Thiết kế phương án xây dựng bài thí nghiệm thực hành đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện

Khoá luận tốt nghiệp PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong chương trình kỹ thuật điện trường đại học sư phạm có thí nghiệm - thực hành “Đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện” Hiện phòng thí nghiệm kỹ thuật điện chưa có tài liệu này, số tài liệu nơi khác sơ sài không đầy đủ Nếu dựa vào tài liệu này, người đọc khó tự tiến hành thí nghiệm - thực hành khó cho học sinh phổ thông Việc xây dựng tài liệu đầy đủ, hoàn chỉnh thí nghiệm - thực hành cần thiết Chính vậy, chọn đề tài: Thiết kế phương án xây dựng thí nghiệm - thực hành “Đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện” Để cung cấp cho người học tài liệu hoàn chỉnh lý thuyết, đầy đủ cụ thể thiết bị cần dùng phương án lắp ráp thí nghiệm - thực hành Mục đích nghiên cứu Xây dựng lý thuyết tương đối hoàn chỉnh sát với nội dung thí nghiệm “Đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện” Đưa bước thí nghiệm cụ thể để thực nội dung chương trình thí nghiệm - thực hành Đối tƣợng nghiên cứu Bài thí nghiệm - thực hành “Đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện” Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu kiểu cấu đo: Cơ cấu đo kiểu từ điện Cơ cấu đo kiểu điện từ Cơ cấu đo kiểu cảm ứng Phƣơng pháp nghiên cứu Kết hợp thực nghiệm với lý thuyết Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp PHẦN 2: NỘI DUNG CHƢƠNG 1: SƠ LƢỢC LÝ THUYẾT Hiện tài liệu cho thí nghiệm - thực hành “Đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện” sơ sài, người đọc khó hiểu nội dung, lí phải tiến hành bước thí nghiệm - thực hành Trong phần xét kiểu cấu đo cách đo đại lượng điện 1.1 Những khái niệm chung dụng cụ đo điện Đo lường trình khảo sát biểu chuyển động vật chất, tiến hành cách so sánh đại lượng với đại lượng khác loại lấy làm đơn vị Đo lường điện dùng để đo đại lượng điện dòng điện, điện áp, công suất…Ngày đo lường điện phát triển nhanh thành nghành quan trọng khoa học kỹ thuật Nó dùng để đo đại lượng điện mà đo lượng điện nhiệt độ, quang thông, áp suất…Sở dĩ cấu đo điện đơn giản , chắn, rẻ, có độ xác cao, tự ghi lại kết đo lường Đo lường điện giúp ta giải cách đơn giản vấn đề quan trọng kỹ thuật như: vấn đề truyền trị số đo lường xa (đo từ xa), vấn đề tự động điều chỉnh máy thiết bị, kiểm tra chất lượng thành phẩm nguyên vật liệu… 1.1.1 Sai số cấp xác Do nhiều nguyên nhân nên đo lường xác cách tuyệt đối được, vấn đề tìm cách giảm nhỏ sai số để kết đo xác Những nguyên nhân gây nên sai số gồm có: Sai số bản: sai số vốn có dụng cụ đo, trình chế tạo dụng cụ định Ví dụ ma sát trục trụ, vạch chia mặt dụng cụ Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp không xác… Sai số phụ: sai số phương pháp đo không xác, điều kiện môi trường đo khác với điều kiện tiêu chuẩn, cá nhân người đo có số thói tật nhìn lệch, số trường hợp ngẫu nhiên thay đổi bất thường trình đo Gọi A trị số đại lượng cần đo, A’ trị số đo được, độ sai lệch ∆A = A – A’ gọi sai số tuyệt đối Sai số tính theo phần trăm đại lượng đo gọi sai số tương đối: ∆A℅ = A 