NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢ N V Ề ĐO LƯỜ NG 10
Khái niệ m chung – các cơ cấu đo điện thông dụ ng 18
1.1 Các khái niệm cơ bản 103
1.2 Các phương pháp đo độẩm 104
2 Các dụng cụdùng đểđo ẩm 105
TÊN MÔ ĐUN:ĐO LƯỜNG ĐIỆN - LẠNH
Mã số mô đun: MĐ 19
Vịtrí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun :
- Đo lường điện - lạnh là mô đun chuyên môn trong chương trình nghề máy lạnh và điều hoà không khí
- Mô đun đƣợc sắp xếp sau khi học xong các môn học cơ sở
Mô đun đo kiểm là một phần thiết yếu trong lĩnh vực kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Trong quá trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa máy lạnh, việc sử dụng các dụng cụ đo kiểm tra như dòng điện, điện áp, công suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và độ ẩm là rất quan trọng.
Mục tiêu của mô đun:
- Trình bày được những khái niệm cơ bản, các phương pháp và các loại dụng cụ vềđo lường nhiệt, đo lường điện, đo áp suất, lưu lượng;
- Phân tích được nguyên lý cấu tạo, làm việc của các dụng cụđo lường và biết ứng dụng trong quá trình làm việc;
- Lựa chọn đƣợc dụng cụ đo cho phù hợp với công việc: Chọn độ chính xác của các dụng cụđo, thang đo và sửlý đƣợc kết quả đo;
- Đo đƣợc chính xác và đánh giá các đại lƣợng đo đƣợc về điện, điện áp, công suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và độẩm;
-Thu xếp nơi làm việc gọn gàng ngăn nắp;
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
BÀI 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƯỜNG
Trong kỹ thuật đo lường, tính chính xác của kết quả đo là yếu tố quan trọng nhất Để đạt được độ chính xác cao, người thực hiện cần nắm vững các phương pháp đo và sử dụng thành thạo thiết bị đo Họ cũng cần hiểu rõ các tham số đặc trưng của dụng cụ đo để khử các nguyên nhân gây sai số, từ đó đảm bảo kết quả đo chính xác, hỗ trợ tốt cho quá trình vận hành, bảo trì và sửa chữa thiết bị cũng như hệ thống.
- Trình bày được một sốkhái niệm cơ bản vềđo lường;
- Trình bày đƣợc định nghĩa, phân loại các phép đo;
- Đọc hiểu đƣợc, chuyển đổi những tham sốđặc trƣng cho phẩm chất, các sai số của dụng cụđo;
- Cẩn thận, chính xác, khoa học
1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI PHÉP ĐO:
Sinh viên nắm đƣợc định nghĩa và phân loại đƣợc các loại phép đo
1.1 Định nghĩa về đo lườ ng: Đo lường là hành động cụ thể thực hiện bằng công cụ đo lường để tìm trị số của một đại lượng chưa biết biểu thị bằng đơn vịđo lường
Kết quả đo lường là giá trị bằng số của đại lượng cần đo AX nó bằng tỷ số của đại lƣợng cần đo X và đơn vị đo Xo
* Ví dụ: Ta đo đƣợc U = 50 V thì có thểxem là U = 50 u
50 –là kết quả đo lường của đại lượng bịđo u –là lƣợng đơn vị
Mục đích của đo lường là xác định lượng chưa biết mà ta cần biết Đối tượng đo lường là lượng trực tiếp được đo để tính toán và tìm ra lượng chưa biết.
* Ví dụ: S = a.b mục đích là m 2 còn đối tƣợng là m.
1.2 Phân loại đo lườ ng:
Dựa theo cách nhận được kết quả đo lường người ta chia làm 3 loại chính là đo trực tiếp, đo gián tiếp và đo tổng hợp
Đo lường là quá trình so sánh một lượng cần xác định với một đơn vị chuẩn thông qua dụng cụ đo hoặc đồng hồ chia độ Mục đích của việc đo lường và đối tượng được đo phải thống nhất với nhau để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc thu thập dữ liệu.
Các phép đo trực tiếp:
- Phép đọc trực tiếp: đo chiều dài bằng mét, đo dòng điện bằng ampe mét, đo điện áp bằng vôn mét, đo nhiệt độ bằng nhiệt kế…
- Phép chỉ không: đem lƣợng chƣa biết cân bằng với lƣợng đo đã biết và khi có cân bằng thì đồng hồ chỉkhông.
* Ví dụ: cân, đo điện áp
- Phép trùng hợp: theo nguyên tắc của thước cặp để xác định lượng chưa biết
- Phép thay thế: lần lƣợt thay đại lƣợng cần đo bằng đại lƣợng đã biết
* Ví dụ: Tìm R chƣa biết nhờ thay điện trở đó bằng một hộp R đã biết mà giữ nguyên I và U.
- Phép cầu sai: dùng một đại lƣợng gần nó để suy ra đại lƣợng cần tìm (thường để hiệu chỉnh các dụng cụđo độ dài).
Lượng cần đo được xác định qua tính toán dựa trên các mối quan hệ hàm đã biết với các lượng đo trực tiếp liên quan Phương pháp này thường được ưa chuộng hơn so với đo trực tiếp, vì nó đơn giản hơn Tuy nhiên, đo gián tiếp có thể gặp sai số, và sai số này là tổng hợp từ các sai số trong phép đo trực tiếp.
* Ví dụ: đo diện tích, đo công suất
Tiến hành đo lường nhiều lần trong các điều kiện khác nhau giúp xác định hệ phương trình thể hiện mối quan hệ giữa các đại lượng chưa biết và các đại lượng đã được đo trực tiếp, từ đó tìm ra các giá trị chưa biết.
