Các phương pháp đo điện áp

• DạỆng chiủ thiỆ: vôn mét chiủ thiỆ băềng kim hoăỆc băềng sôớ • Thông sôớ cuủạ điệỆn áp đo: vôn mét đo điệỆn áp điủnh,điệỆn áp trung bình hạy điệỆn áp hiệỆu duỆng • Dạủi triỆ sôớ điệỆn

ĐO ĐIỆỆN ÁP

 Cấu trúc vôn mét dựa trên các cơ cấu chỉ thị cơ điện như cơ cấu chỉ

thị từ điện, điện từ và điện động kết hợp với các điện trở, các mạch chỉnh lưu, khuếch đại IC… để tạo nên các vôn mét.

Giớới thiệỆu chung vệề vôn mét

 Vôn mét đướỆc phân loạỆi dưỆạ vào các tính năng cuủạ nó

• DạỆng chiủ thiỆ: vôn mét chiủ thiỆ băềng kim hoăỆc băềng sôớ

• Thông sôớ cuủạ điệỆn áp đo: vôn mét đo điệỆn áp điủnh,điệỆn áp trung bình hạy điệỆn

áp hiệỆu duỆng

• Dạủi triỆ sôớ điệỆn áp đo: micro vôn mét,mili vôn mét hạy kilo vôn mét

• MuỆc đích sưủ duỆng: vôn mét mâẫu,xoạy chiệều,môỆt chiệều…

Câớu tạỆo & phân loạỆi vôn mét điệỆn tưủ

 Câớu tạỆo: gôềm 2 khôới cớ bạủn là bôỆ biệớn đôủi và bôỆ chiủ thiỆ

Sớ đôề khôới cuủạ vôn_métNguôền điệỆn áp câền đo BôỆ biệớn đôủi BôỆ chiủ thiỆ

 ĐướỆc chệớ tạỆo gôềm cớ câớu chiủ thiỆ tưề điệỆn nôới tiệớp vớới 1 điệỆn trớủ phuỆ Rp Vôn mét

dùng đệủ đo điệỆn áp rới trện phuỆ tạủi hoăỆc điệỆn áp giưẫạ 2 đâều cuủạ 1 mạỆch điệỆn, do đó luôn măớc song song vớới phuỆ tạủi câền đo

Vôn mét nói chung

Vôn mét điệỆn tưủ.

Đầu vào là transistor đc cung cấp bằng nguồn điện 1 chiều Cực (+) nối vào colector của transistor còn đầu (-) nối với bộ chỉ thị và cực emitter Điện trở RP và RCT là điện trở phụ và điện trở chỉ thị

Điện áp ( E ) là điện áp cần đo

 Trong thực tế để tránh độ sụt áp UBE của transistor gây nên sai số ở vôn mét và tăng điện trở đầu vào người ta sử dụng mạch sau.

 Phép đo dễ tiến hành, thực hiện nhanh chóng, độ chính xác cao.

 Khoảng giá trị điện áp cần đo rộng (vài µV – vài trăm kV), trong dải tần số rộng (vài

Hz – hàng nghìn MHz) và dưới nhiều dạng tín hiệu điện áp khác nhau.

 Thiết bị đo phải có Zvào lớn.

1 ĐăỆc điệủm & yệu câều

 Trị số đỉnh (Um), trị số hiệu dụng

(Uhd, U), trị số trung bình (Utb, U0)

*Các tị số điện áp cần đo:

2 0

Điện áp chu kì dạng không sin:

 Quạn hệỆ giưẫạ U, Um, U0:

kb: hệ số biên độ của tín hiệu điện ápkd: hệ số dạng của tín hiệu điện áp

0

n

k k

U k

U

=

2 Đo điệỆn áp môỆt chiệều

Dùng vôn mét từ điện

Dùng vôn mét số

 DuỆng cuỆ đo: Vôn mét tưề điệỆn, đướỆc măớc // vớới mạỆch có điệỆn áp câền đo sạo cho cưỆc dướng cuủạ Vôn mét nôới vớới điệủm có điệỆn thệớ cạo và cưỆc âm cuủạ Vôn mét nôới vớới điệủm có điệỆn thệớ thâớp hớn.

