giáo trình kỹ thuật đo lường cảm biến nghề kỹ thuật máy lạnh và điều hoà không khí cđtc

Trên c¡ sã ó, ng±áihãc biÁt cách sā dăng dăng că o và xā lý kÁt quÁ o trong công viác sau này.PhÅn cÁm biÁn trình bày cÃu t¿o nguyên lý ho¿t áng và āng dăng cÿa mát sácÁm biÁn thông dăng

Bà NÔNG NGHIÞP VÀ PHÁT TRIÂN NÔNG THÔN

GIÁO TRÌNH

Ban hành kèm theo Quy ¿t ßnh sß: /Q-TCGNB ngày….tháng….nm 2021

cÿa Hißu tr±ßng tr±ßng Cao ¿ng C¡ gißi Ninh Bình

Tam ißp, nm 2021

Tài liáu này thuác lo¿i sách giáo trình nên các ngußn thông tin có thÅ

±āc phép dùng nguyên bÁn ho¿c trích dùng cho các măc ích và ào t¿o vàtham khÁo

Mãi măc ích khác mang tính lách l¿c ho¿c sā dăng vßi măc ích kinhdoanh thiÁu lành m¿nh s¿ bá nghiêm cÃm

LàI NÓI ÄUMôn hãc Kÿ thuÁt o l±áng và cÁm biÁn trình bày các kiÁn thāc và kÿthuÁt o dùng trong ngành ián hián nay Gißi thiáu nhÿng phép o c¡ bÁn Åāng dăng cho các ngành sÁn xuÃt công nghiáp

Kÿ thuÁt o l±áng và cÁm biÁn là môn hãc nghiên cāu các ph±¡ng pháp

o các ¿i l±āng vÁt lý: ¿i l±āng ián: ián áp, dòng ián, công suÃt, và ¿il±āng không ián: nhiát á, á ¿m, vÁn tác

Bài giÁng Kÿ thuÁt o l±áng và cÁm biÁn ±āc biên so¿n dÿa trên cácgiáo trình và tài liáu tham khÁo mßi nhÃt hián nay, ±āc dùng làm tài liáu thamkhÁo cho sinh viên các ngành: ián công nghiáp, ián dân dăng, Kÿ thuÁt Máyl¿nh và iÃu hoà không khí

Bài giÁng gßm 2 phÅn, phÅn o l±áng cung cÃp cho sinh viên nhÿng kiÁnthāc c¡ bÁn và chuyên sâu và kÿ thuÁt o l±áng trong ngành ián Trình bày cácdăng că o, nguyên lý o và ph±¡ng pháp o các thông sá Trên c¡ sã ó, ng±áihãc biÁt cách sā dăng dăng că o và xā lý kÁt quÁ o trong công viác sau này.PhÅn cÁm biÁn trình bày cÃu t¿o nguyên lý ho¿t áng và āng dăng cÿa mát sácÁm biÁn thông dăng

Trong quá trình biên so¿n, ã ±āc các ßng nghiáp óng góp nhiÃu ýkiÁn, m¿c dù cá g¿ng sāa chÿa, bß sung cho cuán sách ±āc hoàn chßnh h¡n,song ch¿c ch¿n không tránh khßi nhÿng thiÁu sót, h¿n chÁ

