tài liệu đo điện trở

Chương 3.1 – Đo điện trở V-kế &A-kế 3.2 – Mạch đo Ohm-kế 3.1 - Đo điện trở V-kế &A-kế • Đo phần tử điện trở hoạt động với nguồn cung cấp ( đo nóng ) • Mắc rẽ dài ( hình 3.1a) : có sai số nội trở ampe kế • Mắc rẽ ngắn ( hình 3.1b) : có sai số tổng trở vào vơn kế • Thí dụ: đo điện trở rỉ tụ điện điện áp hoạt động vơn kế thường mắc nối tiếp với tụ điện: V • Điện trở rỉ RX = Vc điện áp tụ , Ic dòng qua I vơn kế C C 3.2 – Mạch đo Ohm kế • Ohm kế hoạt động theo ngun lý dòng điện • Mạch đo ngun lý ( hình 3.4): dòng qua thị khơng tuyến tính theo trị số điện trở đo • Mạch đo thực tế ( hình 3.5) : có biến trở R2 chỉnh cho trị số Ohm kế pin yếu điện trở R1 có trị số thay đổi phụ thuộc tầm đo • Ngun lý phân tầm đo điện trở : dòng điện qua thị có trị số, điện trở Rx : 10Ω ( tầm X1) ; 100Ω ( tầm X10 ) ; 1000Ω (tầm X100 ) Mạch đo điện trở 3 - Ohm kế điện tử • Ngun lý đo : chuyển điện trở đo Rx thành điện áp đo Vx đưa vào vơn kế điện tử ( cách cho nguồn dòng I qua Rx ) • Ngun lý phân tầm đo: nguồn dòng I qua Rx giảm tầm đo tăng ( tầm tăng 10 lần dòng I giảm 10 lần ) Ohm kế điện tử có nguồn dòng • Tại tầm đo có nguồn dòng khơng đổi: Hình 3.41: thí dụ I= 1mA tầm đo X1, I = 0,1mA tầm đo X10 • Hình 3.42 • Hình 3.43: • I= E/ R, • Vo = - Rx I, • R điện trở tầm đo 3.4 – Cầu Wheatstone • 1) Cầu Wheatstone cân bằng: ( hình 3.8 ) • Ưu điểm: Điện trở đo Rx khơng phụ thuộc nguồn cung cấp • Độ xác: phụ thuộc độ nhạy thị cân sai số điện trở cầu đo.Dùng điện kế điện tử có độ nhạy cao xác • Thay đổi tầm đo: thay đổi tỉ số điện trở P/Q • Điều chỉnh cầu cân bằng: thay đổi biến trở S 2) Cầu Wheatstone khơng cân : • • • • • Hình 3.9 a : điện áp Vr – Vs phụ thuộc điện trở đo R Dùng mạch tương đương Thevenin phân tích cho cầu Hình 3.9 a,b Bài tập 3.15 &3.17 Giới hạn cầu: khơng đo giá trị điện trở nhỏ 1Ω • Lý : ảnh hưởng điện trở dây dẩn 3.5 - Cầu đơi Kelvin • Điện trở đầu: đầu nối vào cầu đo có dòng điện nhỏ đầu dòng có dòng điện lớn vài ampe,cách đầu vài cm tránh tượng nhiệt điện • Loại bỏ điện trở dây dẩn cầu cân • • với điều kiện cân cầu luôn có p = P r = R phần tử đo Q xác đònh Q = S( P/R) • Đo điện trở mΩ µΩ • Hình 3.11 • Hình 3.12 • Hình 3.13 3.6 – Megohm kế • Dùng vơn kế microampe kế : ( hình 3.14 ) • Dòng điện qua vật liệu cách điện tăng lên điện áp nguồn đặt vào tăng ,dẩn đến điện trở cách điện suy giảm đáng kể Cho nên phải ghi điện áp test cho điện trở cách điện Thí dụ ; 50MΩ test 2kV • Loại bỏ điện trở rỉ bề măt ( surface leakage resistance ) dùng vòng dây bảo vệ ( guard wire - hình 3.14b ) vòng bảo vệ ( guard ring – hình 3.15) • Cọc