Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 102 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
102
Dung lượng
2,21 MB
Nội dung
Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin viii GVHD: PGS.TS H MC LC Trang ta Trang Quy tài Biên bn chm Lut nghip Th Phiu nhn xét Lu Lý lch cá nhân i L ii Cm t iii Tóm tt iv Abstract vi Mc lc viii Danh sách các hình x Danh sách các bng xiii Chngă1.ăTNG QUAN 1 1.1. Tng quan chung v c nghiên cu, các kt qu công b 1 1.2 Lý do ch tài 12 1.3. M tài 12 1.4. Nhim v c tài và gii h tài 13 1.5. u 13 Chngă2.ăCăS LÝ THUYT 15 c tính tn s 15 2.2. Phép bii Fourier 18 2.3. Ph ca mn áp tiêu biu 20 2.4. ng dc tính tn s 26 H th 29 Chngă3. CUăTRÚCăCăBN H THNGăĐO 31 3.1. B ng 31 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin ix GVHD: PGS.TS H 3.2. Cáp truyn tín hiu 41 ng ký 50 Chngă4.ăPHNGăPHỄPăĐC TÍNH TN S TRONGăĐỄNHăGIỄăSAIă S H THNGăĐO 55 4.1. Gii thiu H th theo IEC 60990:1999 55 4.2. Gii thiu thit b và quy trình thc nghim 56 4.3c tính tn s ca H th 59 4.4. H s K ca H th 69 Chngă5. KT LUN 78 5.1. Các kt qu c c tài 78 ng phát trin c tài 78 TÀI LIU THAM KHO 79 PH LC 80 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin x GVHD: PGS.TS H DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Trang Hình 1.1: Cu trúc H th mt kênh 3 Hình 1.2: H th kiu so sánh 5 Hình 1.3: u cân bng 5 Hình 1.4: ng 5 Hình 1.5: i gian 6 Hình 1.6: n s xung 6 Hình 1.7: s xung 7 Hình 2.1: Xung d 20 Hình 2.2: c tính tn s cn áp d 21 Hình 2.3: c tính tn s cc nh 22 Hình 2.4: c tính biên tn cn tính 23 Hình 2.5: Ph ca xung sét chun vi các thi gian ct Tc khác nhau 24 Hình 2.6: c tính tn s ca xung vuông 25 Hình 2.7: c tính biên tn ca b n tr 28 Hình 2.8: c tính biên tn ca b m 28 Hình 3.1: nguyên lý ca mt H th 31 Hình 3.2: Dng chung ca b n tr 36 Hình 3.3: Phân b u dc theo n ca b phân áp 37 Hình 3.4: B n dung 39 Hình 3.5: a b n dung 39 Hình 3.6: ca b phân áp dung tr 40 Hình 3.7: S méo dng ca xung do qua b phân áp dung tr 40 Hình 3.8a: n dung 41 Hình 3.8b: Các kt qu cn áp tn s cao sau khi truyn cáp có chiu dài khác nhau 46 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin xi GVHD: PGS.TS H Hình 3.9: S méo dng cn áp do phn x t n tr u cui ca cáp 47 Hình 3.10: nh mc ca b 49 Hình 3.11: Gi cn áp theo vch chia trên màn hình 53 Hình 4.1: S H th ng tr i theo IEC 60990:1999 55 Hình 4.2: S H thng ng và tr i theo IEC 60990:1999 55 Hình 4.3: Máy phát xung LAG-120B 56 Hình 4.4: Máy ghi nhn tín hin HIOKI 8870-20 57 Hình 4.5: th biu din c tính biên tn t và theo thc nghim ca H thmô phng tr i 62 Hình 4.6: th biu din c tính pha tn t và theo thc nghim ca H thmô phng tr i 62 Hình 4.7: Bi biu din sai s ) ca H thmô phng tr i 63 Hình 4.8: Bi biu din sai s ) ca H thmô phng tr i 63 Hình 4.9: th biu din c tính biên tn t và theo thc nghim ca H thmô phng ng và tr i 67 Hình 4.10: th biu din c tính pha tn t và theo thc nghim ca H thmô phng ng và tr khá i 67 Hình 4.11: Bi biu din sai s ) ca H thmô phng ng và tr i 68 Hình 4.12: Bi biu din sai s ) ca H thmô phng ng và tr i 68 