1.1. Quá trình đo lường, định nghĩa phép đo. Trong quá trình nghiên cứu khoa học nói chung và cụ thể là từ việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm cho đến khi vận hành, sữa chữa các thiết bị, các quá trình công nghệ… đều yêu cầu phải biết rõ các thông số của đối tượng để có các quyết định phù hợp. Sự đánh giá các thông số quan tâm của các đối tượng nghiên cứu được thực hiện bằng cách đo các đại lượng vật lý đặc trưng cho các thông số đó. Định nghĩa phép đo: Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo. Kết quả đo lường (Ax) là giá trị bằng số, được định nghĩa bằng tỉ số giữa đại lượng cần đo (X) và đơn vị đo (Xo): Ax = XXo. Quá trình đo lường: quá trình đo là quá trình xác định tỉ số: O X X A = X (1.1) Từ (1.1) có phương trình cơ bản của phép đo: X = Ax .Xo , chỉ rõ sự so sánh X so với Xo, như vậy muốn đo được thì đại lượng cần đo X phải có tính chất là các giá trị của nó có thể so sánh được, khi muốn đo một đại lượng không có tính chất so sánh được thường phải chuyển đổi chúng thành đại lượng có thể so sánh được. Ví dụ: đo được dòng điện I=5A, có nghĩa là: đại lượng cần đo là dòng điện I, đơn vị đo là A(ampe), kết quả bằng số là 5. Đo lường học: ngành khoa học chuyên nghiên cứu về các phương pháp để đo các đại lượng khác nhau, nghiên cứu về mẫu và đơn vị đo. Kĩ thuật đo lường: ngành kĩ thuật chuyên nghiên cứu và áp dụng các thành quả đo lường học vào phục vụ sản xuất và đời sống. Như vậy trong quá trình đo lường cần phải quan tâm đến: đại lượng cần đo X (các tính chất của nó), đơn vị đo XO và phép tính toán để xác định tỉ số (1.1) để có các phương pháp xác định kết quả đo lường AX thỏa mãn yêu cầu. 1.2. Các đặc trưng của kỹ thuật đo. Mục đích của quá trình đo lường là tìm được kết quả đo lường AX, tuy nhiên đẻ kết quả đo lường AX thỏa mãn các yêu cầu đặt để có thể sử dụng được đòi hỏi phải nằm vững các đặc trưng của quá trình đo lường. Các đặc trưng của kĩ thuật đo lường gồm: Đại lượng cần đo Điều kiện đo Đơn vị đo Phương pháp đo Kết quả đo. Thiết bị đo Người quan sát hoặc các thiết bị thu nhận kết quả đo GIÁO ÁN_KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ ĐỊNH NGHĨA GV: Lê Quốc Huy_Bộ môn TĐĐL_Khoa Điện 2 1.2.1. Đại lượng đo. Định nghĩa: đại lượng đo là một thông số đặc trưng cho đại lượng vật lý cần đo. Mỗi quá trình vật lý có thể có nhiều thông số nhưng trong mỗi trường hợp cụ thể chỉ quan tâm đến một thông số là một đại lượng vật lý nhất định. Ví dụ: nếu đại lượng vật lý cần đo là dòng điện thì đại lượng cần đo có thể là giá trị biên độ, giá trị hiệu dụng, tần số … Phân loại đại lượng đo: có thể phân loại theo bản chất của đại lượng đo, theo tính chất thay đổi của đại lượng đo, theo cách biến đổi đại lượng đo.