guard nối với vòng dây vòng bảo vệ loại bỏ dòng điện rỉ bề mặt khơng cho qua µA kế để điện trở cách điện khơng có điện trở rỉ bề mặt Hình 3.16: a) Cầu Wheatstone đo điện trở cách điện bề mặt b) Mạch tương đương Trong trường hợp dùng cầu Wheatstone để đo điện trở cách điện để loại bỏ điện trở rỉ bề mặt, dùng vòng bảo vệ hình 3.16a phân tích thành mạch tương đương (H.3.16b), điện trở b c hai điện trở rỉ bề mặt bề mặt vật liệu cần đo điện trở cách điện Nguồn cung cấp E có trò số theo yêu cầu đo điện trở cách điện g g 3.6.2 Megohm-kế chuyên dùng Bộ thò thường dùng cho megohm-kế (loại cổ điển) tỉ số kế từ điện (H.3.17) Cơ cấu thò gồm có hai cuộn dây: Cuộn dây lệch (deflecting coil )và Cuộn dây kiểm soát (control coil) Máy phát tạo điện áp cao kV ( 2kV),trò số thò MΩ không phụ thuộc điện áp cung cấp Như góc quay θi phụ thuộc vào trò số đo RX g Đặc biệt kim thò thang đo: Ι1 =1 Ι2 ⇒ RX = R1 + r1 – R2 – r2 Nếu: r2 = r1 ⇒ RX = R1 – R2 Như thay đổi tầm đo cho thang đo cách thay đổi trò số R2 Trong mạch có đầu Guard để gắn vào vòng bảo vệ (guard ring) dây bảo vệ (guard wire) để loại bỏ điện trở rỉ bề mặt (RS) đo điện trở cách điện Hình 3.23: Vòng Murray đo điện trở chạm mass Phương pháp thường dùng để xác đònh vò trí chạm mass vòng thử nghiệm (test loop) Những phương pháp đủ xác đònh chỗ hỏng Mạch thường dùng vòng Murray vòng Varley Đây ứng dụng cầu Wheatstone (H.3.23) Khi cầu Wheatstone cân (điều chỉnh R2 thay đổi R1 ) RX = R1 ( Ra + Rb ) ; R1 + R2 Nếu đoạn dây RX có chiều dài LX; Ra có chiều dài La; Rb có chiều dài Lb Các dây có điện trở suất, La = Lb = L thiết diện A: La Lb LX R1 ρ = [ ρ+ ρ] A R1 + R2 A A R1 LX = 2L ' R1 + R2 Hình 3.24: Vòng Varley khóa S vò trí a điều chỉnh R3 để cho cầu cân Ra + Rb R2 = R1 R3 Ra + Rb R3 R2 = R2 Như điện trở dây dẫn xác đònh Sau chuyển khóa S sang vò trí b, điện trở chạm mass Rx xác đònh: điều chỉnh đến trò R3' cho cầu (vòng VARLEY) cân Chúng ta có R1 ( Ra + Rb ) − R2 R3' RX = R1 + R2 Ví dụ 3.14: Trong mạch hình 3.24 R1 = 1kΩ, R2 = 2kΩ, chiều dài đoạn dây cáp La = Lb = 10Km, điện trở dây cáp 0,02Ω/m Khi khóa S a điều chỉnh R3 =100Ω cầu cân bằng, S b, R3 = 99Ω cầu cân Xác đònh LX chỗ dây chạm mass 3.7 ĐO ĐIỆN TRỞ ĐẤT 1) Cọc đo điện trở đất : cọc kim loại 2) Điện trở đấât : điện trở vùng đấât xung quanh cọc đất 3) Khoảng cách cọc đất : tối thiểu 20 m 4) Nguồn điện áp cung cấp nguồn điện xoay chiều 5) đo điện áp cọc đât đo trung tính điện lực: lớn 10 vôn Không đo điện trỏ đất điện áp lớn 10 vôn Vì dòng trung tính khác không chay qua vùng đất đo 3.7.2 Mạch đo điện trở đất Dùng vôn-kế ampe-kế : p/p trực tiếp Hình 