Untitled TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC ĐO LƯỜNG ĐIỆN NGHỀ SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số 216/QĐ CĐDK ngày[.]
TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: ĐO LƯỜNG ĐIỆN NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HĨA TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 216/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên 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 Đo lường điện môn học thiếu nhiều ngành học Điện cơng nghiệp, Điện tử, Tự động hóa Mơn học giúp người học biết cách đo đạc xác giá trị đại lượng điện sử dụng kĩ thuật thiết bị đo lường Ngoài quy trình điều khiển tự động bao gồm thiết bị đo lường nhằm đo đạc truyền tín hiệu đến khối để xử lí điều khiển Giáo trình đề cập đến vấn đề đo lường sai số, cấu đo, nguyên lí đo đại lượng điện, mạch đo, thiết bị đo Giáo trình biên soạn với cộng tác giáo viên giảng trường Cao Đẳng Dầu Khí Xin chân thành cám ơn giúp đỡ bạn đồng nghiệp, tác giả tài liệu mà tham khảo điều kiện thuận lợi trường Cao Đẳng Dầu Khí dành cho chúng tơi để giáo trình sớm mắt bạn đọc Chúng biên soạn giáo trình Đo lường điện gồm với nội dung sau: - Bài 1: Đại cương đo lường điện - Bài 2: Sử dụng cấu thị đo lường - Bài 3: Đo dòng điện điện áp - Bài 4: Đo điện trở - Bài 5: Đo điện dung điện cảm - Bài 6: Đo công suất điện Giáo trình Đo lường điện biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy giáo viên tài liệu học tập học viên Tuy cố gắng nhiều việc trình bàyvà nội dung giáo trình khó tránh khỏi sai sót nên chúng tơi mong ý kiến đóng góp quý đồng nghiệp, em học viên để lần tái sau hoàn thiện Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn Ninh Trọng Tuấn Lê Thị Thu Hường Nguyễn Xuân Thịnh MỤC LỤC BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 KHÁI NIỆM VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐO LƯỜNG 14 PHÂN LOẠI CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO LƯỜNG 14 CHỨC NĂNG VÀ ĐẶC TÍNH THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG 15 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯỜNG 15 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG: 16 SỰ CHUẨN HÓA TRONG ĐO LƯỜNG 16 TÍNH TỐN SAI SỐ VÀ CẤP CHÍNH XÁCCÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN KHI SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO 17 BÀI 2: SỬ DỤNG CÁC CƠ CẤU CHỈ THỊ TRONG ĐO LƯỜNG 22 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 CƠ CẤU TỪ ĐIỆN 23 CƠ CẤU ĐIỆN TỪ 26 CƠ CẤU ĐIỆN ĐỘNG 29 CƠ CẤU CẢM ỨNG 32 CƠ CẤU ĐO TĨNH ĐIỆN: 32 CƠ CẤU ĐO ĐIỆN TỬ: 33 BÀI 3: ĐO DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP 35 3.1 3.2 ĐO DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU (DC) VÀ XOAY CHIỀU (AC) 36 ĐO ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU (DC) VÀ XOAY CHIỀU (AC) 41 BÀI 4: ĐO ĐIỆN TRỞ 51 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 ĐO ĐIỆN TRỞ DÙNG PHƯƠNG PHÁP ĐO GIÁN TIẾP: 52 MẠCH ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG OHM KẾ: 54 CẦU WHEATSTONE ĐO ĐIỆN TRỞ 58 MEGOHM KẾ VÀ ỨNG DỤNG ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN 61 ĐO ĐIỆN TRỞ ĐẤT 63 BÀI 5: ĐO ĐIỆN DUNG VÀ ĐIỆN CẢM 68 5.1 5.2 ĐO ĐIỆN DUNG: 69 ĐO ĐIỆN CẢM: 72 BÀI 6: ĐO CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG 75 6.1 6.2 6.3 6.4 ĐO CÔNG SUẤT MỘT CHIỀU 76 ĐO CÔNG SUẤT XOAY CHIỀU: 78 ĐO HỆ SỐ CÔNG SUẤT: 89 ĐO ĐIỆN NĂNG: 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT k: Cấp xác dụng cụ đo Xm: Giá trị cực đại thang đo dụng cụ gọi giá trị định mức Xđm Xth: Sai