Nghiên cứu ảnh hưởng và giải pháp hạn chế nhiễu cho thiết bị đo điện áp sử dụng trong lĩnh vực đo lường kiểm tra trang thiết bị sonar quân sự

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM CAO ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG VÀ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NHIỄU CHO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN ÁP SỬ DỤNG TRONG LĨNH VỰC ĐO LƢỜNG KIỂM TRA TRANG THIẾT BỊ SONAR QUÂN SỰ LUẬN VĂN THẠC SĨ: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ HẢI PHÒNG - 2016 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM CAO ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG VÀ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NHIỄU CHO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN ÁP SỬ DỤNG TRONG LĨNH VỰC ĐO LƢỜNG KIỂM TRA TRANG THIẾT BỊ SONAR QUÂN SỰ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 60520203 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Lê Quốc Vƣợng HẢI PHÒNG - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tôi xin cam cam đoan thông tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Hải Phòng, ngày 15tháng năm 2016 Kỹ sƣ Cao Anh Tuấn LỜI CÁM ƠN Trong trình làm luận văn, cố gắng nhiều nhƣng trình độ có hạn nên tránh khỏi sai xót, mong nhận đƣợc phê bình, hƣớng dẫn giúp đỡ thầy cô, bạn bè Tôi xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo Phó giáo sƣ tiến sỹ Lê Quốc Vƣợng Chủ nhiệm Bộ môn Kỹ thuật điện tử hƣớng dẫn hoàn thành luận văn Thông qua luận văn xin gởi lời cảm ơn tới gia đình, thầy cô bè bạn nhiệt tình giúp đỡ trình học tập hoàn thành luận văn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHIỄU VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁPCHỐNG NHIỄU………………………………………………………… .3 1.1 Khái niệm phân loại 1.1.1 Khái niệm chung 1.1.2 Phân loại nhiễu 1.2 Cơ sở toán học nhiễu………………………………………… .12 1.2.1 Cơ sở toán học…………………………………………………… .12 1.2.2 Nhiễu tính nhân 18 1.3 Các phƣơng pháp chống nhiễu 20 1.3.1 Chống nhiễu thông tin vô tuyến 20 1.3.2 Các phƣơng pháp chống nhiễu đo lƣờng 27 1.4 Kết luận chƣơng I: 31 CHƢƠNG II: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP CHỐNG NHIỄU TRONG VOLTMETER SỐ 32 2.1 Các biến đổi Voltmeter………………………………… 35 2.1.1 Bộ biến đổi tƣơng tự - tƣơng tự 32 2.1.2 Bộ biến đổi tƣơng tự - số 34 2.1.3 Bộ biến đổi số - tƣơng tự 37 2.2 Một số loại Voltmeter số điển hình 38 2.2.1 Voltmeter số biến đổi tần số 38 2.2.2 Voltmeter số biến đổi cân 40 2.2.3 Voltmeter số tích phân lần 41 2.3 Các phƣơng pháp chống nhiễu Voltmetersố tích phân…… .50 2.3.1 Phƣơng pháp dùng lọc tƣơng tự để chống nhiễu ngẫu nhiên 46 2.3.2 Phƣơng pháp nhớ bù trôi không khuếch đại chiều 49 2.3.4 Phƣơng pháp phân cách tín hiệu tƣơng tự tín hiệu số 51 2.3.5 Phƣơng pháp tách bù nhiễu đầu vào 52 2.4 Kết luận chƣơng II: 60 CHƢƠNG III: MÔ PHỎNG VOLTMETER SỐ TÍCH PHÂN HAI LẦN CHỐNG NHIỄU CAO 62 3.1 Giới thiệu phần mềm Matlab 62 3.2 Mô khối Voltmeter số tích phân hai lần 62 3.2.1 Mô khối đếm 63 3.2.2 Mô khối chức điều khiển 64 3.3 Mô nguyên lý hoạt động Voltmeter số tích phân hai lần 65 3.4 Mô khả chống nhiễu chu kỳ Voltmeter tích phân 67 3.4.1 Chống nhiễu chu kỳ 67 3.4.2 Chống nhiễu ngẫu nhiên 69 3.5 Mô trình thực bù nhớ điện áp trôi “0” 71 3.6 Mô hiệu chỉnh sai số trôi “0” chống nhiễu điện áp lƣới 73 3.7 Mô hiệu chỉnh trôi “0” chống nhiễu điện lƣới cao tần 74 3.8 Mô Voltmeter tích phân sử dụng biến đổi thuận nghịch 76 3.9 Mô voltmeter hồi tiếp âm sử dụng biến đổi số tƣơng tự .82 3.10 Khảo sát ảnh hƣởng nhiễu ngẫu nhiên lên Voltmeter 78 3.11 Mô Voltmeter với mức tác động cao 79 3.12 Mô Voltmeter tách nhiễu 80 3.12.1 Mô Voltmeter tách nhiễu chu kỳ 80 3.12.2 Mô Voltmeter tách nhiễu chu kỳ ngẫu nhiên 82 3.13 Kết luận chƣơng III: 84 KẾT LUẬN 85 Tài liệu tham khảo 87 NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN 88 ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 89 Phụ lục Danh mục bảng Bảng 3.1.Khảo sát tham số hoạt động Voltmeter số 67 Bảng 3.2Khảo sát ảnh hƣởng nhiễu tới kết phép đo 71 Bảng 3.3.Khảo sát chống nhiễu điện lƣới điện áp trôi “0” 74 Bảng 3.4.Khảo sát ảnh hƣởng tần số nhiễu ngẫu nhiên đến kết quảphép đo 79 Bảng 3.5 Khảo sát kết có bù nhiễu không bù nhiễu 84 Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Sơ đồ tổng hợp loại nhiễu tác chiến điện tử Hình 1.2 Sơ đồ phân loại nhiễu đo lƣờng 11 Hình 1.3 Sơ đồ máy thu có sử dụng lọc 22 Hình 1.4 Dạng tín hiệu s(t) g(t) 24 Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống có phản hồi 25 Hình 1.6 Dùng biến áp phân cách tƣơng tự số 29 Hình 1.7 Bọc kim dây đo 30 Hình 1.8 Bọc kim cầu đo 30 Hình 1.9 Bọc kim ngăn cách điện dung ký sinh 31 Hình 2.1 Sơ đồ khối biến đổi điện áp - tần số 33 Hình 2.2 Biểu đồ thời gian biến đổi điện áp tần số 33 Hình 2.3 Sơ đồ khối biến đổi thời gian - mã 35 Hình 2.4 Biểu đồ thời gian biến đổi thời gian - mã 35 Hình 2.5 Sơ đồ khối biến đổi điện áp - mã 36 Hình 2.6 Biểu đồ thời gian biến đổi điện áp - mã 37 Hình 2.7 Sơ đồ khối biến đổi mã - thời gian 37 Hình 2.8 Sơ đồ khối voltmeter biến đổi tần số 39 Hình 2.9 Biểu đồ thời gian voltmeter số biến đổi tần số Error! Bookmark not defined Hình 2.10 Sơ đồ khối vôn voltmeter biến đổi cân 40 Hình 2.11 Sơ đồ khối voltmeter số tích phân lần 41 Hình 2.12 Biểu đồ thời gian voltmeter số tích phân lần 42 Hình 2.13 Sơ đồ khối vôn voltmeter tích phân hai lần 44 Hình 2.14 Biểu đồ thời gian voltmeter số tích phân hai lần 45 Hình 2.15 Sơ đồ mạch lọc tần số thấp 47 Hình 2.16 Xác định tần số cắt mạch lọc 48 Hình 2.17 Sơ đồ mạch lọc RC 48 Hình 2.18 Sơ đồ mạch nhớ bù điện áp trôi không 50 Hình 2.19 Sơ đồ voltmeter sử dụng đếm thuận nghịch 51 Hình 2.20 Sơ đồ khối voltmeter