Dien cong nghiep 11 md11 gt do luong dien sua lai docx 6127

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 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 Hiện nay, thị trường có nhiều “Giáo trình Đo lường điện” nhiều tác giả khác biên soạn Vì vậy, đối tượng học sinh, sinh viên ngành Điện công nghiệp trường Cao đẳng, Trung cấp việc chọn giáo trình Đo lường điện phù hợp phục vụ cho việc học tập khó Cuốn “Giáo trình Đo lường điện” biên soạn cho học sinh, sinh viên học ngành Điện công nghiệp trường Cao đẳng Trung cấp nhằm cung cấp nội dung đo đại lượng điện Giáo trình biên soạn dựa chương trình mơ đun Đo lường điện vào vật tư, thiết bị có sẵn phịng đo lường điện, giáo trình trình bày nội dung thực hành nhằm giúp người học vận dụng tốt phần lý thuyết học Nội dung giáo trình gồm 10 bài: Bài 1: Khảo sát cấu đo Bài 2: Đo điện áp Bài 3: Đo dòng điện Bài 4: Đo điện trở Bài 5: Đo điện dung Bài 6: Đo điện cảm Bài 7: Đo tần số Bài 8: Đo công suất Bài 9: Đo điện Bài 10: Đo cosϕ Mặc dù có nhiều cố gắng biên soạn, chắn giáo trình khơng tránh khỏi khiếm khuyết Chúng tơi mong nhận góp ý chân thành bạn đọc Bình Định, ngày……tháng……năm 2018 Tác giả Đoàn Thị Khánh Chi MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Error! Bookmark not defined LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC BÀI 1: KHẢO SÁT CÁC CƠ CẤU ĐO 1.1 Khái niệm đo lường điện 1.2 Khảo sát cấu đo BÀI 2: ĐO ĐIỆN ÁP 13 2.1 Đo điện áp chiều 13 2.2 Đo điện áp xoay chiều 16 BÀI 3: ĐO DÒNG ĐIỆN 20 3.1 Đo dòng điện chiều 20 3.2 Đo dòng điện xoay chiều 23 BÀI 4: ĐO ĐIỆN TRỞ 29 4.1 Sử dụng VOM 29 4.2 Sử dụng MêgaΩ 34 4.3 Sử dụng TeraΩ 36 BÀI 5: ĐO ĐIỆN DUNG 40 5.1 Sử dụng máy đo điện dung 40 5.2 Sử dụng cầu đo điện dung 42 BÀI 6: ĐO ĐIỆN CẢM 45 6.1 Sử dụng máy đo điện cảm 45 6.2 Sử dụng cầu đo điện cảm 46 BÀI 7: ĐO TẦN SÔ 49 7.1 Tần số kế điện 49 7.2. Tần số kế cộng hưởng 51 7.3 Sử dụng tần số kế 52 BÀI 8: ĐO CÔNG SUẤT 54 8.1 Watt kế 54 8.2 Đo công suất mạch pha 54 8.3 Đo công suất mạch pha 56 BÀI 9: ĐO ĐIỆN NĂNG 61 9.1 Điện kế 61 9.2 Đo điện mạch pha 63 9.3 Đo điện mạch pha 65 BÀI 10: ĐO COSφ 69 10.1 Cosφ kế 69 10.2 Sử dụng cosφ kế 70 Tài liệu tham khảo 72 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Đo lường điện Mã mơ đun: MĐ11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: - Vị trí: Mơ đun học sau mơn An tồn lao động, Mạch điện - Tính chất: Là mơ đun hướng dẫn thiết bị đo kỹ thuật đo lường dùng cho sinh viên học trình độ Cao đẳng, ngành Điện công nghiệp Mục tiêu môn học: - Kiến thức: Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc số dụng cụ đo điện thông dụng - Kỹ năng: + Đo thông số đại lượng mạch điện; + Sử dụng loại máy đo để kiểm tra, phát hư hỏng thiết bị, hệ thống điện; + Đọc kết đo nhanh chóng, xác - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Đảm bảo an tồn cho người thiết bị; + Phát huy tính chủ động, sáng tạo tập trung công việc Nội dung mô đun: Số TT 10 Tên mô đun Bài1: Khảo sát cấu đo Bài 2: Đo điện áp Bài 