Mong nhÁn ±āc các ý kiÁn óng góp cÿa b¿n ãc

MĀC LĀC

LàI NÓI ÄU 2

MĂC LĂC 4

DANH MĂC BÀNG BIÄU, HÌNH ÀNH 8

CH¯¡NG 1: ¾I C¯¡NG V O L¯àNG IàN 1

1 Khái niám và o l±áng ián 1

1.1 Khái niám và o l±áng 1

1.2 Khái niám và o l±áng ián 1

1.3 Các ph±¡ng pháp o 1

1.3.1 Ph±¡ng pháp o biÁn ßi th¿ng 2

1.3.2 Ph±¡ng pháp o kiÅu so sánh 2

1.4 Chāc nng, ¿c iÅm cÿa thiÁt bá o 4

1.5 Chu¿n hóa trong o l±áng 4

2 Sai sá trong o l±áng 5

2.1 Khái niám và sai sá 5

2.2 Các lo¿i sai sá 5

2.3 Ph±¡ng pháp tính sai sá 7

2.4 Các ph±¡ng pháp h¿n chÁ sai sá 8

CH¯¡NG 2: CÁC LO¾I C¡ CÂU O THÔNG DĂNG 10

1 Khái niám và c¡ cÃu o 10

2 Các lo¿i c¡ cÃu o 11

2.1 C¡ cÃu o tÿ ián 11

2.2 C¡ cÃu o ián tÿ 12

2.3 C¡ cÃu o ián áng 14

2.4 C¡ cÃu o cÁm āng 14

CH¯¡NG 3: O CÁC ¾I L¯ĀNG IàN C¡ BÀN 17

1 o ián áp 17

1.1 Mã Åu 17

1.1.1 o ián áp mát chiÃu 18

1.1.2 o ián áp xoay chiÃu 22

2 o dòng ián 25

2.1 o dòng ián mát chiÃu 25

2.1.1 Ampe kÁ mát chiÃu 26

2.1.2 Ampement nhiát ián 28

2.2 o dòng ián xoay chiÃu 30

2.2.1 Ampemet chßnh l±u 30

2.2.2 Ampemet ián áng 31

2.2.3 Ampemet ián tÿ 31

3 o công suÃt tác dăng m¿ch xoay chiÃu ba pha 32

3.1 Nguyên lý chung 32

3.2 Các ph±¡ng pháp o 33

3.3 o công suÃt phÁn kháng m¿ch xoay chiÃu ba pha 34

3.3.1 Khi tÁi ái xāng 34

3.3.2 Ph±¡ng pháp 2 oatmet 35

3.3.3 Ph±¡ng pháp 3 oatmet 35

4 o ián nng m¿ch xoay chiÃu ba pha 35

5 o công suÃt và ián nng trong m¿ch cao áp 40

CH¯¡NG 4: SĀ DĂNG CÁC LO¾I MÁY O THÔNG DĂNG 41

1 Sā dăng VOM, M' 41

1.1 Sā dăng máy o v¿n nng VOM 41

1.2 Sā Dăng máy o ián trã cách ián - Mêgômet: 47

2 Ampe kìm, OSC(oscilloscope: dao áng ký): 48

2.1 Sā dăng Ampe kìm: 48

2.2 Máy hián sóng ián tā 50

2.2.1 Mã Åu 50

2.2.2 S¡ ß khái cÿa mát máy hián sóng thông dăng 52

2.2.3 ThiÁt lÁp chÁ á ho¿t áng và Cách iÃu khiÅn mát máy hián sóng 53

2.2.4 Các phÅn iÃu khiÅn chính 55

2.2.5 Āng dăng cÿa máy hián sóng trong kÿ thuÁt o l±áng 56

3 Sā dăng máy biÁn áp o l±áng: 59

3.1 Máy biÁn ián áp 59

3.2 Máy biÁn dòng 60

CH¯¡NG 5: KHÁI NIàM CHUNG V CÀM BIÀN 62

1 Khái niám c¡ bÁn và các bá cÁm biÁn 62

2 Phân lo¿i cÁm biÁn 63

2.1 Theo nguyên lý chuyÅn ßi giÿa kích thích và áp āng: 63

2.2 Phân lo¿i theo d¿ng kích thích : 64

2.3 Theo tính nng cÿa bá cÁm biÁn : 65

2.4 Phân lo¿i theo ph¿m vi sā dăng 65

2.5 Phân lo¿i theo thông sá cÿa mô hình m¿ch ián thay thÁ : 66

3 Vai trò - āng dăng cÿa cÁm biÁn 66

CH¯¡NG 6 : CÀM BIÀN NHIàT à 67

1 Thang nhiát á, iÅm chu¿n nhiát á 67

2 CÁm biÁn nhiát ián trã 67

2.1 Nguyên lý 67

2.2 Nhiát kÁ ián trã kim lo¿i 68

2.2.1 CÃu t¿o nhiát kÁ ián trã 69

2.2.2 Nhiát kÁ ián trã silic 70

2.2.3 Nhiát kÁ ián trã oxyt bán d¿n 71

2.3 CÁm biÁn c¿p nhiát 72

2.3.1 Hiáu āng nhiát ián 72

2.3.2 CÃu t¿o c¿p nhiát 72

2.4 HoÁ kÁ, nhiát kÁ bāc xa 75

2.4.1 HoÁ kÁ bāc x¿ toàn phÅn 75

CH¯¡NG 7: CÀM BIÀN QUANG 77

1 Ngußn phát quang sāi át và bán d¿n 77

1.1 Khái niám c¡ bÁn và ánh sáng 77

1.2 Ngußn sáng 78

2 Quang trã, tÁ bào quang ián 79

2.1 TÁ bào quang d¿n 79

2.2 Photodiot 81

2.3 Phototranzitor 84

3 Sāi quang 86

4 S¡ l±āc và áp dăng cÁm biÁn quang 87

CH¯¡NG 8: CÀM BIÀN Và TRÍ VÀ DàCH CHUYÄN 88

1 CÁm biÁn ián cÁm 88

2 CÁm biÁn hß cÁm 89

3 CÁm biÁn ián dung 91

4 CÁm biÁn tiÁp cÁn 91

4.1 CÁm biÁn tiám cÁn ián cÁm 92

4.2 CÁm biÁn tiám cÁn ián dung 93

CH¯¡NG 9: O L¯U L¯ĀNG VÀN TàC L¯U CHÂT VÀ MĀC 94

1 o l±u l±āng b¿ng chênh lách áp suÃt 94

2 o māc b¿ng cÁm biÁn ián dung 95

TÀI LIàU THAM KHÀO 97

DANH MĂC BÀNG BIÄU, HÌNH ÀNH

Hình 1.1 L±u ß ph±¡ng pháp o biÁn ßi th¿ng 2

Hình 1.2 L±u ß ph±¡ng pháp o kiÅu so sánh 3

Hình 1.3 Sai sá há tháng do kh¿c v¿ch là 1 á - khi ãc cÅn hiáu chßnh thêm 1 á 7

Hình 1.4 L±u ß thuÁt toán quá trình gia công kÁt quÁ o 9

Hình 2.1 C¡ cÃu chß thá tÿ ián 11

Hình 2.2: Hình Ánh cÿa mát sá dăng că o sā dăng c¡ cÃu tÿ ián 12

Hình 2.3: C¡ cÃu chß thá kiÅu ián tÿ vßi cuán dây ph¿ng 13

Hình 2.4: C¡ cÃu chß thá kiÅu ián tÿ vßi cuán dây tròn 13

Hình 2.5: C¡ cÃu chß thá kiÅu ián áng 14

Hình 2.6: C¡ cÃu chß thá cÁm āng 15

Hình 3.1: M¿ch o ián áp 17

Hình 3.2: Dùng ßng hß o ián áp 18

Hình 3.3: ßng hß sá và kim 25

Hình 3.4: Dùng ßng hß sá o dòng ián 26

Hình 3.5: M¿c thêm ián trã sun song song vßi c¡ cÃu chß thá 27

Hình 3.6: Ampement nhiát ián 29

Hình 3.7 : Ampemet chßnh l±u 30

Hình 3.8: Ampe kÁ chßnh l±u 31

Hình 3.9: Ampemet ián áng 31

Hình 3.10: Ampemet ián tÿ 32

Hình 3.11: S¡ ß m¿c oát mét trong m¿ch ián 3 pha 32

Hình 3.12: a-o công suÃt m¿ch ba pha trung tính giÁ b- s¡ ß véc t¡ 33

Hình 3.13: S¡ ß m¿c 2 oátmet o công suÃt m¿ch 3 pha 33

Hình 3.14 Ph±¡ng pháp 3 oatmet o công suÃt m¿ch 3 pha 34

Hình 3.15 a- công suÃt phÁn kháng 1 oatmet b- giÁn ß véct¡ 34

Hình 3.16: Công suÃt phÁn kháng dùng 2 oatmet 35

Hình 3.17: Công suÃt phÁn kháng dùng 3 oatmet 35

Hình 3.18: S¡ ß cÃu t¿o cÿa mát công t¡ mát pha dÿa trên c¡ cÃu chß thá cÁm āng 36

Hình 3.19 : Công t¡ mát pha:a) S¡ ß cÃu t¿o; b) BiÅu ß vect¡ 37

Hình 3.20: S¡ ß kiÅm tra công t¡ Error! Bookmark not defined. Hình 3.21: S¡ ß khái nguyên lý cÿa côngt¡ ián tā 40

Hình 3.22: o công suÃt 3 pha trong m¿ch ián cao áp 40

Hình 4.1: KÁt cÃu m¿t ngoài cÿa VOM 41

Hình 4.2: o ián trã 42

Hình 4.3: KiÅm tra, xác ánh cÿc tính diode 43

Hình 4.4: KiÅm tra thông m¿ch 44

Hình 4.5: KiÅm tra ch¿m vß 44

Hình 4.6: KiÅm tra tă ián 44

Hình 4.7: Xác ánh cÿc tính transitor 45

Hình 4.8: o ián áp mát chiÃu 46

Hình 4.9: o dòng ián mát chiÃu 47

Hình 4.10: KÁt cÃu ngoài cÿa Mêgômet 47

Hình 4.11: KÁt cÃu ngoài cÿa Ampe kìm 49

Hình 4.12: Hình d¿ng bên ngoài cÿa máy biÁn áp 59

Hình 4.13: S¡ ß m¿c Máy biÁn áp 60

Hình 4.14: S¡ ß m¿c máy biÁn dòng 60

Hình 6.1: Nhiát kÁ giãn nã 67

Hình 6.2: Nhiát kÁ ián 70

Hình 6.3: Nhiát kÁ bà m¿t 70

Hình 6.4: CÃu t¿o nhiát ián trã có vß bãc thÿy tinh 71

Hình 6.5: S¡ ß nguyên lý c¿p nhiát 72

Hình 6.6: Quan há giÿa sāc ián áng và nhiát á 73

Hình 6.7: Sāc ián áng cÿa mát sá c¿p nhiát ng¿u 74

Hình 6.8 CÃu t¿o c¿p nhiát ng¿u 75

Hình 6.9: Bá thu nng l±āng 76

Hình 6.10: Hiáu chßnh nhiát á theo á en 76

Hình 6.11: Sÿ phă thuác cÿa c±áng á ánh sáng vào b±ßc sóng và nhiát á 77

Hình 7.1: Quan há giÿa ián trã và á chiÁu sáng cÿa cÁm biÁn quang d¿n 80

Hình 7.2: Āng dăng cÿa tÁ bào quang d¿n 81

Hình 7.3: CÃu t¿o cÿa Photodiode 82

Hình 7.4: ¿c tính V – A cÿa photodiode āng vßi māc quang thông khác nhau 83 Hình 7.5: S¡ ß āng dăng cÿa photodiode ã chÁ á quang d¿n 84

Hình 7.6: CÃu t¿o phototranzitor 84

Hình 7.7 Các s¡ ß āng dăng Phototranszitor 86

Hình 7.8: TruyÃn ánh sáng trong sāi quang 86

Hình 7.9: CÁm biÁn quang hãc dùng sāi quang kiÅu ánh sáng xuyên a, và ánh sáng phÁn x¿ b 87

Hình 8.1: CÁm biÁn tÿ cÁm ¡n 88

Hình 8.2: S¡ ß nguyên lý cÁm biÁn tÿ cÁm lõi s¿t tÿ 89

Hình 8.3: CÁm biÁn hß cÁm 90

Hình 8.4: CÁm biÁn hß cÁm vi sai 90

Hình 8.5: Mát sá hình dáng cÿa cÁm biÁn ián dung th±áng g¿p 91

Hình 9.1: CÁm biÁn o māc chÃt lßng cách 96

BÁng 1.1: Phân lo¿i sai sá cÿa phép o 6

BÁng 2.1: BÁng tßng kÁt các lo¿i c¡ cÃu chß thá c¡ ián 16

ánh ngh)a b¿ng tß sá giÿa ¿i l±āng cÅn o (X) và ¡n vá o (Xo):

