Đề tài đo tần số bằng phương pháp ngoại sai trong kỹ thuật đo lường điện tử

Chủ đề: Đo tần số bằng phương pháp ngoại sai... Là phép đo có độ chính xác cao nhất trong kĩ thuật đo lường nhờ sự phát triển vượt bậc của việc chế tạo các mẫu tần số có độ ổn định và c

Chủ đề: Đo tần số bằng phương pháp

ngoại sai

Mục tiêu:

- Nắm được nguyên lý của phương pháp đo

- Biết được cách đo và ưu ,nhược điểm của phương pháp

Một số khái niệm cơ bản

Tần số là số chu kì của 1 dao động trong một đơn vị thời gian.

Là phép đo có độ chính xác cao nhất trong kĩ thuật đo lường nhờ sự phát triển vượt bậc của việc chế tạo các mẫu tần số có độ ổn định và chính xác cao.

Lượng trình đo rộng (đến 3.1011 Hz).Lượng

trình đo được phân thành các dải tần số khác nhau.

Dùng dao động

đồ của ôxilo

PP đếm xung

PP ngoại sai

PP xác định

1 chu kì

PP ngoại sai

Nguyên lý chung của phương pháp đo

So sánh tần số cần đo với tần số có độ ổn định cao của một nguồn tần số dùng làm

chuẩn để so sánh(bộ tạo dao động ngoại sai).

1:Phương pháp phách một lần.

 Đưa vào bộ biến tần đồng thời điện áp của tần số cần

đo fx và điện áp của bộ ngoại sai fng

 Biến đổi tần số ngoại sai để đạt tới trị số

F ph =f x – f ng =0

 Khi F ph = 0 bộ phận chỉ thị

sẽ xác định và đó chính là tần số cần đo

Trong đó:F ph là tần số phách

Sai số trong trường hợp này có thể giảm xuống tới 2-4 Hz

Fx =

Vì khi so sánh giữa Fx và fng thì sẽ

có 2 trường hợp xảy ra:

TH1: Fx>fng1 khi đó Fph= fng1

Fx- Fx=fng1+ FphTH2: Fx<fng2 khi đó Fph=fng2-Fx

 Fx=fng2-FphMặc dù Fph là đại lượng thay đổi phụ thuộc fng nhưng đối với cùng 1 người thì ngưỡng nghe được sẽ

không đổi  Fph ở đây sẽ không đổi.

Vì khi so sánh giữa Fx và fng thì sẽ có 2 trường hợp xảy ra:

Nhược điểm :

Khi tần số fx gần tần số fng => có thế xuất hiện tượng lôi kéo tần số dẫn đến sai số tăng lên.Để giảm bớt sai số ta dùng phương pháp phách 2 lần

2 : Phương pháp phách 2 lần

Biến tần 1

Biến tần 2 Chỉ thị

Ngoại sai 1

Ngoại sai 2

fx

Đầu ra của bộ biến tần 1 có tần số F=f ng-fx nằm trong băng tần

số của bộ ngoại sai thứ 2.Đầu ra của bộ biến tần thứ 2 có xuất hiện tần số hiệu F ph=F-fng Biến đổi của bộ ngoại sai thứ hai Fng thì có thể đạt tới cân bằng F=fng (F ph=0) Do đó: f x=f ng-F

Nhưng trong trường hợp này cũng có thể là f x=f ng+F vì khi đó

ở đầu ra của bộ biến tần thứ nhất có tần số F=f x-f ng Như vậy:

Nhược điểm

Đo tần số bằng phương pháp ngoại sai thì cần có bộ tạo dao động có thể điều chuẩn tần

số liên tục với trị số nhỏ được.thực hiện được

bộ tạo dao động điều chuẩn tần số được như vậy đồng thời lại có độ ổn định tần số cao là một vấn đề khó

3 :Phương pháp nội suy

Dùng 2 bộ tạo dao động,một bộ có thể điều chỉnh nhỏ tần số với thang khắc độ đường

thẳng dùng làm bộ ngoại sai,bộ thứ 2 thì có độ

ổn định tần số cao,và có phổ tần số đã xác

định.bộ thứ 2 dùng để chuẩn cho bộ thứ nhất.

 Đưa vào bộ biên tần điện áp của tần số cần đo f x và điện áp của bộ ngoại sai nội suy,với phách bằng 0,ta ghi lại trị số đọc trên thang khắc độ của bộ ngoại sai nội suy,với độ khắc là α x

Cắt tiếp điện áp có tần số f x mà đưa vào bộ biến tần là điện áp của bộ thạch anh chuẩn tại 2

phía của khắc độ α x của bộ ngoại sai nội suy

xác định hai lần đo với phách bằng không cho các sóng hài bậc n: (f n ),và bậc n+1: f n +1 của

bộ thạch anh chuẩn.ta ghi lại hai trị số đọc trên trang khắc độ này là α n và α n +1 khi đó sẽ có

được 1 đường thẳng như hình 3.2

Tính được f x theo α x như sau:

Ví dụ phân tích nguyên lí đo của 1 tần số mét thực tế đại diện cho phương pháp đo ngoại sai nội suy

Quá trình đo:

Đầu tiên bật điện cho bộ ngoại sai điều chỉnh sơ bộ làm

việc,khi độ ổn định tần số của bộ này đạt yêu cầu rồi thì điều chỉnh và ghi lại tần số này để xác định bậc sóng hài của tần số đo:

n = (f ng.s là tần số của bộ ngoại sai điều chỉnh sơ bộ)

Sau đó đưa tới bộ biến tần cả điện áp của bộ ngoại sai điều chỉnh sơ bộ và bộ ngoại sai điều chỉnh chính xác.Do vậy các phách bằng 0 nhận được là phách giữa tần số cơ bản của bộ ngoại sai điều chỉnh sơ bộ và mỗi phân lượng sóng hài của bộ ngoại sai điều chỉnh chính xác.

Sau đó xác định thứ tự bậc của sóng hài của bộ ngoại sai điều chỉnh chính xác theo tần số của bộ điều chỉnh sơ bộ:

m= (f ng.ch là tần số cua bộ ngoại sai điều chỉnh

chính xác)

Như vậy tần số cần đo:

f x= n.m(fng.ch + f n)

với f n=n.f t.a

Thanks you everybody

The end