3.26: Mạch đo điện trở đất vôn-kế ampe-kế Cọc A: cọc đo điện trở đất RX; Cọc P: cọc phụ đo điện áp; Cọc C: cọc phụ đo dòng điện Vì dùng điện lưới dùng biến áp cách ly( sơ thứ cấp riêng biệt Phương pháp nầy có sai số điện trở cọc phụ P Rx = V/I Hình 3.27 Hình 3.28 Mạch tương đương ba cọc Mạch đo điện trở đất A, P, C phương pháp gián tiếp Vậy điện trở xác đònh trò số đọc vôn-kế ampe-kế Do quan tâm đến sai số vôn-kế Rv điện trở cọc phụ thuộc điện áp RP RX có sai số tương đối: εr = [ RP / (RP + RV ) ] x 100% Trong p/p gián tiếp dùng 2cọc phải đo lần để xác đònh điện trở RX , Rp Rc sai số điện trở cọc phụ 1- Cọc phụ áp; 2- Cọc phụ dòng; 3- Cọc đất đo Hình 3.32: Sơ đồ khối máy đo chuyên dùng Hình 3.33: Cách đóng cọc Mạch đo điện trở đất có kết hợp với mạch điện tử dùng cấu từ điện: điều chỉnh biến trở Rso cho đên điện kế G ( cấu từ điện “ “ đọc trò số RX dóa xoay chạy biến trở Cách đo điện áp rơi cọc đất (H.3.34) Có máy đo điện trở đất có phần đo điện rơi cọc đất với cọc đất 2, thò máy đo cho biết điện áp rơi hai cọc Ví dụ, đo điện áp rơi cọc đất xem cọc an toàn tải với cọc trung tính lưới điện (H.3.34) 1- cọc trung tính điện lực 2- cọc đất đo , trò số đọc máy cho biết điện áp cọc Nếu điện áp lớn 10V không đo dòng điện trung tính lớn qua vùng đấât đo [...]... Wheatstone đo điện trở cách điện bề mặt b) Mạch tương đương Trong trường hợp dùng cầu Wheatstone để đo điện trở cách điện để loại bỏ điện trở rỉ bề mặt, chúng ta cũng dùng vòng bảo vệ như hình 3.16a và được phân tích thành mạch tương đương (H.3.16b), điện trở b và c là hai điện trở rỉ bề mặt và bề mặt dưới của vật liệu cần đo điện trở cách điện Nguồn cung cấp E có trò số theo yêu cầu đo điện trở cách điện. .. điện áp giữa cọc đât đo và trung tính điện lực: nếu lớn hơn 10 vôn Không được đo điện trỏ đất khi điện áp lớn hơn 10 vôn Vì dòng trung tính khác không chay qua vùng đất đo 3.7.2 Mạch đo điện trở đất Dùng vôn-kế và ampe-kế : p/p trực tiếp Hình 3.26: Mạch đo điện trở đất bằng vôn-kế và ampe-kế Cọc A: cọc đo điện trở đất RX; Cọc P: cọc phụ đo điện áp; Cọc C: cọc phụ đo dòng điện Vì dùng điện lưới cho nên... của đo n dây cáp La = Lb = 10Km, điện trở của dây cáp 0,02Ω/m Khi khóa S ở a điều chỉnh R3 =100Ω thì cầu cân bằng, còn khi S ở b, R3 = 99Ω thì cầu cân bằng Xác đònh LX chỗ dây chạm mass 3.7 ĐO ĐIỆN TRỞ ĐẤT 1) Cọc đo điện trở đất : cọc kim loại 2) Điện trở đấât : điện trở vùng đấât xung quanh cọc đất 3) Khoảng cách giữa 2 cọc đất : tối thiểu 20 m 4) Nguồn điện áp cung cấp nguồn điện xoay chiều 5) đo điện. .. lần để xác đònh 3 điện trở RX , Rp và Rc không có sai số do điện trở cọc phụ 1- Cọc phụ áp; 2- Cọc phụ dòng; 3- Cọc đất đo Hình 3.32: Sơ đồ khối máy đo chuyên dùng Hình 3.33: Cách đóng cọc Mạch đo điện trở đất có sự kết hợp với mạch điện tử dùng cơ cấu từ điện: điều chỉnh biến trở Rso cho đên khi điện kế G ( cơ cấu từ điện chỉ “ 0 “ đọc trò số RX dóa xoay con chạy biến trở Cách đo điện áp rơi trên... những máy đo điện trở đất có phần đo điện thế rơi trên cọc đất 1 với cọc đất 2, khi đó bộ chỉ thò trên máy đo cho biết điện áp rơi trên hai cọc Ví dụ, đo điện áp rơi trên cọc đất được xem là cọc an toàn của tải với cọc trung tính của lưới điện (H.3.34) 1- cọc trung tính điện lực 2- cọc đất đo , trò số đọc trên máy cho biết điện áp giữa 2 cọc Nếu điện áp lớn hơn 10V thì không được đo vì dòng điện trung... do điện trở cọc phụ P Rx = V/I Hình 3.27 Hình 3.28 Mạch tương đương của ba cọc Mạch đo điện trở đất bằng A, P, C phương pháp gián tiếp Vậy điện trở được xác đònh bởi trò số đọc của vôn-kế và ampe-kế Do đó nếu chúng ta quan tâm đến sai số do vôn-kế Rv và điện trở cọc phụ thuộc điện áp RP thì RX có sai số tương đối: εr = [ RP / (RP + RV ) ] x 100% Trong p/p gián tiếp chỉ dùng 2cọc nhưng phải lần lượt đo. .. thay đổi tầm đo cho thang đo bằng cách thay đổi trò số R2 Trong mạch này có đầu Guard để gắn vào vòng bảo vệ (guard ring) hoặc dây bảo vệ (guard wire) để loại bỏ điện trở rỉ bề mặt (RS) khi đo điện trở cách điện Hình 3.23: Vòng Murray đo điện trở chạm mass Phương pháp thường dùng để xác đònh vò trí chạm mass là vòng thử nghiệm (test loop) Những phương pháp này đủ xác đònh chỗ hỏng Mạch thường dùng là... R2 Nếu đo n dây RX có chiều dài LX; Ra có chiều dài La; Rb có chiều dài Lb Các dây có cùng điện trở suất, La = Lb = L và cùng thiết diện A: La Lb LX R1 ρ = [ ρ+ ρ] A R1 + R2 A A R1 LX = 2L ' R1 + R2 Hình 3.24: Vòng Varley khóa S ở vò trí a điều chỉnh R3 để sao cho cầu cân bằng Ra + Rb R2 = R1 R3 Ra + Rb R3 R2 = R2 Như vậy điện trở dây dẫn được xác đònh Sau đó chuyển khóa S sang vò trí b, điện trở chạm... từ điện (H.3.17) Cơ cấu chỉ thò này gồm có hai cuộn dây: Cuộn dây lệch (deflecting coil )và Cuộn dây kiểm soát (control coil) Máy phát tạo ra điện áp cao kV ( 2kV),trò số chỉ thò MΩ không phụ thuộc điện áp cung cấp Như vậy góc quay θi phụ thuộc vào trò số đo RX g Đặc biệt khi kim chỉ thò giữa thang đo: Ι1 =1 Ι2 ⇒ RX = R1 + r1 – R2 – r2 Nếu: r2 = r1 ⇒ RX = R1 – R2 Như vậy thay đổi tầm đo cho thang đo. .. điện (H.3.34) 1- cọc trung tính điện lực 2- cọc đất đo , trò số đọc trên máy cho biết điện áp giữa 2 cọc Nếu điện áp lớn hơn 10V thì không được đo vì dòng điện trung tính quá lớn đi qua vùng đấât đang đo