KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG ĐIỆN-ĐIỆN pptx

03/26/14 1 VOV-VTV-VTC KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG ĐIỆN-ĐIỆN TỬ. HỆ CĐ-ĐTPTTH &CĐ-ĐTVT. BIÊN SOẠN :THS CÙ VĂN THANH. 03/26/14 2 TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC 1.NỘI DUNG: Chương 1: Cơ sở lý thuyết đo lường điện tử Chương 2: Máy hiện sóng Osiloscope Chương 3: Đo các đại lượng điện& thông số của tín hiệu Chương 4 : Sử dụng một số thiết bị đo thông dụng. 2.MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Mục đích:- Trang bị cho sinh viên về sai số trong đo lường, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của một số thiết bị đo tương tự, đo số - Trang bị cho sinh viên kiến thức về cấu tạo, hoạt động các thiết bị đo thông số của mạch điện, thông số của tín hiệu, quan sát dạng tín hiệu. Yêu cầu: Nắm vững lý thuyết về môn cấu kiện điện tử, và vật lý đại cương. Sau khi học song sinh viên phải nắm được kiến thức cơ bản về kỹ thuật đo lường, các thiết bị và phương pháp đo lường điện tử. Có sự so sánh giữa các phương pháp đo. 3.PHÂN BỐ THỜI GIAN: Số tiết: 45 Lý thuyết: 45 Số ĐVHT: 3 Bài tập: 5 4.TÀI LIỆU THAM KHẢO. Cơ sở kỹ thuật đo lường điện tử ; NXB Khoa học và kỹ thuật. Đo lường điện - vô tuyến điện; Học viện kỹ thuật quân sự. 03/26/14 3 CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG. 1.1.KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG. 1.1.1 Định nghĩa về đo lường: Đo là so sánh giữa hai đại lượng: Đại lượng cần đo với đại lượng mẫu của phép đo. Nếu gọi X là đại lượng cần đo , A là giá trị của phép đo, Xo là đại lượng mẫu của phép đo. Ta có: X= A.Xo. VD1: X= 10.m; có nghĩa X là đại lượng chiều dài cần đo, 10 là giá trị của phép đo, m là vật mẫu để đo có đơn vị là mét(m). Vd2: X= 1500.Kw; có nghĩa X là đại lượng công suất điện cần đo,1500là giá trị của phép đo, kw là đơn vị mẫu của phép đo. Vd3: X= 220.v ±5v; có nghĩa X là đại lượng điện áp cần đo, , đơn vị mẫu là vôn(v), sai số gặp phải là ±5v. Trong phép đo tồn tại sai số. 03/26/14 4 CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG. 1.1.KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG. 1.1.2.Các đại lượng đo và đơn vị đo. ĐL cơ bản Độ dài Khối lượng Thời gian Dòng điện Nhiệt độ Tên đơn vị Met Kilogam Giây Ampe Kelvin m kg S A k ĐL cơ Năng lượng & công Lực Công suất Năng lượng Jun Niutôn Watt Watt giây J N W Ws ĐL điện. Điện áp, thế điện động. Cường độ điện trường Điện dung Điện trở Điện trở riêng Hệ số điện môi tuyệt đối. Culong Von Von/met Fara Om Om met Fara/met C V V/met F W Wm F/m 03/26/14 5 CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG. 1.1.KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG. 1.1.3.Các bội và ước số hay dùng trong đơn vị đo lường. Tên cua tiep đau ngư Gia trị ươc so Kí hieäu Tên cua tiep đau ngư Gia trị ươc so Kí hieu Pico Nano Micro Mili Centi Dexi 10 -12 10 -9 10 -6 10 -3 10 -2 10 -1 P n µ m c d Deca Hecto Kilo Mega Giga Tera 10 1 10 2 10 3 10 6 10 9 10 12 de h K M G T 03/26/14 6 1.2.SAI SỐ TRONG ĐO LƯỜNG. 