THỰC HÀNH KĨ THUẬT ĐO

TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN I BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỰC HÀNH KỸ THUẬT ĐO Biên soạn: ThS Huỳnh Phát Huy Tài Liệu Lƣu Hành Tại HUTECH www.hutech.edu.vn II TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN THỰC HÀNH KỸ THUẬT ĐO Ấn 2015 TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN III MỤC LỤC MỤC LỤC HƢỚNG DẪN TỔNG QUAN VỀ ĐO LƢỜNG ĐIỆN BÀI 1: SỬ DỤNG DAO ĐỘNG KÝ 1.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 1.2 YÊU CẦU THIẾT BỊ : 1.3 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM: 1.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 1.5 CÂU HỎI KIỂM TRA: BÀI 2: SỬ DỤNG MÁY PHÁT SÓNG 2.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 2.2 YÊU CẦU THIẾT BỊ : 2.3 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM: 2.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 2.5 CÂU HỎI KIỂM TRA: 15 BÀI 3: ĐO ĐIỆN ÁP VÀ DÕNG ĐIỆN 16 3.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 16 3.2 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM: 16 3.3 TÓM TẮT LÝ THUYẾT: 16 3.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 16 3.5 CÂU HỎI KIỂM TRA: 22 BÀI 4: ĐO CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SUẤT 23 4.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 23 4.2 YÊU CẦU THIẾT BỊ : 23 4.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT : 23 4.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 24 4.5 ĐO CÔNG SUẤT TRONG MẠCH ĐIỆN AC PHA BẰNG VÔN KẾ, AMPE KẾ VÀ COS KẾ PHA: 29 4.6 ĐO CÔNG SUẤT TRONG MẠCH ĐIỆN AC PHA BẰNG OÁT KẾ PHA: 31 4.7 CÂU HỎI KIỂM TRA: 32 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C 34 5.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 34 IV TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN 5.2 YÊU CẦU THÍ NGHIỆM: 34 5.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 34 5.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 34 5.5 CÂU HỎI KIỂM TRA: 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN V HƯỚNG DẪN I.MÔ TẢ MÔN HỌC : II NỘI DUNG MÔN HỌC : Bài Sử dụng dao động ký: Bài cung cấp cho học viên khái niệm dao động ký Ngoài đề cập đến vấn đề chức đo dao động ký nhƣ cách đo, cách đọc… Bài 2: Sử dụng máy phát sóng: Bài cung cấp cho học viên khái niệm máy phát sóng Ngoài đề cập đến vấn đề chức đo máy phát sóng nhƣ cách đo, cách đọc… Bài 3: Đo điện áp dòng điện: Bài tập trung đo áp ,dòng điện tải Ngoài giúp học viên xác định đƣợc đặc tính loại thiết bị đo, cấu đo thiết bị Bài 4: Đo công suất, hệ số công suất: Bài tập trung đo công suất ,hệ số công suất tải Ngoài giúp học viên xác định đƣợc đặc tính loại thiết bị đo W, KW, Var, KVAr, hệ số công suất cosφ, cấu đo thiết bị Bài 5: Đo thông số R – L - C: Bài giúp học viên xác định cách đo điện trở, điện kháng, điện dung Trên sở phân tích yêu cầu kỹ thuật thông số đo III KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ VI TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN Môn học thí nghiệm đo lƣờng đòi hỏi sinh