KÁt quÁ o ±āc biÅu dißn d±ßi d¿ng: = và ta có X = A.X0

Trong ó: X - ¿i l±āng o

Xo - ¡n vá o

A - con sá kÁt quÁ o

Tÿ ph±¡ng trình trên có ph±¡ng trình c¡ bÁn cÿa phép o: X = Ax Xo ,chß rõ sÿ so sánh X so vßi Xo, nh± vÁy muán o ±āc thì ¿i l±āng cÅn o XphÁi có tính chÃt là các giá trá cÿa nó có thÅ so sánh ±āc, khi muán o mát ¿il±āng không có tính chÃt so sánh ±āc th±áng phÁi chuyÅn ßi chúng thành ¿il±āng có thÅ so sánh ±āc

1.2 Khái ni ßm vß o l±ßng ißn

¿i l±āng nào so sánh ±āc vßi m¿u hay chu¿n thì mßi o ±āc NÁu các

¿i l±āng không so sánh ±āc thì phÁi chuyÅn ßi và ¿i l±āng so sánh ±āc vßim¿u hay chu¿n rßi o o l±áng ián là mát quá trình ánh giá ánh l±āng ¿il±āng ián cÅn o Å có kÁt quÁ b¿ng sá so vßi ¡n vá o

1.3 Các ph ±¡ng pháp o

Ph±¡ng pháp o là viác phái hāp các thao tác c¡ bÁn trong quá trình o,bao gßm các thao tác: xác ánh m¿u và thành lÁp m¿u, so sánh, biÁn ßi, thÅhián kÁt quÁ hay chß thá Các ph±¡ng pháp o khác nhau phă thuác vào cácph±¡ng pháp nhÁn thông tin o và nhiÃu yÁu tá khác nh± ¿i l±āng o lßn haynhß, iÃu kián o, sai sá, yêu cÅu

Tùy thuác vào ái t±āng o, iÃu kián o và á chính xác yêu cÅu cÿaphép o mà ng±ái quan sát phÁi biÁt chãn các ph±¡ng pháp o khác nhau Åthÿc hián tát quá trình o l±áng Có thÅ có nhiÃu ph±¡ng pháp o khác nhaunh±ng trong thÿc tÁ th±áng phân thành 2 lo¿i ph±¡ng pháp o chính là ph±¡ng

pháp o biÁn ßi th¿ng và ph±¡ng pháp o kiÅu so sánh.

1.3.1 Ph±¡ng pháp o bi¿n ßi th¿ng

- ßnh ngh)a: là ph±¡ng pháp o có s¡ ß cÃu trúc theo kiÅu biÁn ßi

th¿ng, ngh)a là không có khâu phÁn hßi

- Quá trình thÿc hißn:

* ¿i l±āng cÅn o X qua các khâu biÁn ßi Å biÁn ßi thành con sá NX, ßngthái ¡n vá cÿa ¿i l±āng o XO cing ±āc biÁn ßi thành con sá NO

* TiÁn hành quá trình so sánh giÿa ¿i l±āng o và ¡n vá (thÿc hián phép chia

NX/NO), * Thu ±āc kÁt quÁ o: AX = X/XO = NX/NO

Hình 1.1 L ±u ß ph±¡ng pháp o bi¿n ßi th¿ng

Quá trình này ±āc gãi là quá trình biÁn ßi th¿ng, thiÁt bá o thÿc hiánquá trình này gãi là thiÁt bá o biÁn ßi th¿ng Tín hiáu o X và tín hiáu ¡n vá

XO sau khi qua khâu biÁn ßi (có thÅ là mát hay nhiÃu khâu nái tiÁp) có thÅ ±ācqua bá biÁn ßi t±¡ng tÿ - sá A/D Å có NX và NO , qua khâu so sánh có NX/NO

Dăng că o biÁn ßi th¿ng th±áng có sai sá t±¡ng ái lßn vì tín hiáu quacác khâu biÁn ßi s¿ có sai sá b¿ng tßng sai sá cÿa các khâu, vì vÁy dăng că olo¿i này th±áng ±āc sā dăng khi á chính xác yêu cÅu cÿa phép o không caol¿m

1.3.2 Ph±¡ng pháp o kißu so sánh

- ßnh ngh)a: là ph±¡ng pháp o có s¡ ß cÃu trúc theo kiÅu m¿ch vòng,

ngh)a là có khâu phÁn hßi

hián quá trình này gãi là thiÁt bá o kiÅu so sánh (hay còn gãi là kiÅu bù).

Hình 1.2 L ±u ß ph±¡ng pháp o kißu so sánh

+ Các ph ±¡ng pháp so sánh: bá so sánh SS thÿc hián viác so sánh ¿i l±āng o

X và ¿i l±āng tß lá vßi m¿u XK, qua bá so sánh có: —X = X - XK Tùy thuác vàocách so sánh mà s¿ có các ph±¡ng pháp sau:

- So sánh cân b ¿ng:

* Quá trình thÿc hißn: ¿i l±āng cÅn o X và ¿i l±āng tß lá vßi m¿u XK=NK.XO

±āc so sánh vßi nhau sao cho —X = 0, tÿ ó suy ra X = XK = NK.XO

+ suy ra kÁt quÁ o: AX = X/XO = NK Trong quá trình o, XK phÁi thay ßi khi

X thay ßi Å ±āc kÁt quÁ so sánh là —X = 0 tÿ ó suy ra kÁt quÁ o

* ß chính xác: phă thuác vào á chính xác cÿa XK và á nh¿y cÿa thiÁt bá chßthá cân b¿ng (á chính xác khi nhÁn biÁt —X = 0)

Ví du: cÅu o, ián thÁ kÁ cân b¿ng

- So sánh không cân b ¿ng:

* Quá trình thÿc hißn: ¿i l±āng tß lá vßi m¿u là không ßi và biÁt tr±ßc,qua bá so sánh có ±āc: & = 2 , o & s¿ có ±āc ¿i l±āng o

X = & + tÿ ó có kÁt quÁ o: AX = X/XO = (—X + XK)/XO

* ß chính xác: á chính xác cÿa phép o chÿ yÁu do á chính xác cÿa XK

quyÁt ánh, ngoài ra còn phă thuác vào á chính xác cÿa phép o —X, giá trá cÿa

—X so vßi X (á chính xác cÿa phép o càng cao khi —X càng nhß so vßi X)

Ph±¡ng pháp này th±áng ±āc sā dăng Å o các ¿i l±āng không ián,nh± o āng suÃt (dùng m¿ch cÅu không cân b¿ng), o nhiát á

- So sánh không ßng thßi:

* Quá trình th ÿc hißn: dÿa trên viác so sánh các tr¿ng thái áp āng cÿa thiÁt bá

o khi cháu tác áng t±¡ng āng cÿa ¿i l±āng o X và ¿i l±āng tß lá vßi m¿u

XK, khi hai tr¿ng thái áp āng b¿ng nhau suy ra X = XK

¿u tiên d±ßi tác ßng cÿa X gây ra mßt tr¿ng thái nào o trong thi¿t bß

o, sau ó thay X b¿ng ¿i l±ÿng m¿u X K thích hÿp sao cho cing gây ra úng tr¿ng thái nh± khi X tác ßng, tÿ ó suy ra X = X K Nh± v¿y rõ ràng là X K ph¿i thay ßi khi X thay ßi.