Hình 4.13: Bi th hin sai s ln H s K |K| ) theo lý thuyt và theo thc nghim ca H thmô phng tr i 72 Hình 4.14: Bi th hin sai s góc pha H s K ) theo lý thuyt và theo thc nghim ca H thmô phng tr i 72 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin xii GVHD: PGS.TS H Hình 4.15: Bi th hin sai s ln H s K |K| ) theo lý thuyt và theo thc nghim ca H thmô phng ng và tr i 76 Hình 4.16: Hình 4.10. Bi th hin sai s góc pha H s K ) theo lý thuyt và theo thc nghim ca H thmô phng ng và tr i77 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin xiii GVHD: PGS.TS H DANH SÁCH CÁC BNG BNG Trang Bng 2.1: Mt vài ph tn s ca mt s n áp tiêu biu 26 Bng 3.1: Các s liu v s suy gim 1 ) trong mt vài lo 44 Bng 3.2: S gi xung ng vi chiu dài cáp 46 Bng 3.3: T ghi xung yêu cu và khong thi gian làm ln t 51 Bng 4.1: S liu c tính biên tn ca H thmô phng tr i 60 Bng 4.2: S liu c tính pha tn ca H thmô phng tr i 61 Bng 4.3: S liu c tính biên tn ca H th mô phng ng và tr i 65 Bng 4.4: S liu c tính pha tn ca H th mô phng ng và tr kháng i 66 Bng 4.5: M ng ca các phn t ln H s K ca H th mô phng tr i 69 Bng 4.6: M ng ca các phn t lên góc pha H s K ca H th mô phng tr i 70 Bng 4.7: Sai s ln H s K theo thc nghim ca H th mô phng tr i 70 Bng 4.8: Sai s góc pha H s K theo thc nghim ca H th mô phng tr i 71 Bng 4.9: M ng ca các phn t ln H s K ca H th mô phng ng và tr i 73 Bng 4.10: M ng ca các phn t ln H s K ca H th mô phng ng và tr i 74 Bng 4.11: M ng ca các phn t lên góc pha H s K ca H thng mô phng ng và tr i 74 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin xiv GVHD: PGS.TS H Bng 4.12: M ng ca các phn t lên góc pha H s K ca H thng mô phng ng và tr i 75 Bng 4.13: Sai s ln H s K theo thc nghim ca H th mô phng ng và tr i 75 Bng 4.14: Sai s góc pha H s K theo thc nghim ca H th mô phng ng và tr i 76 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 1 GVHD: PGS.TS H Chngă1 TNG QUAN 1.1. Tng quan chung v lƿnhăvực nghiên cu, các kt qu trongăvƠăngoƠiănc đƣăcôngăb , . , i và các Khi thc hin các nghiên cu thc nghi trong các kt qu ghi nh ng g c tp do các nh ng và s a các thông s ca H th. Theo [8], [9], [10] nêu ra . khc phc nh ng s dc tính tn s [1], [10]. khoa Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 2 GVHD: PGS.TS H 1.1.1. Đnhănghƿaă Theo [2], [3], Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đối tượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị. Vng là quá trình thc hin ba thao tác chính: + Bii tín hiu và tin tc. + So sánh v c so sánh vi mng. + Chuy có kt qu bng s so v. vào vic thc hi H th khác nhau. Thit b đoăvƠăthit b mu Thit b t h thi ng ch trên thit b (là thit b ng liên tc) hoc là con s v t b n sng ra không hin th trên thit b mà i thc hin các phân tích k thut nhnh. Thit b m kim tra và hiu chnh thit b nh hin hành thit b mu ph chính xác lt hai cp so vi thit b kim tra. Ví d: Mun kip chính xác 2 thì bàn ki phi có cp chính xác ít nht là 0,5. 