Bài giảng : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ part 7 docx

www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 133 1. Đo dòng điện: một chiều, xoay chiều 2. Đo điện áp: một chiều, xoay chiều 3. Đồng hồ vạn năng: tương tự, số Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 134 6.1. Đo dòng điện 6.1.1. Đo dòng điện 1 chiều bằng Ampe mét từ điện •Dụng cụ đo: Ampe mét từ điện, được mắc nối tiếp với mạch có dòng điện cần đo sao cho tại cực dương dòng đi vào và tại cực âm dòng đi ra khỏi ampe mét. • Yêu cầu: nội trở R A nhỏ để đảm bảo ampe mét ảnh hưởng rất ít đến đến trị số dòng điện cần đo • Ampe mét từ điện: độ lệch của kim tỉ lệ thuận với dòng điện chạy qua cuộn dây. • Để đo I lớn Æ mắc điện trở sơn vào mạch đo: I đo max = I A max + I S max Ta có: I S max .R S = I A max .R A S SA A AS S A A S R RR I II R R I I + = + ⇒= max maxmax max max S A A do R R I I +=1 max max max max A do I I n = ; :hệ số mở rộng thang đo Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp Hình 6.1Hình 6.1 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 135 Thay đổi R S bằng các giá trị khác nhau Æ các thang đo khác nhau Ví dụ Ampe mét nhiều thang đo -Thay đ ổi vị trí CM ( B, C, D) Æ đo được các dòng có trị số khác nhau Chú ý: sử dụng công tắc đóng rồi cắt để dụng cụ không bị mất sơn Æ tránh để dòng qua quá lớn gây hỏng 1− = n R R A S Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp Hình 6.2 - Ampe mét nhiều thang đo đơn giản Hình 6.2 - Ampe mét nhiều thang đo đơn giản www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 136 -Sơn Ayrton: bảo vệ cuộn dây của khỏi bị dòng quá lớn khi CM giữa các sơn -Phân tích: CM ở B: R A // (R 1 nt R 2 nt R 3 ) CM ở C: (R A nt R 3 ) // (R 1 nt R 2 ) CM ở D: (R A nt R 2 nt R 3 ) // R 1 Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp Hình 6.3 – Ampe mét nhiều thang đo dùng sơn AyrtonHình 6.3 – Ampe mét nhiều thang đo dùng sơn Ayrton www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 137 Sai số do nhiệt độ: -Cuộn dây trong dụng cụ đo TĐNCVC được quấn bằng dây đồng mảnh, và điện trở của nó có thể thay đổi đáng kể theo nhiệt độ -I chạy qua cuộn dâyÆnung nóng nóÆR cuộn dây thay đổi Æ sai số phép đo dòng -Khắc phục: mắc R bù bằng Mangan hoặc Constantan với cuộn dây (Mangan hoặc Constantan có hệ số điện trở phụ thuộc t 0 bằng 0) n ếu R bù = 9 R cuộn dây Æ R A = R bù + R cuộn dây = 10R cuộn dây thì khi R cuộn dây thay đổi 1% sẽ khiến cho R A thay đổi 0,1% R S cũng được làm bằng Mangan hoặc Constantan để tránh sự thay đổi điện trở theo t 0 Hình 6.4 -Mắc điện trở bù để giảm sai số do nhiệt độ trong ampe mét Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 138 6.1.2. Đo dòng điện xoay chiều hình sin Cơ cấu đo điện từ được dùng phổ biến Để mở rộng giới hạn đo Æ dùng biến áp dòng điện (bộ biến dòng) Bộ biến dòng biến đổi I cần đo có trị số lớn sang dòng điện có trị số nhỏ mà cơ cấu đo điện từ có thể làm việc được. Cuộ n dây W 1 mắc nt với mạch có dòng điện cần đo Cuộn dây W 2 mắc với ampe mét điện từ Số vòng W 2 > số vòng W 1 I đo = n.I A n W W I I A do == 1 2 max max 1 2 W W n = với là hệ số biếndòng Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp Hình 6.5 - Ampe mét điện từHình 6.5 - Ampe mét điện từ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 139 Chú ý: dòng qua cơ cấu đo không được vượt quá I A max -Để có các thang đo khác nhau Æ cấu tạo bộ biến dòng với cuộn thứ cấp có nhiều đầu ra. Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp Hình 6.6 – Ampe mét điện từ nhiều thang đoHình 6.6 – Ampe mét điện từ nhiều thang đo www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 140 6.2. Đo điện áp 6.2.1. Đặc điểm & yêu cầu - Phép đo d ễ tiến hành, thực hiện nhanh chóng, độ chính xác cao. -Kho ảng 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 điện áp phải có Z vào lớn * Các trị số điện áp cần đo -trị số đỉnh (U m ), trị số hiệu dụng(U hd , U), , trị số trung bình(U tb , U 0 ) Đi ện áp có chu kì dạng không sin: () 2 0 1 T Uutdt T = ∫ 2222 2 01 2 0 n k k UUUU U = =+++= ∑ Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 141 Quan hệ giữa U m , U, U 0 : VD: h(6.7a) là đi ện áp hình sin: () 0 0 1 T Uutdt T = ∫ ra b U k U = 0 d U k U = k b : hệ số biên độ của tín hiệu điện áp; k d : hệ số dạng củatínhiệu điệnáp 2. ; m UU= 0 0,9UU = 1,41; b k⇒= 1,11 d k = Hình 6.7a Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 142 h(6.7b) là điện áp xung răng cưa: () 2 2 2 0 1 3 T mmm UUU ut t U tdt TT T =⇒= = ∫ 0 2 m U U = 1; b k⇒= 2 d k = Hình 6.7b Chương 6. Đo dòng điệnvàđiệnáp [...]...Chương 6 Đo dòng điện và điện áp h(6.7c) là điện áp xung vuông góc: T ⎧ Um : 0 ≤ t ≤ ⎪ ⎪ 2 u (t ) = ⎨ ⎪−U : T ≤ t ≤ T ⎪ m 2 ⎩ U = Um và U = Um ⇒ kb = kd = 1 Hình 6.7c www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 143 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp 6.2.2 Đo điện áp 1 chiều (a) Dùng vôn mét từ điện: • Dụng cụ đo: Vôn mét từ điện, được mắc // với mạch có điện áp cần đo sao... hài * bộ phân áp: thay đổi thang đo * bộ chuyển đổi phân cực điện áp: thay đổi cực tính của Uđo + Bộ biến đổi điện áp - khoảng thời gian: biến đổi trị số Uđo ra khoảng thời gian Δt để điều khiển cổng đóng mở + Cổng: biến đổi khoảng thời gian Δt thành cổng www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 1 47 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp • Bộ tạo xung đếm: tạo ra các xung... thang đo GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 144 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp VD? RP = (n − 1)RV * Vôn mét nhiều thang đo - Được cấu tạo từ một dụng cụ đo độ lệch, một số điện trở phụ và một công tắc xoay - 2 mạch vôn kế nhiều khoảng đo thường dùng: (H6.9a) ở 1 thời điểm chỉ có 1 trong 3 điện trở phụ được mắc nối tiếp với máy đo Khoảng đo của vôn k : Uđo = IV (RV + RP)... có điện thế cao và cực âm của Vôn mét nối với điểm có điện thế thấp hơn • Yêu cầu: điện trở vào của vôn mét RV nhỏ để đảm bảo vôn mét ảnh hưởng rất ít đến trị số điện áp cần đo • Để đo điện áp lớn mắc điện trở phụ vào mạch đo: Uđo max = IV(Rp + RV) ⇒ U do max RP + RV = U V max RV U do max RP ⇒ = 1+ =n ; U V max RV www.ptit.edu.vn Hình 6.8 - Cấu tạo một Vôn mét đơn giản n : hệ số mở rộng thang đo GIẢNG... gồm các phần tử để biến đổi điện áp đo ở đầu vào như bộ phân áp, mạch tăng trở kháng vào với mục đích là ghép Uđo một cách thích hợp với mạch đo là vôn mét Bộ tách sóng: biến đổi điện áp xoay chiều thành dòng điện hay điện áp 1 chiều www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 153 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp Các loại mạch tách sóng: a) Tách sóng đỉnh (biên độ)... GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 152 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp 6.2.3 Đo điện áp xoay chiều Sơ đồ khối của vôn mét đo điện áp xoay chiều có trị số lớn Thiết bị vào Tách sóng KĐ dòng 1 chiều Thiết bị chỉ thị kim Sơ đồ khối của vôn mét đo điện áp xoay chiều có trị số nhỏ Thiết bị vào KĐ điện áp xoay chiều Tách sóng Thiết bị chỉ thị kim Thiết bị vào: gồm các phần tử để... kết quả UDC cần đo www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 149 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp * Xác định Ux=f(Nx ): -Quá trình C nạp: t 1 2 U n = U c (t1 ) + ∫ K v U x dt RC t1 Kv: hệ số truyền đạt của mạch vào Giả sử trong thời gian biến đổi, Ux=const: với T1 = t2-t1 K v U x T1 1 K v U x (t 2 − t1 ) = Un = 0 + RC RC t 1 3 - Quá trình C phóng: U c (t 3 ) = U... của vôn mét đơn v : Ω/V, độ nhạy càng lớn thì vôn mét càng chính xác VD: một vôn mét c : Rtp = RV + RP= 1MΩ, dụng cụ đo 100V trên toàn thang độ nhạy của vôn mét? www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 146 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp (b) Dùng vôn mét số Hình 6.10 - Sơ đồ khối đơn giản của một Vôn mét số + T.B.V gồm: * bộ lọc tần thấp để cho Uđo không còn thành... www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 145 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp C B D Hình 6.9b A (H6.9b) các điện trở phụ được mắc nối tiếp và mỗi chỗ nối được nối với một trong các đầu ra của công tắc Khoảng đo của vôn k : Uđo = IV (RV + RP) RP có thể là RP1, RP1+RP2, RP1+RP2+RP3 VD? * Độ nhạy của vôn mét -là tỉ số giữa điện trở toàn phần và chỉ số điện áp toàn thang... VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 148 Chương 6 Đo dòng điện và điện áp Nguyên lý làm việc: - Khi chưa đo, khoá S hở (không ở vị trí nạp hoặc phóng) - Quá trình biến đổi được thực hiện theo 2 bước tích phân sau: + Bước 1: Tại t1, bộ điều khiển đưa ra xung điều khiển ĐK1 đưa khoá S về vị trí n, điện áp Ux qua mạch vào qua R nạp cho C UC tăng + Bước 2: đến thời điểm t2, bộ điều khiển . dòng điệnv điện p www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 134 6.1. Đo dòng điện 6.1.1. Đo dòng điện 1 chiều bằng Ampe mét từ điện •Dụng cụ đo: Ampe mét từ điện, . 1 () :0 2 : 2 m m T Ut ut T UtT ⎧ ≤≤ ⎪ ⎪ = ⎨ ⎪ − ≤≤ ⎪ ⎩ Hình 6.7c Chương 6. Đo dòng điệnv điện p www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 144 6.2.2. Đo điện áp 1 chiều (a) Dùng vôn mét từ điện: •Dụng cụ đo: Vôn. biếndòng Chương 6. Đo dòng điệnv điện p Hình 6.5 - Ampe mét điện từHình 6.5 - Ampe mét điện từ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 139 Chú : dòng qua cơ cấu đo không