* ß chính xác: phă thuác vào á chính xác cÿa XK Ph±¡ng pháp này chínhxác vì khi thay XK b¿ng X thì mãi tr¿ng thái cÿa thiÁt bá o v¿n giÿ nguyên.Th±áng thì giá trá m¿u ±āc ±a vào kh¿c á tr±ßc, sau ó qua các v¿ch kh¿cm¿u Å xác ánh giá trá cÿa ¿i l±āng o X ThiÁt bá o theo ph±¡ng pháp này làcác thiÁt bá ánh giá trÿc tiÁp nh± vônmét, ampemét chß thá kim

- So sánh ßng thßi:

* Quá trình th ÿc hißn: so sánh cùng lúc nhiÃu giá trá cÿa ¿i l±āng o X và ¿i

l±āng m¿u XK, cn cā vào các giá trá b¿ng nhau suy ra giá trá cÿa ¿i l±āng o

Ví du: xác ánh 1 inch b¿ng bao nhiêu mm: lÃy th±ßc có chia á mm

(m¿u), th±ßc kia theo inch (¿i l±āng cÅn o), ¿t iÅm 0 trùng nhau, ãc ±āccác iÅm trùng nhau là: 127mm và 5 inch, 254mm và 10 inch, tÿ ó có ±āc:1inch = 127/5 = 254/10 = 25,4 mm

Trong thÿc tÁ th±áng sā dăng ph±¡ng pháp này Å thā nghiám các ¿ctính cÿa các cÁm biÁn hay cÿa thiÁt bá o Å ánh giá sai sá cÿa chúng

Tÿ các ph±¡ng pháp o trên có thÅ có các cách thÿc hián phép o là:

- o trÿc ti¿p : kÁt quÁ có chß sau mát lÅn o

- o gián ti¿p: kÁt quÁ có b¿ng phép suy ra tÿ mát sá phép o trÿc tiÁp

- o hÿp bß: nh± gián tiÁp nh±ng phÁi giÁ mát ph±¡ng trình hay mát há

ph±¡ng trình mßi có kÁt quÁ

- o thßng kê: o nhiÃu lÅn và lÃy giá trá trung bình mßi có kÁt quÁ

1.4 Ch āc nng, ¿c ißm cÿa thi¿t bß o

ThiÁt bá o là sÿ thÅ hián ph±¡ng pháp o b¿ng các khâu că thÅ

¿c tính c¡ bÁn cÿa dăng că o gßm sai sá cÿa dăng că o ,á nh¿y, iántrã cÿa dăng că o và công suÃt tiêu thă, á tác áng nhanh và á tin cÁy

1.5 Chu ¿n hóa trong o l±ßng

Chu¿n cÃp 1 là chu¿n Ám bÁo t¿o ra nhÿng ¿i l±āng có ¡n vá chínhxác nhÃt cÿa mát quác gia

- Chu¿n ¡n vá dài: m

Do vÁy kÁt quÁ o l±áng không úng vßi giá trá chính xác cÿa ¿i l±āng o mà

có sai sá, gãi là sai sá cÿa phép o Nh± vÁy muán có kÁt quÁ chính xác cÿaphép o thì tr±ßc khi o phÁi xem xét các iÃu kián o Å chãn ph±¡ng pháp ophù hāp, sau khi o cÅn phÁi gia công các kÁt quÁ thu ±āc nh¿m tìm ±āc kÁtquÁ chính xác

2.2 Các lo¿i sai sß

* Sai sß tuyßt ßi, sai sß t±¡ng ßi, sai sß hß thßng.

- Sai sß cÿa phép o: là sai sá giÿa kÁt quÁ o l±áng so vßi giá trá chính xác

cÿa ¿i l±āng o

- Giá trß thÿc Xth cÿa ¿i l±ÿng o: là giá trá cÿa ¿i l±āng o xác ánh ±āc

vßi mát á chính xác nào ó (th±áng nhá các dăng că m¿u có cáp chính xác caoh¡n dăng că o ±āc sā dăng trong phép o ang xét)

Giá trß chính xác (giá trß úng) cÿa ¿i l±ÿng o th±ßng không bi¿t tr±ßc, vì v¿y khi ánh giá sai sß cÿa phép o th±ßng sÿ dÿng giá trß thÿc Xth cÿa ¿i l±ÿng

o.

Nh± vÁy ta chß có sÿ ánh giá gÅn úng và kÁt quÁ cÿa phép o Viác xác ánhsai sá cÿa phép o - tāc là xác ánh á tin t±ãng cÿa kÁt quÁ o là mát trongnhÿng nhiám vă c¡ bÁn cÿa o l±áng hãc Sai sá cÿa phép o có thÅ phân lo¿itheo cách thÅ hián b¿ng sá, theo ngußn gây ra sai sá ho¿c theo qui luÁt xuÃt hiáncÿa sai sá

Tiêu chí phân lo¿i: Theo cách thÅ hián b¿ng sá, theo ngußn gây ra sai sá, theoqui luÁt xuÃt hián cÿa sai sá, lo¿i sai sá: Sai sá tuyát ái, Sai sá t±¡ng ái, Sai sáph±¡ng pháp, Sai sá thiÁt bá, Sai sá chÿ quan, Sai sá bên ngoài, Sai sá há tháng,Sai sá ng¿u nhiên

Tiêu

chí phân lo¿i

Theo cáchthÅ hián b¿ng sá

Theo ngußngây ra sai sá

Theo quy luÁtxuÃt hián cÿa sai sáLo¿i sai sá - Sai sá tuyát ái

- Sai sá t±¡ng ái

-Sai sá ph±¡ngpháp

- Sai sá thiÁt bá

- Sai sá chÿ quan

- Sai sá bên ngoài

- Sai sá há tháng

- Sai sá ng¿u nhiên

B¿ng 1.1: Phân lo¿i sai sß cÿa phép o

* Sai sá tuyát ái &X: là hiáu giÿa ¿i l±āng o X và giá trá thÿc Xth :

Vì = nên có thÅ: j && ;100(%)

á chính xác cÿa phép o : ¿i l±āng nghách Áo cÿa sai sá t±¡ng ái:

= &

& =

1

* Sai sá há tháng (systematic error): thành phÅn sai sá cÿa phép o luôn không

ßi ho¿c thay ßi có qui luÁt khi o nhiÃu lÅn mát ¿i l±āng o

Qui luÁt thay ßi có thÅ là mát phía (d±¡ng hay âm), có chu kÿ ho¿c theomát qui luÁt phāc t¿p nào ó

Ví dă: sai sá há tháng không ßi có thÅ là: sai sá do kh¿c á thang o (v¿ch

kh¿c á bá lách ), sai sá do hiáu chßnh dăng că o không chính xác (chßnh

±áng tâm ngang sai trong dao áng ký )

Sai sá há tháng thay ßi có thÅ là sai sá do sÿ dao áng cÿa ngußn cungcÃp (pin yÁu, ßn áp không tát ), do Ánh h±ãng cÿa tr±áng ián tÿ

Hình 1.3 Sai sß hß thßng do kh¿c v¿ch là 1 ß - khi ßc c¿n hißu chßnh thêm

1 ß 2.3 Ph±¡ng pháp tính sai sß

Dÿa vào sß lßn các giá trß o ±ÿc có thß xác ßnh qui lu¿t thay ßi cÿa sai s ß ng¿u nhiên nhß sÿ dÿng các ph±¡ng pháp toán hßc thßng kê và lý thuy¿t xác su¿t Nhißm vÿ cÿa vißc tính toán sai sß ng¿u nhiên là chß rõ gißi h¿n thay

ßi cÿa sai sß cÿa k¿t qu¿ o khi thÿc hißn phép o nhißu l¿n, nh± v¿y phép o nào có k¿t qu¿ vßi sai sß ng¿u nhiên v±ÿt quá gißi h¿n s¿ bß lo¿i bß.

- C¡ sã toán hãc: viác tính toán sai sá ng¿u nhiên dÿa trên giÁ thiÁt là sai sá

ng¿u nhiên cÿa các phép o các ¿i l±āng vÁt lý th±áng tuân theo luÁt phânbáchu¿n (luÁt phân bá Gaux¡-Gauss) NÁu sai sá ng¿u nhiên v±āt quá mát giátrá nào ó thì xác suÃt xuÃt hián s¿ hÅu nh± b¿ng không và vì thÁ kÁt quÁ o nào

có sai sá ng¿u nhiên nh± vÁy s¿ bá lo¿i bß

- Các b±ßc tính sai sá ng¿u nhiên:

Xét n phép o vßi các kÁt quÁ o thu ±āc là x1, x2, , xn

* Tính ±ßc l±ÿng kì vßng toán hßc m X cÿa ¿i l±ÿng o:

= = + + +

chính là giá trá trung bình ¿i sá cÿa n kÁt quÁ o

* Tính ß lßch cÿa k¿t qu¿ mßi l¿n o so vßi giá trß trung bình vi:

vi (còn gãi là sai sá d±)

* Tính kho¿ng gißi h¿n cÿa sai sß ng¿u nhiên: ±āc tính trên c¡ sã ±áng phân

bá chu¿n: & = [& , & ], th±áng chãn: & = [& , & ] vßi:

& = & = 3

;( 21)vßi xác suÃt xuÃt hián sai sá ng¿u nhiên ngoài khoÁng này là 34%

* Xÿ lý k¿t qu¿ o: nhÿng kÁt quÁ o nào có sai sá d± vi n¿m ngoài khoÁng

[& , & ] s¿ bá lo¿i

2.4 Các ph ±¡ng pháp h¿n ch¿ sai sß

Mát trong nhÿng nhiám vă c¡ bÁn cÿa mßi phép o chính xác là phÁiphân tích các nguyên nhân có thÅ xuÃt hián và lo¿i trÿ sai sá há tháng M¿c dùviác phát hián sai sá há tháng là phāc t¿p, nh±ng nÁu ã phát hián thì viác lo¿itrÿ sai sá há tháng s¿ không khó khn

* Viác lo¿i trÿ sai sá há tháng có thÅ tiÁn hành b¿ng cách:

- Chu¿n bß tßt tr±ßc khi o: phân tích lý thuyÁt; kiÅm tra dăng că o tr±ßc khi

sā dăng; chu¿n bá tr±ßc khi o; chßnh "0" tr±ßc khi o

- Quá trình o có ph±¡ng pháp phù hÿp: tiÁn hành nhiÃu phép o b¿ng các

ph±¡ng pháp khác nhau; sā dăng ph±¡ng pháp thÁ

- Xÿ lý k¿t qu¿ o sau khi o: sā dăng cách bù sai sá ng±āc dÃu (cho mát l±āng

hiáu chßnh vßi dÃu ng±āc l¿i); trong tr±áng hāp sai sá há tháng không

ßi thì có thÅ lo¿i ±āc b¿ng cách ±a vào mát l±āng hiáu chßnh hay mát há sáhiáu chßnh:

+ L±ÿng hißu chßnh: là giá trá cùng lo¿i vßi ¿i l±āng o ±āc ±a thêm vào kÁt

quÁ o nh¿m lo¿i sai sá há tháng

+ Hß sß hißu chßnh: là sá ±āc nhân vßi kÁt quÁ o nhàm lo¿i trÿ sai sá há

ßi ho¿c thay ßi có qui luÁt và sai sá ng¿u nhiên — - thay ßi mát cách ng¿unhiên không có qui luÁt Trong quá trình o hai lo¿i sai sá này xuÃt hián ßngthái và sai sá phép o AX ±āc biÅu dißn d±ßi d¿ng tßng cÿa hai thành phÅn sai

sá ó: —X = 0 + — Å nhÁn ±āc các kÁt quÁ sai lách ít nhÃt so vßi giá trá thÿccÿa ¿i l±āng o cÅn phÁi tiÁn hành o nhiÃu lÅn và thÿc hián gia công (xā lý)kÁt quÁ o (các sá liáu nhÁn ±āc sau khi o)

Sau n lÅn o s¿ có n kÁt quÁ o x1, x2, , xn là sá liáu chÿ yÁu Å tiÁn hànhgia công kÁt quÁ o

* Lo¿i trÿ sai sß hß thßng.

Viác lo¿i trÿ sai sá há tháng sau khi o ±āc tiÁn hành b¿ng các ph±¡ngpháp

- Sā dăng cách bù sai sá ng±āc dÃu

- ±a vào mát l±āng hiáu chßnh hay mát há sá hiáu chßnh

Hình 1.4 L ±u ß thu¿t toán quá trình gia công k¿t qu¿ o

Các c¡ cÃu chß thá trên ±āc sā dăng trong các dăng că o các ¿i l±āng

ián nh± ián áp, tÅn sá góc, góc pha, công suÃt, dòng xoay chiÃu và mát chiÃutÅn sá công nghiáp

Nguyên lý làm viác cÿa các chß thá c¡ ián dÿa trên tác áng cÿa tÿ

tr±áng lên phÅn áng c¡ cÿa c¡ cÃu chß thá khi có dòng ián ch¿y qua và t¿o ramát mômen quay (Mq)

á lßn cÿa mômen tÿ lá vßi á lßn cÿa dòng ián ±a vào c¡ cÃu chß thá.Mômen quay Mq ±āc xác ánh theo biÅu thāc

=

?

(2.1) Trong ó: – nng l±āng ián tÿ

? - góc quay cÿa phÅn ángNÁu ta ¿t vào trăc cÿa phÅn áng mát lò xo cÁn, khi phÅn áng quay, lò xo báxo¿n l¿i và t¿o ra mát mômen cÁn Mc

(3) Lõi s¿tPhÅn áng(4) Kim chß thá(5) Khung dây(6) Lò xo xo¿n ácKhung dây: gßm nhiÃu vòng dây làm b¿ng ßng cùng quÃn trên mátkhuôn nhôm hình chÿ nhÁt Dây ßng có tiÁt dián nhß khoÁng (0,02 ÷ 0,05)mm

có phÿ cách ián bên ngoài Toàn bá khung dây ±āc ¿t trên trăc quay Khungdây chuyÅn áng nhá lÿc t±¡ng tác giÿa tÿ tr±áng cÿa khung dây (khi có dòng

ián ch¿y qua) và tÿ tr±áng cÿa nam châm v)nh cāu Khái l±āng cÿa khung dâyphÁi càng nhß càng tát Å Momen quán tính không Ánh h±ãng nhiÃu Án chuyÅn

áng quay cÿa khung dây

Lõi s¿t: có d¿ng hình tră tròn ±āc ¿t giÿa hai cÿc cÿa nam châm v)nhcāu sao cho khe hã không khí giÿa chúng ÿ nhß và cách Ãu các cÿc tÿ Nhálõi s¿t mà tÿ trã giÿa các cÿc tÿ ±āc giÁm nhß và do ó làm tng mÁt á tÿthông qua khe hã không khí

Lò xo xo¿n ác: ±āc bá trí ã hai Åu cÿa khung dây vßi chiÃu ng±ācnhau, mát Åu lò xo g¿n vào trăc cÿa khung dây, Åu kia g¿n cá ánh Lò xoxo¿n ác có nhiám vă chÿ yÁu là t¿o ra Momen cÁn (Mc) cân b¿ng vßi lÿc ián

tÿ, ngoài ra lò xo ±āc dùng Å d¿n dòng ián vào và ra khung dây và khi không

có dòng ián i vào, lò xo s¿ ±a kim chß thá và vá trí ban Åu

Kim chß thá: ±āc g¿n liÃn vßi khung dây Å có thÅ dách chuyÅn theokhung, vá trí kim s¿ chß giá trá t±¡ng āng trên m¿t thang o Kim th±áng làmb¿ng nhôm mßng, uôi kim có g¿n ái trãng Å trãng tâm cÿa kim n¿m trên trăcquay, iÃu này giúp giÿ thng b¿ng cho phÅn áng Åu kim d¿t và có chiÃu dày

bé h¡n khoÁng cách các v¿ch trên thang chia á Nam châm v)nh cāu: gßm haicÿc N và S ±āc thiÁt kÁ bo tròn theo lõi s¿t sao cho khe hã giÿa phÅn t)nh và

phÅn áng ÿ nhß nh¿m t¿o ra tÿ tr±áng Ãu.

b) ¿c iÅm và ph¿m vi āng dăng cÿa c¡ cÃu chß thá kiÅu tÿ ián

Tÿ tr±áng cÿa c¡ cÃu m¿nh nên ít cháu Ánh h±ãng cÿa tÿ tr±áng ngoài,tßn thÃt ián nng trong c¡ cÃu ít nên á chính xác cao

Lo¿i dăng că o kiÅu tÿ ián có thÅ o ±āc các ¿i l±āng mát chiÃu,không o ±āc các ¿i l±āng xoay chiÃu, nÁu muán o thì dòng ián ch¿y vàokhung quay phÁi qua c¡ cÃu chßnh l±u

Āng dăng: C¡ cÃu tÿ ián th±áng dùng trong các dăng că o nh±: ampe

kÁ, vôn kÁ, wát kÁ, ßng hß v¿n nng (VOM), ián kÁ

Hình Ánh cÿa mát sá dăng că o sā dăng c¡ cÃu tÿ ián:

Hình 2.2: Hình ¿nh cÿa mßt sß dÿng cÿ o sÿ dÿng c¡ c¿u tÿ ißn 2.2 C ¡ c¿u o ißn tÿ

a) CÃu t¿o

C¡ cÃu chß thá kiÅu tÿ ián có hai lo¿i: lo¿i cuán dây ph¿ng và lo¿i cuándây tròn Hai lo¿i này chß khác nhau và cÃu t¿o, còn nguyên lý làm viác thì nh±nhau

ái vßi lo¿i cuán dây ph¿ng, phÅn t)nh là cuán dây 1 ±āc quÃn thànhhình háp, giÿa cuán dây có rãnh h¿p 9 PhÅn áng là phiÁn thép 2 làm b¿ng s¿t

tÿ mÃm g¿n lách tâm vßi trăc Trên trăc 5 có lò xo phÁn kháng 3, kim 6 và báphÁn cÁn dáu không khí 4 Khi có dòng ián ch¿y vào phÅn t)nh, làm phÅn t)nhsinh ra tÿ tr±áng, lá thép 2 bá hút vào rãnh 9 làm kim quay i mát góc

Hình 2.3: C¡ c¿u chß thß kißu ißn tÿ vßi

cu ßn dây ph¿ng

1 – cuán dây, 2 – lõi thép, 3 – lò xo phÁn

kháng, 4 – c¡ cÃu cÁn dáu, 5 – trăc quay, 6

– kim chß, 7 – ái trãng, 8 – thang o

Hình 2.4: C¡ c¿u chß thß kißu ißn

tÿ vßi cußn dây tròn

1 – Cuán dây, 2 – tÃm kim lo¿it)nh, 3 – tÃm kim lo¿i áng, 4 – trăcquay có g¿n kim

ái vßi lo¿i cuán dây tròn, phÅn t)nh là cuán dây 1 quÃn thành hình trătròn, phía trong ¿t hai phiÁn s¿t tÿ mÃm 2 và 3 PhiÁn 2 cá ánh, phiÁn 3 g¿nliÃn vßi trăc, trên trăc có g¿n kim và lò xo phÁn kháng và bá phÁn cÁn dáu khôngkhí Khi có dòng ián ch¿y vào cuán dây phÅn t)nh, hai phiÁn thép s¿ ±āc tÿhóa giáng nhau, các cÿc cùng tên ã gÅn nhau s¿ ¿y nhau, làm cho phiÁn 3 vàkim quay i mát góc

Lo¿i cuán dây tròn vßi cuán dây ph¿ng thì dß chÁ t¿o h¡n, thang o chia

Ãu h¡n, nh±ng tÿ tr±áng yÁu h¡n, nên phÁi chÁ t¿o cuán dây to và nhiÃu vòngh¡n Hián nay lo¿i cuán dây ph¿ng ±āc dùng nhiÃu h¡n

b) ¿c iÅm và ph¿m vi āng dăng cÿa c¡ cÃu chß thá kiÅu ián tÿ

- ¯u iÅm: Có thÅ o ±āc cÁ dòng ián mát chiÃu và dòng ián xoaychiÃu Cuán dây phÅn t)nh có thÅ chÁ t¿o vßi tiÁt dián lßn nên có khÁ nng quátÁi tát

- Nh±āc iÅm: M¿ch tÿ khép m¿ch qua không khí nên tÿ tr±áng yÁu vàcháu Ánh h±ãng tÿ tr±áng ngoài Å bß trÿ Ánh h±ãng cÿa tÿ tr±áng ngoài,ng±ái ta bãc c¡ cÃu o trong mát màn ch¿n tÿ b¿ng kim lo¿i Tßn hao s¿t tÿtrong c¡ cÃu lßn nên cÃp chính xác thÃp

- Āng dăng: C¡ câí o kiÅu ián tÿ chÁ t¿o ¡n giÁn, r¿, nên ±āc sā dăngráng rãi trong công ngháp Å ampe kÁ, vôn kÁ

2.3 C¡ c¿u o ißn ßng

a) CÃu t¿o

C¡ cÃu ián áng bao gßm hai thành phÅn: phÅn t)nh và phÅn áng

- PhÅn t)nh bao gßm cuán dây 1(

±āc chia làm hai phÅn nái tiÁp nhau)

Å t¿o ra tÿ tr±áng khi có dòng ián

ch¿y qua Trăc quay chui qua khe hã

giÿa hai phÅn cuán dây t)nh

- PhÅn áng gßm mát khung dây 2

¿t trong lòng cuán dây t)nh 1 Khung

dây 2 ±āc g¿n vßi trăc quay, trên

b) ¿c iÅm và ph¿m vi āng dăng cÿa c¡ cÃu chß thá kiÅu ián áng

- ¯u iÅm: có á chính xác cao khi o trong m¿ch ián xoay chiÃu

- Nh±āc iÅm: tiêu thă công suÃt lßn nên không thích hāp trong m¿chcông suÃt nhß Cháu Ánh h±ãng cÿa tÿ tr±áng ngoài, muán làm viác tát phÁi có

bá phÁn ch¿n tÿ

- Āng dăng: chÁ t¿o các Ampe kÁ, vôn kÁ, wát kÁ mát chiÃu và xoaychiÃu tÅn sá công nghiáp, các pha kÁ Å o góc lách pha hay há sá công suÃt

Hình 2.6: C¡ c¿u chß thß c¿m āng

Nguyên lý làm viác cÿa c¡ cÃu cÁm āng tÿ là dÿa trên sÿ tác áng t±¡ng

hß giÿa tÿ tr±áng xoay chiÃu (±āc t¿o ra bãi dòng ián trong phÅn t)nh) vàdòng ián xoáy t¿o ra trong )a cÿa phÅn áng, do ó c¡ cÃu này chß làm viácvßi m¿ch ián xoay chiÃu:

Khi dòng ián I1, I2 vào các cuán dây phÅn t)nh làm sinh ra các tÿ thông

§1, §2 (các tÿ thông này lách pha nhau góc Ë b¿ng góc lách pha giÿa các dòng

ián t±¡ng āng), tÿ thông §1, §2 c¿t )a nhôm 1 (phÅn áng) làm xuÃt hiántrong )a nhôm các sāc ián áng t±¡ng āng E1, E2 (lách pha vßi §1, §2 gócÃ/2) d¿n Án xuÃt hián các dòng ián xoáy Ix1, Ix2 (lách pha vßi E1, E2 góc ³1,

F là tÅn sá cÿa dòng ián I1, I2

« là góc lách pha giÿa I1, I2

b) ¿c iÅm và ph¿m vi āng dăng cÿa c¡ cÃu chß thá kiÅu cÁm āng

- iÃu kián Å có mômen quay là ít nhÃt phÁi có hai tÿ tr±áng

- Nh±āc iÅm: mômen quay phă thuác tÅn sá nên cÅn phÁi ßn ánh tÅn sá

- Āng dăng: chÿ yÁu Å chÁ t¿o công t¡ o nng l±āng ián tiêu thă; cóthÅ o tÅn sá

B¿ng 2.1: B¿ng tßng k¿t các lo¿i c¡ c¿u chß thß c¡ ißn

CH ¯¡NG 3: O CÁC ¾I L¯þNG IÞN C¡ BÀN

Măc tiêu : Trang bá cho sinh viên khái niám c¡ bÁn và các dăng că dòng

ián, ián áp biÁt sā dăng o dòng ián, ián áp

1 o ißn áp

1.1 Mß ¿u

Dăng că dùng Å o ián áp gãi là Vôn kÁ hay Vôn met (Voltmeter)

Ký hiáu là: VKhi o ián áp b¿ng Vôn kÁ thì Vôn kÁ luôn ±āc m¿c song song vßi

o¿n m¿ch cÅn o nh± hình d±ßi ây:

+

Nh± vÁy, muán sai sá nhß thì yêu cÅu Rv phÁi càng lßn càng tát và lý tuãng là

ián trã rÃt lßn ián áp ánh māc cÿa chß thá vpo khoÁng 50 - 75mV nên cÅnnái tiÁp nhiÃu ián trã phă (còn gãi là ián trã nhân) vßi chß thá Å làm tngkhoÁng o cÿa Vôn kÁ S¡ ß m¿c nh± sau:Trong ó:

+

= > ( + ) ; = ; => = ; = 21 = ( 21) ;

