Cơ cấu đo lường điện

• I. CHỈ THỊ CƠ ĐIỆN : • 1.1. Chỉ thò từ điện • 1.2. Chỉ thò điện từ • 1.3. Chỉ thò điện động • 1.4. Chỉ thò sắt điện động • 1.5. Chỉ thò cảm ứng • II. CHỈ THỊ SỐ : • 1.1. Chỉ thò số cơ khí • 1.2. Chỉ thò số ghép CHƯƠNG II Nếu đặt vào trục phần động một lò so cản, khi phần động quay một góc α, lò so sinh ra một mô men cản 2.1. Chỉ thò cơ điện 1. Khái niệm chung : • a, Đònh nghóa : • Khi cho năng lượng điện (dòng điện hay điện áp) vào các cơ cấu đo cơ điện, các cơ đo cơ điện sẽ tích lũy năng lượng điện,từ trường. 3 0 M q M C b, Phương trình đặc tính thang đo : • W đt = W t + W c + W M Trong đó : _ W t : Năng lượng từ trường _ W c : Năng lượng điện trường _ W M : Năng lượng hỗ cảm Chỉ thò cơ điện là loại chỉ thò mà kết quả phép đo là sư lệch của một kim trên một thang chia độ Năng lượng này sinh ra một mô men quay • M q = dW đt / dα = f(u,i) _ Mô men quay : _ Mô men cản : Trong đó : D : Mô men cản riêng phụ thuộc vào kích thước và vật liệu chế tạo M c = D.α W đt • Dưới tác động của mô men quay và mô men cản,phần động cơ cấu đo sẽ dừng ở vò trí cân bằng khi : M q = M C • _ Phương trình đặc tính thang đo : Hay : Phương trình này là phương trình đặc tính thang đo của các thiết bò đo cơ điện. f(u,i) = D.α 1 D α = . f(u,i) 2. Các chi tiết cơ khí chung của các cơ cấu đo cơ điện : Chỉ thò cơ điện về cấu tạo phần tónh rất khác nhau, nhưng phần động thường giống nhau Lò so phản kháng 5 4 1 7 6 2 2. Trụ 7. Đối trọng 6. Thang đo 5. Kim chỉ thò 4. Phần tử công tác 1. Trục a. Trục và trụ : * Trục : Làm bằng thép tròn có d = (0.8 ÷ 1,5) mm, chiều dài l = (1,5 ÷ 5) mm, đầu trục có dạng hình nón có góc ở đỉnh α = (45 ÷ 60) 0 và đỉnh bán cầu có bán kính r = (0,05 ÷ 0,3) mm. Ứng suất đầu trục ρ = 5.10 7 N/cm 2 Giữa trục và trụ có thể điều chỉnh lên xuống được, sao cho mô men ma sát giữa chúng là nhỏ nhấât. Trụ d l Trục - Trụ : Làm bằng đá cứng, mặt trụ khoét hình nón có góc ở đỉnh 80 0 , ở đỉnh có chỏm cầu có đường kính d =( 0,15 ÷ 0,5) mm b. Lò so phản kháng : Lò so phản kháng tạo ra mô men cản và dẫn điện vào phần động : * Để đảm bảo độ chính xác,mô men cản riêng D phải ổn đònh và không thay đổi theo nhiệt độ và thời gian sử dụng vì vậy nó được chế tạo các vật liệu có độ đàn hồi và dẫn điện tốt như : Cu-Bi, Cu-Ph, Cu-Zn. * Để phạm vi hoạt động rộng, lò so được chế tạo dạng xoắn ốc . Trong các chỉ thò có độ nhạy cao, người ta thay trục, trụ, lò so phản kháng bằng dây căng hoặc dây treo . Lò so phản kháng Dây treo Dây căng c. Kim và chỉ thò quang học : Kim được làm bằng nhôm hoặc các hợp kim của nhôm hay bằng thủy tinh. - Để đảm độ chính xác, kim phải thẳng, nhỏ, nhẹ. Để dễ quan sát, kim được chế tạo với hình dạng khác nhau. - Trong các chỉ thò có độ nhạy cao, người thay kim bằng chỉ thò quang học. 1.Nguồn sáng 2.Thấu kính 3.Vật chuẩn 4.Gương 5.Thang đo 6.Gương phản xạ Khi trục quay 1 góc α, gương cũng quay một góc α, nhưng tia phản chiếu sẽ quay một góc 2α . d. Thang đo : Thang đo là bộ phận để khắc độ gía trò của đại lượng đo.Nó được làm bằng nhôm hoặc các hợp kim của nhôm,trên đó khắc các vạch chia độ. Có nhiều loại thang đo kác nhau tùy thuộc vào cấp chính xác và bản chất của chỉ thò. Gương Một số dạng thang đo Để tránh hiện tượng đọc sai,người ta đặt một gương phản chiếu phía dưới thang đo. Người ta chỉ đọc kết qủa khi kim và ảnh của nó trong gương trùng nhau. đ. Bộ phận cản dòu : Trong qúa trình đo, phần động sẽ dao động. Để rút ngắn quá trình dao động, giảm thời gian dao động,tăng tốc độ đo và cải thiện đặc tính động. Trong các chỉ thò cơ điện thường có bộ phận cản dòu. Các cản dòu thường dùng : Bộ cản dòu này gồm một hộp kín, trong đó có một cánh chuyển gắn liền với trục quay. Khi phần động của cơ cấu chuyển động, cánh chuyển động duy chuyển từ bên này sang bên kia tạo nên một hiệu áp giữa hai mặt cánh động làm cản trở sự duy chuyển của phần động. + Cản dòu kiểu không khí: Hộp kín Trục Kim Cánh Chuyển động Gồm một lá nhôm mỏng, lá nhôm có hình quạt di chuyển trong khe hở của một nam châm vónh cửu, tạo nên một dòng điện cảm ứng trong lá nhôm. Do sự tác động tương hỗ giữa dòng điện và từ trường của nam châm tạo ra lực chống lại sự chuyển động của phần động. Nam châm Trục Kim chỉ thò Đóa nhôm + Cản dòu kiểu cảm ứng: 2. Chỉ thò từ điện. * Phần tónh: • Gồm nam châm vónh cửu, cực từ, lõi sắt non, hình thành mạch từ kín . • * Phần động: ÷ Gồm khung quay gắn liền với trục, đó là một cuộn dây được quấn trên mộtù lõi nhôm nhẹ bằng dây đồng có d = 0,03 ÷ 0,2mm.Trên trục mang kim chỉ thò lò so phản kháng, thang đo. a,Cấu tạo: _ Khi có dòng điện một chiều đi vào cuộn dây M q = B.S.W.I Dưới tác dụng của mô men quay, phần động sẽ quay. Khi quay xoắn hai lò so phản kháng tạo ra mô men cản: M c = D.α Tại vò trí cân bằng lúc M q = M c ta có : B.S.W.I = D.α α = S I .I Trong đó : S I = B.S.W/D độ nhạy • *B : cường độ từ trường nam châm vónh cửu. • * S: tiết diện khung dây. • *W: số vòng dây. • * I: cường độ dòng điện chạy vào một cuộn dây. Trong đó: b. Nguyên lý hoạt động: F đt F đt B M q I _ Từ trường này sẽ tác dụng với từ trường nam châm vónh cữu, tạo ra một lực điện từ và sinh ra một mô men quay tác động lên phần động: cuộn dây sẽ sinh ra một từ trường B. M C [...]... tơ đo điện năng CÁC KÝ HIỆU THƯỜNG GẶP TRÊN CÁC MÁY ĐO CƠ ĐIỆN 1 Ký hiệu đại lượng đo : A V W Var KWh Ω Dòng điện Điện áp Công suất Công suất Điện năng Điện trở tác dụng phản kháng 2 Ký hiệu chỉ thò sử dụng : Từ điện Điện từ Điện động Sắt điện động Cảm ứng 3 Ký hiệu thiết bò có trong máy : Có điot Có bản rung Có màn chắn từ Hz Tần số Tónh điện BU Có biến Có màn chắn tónh điện dòng điện Có biến điện. .. Ampemét, vônmét, Ôhmmét, nhiều thang đo dải đo rộng + Chỉ thò từ điện dùng để chế tạo Ampemet, Ôhm met, Vônmet, hoặc các dụng cụ đo cần độ nhạy và độ chính xác cao •d Cơ cấu lôgômét từ điện _Cấu tạo : • Lôgômét từ điện có cấu tạo giống chỉ thò từ điện nhưng phần động có hai cuộn dây, lõi sắt hình trụ bò khoét đi một rãnh và không có lò so phản kháng _Nguyên lý : Khi dòng điện I1,I2 đi vào các cuộn dây W1,W2... Khi cho dòng điện xoay chiều đi vào cuộn dây phương trình đặc tính thang đo tương tự như một chiều c Đặc điểm và phạm vi ứng dụng : * Ưu điểm: * Khuyết điểm: + Đo được dòng điện xoay chiều ∀ + Độ nhạy thấp và độ chính xác và một chiều không cao ∀ + Thang đo có độ chia không đều, + Khả năng chòu quá tải tốt tập trung ở đầu và thưa về cuối + Cấu tạo đơn giản,giá thành rẻ thang đo ∀ + Kết quả đo chòu ảnh... hưởng từ trường ngoài • + Công suất tiêu thụ tương đối lớn *Phạm vi ứng dụng : Dùng làm các dụng cụ đo Volt, Ampe, có độ chính xác không cao hoặc Các dụng