viên có tảng sở lý thuyết đo lƣờng điện IV YÊU CẦU MÔN HỌC Ngƣời học phải dự học đầy đủ buổi thí nghiệm lên lớp làm tập đầy đủ nhà V CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MÔN HỌC Để học tốt môn này, ngƣời học cần ôn tập học lý thuyết, trả lời câu hỏi làm đầy đủ câu hỏi thí nghiệm; đọc trƣớc tìm thêm thông tin liên quan đến học Đối với thí nghiệm, ngƣời học đọc trƣớc mục tiêu tóm tắt học, sau đọc nội dung thí nghiệm Kết thúc thí nghiệm ngƣời học trả lời câu hỏi làm tập thí nghiệm VI PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC Môn học đƣợc đánh giá gồm: Điểm trình: 30% Hình thức nội dung GV định, phù hợp với quy chế đào tạo tình hình thực tế nơi tổ chức học tập Điểm thi: 70% Hình thức thi thực hành 30 phút Nội dung gồm tập thuộc thứ đến thứ TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN VII TỔNG QUAN VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN MỤC ĐÍCH Nắm đƣợc cách sử dụng thiết bị đo nhƣ đồng hồ VOM kim VOM số,Vôn kế, Ampere kế, Ampere kìm; Oát kế, Cosφ kế, dao động ký, máy phát sóng, máy đo điện trở đất, máy đo điện trở cách điện,…để thực đo đại lƣợng điện thƣờng gặp cách kỹ thuật, phƣơng pháp đọc xác kết đo CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG: - Đồng hồ VOM thị kim - Đồng hồ VOM thị số - Dao động ký - Máy phát sóng - Oát kế QUY TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ 3.1 ĐỒNG HỒ VOM CHỈ THỊ KIM Chức năng: - DCV: 0.25/2.5/5/10/50/100V (20kΩ/V)/500V (9kΩ/V) - ACV: 10/50/250/500 (9kΩ/V) - DCA: 50µ/2.5m/25m/0.25A - Điện trở: 2k/20k/200k/2MΩ - Điện dung: 500µF - Băng thông: 40~100kHz - Pin: R6Px2 - Cầu chì: Ø6.3x30mm (250V/0.5A) - Kích thƣớc/cân nặng: 144x99x41/270g - Phụ kiện: Sách hƣớng dẫn sử dụng, đầu que đo VIII TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN 3.1.1 Giới thiệu đồng hồ vạn ( VOM) Đồng hồ vạn ( VOM ) thiết bị đo thiếu đƣợc với kỹ thuật viên điện tử nào, đồng hồ vạn có chức Đo điện trở, đo điện áp DC, đo điện áp AC đo dòng điện Ƣu điểm đồng hồ đo nhanh, kiểm tra đƣợc nhiều loại linh kiện, thấy đƣợc phóng nạp tụ điện , nhiên đồng hồ có hạn chế độ xác có trở kháng thấp khoảng 20K/Vol vây đo vào mạch cho dòng thấp chúng bị sụt áp 3.1.2 Hướng dẫn đo điện áp xoay chiều Sử dụng đồng hồ vạn đo áp AC Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo thang AC, để thang AC cao điện áp cần đo nấc, Ví dụ đo điện áp AC220V ta để thang AC 250V, ta để thang thấp điện áp cần đo đồng hồ báo kịch kim, để cao kim báo thiếu xác * Chú ý – ý : TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN IX Tuyết đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện đo vào điện áp xoay chiều => Nếu nhầm đồng hồ bị hỏng ! Để nhầm thang đo dòng điện, đo vào nguồn AC => hỏng đồng hồ Để nhầm thang đo điện trở, đo vào nguồn AC=> hỏng điện trở đồng hồ Nếu để thang đo áp DC mà đo vào nguồn AC kim đồng hồ không báo , nhƣng đồng hồ không ảnh hƣởng X TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN Để thang DC đo áp AC đồng hồ không lên kim nhiên đồng hồ không hỏng 3.1.3 Hướng dẫn đo