Giáo trình kỹ thuật đo lường (nghề kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính trình độ trung cấp)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH Kỹ thuật đo lƣờng NGHỀ KỸ THUẬT SỬA CHỮA, LẮP RÁP MÁY TÍNH Trình độ trung cấp (Ban hành theo Quyết định số: 70/QĐ-CĐN ngày 11 tháng 01 năm 2019 Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang) Tên tác giả: Huỳnh Trung Hữu Năm ban hành: 2018 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 Môn học: Kỹ thuật đo lường môn học nhằm cung cấp kiến thức phương pháp đo lường điện tử, rèn luyện kỹ sử dụng thiết bị đo vào mục đích sửa chữa phần cứng môn học mô đun thuộc chuyên ngành Giáo trình viết với phương châm ngắn gọn, dễ hiểu, sát với thực tế giúp học viên nắm vững kiến thức thao tác hoàn chỉnh Rất mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! An Giang, ngày 09 tháng 01 năm 2018 Tham gia biên soạn Huỳnh Trung Hữu MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC CHƢƠNG TRÌNH MÔN HỌC .5 CHƢƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT ĐO LƢỜNG I KHÁI NIỆM Quá trình đo lƣờng Đo lƣờng học Kỹ thuật đo lƣờng…………………………………………………………….7 Các đặc trƣng kỹ thuật đo lƣờng……………………………………….7 II PHƢƠNG PHÁP ĐO DÒNG ĐIỆN Đo dòng điện DC Đo dòng điện AC 10 III PHƢƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN ÁP 11 Đo điện áp DC 11 Đo điện áp AC 11 IV PHƢƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN TRỞ 12 Đo trực tiếp 12 Đo gián tiếp 13 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 14 CHƢƠNG II: CÁC THIẾT BỊ ĐO 15 I MÁY ĐO V.O.M 15 Đo điện trở, tụ điện 17 Đo điện áp DC, AC 17 Cách đo dòng điện 18 II DAO ĐỘNG KÝ TIA 19 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 19 Tín hiệu quét ngang 20 3 Sơ đồ khối dao động ký 22 III DAO ĐỘNG KÝ TIA 22 Thiết lập chế độ hoạt động 22 Cách điều khiển dao động ký tia 23 Ứng dụng 26 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 27 DANH MỤC HÌNH ẢNH 28 THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 CHƢƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học : KỸ THUẬT ĐO LƢỜNG Mã môn học: MH 11 Thời gian thực môn học: 30 (Lý thuyết: 14 giờ, thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 12 giờ, kiểm tra: giờ) I.VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠN HỌC 1.Vị trí: Mơn học bố trí sau học sinh học xong môn học chung, trước mơn học/ mơ-đun đào tạo chun ngành 2.Tính chất: Là mơn học sở bắt buộc II.MỤC TIÊU CỦA MƠN HỌC 1.Về kiến thức: - Trình bày nguyên tắc hoạt động thiết bị đo - Sử dụng thiết bị đo phù hợp với yêu cầu đo lường khác 2.Về kỹ năng: - Sử dụng thành thạo thiết bị đo - Tránh thao tác sai đo lường 3.Về lực tự chủ trách nhiệm: - Vận dụng thiết bị đo để xác định linh kiện điện tử hỏng III.NỘI DUNG MÔN HỌC Thời gian (giờ) TT Tên chƣơng, mục Chương 1: Các khái niệm kỹ thuật đo lường I Các khái niệm Tổng Lý số thuyết 10 Thực hành, thí nghiệm, Kiểm thảo tra luận, tập 2 Quá trình đo lường Đo lường học Kỹ thuật đo lường Các đặc trưng kỹ thuật đo lường II Phương pháp đo dòng điện 1 Đo dòng điện DC Đo dòng điện AC III Phương pháp đo điện áp 1 Đo điện áp DC Đo điện áp AC IV Phương pháp đo điện trở Đo trực tiếp 1 Đo gián tiếp Chương 2: Các thiết bị đo 18 I Máy đo V.O.M 10 Cấu tạo VOM Các đại lượng đo VOM Đo điện trở, tụ điện Đo điện áp DC, AC Cách đo dòng điện II Dao động ký tia Cấu tạo nguyên lý hoạt động Tín hiệu quét ngang Sơ đồ khối dao động ký III Dao động ký tia Thiết lập chế độ hoạt động Cách điều