số hệ thống Xht: Sai số hệ thống Xn: Sai số ngẫu nhiên x: Giá trị thực ɛ: Sai số tương đối : Sai số quy dẫn max: Sai số quy dẫn lớn F: Lực điện từ tác dụng lên cạnh khung dây [N] B: Độ cảm ứng từ khe hở khơng khí [T] l: Chiều dài tác dụng khung dây [m] b: Bề rộng khung dây [m] N: Số vòng dây [vòng] I: Cường độ dòng điện chạy qua khung dây [A] Kc: Hệ số cản lị xo : Góc lệch kim thị, hay góc xoắn lị xo KI: hệ số tỉ lệ dòng điện I: Dòng điện cần đo [A] Im: Dòng điện chạy qua cấu [A] IS: Dòng điện chạy qua điện trở shunt [A] n hệ số hiệu chỉnh dòng điện: Rp: Điện trở phụ mắc nối tiếp với cấu [] Rx: Điện trở cần đo [] R: Điện trở cân thang đo [] Cx: Điện dung tụ điện Lx: Điện cảm cuộn dây PL: Công suất tiêu thụ IA: Dòng điện chạy qua cuộn dòng [A] IV: Dòng điện chạy qua cuộn áp [A] Cw: Hằng số Watt kế PA: Công suất đo pha A cho Watt kế W1 [W] PB: Công suất đo pha B cho Watt kế W2 [W] PC: Công suất đo pha C cho Watt kế W3 [W] : Góc lệch pha điện áp U dịng điện I DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống đo lường 16 Hình 1: Cơ cấu đo từ điện 23 Hình 2: Phần động cấu từ điện 24 Hình 3: Cơ cấu điện từ loại dẹt 27 Hình 4: Cơ cấu điện từ loại tròn 27 Hình 5: Cơ cấu điện động 30 Hình 6: Cơ cấu cảm ứng 32 Hình 3.1: Mạch đo dịng điện dung điệntrở Shunt 36 Hình 3.2: Cơ cấu đo dùng điện trở shunt riêng biệt 37 Hình 3: Cơ cấu đo dùng điện trở Shunt vạn 37 Hình 3.4: Sơ đồ chỉnh lưu nửa chu kì 39 Hình 3.5: Sơ đồ chỉnh luu tồn kì 39 Hình 3.6: Sơ đồ chỉnh luu nửa chu kì dung diode điện trở 40 Hình 7: Sơ đồ mắc Volt kế vào mạch 41 Hình 8: Sơ đồ mạch đo volt kế 42 Hình 9: Cơ cấu đo dùng điện trở phụ riêng biệt 42 Hình 10: Cơ cấu đo dùng điện trở phụ vạn 43 Hình 11: Sơ đồ mạch đo điện áp xoay chiều sử dụng diode 43 Hình 12 Sơ đồ mạch đo điện áp xoay chiều sử dụng diode 44 Hình 13: Sơ đồ mạch đo điện áp xoay chiều sử dụng diode kết hợp điện trở 44 Hình 14: Sơ đồ mắc volt kế vào mạch đo 45 Hình 15: Đo điện áp chiều phương pháp biến trở 46 Hình 16: Sơ đồ định chuẩn cho Volt kế chiều 47 Hình 17: Sơ đồ định chuẩn cho Ampe kế chiều 47 Hình 18: Sơ đồ định chuẩn cho Volt kế xoay chiều 48 Hình 19: Sơ đồ định chuẩn cho Ampe kế xoay chiều 48 Hình 20: Sơ đồ khối 48 Hình 1: Cách mắc Volt kế trước Ampe kế 52 Hình 2: Cách mắc Ampe kế trước Volt kế 53 Hình 3: Đo điện trở dung phương pháp đo điện áp biến trở 53 Hình 4: Sơ đồ mạch đo điện trở 54 Hình 5: Sơ đồ mạch đo điện trở thực tế 55 Hình 6: Sơ đồ mạch mở rộng phạm vi đo xác sử dụng điện trở riêng biệt mắc song song với cấu 57 Hình 7: Sơ đồ đo điện trở cầu Wheatston cân 58 Hình 8: Sơ đồ đo điện trở cầu Wheatston không cân 60 Hình 9: Cấu tạo MegOhm kế 61 Hình 10: Đo điện trở trực tiếp 65 Hình 11: Sơ đồ mạch đo tương đương 65 Hình 12 Đo điện trở đất gián tiếp 66 Hình 1: Sơ đồ mạch đo điện dung 69 Hình 2: Đo tụ điện có điện trở rỉ 70 Hình 3: Sơ đồ mạch đo kiểm tra độ rỉ tụ ampe kế 70 Hình 4: Sơ đồ mạch đo kiểm tra độ rỉ tụ volt kế 71 Hình 5: Sơ đồ mạch đo kiểm tra độ rỉ tụ khơng phân cực tính volt kế 71 Hình 6: Sơ đồ mạch đo điện cảm 72 Hình 7: Mạch đo điện cảm có điện trở tổn hao cuộn dây 72 Hình 1: Volt kế mắc trước Ampe kế 76 Hình 2: Sơ đồ đo mắc volt kế sau Ampe kế 77 Hình 3: Sơ đồ đo công suất cuộn áp mắc trước cuộn dịng 78 Hình 4: Sơ đồ đo công suất cuộn áp mắc sau cuộn dịng 78 Hình 5: Đo gián tiếp công suất tải pha 79 Hình 6: Giản đồ vector 79 Hình 7: Mạch đo trực tiếp công suất tải pha 80 Hình 8: Kí hiệu watt kế pha 81 Hình 9: Watt kế pha phần tử 82 Hình 10: Watt kế pha phần tử 82 Hình 11: Watt kế pha 2,5 phần tử 82 Hình 12: Sơ đồ mạch