CHUONG 6 ĐO TẦN SỐ VÀ GÓC LỆCH PHA

CHƯƠNG ĐO TẦN SỐ VÀ GÓC LỆCH PHA I ĐO TẦN SỐ : Khái niệm chung tần số góc lệch pha : Một tín hiệu dao động thường biểu diễn : x(t) = Xmax Sin(.t + ) Trong : - Xmax : Biên độ tín hiệu -  : Tần số góc tín hiệu - (.t + ) : pha tín hiệu -  : Pha ban đầu x Xmax t  T Chu kỳ (T) : khoảng thời gian ngắn để tín hiệu lập lại chiều trò số ban đầu (s) Tần số (f) : số chu kỳ giây f= (Hz) T Phương pháp đo gián tiếp : •* Dùng phần tử thụ động L, C: A fx V fx LX , R X Z  X L2X  R X2   X LX  U I Z  R X2 A V C X , RX Z  X  X CX  CX R X U  I Z  R X2 2   LX U     RX  I   2f  U   R   X  I   CX  U      RX 2f  I  U     RX  I  •* Dùng Oát kế, vôn kế am[e kế : A fx W Z  X  X LX  LX C X , RX LX , R X V R X U  I Z  X  X CX  Z  R X2  LX U     RX  I    2f U     RX  I   2f U   PX       I    I  R U  I X Z  R X2 2  CX  CX  U     RX  I  2f U     RX  I  2f U   PX       I   I   2 Tần số kế cộng hưởng điện-từ (bản rung) : a Cấu tạo : gồm nam châm điện có cuộn dây quấn Trên mạch từ hình chữ U,một miếng sắt gắn chặt với rung, rung có gắn rung có tần số dao động riêng fo khác nhau, đầu rung có gắn miếng kim loại phủ lớp chất phát quang để dễ quan sát rung dao động Lõi thép Thanh rung Cuộn da Lá rung 47 48 49 50 51 52 b Nguyên lý : Tín hiệu có tần số fx cần đo đặt vào nam châm điện, từ trường NCĐ hút miếng sắt lực với tần số fx tạo nên dao động làm rung rung Lá rung có tần số fx = 2.f0 rung với biên độä cực đại Căn vào biên độ rung mà suy fx cần đo Tần số kế điện từ có cấu tạo đơn giản,rẻ độ tin cậy cao giới hạn đo hẹp ( 45 ÷ 65 Hz ), sai số ±1,5-2,5% không sử dụng nơi có độ rung lớn thiết bò di chuyển 4 Tần số kế cộng hưởng lô gômét (tỷ số kế) : a Tần số lôgômét điện từ : * Cấu tạo : - Cuộn dây A mắc nối tiếp Ufx với R1, L1 - Cuộn dây B mắc nối tiếp với R2, L2, C2 * Nguyên lý : I1 = Ufx/Z1 = f1(fx) Góc quay tỷ số kế : A B I2 R2 L2 C2 I1 R L1 I2 = Ufx/Z2 = f2(fx) a = f(I1/I2) = f(f1(fx)/f2(fx) = F(fx) Thang đo tỷ số kế khắc độ theo tần số cần đo giới hạn đo khoảng 450 ÷ 550 Hz b Tần số lôgômét từ điện : L1 * Cấu tạo : R2 C - Cuộn dây thứ nối với Uf L1, C1 mạch chỉnh lưu x - Cuộn dây thứ hai nối với D1 D2 D2 D1 R2, mạch chỉnh lưu * Nguyên lý : - Dòng điện I1 phụ vào tân số : I1 = Ufx/Z1 = f(fx) - Dòng điện I2 không phụ thuộc vào tần số I2 = Ufx/(r2+R2) = a Góc quay tỷ số kế : a = I1/I2 = f(fX)/a) = f(fx) Thang đo tỷ số kế khắc độ theo tần số cần đo Đo tần số phương pháp cầu đo : ( cầu Wien ) Khi cầu cân : Z2.Z3 = Z1.Z4   Z3  Z1 Z Z C3   R j    jC1     R3  C3  R1  R2   R3 C1   j  R4         R3C1  C3 R1  R2  R1 C3   CBPT : R3 R4 R3 C1 R4   R1 C3 R2 CBPA : R3C1  j  f  C3 R1 2 R1 R3C1C3 Nếu thực : Thì : f  2RC R1 = R3 = R C1 = C3 = C R1 R2 C1 Đo tần số Dao động ký : a Phương pháp thời gian (chu kỳ) : - Tần số fx đưa vào trục DĐK - Điều chỉnh nút điều khiển DĐK để OSC xuất dạng tín hiệu OPSILLOCOPE OSC fx Y X Tính chu kỳ tín hiệu : Tx = T’.n fx = 1/Tx Ví dụ : -T’ : Time/div (s/ô) - n : số số cm - T’ : 1ms/ô (cm) - n = 6ô (6cm) T x Tx = 1ms.6cm/cm = 6ms fx = 1/Tx = 1/6.10-6 fx = 16,6.103 = 16,6 KHz b Phương pháp hình Lissajious : OPSILLOCOPE OSC - Tần số fx đưa vào trục X - Tần số fo đưa vào trục Y - Trên OSC xuất đường sáng (X-Y) fx - Điều chỉnh tần số máy phát f0 để đường f0 X Y sáng ổn đònh - Đường sáng đứng yên tần số Y tín hiệu chuẩn f0 cần đo fx hay tỉ số số nguyên - Kẻ trục tọa độ X,Y cắt đường sáng,đếm số X điểm tiếp xúc trục tọa độ với đỉnh đường sáng - a : Số điểm tiếp xúc đường sáng với trục X f b x Ta có : = - b : Số điểm tiếp xúc đường sáng với trục Y f0 a Ví dụ : ởÛ hình f = f0 x=6 x Y=4 II ĐO GÓC LỆCH PHA : 1.Khái niệm chung : Hai dao động có tần số x1 = X1max sin(.t + 1) x2 = X2max sin(.t + 2) Góc lệch pha x1,x2 : j = x1,x2 = 1 - 2 Nếu: - =0 : X pha với X -  >0 : X1 nhanh pha X2 - 