100℅ A Để đánh giá dụng cụ đo xác cao hay thấp người ta quy định cấp xác Cấp xác dụng cụ trị số lớn cho phép tính theo phần trăm sai số bản, so với trị số lớn thang đo Theo tiêu chuẩn Liên xô, dụng cụ đo chia tám cấp xác: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 Ví dụ volt mét 300V, cấp xác sai số tuyệt đối lớn vốn có dụng cụ là: ∆A = (300×1)/100 = 3V Những dụng cụ có cấp xác từ 0,05 đến 0,5 loại xác cao, thường dùng phòng thí nghiệm, nghiên cứu khoa học Loại dụng cụ cấp xác thấp 2,5; thường dùng công nghiệp, phòng thực tập nhà trường Trong trình sử dụng sau sửa chữa, dụng cụ xác dần cần phải hiệu chỉnh lại Khi hiệu chỉnh lấy dụng cụ cấp xác cao dụng cụ mẫu mà hiệu chỉnh Các dụng cụ mẫu chế tạo xác cần bảo quản thật chu đáo 1.1.2 Các phận chủ yếu dụng cụ đo Ngày người ta chế tạo nhiều loại dụng cụ đo Mỗi loại dụng cụ đo thường có hai phận cấu đo mạch đo Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp Mạch đo dùng để biến đổi đại lượng cần đo thành đại lượng dòng điện, điện áp…tác dụng trực tiếp lên cấu đo Cơ cấu đo gồm có phần động phần tĩnh, làm nhiệm vụ biến đổi điện đưa vào thành tác dụng lên phần động Phần động gắn liền với kim, góc quay kim xác định trị số đại lượng đưa vào cấu đo Căn theo ngyên lý làm việc người ta phân thành năm loại cấu đo chủ yếu: cấu đo kiểu từ điện, kiểu điện từ, kiểu điện động, kiểu cảm ứng kiểu tĩnh điện Từ năm kiểu cấu đo chủ yếu, dùng nhiều mạch đo khác ta chế tạo thành nhiều loại dụng cụ đo Ví dụ từ cấu đo kiểu từ điện ta chế tạo thành ampere mét, volt mét, ohm mét…Ngoài nhiều cách phân loại khác như: Căn vào đại lượng đo phân thành ampere mét, volt mét, watt mét; vào cấp xác phân thành dụng cụ cấp xác cao (cấp 0,05; 0,1; 0,2; 0,5) cấp xác thấp (cấp 2,5; 4) 1.1.3 Ký hiệu dụng cụ đo Trên mặt dụng cụ đo thường ghi ký hiệu sau: Ký hiệu đại lượng đo như: ampe mét ký hiệu A; vôn mét - V; oát mét W; ôm mét - Ω; công tơ - Wh; hệ số công suất - cosφ Ký hiệu nguyên lý làm việc cấu đo: Dụng cụ cấu đo kiểu từ điện: Dụng cụ cấu đo kiểu điện từ: Dụng cụ cấu đo kiểu điện động: Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp Dụng cụ cấu đo kiểu cảm ứng: Dụng cụ cấu đo kiểu tĩnh điện: Trên sở cấu này, số dụng cụ, cấu đo thêm số chi tiết khác để mở rộng khả sử dụng Lúc ấy, ký hiệu trên, phải ghi thêm ký hiệu phụ khác Ví dụ: Dụng cụ cấu đo kiểu từ điện chỉnh lưu: Dụng cụ cấu đo kiểu nhiệt điện: Dụng cụ cấu đo kiểu sắt điện động: Tỷ số mét (logohm mét) kiểu từ điện: Tỷ số mét kiểu điện từ: Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp Tỷ số mét kiểu cảm ứng: Ký hiệu loại dòng điện: Dụng cụ dùng mạch dòng điện chiều: ~ Dụng cụ dùng mạch điện xoay chiều: Dụng cụ dùng mạch điện chiều xoay chiều: Dụng cụ dùng mạch ba pha: Ký hiệu cách đặt dụng cụ: Đặt thẳng đứng: Đặt nằm ngang: Ký hiệu cấp xác dụng cụ: 0.5; 1… Ký hiệu điện áp thử cách điện dụng cụ, ví dụ dụng cụ thử cách điện điện áp 2KV: KV, 1.1.4 Nhận xét Để điều chỉnh số dụng cụ đo điện ta điều chỉnh mạch đo cấu đo mạch đo cấu đo Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 1.2 Cơ cấu đo kiểu từ điện 1.2.1 Cấu tạo Hình 1.2 Cơ cấu biến đổi từ điện Cơ cấu đo kiểu từ điện gồm cuộn dây phần động (1) có tiết diện nhỏ chuyển động lòng nam châm vĩnh cửu NS có từ cảm cao (2) Để tạo nên từ trường mạnh phần động phần tĩnh có hình trống (3) vật liệu dẫn từ tốt Ngoài có lò xo phản, trục kim thị Cơ cấu biến đổi từ điện vẽ hình 1.2 1.2.2 Nguyên lý làm việc Khi có dòng điện chiều I qua lò xo phản vào cuộn dây phần động, dòng điện nằm từ trường nam châm NS nên chịu tác dụng lực điện từ sinh mômen quay là: Mq = WBlI D = KqI đó: w số vòng dây phần động B cường độ từ cảm hai cực nam châm Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp l chiều dài tác dụng khung dây phần động D chiều rộng khung dây Kq = BlwD hệ số không đổi Dưới tác dụng Mq, khung dây quay góc α, lò xo phản bị xoắn lại tạo mômen phản Mp tỷ lệ với góc quay: Mp = kpα Kim cấu đứng yên mômen phản cân với mômen quay: Kqα = KpI Góc quay phần động: α= S= Kq Kp I = SI WBlD độ nhạy cấu Kp 1.2.3 Đặc điểm dụng cụ - Vì góc quay tỉ lệ bậc với dòng điện nên dụng cụ đo chiều thang đo chia Để đo dòng điện xoay chiều cần có phận chỉnh lưu dòng điện xoay chiều chiều - Dụng cụ có độ nhạy cao từ trường nam châm vĩnh cửu mạnh - Độ xác cao, chịu ảnh hưởng từ trường ngoài, tiêu thụ lượng - Khả tải cuộn dây phần động có tiết diện bé (dòng qua cấu đo nhỏ) Lợi dụng đặc điểm cấu nên ta mắc thêm điện trở phụ thông thường nhỏ gọn vào cấu đo để điều chỉnh dụng cụ đo -Khó chế tạo, giá thành cao Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 1.2.4 Logohm mét từ điện N S Mq2 Mq1 I1 I2 Logohm mét từ điện Trên phần động ta đặt cuộn dây gắn chặt vào có dòng điện I I2 chạy qua cho chúng sinh hai mômen quay ngược chiều ( hình vẽ) Mq1 = Kq1B1 (α) I1 Mq2= Kq2B2 (α) I2 Ở vị trí cân Mq1 = Mq2 hay Kq1B1 (α) I1 = Kq2B2 (α) I2 I1 K q B2 ( ) I = K B ( ) q1 α = f ( I1 ) I2 góc quay α hàm số tỷ số hai dòng điện Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 1.3 Cơ cấu đo kiểu điện từ 1.3.1 Cấu tạo Hình 1.3a Cơ cấu điện từ cuộn dây phẳng Hình 1.3b Cơ cấu điện từ cuộn dây tròn Cơ cấu đo kiểu điện từ có hai loại: Loại cuộn dây phẳng (hình 1.3a) loại cuộn dây tròn (hình 1.3b) Hai loại khác cấu tạo, nguyên lý làm việc Loại cuộn dây phẳng, phần tĩnh cuộn dây quấn thành hình hộp, cuộn dây có rãnh hẹp phần động phiến thép làm chất sắt từ mềm, gắn lệch tâm trục Trên trục có lò xo phản kháng, kim phận cản dịu kiểu không khí Khi có dòng điện chạy vào phần tĩnh, thép bị hút vào rãnh làm kim quay góc Loại cuộn dây tròn, phần tĩnh cuộn dây quấn thành hình trụ tròn, phía đặt hai phiến thép sắt từ mềm Phiến cố định; phiến gắn Đinh Thị Oanh 10 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 2.1.6 Cầu chì Cầu chì loại thiết bị điện dùng để bảo vệ thiết bị mạch điện tránh dòng điện (chủ yếu dòng điện ngắn mạch) Trong mạng điện ta thường thấy cầu chì bảo vệ dây điện cáp, bảo vệ đồ dùng điện gia đình , bảo vệ máy biến áp, động điện… Hai phần tử cầu chì là: Dây chảy thiết bị dập hồ quang (phần tử dập hồ quang thường gặp cầu chì cao áp) Dây chảy phần tử quan trọng để cắt mạch điện có cố cách tin cậy Dây chảy cần thoả mãn yêu cầu sau: - Không bị oxy hoá - Dẫn điện tốt - Kim loại vật