1.2.1.Khái niệm và phân loại. Khái niệm. • Khi tiến hành phép đo,do các nguyên nhân khác nhau như điều kiện môi trường, người đo, phương tiện đo đã ảnh hưởng làm sai lệch kết quả đo dẫn tới sai số. • Sai số của phép đo là sự sai lệch kết quả so với đại lượng cần đo. • Sai số càng nhỏ thì kết quả của phép đo càng có độ chính xác cao và ngược lại. Phân loại sai số đo lường. • Sai số tuyệt đối:Là hiệu số giữa kết quả đo được với giá trị thực của đại lượng đo + Gọi Xđ : kết quả phép đo, Xt: giá trị thực của đại lượng đo,∆X : sai số tuyệt đối. Ta có : ∆X = Xđ-Xt. Hay Xt = Xđ ± ∆X VD Xt = 220v ± 5v ; sai số là ± 5v , hay giá trị thật nằm trong khoảng 215v ≤Xt ≤225v. • Sai số tương đối:Là tỷ số giữa sai số tuyệt đối với giá trị thật của phép đo. Gọi δ là sai số tương đối thì δ = (∆X /Xt).100(%). Vd kết quả của 2 lần đo điện áp như sau : V1=220v ± 5v,V2= 12v ±5v. Sai số tương đối của kết quả lần đo 1 nhỏ hơn lần 2( 5/220 so với 5/12): như vậy sai số tương đối cho ta biết độ chính xác của phép đo. Người ta thường dùng sai số tương đối để đánh giá cấp chính xác của dụng cụ đo. 03/26/14 7 1.2.SAI SỐ TRONG ĐO LƯỜNG. 1.2.2.Nguyên nhân gây sai số & biện pháp giảm sai số. Có nhiều nguyên nhân gây nên sai số khác nhau, có thể quy về hai loại nguyên nhân sau: Nguyên nhân chủ quan: • Sai số gây ra do con người tiến hành phép đo, do phương tiện đo không tốt. • Để giảm sai số này thì cần phải tiến hành kiểm tra định kỳ các phương tiện đo, tiến hành đo thử trước khi tiến hành phép đo.người tiến hành đo phải trung thực và sử dụng thành thạo các phượng tiện , dụng cụ đo. Nguyên nhân khách quan: • Sai số do những yếu tố ngẫu nhiên của môi trường tiến hành phép đo gây ra.Vd: áp suất , độ ẩm , nhiễu điện từ trường, bão từ.v.v. • Để giảm sai số này cần tiến hành thực hiện nhiều phép đo trên một đối tượng đo trên các vùng khác nhau , tại nhiều thời điểm khác nhau.Sử dụng định luật phân bố sai số, độ lệch trung bình bình phương, khoảng tin cậy , xác suất tin cậy để đánh giá . 03/26/14 8 1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO. 1.3.1.Phương pháp đánh giá trực tiếp. • Là phương pháp đo đơn giản , thực hiện trực tiếp phép so sánh đại lượng đo với đại lượng mẫu. • Sơ đồ khối lược giản của phép đo. • VD Đo độ dài bằng dùng thước dây, thước mét đánh giá trực tiếp đối tượng đo. • Vd đo trọng lượng của các vật . 1.3.2.Phương pháp đánh giá gián tiếp. • Là phương pháp đo phức tạp, đại lượng đo không thể đánh giá trực tiếp được mà phải biến đổi thành một đại lượng trung gian rồi mới tiến hành so sánh với đại lượng mẫu để cho kết quả. • Phương pháp đo này được hầu hết các thiết bị đo lường hiện đại đều áp dụng trong cac lĩnh vực như điện, điện tử. Viễn thông,v.v. • Sơ đồ khối lược giản của phương pháp đánh giá gián tiếp: CT ĐLmẫu SS CT Xđ Xo ĐL