chức 59 4.2.2 Nguyên lý hoạt động 60 4.2.3 Sử dụng bảo quản 61 BÀI 5: MÁY HIỆN SÓNG 64 Sơ đồ khối, chức thông số kỹ thuật máy sóng 64 1.1 Sơ đồ khối 64 1.2 Chức khối 65 1.3 Thông số kỹ thuật 67 Thao tác điều khiển chức máy sóng 67 Đo lường máy sóng 73 98 3.1 Đo biên độ 73 3.2 Đo tần số 74 3.3 Đo góc pha 76 Máy sóng số 77 4.1 Sơ đồ khối, chức thông số kỹ thuật máy sóng 77 4.2 Sử dụng máy sóng số đo tham số tín hiệu .83 99 ... 4.2.2 Sức điện động, hiệu điện điện áp Trong kỹ thuật điện điện tử học, khái niệm hiệu điện hay điện áp thường dùng so sánh điện hai điểm, nói điện điểm lấy điểm mốc có điện Đơn vị Sức điện động,... trường Các đơn vị điện gồm có đơn vị sau: Lượng điện, Điện áp, điện động Cường độ điện trường, Điện dung, Điện trở, Điện trở riêng, Hệ số điện môi tuyệt đối., Sau ta xét số đơn vị điện cụ thể 4.2.1... đo dòng điện, khối đo điện áp khối đo điện trở Cơ cấu thị dùng điện kế từ điện G  Mạch đo I: Sử dụng để đo dòng điện  Mạch đo U: Sử dụng để đo hiệu điện  Mạch đo R: Sử dụng để đo điện trở