1 2 NỘI DUNG NỘI DUNG 1. Khái niệm cơ bản về đo lường: o Khái niệm o Sai số đo lường o Đánh giá kết quả đo. 2. Công cụ đo lường và dụng cụ đo. o Công cụ đo lường o Các thành phần cơ bản của dụng cụ đo o Đặc tính cơ bản của dụng cụ đo o Phân loại dụng cụ đo. 3 KHÁI NIỆM KHÁI NIỆM ĐO LƯỜNG HỌC Nghiên cứu những vấn đề chung: o Hệ thống đơn vị các đại lượng vật lý. o Phương pháp và công cụ đo o Phương pháp xác định độ chính xác o Gia công số liệu đo 4 KHÁI NIỆM KHÁI NIỆM o Đại lượng vật lý Giá trị riêng = Trị số x Đơn vị Khối lượng 20kg = 20 x kg o Hệ thống đại lượng vật lý : SI Đại lượng cơ bản (7): m, kg, s, A, K, mol, Cd Đại lượng bổ sung : góc phẳng, góc khối. Đại lượng kéo theo : Tốc độ m/s,… o Bội số và ước số : mm, m, km o Chuẩn – Đơn vị tiêu chuẩn. o Truyền chuẩn, Hiệu chuẩn 5 KHÁI NIỆM KHÁI NIỆM o Đo lường Tìm kiếm bằng thực nghiệm giá trị một đại lượng o Phương trình đo lường: Q = n.U Q - giá trị, U - đơn vị, n - kích cỡ o Phân loại đo lường Đo trực tiếp Đo gián tiếp: Q = f(x1,x2,…,xn) Đo toàn phần (đo các đại lượng cùng tên) (trung bình cộng) Đo phối hợp (đo các đại lượng khác tên) 6 KHÁI NIỆM KHÁI NIỆM o Phương pháp đo lường : Đọc trực tiếp Q=X (theo thang đo) So sánh lượng cần đo với mẫu chuẩn (cân) Cầu sai (độ lệch của lượng đo và mẫu chuẩn). Chỉ không (đồng hồ so sánh đạt giá trị 0). o Đo lường phòng thí nghiệm / công nghiệp. 7 SAI SỐ ĐO LƯỜNG SAI SỐ ĐO LƯỜNG 8 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐO ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐO o Gia tăng độ chính xác kết quả đo. o Xử lý số liệu đo (loại bỏ sai số ngẫu nhiên) o Phương pháp toán học: xác suất, thống kê. 9 CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG DỤNG CỤ ĐO: Biến đổi tín hiệu thành dạng quan sát được. Tín hiệu ra: liên tục, rời rạc Thông tin đo: chỉ thị, ghi lại, tích phân, cộng 10 CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG Bộ biến đổi: Chuyển đổi tín hiệu Sơ cấp: đại lượng đo – tín hiệu Trung gian : khuyếch đại, Truyền tải Biến đổi dạng tín hiệu : điện – khí nén, [...]... CỤ ĐO LƯỜNG o Trạm đo lường Trạm quan trắc khí tượng thuỷ văn o Hệ thống đo lường : Xử lý, chuyển đổi, truyền tải thông tin, (Hệ thống giám sát trong điều khiển quá trình) 11 CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG o Cảm biến : biến đổi tín hiệu Đại lượng ⇒ điện, khí, o Cơ cấu đo: tác động qua lại, tạo dịch chuyển (Milivolmet : nam châm, lò xo ⇒kim dịch chuyển o Bộ phận chỉ thị và ghi lại Thang đo. .. đồng hồ thứ cấp Đồng hồ thứ cấp - Đo nhiều đại lượng khác nhau o Phân loại Dụng cụ đo: Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức Tỷ trọng, độ nhớt, độ ẩm, Phân tích thành phần (Sắc ký) 16 CHỌN LỰA DỤNG CỤ ĐO Môi trường làm việc Tính chất hóa lý của môi trường Thông số làm việc Dãi đo Yêu cầu kỹ thuật: Độ nhạy (k), đường đặc tuyến (tuyến tính) Truyền tín hiệu và thông tin Cấp độ chính xác 17... DỤNG CỤ ĐO o Đặc tính tĩnh f : XR – XV Phương trình thang đo : N =f(Q) N- toạ độ con trỏ, Q-giá trị đại lượng vật lý o Đặc tuyến tuyến tính : XR = k.XV Hệ số k – độ nhạy của dụng cụ o Đặc tính động : f : XR – XV ở chế độ chuyển tiếp Phản ánh độ tác động nhanh-thời gian xác lập kết quả đo o Độ tin cậy (không hư hỏng trong một khoảng thời gian) p(t) = P{T>t} 13 ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA DỤNG CỤ ĐO 14... ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA DỤNG CỤ ĐO o Sai số quy dẫn: δ% = γ / (Xmax – Xmin) 100% o Sai số quy dẫn lớn nhất δmax% = γmax / (Xmax – Xmin) 100% Cấp chính xác = 1,5 với δmax% = ±1,5% Chọn cấp chính xác dụng cụ đo theo yêu cầu sử dụng Cấp chính xác : 1.10n , 1,5.10n ,… 6.10n n=1,0,-1,-2 Tính hội tụ - sai số hệ thống ⇒ 0 Tính đúng đắn - sai số ngẫu nhiên⇒ 0 15 PHÂN LOẠI DỤNG CỤ ĐO THEO ĐẠI LƯỢNG o Cấu trúc . về đo lường: o Khái niệm o Sai số đo lường o Đánh giá kết quả đo. 2. Công cụ đo lường và dụng cụ đo. o Công cụ đo lường o Các thành phần cơ bản của dụng cụ đo o Đặc tính cơ bản của dụng cụ đo o Phân. vị, n - kích cỡ o Phân loại đo lường Đo trực tiếp Đo gián tiếp: Q = f(x1,x2,…,xn) Đo toàn phần (đo các đại lượng cùng tên) (trung bình cộng) Đo phối hợp (đo các đại lượng khác tên) 6 KHÁI. pháp đo lường : Đọc trực tiếp Q=X (theo thang đo) So sánh lượng cần đo với mẫu chuẩn (cân) Cầu sai (độ lệch của lượng đo và mẫu chuẩn). Chỉ không (đồng hồ so sánh đạt giá trị 0). o Đo lường