Vßi = gãi là há sá mã ráng thang o và áp

Nguyên t¿c ho¿t áng cÿa s¡ ß a)

+ Xác ánh dòng công tác Ip nhá ngußn ián áp U0, Rc và AmpekÁ.+ Giÿ nguyên giá trá cÿa Ip trong suát thái gian o

+ iÃu chßnh con ch¿y cÿa ián trã m¿u Rk cho Án khi chß thá chß zero+ ãc kÁt quÁ trên ián trã m¿u, khi ó: Ux = Uk = Ip.Rk

Trong s¡ ß a, vì sā dăng Ampe kÁ nên á chính xác cÿa ián thÁ kÁkhông thÅ cao h¡n á chính xác cÿa Ampe kÁ

Ng±ái ta cÁi tiÁn m¿ch b¿ng cách sā dăng ngußn pin m¿u (EN) và iántrã m¿u (Rk) có á chính xác cao nh± ã hình b

Nguyên t¿c ho¿t áng cÿa s¡ ß b)

+ Khi K ã vá trí 1, iÃu chßnh Rc Å chß thá chß zero

Khi ó: =+ Giÿ nguyên Rc và chuyÅn K sang vá trí 2, iÃu chßnh con tr±āt cÿa

ián trã m¿u Å chß thá và zero

Khi ó:

Nguyên t¿c ho¿t ßng cÿa s¡ ß a)

+ Xác ánh dòng công tác Ip nhá ngußn ián áp U0, Rc và Ampe kÁ.+ Giÿ nguyên giá trá cÿa Ip trong suát thái gian o

+ iÃu chßnh con ch¿y cÿa ián trã m¿u Rk cho Án khi chß thá chß zero+ ãc kÁt quÁ trên ián trã m¿u, khi ó: Ux = Uk = Ip.Rk

Trong s¡ ß a, vì sā dăng Ampe kÁ nên á chính xác cÿa ián thÁ kÁkhông thÅ cao h¡n á chính xác cÿa Ampe kÁ

Ng±ái ta cÁi tiÁn m¿ch b¿ng cách sā dăng ngußn pin m¿u (EN) và ián trã m¿u(Rk) có á chính xác cao nh± ã hình b

Nguyên t ¿c ho¿t ßng cÿa s¡ ß b)

+ Khi K ã vá trí 1, iÃu chßnh Rc Å chß thá chß zero

Chú ý: trên thÿc tÁ, ng±ái ta th±áng sā dăng ián thÁ kÁ mát chiÃu tÿ áng cân

b¿ng (Å o sāc ián áng cÿa các c¿p nhiát ng¿u o nhiát á)

S¡ ß m¿ch cÿa ißn th¿ k¿ mßt chißu tÿ ßng cân b¿ng

Trong ó:

RN , EN là ián trã và ngußn ián m¿u có á chính xác cao

U0 là ngußn ián áp ßn ánh

áng c¡ thuÁn nghách hai chiÃu Å iÃu chßnh con ch¿y cÿa Rp và Rc

Bá iÃu chÁ làm nhiám vă biÁn ßi ián áp mát chiÃu (&U) thành ián ápxoay chiÃu Å iÃu khiÅn áng c¡

Ho¿t ßng:

Tr±ßc khi o, khóa K ±āc ¿t ã vá trí KT (kiÅm tra) khi ó dòng I2 qua

ián trã m¿u RN và&U = EN - I2RN

&U qua bá iÃu chÁ Å chuyÅn thành tín hiáu xoay chiÃu (role ±āc iÃukhiÅn bãi nam châm ián nên có tÅn sá óng/c¿t phă thuác vào dòng ch¿y trongnam châm ián) Tín hiáu xoay chiÃu này th±áng có giá trá rÃt nhß nên phÁi qua

bá khuÁch ¿i Å tng tßi giá trá ÿ lßn có thÅ iÃu khiÅn áng c¡ thuÁn ngháchhai chiÃu áng c¡ này quay và kéo con ch¿y cÿa Rc Å làm thay ßi I2 tßi khi

&U =0

ßng thái nó cing kéo con tr±āt cÿa Rp và vá trí cân b¿ng

+ Khi K ã vá trí o ta có: &U = Ex - Uk

NÁu Ex > Uk thì áng c¡ s¿ kéo con ch¿y Å tng Uk tßi khi &U =0

NÁu Ex < Uk thì áng c¡ s¿ kéo con ch¿y Å giÁm Uk tßi khi &U = 0

Vá trí cÿa con ch¿y và kim chß s¿ xác ánh giá trá cÿa Ex ¯u iÅm cÿa ián thÁ

kÁ mát chiÃu tÿ áng cân b¿ng là tÿ áng trong quá trình o và có khÁ nng tÿghi kÁt quÁ trong mát thái gian dài

1.1.2 o ißn áp xoay chißu

1.1.2.1 Vôn k ¿ tÿ ißn o ißn áp xoay chißu

Sā dăng c¡ cÃu tÿ ián thì dăng că có tính phân cÿc và phÁi m¿c úng saocho á lách d±¡ng (trên thang o) Khi dòng xoay chiÃu có tÅn sá rÃt thÃp ch¿yqua dăng că TNCVC thì kim có xu h±ßng chß theo giá trá tāc thái cÿa dòngxoay chiÃu Nh± vÁy, khi giá trá dòng tng theo chiÃu + thì kim cing tng tßi giátrá cÿc ¿i sau ó giÁm tßi 0 và xuáng bán kÿ âm thì kim s¿ bá lách ngoài thang

o Tr±áng hāp này xÁy ra khi tÅn sá cÿa dòng xoay chiÃu cÿ 0,1Hz ho¿c thÃph¡n

Khi dòng xoay chiÃu có tÅn sá công nghiáp (50/60Hz) ho¿c cao h¡n thìc¡ cÃu làm nhăt vă quán tính chuyÅn áng cÿa c¡ cÃu áng (toàn máy o)không biÁn ßi theo māc dòng tāc thái mà thay vào ó kim cÿa dăng că s¿ dÿng

ã vá trí trung bình cÿa dòng ch¿y qua cuán áng Vßi sóng sin thuÅn tuý kim

lách s¿ ã vá trí zero m¿c dù dòng Irms có thÅ có giá trá khá lßn vi có khÁ nnggây hßng dăng că.

Do ó, Å sā dăng dăng că TNCVC làm thành dăng că o xoay chiÃung±ái ta phÁi sā dăng các bá chßnh l±u (nÿa sóng ho¿c toàn sóng) Å các giá trácÿa dòng chß gây ra á lách d±¡ng

1.1.2.2 Vôn k¿ ißn tÿ

Là dăng că Å o ián áp xoay chiÃu tÅn sá công nghiáp Cuán dây t)nh

có sá vòng dây rÃt lßn tÿ 1000 - 6000 vòng Å mã ráng thang o ng±ái ta m¿cnái tiÁp vßi cuán dây các ián trã phă

Các tă C ±āc m¿c song song vßi các ián trã phă Å bù sai sá do tÅn sákhi tÅn sá lßn h¡n tÅn sá công nghiáp

1.1.2.3 Vôn k ¿ ißn ßng

Cuán kích ±āc chia làm 2 phÅn nái tiÁp nhau và nái tiÁp vßi cuán áng

á lách cÿa kim chß thá tß lá vßi I2 nên kim dÿng ã giá trá trung bình cÿa I2 tācgiá trá tāc thái rms

* ¿c ißm cÿa Vôn k¿ ißn ßng

+ Tác dăng cÿa dòng rms giáng nh± trá sá dòng mát chiÃu t±¡ng ±¡ngnên có thÅ khác á theo giá trá mát chiÃu và dùng cho cÁ xoay chiÃu

+ Dăng că ián áng th±áng òi hßi dòng nhß nhÃt là 100mA cho LTTnên Vôn kÁ ián áng có á nh¿y thÃp h¡n nhiÃu so vßi Vôn kÁ tÿ ián (chßkhoÁng 10'/V).