đo Xt 03/26/14 9 1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO. Sơ đồ khối lược giản của phương pháp đo gián tiếp. Xt đại thực cần đo. Xđ kết quả phép đo. ∆X sai số đầu ra bộ so sánh ( SS) BĐ bộ biến đổi . Xo Đại lượng mẫu. Xe đại lượng cần đo sau bộ biến đổi Xes đại lượng mẫu sau bộ biến đổi. Có 2 phương pháp so sánh gián tiếp: • So sánh cân bằng : ∆X =0; Xe=Xes,Xt=Xo. • So sánh không cân bằng : ∆X ≠0;Xt= Xo ± ∆X ĐLđoXt BĐ BĐ SS CT Xđ Xes Xe ∆X Mẫu Xo 03/26/14 10 1.4.CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO CHỈ THỊ BẰNG KIM. 1.4.1.Cơ cấu đo từ điện. Cấu tạo. Phần tĩnh :Nam châm ,bảng khác độ, Lõi sắt từ. Phần động:Khung dây, kim, lò so. Nguyên lý đo. Xt được biến đổi thành Id chạy vào cuộn dây, nó sẽ bị từ trường của nam châm tại khe từ tác dụng một lực làm cho khung dây và kim quay đi một góc.Khi kim dừng quay là lúc mô men quay cân bằng mô men cản ,kim chỉ thị kết quả của phép đo trên vạch khắc độ. [...]... CẤU ĐO ĐIỆN ĐỘNG Đặc điểm , ứng dụng Ưu điem: + Đo đươc dong đien AC va DC + Đo chính xac tương đoi cao Khuyet điem: + Thang đo cua chỉ thị khơng tuyen tính + Ket qua đo chịu anh hương cua từ trương ngoai + Cau tao tương đoi phức tap + Đo nhay thap va tiêu thu cơng suat tương đoi lơn Ứng dụng: Chủ yếu dùng để chế tạo Ampemet, Vơnmet, Phamet,Tầnmet với cấp chính xác 0,1 03/26/14 18 1.4.4.CƠ CẤU ĐO TĨNH... với phụ tải cần đo dòng +Do Ampemet có nội trở nên các phép đo thường có sai số +Để hạn chế sai số người ta mắc điện trở sun +Để mở rộng thang đo người ta sử dụng nhiều điện trở sun kết hợp với chuyển mạch.Mỗi một trở sun tương ứng với một thang đo dòng 3.1.2.Các phương pháp đo dòng &phương tiện đo dòng A.Các phương pháp đo dòng: Có 2 phương pháp đo: +Đo bằng đánh giá trực tiếp dòng đo: Id được cho... niệm,vai trò của MHS trong đo lường? Trình bầy cấu tạo và ngun lý hoạt động của MHS? Nêu ngun lý tạo ảnh trong MHS? Các chế độ làm việc của MHS? 03/26/14 35 CHƯƠNG 3: ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN & THAM SỐ TÍN HIỆU Im Rm 3.1 .ĐO DỊNG ĐIỆN I1 RS! 3.1.1.Đặc điểm của phép đo dòng điện RS2 I2 +Phạm vi đo rộng: 10 (-exp17)A tới 10exp6A RS3 I3 I +Dải tần dòng đo rộng tới hàng nghìn Mhz + Để đo dòng điện , mắc nối tiếp... các loại sai số trong đo lường? Các ngun nhân gây sai số biện pháp giảm sai số? Trình bầy các phương pháp đo lường? Trình bầy các loại cơ cấu đo? So sánh CCD từ điện với điện từ? Loại CCD nào dùng để đo điện áp cao tần? 03/26/14 23 CHƯƠNG 2 : MÁY HIỆN SĨNG.