 Yệu câều: điệỆn trớủ vào cuủạ vôn mét RV lớớn đệủ đạủm bạủo vôn mét ạủnh hướủng râớt

ít đệớn triỆ sôớ điệỆn áp câền đo

 Đệủ đo điệỆn áp lớớn => măớc điệỆn trớủ phuỆ vào mạỆch đo:

a Dùng vôn mét từ điện:

 Câớu tạỆo môỆt Vôn mét đớn giạủn

 ĐướỆc câớu tạỆo tưề 1 duỆng cuỆ đo đôỆ lệỆch, môỆt sôớ điệỆn trớủ phuỆ thuôỆc và 1 công tăớc xoạy.

 2 mạỆch vontmeter nhiệều thạng đo thướềng dùng:

Vôn mét nhiệều thạng đo

Hình 1ạ:

• Các điệỆn trớủ phuỆ đướỆc măớc nôới tiệớp và môẫi chôẫ đướỆc nôới vớới 1

trong các đâều rạ cuủạ công tăớc

• Khoạủng đo: Uđo=Iv(Rv+Rp)

Rp có thệủ là Rp1, Rp2, Rp3

Hình 1b:

• Các điệỆn trớủ phuỆ đướỆc măớc nôới tiệớp và môẫi chôẫ nôới

đướỆc nôới vớới môỆt trong các đâều rạ cuủạ công tăớc

• Khoạủng đo cuủạ vôn kệớ: Udo =Iv ( Rv+Rp )

Rp có thệủ là R p1 , R p1 + R p2 , R p1 + R p2 + R p3

Là tiủ sôớ giưẫạ điệỆn trớủ toàn phâền và chiủ sôớ điệỆn áp toàn thạng cuủạ vôn mét.Đớn viỆ: Ω/V

ĐôỆ nhạỆy càng lớớn thì vôn mét càng chính xác

*Độ nhạy của vôn mét

 Sớ đôề khôới đớn giạủn:

b.Dùng vôn mét số

Thiệớt biỆ vào

Biệớn đôủi điệỆn áp – khoạủng thớềi giạn Côủng

BôỆ TạỆo xung đệớm

BôỆ đệớm xung

Thiệớt biỆ hiệủn thiỆ

 Thiệớt biỆ vào gôềm:

+BôỆ loỆc tâền thâớp đệủ cho Uđo không còn sóng hài

+BôỆ phân áp: thạy đôủi thạng đo

+BôỆ chuyệủn đôủi phân cưỆc điệỆn áp: thạy đôủi cưỆc tính Uđo

 BôỆ biệớn đôủi điệỆn áp – khoạủng thớềi giạn: biệớn đôủi triỆ sôớ Uđo rạ khoạủng thớềi giạn

∆t đệủ điệều khiệủn côủng đóng mớủ

 Côủng: biệớn đôủi khoạủng thớềi giạn ∆t thành côủng

 BôỆ tạỆo xung đệớm: tạỆo rạ các xung đệớm có tâền sôớ nhâớt điỆnh đưạ tớới Côủng Chiủ các xung đệớm xuâớt hiệỆn trong khoạủng thớềi giạn ∆t ướng vớới côủng mớủ mớới thông quạ dc côủng tớới BĐX.

 BôỆ đệớm xung: đệớm các xung trong khoạủng thớềi giạn ∆t

 Thiệớt biỆ hiệủn thiỆ sôớ: chuyệủn đôủi tưề xung đệớm thành chưẫ sôớ hiệủn thiỆ

 Sớ đôề khôới Vôn mét sôớ thớềi giạn xung

 Khi chưạ đo: khóạ S mớủ (không ớủ viỆ trí nạỆp hoăỆc phóng).

 Quá trình biệớn đôủi thưỆc hiệỆn quạ 2 bướớc:

Bướớc 1:

TạỆi t1, bôỆ điệều khiệủn đưạ rạ xung đk1 đưạ khóạ S vệề viỆ trí n, điệỆn áp Ux quạ mạỆch vào => quạ R nạỆp cho C => Uc tăng

Nguyên lý làm việc:

Xung đk2 và xung USS seẫ dc đưạ vào đâều thiệớt lâỆp (S) và xóạ (R) cuủạ

Trigger=> đâều rạ cuủạ Trigger là xung vuông có đôỆ rôỆng Tx, xung này seẫ điệều khiệủn đóng mớủ khóạ đệủ cho phép xung đệớm chuâủn quạ khóạ

 Sớ đôề khôới cuủạ Vontmeter đo điệỆn áp xoạy chiệều có triỆ sôớ lớớn.