khiển dao động ký tia Ứng dụng Ôn Tập 2 Cộng 30 14 12 CHƢƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT ĐO LƢỜNG Giới thiệu: Nắm vững khái niệm đo lường điện, phân tích chọn lựa phương pháp đo lường phù hợp với chủ thể cần đo vấn đề quan trọng, định bước để người học phân tích sửa chữa hư hỏng mạch điện cách xác nhanh chóng Mục tiêu: - Trình bày khái niệm kỹ thuật đo lường - Phân tích áp dụng phương pháp đo phù hợp Nội dung chính: I KHÁI NIỆM: Quá trình đo lƣờng: Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo Phương trình phép đo : Ax = X/X0 ta có X = A.X0 + Ax : Kết đại lượng cần đo + X : Đại lượng đo + X0 : Đơn vị đo Đo lƣờng học: Là ngành khoa học chuyên nghiên cứu phương pháp để đo đại lượng khác nhau, nghiên cứu mẫu đơn vị đo Kỹ thuật đo lƣờng: Là ngành kỹ thuật chuyên nghiên cứu áp dụng thành đo lường học vào phục vụ sản xuất đời sống Như trình đo lường cần phải quan tâm đến: đại lượng cần đo X (các tính chất nó), đơn vị đo XO phép tính tốn để xác định tỉ số (1.1) để có phương pháp xác định kết đo lường AX thỏa mãn yêu cầu Các đặc trƣng kỹ thuật đo lƣờng gồm: Các đại lượng yếu tố cần thiết thiếu kỹ thuật đo lường a Đại lƣợng đo hay cịn gọi tín hiệu đo: - Theo tính chất thay đổi tín hiệu đo: chia chúng thành loại đại lượng đo tiền định hay đại lượng đo ngẫu nhiên + Đại lượng đo tiền định: đại lượng biết trước quy luật thay đổi theo thời gian chúng, ( hay nhiều ) thông số chúng chưa biết nên cần phải đo Thường tín hiệu xoay chiều hình sin hay xung vuông, thông số cần đo biên độ, tần số, góc pha,… Ví dụ: cần phải đo độ lớn ( biên độ ) hình sin Hình I.1 : tín hiệu analog dạng hình sin có biên độ bước sóng + Đại lượng đo ngẫu nhiên: đại lượng đo có thay đổi theo thời gian khơng theo quy luật định Nếu ta lấy giá trị tín hiệu ta nhận đại lượng ngẫu nhiên - Trên thực tế đại lượng đo phần lớn ngẫu nhiên b Điều kiện đo: - Khi tiến hành phép đo phải tính đến ảnh hưởng mơi trường tự nhiên đến kết đo ngược lại Ví dụ: điều kiện nhiệt độ, áp suất, độ ẩm,… - Khi sử dụng dụng cụ đo phải không làm ảnh hường đến đối tượng đo Ví dụ: đo cường độ dịng điện dùng Ampe kế có điện trở nhỏ tốt, đo điện áp dùng Volt kế có điện trở lớn tốt c Đơn vị đo: - Mỗi quốc gia có tập quán sử dụng đơn vị đo khác - Hệ đơn vị đo lường quốc tế Si bao gồm đơn vị bản: Đơn vị chiều dài mét m Đơn vị khối lượng Kilogram kg Đơn vị thời gian Second s Đơn vị cường độ dòng điện Ampe A Đơn vị nhiệt độ Kelvin K Đơn vị cường độ sáng Candela Cd Đơn vị số lượng vật chất Mol mol - Các đơn vị dẫn xuất điện từ: Công suất Hiệu điện Điện dung Điện trở Cảm kháng ……………………… Oát Volt Fara Ohm Henry …………… W V F Ω H …… d Thiết bị phƣơng pháp đo: - Là thiết bị kỹ thuật dùng để biểu diễn tín hiệu mang thơng tin đo thành dạng tiện lợi cho người quan sát - Thiết bị đo gồm: thiết bị mẫu, chuyển đổi đo lường, dụng cụ đo lường, tổ hợp thiết bị đo lường thông tin đo lường - Phương pháp đo: biến đổi thẳng so sánh e Ngƣời quan sát: Là người thực đo đạc người quan sát kết đo Yêu cầu phải nắm phương pháp đo, sử dụng thiết bị đo, kiểm tra điều kiện đo mức cho phép, đọc kết đo xác f Kết đo: Có thể đọc trực tiếp thiết bị đo, áp dụng phương pháp sai số cho thiết bị đo để có kết đo xác II PHƢƠNG PHÁP ĐO DÒNG ĐIỆN: - Người ta sử dụng số cấu thị điện để chế tạo Amper mét đo cho mạch điện chiều DC mạch điện xoay chiều AC + Amper mét từ điện: Chế tạo dựa cấu thị từ điện, có đặc điểm nhạy, tiêu thụ lượng nên thường dùng để chế tạo Amper mét có cấp độ xác từ 0.5 – 1.7 Khi nhiệt độ thay đổi làm cho điện trở Amper mét thay đổi dẫn đến sai số Để giảm sai số người ta dùng phương pháp bù nhiệt, tức dùng nhiệt điện trở có nhiệt điện trở âm mắc nối tiếp mạch Amper mét, làm cho điện trở Amper mét không thay đổi theo nhiệt độ Amper mét từ điện đo dòng điện chiều DC + Amper mét điện từ: chế tạo dựa cấu thị điện từ, có độ xác thấp nên thường sử dụng phổ biến rộng rãi Có thể đo dịng điện DC AC chủ yếu AC Loại có nhiều loại nguyên lý làm việc nhau, khác hình thức số vịng dây tiết diện cuộn dây phần tĩnh Đo dòng điện DC: - Dùng Amper mét từ điện mắc thêm điện trở Sun (Rs) : Amper mét từ điện có khung dây đồng kích thước nhỏ từ 0.02  0.04 mm đo dòng điện chạy qua khung dây thơng thường ≤ 0.02  0.04 mA, muốn đo dòng điện lớn phải mắc thêm điện trở Sun ( Shunt = rẽ nhánh ) Is Rs I I0 R0 Hình I.2.1: Dùng Amper mét DC mắc điện trở Sun Ta gọi : I dòng điện cần đo, I0 dòng điện qua cấu đo, Is dòng điện qua điện trở Sun, R0 điện trờ cấu đo, ta có : I = I0 + Is (*) I Rs R   Is  I0 R R  R s I I s I 10   I K A Rs   Thay vào (*) ta có : Với KA = + R0 , gọi hệ số phân dòng Amper mét Rs Khi biết R0, dịng điện định mức lệch tồn thang đo In, dịng cần đo I, ta tính được: KA  R0 I  Rs  In KA 1 - Một Amper mét DC có nhiều giới hạn đo, thay đổi giới hạn đo cách thay đổi giá trị R - Có thể dùng phương pháp khác để đo : đo từ trường xung quanh dây dẫn; đo dòng điện DC lớn biến dòng DC, ưu điểm phương pháp đảm bảo an toàn cho người sử dụng, thay đổi thang đo dễ dàng cách thay đổi số lượng vòng dây Đo dịng điện AC: - Dùng Amper mét điện từ, có phương pháp : + Phương pháp chia nhỏ cuộn dây : Người ta khơng dùng điện trở Sun cồng kềnh, đắt tiền, thông thường cuộn dây tĩnh cấu tạo từ nhiều phân đoạn có số vịng nhau, thay đổi giới hạn đo cách đổi nối phân đoạn theo kiểu song song nối tiếp, nhiên phải đảm bảo suất từ động tổng thiết bị số W I W W W W W W W W W W W 2I 4I Hình I.2.2: Phương pháp chia nhỏ cuộn dây + Phương pháp dùng biến dòng điện TI : biến áp đặc biệt có cuộn sơ cấp vòng cho dòng phụ tải trực tiếp chạy qua Cuộn thứ cấp quấn nhiều vòng, dây nhỏ nối kín mạch với Amper mét I1 W1 TI W2 I2 10 A Đo gián tiếp : a Bằng Amper mét Volt mét: + A A + Hình I.4.2 : Ohm mét song song U Rx V - U Rx V a, b, Hình I.4.3 : Đo Amper mét Volt mét - Hình a dùng để đo điện trở lớn, hình b dùng để đo điện trở nhỏ b Bằng phƣơng pháp so sánh với điện trở mẫu: U R0 U U0 Ux V a, Rx R0 Rx A b, Hình I.4.4 : Đo phương pháp so sánh - Hình a: Điện trở đo điện trở mẫu mắc nối tiếp - Hình b: Điện trở đo điện trở mẫu mắc song song 13 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG Câu : Trình bày khái niệm kỹ thuật đo lường ? Câu : Trình bày đặc trưng kĩ thuật đo lường ? Câu : Hãy nêu phương pháp thiết bị dùng để đo dòng điện DC ? Câu : Hãy nêu phương pháp thiết bị dùng để đo dòng điện AC ? Câu : Hãy nêu phương pháp thiết bị dùng để đo điện áp DC ? Câu : Hãy nêu phương pháp thiết bị dùng để đo điện áp AC ? Câu : Hãy nêu phương pháp thiết bị dùng để đo điện trở ? 