sử dụng bọc kim chống nhiễu 56 Hình 2.21 Sơ đồ rút gọn voltmeter tách nhiễu 53 Hình 2.22 Sơ đồ khối vôn voltmeter tích phân hai lần 54 Hình 2.23 Biểu đồ thời gian mối quan hệ điện áp nhiễu với TTP 56 Hình 2.24 Biểu đồ thời gian mối quan hệ điện áp nhiễu với TTP 57 Hình 2.25 Hệ số chế áp nhiễu B phụ thuộc vào tần số nhiễu fn 60 Hình 3.1 Sơ đồ khối đếm nhị phân 63 Hình 3.2 Biểu đồ dạng tín hiệu đếm 63 Hình 3.3 Sơ đồ khối điều khiển lô gíc 64 Hình 3.4 biểu đồ thời gian khối điều khiển 64 Hình 3.5 Sơ đồ chi tiết khối điều khiển 65 Hình 3.6 Sơ đồ mô voltmeter số tích phân hai lần 65 Hình 3.7 Biểu đồ thời gian voltmeter 66 Hình 3.8 Sơ đồ chống nhiễu voltmeter tích phân hai lần 68 Hình 3.9 Biểu đồ thời gian nhiễu 68 Hình 3.10 Biểu đồ thời gian nhiễu 69 Hình 3.11 Dạng tín hiệu quan sát đƣợc máy sóng 70 Hình 3.12 Biểu đồ thời gian tác động nhiễu 70 Hình 3.13 Sơ đồ mô thực bù nhớ trôi “0” 72 Hình 3.14 Biểu đồ thời gian điện áp trôi “0” 72 Hình 3.15Sơ đồ mô hiệu chỉnh trôi “0” , chống nhiễu điện áp lƣới .73 Hình 3.16 Biểu đồ thời gian loại trừ nhiễu điện lƣới trôi “0” 74 Hình 3.17 Sơ đồ mô trôi “0”, chống nhiễu điện lƣới cao tần 75 Hình 3.18 Dạng nhiễu ngẫu nhiên đầu vào 75 Hình 3.19 Biểu đồ thời gian voltmeter 76 Hình 3.20 Sơ đồ mô voltmeter sử dụng biến đổi thuận nghịch 77 Hình 3.21 Sơ đồ mô voltmeter sử dụng hồi tiếp âm 78 Hình 3.22 Sơ đồ mô voltmeter tác động cao 79 Hình 3.23 Biểu đồ thời gian voltmeter 80 Hình 3.24 Sơ đồ mô voltmeter tách nhiễu 81 Hình 3.25 Sơ đồ mô điều khiển 81 Hình 3.26 Biểu đồ thời gian tín hiệu nhiễu điều khiển 82 Hình 3.27 Biểu đồ thời gian voltmeter 82 Hình 3.28 Sơ đồ mô voltmeter bù nhiễu 83 Hình 3.29 Biểu đồ thời gian dạng tín hiệu nhiễu 83 Hình 3.30 Biểu đồ thời gian voltmeter 83 MỞ ĐẦU Nhiễu ảnh hƣởng không mong muốn hệ thống đo lƣờng, thông tin, sonar, hệ thốngtự động hoá Vấn đề chống nhiễu quan trọng việc nghiên cứu thiết kế, sản xuất thiết bị, hệ thống điều khiển tự động, đo lƣờng…Việc nghiên cứu nhiễu phƣơng pháp chống nhiễu vấn đề cấp thiết tác động nhiễu làm cho hệ thống thiết bị, sai lệch, giảm độ tin cậy, đặc biệt đo lƣờng ảnh hƣởng nhiễu trực tiếp đến độ xác, độ tin cậy thiết bị đo, hạn chế đƣợc nhiễu nâng cao đƣợc độ xác, độ tin cậy hệ thống, thiết bị, phƣơng tiện đo Việc nghiên cứu phƣơng pháp chống nhiễu phƣơng tiện đo điện áp (Voltmeter) nhiệm vụ quan trọng đo lƣờng, thực tế có nhiều phƣơng pháp chống nhiễu đƣợc áp dụng để nâng cao độ xác phƣơng tiện đo Tuy nhiên, việc tổng hợp phƣơng pháp chống nhiễu mô chúng phần mềm máy tính cho ta cách nhìn tổng thể khẳng định tính hiệu phƣơng pháp chống nhiễu Trên sở tài liệu tham khảo phƣơng pháp chống nhiễu cho phƣơng tiện kỹ thuật nói chung cho phƣơng tiện đo điện áp nói riêng, ta cần nghiên cứu nguyên lý hoạt động Voltmeter số tích phân hai lần, thông qua việc mô phần mềm Matlab để đƣa đƣợc kết trực quan khả chống nhiễu Căn vào lý chọn luận văn: “Nghiên cứu ảnh hƣởng giải pháp hạn chế nhiễu cho thiết bị đo điện áp sử dụng lĩnh vực đo lƣờng kiểm tra trang thiết bị sonar quân sự” Mục đích luận văn là: Nắm vững hiểu chất nhiễu, sở toán học nhiễu, phƣơng pháp chống nhiễu cho phƣơng tiện đo (PTĐ) nói chung voltmeter nói riêng Sử dụng thành thạo phần mềm Matlab, mô đƣợc phƣơng pháp chống nhiễu voltmetersố tích phân hai lần Thông qua kết đạt đƣợc đề xuất hƣớng nghiên cứu, áp dụng Nội dung cụ thể luận văn bao gồm: Chương Tổng quan nhiễu phƣơng pháp chống nhiễu Hình 3.17 Sơ đồ mô trôi “0”, chống nhiễu điện lƣới cao tần Sơ đồ mô bao gồm khối Voltmeter số tích phân hai lần cộng sum3, sum4, chuyển mạch switch1, khối tín hiệu vào, mạch hiệu chỉnh trôi “0” mạch bù nhiễu Trên hình 3.18 dạng nhiễu ngẫu nhiên đầu vào, giả sử với tần số nhiễu MHz Voltmeter tích phân đƣợc mô theo nguyên lý biến đổi thời gian-xung tích phân hai lần với chu kỳ biến đổi bù trôi "0" đo điện áp vào Hình 3.18 Dạng nhiễu ngẫu nhiên đầu vào + chu kỳ bù trôi “0”Trong bƣớc 1: tích phân tích phân điện áp trôi "0", nhiễu điện áp lƣới nhiễu ngẫu nhiên Điện áp tích phân Integrator tăng tuyến tính theo thời gian Trong bƣớc tích phân tích phân điện áp mẫu U0 có cực tính ngƣợc lại với cực tính điện áp vào, nên điện áp tích phân giảm 75 tuyến tính Đây điện áp nhiễu tổng cộng đƣợc tụ Cn nạp suốt thời gian bƣớc ghim mức + chu kỳ đo Trong bƣớc 1: tích phân tích phân điện áp cần đo, điện áp trôi "0", nhiễu điện áp lƣới nhiễu ngẫu nhiên điện áp cực tính âm đƣợc nhớ tụ Cn đƣa tới đầu vào "-" Sum2 Nhƣ điện áp nhiễu đƣợc bù trừ Điện áp tích phân Integrator tăng tuyến tính theo thời gian Trong bƣớc tích phân tích phân điện áp mẫu U0 có cực tính ngƣợc lại với cực tính điện áp vào, nên điện áp tích phân giảm tuyến tính Xung cửa đƣợc tạo thời gian bƣớc tích phân Để nâng cao khả chống nhiễu Voltmeter, đặc biệt nhiễu điện áp lƣới, ta chọn thời gian bƣớc tích phân thứ hai chu kỳ biến đổi 20 ms.Việc dịch dấu phảy kết thực nhờ đặt hệ số Gain2 Trên hình 3.19 biểu đồ thời gian Voltmeter Hình 3.19 Biểu đồ thời gian Voltmeter Từ kết hiển thị ta thấy với tần số nhiễu ngẫu nhiên MHz việc bù nhiễu trôi “0”, điện áp lƣới, nhiễu ngẫu nhiên đạt đƣợc hiệu 3.8 Mô Voltmetertích phân sử dụng biến đổi thuận nghịch Theo nhƣ nội dung chƣơng II việc sử dụng biến đổi thuận nghịch tạo đa dạng cách bù trừ Trên hình 3.20 đƣa sơ đồ mô voltmeter số tích phân hai lần sử dụng biến đổi thuận nghịch 76 Hình 3.20 Sơ đồ mô Voltmeter sử dụng biến đổi thuận nghịch Về cấu trúc tƣơng tự nhƣ khối Voltmetertích phân hai lần với hiệu chỉnh trôi “0”, chống nhiễu điện áp lƣới chống nhiễu cao tần, nhƣng có thêm biến đổi thuận nghịch để lấy tín hiệu từ chọn khối điều khiển để đƣa đến khối hiển thị số Dạng tín hiệu nhiễu ngẫu nhiên đầu vào với tần số nhiễu