Bài giảng : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ part 10 doc

www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 199 Cầu cân bằng khi: VD: Mạch cầu chữ T dùng đo L Điều kiện cân bằng: 0 21 =+= III &&& 0 . 21 21 21 =+⇒∞= + ⇒ tdtd tdtd tdtd ZZ ZZ ZZ && && && Hình 9-6 r x ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ω +ω =+ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ω +ω = ⇒ x x x x x x x L r CL C C L r CL r R 2 2 2 1 2 2 224 1 1 2 1 (*) 0 112 1 22 = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ω+ ω+ω − ω + Cj LjrCCj R xx C 1 : tụ mẫu Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 200 Khi ở tần số cao,cho Từ (*),(**) ta có: Khi C 1 <<C: Đặc điểm: có thể dùng đo L ở cao tần tới f = 30MHz Ưu điểm: giữa nguồn CC, đồng hồ chỉ thị, trở kháng cần đo có 1 điểm chung nối đất Æbọc kim đơn giản hơn, tần đoạn cao hơn Nhược điểm: giới hạn đo bị hạn chế theo trị số của vật mẫu xx Lr 22 ω<< (**) () () ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ + ≈ +ω ≈ 1 2 1 2 2 2 1 CC RC r CC L x x ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ≈ ω ≈ 4 2 1 2 R r C L x x Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 201 9.3. Phương pháp mạch cộng hưởng Nguyên lý: dựa trên hiệu ứng cộng hưởng của mạch dao động. Đặc điểm: độ chính xác cao, sai số: 2-5% Nguyên nhân sai số: + xác định không chính xác vị trí điểm cộng hưởng của mạch điện + tần số bộ tạo dao động không ổn định + ảnh hưởng của các thông số điện kháng tạp tán trong mạch đo 9.3.1. Đo điện dung (C) -L m , C x tạo thành khung dao động. -Hỗ cảm giữa cuộn cảm L m và cuộn cảm thuộc bộ dao động phải rất nhỏ. -Mạch cộng hưởng ở tần số: Hình 9-7 m xm CL f π = 2 1 0 Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 202 -Sai số phụ thuộc vào: + Độ chính xác của việc xác lập điểm cộng hưởng (do thiết bị chỉ thị) + độ ổn định của tần số máy phát + độ chính xác của điện cảm mẫu (L m ), độ lớn của điện dung kí sinh (C ks ) -Cách loại bỏ C ks : sử dụng phương pháp thế m x Lf C 2 0 2 4 1 π =⇒ * C x < C m max : Mắc C m vào mạch, điều chỉnh tần số của bộ tạo dao động để có cộng hưởng ksm CCC += ∑ 1 Giữ nguyên tầnsốđó, mắc điện dung cần đo C x // C m rồi điềuchỉnh C m để có cộng hưởng. ksxm CCCC + += ∑ 2 C x C ks m Hình 9-8 Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 203 không phụ thuộc C ks * C x >= C m max : 21 mmx CCC −=⇒ Thực hiện phép đo 2 lần ở cùng tần số cộng hưởng và L m không đổi. Lần1: CM ở vị trí 1; điều chỉnh tần số của bộ tạo dao động để có cộng hưởng Lần 2: CM ở vị trí 2; điều chỉnh C m để có cộng hưởng (f 0 không đổi) ksm CCC += ∑ 1 m C ks 1 2 Hình 9-9 12 21 2 2 . mm mm x ks xm mx CC CC C C CC CC C − =⇒ + + = ∑ không phụ thuộc C ks Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 204 9.3.2. Đo điện cảm (L) - Tương tự phép đo điện dung, mạch cộng hưởng gồm điện dung mẫu C m và điện cảm cần đo (L x ). - Cách giảm sai số do sự không ổn định của C m : phương pháp thế m x Cf L 2 0 2 4 1 π = Hình 9-10 Thựchiện2 lần đo, tầnsố củabộ tạodao động đượcgiữ cốđịnh trong cả 2 lần đo Lần1: nối L x vào mạch, điều chỉnh C m để có cộng hưởng (C m1 ) Lần2: nối L m vào vị trí củaL x , điều chỉnh C m để có cộng hưởng (C m2 ) Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 205 Nếu C ks nhỏ hơn C m1 , C m2 nhiều lần thì: Sai số của phép đo: Chọn thì Æ sai số của phép đo điện cảm phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác của L m 21 0 11 mmmx CLCL ==ω 1 2 m m mx C C LL =⇒ 12 mmmx CCLL δ − δ+δ=δ xm LL ≈ 0 12 ≈ δ − δ mm CC Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 206 9.3.3. Đo điện trở (R) Phương pháp thay đổi điện dung: Khi mạch có cộng hưởng: C 0 : điện dung khi có cộng hưởng C 1 , C 2 là trị số điện dung ở hai phía của C 0 ứng với: Hình 9-11 2 2 2 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ω −ω+ = C LR R I I ch C L ω =ω 1 2 0 21 2 1 C CC R − ω =⇒ 707,0 1 == I 2 