14 CHƢƠNG II : CÁC THIẾT BỊ ĐO Giới thiệu: Sử dụng thiết bị dùng để đo lường mạch điện cách thục xác vấn đề quan trọng người làm cơng việc sửa chữa mạch điện, giúp cho trình sửa chữa hư hỏng mạch điện cách xác nhanh chóng Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo nguyên tắc làm việc thiết bị đo VOM, dao động ký tia tia - Sử dụng thiết bị đo cách xác để sửa chữa hư hỏng mạch điện Nội dung chính: I MÁY ĐO VOM ( VOLT – OHM METRE ): Cấu tạo VOM : a Cấu tạo bên ngồi Hình II.1.1: Cấu tạo đồng hồ VOM b Một số kí hiệu sử dụng VOM: 1- Kim thị 2- Vít điều chỉnh điểm tĩnh 3- Đầu đo điện áp xoay chiều 4- Đầu đo dương (+), P (Bán dẫn dương) 5- Đầu đo chung (Com), N (Bán dẫn âm) 6- Vỏ trước 7- Mặt thị 8- Mặt kính 9- Vỏ sau 10- Nút điều chỉnh 0Ω (0Ω ADJ) 11- Chuyển mạch chọn thang đo 15 12- Đầu đo dòng điện xoay chiều 15A - Trên đồng hồ vạn kim hiển thị có số kí hiệu sau: · Nội trở đồng hồ: 20 KΩ /VDC 9KΩ/VDC · Kí hiệu đo dịng xoay chiều chiều · Phương đặt đồng hồ: o ┌┐ →: Phương đặt nằm ngang o ┴ ↑: Phương đặt thẳng đứng o Ð : Phương đặt xiên góc (thường 450) · Điện áp thử cách điện: KV · Bảo vệ cầu chì diode · DC.V (Direct Current Voltage): Thang đo điện áp chiều · AC.V (Alternating Current Voltage): Thang đo điện áp xoay chiều · DC.A (Direct Current Ampe): Thang đo dòng điện chiều · AC.A (Alternating Current Ampe): Thang đo dòng điện xoay chiều · Ω: Thang đo điện trở · 0Ω ADJ (0Ω Adjust): Chỉnh không ôm (chỉnh điểm không động) · COM (Common): Đầu chung, cắm que đo màu đen · + : Đầu đo dương · OUTPUT cắm que đo màu đỏ trường hợp đo điện áp xoay chiều · AC15A cắm que đo màu đỏ trường hợp đo dòng xoay chiều lớn cỡ A c Cung chia độ: - (A) Là cung chia thang đo điện trở Ω : Dùng để đọc giá trị sử dụng thang đo điện trở Cung chia độ thang đo Ω có giá trị lớn bên trái nhỏ bên phải (ngược lại với tất cung lại) - (B) Là mặt gương: Dùng để giảm thiểu sai số đọc kết quả, đọc kết hướng nhìn phải vng góc với mặt gương – tức kim thị phải che khuất bóng gương - (C) Là cung chia độ thang đo điện áp: Dùng để đọc giá trị đo điện áp chiều thang đo điện áp xoay chiều 50V trở lên Cung có vạch chia độ là: 250V; 50V; 10V Hình II.1.2: Các cung chia độ mặt VOM 16 - (D) Là cung chia độ điện áp xoay chiều 10V: Trong trường hợp đo điện áp xoay chiều thấp khơng đọc giá trị cung C Vì thang đo điện áp xoay chiều dùng diode bán dẫn chỉnh lưu nên có sụt áp diode gây sai số - (E) Là cung chia độ dòng điện xoay chiều tới 15A - (F) Là cung chia độ đo hệ số khuếch đại dòng chiều transistor hfe - (G, H) Là cung chia độ kiểm tra dòng điện điện áp tải đầu cuối - (I) Là cung chia độ thang đo kiểm tra dB: Dùng để đo đầu tín hiệu tần số thấp âm tần mạch xoay chiều Thang đo sử dụng để độ khuếch đại độ suy giảm tỷ số đầu vào đầu mạch khuếch đại truyền đạt tín hiệu theo đơn vị đề xi ben Các đại lƣợng đo đƣợc VOM: a Các đại lƣợngcơ bản: V – A – Ω Hình II.1.3: Các thang đo mặt VOM [1] DC.V: đo điện áp xoay chiều có thang đo, từ 0,1V đến 1000V [2] DC.mA: Đo dòng điện chiều, có thang đo, từ 50mA đến 250mA [3] AC.V: Đo điện áp xoay chiều, có thang đo, từ 10V đến 1000V [4] AC 15A: Đo dòng điện xoay chiều đến 15A [5] Ω: Đo điện trở, có thang đo, từ X1Ω đến X 10kΩ b Các đại lƣợng khác: Ngoài đại lượng V – A – Ω, đồng hồ vạn đo số đại lượng khác như: [6] (22dB): Đo dB mạch khuếch đại tín hiệu xoay chiều tần số thấp (âm tần) [7] Chức khác thang đo Ω [150mA, 15mA, 140mA]: Đo dòng dò transistor, dòng qua tiếp giáp P-N, điện áp đặt tiếp giáp [hFE]: Đo hệ số khuếch đại dòng tĩnh transistor Đo điện trở, tụ điện : a Đo điện trở : - Để đo trị số điện trở ta thực theo bước sau :  Bước : Để thang đồng hồ thang đo điện trở, điện trở nhỏ để thang x1 ohm x10 ohm, điện trở lớn để thang x1 Kohm x10 Kohm => sau chập hai que đo chỉnh triết áo để kim đồng hồ báo vị trí ohm 17 Bước : Chuẩn bị đo  Bước : Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số thang đo, giá trị đo = số thang