+ Å giÁm thiÅu sai sá chß nên dùng ã khu vÿc tÅn sá công nghiáp

+ Uk là ián áp m¿u vßi á chính xác rÃt cao ±āc t¿o bãi dòng ián I ßn

ánh i qua ián trã m¿u Rk Khi ó:

+ KÁt quÁ ±āc ãc trên ián trã m¿u ã ±āc kh¿c á theo thā nguyên

ián áp Chú ý: Các dăng că bù ián áp Ãu có nguyên t¿c ho¿t áng nh± trên

nh±ng có thÅ khác nhau phÅn t¿o ián áp m¿u Uk

1.1.2.5 ißn th¿ k¿ xoay chißu

Nguyên t¿c ho¿t áng chung giáng nh± ián thÁ kÁ mát chiÃu, ngh)a là,cing so sánh ián áp cÅn o vßi ián áp r¡i trên ián trã m¿u khi có dòng công

tác ch¿y qua Tuy nhiên, do không sā dăng pin m¿u ma sā dăng dòng xoaychiÃu nên viác iÃu chßnh cho Ux và Uk b¿ng nhau là rÃt phāc t¿p.

Muán Ux và Uk cân b¿ng nhau thì phÁi thoÁ mãn 3 iÃu kián:

* Khái niám chung

Dăng că ±āc sā dăng Å o dòng ián gãi là ampe kÁ hay ampemet

+ Ampe kÁ chß thá sá (Digital)

+ Ampe kÁ chß thá kim (kiÅu t±¡ng tÿ /Analog)

Hình bên là hai lo¿i ßng hß v¿n nng sá và kim NÁu chia theo tính chÃt cÿa ¿il±āng o, ta có:

+ Ampe kÁ mát chiÃu

+ Ampe kÁ xoay chiÃu

* Yêu cÅu ái vßi dăng că o dòng ián là:

- Công suÃt tiêu thă càng nhß càng tát, ián trã cÿa ampe kÁ càng nhß càng tát

Ampe kÁ mát chiÃu ±āc chÁ t¿o dÿa trên c¡ cÃu chß thá tÿ ián Nh± ãbiÁt, á lách cÿa kim tß lá thuÁn vßi dòng ch¿y qua cuán áng nh±ng á láchkim ±āc t¿o ra bãi dòng ián rÃt nhß và cuán dây quÃn b¿ng dây có tiÁt dián bénên khÁ nng cháu dòng rÃt kém Thông th±áng, dòng cho phép qua c¡ cÃu chßtrong khoÁng 10 - 4 Án 10-2 A; ián trã cÿa cuán dây tÿ 20' Án 2000' vßicÃp chính xác 1,1; 1; 0,5; 0,2; và 0,05

Å tng khÁ nng cháu dòng cho c¡ cÃu (cho phép dòng lßn h¡n qua)

ng±ái ta m¿c thêm ián trã sun song song vßi c¡ cÃu chß thá có giá trá nh± sau:

= vßi = gãi là há sá mã ráng thang o cÿa ampe kÁ

Hình 3.5: M¿c thêm ißn trß sun song song vßi c¡ c¿u chß thß

I là dòng cÅn o và ICT là dòng cÿc ¿i mà c¡ cÃu cháu ÿng ±āc (á lách cÿc

¿i cÿa thang o)

Chú ý: Khi o dòng nhß h¡n 30A thì ián trã sun n¿m ngay trong vß cÿa ampe

kÁ còn khi o dòng lßn h¡n thì ián trã sun nh± mát phă kián kèm theo Khiampe kÁ có nhiÃu thang o ng±ái ta m¿c sun nh± sau:

Viác tính ián trã sun āng vßi dòng cÅn o ±āc xác ánh theo công thāc nh±trên nh±ng vßi n khác nhau ã hình a)

Chú ý: ián trã sun ±āc chÁ t¿o b¿ng Manganin có á chính xác cao h¡n á

chính xác cÿa c¡ cÃu o ít nhÃt là 1 cÃp Do cuán dây áng cÿa c¡ cÃu chß thá

±āc quÃn b¿ng dây ßng mÁnh, ián trã cÿa nó thay ßi áng kÅ khi nhiát ácÿa môi tr±áng thay ßi và sau mát thái gian lpm viác bÁn thân dòng ián ch¿yqua cuán dây cing t¿o ra nhiát á Å giÁm Ánh h±ãng cÿa sÿ thay ßi ián trãcuán dây khi nhiát á thay ßi, ng±ái ta m¿c thêm ián trã bù b¿ng Manganinho¿c Constantan vßi s¡ ß nh± sau:

D±ßi ây là ví dă thÿc tÁ cÿa mát s¡ ß m¿c ián trã sun cÿa mát dăng că

o cÁ dòng và áp

2.1.2 Ampemet nhißt ißn

Là dăng că kÁt hāp giÿa chß thá tÿ ián và c¿p nhiát ián C¿p nhiát ián(hay còn gãi là c¿p nhiát ng¿u) gßm 2 thanh kim lo¿i khác lo¿i ±āc hàn vßinhau t¿i mát Åu gãi là iÅm làm viác (nhiát á t1), hai Åu kia nái vßimilivonkÁ gãi là Åu tÿ do (nhiát á t0)

Khi nhiát á Åu làm viác t1 khác nhiát á Åu tÿ do t0 thì c¿p nhiát s¿sinh ra sāc ián áng

= ;

= 2Khi dùng dòng Ix Å át nóng Åu t1 thì:

R1, 3: ián trã bang Mr R2:

ián trã b¿ng Cu

= > = ; =

Nh± vÁy kÁt quÁ hiÅn thá trên milivon kÁ tß lá vßi dòng cÅn o

Hình 3.6: Ampemet nhißt ißn

VÁt liáu Å chÁ t¿o c¿p nhiát ián có thÅ lÁ s¿t - constantan; ßng - constantan;crom - alumen và platin - rodi

Ampemet nhiát ián có sai lßn do tiêu hao công suÃt, khÁ nng cháu quátÁi kém nh±ng có thÅ o ã dÁi tÅn rÃt ráng tÿ mát chiÃu tßi hàng MHz

Thông th±áng Å tng á nh¿y cÿa c¿p nhiát, ng±ái ta sā dăng mát bá khuÁch

¿i áp nh± s¡ ß d±ßi ây:

J1, J2 là 2 Åu o nhiát

Chú ý: Å o giá trá ián áp cÿa ngußn xoay chiÃu ng±ái ta cing làm nh±

trên vì khi ó nhiát á o ±āc tß lá vßi dòng qua ián trã nhiát mà dòng này l¿i

tß lá vßi áp trên hai Åu ián trã, do vÁy cing xác ánh ±āc giá trá cÿa ián ápthông qua giá trá nhiát á ây chính là nguyên t¿c Å chÁ t¿o VônkÁ nhiát ián

2.2 o dòng ißn xoay chißu

Å o c±áng á dòng ián xoay chiÃu tÅn sá công nghiáp ng±ái ta th±áng sādăng ampemet tÿ ián chßnh l±u, ampemet ián tÿ, và ampemet ián áng

2.2.1 Ampemet chßnh l±u

Là dăng că o dòng ián xoay chiÃu kÁt hāp giÿa c¡ cÃu chß thá tÿ ián vàm¿ch chßnh l±u b¿ng diode

Chßnh l±u nÿa chu kÿ

BiÁn áp sā dăng là lo¿i biÁn áp

dòng có sá vòng dây cÿa cuán s¡ cÃp và thā cÃp là W1 và W2 Khi ó tß sá dòngthā cÃp trên dòng s¡ cÃp ±āc tính b¿ng:

Kim chß thá dÿng ã vá trí chß dòng trung bình qua cuán dây áng RL ±ācchãn Å gánh phÅn dòng d± thÿa giÿa I2tb và Ict

Mái quan há giÿa dòng ßnh IP, dòng trung bình Itrb và dòng trung bìnhbình ph±¡ng Irms cÿa s¡ ß m¿ch chßnh l±u cÅu nh± sau:

= 0,637;

=:2 = 0.707.

= 1,11;

Chú ý: Giá trá dòng mà kim chß thá dÿng là giá trá dòng trung bình nh±ng thang

kh¿c á th±áng theo giá trá rms

Hình 3.7 : Ampemet chßnh l±u

Chú ý: Nói chung các ampe kÁ chßnh l±u có á chính xác không cao (tÿ 1 tßi

Ch ßnh l±u hai nÿa chu kÿ

DI

DIODE