MHz (xem hình 3.18) Kết mô hiển thị số giá trị điện áp 6.621 V so với điện áp cần đo 6.62 V Biểu đồ thời gian Voltmeter giống nhƣ hình 3.19 Từ kết mô ta nhận thấy hiệu suất hiệu chuẩn sai số tƣơng tự nhƣ Voltmetertheo sơ đồ 3.17 Sự khác biệt hai sơ đồ voltmeter theo hình 3.17 3.20 cách thức bù trừ nhiễu 3.9 Mô voltmeter hồi tiếp âm sử dụng biến đổi số tƣơng tự Theo nhƣ phân tích chƣơng II việc sử dụng hồi tiếp âm để giảm sai số trôi “0” phƣơng pháp để chống lại nhiễu cách có hiệu Trên hình 3.21 đƣa sơ đồ mô Voltmeter số tích phân hai lần sử dụng hồi tiếp âm nhờ biến đổi mã - điện áp 77 Hình 3.21 Sơ đồ mô Voltmeter sử dụng hồi tiếp âm Về cấu trúc tƣơng tự nhƣ khối Voltmeter tích phân hai lần với hiệu chỉnh trôi “0”, chống nhiễu điện áp lƣới chống nhiễu cao tần, nhƣng có vòng hồi tiếp âm bao gồm khối sau: tích phân integrator1, khuếch đại Gain2, biến đổi mã - điện áp chuyển mạch Switch4 Dạng tín hiệu nhiễu đầu vào tƣơng tự nhƣ hình 3.18 Voltmeter hoạt động giống nhƣ Voltmeter trình bày, khác vòng hồi tiếp âm lúc đƣợc thực thông qua biến đổi mã - điện áp quay trở lại cộng sum2 nhờ chuyển mạch switch4 Kết trình mô ta đƣợc giá trị điện áp đo đƣợc 6620 mV so với điện áp cần đo 6.62 V Biểu đồ thời gian Voltmeter giống nhƣ biểu đồ hình 3.19 Kết mô giống nhƣ hai trƣờng hợp xét 3.10 Khảo sát ảnh hƣởng nhiễu ngẫu nhiên lên Voltmeter Nhƣ trình bày khảo sát sơ đồ mô hình 3.17, 3.20, 3.21 ta thiết lập sẵn tần số nhiễu ngẫu nhiên MHz Sau ta tiến hành khảo sát ảnh hƣởng tần số nhiễu ngẫu nhiên lên kết đo với điện áp vào 6.62 V Kết khảo sát đƣa bảng3.4 78 Bảng 3.4 TT Tần số nhiễu ngẫu nhiên (MHz) 10 1,0 0,1 0,01 0,001 Voltmeter Voltmeter Hình 3.17 Chỉ thị Sai số (V) (%) Hình 3.20 Chỉ thị Sai số (V) (%) Hình 3.21 Chỉ thị Sai số (V) (%) 6,621 6,621 6,613 6,611 6,596 6,620 6,621 6,613 6,613 6,595 6,620 6,621 6,614 6,612 6,585 0,01 0,06 0,08 0,35 0,01 0,01 0,07 0,09 0,24 Voltmeter 0,01 0,07 0,07 0,25 Bảng khảo sát ảnh hưởng tần số nhiễu ngẫu nhiên đến kết phép đo Từ kết khảo sát ta rút nhận xét sau: với sai số cho phép  0,1 % Voltmeter thời gian xung tích phân hai lần có khả chống nhiễu ngẫu nhiên tần số 10 kHz trở lên Nhƣ dải tần 50 Hz (điện áp lƣới) đến 10 kHz nhiễu ngẫu nhiên đƣợc ngăn chặn nhờ lọc 3.11 Mô Voltmetervới mức tác động cao Voltmeter với mức tác động cao đƣợc xây dựng sở Voltmeter số tích phân hai lần nhƣng với mức tác động cao cho chu kỳ đo Hình 3.22 đƣa sơ đồ mô Hình 3.22 Sơ đồ mô Voltmetertác động cao Theo nội dung phần 2.3.6 chƣơng II nhiệm vụ đặt cần xác định điểm chuyển dấu nhiễu nằm điểm khoảng thời gian TA Điều dễ 79 dàng thực thông qua giải pháp mạch đƣa sơ đồ mô hình 3.22 Trên hình 3.23 đƣa biểu đồ thời gian Voltmeter, ta nhận thấy bƣớc tích phân đƣợc bắt đầu trƣớc thời điểm 0.01 s lấy điểm điện áp nhiễu cắt làm trung điểm thời gian tích phân Việc tạo khoảng