ch I Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 207 Phương pháp thay đổi tần số: Điều kiện còn có thể đạt được bằng cách thay đổi tần số của bộ tạo dao động. Các tần số tương ứng: 707,0 2 1 == ch I I 021 ,, ω ω ω Hình 9-12 2 021 ω=ωω 2 0 21 2 1 ω ω−ω =⇒ C R Sai số: phụ thuộc vào mức độ xác định chính xác hiệu số điện dung (phương pháp thay đổi điện dung), hiệu số tần số (phương pháp thay đổi tần số) Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 208 Phương pháp dùng điện trở mẫu: B1: nối tắt điệntrở mẫuR 0 , điều chỉnh tầnsố củabộ dao động cho mạch cộng hưởng. I 1 là dòng điện trong mạch cộng hưởng. e c/ứng = I 1 (R x + R M ) B2: nối R 0 , điềuchỉnh tầnsố của Hình 9-13 L R x bộ dao động cho mạch cộng hưởng. I 2 là dòng điện trong mạch cộng hưởng. e c/ứng = I 2 (R x + R M + R 0 ) Sức điện động cảm ứng trong cả 2 lần đo là bằng nhau, do đó: I 1 (R x + R M ) = I 2 (R x + R M + R 0 ) chú ý: chọn đồng hồ đo có R M nhỏ Mx R II RI R − − = 21 02 Chương 9. Đo các tham số củamạch điện [...]... mét: , tgδ x = 1 Qx + sai số do tần số của bộ tạo dao động không ổn định + sai số của đồng hồ đo dòng điện và Vôn mét điện tử + sai số khắc độ của Cm + sai số do các điện dung, điện cảm kí sinh của dây nối www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 211 Chương 9 Đo các tham số của mạch điện 9.4 Đo tham số mạch dùng phương pháp hiện số Ưu điểm: dễ đọc, thực hiện đo. ..Chương 9 Đo các tham số của mạch điện 9.3.4 Đo hệ số phẩm chất (Q) Q= ωL RL RL: trị số điện trở của cuộn dây ở tần số đo Dùng Q mét để đo hệ số phẩm chất của mạch cộng hưởng, của cuộn dây, của tụ điện, Sơ đồ khối cấu tạo của Q mét: Lx Bộ tạo dao động V1 U1 Rx U2 V2 Cm Cx Hình 9-14 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 209 Chương 9 Đo các tham số của mạch điện -... Cm phóng điện qua Rx và giảm dần theo qui luật hàm m : U p = U 0e − − tp Rx Cm U0 = e U U0 tp ⇒ e RxCm = e −1 ⇒ t p = Rx Cm = t 2 − t1 Nx: số xung bộ đếm đếm được trong khoảng thời gian t2-t1 t 2 − t1 Nx = = (t 2 − t1 ) f 0 T0 U0 /e t1 t2 t ⇒ N x = Rx C m f 0 Thay Rx bằng Rm, Cm bằng điện dung cần đo Cx, ta có máy đo điện dung loại hiện số www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT -... trình đo được tiến hành nhờ thay đổi Cm (hoặc tần số bộ tạo dao động) để mạch cộng hưởng, 1 Cm = 2 ω Lx - Khi có cộng hưởng vôn mét V2 chỉ giá trị cực đại: U2 = I ωC m ⇒ U2 = - Giữ U1 cố định I= U1 Rx U1ωLx U1 = Rx Qx ⇒ Qx = với U2 U1 Thang độ của vôn mét điện tử được khắc độ theo trị số Q - Ngoài đo Q, Q mét còn dùng để đo R, L, C, tgδ, www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT... pháp hiện số Ưu điểm: dễ đọc, thực hiện đo nhanh và có độ chính xác cao Máy đo R,C loại hiện s : dựa trên nguyên lí biến đổi thời gian - xung DK DAM CM 1 SS K BDX HTS 2 U0/e Rx f0 Cm TXC Hình 9-15 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 212 Chương 9 Đo các tham số của mạch điện Hoạt động: -CM ở vị trí 1; tụ Cm được nạp đến U0 trước thời điểm khởi động (t1) -Ở thời... KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 210 Chương 9 Đo các tham số của mạch điện -VD: thay cuộn cảm mẫu (Lm) vào vị trí Lx; chuyển tụ xoay mẫu về vị trí giá trị đại Cm1, điều chỉnh tần số để mạch cộng hưởng Vôn mét V2 chỉ giá trị Q1 - Mắc Cx // Cm, giảm giá trị của Cm để mạch có cộng hưởng (Cm2) Vôn mét V2 bây giờ chỉ giá trị Q2 - Tần số bộ tạo dao động được giữ cố định trong cả 2 lần đo, ta c : Cx = Cm1 – Cm2 Q Q C . C ks Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 204 9.3.2. Đo điện cảm (L) - Tương tự phép đo điện dung, mạch cộng hưởng gồm điện. 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 206 9.3.3. Đo điện trở (R) Phương pháp thay đổi điện dung: Khi mạch có cộng hưởng: C 0 . tần số) Chương 9. Đo các tham số củamạch điện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 208 Phương pháp dùng điện trở mẫu: B 1: nối tắt điệntrở mẫuR 0 , điều chỉnh