đo X thang đo  Ví dụ : để thang x 100 ohm số báo 27 giá trị = 100 x 27 = 2700 ohm = 2,7 K ohm  Bước : Nếu ta để thang đo cao kim lên chút, đọc trị số khơng xác  Bước : Nếu ta để thang đo thấp, kim lên nhiều, đọc trị số không xác Lưu ý: Khi đo điện trở ta chọn thang đo cho kim báo gần vị trí vạch số cho độ xác cao b Đo tụ điện : - Ta dùng thang điện trở để kiểm tra độ phóng nạp hư hỏng tụ điện Khi đo tụ điện, tụ gốm ta dùng thang đo x1K ohm 10K ohm, tụ hoá ta dùng thang x ohm x 10 ohm  Tụ điện tốt => kim phóng nạp ta đo  Tụ điện bị dị => lên kim khơng trở vị trí cũ  Tụ điện bị chập => kim đồng hồ lên = ohm không trở Lưu ý: tụ hố bị dị chập mà chủ yếu bị khô ( giảm điện dung), đo tụ hố để biết xác mức độ hỏng tụ ta cần đo so sánh với tụ có điện dung Khi đo tụ phóng nạp, ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ phóng nạp Đo điện áp AC, DC: a Đo điện áp AC: Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo thang AC, để thang AC cao điện áp cần đo nấc Ví dụ đo điện áp AC220V ta để thang AC 250V, ta để thang thấp điện áp cần đo đồng hồ báo kịch kim, để thang q cao kim báo thiếu xác Lưu ý : Tuyết đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện đo vào điện áp xoay chiều, nhầm đồng hồ bị hỏng Nếu để thang đo áp DC mà đo vào nguồn AC kim đồng hồ khơng báo, đồng hồ không ảnh hưởng b Đo điện áp DC: Khi đo điện áp chiều DC, chuyển thang đo thang DC, đo đặt que đỏ vào cực dương (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn, để thang đo cao điện áp cần đo nấc Ví dụ đo áp DC 110V ta để thang DC 250V, trường hợp để thang đo thấp điện áp cần đo => kim báo kịch kim, trường hợp để thang cao => kim báo thiếu xác * Trường hợp để sai thang đo: Nếu ta để sai thang đo, đo áp chiều ta để đồng hồ thang xoay chiều đồng hồ báo sai, thông thường giá trị báo sai cao gấp lần giá trị thực điện áp DC, nhiên đồng hồ không bị hỏng * Trường hợp để nhầm thang đo: Tuyệt đối không để nhầm đồng hồ vào thang đo dòng điện thang đo điện trở ta đo điện áp chiều (DC), nhầm đồng hồ bị hỏng Cách đo dòng điện:  18 - Có hai cách đo: a Dùng thang đo dòng: Để đo dòng điện đồng hồ VOM, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu thụ ý đo dòng điện nhỏ giá trị thang đo cho phép, ta thực theo bước sau:  Bước : Đặt đồng hồ vào thang đo dòng cao  Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ chiều dương, que đen chiều âm  Nếu kim lên thấp giảm thang đo  Nếu kim lên kịch kim tăng thang đo, thang đo để thang cao đồng hồ khơng đo dịng điện  Chỉ số kim báo cho ta biết giá trị dòng điện b Dùng thang đo áp DC: Ta đo dịng điện qua tải cách đo sụt áp điện trở hạn dòng mắc nối với tải, điện áp đo chia cho giá trị trở hạn dòng cho biết giá trị dòng điện, phương pháp đo dịng điện lớn khả cho phép đồng hồ đồng hồ cũmg an toàn II DAO ĐỘNG KÝ TIA: Cấu tạo nguyên lý hoạt động: a Cấu tạo : - Dao động ký ( Oscilosope ) gồm ống phóng tia điện tử, mạch điện tử để điều khiển đưa tín hiệu vào Dao động ký sử dụng để quan sát đo thơng số tín hiệu Hình II.2.1: Cấu tạo ống phóng tia điện tử Ống phóng tia điện tử CRT ( Cathode Ray Tube): 19 - Tim đèn dùng để đốt nóng cathode CRT, điện đốt tim đèn 6,3 VAC - Cathode K: bề mặt có phủ lớp oxit kim loại tiếp thu nhiệt xạ điện tử ( tượng phát xạ ) - Lưới điều khiển: Có dạng ly Nikel, có lỗ cho chùm điện tử qua, lưới điện tử bao quanh Cathode Điện phân cực Cathode lưới tạo điện trường điều khiển số điện tử phép khỏi lưới Khi điện lưới Cathode âm số điện tử ít, điện đạt