liệu - Quán tính nhiệt phải nhỏ Để giảm nhiệt độ tác động, người ta phải dùng biện pháp: - Dùng dây bẹt có lỗ thắt lại để giảm tiết diện - Dùng dây tròn, số đoạn hàn thêm số vảy kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp Cấu tạo cầu chì có loại sau: Loại hở, loại vặn, loại hộp, loại kín cát thạch anh, loại kín có cát thạch anh Cầu chì có đặc điểm đơn giản, kích thước bé, khả cắt (bảo vệ) lớn giá thành thấp, cầu chì ứng dụng rộng  Hình ảnh Ampere kế Đinh Thị Oanh 32 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp  Hình ảnh volt kế Đinh Thị Oanh 33 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 2.2 Kiểm tra Ampere kế Để đo dòng điện ta phải mắc ampere kế nối tiếp với tải (như trình bày 1.5.1) Do ampere kế cần kiểm tra chất lượng cần mắc nối tiếp với tải 2.2.1 Sơ đồ lắp ráp: R A M A kt U R bt 2.2.2 Điều chỉnh lấy số liệu 2.2.3 Xử lý kết  Số đo hai ampere kế giống nhau: ampere kế kiểm tra tốt  Ampere kiểm tra có số đo lớn ampere mẫu tức lực từ tác động lên phần thị lớn, ta phải giảm bớt cách giảm bớt số vòng dây cuộn dây cấu đo (cuộn dây hình 1.3a cuộn dây hình 1.3b), sau lắp theo sơ đồ kiểm tra lại, lớn ta lại tiếp tục giảm số vòng dây, nhỏ ta phải tăng (quấn trở lại) số vòng số vòng dây giảm  Ampere kiểm tra có số đo nhỏ ampere mẫu tức lực từ tác dụng lên phần thị Ampere kế kiểm tra nhỏ, ta phải tăng lên cách tăng số vòng dây cuộn dây cấu đo (cuộn dây hình 1.3a cuộn dây hình 1.3b) sau lắp theo sơ đồ kiểm tra lại, nhỏ ta tiếp tục quấn thêm số vòng dây, thấy lớn ta phải giảm bớt số vòng số vòng dây tăng Đinh Thị Oanh 34 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 2.3 Kiểm tra volt kế Để đo điện áp ta phải mắc volt kế song song với hai đầu phụ tải (như trình bày 1.5.2) Do volt kế cần kiểm tra chất lượng phải mắc song song với hai đầu phụ tải 2.3.1 Sơ đồ lắp ráp: U Vkt VM R bt 2.3.2 Điều chỉnh lấy số liệu 2.3.3 Xử lý kết  Số đo hai volt kế nhau: volt kế kiểm tra tốt  Volt kế kiểm tra có số đo lớn volt kế mẫu  Cách sửa: - Mắc thêm điện trở phụ nối tiếp với cấu đo, sau lắp lại theo sơ đồ thấy lớn ta thay điện trở phụ điện trở phụ khác có giá trị lớn Nếu thấy volt kế kiểm tra có số đo giảm nhỏ volt kế mẫu ta thay điện trở phụ khác có giá trị nhỏ  Volt kế kiểm tra có số đo nhỏ volt kế mẫu  Cách sửa: - Giảm bớt điện trở phụ có sẵn dụng cụ đo - Lắp lại sơ đồ lớn ta lại tiếp tục giảm Nếu giảm điện trở phụ để số volt kế kiểm tra nhỏ volt kế mẫu lúc ta phải tăng điện trở phụ lên số dụng cụ 35 Đinh Thị Oanh K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 2.4 Kiểm tra công tơ điện Để đo công suất tải tiêu thụ ta dùng công tơ điện, công tơ điện thường chế tạo theo kiểu cảm ứng Trong cuộn dây nam châm điện mắc song song với tải để đo điện áp tải, cuộn dây nam châm điện hai mắc nối tiếp với tải để đo dòng điện qua tải (như trình bày 1.5.5) Do công tơ điện cần kiểm tra chất lượng cần mắc 2.4.1 Sơ đồ lắp ráp: U R t Công tơ pha mẫu Công tơ pha kiểm tra 2.4.2 Điều chỉnh lấy số liệu 2.4.3 Xử lý kết  Số đo hai công tơ giống nhau: công tơ kiểm tra tốt  Số đo công tơ kiểm tra lớn công tơ mẫu tức lực từ hoá làm đĩa nhôm quay lớn, nên