Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG BÀI 1 KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN I Khái niệm về đo lường Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với.
CHƯƠNG : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN I Khái niệm đo lường - Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo Kết đo lường (A) giá trị số, định nghĩa tỉ số đại lượng cần đo (X) đơn vị đo (Xo) - Kết đo biểu diễn dạng: A = - Ta có: X = A.Xo có nghĩa: X đại lượng đo A giá trị phép đo Xo đơn vị đo VD1: I = 5A ; Có nghĩa: X đại lượng cần đo ( dòng điện) giá trị phép đo, A đơn vị đo Vd2: P = 1500.KW Có nghĩa: P đại lượng cần đo ( công suất ) 1500 giá trị phép đo, KW đơn vị đo VD3 : R = 2Ω II Khái niệm tín hiệu đo đại lượng đo: 1) Tín hiệu đo: tín hiệu mang thơng tin đo giá trị đại lượng đo lường 2) Đại lượng đo: thơng số xác định q trình vật lý tín hiệu đo - Đại lượng đo phân thành loại : + 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 theo thời gian không theo quy luật III Thiết bị đo phương pháp đo: a ) Thiết bị đo : thiết bị kỹ thuật dùng để chuyển tín hiệu mang thơng tin đo thành dạng tiện lợi cho người quan sát b ) PP đo : trình đo tiến hành thông qua thao tác : - Thao tác xác định mẫu thành lập mẫu - Thao tác so sánh - Thao tác biến đổi - Thao tác thể kết hay thị IV) Phân loại phương pháp đo thiết bị đo: - Đo trực tiếp - Đo gián tiếp - Đo hợp - Tương quan - Đo thống kê a Phép đo trực tiếp Phép đo trực tiếp phép đo mà kết qủa nhận trực tiếp từ lần đo nhất Cách đo trực tiếp có ưu điểm đơn giản, nhanh chóng loại bỏ sai số tính tốn Dùng Ohm kế đo điện trở Dùng Ampe kế đo cường độ dòng điện b Phép đo gián tiếp Phép đo gián tiếp cách đo mà kết đo suy từ phối hợp kết nhiều phép đo dùng cách đo trực tiếp Ví dụ: Để đo cơng suất (P) sử dụng Vơn kế để đo điện áp (U), Ampe kế đo cường độ dòng điện (I), sau sử dụng phương trình: P = U.I ta tính công suất c Phép đo hợp Phép đo hợp cách đo mà kết đo có nhờ giải hệ phương trình với thơng số biết trước số liệu đo từ phép đo trực tiếp d Phép đo tương quan Phép đo tương quan cách đo sử dụng trường hợp cần đo trình phức tạp mà thiết lập trực tiếp quan hệ hàm số đại lượng đo đại lượng cần đo e Phép đo thống kê Phép đo thống kê cách đo thực nhiều lần tính theo xác suất thống kê để tìm giá trị kết đo có độ xác Cách thường sử dụng muốn kết đo có độ xác cao, đo tín hiệu ngẫu nhiên có biến động lớn kiểm tra độ xác dụng cụ I Khái niệm sai số Khi tiến hành phép đo,do nguyên nhân khác điều kiện môi trường, người đo, phương tiện đo ảnh hưởng làm sai lệch kết đo dẫn tới sai số Sai số phép đo sai lệch kết so với đại lượng cần đo Sai số nhỏ kết phép đo có độ xác cao ngược lại Cơ cấu có mạch từ khép kín: I.W = 50 ÷ 1000A vòng Như để mở rộng thang đo ampemét điện từ cần thay đổi đảm bảo I.W = const b) Ampemét điệnđểđộng: Thường dùng để đo dòng điện miền tần số cao tần số cơng nghiệp (cỡ 400÷2000Hz) Do cấu điện động cấu xác cao tín hiệu xoay chiều ampemét điện động có xác cao (0,2 ÷ 0,5) nên thường sử dụng làm dụng cụ mẫu Cách mở rộng thang đo chế tạo ampemét điện động nhiều thang giống ampemét điện từ Sai số tần số ampemét điện từ điện động tần số vài kHz đến vài chục kHz lớn Vì để đo dòng điện âm tần người ta thường dùng ampemét từ điện chỉnh lưu https://www.youtube.com/watch?v=ARHr8PJgm-8 2.2 ĐO