đo lắp bảng 4 Cơ cấu đo điện động: 4 a Cấu tạo: * Phần tónh: Gồm cuộn dây 1 (được chia làm hai phấn nối tiếp với nhau), để tạo ra từ trường khi có dòng điện chạy qua Trục quay chui qua khe hở giữa hai phần dây tónh * Phần động: 1 2 3 1.Cuộn cố đònh... không tuyến tính + Kết quả đo chòu ảnh hưởng của từ trường ngoài + Cấu tạo tương đối phức tạp + Độ nhạy thấp và tiêu thụ công suất tương đối lớn * Phạm vi ứng dụng: Chủ yếu dùng để chế tạo làm Walt-mét, cosϕ mét 5 Cơ cấu chỉ thò sắt điện động: a .Cấu tạo: Giống của chỉ thò điện động, nhưng cuộn dây phần tónh được quấn trên mạch từ b.Nguyên lý: Giống như nguyên lý của chỉ thò điện động c.Đặc điểm: + Độ... mạch đo + Độ cản dòu tốt + Độ nhạy SI không đổi trong suốt thang đo _Nhược điểm: • + Khả năng chòu quá tải kém nên thường dễ bò hư hỏng nếu dòng điện quá mức đi qua • + Không đo được dòng xoay chiều • + Đối với khung quay có dây xoắn dễ bò hư hỏng khi bò chấn động mạnh hoặc di chuyển quá mức giới hạn Do đó cần đệm quá mức khi cho cơ cấu hoạt động • + Kết qủa đo chòu ảnh hưởng của nhiệt độ • + Cấu tạo... 300 Đặt nằm ngang Đặt thẳng đứng Đặt nghiêng một góc 5 Ký hiệu điện áp đã thử cách điện : 0 2 2 KV TEST 2 KV Đã thử cách điện ở điện áp 2 KV 500V TEST 500 V Đã thử cách điện ở điện áp 500V 6 Ký hiệu cấp chính xác : Là các con số : 0,1, 0,5, 1, 1,5 CLOSS : 0,1, 0,5, 1, 1,5 0 KV TEST 0 KV Chưa thử cách điện Câu hỏi 2.2 CHỈ THỊ SỐ 1 Chỉ thò số cơ khí: Gồm có các bánh răng được ghép lại, từ hàng đơn vò đến... trong dãy tầng rất rộng vì điện dung giữa các bảng cực rất nhỏ + Chỉ thò có độ chính xác tương đối cao + Điện trở đầu vào rất lớn, đo công suất nhỏ + Đo điện áp cao ( trên KV ) _ Khuyết điểm: + Thang đo không đều + Kết quả đo phụ thuộc vào từ trường ngoài + Vì độ nhạy không cao, để an toàn và tăng độ nhạy chỉ thò người ta dùng hệ thống quang và gương quay trong các vôn mét tónh điện 1.Bản cực tónh 2.Bản... = f ( I1/I2 ) Tỉ số kế từ điện thường dùng để chế tạo MΩ mét 3 .Cơ cấu đo điện từ : a .Cấu tạo: * Phần tónh : Là một cuộn dây phẳng Bên trong có khe hở không khí là khe hở làm việc * Phần động : là một lõi thép được gắn trên trục quay, trên trục mang kim chỉ thò, lò so phản kháng Loại đẩy 1.Cuộn dây tròn 2.Miếng sắt cố đònh 3.Miếng sắt di động 4.Trục 5.Kim chỉ thò 6.Thang đo 7.Đối trọng Loại hút 1.Cuộn... nên mômen lớn + Do tổn hao trong lõi sắt từ nên có độ chính xác kém hơn + Kết quả đo ít chòu ảnh hưởng của từ trường ngoài + Kích thước nhỏ hơn so với chỉ thò điện động có cùng độ nhạy + Không sử dụng được ở mạch điện một chiều vì có sai số lớn + Thường dùng làm W_mét và dụng cụ tự ghi cho dòng AC 6 Cơ cấu đo cảm ứng : a .Cấu tạo: b.Nguyên lý: 1.Đóa nhôm 2.Mạch từ và cuộn dây 1 3.Mạch từ và cuộn dây 2 . M q2 = B 2 . W 2 . S 2 . I 2 . Trong đó : B 1 = f 1 (α) ; B 2 = f 2 (α) Tại vò trí cân bằng : M q1 = M q2 ta có : f 1 (α).W 1 .S 1 .I 1 = f 2 (α).W 2 .S 2 .I 2 hay : α = f ( I 1 /I 2 ) • d I 1 .I 2 .M 12 Trong đó : M 12 là hệ số hỗ cảm giữa hai cuộn dây Năng lượng này sinh ra một mô men quay : • M q = dW M /dα = I 1 .I 2 .dM 12 /dα = a.I 1 .I 2 • trong đó : dM 12 /dα =. Walt-mét, cosϕ mét α = S I .I 1 .I 2 .cosϕ Phương trình đặc tính thang đo : Trong đó: - S I : Độ nhạy - I 1 ,I 2 : Tri hiệu dụng - ϕ: Góc lệch pha giữa I 1 ,I 2 1 T M q = i 1 .i 2 .dM 12 /dt T 0 =