ta phải giảm cách giảm lực từ hoá nam châm điện tức giảm số vòng dây cuộn dây nam châm điện Sau lắp lại theo sơ đồ lắp ráp, thấy lớn ta lại tiếp tục giảm số vòng dây cuộn dây nam châm điện 2, thấy nhỏ ta phải quấn lại số vòng số vòng dây giảm  Số đo công tơ kiểm tra nhỏ công tơ mẫu tức lực từ hoá làm đĩa nhôm quay nhỏ, nên ta phải tăng lên cách tăng lực từ hoá Đinh Thị Oanh 36 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp nam châm điện tức tăng số vòng dây cuộn dây nam châm điện Sau lắp lại theo sơ đồ lắp ráp, thấy nhỏ ta lại tiếp tục quấn thêm số vòng dây vào cuộn dây nam châm điện 2, thấy lớn ta phải ta giảm bớt số vòng dây số tăng Đinh Thị Oanh 37 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN KÍCH THƢỚC BÀN THÍ NGHIỆM VÀ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ TRÊN BÀN THÍ NGHIỆM – THƢ̣C HÀNH 3.1 Tính toán kích thƣớc bàn thí nghiệm 3.1.1 Các yêu cầu chung Khi mua sắm, thiết kế bàn ghế và các thiết bị đồ dùng cần chú ý tới một số yêu cầu sau: - Bàn ghế cần thiết kế, mua sắm phải phù hợp với học sinh Việt Nam - Các bàn thực hành cần phải cách điện tốt, mặt bàn phải chắc khỏe, chịu được va đập, kéo xước - Đảm bảo thẩm mỹ và kinh tế 3.1.2 Tính toán kích thƣớc bàn thí nghiệm phòng thí nghiệm 3.1.2.1 Bàn thực hành điện  Chất liệu: Làm gỗ tự nhiên hoặc ván ép đảm bảo yêu cầu chung  Kết cấu : Bàn có ngăn kéo đựng dụng cụ nguyên vật liệu , có gắn nguồn nuôi ~220V, ~24V, ~12V… cùng hệ thống cầu chì, aptomat bảo vệ  Kích thước: kích thước bàn thí nghiệm thiết kết phù hợp với trường hợp đảm bảo người thực hành quan sát bao quát toàn bàn thí nghiệm lắp ráp chi tiết cách tối ưu Trường hợp 1: người làm Kích thước phù hợp để học sinh thực hành tư đứng 50x40x70 (cm) tương ứng chiều dài, rộng cao bàn Trường hợp 2: hai người làm Kích thước phù hợp để hai học sinh thực hành tư đứng 100x60x70 (cm) tương ứng chiều dài, rộng cao bàn Trường hợp 3: ba người làm Kích thước phù hợp để học sinh thực hành tư đứng Đinh Thị Oanh 38 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 150x80x70 (cm) tương ứng chiều dài, rộng cao bàn 3.1.2.2 Bàn thực hành “đánh giá chất lƣợng dụng cụ đo điện”  Chất liệu: đảm bảo yêu cầu chung, chịu đựng sức nặng thiết bị hệ thống công tắc tơ, đồng hồ đo cosφ, biến áp tự ngẫu, ampere mét, volt mét, watt mét…  Mặt bàn thường làm gỗ tự nhiên, ván ép dày loại tốt làm vật liệu xây dựng…  Kết cấu: Bàn cần có ngăn kéo đựng số dụng cụ như: dây nối, đồng hồ vạn năng, bút thử điện… Chú ý: tránh việc để dụng cụ tràn lan bàn  Kích thước: + cho người thực hành đảm bảo học sinh thực hành tư đứng bên : 41x40x75 (cm) tương ứng chiều dài, rộng cao bàn + Cho hai người thực hành đảm bảo học sinh thực hành tư đứng bên là: 70x46x75 (cm) tương ứng với chiều dài, rộng cao bàn + Cho ba người thực hành đảm bảo học sinh thực hành tư đứng bên là: 100x48x75 (cm) tương ứng với chiều dài, rộng cao bàn 3.2 Bố trí thiết bị bàn thí nghiệm - thực hành “đánh giá chất lƣợng dụng cụ đo điện” 3.2.1 Bố trí theo phƣơng án dồn thiết bị loại vào khu vực Sơ đồ: A V K W L V V V C X Đinh Thị Oanh R Ð 39 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp Đặc điểm: - Mạch lắp dựa sơ đồ cấu tạo - Cuộn dây, tiếp điểm (đóng, mở) dồn vào vị trí - Khi lắp mạch đường dây không bị bắt chéo - Lắp mạch nên lắp chung 3.2.2 Nhận xét chung - Việc tính toán kích thước bàn thí nghiệm cách bố trí thiết bị bàn thí nghiệm - thực hành cần thiết làm thực hành Tính toán sai không phù hợp làm ảnh hưởng đến trình thực hành, làm kết thực hành không xác - Ở chương không thuộc phần làm, tinh thần thiết kế xây dựng thí nghiệm: “đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện” nghiên cứu chương để ghép lại thí nghiệm - thực hành phòng thí nghiệm tạo thành phòng thí nghiệm bố trí bàn thực hành dự kiến Mục đích giúp buổi thực hành thực cách dễ dàng thuận tiện Đinh Thị Oanh 40 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua nghiên cứu thực đề tài khoá luận: “Đánh giá chất lƣợng dụng cụ đo điện”về hoàn thành nhiệm vụ đặt ra: Đã đưa lý thuyết cấu tạo nguyên lí hoạt động cấu dụng cụ đo điện, từ vạch phương hướng điều chỉnh sửa chữa dụng cụ đo điện Đưa bước tiến hành, kiểm tra, điều chỉnh sửa chữa dụng cụ đo điện thường dùng phòng thí nghiệm Như luận văn xem tài liệu hướng dẫn tương đối đầy đủ, tỉ mỉ, chi tiết giúp học sinh tự đọc, tiến hành kiểm tra dụng cụ đo sửa chữa dụng cụ Do điều kiện thời gian ngắn sinh viên bước đầu làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi hạn chế thiếu sót định Vì vậy, mong nhận đóng góp quý thầy cô bạn bè để đề tài hoàn thiện Đinh Thị Oanh 41 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Văn Đào - Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện, NXB Khoa học kỹ thuật, 2005 Phạm Văn Giới - Bùi Tín Hữu - Nguyễn Tiến Tôn, Khí cụ điện, NXB Khoa học kỹ thuật Trần Minh Sơ, giáo trình thực hành kỹ thuật điện, NXB Đại học sư phạm Nguyễn Thị Hương, Thiết kế xây dựng thí nghiệm - thực hành mạch điện pha, Đại học sư phạm hà nội Đinh Thị Oanh 42 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô tổ Kỹ thuật khoa Vật lý trường ĐHSP Hà Nội đặc biệt thầy Ngô Tuấn Đức người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm luận văn để em hoàn thành luận văn thời hạn Cuối em xin chân thành cảm ơn phối hợp giúp đỡ gia đình bạn bè để em đạt kết Hà Nội, tháng 05 năm 2010 Sinh viên Đinh Thị Oanh Đinh Thị Oanh 43 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin khẳng định đề tài thiết kế phương án xây dựng thí nghiệm thực hành “Đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện” kết riêng mình, đồng thời đề tài không trùng với đề tài tác giả khác Nếu sai xin chịu trách nhiệm Sinh viên Đinh Thị Oanh Đinh Thị Oanh 44 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu PHẦN 2: NỘI DUNG CHƢƠNG 1: SƠ LƢỢC LÝ THUYẾT 1.1 Những khái niệm chung dụng cụ đo điện 1.1.1 Sai số cấp xác 1.1.2 Các phận chủ yếu dụng cụ đo 1.1.3 Ký hiệu dụng cụ đo 1.1.4 Nhận xét 1.2 Cơ cấu đo kiểu từ điện 1.2.1 Cấu tạo 1.2.2 Nguyên lý làm việc 1.2.3 Đặc điểm dụng cụ 1.2.4 Logohm mét từ điện 1.3 Cơ cấu đo kiểu điện từ 10 1.3.1 Cấu tạo 10 1.3.3 Đặc điểm cấu 12 1.4 Cơ cấu đo kiểu cảm ứng 13 1.4.1 Cấu tạo 13 1.4.2 Nguyên lý làm việc 13 1.4.3 Đặc điểm cấu 15 1.4.4 Nhận xét 15 1.5 Cách đo