Bài 21. Dao động điện từ

Bài 21. Dao động điện từ tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kin...

Chương trình đo điện tử           Chương 1: Tổng quát đo lường Chương 2: Đo dòng áp Chương 3: Đo điện trở Chương 4: Đo L,C,M Chương 5: Đo công suất điện Chương 6: Thiết bị phân tích tín hiệu Chương 7: Đo cơng suất tín hiệu Chương 8: Thiết bị đo thị số Chương 9: Dao động ký Chương 10: Máy phát tín hiệu Ch.2: Đo dòng áp 2.1 Cơ cấu thị kim 2.2 Đo dòng điện AC DC 2.3 Đo điện áp AC DC 2.4 Đo điện áp DC phương pháp biến trở 2.5 Vôn kế điện tử đo điện áp DC 2.6 Vôn kế điện tử đo điện áp AC 2.7 Ampe-kế điện tử đo dòng AC DC 2.1 Cơ cấu thị kim 2.1.1.Cơ cấu từ điện:     Chỉ đo dòng DC Mq= NBSI = KqI; Mc= Kcθ Độ nhạy dòng: SI = dθ/dI = Kq/Kc= K     Trên thực tế:SI = 1/Ifs Thang đo tuyến tính Có độ xác cao Ifscở100μA;Rmcở1KΩ H.2.1.Cơ cấu từ điện 2.1.2.Cơ cấu điện từ Hình 2.6 Loại hút Hình 2.7: Loại đẩy Đặc điểm cấu đo điện từ        Có loại : Lực hút lực đẩy   Chịu tải cao Dùng với dòng điện DC AC Mq = KqI ; Mc = Kcθ Thang đo khơng tuyến tính Tiêu thụ lượng nhiều cấu từ điện Độ xác nhỏ cấu từ điện Từ trường tạo cuộn dây có trị số nhỏ nên cần có bảo vệ từ để tránh ảnh hưởng từ trường nhiễu Ifs cở mA; Rm cở vài Ω đến vài trăm Ω 2.1.3.Cơ cấu điện động   Dùng với dòng điện DC AC  Dùng làm thị cho vôn kế,ampe kế, watt kế  Mq = KqI1I2 (DC) Là cấu có phối hợp cấu từ điện điện từ T M q = K q ∫ i1i2 dt ( AC ) T 2.2 Đo dòng DC AC Ifs Rs  2.2.1.Nguyên lý: Cả cấu nói dùng làm thị ampe-kế Riêng cấu từ điện đo dịng AC phải biến đổi AC DC Điều kiện Iđo≤ Ifs cần nới rộng tầm đo 2.2.2.Nới rộng tầm đo ampe-kế Ifs Ifs I1 Is I2 I3  Dùng điện trở shunt: Rs=IfsRm/(Itđ-Ifs) Nới rộng nhiều tầm đo với điện trở shunt có cách mắc thơng thường cách mắc Ayrton   Thay đổi số vòng dây quấn cấu đo (điện từ, điện động) Dùng biến dòng (dùng cho ampe-kế AC) Ki = I1/I2≈ n2/n1 Không để hở thứ cấp sơ cấp có dịng 2.2.3.Đo dòng AC dùng cấu đo từ điện H.2.16.Chỉnh lưu bán kỳ  H.2.17.Chỉnh lưu toàn kỳ Dùng diod chỉnh lưu: Chỉnh lưu bán kỳ toàn kỳ Bán kỳ: Ihd=2.22Itb Toàn kỳ: Ihd=1.11Itb  Dùng cặp nhiệt điện: Cặp nhiệt điện cung cấp nhiệt lượng dòng điện này, tạo nên điện áp DC cho cấu từ điện (dùng với tín hiệu khơng sin) 2.2.4.Ampe-kế kẹp Hình 2.20: Kẹp đo dòng điện  Là thiết bị đo dịng điện mà khơng cần ngắt mạch nên tiện lợi (ví dụ đo dịng động điện)  Mạch đo dòng điện sử dụng biến dòng với cấu đo từ điện diod chỉnh lưu có phần mở rộng tầm đo Biến dịng khơng có cuộn sơ, lấy dây dẩn dòng điện làm sơ cấp với qui định số vòng sơ cấp 2.4.