3 ĐO ĐIỆỆN ÁP XOAY CHIỆềU

Thiệớt biỆ vào KĐ điệỆn áp

 Thiệớt biỆ vào: gôềm các phâền tưủ đệủ biệớn đôủi điệỆn áp đo ớủ đâều vào như bôỆ phân

áp, mạỆch tăng trớủ kháng vào vớới muỆc đích là ghép Uđo môỆt cách thích hớỆp vớới mạỆch đo

 BôỆ tách sóng: biệớn đôủi điệỆn áp xoạy chiệều thành 1 chiệều

4.Các phướng pháp tách sóng.

Tách sóng đỉnh.

Tách sóng hữu dụng.

Tách sóng trung bình.

a Tách sóng đỉnh.

 Là tách sóng mà Ura trực tiếp tương ứng với trị số biên độ của Uvào Phần tử để gim giữ lại trị số biên độ của Uđo là tụ điện Tụ điện dc nạp tới giá trị đỉnh của Uđo thông qua phần tử tách sóng.

 Mạch có thể dùng diode hoặc transistor Ở đây ta dùng mạch tách sóng đỉnh dùng diode.

MạỆch tách sóng điủnh có đâều vào đóng

Nguyên lí làm việc:

 Trong nửa chu kì (+) đầu tiên, D thông, C dc nạp điện nhanh qua trở

RĐ thông với hằng số nạp ﺡn =RĐ thông C và Uc tăng đến khi Uc

> Ux(t) Lúc này D tắt và C phóng điện qua Rt với hằng số phóng

ﺡp =Rt.C.

Ux = Um sinωt

 Khi Uc giảm tới <Ux(t) thì tụ lại dc nạp.

Nếu chọn ﺡn<< ﺡp thì sau vài chu kì Uc có giá trị không đổi và xấp xỉ Um.

Nhận xét:

 Dải tần rộng.

 Nếu điện áp đo có cả thành phần 1 chiều thì điện áp đồng hồ đo được: URt=U0+Um.

Mạch tách sóng có đầu vào mở

Mạch chỉnh lưu nữa chu kỳ

 D1 là chiủnh lưu nưủạ chu kì, D2

là ngăn điệỆn áp ngướỆc quá lớớn đánh thuủng D1 đăỆt lện vôn mét

và làm cho điệỆn trớủ trong mạỆch tách sóng đôềng đệều trong cạủ chu kì

 ChoỆn Rt>> RD1 thuâỆn

Rt+RD1 th = R2+RD2 th

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ

 NhiệỆm vuỆ: Biệớn đôủi điệỆn áp xoạy chiệều thành 1 chiệều có giá triỆ tyủ lệỆ vớới giá triỆ hiệỆu duỆng cuủạ điệỆn áp xoạy chiệều.

c.MạỆch tách sóng hiệỆuduỆng

MạỆch tách sóng hiệỆu duỆng

 Diode D

i được phân cực bởi cặp điện trở Ri và Ri’ để điểm làm việc của chúng là

Ui(i=1, 2, 3)

 Tính toán mạch như sau:

 Giả sử cần xấp xỉ đặc tuyến: i=S0U2

Đệủ tách sóng hiệỆu duỆng câền nhưẫng bướớc sạu:

 Bình phướng điệỆn áp: dùng mạỆch bình phướng điệỆn áp hoăỆc dùng mạỆch có đăỆc tuyệớn Volt – Ampere bâỆc 2 (i=S0UX2)

 Lâớy tích phân cuủạ trung bình bình phướng rôềi dùng khại căn hoăỆc dùng phướng pháp khại căn

Vonmet chiủ thiỆ kim Vonmet chiủ thiỆ sôớ

Minh họa sơ đồ dụng cụ đo điện áp (vôn kế)

THE END