đại lƣợng điện 15 1.5.1 Đo dòng điện 15 1.5.2 Đo điện áp 17 1.5.3 Đo điện trở 18 1.5.4 Đo công suất 21 1.5.5 Đo điện 23 CHƢƠNG 2:CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH 25 Đinh Thị Oanh 45 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp 2.1 Các thiết bị cần dùng cho thí nghiệm- thực hành 25 2.1.1 Các thiết bị cần có 25 2.1.2 Nút ấn 25 2.1.3 Công tắc tơ 27 2.1.4 Máy biến áp tự ngẫu 29 2.1.5 Cầu dao 30 2.1.6 Cầu chì 32 2.2 Kiểm tra Ampere kế 33 2.2 Kiểm tra Ampere kế 34 2.2.1 Sơ đồ lắp ráp: 34 2.2.2 Điều chỉnh lấy số liệu 34 2.2.3 Xử lý kết 34 2.3 Kiểm tra volt kế 35 2.3.1 Sơ đồ lắp ráp: 35 2.3.2 Điều chỉnh lấy số liệu 35 2.3.3 Xử lý kết 35 2.4 Kiểm tra công tơ điện 36 2.4.1 Sơ đồ lắp ráp: 36 2.4.2 Điều chỉnh lấy số liệu 36 2.4.3 Xử lý kết 36 CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN KÍCH THƢỚC BÀN THÍ NGHIỆM VÀ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ TRÊN BÀN THÍ NGHIỆM – THƢ̣C HÀNH 38 3.1 Tính toán kích thƣớc bàn thí nghiệm 38 3.1.1 Các yêu cầu chung 38 3.1.2 Tính toán kích thƣớc bàn thí nghiệm phòng thí nghiệm 38 3.1.2.1 Bàn thực hành điện 38 3.1.2.2 Bàn thực hành “đánh giá chất lƣợng dụng cụ đo điện” 39 3.2 Bố trí thiết bị bàn thí nghiệm - thực hành “đánh giá chất lƣợng dụng cụ đo điện” 39 3.2.1 Bố trí theo phƣơng án dồn thiết bị loại vào khu vực 39 3.2.2 Nhận xét chung 40 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 Đinh Thị Oanh 46 K32D – Sư phạm kỹ thuật [...]... để điều chỉnh dụng cụ đo 1.5 Cách đo các đại lƣợng điện 1.5.1 Đo dòng điện - Để đo dòng điện ta mắc nối tiếp ampere mét với mạch điện cần đo - Đểm ampere mét không làm thay đổi dòng điện trong mạch thì điện trở trong của ampere mét phải càng nhỏ càng tốt - Để đo dòng điện một chiều có thể dùng các ampere mét từ điện và điện từ Để mở rộng thang đo với dòng điện một chiều người ta dùng điện trở shunt... Hình 1.5c: Ampere mét điện từ hai thang đo Để đo dòng điện xoay chiều bằng dụng cụ từ điện người ta phải chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành một chiều 1.5.2 Đo điện áp Để đo điện áp U người ta dùng volt mét mắc song song với mạch cần đo Để kết quả đo chính xác thì điện trở trong volt mét phải càng lớn càng tốt Để mở rộng thang đo người ta dùng điện trở phụ mắc nối tiếp với cơ cấu đo (hình 1.5d) U Ucc... - Các dụng cụ đo đều có cơ cấu đo mạch đo, trong đó cơ cấu đo kiểu từ điện chế tạo khó, giá thành cao Vì vậy khi sửa chữa điều chỉnh ta nên tác động vào phần mạch đo - Cơ cấu đo kiểu điện từ chế tạo dễ, giá thành rẻ nên khi sửa chữa điều chỉnh dụng cụ đo ta nên tác động vào cơ cấu đo, chủ yếu tác động vào cuộn dây phần tĩnh - Trong cơ cấu đo kiểu cảm ứng lực làm đĩa nhôm quay là hai nam châm điện (một... cấu đo, sau đó lắp lại theo sơ đồ nếu vẫn thấy lớn hơn ta thay điện trở phụ đó bằng điện trở phụ khác có giá trị lớn hơn Nếu thấy volt kế kiểm tra có số đo giảm nhỏ hơn volt kế mẫu ta thay điện trở phụ khác có giá trị nhỏ hơn  Volt kế kiểm tra có số đo nhỏ hơn volt kế mẫu  Cách sửa: - Giảm bớt điện trở phụ có sẵn trong dụng cụ đo - Lắp lại sơ đồ nếu vẫn lớn hơn thì ta lại tiếp tục giảm Nếu giảm điện. .. điện