Câu 2: Một dụng cụ đo từ điện với độ lệch toàn thang là 100 mA và điện trở cuộn dây 1kW được biến đổi thành vôn kế.. a b Câu 4: Một dụng cụ từ điện có sun Ayrton ba điện trở mắc với nó đ
Trang 1PHẦN 1: ĐO LƯỜNG ĐIỆN
Câu 1: Một dụng cụ đo từ điện có độ lệch toàn thang (ĐLTT) Im = 100mA và điện
trở cuộn dây Rm = 1KW Tính trị số điện trở sun cần thiết để biến dụng cụ thành một
am kế: (a) với ĐLTT = 100mA và (b) với ĐLTT = 1A
Câu 2: Một dụng cụ đo từ điện với độ lệch toàn thang là 100 mA và điện trở cuộn dây
1kW được biến đổi thành vôn kế Hãy xác định điện trở phụ cần thiết nếu vôn kế phải
đo được 100V trên toàn thang Tính điện áp đặt vào khi dụng cụ chỉ: 0,75; 0, 5 và 0,
25 ĐLTT
Câu 3: Một dụng cụ từ điện có độ lệch toàn thang Im = 50 mA và Rm = 1700 W phải
được dùng như một vôn kế với các khoảng đo 10V, 50V và 100V Tính các giá trị điện trở phụ cần thiết cho các mạch ở hình a và b
a) b)
Câu 4: Một dụng cụ từ điện có sun Ayrton ba điện trở mắc với nó để tạo ra ampekế
như minh họa trên hình vẽ Các trị số điện trở là:R1 = 0,05W, R2 = 0,45W, R3 = 4,5W Máy đo có Rm = 1KW và ĐLTT = 50 mA Tính ba khoảng đo của ampe kế
Câu5: Một cơ cấu đo từ điện có các thông số: RC = 1KΩ; ICmax = 50mA Phải mắc điện
trở như thế nào? Giá trị bằng bao nhiêu để cơ cấu đo được dòng điện 10A
Câu 6: Một cơ cấu kiểu từ điện đo được dòng lớn nhất 100 mA, điện trở RC = 1700W.
Hỏi phải mắc điện trở như thế nào? giá trị bằng bao nhiêu để cơ cấu đo được điện áp
300 (V)?
Câu 12: Để nâng cao độ chính xác của phép đo nhiệt độ chúng ta cần phải làm như
thế nào? Anh chị hãy trình bày sơ đồ dùng cầu bù tự động nhiệt độ đầu tự do
Câu 13: Anh chị hãy trình bày các nguyên tắc điều khiển trong các hệ thống tự động
điều khiển
Câu 14: Anh chị hãy viết phương trình vi phân mô tả đặc tính động học thanh máy.
R
m
V
R 1
R 2
R 3
V
R
m
R m
I m
I
I
+
-A
B C D
V S
Trang 2Câu 15: Định nghĩa hàm truyền của hệ thống? Viết hàm truyền cho hệ thống thang
máy
Câu 16: Anh chị hãy trình bày tiêu chuẩn đại số Routh Xét tính ổn định của hệ thống
có phương trình đặc trưng là: s4 + 4 s3 + 5 s 2 + 2s + 1 = 0
Câu 17: Anh chị hãy trình bày tiêu chuẩn đại số Hurwitz Xét tính ổn định của hệ
thống có phương trình đặc trưng là: s3 + 4 s 2 + 3s + 2 = 0
PHẦN 2: CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP
Câu 7: Để đánh giá sai số của cảm biến, người ta thường quan tâm đến loại sai số
nào? Nguyên nhân và cách khắc phục
Câu 8: Trong quá trình sử dụng, các cảm biến luôn chịu tác động của ứng lực cơ học,
tác động nhiệt Khi tác động này vượt qua ngưỡng cho phép, chúng sẽ làm thay đổi đặc trưng làm việc của cảm biến Vậy khi sử dụng cảm biến, người sử dụng cần quan tâm đến các giới hạn nào của cảm biến?