1.1.2. Phân loi 1.1.2.1. Thit b đoălng Có nhiu cách phân loi song có th chia thit b ng thành hai loi chính là thit b i thng và thit b u so sánh. Thit b đoăchuynăđi thẳng ng ct b i bt k dc bin thành góc quay ca kim ch thc kt qu nh và nhng quy c trên mt thit b, loi thit b này gi là thit b n. Ngoài ra, ng ra còn có th bii thành sc kt qu ri nhân vi h s ghi trên mt máy hoc máy t ng làm vit b n s. Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 3 GVHD: PGS.TS H Thit b đoăkiu so sánh Thit b là ch th n hoc là ch th s. Tu theo cách so sánh và cách lng bù (b mã hoá s ) ta có các thit b so t b so sánh kiu tu ng bù tr luôn bii theo nhau); thit b so sánh king bù tr bin thiên theo mt quy lut thi gian nhnh và s cân bng ch xy ra ti mt thm trong chu k). vào vic li ta chia thành dng c mã hoá s xung, tn s xung, th u kin cân bi ta chia thành dng c bù không lch (zero) và dng c bù có l vào quan h gii ta chia thành: thit b c tip ng ra biu th trc ting vào), thit b ng ra liên quan ti nhing vào thông qua nhng biu thc toán hnh), thit b u hp b (nhing ra liên quan ti nhing vào thông qua các n tính). 1.1.2.2. Chuynăđiăđoălng Chuy i chun hoá: Có nhim v bi i mt tín hi n phi tiêu chun thành tín hin tiêu chung U = 0 ÷ 10 V; I = 4 ÷ 20 mA). Vi loi chuyi này ch yu là các b phân áp, phân dòng, bin áp, bin n, các mch khuc nghiên cu k các giáo trình khác nên ta không xét. Chuyp: Có nhim v bin mt tín hin sang tín hiu n, ghi nhn thông tin giá tr cCó rt nhiu loi chuyp khác n trn cn dung, nhin, v.v 1.1.2.3. T hp thit b đoă Vi mt thit b c th (mt kênh): Hình 1.1. Cu trúc H th mt kênh [...]... nghiệmăđể kiểm nghiệm l i Hệ th ng đo này HVTH: Nguyễn Ngọc Hiển 12 GVHD: PGS.TS H Vĕnăζh tăωh ng Lu năvĕnăTh c sĩ ứ θh ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo Tính toán và vẽ đặc tính tần s c a các Hệ th ngă đo theo IEC 60990:1999 theo các hàm c a Hệ th ng đo này ứ Thực nghiệm l y s liệu c a mô hình Hệ th ng đo theo IEC 60990:1999 và từ s liệuăthuăđ ợc, ta vẽ đặc tính tần s c a Hệ th ng đo theo thực nghiệm,... + Đặc tính xung hay tín hiệu vào là xung hẹp: x(tΨă=ăA.Ł(tă- ńΨ + Đặc tính tần lúc tín hiệu vào có d ng hình sin: x(t) = Aej Đặc tính tần s thể hiện t hai d ng: đặc tính biên tần A( ΨăvƠ đặc tính pha tần θ( Ψ.ă Đặc tính còn thể hiệnă d ới d ng sai s tần s , sai s này thể hiện sai s biên tần γA và sai s pha tần γθ: A A( ) A0 A0 γθ =ăθ( Ψăậ θ0 Trong đó:ă + A( ΨălƠăbiênăđộ đầu ra phụ thuộc tần. .. đánh giá sai s c a Hệ th ng đo, đ aăraăph 1.4 ng pháp đo choăphòngăthử nghiệm Nhi m v c aăđ tài và gi i h năđ tài 1.4.1 Nhi măv ăc aăđ ătƠi ứ Hệ th ngăhóaăcácăkiếnăth căvề đặc tính tần s trong Hệ th ng đo ứ ζghiênă c u,ă tính toánă vƠă vẽă đặc tính tần s ă c aă cácă Hệ th ngă đo theo IEC 60990:1999ătheoăcácăhƠmăc a Hệ th ng đo này ứ Thựcănghiệmăl yăs ăliệuăc aămôăhình Hệ th ng đo theo IEC 60990:1999... năvĕnăTh c sĩ θh Ch C ăS ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo ngă2 LÝ THUY T ng pháp đ c tính t n s 2.1 Ph Trong việcă đo l ngă động,ă xungă điện áp là mộtă độ lớnă thayă đổi theo th i gian.