CHUONG 2 CÁC CƠ CẤU ĐO TRONG ĐO LƯỜNG ĐIỆN

CHƯƠNG CÁC CƠ CẤU ĐO C Khái niệm chung : H - Dụng cụ đo tương tự (Analog) loại dụng cụ đo mà số (là đại lượng tương tự) tỷ lệ với đại lượng đo Ư - Trong dụng cụ đo tương tự người ta thường dùng Ơ thò điện, tín hiệu vào dòng điện điện áp, tín hiệu góc quay phần động (kim chỉ) di chuyển bút ghi giấy (dụng cụ tự ghi) N G 2 Nguyên lý làm việc thò điện : Khi cho dòng điện vào cấu thò điện, tác động từ trường lên phần động cấu đo tạo mômen quay Mq Độ lớn mômen tỷ lệ với độ lớn với dòng điện đưa vào cấu : dWe Mq  d Trong : dWe  : lượng điện từ trường : góc quay phần động C H Ư Ơ N G Nếu đặt vào trục phần động lò xo cản : phần động quay lò xo bò xoắn lại sinh mômen cản MC Mômen tỷ lệ thuận với góc lệch  biểu diễn biểu H Ư thức : M C  D. Trong : C D : mômen cản riêng phụ thuộc vào kích thước vật liệu chế tạo lò xo  : góc quay phần động Ơ N Khi mômen cản mômen quay kim (phần động) cấu dừng lại vò trí cân : G dWe  D. d Mq  MC   D dWe d Những phận chung thò điện : a Trục trụ : phận bảo đảm cho phần động (khung dây, kim chỉ, lò xo cản) quay Trụ thường làm đá cứng trục làm thép tròn C H Ư Ơ N Trục Trụ Giữa trục trụ điều chỉnh lên xuống cho ma sát chúng nhỏ G C b Lò xo phản kháng : Tạo mômen cản H Dẫn điện vào khung dây Để dẫn điện tạo mômen cản tốt lò xo phải chế tạo vật liệu có độ dẫn điện tốt độ đàn hồi tốt VD : Cu-P; Cu-Zn,Cu-Bi(Berili)… Khi cần giảm mômen cản để tăng độ nhạy cấu thò, người ta thay lò xo dây căng dây treo Ư Ơ N G Dây căng Dây treo c Kim thò : - Có nhiều hình dạng - Thường chế tạo nhôm hợp kim nhôm - Với dụng cụ đo có cấp xác cao, kim làm thủy tinh - Trong thò có độ nhạy cao, người ta thay kim thò quang học d Thang đo : - Là phận để khắc độ giá trò đại lượng - Được chế tạo từ nhôm lá, mặt khắc vạch chia độ - Để tránh sai số đọc, người ta đặt gương phản chiếu phía thang đo C H Ư Ơ N G e Bộ phận cản dòu : - Nhiệm vụ : làm giảm dao động phần động xác đònh vò trí cân nhanh chóng - Có hai loại cản dòu : cản dòu điện từ cản dòu khí động H Ư Kim thò Ơ Trục Nam châm C Đóa nhôm N Cản dòu khí động G Cấu tạo : gồm phần tónh phần động Phần tónh : gồm có nam châm vónh cửu, cực từ lõi sắt non Phần động : gồm có khung dây nhôm có quấn dây đồng bọc cách điện Khung nhôm gắn trục trục có mang kim thò Ngoài có hai lò xo gắn với trục hai đầu khung dây C H Ư Ơ N G 2 Nguyên lý làm việc : Khi có dòng điện chạy khung dây, tác động từ trường nam châm vónh cửu, khung dây lệch khỏi vò trí ban đầu góc  Mômen quay tính theo biểu thức : M q  NBSI Trong : B : độ từ cảm nam châm vónh cửu S : tiết diện khung dây N : số vòng dây quấn khung dây  : góc lệch kim khỏi vò trí ban đầu Khi khung quay lò xo bò xoắn lại tạo mômen cản : M C  D. Và kim dừng vò trí Mq = MC Khi ta có : NBSI  D NBS   I D C H Ư Ơ N G Đặc điểm ứng dụng : + Ưu điểm : -Thang đo chia - Độ nhạy cao - Độ xác cao - Công suất tiêu thụ nhỏ - Ít bò ảnh hưởng từ trường - Độ cản dòu tốt + Nhược điểm : - Chỉ đo DC - Cấu tạo phức tạp - Khả chòu tải - Nhiệt độ có ảnh hưởng đến độ xác - Khung quay dễ hư hỏng vận chuyển va chạm mạnh hoạc rung lắc trình sử dụng + Ứng dụng : - Dùng làm cấu thò Ampe kế DC, Vôn kế DC, m kế - Dùng làm cấu thò mạch đo đại lượng không điện - Chế tạo loại điện kế có độ nhạy cao - Chế tạo đầu rung C H Ư Ơ N G Cấu tạo : có loại : loại lực hút (cuộn dây dẹt) loại lực đẩy (cuộn dây tròn) C H Ư Ơ 1.Cuộn dây dẹt 2.Miếng sắt di động 3.Lò xo phản kháng 4.Trục 5.Kim thò 6.Thang đo 7.