ĐIỆN ÁP ĐO ĐIỆN ÁP CHIỀU ( DC) Vôn mét chiều chế tạo gồm cấu thị từ điện nối tiếp với điện trở phụ Rp hình Khác với ampemet, vơn mét dùng để đo điện áp rơi phụ tải điện áp hai đầu mạch điện, ln mắc song song với phụ tải cần đo Điện trở phụ ( Rp) tính theo cơng thức: R p = RCT ( m − 1) VỚI U m= U CT Rp : điện trở phụ RCT : điện trở cấu thị U : điện áp cần đo Rp UCT : điện áp rơi cấu thị ICT V RCT Để mở rộng nhiều thang đo ta mắc theo cách: +Mắc song song theo sơ đồ hình 2-9a V1 V2 + V3 R1 R2 R3 ICT RCT Hình 2-9a R p = RCT ( m − 1) U VỚI m = U CT Rp : điện trở phụ RCT : điện trở cấu thị U : điện áp cần đo UCT : điện áp rơi cấu thị + Mắc nối hình 2-9b R1 R2 R3 R4 ICT V1 V2 RCT V3 V4 Hình 2-9b Cách tính điện trở phụ theo hình 2-9b tính theo cơng thức sau: v1>v2>v3>v4 Rt = - V4 I CT V3 ĐiệnI CT trở toàn thang đo vị trí V4: Rt = R4 = Rt - RCT V2 Rt = - ĐiệnI CT trở tồn thang đo vị trí V3 : R3 = Rt – ( R4 + RCT ) V1 Rt = R1 = Rt – ( R4 + RCT + R3 + R2 ) - Điện Itrở CT tồn thang đo vị trí V2: R2 = Rt – ( R4 + RCT + R3 ) - Điện trở tồn thang đo vị trí V1: Bài tập 1: Cho cấu thị hình vẽ Cho biết RCT = 1KΩ, ICT = 100µA, V1 = 500V, V2 = 400V, V3 = 300V, V4 = 200V R1 R2 R3 R4 ICT V1 V2 RCT V3 V4 Hình 2-9b Điện trở tồn thang đo vị trí Rt = V4 200 = = 10 I CT 100.10 − R4 = Rt − RCT = 2.10 − 103 Ω Điện trở toàn thang đo vị trí V3 300 Rt = = = 10 I CT 100.10 − R3 = Rt – ( R4 + RCT )= 106 Ω Điện trở tồn thang đo vị trí V2 400 Rt = = = 10 I CT 100.10 −6 R2 = Rt – ( R4 + RCT + R3 )=106 Điện trở toàn thang đo vị trí V1: V1 500 Rt = = = 10 I CT 100.10 −6 R1 = Rt – ( R4 + RCT + R3 + R2 )= 106 Bài tập 2: Cho cấu thị hình vẽ Cho biết RCT = 2KΩ, ICT = 50µA, V1 = 200V, V2 = 100V, V3 = 50V, V4 = 20V R1 R2 R3 R4 ICT V1 V2 RCT V3 V4 Hình 2-9b Điện trở tồn thang đo vị trí Rt = V4 20 = = 10 I CT 50.10 −6 R4 = Rt − RCT = 10 − 2.103 Ω Điện trở toàn thang đo vị trí V3 50 Rt = = = 10 I CT 50.10 − R3 = Rt – ( R4 + RCT ) 2 6 3 R3 = 10 − 10 − 2.10 + 2.10 = 10 5 Điện trở tồn thang đo vị trí V2 100 Rt = = = 10 I CT 50.10 −6 R2 = Rt – ( R4 + RCT + R3 ) 6 2 3 R2 = 2.10 − 10 − 2.10 + 2.10 + 10 = 10 5 Điện trở tồn thang đo vị trí V1: V1 200 Rt = = = 10 I CT 50.10 −6 R1 = Rt – ( R4 + RCT + R3 + R2 ) R1 = 4.106 − 2.106 − 2.103 + 2.103 + 106 + 10 = 2.106 Vônmét xoay chiều: Vônmét điện từ chỉnh lưu: Là dụng cụ phối hợp mạch chỉnh lưu cấu thị từ điện Khi dòng chiều thuận, diốt silic thường có độ sụt áp Đặc điểm vơnmét chỉnh lưu độ xác khơng thuận 0,7V diốt Gecmani có độ sụt áp cở 0,3V Khi cao ( cấp xác từ 1-1,5) thang đo khơng đặc dịng chiều ngược dịng nhỏ so với dịng thuận tính phi tuyến diốt, vơnmet chỉnh lưu chế tạo đo điện áp hình sin với hệ số hình dáng khd = 1,1 đo với tín hiệu khác sin gây nên sai số đo ... NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN I Khái niệm đo lường - Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo Kết đo lường (A) giá trị số, định nghĩa tỉ số đại lượng cần đo (X)... độ dụng cụ đo - PP đo gián tiếp : dùng vơn met đo điện áp rơi điện trở mẫu thông qua pp tính tốn ta dịng điện cần đo - PP so sánh : đo dòng điện cách so sánh dòng điện cần đo với dòng điện mẫu... Dùng Ohm kế đo điện trở Dùng Ampe kế đo cường độ dòng điện b Phép đo gián tiếp Phép đo gián tiếp cách đo mà kết đo suy từ phối hợp kết nhiều phép đo dùng cách đo trực tiếp Ví dụ: Để đo cơng suất