điện áp chiều DC đồng hồ vạn Khi đo điện áp chiều DC, ta nhớ chuyển thang đo thang DC, đo ta đặt que đỏ vào cực dƣơng (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn, để thang đo cao điện áp cần đo nấc Ví dụ đo áp DC 110V ta để thang DC 250V, trƣờng hợp để thang đo thấp điện áp cần đo => kim báo kịch kim, trƣờng hợp để thang cao => kim báo thiếu xác Dùng đồng hồ vạn đo điện áp chiều DC * Trường hợp để sai thang đo : Nếu ta để sai thang đo, đo áp chiều nhƣng ta để đồng hồ thang xoay chiều đồng hồ báo sai, thông thƣờng giá trị báo sai cao gấp lần giá trị thực điện áp DC, nhiên đồng hồ không bị hỏng 28 BÀI 4: ĐO CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SUẤT S (VA) 4.4.3 Đo công suất mạch điện AC pha Watt kế pha: Tiến hành thực bƣớc sau: - CB vị trí OFF - Nối mạch điện nhƣ sơ đồ 4.4.3 Tổng trở Z bao gồm tải trở - Cấp điện vào Panel - Đóng CB - Quan sát số đồng hồ Ghi kết vào bảng 4.4.3 - Tiến hành thay đổi điện áp từ Variac Panel Mỗi lần thay đổi áp quan sát số đồng hồ Ghi lại kết vào bảng 4.4.3 - Ngắt CB - Tính công suất tác dụng thực tải ghi vào bảng 4.4.3 Pthuc Pdo (W ) CT với CT tỉ số biến dòng ghi Oát kế _ + A W AC220V ~ + R V _ Hình 4.3 Đo công suất pha Watt kế Bảng 4.4.3 Đaị lƣợng Lần Lần Lần Lần Lần Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT U (V) 50 70 90 120 29 150 Pđo (W) Pthực (W) Nhận xét kết đo? So sánh với kết đo công suất gián tiếp phần 4.4.3 ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 4.5 Đo công suất mạch điện AC pha vôn kế, ampe kế cos kế pha: A1 W1 (0 – 10A) (0 -500V) V1 R1 ~ xc1 R3 xc3 (0 -500V) V2 (0 – 10A) xc2 A2 R2 W2 Hình 4.5 Đo công suất tải nối ∆ Tiến hành thực bước sau: - CB vị trí OFF - Sơ đồ mạch đo công suất tải ba pha: - Nối mạch điện nhƣ sơ đồ hình 4.5 30 BÀI 4: ĐO CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SUẤT - Tiến hành thay đổi tải từ nút nhấn Panel Mỗi lần thay đổi tải quan sát số đồng hồ - Ghi lại kết vào bảng 4.5 - Ngắt CB - Tính công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến ghi vào bảng 4.5 Bảng 4.5 Đaị lƣợng Lần Lần Lần Lần Lần UA (V) UB (V) UC (V) IA (A) IB (A) IC (A) Cos P (W) Q (VAR) S (VA) Nhận xét kết đo? ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 31 ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 4.6 Đo công suất mạch điện AC pha Oát kế pha: Tiến hành thực bước sau: - CB vị trí OFF - Sơ đồ mạch đo công suất tải ba pha: - Nối mạch điện nhƣ sơ đồ hình 4.6 - Tiến hành thay đổi tải từ nút nhấn Panel Mỗi lần thay đổi tải quan sát số đồng hồ Ghi lại kết vào bảng 5.5 - Ngắt CB - Tính công suất tác dụng thực tải ghi vào bảng 5.5 Pdo (W ) CT Pthuc với CT tỉ số biến dòng ghi Oát kế xc1 A1 (0 – 10A) R1 W1 V1 (0 – 500V) xc3 ~ AC (220/280V) A2 (0 – 10A) W2 R2 xc3 V2 A3 W2 (0 – 10A) N Hình 4.6 Đo công suất pha dây Bảng 4.6 V2 R3 32 BÀI 4: ĐO CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SUẤT Đaị lƣợng Lần Lần Lần Lần Lần Pđo (W) Pthực (W) Nhận xét kết đo? So sánh với kết đo mục 4.6? ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 4.7 CÂU HỎI KIỂM TRA: Hãy quan sát ký hiệu đồng hồ oát kế, cos kế Ghi lại giải thích thông số Nếu mạch điện có dòng điện điện áp vƣợt trị số định mức đồng hồ Vôn, ampe, để dùng đồng hồ đo đƣợc thông số U, I mạch ta phải dùng thêm thiết bị gì? Vẽ lại sơ đồ mạch có thêm thiết bị Nếu tải mạch điện xoay chiều pha trở hệ số cos mạch điện bao nhiêu? Viết công thức tính công suất tác dụng phản kháng mạch Nếu mạch điện chiều công suất đƣợc tính cách nào? Trình bày phƣơng pháp đo công suất thực tải pha? Trình bày công thức tính công suất kháng tải pha? Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 33 ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 34 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C 5.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Giúp sinh viên nắm đƣợc phƣơng pháp đo thông số mạch điện R, L, C phƣơng pháp gián tiếp trực tiếp Kỹ sử dụng đồng hồ vôn kế, ampe kế, VOM, máy đo R-L-C, máy đo điện trở đất, máy đo điện trở cách điện Nắm cách thức lắp đặt, thông số kỹ thuật, quy trình vận hành đọc xác kết đo 5.2 YÊU CẦU THÍ NGHIỆM: - Đồng hồ VOM thị kim - Kyoritsu-4105A - Đồng hồ số Wellink HL-1230 - Mega Ôm kế - Panel đo R, L, C - Dây nối 5.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: U I - Định luật Ohm : Z - Tải điện trở: Z - Tải điện cảm: Z - Tải điện trở: Z R L C L C Z Z 5.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 5.4.1 Đo R, L, C gián tiếp V & A Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT _ + A + + + UDC _ + A 35 UDC Z V + Z V _ _ _ _ Hình 5.1b Hình 5.1a Tiến hành thực bước sau: - Lắp sơ đồ mạch điện nhƣ hình 5.1a hình 5.1b Với Z lần lƣợt R, L, C - Đóng CB cấp nguồn - Điều chỉnh variac để điện áp nguồn AC từ 50V, 70V, 90V, 120V, 150V - Quan sát số đồng hồ Ghi kết vào Bảng 5.4.1 Bảng 5.4.1 Kết đo R L C 50V 70V 90V 120V 150V Nhận xét kết đo R, L, C? ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 5.4.2 Đo điện trở trực tiếp VOM 36 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C Hình 5.4.2 Tiến hành thực bước sau: - Gắn hai dây đo vào vị trí COM (màu đen) Ω (màu đỏ) VOM - Chỉnh ga lét chức đo điện trở - Đo lần lƣợt điện trở ghi vào bảng 5.4.2 Bảng 5.4.2 Kết đo R1 R2 R3 R4 R5 VOM Giá trị đọc từ vạch màu Sai số % Nhận xét kết đo? ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 37 ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 5.4.3 Đo điện dung VOM Tiến hành thực bước sau: - Chỉnh ga lét chức đo điện dung - Đo lần lƣợt tụ điện C104,… ghi vào bảng 5.4.3 Bảng 5.4.3 Kết đo C104 C2 C3 C4 C5 VOM Giá trị đọc tụ Sai số % Nhận xét giải thích kết quả? ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 5.4.4 Đo điện trở đất 38 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C Hình 5.4.4 Tiến hành thực bước sau: - Nối dây đo vào cọc đất nhƣ hình 5.4.4 - Chỉnh ga lét kiểm tra điện áp rơi đất ghi vào bảng 5.4.4 - Chọn thang đo điện trở 20Ω - Thực đo lần ghi vào bảng 5.4.4 Bảng 5.4.4 Kết đo Lần Lần Lần Lần Lần Trung bình Earth Voltage Điện trở đất Nhận xét giải thích kết quả? Điện trở đất nhƣ đạt yêu cầu chƣa? ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 5.4.5 Đo điện trở cách điện Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 39 Hình 5.4.5 Tiến hành thực bước sau: - Tắt CB để dòng điện chạy qua suốt trình kiểm tra cách điện - Nối dây đo vào đo cách điện CB nhƣ hình 5.4 - Đọc giá trị điện áp Nếu mạch có điện thiết bị giá trị điện áp Nếu kim đồng hồ thiết bị đo “0 Volt” mạch điện đƣợc cắt - Nhấn nút đỏ “kiểm tra cách điện” đọc giá trị thang đo - Nếu cần đo liên tục, nhấn nút đỏ xoay theo chiều kim đồng hồ đến vị trí khóa - Thực đo lần ghi vào bảng 5.6 - Xả điện mạch sau thực xong phép đo cách chập hai que đo khoảng thời gian 10 giây để dòng điện đƣợc xả tránh bị điện giật Bảng 5.4.5 Kết đo Lần Lần Lần Lần Lần Trung bình Điện áp Điện trở cách điện Nhận xét giải thích kết quả? Điện trở cách điện nhƣ đạt yêu cầu chƣa? ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 40 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… 5.4.6 Đo LCR Tiến hành thực bước sau: - Nhấn nút Power máy đo LCR để mở máy chế độ tự động - Nhấn nút Freq để chọn tần số đo phù hợp bấm nút Ai để chọn chức kích hoạt tự động, nhấn nút ZLCR để đo giá trị linh kiện tải - Lắp thêm điện dẫn vào dây nối để thử nghiệm thành phần đo - Nhấn D,Q , , để thay đổi giá trị đo lƣờng hình (D,Q , ) - Đọc kết hiển thị hình Bảng 5.4.6 Kết đo Lần Lần Lần Lần Lần Trung bình Đo R Đo L Đo C Nhận xét giải thích kết quả? Điện trở cách điện nhƣ đạt yêu cầu chƣa? ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 41 5.5 CÂU HỎI KIỂM TRA: Hãy quan sát ghi lại ký hiệu đồng hồ VOM kim VOM số? Giải thích ký hiệu Sự khác thang đo điện trở đồng VOM kim VOM số nhƣ nào? 3.Giải thích ý nghĩa biến trở chỉnh “0” đồng hồ VOM kim? Việc chỉnh “0” đƣợc thực nhƣ nào? 4.Giải thích nút máy đo Kyoritsu 4105? Những nguyên nhân gây nên sai số đo điện trở đất gì? 5.Giải thích nút máy đo điện trở cách điện? Những nguyên nhân gây nên sai số đo điện trở cách điện gì? 5.Giải thích nút máy đo LCR ? Những nguyên nhân gây nên sai số đo LCR ? TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình đo lƣờng - cảm biến / Lƣu Thế Vinh TP Hồ Chí Minh : Đại học Quốc gia, 2007 Các cảm biến kỹ thuật đo lƣờng điều khiển / Lê Văn Doanh Khoa học Kỹ thuật, 2006 Kỹ thuật đo t.II, Đo điện tử / Nguyễn Ngọc Tân, Ngô Tấn Nhơn Tp HCM : Đại học Quốc gia, 2005 Cơ sở phƣơng pháp đo kiểm tra kỹ thuật / Nguyễn Văn Vƣợng, Nguyễn Phú Thái Khoa học Kỹ thuật, 2001 ... tiếp hai que đồng hồ đo vào hai đầu cần đo dòng điện + Đọc kết đo 3.2 ĐỒNG HỒ VOM CHỈ THỊ SỐ XVIII TỔNG QUAN ĐO LƢỜNG ĐIỆN Wellink HL-1230 Chức năng: - Đo Đo Đo Đo Đo Đo Đo Đo điện áp xoay chiều... kết đo đọc đƣợc dễ dàng) + Xác định phƣơng pháp đo 3.1.8 Thực phép đo cụ thể : a Đo điện trở : + Chọn thang đo điện trở tầm đo thích hợp + Đặt hai que đồng hồ đo vào hai đầu điện trở cần đo TỔNG... que đo lại với điều chỉnh nút “ADJ” cho kim thị vạch số đo b Đo điện áp DC: + Chọn thang đo điện áp chiều tầm đo thích hợp + Đặt hai que đồng hồ đo vào hai đầu cần đo điện áp + Đọc kết đo c Đo