Đối trọng 1.Cuộn dây tròn 2.Miếng sắt cố đònh 3.Miếng sắt di động 4.Trục 5.Kim thò 6.Thang đo 7.Đối trọng N G 2 Nguyên lý làm việc : - Loại lực hút : có dòng điện chạy cuộn dây tạo thành nam châm điện hút miếng sắt di động vào khe hở không khí tạo thành mômen quay - Loại lực đẩy : có dòng điện chạy cuộn dây xuất từ trường từ hóa kim loại tónh động để tạo thành nam châm Giữa kim loại hình thành lực đẩy lẫn xuất mômen quay dWe Mq  d Trong : Do : L : điện cảm cuộn dây I : dòng điện chạy cuộn dây  LI   d   dL  Mq   I d d C H Ư Ơ N G Khi trục quay lò xo bò xoắn tạo mômen cản M C  D. Và kim dừng vò trí Mq = MC Khi ta có : dL I  D d Đặc điểm ứng dụng : dL   I D d C H Ư Ơ N G + Ưu điểm : - Đo AC DC - Khả chòu tải lớn - Cấu tạo đơn giản - Độ tin cậy cao + Nhược điểm : - Thang đo chia không - Công suất tiêu thụ lớn - Độ xác thấp - Độ nhạy thấp - Dễ bò ảnh hưởng từ trường - Có sai số tượng từ dư, từ trễ + Ứng dụng : Chế tạo Ampe kế Vôn kế xoay chiều có tần số công nghiệp C H Ư Ơ N G Cấu tạo : Cơ cấu thò điện động gồm có : - Cuộn dây tónh : chia thành hai phần nối tiếp để tạo từ trường có dòng điện chạy qua - Phần động : khung dây đặt cuộn dây tónh gắn trục quay Hình dáng cuộn dây tròn vuông Cả phần động phần tónh bọc kín chắn từ để tránh ảnh hưởng từ trường đến làm việc cấu thò C H Ư Ơ N G 2 Nguyên lý làm việc : Khi cho dòng điện I1 chạy qua cuộn dây tónh, cuộn dây xuất từ trường Từ trường tác động lên dòng điện I2 chạy khung dây tạo nên mômen quay làm quay phần động góc  M q  kI1I Trong : k  dM 12 với M12 : hỗ cảm cuộn dây d I1, I2 : dòng điện chạy cuộn dây tónh cuộn dây động C H Ư Ơ N Nếu dòng chạy hai cuộn dây tónh động xoay chiều : M q  kI1I cos  G Trong :  : góc lệch I1 I2 Khi khung quay lò xo bò xoắn tạo mômen cản M C  D. Và kim dừng vò trí Mq = MC Khi ta có : kI1 I  D Đặc điểm ứng dụng : k    I1 I D C H Ư Ơ N G + Ưu điểm : - Đo AC DC - Đo AC có độ xác cao + Nhược điểm : - Thang đo chia không - Công suất tiêu thụ lớn - Khả chòu tải - Dễ bò ảnh hưởng từ trường C H Ư Ơ + Ứng dụng : Chế tạo Ampe kế Vôn kế chiều xoay chiều có tần số công nghiệp dùng để chế tạo Oát kế cos kế (hoặc  kế) N G ... ghi) N G 2 Nguyên lý làm việc thò điện : Khi cho dòng điện vào cấu thò điện, tác động từ trường lên phần động cấu đo tạo mômen quay Mq Độ lớn mômen tỷ lệ với độ lớn với dòng điện đưa vào cấu : dWe... Dụng cụ đo tương tự (Analog) loại dụng cụ đo mà số (là đại lượng tương tự) tỷ lệ với đại lượng đo Ư - Trong dụng cụ đo tương tự người ta thường dùng Ơ thò điện, tín hiệu vào dòng điện điện áp,... Ứng dụng : - Dùng làm cấu thò Ampe kế DC, Vôn kế DC, m kế - Dùng làm cấu thò mạch đo đại lượng không điện - Chế tạo loại điện kế có độ nhạy cao - Chế tạo đầu rung C H Ư Ơ N G Cấu tạo : có loại :