ăDoăđó,ăd ngăxungăghiăkhôngăđ ợc bị méo d ng b i các thiết bị đo. ăYêuăcầu này không thể thực hiệnăđ ợc b i vì t n t i những điện tr , điện dungăvƠ điện c m kýăsinh trong c ăc u đo điện chúng kéo theo một quan hệ. .. Tính ch t c aăcác đặc tính tần s dễ tìm th y: + Đặc tính tần s biênăđộ vƠ đặc tính tần s tần thực là hàm chẵn:ăđ i x ng qua trục tung: F( Ψă=ăF(- Ψ,ăF1( Ψă=ăF1(- Ψăăăăăăăăă + Đặc tính tần s phaăvƠ đặc tính tần s (2.19) o là hàm lẻ:ăđ i x ng qua g c tọa độ: ( Ψă=ă- (- Ψ,ăF2( Ψă=ă-F2(- Ψăăăăăăă ứ Nh hai tính ch tătrênăcóăđ ợc: F(j Ψă=ă*F(-j Ψăăăăăăăăăăăăăă ứ (2.20) (2.21) ζghĩaălƠ đặc tính tần s biênăđộ... i ta sử dụng đặc tính tần s ph c hoặc đặc tính pha ậ biênăđộ ph c.ăωhúngăđ ợc xác định bằng cách tác dụng lên Hệ th ng đo một điện áp hình sin với tần s thayăđổi Sauăđó,ăxácăđịnhămôđunăvƠăgócăphaăc a điện áp ra u2 vƠ điện áp vào u1,ăcóănghĩaălƠ: G ( ) um2 ; u m1 (2.1) ( ) 2 1 Trong đó:ă G( Ψăậ đ ợc gọiălƠ đặc tính biên tần; Ņ( Ψăậ đ ợc gọiălƠ đặc tính pha tần c a thiết bị đo HVTH: Nguyễn... tăωh ng Lu năvĕnăTh c sĩ ứ θh ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo Ch ng tỏ rằng hàm không chu kỳ f(tΨă đặc tr ng bằng tổng không giới h n c aăcácăgiaoăđộngăđiều hòa vớiăbiênăđộ nhỏ: dA 1 F ( j )d Từ đóăsuyăra: F ( j ) ứ HƠmănƠyăth dA d ngăđ ợc gọi là mặt phẳng đặc tính tần s ,ăcònămôđunăc a nó |F(j Ψ|ăậ đ ợc gọiălƠ đặc tính tần s biênăđộ ứ Khi xây dựng đặc tính tần s biênăđộ th ghi... hợp đặc biệt, cácăhƠmăđiều hòa có: l (t )e jt ứ Thì trên trục o (2.17) ă=ă±ăΩăsẽ làm cho giá trị đặc tính tần s F( Ψă các tần s vô cùng lớn Trên trục tần s 1 j j các giá trị ă=ă±ăΩăsẽ có giá trị đặc tính tần s v ch vớiăbiênăđộ hữu h n ng với: Akcos( ktă+ăαkΨă…ăă HVTH: Nguyễn Ngọc Hiển 19 (2.18) GVHD: PGS.TS H Vĕnăζh tăωh ng Lu năvĕnăTh c sĩ ứ θh ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo Tính. .. ợng đo. Trong tr ng hợp Hệ th ng đo là tuyến tính, thì đặc tính biên tần tĩnhăc a nó là tuyến tính, ăcòn điện dung, điện c măvƠ điện tr là hằng s , không phụ thuộcăvƠo điện áp vào Trong thực tế, hệ ph ngătrìnhăviăphơnăđ ợc sử dụngănh ălƠănhững đặc tr ngă c a thiết bị đo thìăr t không thu n lợi, b i vì các hệ s c a nó r tăkhóăxácăđịnh bằng thực nghiệm.ăĐể đánhăgiáăcác tính ch tăđộng c a thiết bị đo Thôngăth ng,ăng... địnhă điện áp ra là một hƠmăthayăđổi theo th i gian HVTH: Nguyễn Ngọc Hiển 26 GVHD: PGS.TS H Vĕnăζh tăωh ng Lu năvĕnăTh c sĩ θh ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo Đặc tính tần s c a thiết bị đo cóă thể tính toán hoặcă xácă định bằng thực nghiệm.ăXácăđịnh bằng thực nghiệmăG(j Ψăcóămột s khuyếtăđiểm Máyăphát điện áp tần s cao thông dụngăth ngăđ ợc chế t oăcó điện áp chỉ đênăvƠiăchục vôn, do đóăđiện . khâu th i trong thit b. Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 5 GVHD: PGS.TS H 1.1.3.2. H thng đo kiu so sánh Trong thit. c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 6 GVHD: PGS.TS H Phân loiăphng pháp đo cĕnăc vào cách toăđin áp bù Phngă pháp mƣă hoáă thi. c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 8 GVHD: PGS.TS H 1.1.4. Cácăđc tính ca thit b đo 1.1.4.1.ăĐ nhy,ăđ chính xác và các sai s ca thit b đo