kế từ điện Để tăng độ nhạy ở điện kế từ điện người ta tăng từ cảm khe hở không khí, giảm hệ số phản kháng của dây treo và dùng hệ thống chỉ thị ánh sáng Để nâng cao độ chính xác của phép đo, người ta tiến hành đo bằng phương pháp bù Nội dung cơ bản của phương pháp bù là so sánh điện áp cần đo U x với điện áp mẫu Uk có độ chính xác cao (hình1.5e) U Ux Uk Độ chênh lệch điện áp ∆U = Ux – Uk được phát... để đo điện trở cách điện của các thiết bị điện Khi đo, ta nối hai cực a và b vào hai đầu điện trở r x cần đo và quay máy phát với tốc độ khoảng 70 – 80 v/phút 1.5.4 Đo công suất  Watt mét một pha kiểu điện động Hình 1.5i là sơ đồ nguyên lý của Watt mét một pha kiểu điện động Cuộn dây dòng điện được nối tiếp với phụ tải cần đo Cuộn dây điện áp được nối song song với mạch cần đo Góc quay của cơ cấu điện. .. các điện trở nhỏ megohm mét dùng đo các điện trở lớn Ohm mét gồm cơ cấu từ điện C, pin E và địên trở r phụ dùng để hạn chế dòng điện Điện trở rx cần đo nối vào hai cực 1 và 2 (hình 1.5g) Dòng điện qua cơ cấu đo : I= E rp  rx rp C 1 rx 2 s Hình 1.5g Nếu giữ rp, E không đổi, thì dòng điện qua cơ cấu đo phụ thuộc vào điện trở rx Trên thang đo dụng cụ ghi trực tiếp trị số điện trở Nhược điểm của Ohm mét... volt kế Để đo điện áp ta phải mắc volt kế song song với hai đầu của phụ tải (như đã trình bày ở 1.5.2) Do đó volt kế cần kiểm tra chất lượng cũng phải mắc song song với hai đầu phụ tải 2.3.1 Sơ đồ lắp ráp: U Vkt VM R bt 2.3.2 Điều chỉnh lấy số liệu 2.3.3 Xử lý kết quả  Số đo của hai volt kế bằng nhau: volt kế kiểm tra là tốt  Volt kế kiểm tra có số đo lớn hơn volt kế mẫu  Cách sửa: - Mắc thêm điện. .. Hình 1.5d Giả thiết cơ cấu đo có điện áp định mức là điện áp làm cho kim chỉ hết thang đo Ucc, muốn mở rộng thang đo m lần nghĩa là Rp Rcc = U = m thì: U CC U  U CC = m – 1 hay là Rp = Rcc (m - 1) U CC Khi cần đo điện áp rất lớn (cỡ kV) người ta dùng máy biến điện áp Đinh Thị Oanh 17 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp Để đo điện áp và dòng điện nhỏ người ta thường dùng điện kế từ điện Để tăng... trong các phương pháp sau:  Phương pháp dùng ampere mét và volt mét Dùng ampere mét đo dòng điện qua điện trở, dùng Volt mét đo điện áp rơi trên điện trở ấy (hình 1.5f) Đinh Thị Oanh 18 K32D – Sư phạm kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp A Rx V Hình 1.5f Bỏ qua điện trở ampere mét, ta xác định được trị số điện trở cần đo rx: rx = U I  Phương pháp dùng Ohm mét và Megohm mét Ohm mét dùng đo các điện trở nhỏ ... thí nghiệm phòng thí nghiệm 38 3.1.2.1 Bàn thực hành điện 38 3.1.2.2 Bàn thực hành đánh giá chất lƣợng dụng cụ đo điện 39 3.2 Bố trí thiết bị bàn thí nghiệm - thực hành đánh giá chất. .. cho thí nghiệm - thực hành Đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện sơ sài, người đọc khó hiểu nội dung, lí phải tiến hành bước thí nghiệm - thực hành Trong phần xét kiểu cấu đo cách đo đại lượng điện. .. kỹ thuật Khoá luận tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin khẳng định đề tài thiết kế phương án xây dựng thí nghiệm thực hành Đánh giá chất lượng dụng cụ đo điện kết riêng mình, đồng thời đề tài không