đo công suất tải pha dây đối xứng 82 Hình 13: Sơ đồ mạch đo công suất tải pha dây bất đối xứng 83 Hình 14: Sơ đồ mạch đo dùng watt kế pha phẩn tử 83 Hình 15: Sơ đồ mạch đo công suất tải pha dây 84 Hình 16: Đo cơng suất phản kháng dung Watt kế, Volt kế, Ampe kế 85 Hình 17: Sơ đồ mạch chuyển Watt kế thành Var kế 86 Hình 18: Giản đồ vector 86 Hình 19: Sơ đồ nối mạch đo dùng VAR kế 87 Hình 20: Đo cơng suất phản kháng tải pha dây đối xứng 87 Hình 21: Giản đồ vector 88 Hình 22: Đo cơng suất phản kháng tải pha dây không đối xứng 88 Hình 23: Đo cơng suất phản kháng tải pha dây tải cân 89 Hình 24: Đo cơng suất phản kháng tải pha dây tải không cân 89 Hình 25: Đo cơng suất phản kháng tải pha Bằng Watt kế pha 89 Hình 26: Đo cosφ dùng Volt kế, Ampe kế Watt kế 90 Hình 27: Mạch đo cosφ dùng Volt kế 90 Hình 28: Giản đồ vector điện áp 90 Hình 29: Mạch đo cosφ dùng Ampe kế 91 Hình 30: Mạch đo cosφ dùng cosφ kế điện động 91 Hình 31: Mạch đo điện tải pha 92 Hình 32: Sơ đồ nguyên lý điện kế pha 93 Hình 33: Mạch đo điện dùng Watt kế pha phần tử 95 Hình 34: Mạch đo điện dùng Watt kế pha phần tử 96 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN Tên mơ đun: ĐO LƯỜNG ĐIỆN Mã mô đun: ELEI53110 Thời gian thực môn học: 60 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành: 29 giờ, kiểm tra: 03 giờ) Số tín chỉ: 03 Vị trí, tính chất mơ-đun: Vị trí: Là môn học thuộc môn học sở Bài trình đào tạo Mơn học dạy trước môn học, mô đun chuyên môn nghề sau mơn như: An tồn điện, mạch điện Tính chất: Mơn học trang bị kiến thức, kỹ đo lường thông số mạch điện … Mục tiêu mô-đun: Về kiến thức: Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc số dụng cụ đo điện thông dụng Hiểu cách đo thông số đại lượng điện mạch điện Về kỹ năng: - Đo thông số đại lượng mạch điện - Sử dụng loại máy đo thông dụng để đo thông số mạch điện - Về lực tự chủ trách nhiệm: Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận công việc; + Tuân thủ nghiêm túc quy định an toàn Chương trình mơ-đun: 5.1 Chương trình khung: Thời gian học tập (giờ) Trong STT Mã MH/MĐ I COMP64002 COMP62004 COMP62008 Tên môn học, mô đun Các mơn học chung bắt buộc Chính trị Pháp luật Giáo dục thể chất Số tín Tổng số Lý thuyết Thực hành/ thực tập/ thí nghiệm/ tập/ thảo luận Kiểm tra LT TH 23 465 180 260 17 2 75 30 60 41 18 29 10 51 0 Thời gian học tập (giờ) Trong STT Mã MH/MĐ COMP62010 COMP63006 FORL66001 SAEN52001 II II.1 12 AUTM52101 ELEI53154 AUTM53102 ELEI53011 ELEI53110 13 AUTM53006 14 AUTM53104 10 11 II.2 15 AUTM55005 16 AUTM55107 17 AUTM54108 18 AUTM54109 19 AUTM53110 20 AUTM52112 21 AUTM54113 22 23 AUTM55115 AUTM64125 24 AUTM63117 Tên môn học, mô đun Giáo dục quốc phòng An ninh Tin học Tiếng Anh An tồn vệ sinh lao động Các mơn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Môn học, mô đun sở An toàn TĐH Điện kỹ thuật Điện tử Khí cụ điện Đo lường điện Bản vẽ thiết bị đo lường Mạch logic số Môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Thiết bị đo lường Hiệu chuẩn thiết bị đo lường Lắp đặt hệ thống TĐH Lắp đặt hệ thống TĐH Cơ sở điều khiển trình Đấu nối dây Hệ thống điều khiển thủy lực - khí nén PLC Vi điều khiển Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) Số tín Tổng số Lý thuyết Thực hành/ thực tập/ thí nghiệm/ tập/ thảo luận Kiểm tra LT TH 75 36 35 2 75 120 15 42 58 72 2 30 23 79 1845 602 1170 43 30 20 375 196 159 15 3 3 45 60 60 45 60 14 28 28 28 28 29 29 29 14 29 2 1 1 45 42 3 60 28 29 59 1470 406 1011 28 25 90 56 29 120 28 87 90 28 58 2 90 28 58 2 60 28 29 2 45 14 29 1 90 28 58 2 120 90 28 28 87 58 2 90 28 58 2