* Ví dụ: đã biết qui luật giản nởdài do ảnh hưởng của nhiệt độlà:
Để xác định các hệ số α, β và chiều dài của vật ở nhiệt độ 0°C là L0, chúng ta có thể trực tiếp đo chiều dài ở nhiệt độ t là Lt Bằng cách tiến hành đo 3 lần ở các nhiệt độ khác nhau, chúng ta sẽ thu được một hệ 3 phương trình, từ đó có thể tính toán và xác định các lượng chưa biết.
2 NHỮNG THAM SỐ ĐẶC TRƢNG CHO PHẨM CHẤT CỦA DỤNG CỤ ĐO:
Sinh viên hiểu và nắm đƣợc các tham sốđặc trƣng của các dụng cụđo
2.1 Lý thuyế t v ề nh ữ ng tham s ố đặc trưng cho phẩ m ch ấ t c ủ a d ụ ng c ụ đo :
Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật và kỹ thuật đo lường đã làm cho dụng cụ đo trở thành yếu tố quan trọng trong tiến bộ này Dụng cụ đo cần đảm bảo độ chính xác cao, tuổi thọ lâu dài, dễ sử dụng và khả năng đo nhiều đại lượng khác nhau Để đánh giá chất lượng của dụng cụ đo, các tham số đặc trưng như sai số, cấp chính xác, độ nhạy và hạn không nhạy được xem xét.
2.2 Nh ữ ng tham s ố đặc trưn g cho ph ẩ m ch ấ t c ủ a d ụ ng c ụ đo :
2.2.1 Sai sốvà cấp chính xác của dụng cụđo:
Trên thực tế, không tồn tại một đồng hồ đo lý tưởng có khả năng cung cấp giá trị chính xác tuyệt đối cho các tham số cần đo Nguyên nhân là do nguyên tắc đo lường và cấu trúc của đồng hồ không thể đạt đến sự hoàn hảo tuyệt đối.
Gọi giá trịđo đƣợc là: Ađ
Còn giá trị thực là: At
Sai số tuyệt đối: là độ sai lệch thực tế δ = Ađ - At
Các loại sai số định tính: Trong khi sử dụng đồng hồ người ta thường để ý đến các loại sai số sau
Sai số cho phép là sai số lớn nhất có thể chấp nhận đối với bất kỳ vạch chia nào của đồng hồ, nhằm đảm bảo đồng hồ duy trì đúng cấp chính xác theo các quy định kỹ thuật.
+ Sai sốcơ bản: là sai số lớn nhất của bản thân đồng hồ khi đồng hồ làm việc bình thường, loại này do cấu tạo của đồng hồ
+ Sai số phụ: do điều kiện khách quan gây nên
Trong các công thức tính sai số ta dựa vào sai số cơ bản còn sai số phụ thì không tính đến trong các phép đo
Với: X: độ chuyển động của kim chỉ thị(m, độ…)
A: độthay đổi của giá trị bịđo
- Tăng độ nhạy bằng cách tăng hệ số khuếch đại
- Giá trị chia độ bằng 1/s = C: gọi là hằng số của dụng cụđo
Là độ lệch lớn nhất giữa các sai số khi đo nhiều lần 1 tham số cần đo ở cùng điều kiện đo lường
Chú ý: biến sai số chỉ của đồng hồ không đƣợc lớn hơn sai số cho phép của đồng hồ
Là mức độ biến đổi nhỏ nhất của tham số cần đo để cái chỉ thị bắt đầu làm việc
Chỉ số của hạn khụng nhạy nhỏhơn ẵ sai sốcơ bản
3 SƠ LƯỢC VỀ SAI SỐĐO LƯỜNG:
Giúp sinh viên hiểu và nắm được các loại sai sốđo lường , biểu diển được và đọc đƣợc các kết quảđo kỹ thuật
3.1 Khái niệ m v ề sai s ố đo lườ ng:
Trong quá trình đo lường, trị số mà người xem nhận được không bao giờ hoàn toàn chính xác, và sự chênh lệch giữa trị số đo được và trị số thực gọi là sai số đo lường Dù có sử dụng các công cụ đo lường tinh vi và thực hiện đo đạc cẩn thận, sai số vẫn không thể loại bỏ hoàn toàn do không có công cụ đo lường hoàn hảo và điều kiện đo lường luôn thay đổi Vì vậy, việc thừa nhận sự tồn tại của sai số đo lường là cần thiết, và người ta tìm cách hạn chế sai số trong một phạm vi nhất định, đồng thời sử dụng các phương pháp tính toán để đánh giá sai số và kết quả đo lường.
Người làm công tác đo lường và thí nghiệm cần nắm vững các đại lượng sai số và nguyên nhân gây ra chúng Việc hiểu rõ sai số giúp tìm ra biện pháp khắc phục hiệu quả và giảm thiểu ảnh hưởng của sai số đến kết quả đo lường.
3.2 Sơ lượ c v ề các sai số đo lườ ng:
Trong quá trình đo lường, sai số nhầm lẫn có thể xảy ra do người xem đọc sai, ghi chép sai, thao tác không chính xác, tính toán sai hoặc vô ý làm sai Để giảm thiểu sai số nhầm lẫn, việc tiến hành đo lường một cách cẩn thận là rất quan trọng.
Trong thực tế, có trường hợp người ta coi số đo có sai số nhầm lẫn là số đo có sai số lớn hơn 3 lần sai số trung bình khi đo nhiều lần tham số cần đo.
3.2.2 Sai số hệ thống: dm nd max