(MHS) 2.1.TỔNG QUAN VỀ MÁY HIỆN SĨNG 2.1.1.Khái niêm,ứng dụng & phân loại máy hiện sóng Khái niệm& ứng dụng: MHS là thiết bị đo hiện đại dùng để quan... khắc độ Phần động : Khung dây,cuộn dây động, kim Ngun lý đo: Xt biến đổi thành dòng đo Id chảy vào 2 cuộn dây tĩnh và động Từ trường tạo ra của dòng đo chảy vào cuộn tĩnh tác động lên dòng điện chạy vào cuộn động , kết quả làm cho kim quay đi một góc, xác định giá trị của đại lượng đo 03/26/14 16 1.4.3.CƠ CẤU ĐO ĐIỆN ĐỘNG Phương trình thang đo: Khi cho các dòng điện một chiều đi vào cuộn dây thì năng... 2.1.TỔNG QUAN VỀ MÁY HIỆN SĨNG 2.1.1.Khái niêm,ứng dụng & phân loại máy hiện sóng Khái niệm& ứng dụng: MHS là thiết bị đo hiện đại dùng để quan sát dạng tín hiệu và đo các thơng số của tín hiệu như: +Đo tần số +Đo góc lệch pha +Đo độ méo phi tuyến +Đo độ sâu điều chế Phân loại: Có nhiều loại MHS khác nhau: +MHS đèn điện tử +MHS bán dẫn +MHS một tia +MHS nhiều tia 03/26/14 24 2.1.TỔNG QUAN VỀ MÁY HIỆN SĨNG... đen tinh the long (LCD) 7 đoan Cơ cấu này thường sử dụng ở các thiết bị đo lường số 03/26/14 21 1.5.CƠ CẤU ĐO CHỈ THỊ SỐ 1.5.3 Sơ đồ khối lược giản của ccđ số Các khối gồm có: Khối giải mã:BGM Đầu vào gồm xung nhị phân Nx và xung đồng hồ Ck Đầu ra là các tín hiệu: Nx Dx dữ liệu thập phân số và ký tự Vx dữ liệu video Ck Ax dữ liệu audio Khối hiển thị HTS: Thường là : Đèn led 7 đo n Màn hình LCD 03/26/14... dụng: Ưu điểm: + Đo được dòng điện xoay chiều và một chiều + Khả năng chịu q tải tốt + Cấu tạo đơn giản,giá thành rẻ Khuyết điểm: + Độ nhạy thấp và độ chính xác khơng cao + Thang đo có độ chia khơng đều, tập trung ở đầu và thưa về cuối thang đo + Kết quả đo chịu ảnh hưởng từ trường ngồi Ứng dụng : Dùng để chế tạo vonmet, ampemet, loại AC có độ chính xác khoảng 0,2 03/26/14 15 1.4.3.CƠ CẤU ĐO ĐIỆN ĐỘNG... loại đọng , kim, lò so Ngun lý đo: Xt biến đổi thành điện áp Ux đưa vào hai bản tụ điện tạo từ 2 lá kim loại.Dưới tác động của điện trường do Ũ tạo ra làm cho lá kim loại động xoay đi một góc cho tới khi mơ men quay cân bằng với mơ mên cản do cơ cấu đo tạo ra , lúc này kim đứng n , ta đọc kết quả trên bảng khắc độ 03/26/14 19 1.4.4.CƠ CẤU ĐO TĨNH ĐIỆN Phương trình thang đo : Khi đưa Ux vào tạo ra điện... điểm ứng dụng: 03/26/14 11 1.4.1.CƠ CẤU ĐO TỪ ĐIỆN 1.4.1.Cơ cấu đo từ điện Đặc điểm ứng dụng Ưu điểm: + Độ nhạy và độ chính xác cao, có thể đạt cấp chính xác 0,5% + Kết quả đo ít chịu ảnh hưởng từ trường ngồi, vì từ trường cơ cấu do nam châm vĩnh cửu tạo ra tương đối lớn Nhược điểm: -Khả năng chịu q tải kém nên thường dễ bị hư hỏng nếu dòng điện q mức đi qua - Khơng đo được dòng xoay chiều - Đối với khung . KHẢO. Cơ sở kỹ thuật đo lường điện tử ; NXB Khoa học và kỹ thuật. Đo lường điện - vô tuyến điện; Học viện kỹ thuật quân sự. 03/26/14 3 CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG. 1.1.KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG. 1.1.1. nghĩa về đo lường: Đo là so sánh giữa hai đại lượng: Đại lượng cần đo với đại lượng mẫu của phép đo. Nếu gọi X là đại lượng cần đo , A là giá trị của phép đo, Xo là đại lượng mẫu của phép đo. Ta. áp cần đo, , đơn vị mẫu là vôn(v), sai số gặp phải là ±5v. Trong phép đo tồn tại sai số. 03/26/14 4 CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG. 1.1.KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG. 1.1.2.Các đại lượng đo và đơn vị đo.