đến trạng thái ngưng dẫn chùm tia điện tử khơng khỏi lưới - Bản cực gia tốc A1 : làm tăng gia tốc cho chùm tia điện tử, cực có dạng hình trụ, đầu hở hướng chùm tia điện tử vào, đầu kín chừa lỗ nhỏ tâm cho chùm tia điện tử tập trung lại qua - Lăng kính A2, A3: Phối hợp với cực A1 tạo thành hệ thống thấu kính điện tử Do phân cực điện áp khác A1, A2 A2, A3 hình thành lực tĩnh điện tác động vào đường đẳng thế, phân áp thay đổi làm đường đẳng thay đổi tạo độ hội tụ chùm tia điện tử thay đổi - Bản lệch dọc ngang: chùm tia qua lệch dọc ngang, điện trường hai lái chùm tia lệch theo chiều dọc chiều ngang lực tĩnh điện, độ lệch phụ thuộc vào điện áp hai cực Giữa hai cực lệch dọc ngang có chắn nối mass để ngăn cách ảnh hưởng điện trường hai lệch dọc ngang - Màn hình huỳnh quang: mặt ảnh ống CRT phủ lớp phát quang, tùy theo vật liệu lớp phát quang mà tia sáng phát chùm tia điện tử đập vào hình có màu khác Ví dụ: Zn2SiO4 Mn cho màu xanh lá, muối Sulfuric cadnium cho màu vàng - Lớp than chì xung quanh ống cạnh hình thu nhận điện tử phát xạ thứ cấp ( điện tử đập vào ảnh dội trở lại ) điện âm khơng tích tụ lại hình - Điện áp phân cực cho Anode có trị số lớn khoảng vài KV nhằm tăng tốc cho chùm tia điện tử đập mạnh vào hình huỳnh quang - Các vịng điện trở hình xốy ốc bên ngồi nối mass làm cho điện tích tụ, điện tường lớn Cathode Anode bị trung hịa điện tích - Các điện trở điều chỉnh R1 để điều chỉnh độ sáng, R2 để điều chỉnh tiêu cự điểm sáng Điện áp A2 lớn gấp 4-6 lần A1 - Nguồn cung cấp tạo điện áp DC Anode khoảng vài KV cho lưới, Cathode, cực gia tốc, mạch DC lại b Nguyên lý hoạt động: - Ống phóng CRT bóng thủy tinh bên hút chân không Các chùm electron từ Cathode K bay hướng Anode (A1, A2, A3) làm tăng tốc độ chùm tia hướng mặt hình huỳnh quang Chùm electron chạm vào phát sáng người quan sát thấy điểm sáng - Điện cực điều khiển G có điện âm so với K làm cho chùm tia hội tụ - Nếu đặt tín hiệu AC vào hai cực Y chùm electron chuyển động lên xuống nhìn thấy hình đường thẳng đứng 20 - Nếu đặt tín hiệu AC vào hai cực X chùm electron chuyển động lên xuống nhìn thấy hình đường nằm ngang - Nếu đặt lúc tín hiệu AC vào X,Y thấy hình đường cong khép kín Hình dáng phụ thuộc vào độ lệch pha tỉ số tần số hai tín hiệu - Điện áp cần đo đưa vào cực Y, cực X đưa tín hiệu quét tùy thuộc vào mục đích phép đo Tín hiệu quét ngang: Hình II.2.2 : Tín hiệu qt ngang - Chùm electron xê dịch theo chiều thẳng đứng phụ thuộc vào thay đổi tín hiệu vào Nếu khơng có tác động kéo ngang ta thấy vạch đường thẳng - Để kéo tín hiệu nằm ngang, người ta sử dụng tín hiệu tạo gốc thời gian đặt vào hai cực X gọi tín hiệu qt ngang, có dạng xung hình cưa Nếu tần số tín hiệu qt nhỏ n lần tần số tín hiệu cần quan sát có n chu kỳ tín hiệu quan sát - Nếu tỉ số tần số bội số hai số ngun hình xuất đường cong đứng yên Ngược lại đường cong chuyển động không quan sát Vì cần phải có đồng tín hiều vào tín hiệu quét Để đạt đồng ta điều chỉnh tần số quét núm chỉnh TIME/DIV hình ảnh đứng yên hình 21 Sơ đồ khối dao động ký: Hình II.2.3 : Sơ đồ khối dao động ký tia - Tín hiệu Y đưa vào qua phân áp vào đến khuếch đại Y ( KĐ Y ) đưa thẳng hai cực Y ( tín hiệu đủ lớn không cần khuếch đại ) - Cách đồng trong: tín hiệu từ KĐ Y đưa qua mạch đồng để kích thích máy phát xung cưa ( máy phát quét ) sau qua khếch đại X đưa vào cực X Mặc khác đưa trực tiếp tín hiệu X vào khuếch đại X nối vào cực X qua công tắc B3 - Nếu muốn đồng ngồi qua khóa B2: tín hiệu đưa thẳng vào mạch