Câu 9: Anh chị hãy mô tả một cách khái quát 3 hiệu ứng vật lý trong một số hiệu ứng
khi chế tạo cảm biến tích cực
Câu 10: Cảm biến quang dẫn được chế tạo dựa trên hiện tượng vật lý nào? Nêu đặc
điểm và ứng dụng của tế bào quang dẫn
Câu 11: Đối với cảm biến nhiệt độ, để độ chính xác của phép đo cao thì khi đo cần
phải làm như thế nào? Cụ thể đối với phép đo nhiệt độ bằng cảm biến tiếp xúc
ĐÁP ÁN
* Bài tập 1: Giải: Ta có phương trình:
Mq = BIWD = 0,2T x 1,5 x 10-2 x 1mA x 100 x 1 x 10-2 = 3 x 10-6Nm
* Bài tập 2: Giải
a ĐLTT = 100mA:
Vm = ImRm = 100mA x 1KW = 100mV ; I = Is + Im
Is = I - Im = 100mA – 100mA = 99,9mA
b ĐLTT = 1A
Vm = ImRm = 100mV ; Is = I – Im = 1A – 100mA = 999,9mA
R m
I m
I
I
+
-A
B C D
V S
Hình 1
Trang 3 Bài tập 3: Giải:
Xem hình 1, công tắc ở tiếp điểm B:
Vs = ImRm = 50mA x 1KW = 50mV
I = Im + Is = 50mA + 10mA = 10,05mA Khoảng đo của ampe kế 10mA
Công tắc ở tiếp điểm C:
Vs = Im (Rm + R3) = 50 mA (1kW + 4,5W) 50mV
I = 50 mA + 100mA = 100,05mA
Khoảng đo của ampe kế 100mA
Công tắc ở tiếp điểm D:
Vs = Im (Rm + R3 + R2 ) = 50 mA (1kW + 4,5W + 0,455W ) 50mV
I = 50 mA + 1A = 1,00005A Khoảng đo của ampe kế 1A
* Bài tập 4: Giải:
a Ra = 0,1W
Khi không có ampe kế, thì:
A
E
R a
I = E/(R a + R L )
Hình 2
Trang 4b Ra = 1W
ảnh hưởng của ampe kế =
* Bài tập 5: Giải:
V = Im(Rp+Rm) (xem hình 3a); Rp + Rm =
Và
Đối với V = ĐLTT 100V,
Im = 100 mA, Rp = (100V/100 mA) – 1kW = 999kW Với 0, 75 ĐLTT
Im = 0,75 x 100 mA = 75 mA
V = Im(Rs + Rm) = 75 mA(999 kW + 1kW) = 75V
Với 0, 5 ĐLTT
Im = 50 mA
V = 50 mA(999 kW + 1kW) = 50V Với 0, 25 ĐLTT
Im = 25 mA
V = 25 mA(999kW + 1kW) = 25V Chứng tỏ rằng vôn kế từ điện có thang đo tuyến tính vẽ trên hình 3b
V
Điện trở phụ Điện trở cuộn dây
I m
Hình 3a
0
100 Volts
Hình 3b: Thang đo của vôn kế cho bài tập 5
R m
Điện trở đồng hồ
Điện trở phụ
V
V
R 1
R 2
R 3
Hình 4
a)
b)
Trang 5* Bài tập 6 Giải:
Mạch trên hình 4a: Rm + R1 = V/Im
R1 = (V/Im) – Rm = (10V/50 mA) – 1700W = 198,3kW
R2 = (50V/50 mA) – 1700W = 998,3 kW
R3 = (100V/50 mA) – 1700W = 1,9983 MW
Mạch trên hình 4b:
Rm + R1 = V1/Im
R1 = (V1/Im) – Rm = (10V/50 mA) – 1700 W = 198,3kW
Rm + R1 + R2 = V2/Im
R2 = (V2/Im) – R1 - Rm = –198,3kW -1700 W = 800kW
Rm + R1 + R2 + R3 = V3/Im
R3 = (V3/Im) –R2 – R1- Rm = (100V/50 mA) – 800 W -198,3kW- 1700W =1M W
E 12V
V
V R2
R 1
70KW
R 2
50KW
E 12V
V R2
R 1
70KW
R 2
Trang 6* Bài tập 7: Giải:
a Không có vôn kế
b Với vôn kế 20 k W/V:
Điện trở von kế RV = 5V x 20 kW/V = 100kW
Điện trở tương đương của RV và R2(RV//R2)
RV//R2 = 100kW//50kW = 33,3kW
c Với vôn kế 200k W/V:
RV = 5V x 200kW/V = 1MW
RV // R2 = 1MW // 50kW = 47,62kW
* Bài tập 8: Giải:
a Ta có phương trình:
b Tại ẵ ĐLTT:
Từ phương trình (3-1)
Rx + R1 + Rm = Eb/I
Rx = Eb/I-(R1+Rm) = (1,5/50 mA) – 15kW = 15kW Tại ẳ ĐLTT:
I = 100 mA/4 = 25 mA
Rx = (1,5V/25 mA) – 15kW = 45kW
0 Ôm
Điện trở cần đo
R X
R 1
R m
I m
E b
Pin
Điện trở đồng hồ
100mA
Hình 6
b) a)
Trang 7Tại ắ ĐLTT:
I = 0,75 x 100 mA = 75 mA
Rx = (1,5V/75 mA) – 15kW = 5kW Bây giờ thang đo của ôm kế được đánh dấu như ở hình 6b
* Bài tập 9: Giải:
Tại ĐLTT:
Im = 50 mA
Vm = ImRm = 50 mA x 50W = 2,5V I2 = Vm /R2 = 2,5mV/50W = 50 mA Dòng pin Ib = I2 + Im = 50 mA + 50 mA = 100 mA
Ta có:
Rx + R1 = Eb/Ib = 1,5V/100 mA = 15kW
Rx = (Rx + R1) – R1 = 15 kW - 15 kW = 0 W Tại ĐLTT:
Im = 25 mA
Vm = 25 mA x 50W = 1,25mV I2 = 1,25mV/50W = 25 mA
Ib = 25 mA + 25 mA = 50 mA
Rx + R1 = 1,5V/50 mA = 30kW
Rx = 30 kW - 15 kW = 15 kW Tại ĐLTT:
Im = 0,75 mA x 50 mA = 37,5 mA
Vm = 37,5 mA x 50W = 1,875V I2 = 1,875mV/50W = 37,5 mA
Ib = 37,5 mA + 37,5 mA = 75 mA
Rx + R1 = 1,5V/75 mA = 20kW
Rx = 20 kW - 15 kW = 5 kW
* Bài tập 10: Giải:
Khi Rx = 0:
Ta có phương trình:
R X
R 1
R m
I m
E b Điều chỉnh
Zêrô
R 2
I b
I 2
V m
Hình 7
Trang 8Im = 50 mA (ĐLTT)
I2 = Ib – Im = 86,67 mA – 50 mA = 36,67 mA
Vm = ImRm = 50 mA x 50W = 2,5 mA
R2 = Vm/I2 = 2,5mV/36,67 mA = 68,18W
Tại ĐLTT:
Im = 25 mA
Vm =25 mA x 50W = 1,25 mV
I2 = Vm/R2 = 1,25mV/68,18 W = 18,33 mA
Ib = Im + I2 = 25 mA – 18,33 mA = 43,33 mA
Rx + R1 = Vm/Ib = 1,3V/43,33 mA = 30 kW
Rx = 30 kW - 15 kW = 15 kW
Tại ĐLTT:
Im = 0,75 x 50 mA = 37,5 mA
Vm =37,5 mA x 50W = 1,875 mV
I2 = 1,875mV/68,18 W = 27,5 mA
Ib = 37,5 mA – 27,5 mA = 65 mA
Rx + R1 = Vm/Ib = 1,3V/65 mA = 20 kW
Rx = 20 kW - 15 kW = 15 kW
* Bài tập 11: Giải:
Ta có phương trình:
Khi S = 1kW
R = (1 kW x 3,5 kW/7kW) = 500W Khi S = 8 kW
R = (8 kW x 3,5 kW)7 kW = 4 kW Khoảng đo là 500W tới 4 k W
* Bài tập 12: Giải:
Công suất tác dụng:
P3f = P1 + P2 = 1500 + 500 = 2000W Công suất phản kháng:
Q3f = (P1 - P2) = (1500-500) = 1730W Góc lệch pha:
* Bài tập 13: Giải:
G E
P
R
Q
S
Hình 8
Trang 9Căn cứ vào dòng và áp của tải, ta chọn cỡ đo dòng điện là 10A và cỡ đo điện áp 220V
Hằng số W -mét:
/vạch
Số chỉ của W -mét là:
P = CW = 2.500 = 1000W Ghi chú: ở bài toán này, cũng có thể chọn cỡ đo điện áp 440V, nhưng góc quay kim nhỏ, nên sai số lớn Vì thế, chọn cỡ đo điện áp 220V hợp lý hơn
* Bài tập 14: Giải:
Nếu dùng sơ đồ A -mét trong, sai số gặp phải là:
Nếu dùng sơ đồ A -mét ngoài, sai số gặp phải là:
Rõ ràng dùng sơ đồ sau, sai số do sơ đồ đo có thể bỏ qua
* Bài tập 15: Giải:
Ta có: Cx = C1R3/R4
= 0,1 mF x 10kW/14,7 kW = 0,068 mF
Và Rx = R1 R4/R3
= 125 W x 14,7kW/10 kW
= 183,8 W
Hệ số tổn hao: tg = CxRx
= 2 x 100Hz x 0,068 mF x 183,8W 0,008
Bài tập 16:
Giải:
Ta có:
R 3
C 1
Z 1
C X
R 1
R 4
R X
Z X
R 1
C 1
Z 1
Z 3
Z 4
C X
R X
Z 2
D
Hình 9
Trang 10Cx = C1 R3/R4
= 0,1 mF x 10 kW/14,7 kW = 0,068 mF
Và Rx = R1R4/R3
= 375W x 14,7kW/10kW = 551,3W
Hệ số tiêu tán:
0Hz x 0,068 mF x 551,3W = 42,5