Đo điện áp DC ph.ph biến trở A VAC Hình 2.29: Mạch đo điện áp DC biến trở    Khi đo S vị trí 1, chỉnh chạy để điện kế Ta xác định điện áp cần đo Vx = RACI = VAC với I = B1/(K1R1+RAB); Kết đo không phụ thuộc vào nội trở nguồn điện áp cần đo ≤ K1 ≤1 2.5.Vôn kế điện tử DC 2.5.1.Vôn kế điện tử DC dùng transistor 1.Mạch đo dùng transistor có cách mắc kiểu điện áp hay gọi cách mắc khơng khuếch đại hình  Dùng để thiết kế tầm đo đủ lớn    2.Mạch khuếch đại hồi tiếp âm : Như hình Cho ta độ lợi ổn định Av lớn Dùng thiết kế mạch đo điện áp có trị số nhỏ 3.Mạch đo áp DC dùng transistor trường(JFET)   Mạch đo có ngõ vào dùng JFET để có tổng trở vào lớn Kết hợp mạch phân tầm đo ngõ vào 2.5.2.Vôn kế điện tử DC dùng OP-AMP Im 1.Mạch đo khơng có khuếch đại điện áp : Như hình   Tổng trở vào vôn kế tổng trở vào mạch phân tầm đo: Z i = R1 + R2 + R3 + R4 = h.s (1) Điện áp ngõ mạch phân tầm không đổi điện áp ngõ vào điện áp tầm đo: V1 = V2(R2+R3+R4)/Zi = V3(R3+R4)/Zi = V4R4/Zi (2)  Vin+≈ Vin- = Vo = Im(Rs + Rm) Tính V1? Im 2.Mạch khuếch đại khơng đảo pha : Dùng cho tầm đo bé   Điện áp ngõ ra: Vo = AvVi; Độ lợi Av = 1+(R1/R2) Tính điện áp tầm đo:Vtđo=Vo/ Av;Với Vo= Imax(Rs+Rm) Im Hình 2.43: Mạch đo chuyển đổi điện áp sang dòng điện 3.Mạch chuyển đổi điện áp dịng điện : Như hình   Ta có : Vi+ ≈ Vi- = VR1 = Im R1 Tính điện áp tầm đo: Vtđ = VR1 = Imax R1 A3 Mạch khuếch đại vi sai: Như hình  Điện áp V = V02 – V01 = (1+2R2/R1)(E2 – E1) 2.5.3.Đo điện áp DC nhỏ dùng phương pháp “chopper” Mạch điều hợp tổng trở Mạch chopper Khuếch đại AC +V +V + +V DE MOD – Vi Mạch giải điều chế + – -V -V -V Dao động DC 0V DC 0V 2.6.Vôn kế điện tử AC 2.6.1.Tổng quát: Để đo áp AC, ta chuyển điện áp AC DC phương pháp: 1.Chỉnh lưu trung bình 2.Trị hiệu dụng thực 3.Trị đỉnh   Hệ số dạng Kf =Trị hiệu dụng/Trị chỉnh lưu trung bình Hệ số đỉnh Kp = Trị đỉnh/Trị hiệu dụng 2.6.2.Ph Ph trị chỉnh lưu trung bình :(tín hiệu sin) Tính Vtđo? 2.6.3.Phương pháp trị hiệu dụng thực (tín hiệu khơng sin)  Ta có: V0 = R2 R1 AV Vđo 2.6.4.Phương pháp trị đỉnh V1 Hình 2.53.Mạch đo áp AC dùng mạch nhân đôi điện áp   Điện áp AC biến đổi áp DC có trị số trị đỉnh cách: Dùng mạch nhân đôi điện áp mạch kẹp V2 H.a: Mạch kẹp đỉnh âm H.b: Mạch kẹp đỉnh dương H.Mạch kẹp mạch lọc hạ thông Dây dẫn đồng trục” Đầu đo Đầu “mass” Mạch kẹp “probe đo” R1 a) Hình 2.56 Mạch đo trị đỉnh dùng IC: b) a.Mạch đo trị đỉnh khơng có hồi tiếp b.Mạch đo trị đỉnh có hồi tiếp vC 2.7.Ampe-kế điện tử  Đo dòng ampe-kế điện tử chuyển dòng Iđo thành điện áp Vđo cách cho dòng điện Iđo qua điện trở Rs hình 2.57.(Đo dịng DC AC)  Phân tầm đo dòng điện cách thay đổi điện trở hình 2.58 Mạch phân tầm có đặc điểm: I1(Rs1+Rs2+Rs3+Rs4)=I2(Rs2+Rs3+Rs4)=I3(Rs3+Rs4)=I4Rs4=h.s ... nhiều cấu từ điện Độ xác nhỏ cấu từ điện Từ trường tạo cuộn dây có trị số nhỏ nên cần có bảo vệ từ để tránh ảnh hưởng từ trường nhiễu Ifs cở mA; Rm cở vài Ω đến vài trăm Ω 2.1.3.Cơ cấu điện động. .. cấu thị kim 2.2 Đo dòng điện AC DC 2.3 Đo điện áp AC DC 2.4 Đo điện áp DC phương pháp biến trở 2.5 Vôn kế điện tử đo điện áp DC 2.6 Vôn kế điện tử đo điện áp AC 2.7 Ampe-kế điện tử đo dòng AC DC... 2.7.Ampe-kế điện tử  Đo dòng ampe-kế điện tử chuyển dòng Iđo thành điện áp Vđo cách cho dòng điện Iđo qua điện trở Rs hình 2.57.(Đo dịng DC AC)  Phân tầm đo dòng điện cách thay đổi điện trở hình