đồng để kích thích máy phát xung cưa III DAO ĐỘNG KÝ HAI TIA: Thiết lập chế độ hoạt động: Cấu tạo dao động ký hai tia gần giống dao động ký tia Trong dao động ký hai tia tạo hai tia hai cách: + Dùng chung nguồn: dùng chùm tia điện tử từ nguồn phát chung việc điều khiển tia lái hai tia tín hiệu hai cực A B + Dùng hai Hình II.3.1 : Dùng chung nguồn 22 nguồn phát riêng biệt: việc điều khiển hai tia hoàn toàn độc lập Chỉ có phận chung cho hai tia cực X phía cực A B Cách điều khiển dao động ký tia: Dao động ký Model GOS-652G Hình II.3.2: Hai nguồn phát riêng biệt Vị trí tên núm [POWER] [ILLUM] [“ON” Led] [INTENSITY] [TRACE ROT] [FOCUS] [GND] [CAL 2VP-P] [BEAM FIND] [ POSITION] 10 [VOLTS/DIV] STT Chức - Mở / tắt nguồn - Thay đổi độ chiếu sáng hình - Đèn Led sáng nút Power bật - Điều chỉnh cường độ sáng tia sáng hình hiển thị - Điều chỉnh tia sáng nằm ngang hình - Điều chỉnh độ sắc nét cho tia sáng - Nối đất vỏ máy - Cho tín hiệu sóng vng, tần số KHz, tiện ích cho hiệu chỉnh tần số đầu dò hay kiểm tra độ lợi mạch khuếch đại - Ấn vào đề dị tìm tia sáng đưa tia sáng trung tâm hình - Điều chỉnh vị trí tia sáng theo trục đứng hình - Cơng tắc suy giảm cho biết điện áp đỉnh-đỉnh ngõ vào tương ứng với độ chia ( 23 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 cm ) tọa độ hình [VAR PULL x5 - Khi núm vị trí kéo ngồi, độ nhạy MAG] khuếch đại cột dọc tăng lên lần [AC-GND-DC] - Công tắc có vị trí [AC] - Tín hiệu ngõ vào AC, DC bị chốt lại [GND] - Cách ly mạch ngõ vào nối đất [DC] - Sử dụng hai thành phần AC DC [VERT MODE]: - Cơng tắc có vị trí: - Hiển thị tia sáng kênh A [CHA] [CHB] - Hiển thị tia sáng kênh B [DUAL] - Hiển thị hai kênh A B [ADD] - Hiển thị tổng đại số hai kênh [TRIG LEVEL] - Điều chỉnh cho tín hiệu ổn định [COUPLING] - Chọn chế độ kích [AUTO] - Tia sáng chạy tự chưa có chế độ kích đầy đủ [NORM] - Đối với mạch kích bình thường, khơng có tia qt xuất tín hiệu kích khơng gặp biên độ [TRIG LEVEL] ấn định độ dốc [TV-V] - Loại bỏ tín hiệu DC tín hiệu đồng tần số cao tín hiệu hình ảnh kết hợp [TV-H] - Loại bỏ tín hiệu DC tín hiệu đồng tần số thấp tín hiệu hình ảnh kết hợp [SOURCE] - Chọn tín hiệu nguồn kích sau: [CHA] - Tín hiệu kênh A [CHB] - Tín hiệu kênh B [LINE] - Tần số tín hiệu xoay chiều - Tín hiệu áp dụng cho phần nối vào [exit trig] [EXIT] từ [HOLD - OFF] - Điều chỉnh sóng cần đo dạng phức tạp Nút thường kết hợp nút TRIG LEVEL giúp sóng đứng yên [FULL CHOP] - Khi núm kéo phía ngồi, dao động ký hiển thị hai tia bị phần lúc quét ( đóng- mở cho hiển thị hai tia ) Hầu hết sử dụng tần số quét thấp [EXIT TRIG] - Kết nối với tín hiệu kích bên đưa đến cổng giao tiếp Để sử dụng trước tiên đặt cơng tắc SOURCE đến vị trí EXT [POSITION] - Đẩy tia sáng nằm ngang hình ống Cathode, sử dụng chế độ X-Y [PULL X10 - Khi núm kéo ngoài, tia sáng trải MAG] với hệ số nhân 10 lần - Núm chọn mức thời gian cho chùm tia để [TIME/DIV] quét độ chia chuẩn định (1cm) 24 hình - Điều chỉnh liên tục thời gian quét vùng [VAR] chọn vùng thấp kế bên Chu kỳ 21 quét chuẩn định cách xoay núm CAR tới vị trí CARd - Khi cơng tắc đẩy vào trong, công tắc [X-Y] SOURCE tới vị trí CHA, cơng tắc VERT 22 MODE đặt CHB, máy hoạt động dao động ký hai tia X-Y a Quan sát dạng sóng tín hiệu kênh: - Đưa tín hiệu vào kênh A hay kênh B, lưu ý phân biệt ngõ vào ngõ mass - Chọn VERT MODE A hay B tùy kênh đưa vào - Chỉnh Input Select GND chỉnh vị trí tia sáng nằm hình nút POS Chỉnh nút Input select AC hay DC tùy vào mục đích quan sát tín