3: Đo dòng điện Bài 4: Đo điện trở Bài 5: Đo điện dung Bài 6: Đo điện cảm Bài 7: Đo tần số Bài 8: Đo công suất Bài 9: Đo điện Bài 10: Đo cosφ Cộng Thời gian (giờ) TS LT TH KT 3 3 9 9 6 3 15 12 15 11 3 90 30 58 BÀI 1: KHẢO SÁT CÁC CƠ CẤU ĐO Mã bài: MĐ11 – 01 Thời gian: 06 (LT: 01; TH: 02; Tự học: 03) Giới thiệu: Hiện khoa học kỹ thuật phát triển Người ta chế tạo nhiều thiết bị đo lường điện tử thị kết đo số có độ xác cao Tuy nhiên thiết bị đo lường sử dụng cấu thị kết đo kim sử dụng phổ biến xí nghiệp, trường học phịng thí nghiệm tính ưu việt Các thiết bị đo lường sử dụng cấu đo thị kim dùng nhiều Vôn mét Ampe mét, nữa, cấu thao tác sử dụng đơn giản giá thành rẻ nhiều so với thiết bị đo lường thị kết đo lường số Vì người kỹ sư cần hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động sử dụng thành thạo cấu đo thị kim Mục tiêu: - Giải thích khái niệm đo lường, đo lường điện; - Trình bày phương pháp đo trực tiếp, gián tiếp; - Phân tích cấu tạo, nguyên lý loại cấu đo thông dụng như: từ điện, điện từ, điện động; - Sử dụng bảo quản loại cấu đo tiêu chuẩn kỹ thuật an tồn; - Rèn luyện tính chính xác, chủ đợng, nghiêm túc cơng việc Nội dung chính: 1.1 Khái niệm đo lường điện Trong thực tế sống trình cân đo đong đếm diễn liên tục với đối tượng, việc cân đo đong đếm vô cần thiết quan trọng Với đối tượng cụ thể q trình diễn theo đặc trưng chủng loại đó, với đơn vị định trước Trong lĩnh vực kỹ thuật đo lường không thông báo trị số đại lượng cần đo mà làm nhiệm vụ kiểm tra, điều khiển xử lý thông tin Đối với ngành điện việc đo lường thông số mạch điện vơ quan trọng Nó cần thiết cho trình thiết kế lắp đặt, kiểm tra vận hành dị tìm hư hỏng mạch điện 1.1.1 Khái niệm đo lường Đo lường trình so sánh đại lượng chưa biết với đại lượng biết loại chọn làm mẫu (mẫu gọi đơn vị) 1.1.2 Khái niệm đo lường điện Đo lường điện trình đo lường thông số mạch điện 1.1.3 Dụng cụ đo mẫu đo - Dụng cụ đo: Các dụng cụ thực việc đo gọi dụng cụ đo như: dụng cụ đo dòng điện (Ampemét), dụng cụ đo điện áp (Vônmét) dụng cụ đo công suất (Oátmét) v.v - Mẫu đo: dụng cụ dùng để khôi phục đại lượng vật lý định có trị số cho trước, mẫu đo chia làm loại sau: Loại làm mẫu: dùng để kiểm tra mẫu đo dụng cụ đo khác, loại chế tạo sử dụng theo tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo làm việc xác cao Loại cơng tác: sử dụng đo lường thực tế, loại gồm nhóm sau: Mẫu đo dụng cụ đo thí nghiệm Mẫu đo dụng cụ đo dùng sản xuất 1.1.4 Các phương pháp đo chia làm loại - Phương pháp đo trực tiếp: phương pháp đo mà đại lượng cần đo so sánh trực tiếp với mẫu đo Phương pháp chia thành cách đo: Phương pháp đo đọc số thẳng Phương pháp đo so sánh phương pháp mà đại lượng cần đo so sánh với mẫu đo loại biết trị số Ví dụ: Dùng cầu đo điện để đo điện trở, dùng cầu đo để đo điện dụng v.v - Phương pháp đo gián tiếp: phương pháp đo đại lượng cần đo tính từ kết đo đại lượng khác có liên quan Ví dụ: Muốn đo điện áp ta khơng có Vơnmét, ta đo điện áp cách: - Dùng ômmét đo điện trở mạch - Dùng Ampemét đo dòng điện qua mạch Sau áp dụng cơng thức định luật biết để tính trị số điện áp cần đo 1.1.5 Sai số tính sai số 1.1.5.1 Sai số Khi đo, số dụng cụ đo kết tính tốn ln có sai lệch với giá trị thực đại lưọng cần đo Lượng sai lệch gọi sai số Sai số gồm loại: + Sai số hệ thống: sai số mà giá trị ln khơng đổi thay đổi có quy luật Sai số nguyên tắc loại trừ Nguyên nhân: Do trình chế tạo dụng cụ đo ma sát, khắc vạch thang đo vv + Sai số ngẫu nhiên: sai số mà giá trị thay đổi ngẫu nhiên thay đổi mơi trường bên ngồi (người sử dụng, nhiệt độ mơi trường thay đổi, chịu ảnh hưởng điện trường, từ trường, độ ẩm, áp suất v.v ) Nguyên nhân: - Do người đo nhìn lệch, nhìn nghiêng, đọc sai v.v - Dùng cơng thức tính tốn khơng thích hợp, dùng cơng thức gần tính tốn Nhiệt độ môi trường thay đổi, chịu ảnh hưởng điện trường, từ trường, độ ẩm, áp suất v.v ) 1.1.5.2 Phương pháp hạn chế sai số Để hạn chế sai số trường hợp, có phương pháp sau: + Đối với sai số hệ thống: tiến hành đo nhiều lần lấy giá trị trung bình chúng + Đối với sai số ngẫu nhiên: người sử dụng cụ đo phải cẩn thận, vị trí đặt mắt phải vng góc với mặt độ số dụng cụ, tính tốn phải xác, sử dụng cơng thức phải thích hợp, điều kiện sử dụng phải phù hợp với điều kiện tiêu chuẩn 1.1.5.3 Cách tính sai số Gọi: A: kết đo A1: giá trị thực đại lượng cần đo Tính sai số sau: + Sai số tuyệt đối: ΔA =⏐A1 - A⏐ ΔA gọi sai số tuyệt đối phép đo + Sai số tương đối: Phép đo có ΔA nhỏ xác + Sai số qui đổi γqđ (1.1) (1.2) (1.3) Ađm: giới hạn đo dụng cụ đo (giá trị lớn thang đo) Quan hệ sai số tương đối sai số qui đổi: (1.4) hệ số sử dụng thang đo (Kd ≤ 1) Nếu Kd gần đại lượng đo gần giới hạn đo, ΔA bé phép đo xác Thơng thường phép đo xác Kd ≥ 1/2 Ví dụ: Một dịng điện có giá trị thực 5A Dùng Ampemét có giới hạn đo 10A để đo dòng điện Kết đo 4,95 A Tính sai số tuyệt đối, sai số tương đối, sai số qui đổi Giải: + Sai số tuyệt đối: ΔA =⏐A1 - A⏐= - 4,95 = 0,05 A + Sai số tương đối: + Sai số qui đổi: 1.2 Khảo sát cấu đo 1.2.1 Lý thuyết liên quan 1.2.1.1 Cơ cấu đo kiểu từ điện Ký hiệu Sơ đồ cấu tạo + Khung quay: khung quay nhơm hình chữ nhật, khung có quấn dây đồng bọc vecni Tồn khối lượng khung quay phải nhỏ tốt để cho mơmen qn tính nhỏ tốt Tồn khung quay đặt trục quay treo dây treo + Nam châm vĩnh cửu: khung quay đặt hai cực từ N-S nam châm vĩnh cửu + Lõi sắt non hình trụ nằm khung quay tương đối + Kim thị gắn chặt trục quay dây treo Phía sau kim thị có mang đối trọng để cho trọng tâm kim thị nằm trục quay dây treo + Lị xo đối kháng (kiểm sốt) dây treo có nhiệm vụ kéo kim thị vị trí ban đầu điểm 0) kiểm sốt quay kim thị Sơ đồ nguyên lý Ngun lý hoạt động Khi có dịng điện cần đo I vào cuộn dây khung quay tác dụng với từ trường khe hở tạo lực điện từ F: F = N.B.l.L (2.1) Trong đó: N: số vòng dây quấn cuộn dây B: mật độ từ thông xuyên qua khung dây L: chiều dài khung dây I: cường độ dòng điện Lực điện từ sinh mômen quay Mq: (2.2) Trong đó: b bề rộng khung dây L.b = S diện tích khung dây Nên: Mq = N.B.S.I (2.3) Mômen quay làm phần động mang kim đo quay góc α lò xo đối kháng bị xoắn lại tạo mơmen đối kháng Mđk tỷ lệ với góc quay α Mđk = K.α (K độ cứng lò xo) Kim cấu đứng lại hai mômen Mq = M đk Đặt: C = const N.B.S.I = K.α α = C.I (2.4) (2.5) C gọi độ nhạy cấu đo từ điện (A/mm) Cho biết dòng điện cần thiết chạy qua cấu đo để kim đo lệch 1mm hay vạch Kết luận: qua biểu thức ta thấy góc quay α kim đo tỷ lệ với dịng điện cần đo độ nhạy cấu đo, dịng điện độ nhạy lớn góc quay lớn Từ góc α kim ta suy giá trị đại lượng cần đo Đặc điểm ứng dụng * Đặc điểm: - Độ nhạy cao nên đo dịng điện chiều nhỏ (từ 10-12÷10-14) - Tiêu thụ lượng điện nên độ xác cao - Chỉ đo dòng áp chiều - Khả tải khung dây quay nên quấn dây cỡ nhỏ - Chế tạo khó khăn, giá thành đắt * Muốn đo đại lưọng xoay chiều phải qua cấu nắn dòng * Ứng dụng: Sản xuất dụng cụ đo: - Đo dòng điện: miliAmpemét, Ampemét - Đo điện áp: miliVônmét, Vônmét - Đo điện trở: ômmét 1.2.1.2 Cơ cấu đo kiểu điện từ Ký hiệu Sơ đồ cấu tạo 62 nam châm vĩnh cửu sinh mômen hãm, ngược chiều với mômen quay (do nam châm vĩnh cửu cịn gọi nam châm hãm) Mc = K2.n (n tốc độ quay đĩa nhơm) Khi Mq = Mc đĩa nhôm quay Mq = Mc K1 P = K2 n ( ) Như tốc độ quay đĩa nhôm tỷ lệ với công suất P mạch cần đo (công suất qua công tơ điện) * Để đo điện mạch xoay chiều pha, dùng công tơ pha với cách mắc dây tương tự đo công suất pha tmét Cũng dùng cơng tơ pha để đo điện mạch xoay chiều pha 9.1.2 Cách mắc công tơ vào mạch cần đo Đối với cơng tơ pha hay pha có cực tính cuộn dịng áp đánh dấu (*), mắc dây cần ý đấu đầu cực tính - Sơ đồ đấu dây cơng tơ pha: - Kí hiệu qui ước: công tơ điện pha đưa đầu dây đánh số từ trái qua phải 1, 2, 3, hay 1S, 2S, 3L, 4L ⮚ Các đầu 1, hay 1S, 2S nối với nguồn ⮚ Các đầu 3, hay 3L, 4L nối với tải tiêu thụ 9.1.3 Cách chọn công tơ hợp lý ⮚ Trên công tơ điện nhà sản xuất cho giá trị: ▪ Điện áp định mức: Uđm giá trị điện áp cho phép công tơ làm việc Cơng tơ pha thường có điện áp định mức 220V 110V; Công tơ pha thường có điện áp định mức là: pha 380V pha 220V ▪ Dòng điện định mức: Iđm giá trị dịng điện làm việc cơng tơ Nhà sản xuất thường cho giá trị dòng điện làm việc bình thường (định mức) dịng điện tối đa (cực đại) mà cơng tơ làm việc dạng Iđm (Imax) ▪ Hằng số công tơ: cho biết số vịng quay cơng tơ KWh điện tiêu thụ Thơng thường có số sau: 450 Rev/KWh; 600 Rev/KWh; 900 Rev/KWh;1200 Rev/KWh ▪ Ngồi nhãn cịn có thơng số khác như: tần số; số hiệu sản phẩm; năm sản xuất 63 ⮚ Quan sát ký hiệu mặt cơng tơ để chọn cơng tơ thích hợp với mạch cần đo: điện áp, dòng điện định mức, số cơng tơ, cấp xác v.v Khi chọn cơng tơ, ngồi việc chọn điện áp cơng tơ thích hợp với điện áp mạch cần đo, ta cần phải chọn dịng điện định mức cơng tơ thích hợp với dịng điện mạch đo Muốn ta phải tính cường độ dòng điện tối đa tất đồ dùng điện nhà, xem tất đồ dùng điện sử dụng lúc 9.1.4 Đo kiểm công tơ Do cấu tạo công tơ (cuộn dịng điện dây to vịng cuộn điện áp dây nhỏ nhiều vòng hơn) nên dùng Ohm kế để đo kiểm kết RDòNG