hiệu - Chỉnh nút VOLT/DIV TIME/DIV để tín hiệu đầy đủ hình Biên độ tín hiệu = số * giá trị nút VOLT/DIV Chu kỳ tín hiệu = số * giá trị nút TIME/DIV b Quan sát hai tín hiệu đồng thời: - Đưa hai tín hiệu mass vào hai kênh CHA CHB - Chỉnh VERT MODE vị trí DUAL - Chỉnh Input select kênh, VOLT/DIV TIME/DIV kênh cho dễ quan sát tín hiệu c Đo góc lệch pha hai tín hiệu: - Đưa hai tín hiệu chu kỳ tần số vào kênh CHA CHB - Chỉnh VERT MODE vị trí DUAL - Góc lệch pha tính theo công thức: Ứng dụng: - Quan sát kiểm tra tín hiệu mạch số - Đo biên độ tín hiệu Hình II.3.3 : Đo lệch pha hai tín hiệu - Đo tần số, chu kỳ tín hiệu - So sánh hai tín hiệu - Và số ứng dụng khác 25 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG Câu : Hãy nêu cấu tạo nguyên lý hoạt động dao động ký tia ? Câu : Hãy nêu vai trị tín hiệu qt ngang dao động ký tia ? Câu : Hãy nêu cấu tạo nguyên lý hoạt động dao động ký hai tia ? Câu : Hãy nêu ứng dụng dao động ký đo lường ? Câu : Hãy nêu cách thức cân chỉnh sử dụng dao động ký để quan sát đo lường tín hiệu ? Câu : Trình bày cấu tạo bên ngồi bên đồng hồ VOM ? Câu : Trình bày bước đo đọc giá trị điện trở đồng hồ VOM ? Câu 8: Trình bày phương pháp đo kiểm tra phẩm chất tụ điện đồng hồ VOM ? Câu 9: Trình bày cách đo điện áp AC, điện áp DC đồng hồ VOM ? Câu 10: Trình bày phương pháp đo dịng điện đồng hồ VOM ? 26 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình I.1 : Tín hiệu analog dạng hình sin có biên độ bước sóng Hình I.2.1: Dùng Amper mét DC mắc điện trở Sun Hình I.2.2: Phương pháp chia nhỏ cuộn dây Hình I.2.3: Sơ đồ dùng biến dịng TI đo dịng điện Hình I.3.1: Cơ cấu đo từ điện Hình I.3.2: Cơ cấu đo điện từ Hình I.4.1 : Ohm mét nối tiếp Hình I.4.2 : Ohm mét song song Hình I.4.3 : Đo Amper mét Volt mét Hình I.4.4 : Đo phương pháp so sánh Hình II.1.1: Cấu tạo đồng hồ VOM Hình II.1.2: Các cung chia độ mặt VOM Hình II.1.3: Các thang đo mặt VOM Hình II.2.1: Cấu tạo ống phóng tia điện tử Hình II.2.2 : Tín hiệu qt ngang Hình II.2.3 : Sơ đồ khối dao động ký tia Hình II.3.1 : Dao động ký hai tia dùng chung nguồn Hình II.3.2: Dao động ký hai tia dùng hai nguồn phát riêng biệt Hình II.3.3 : Đo lệch pha hai tín hiệu THUẬT NGỮ CHUN MƠN - AC: Alternating Current : điện xoay chiều - DC: Alternating Current: điện chiều - Volt mét: Thiết bị đo điện áp, đơn vị đo Vôn (V) - Amper mét: Thiết bị đo dòng điện, đơn vị đo Ampe (A) - Cathode K: Cực âm ống phóng điện tử - Anode A: Cực dương ống phóng điện tử - CRT: Cathode Ray Tube : ống phóng tia điện tử âm cực - VOM: Volt Ohm Metre: đồng hồ kim đo dòng điện, điện áp - Oscilocope: dao động ký - R ( Resistor ): điện trở - C ( Capacitor ): tụ điện TÀI LIỆU THAM KHẢO Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý – Tác giả Phạm Thượng Hàn – NXB Giáo dục Hà Nội 1996 Kỹ thuật đo – Tác giả Nguyễn Ngọc Tân – NXB KHKT Hà Nội 1998 website : www.daynghetructuyen.com.vn 27 ... Quá trình đo lường Đo lường học Kỹ thuật đo lường Các đặc trưng kỹ thuật đo lường II Phương pháp đo dòng điện 1 Đo dòng điện DC Đo dòng điện AC III Phương pháp đo điện áp 1 Đo điện áp DC Đo điện... kiến thức: - Trình bày nguyên tắc hoạt động thiết bị đo - Sử dụng thiết bị đo phù hợp với yêu cầu đo lường khác 2.Về kỹ năng: - Sử dụng thành thạo thiết bị đo - Tránh thao tác sai đo lường 3.Về... tiêu: - Trình bày khái niệm kỹ thuật đo lường - Phân tích áp dụng phương pháp đo phù hợp Nội dung chính: I KHÁI NIỆM: Q trình đo lƣờng: Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để