thời gian lấy điểm 0,01 s làm điểm đƣợc thực giải pháp so sánh điện áp lƣới với ngƣỡng điện áp hai cực tính kết hợp với mạch lô gíc Hình 3.23 Biểu đồ thời gian Voltmeter Qua tính toán chƣơng II ảnh hƣởng nhiễu đƣợc loại trừ diện tích phần dƣơng âm nhiễu trừ qua điểm điểm thời gian tích phân 3.12 Mô Voltmetertách nhiễu 3.12.1 Mô Voltmeter tách nhiễu chu kỳ Sơ đồ mô Voltmeter tách nhiễu chu kỳ đƣợc đƣa hình 3.24 Trong sơ đồ mục đích việc tạo hai khoảng tích phân dùng cho nhiễu đối xứng điều khiển Sơ đồ mô điều khiển đƣa hình 3.25 Trong thời gian tích phân bƣớc 1, thời điểm nhiễu chuyển dấu lần thứ điều khiển cho xung đơn thứ nhất, thời điểm nhiễu chuyển dấu lần thứ hai điều khiển lại cho xung đơn thứ hai Nhƣ vậy, tổng hai khoảng thời gian xuất phát từ điểm nhiễu chuyển dấu thời gian tích phân bƣớc Cấu tạo điều khiển bao gồm mạch lôgíc nhƣ NAND, NOT, AND Triger JK Tín hiệu dạng xung từ ba kênh đến nhân lôgíc AND xung vuông với độ rộng khác cho sau mạch nhân AND cho dãy 80 hai xung khoảng thời gian chu kỳ nhiễu, thời điểm chuyển dấu nhiễu tƣơng ứng với sƣờn dƣơng xung Hình 3.24 Sơ đồ mô Voltmeter tách nhiễu Hình 3.25 Sơ đồ mô điều khiển Trên hình 3.26 đƣa biểu đồ thời gian nhiễu tín hiệu điều khiển, hình 3.27 biểu đồ thời gian Voltmeter thể kết sau mô 81 Hình 3.26 Biểu đồ thời gian tín hiệu nhiễu điều khiển Hình 3.27 Biểu đồ thời gian Voltmeter Khi ta nối chuyển mạch tới nguồn nhiễu 60 Hz kết hiển thị số mức tín hiệu đầu vào cần đo Nhƣ Voltmetertheo sơ đồ hình 3.24 nâng cao đƣợc khả chống nhiễu điện áp lƣới với tần số dao động xung quanh 50 Hz 3.12.2 Mô Voltmeter tách nhiễu chu kỳ ngẫu nhiên Trên hình 3.28 đƣa sơ đồ mô Voltmeter tách nhiễu chu kỳ ngẫu nhiên Nó bao gồm Voltmeter số tích phân hai lần khối cộng nhiễu, bù nhiễu, mục đích để bù trừ nhiễu đầu vào Bộ đảo pha có nhiệm vụ làm ngƣợc dấu nhiễu đƣa đến bù nhiễu, thực chất cộng nhiễu với phần tín hiệu cần đo có nhiễu để qua loại trừ nhiễu trƣớc đến tích phân Trên hình 3.29 đƣa biểu đồ thời gian dạng nhiễu đầu vào 82 Hình 3.28 Sơ đồ mô Voltmeter bù nhiễu Hình 3.29 Biểu đồ thời gian dạng tín hiệu nhiễu Hình 3.30 Biểu đồ thời gian Voltmeter Trên hình 3.30 đƣa biểu đồ thời gian Voltmeter bù nhiễu, ta nhận thấy sau nhiễu đƣợc loại bỏ kết đo đƣợc hiển thị số giá trị điện 83 áp cần đo 8.17 V, tức nhiễu không ảnh hƣởng đến kết đo Khi chuyển mạch đảo pha vị trí nối đất, với giá trị điện áp vào cần đo 8.17 V cho kết hiển thị số 8.07 V Nhƣ vậy, rõ ràng không bù trừ nhiễu dẫn đến kết đo có sai số Trên bảng 3.5 đƣa kết khảo sát có bù nhiễu bù nhiễu Bảng 3.5 Điện áp vào (V) 2,24 3,29 4,15 5,38 6,44 7,67 8,12 8,49 9,23 9,78 Có bù nhiễu (V) 2,24 3,29 4,15 5,38 6,44 7,67 8,12 8,49 9,23 9,78 Không có bù nhiễu (V) 2,14 3,19 4,05 5,28 6,34 7,57 8,02 8,39 9,13 9,68 Bảng khảo sát kết có bù nhiễu không bù nhiễu Kết khảo sát thể hiệu giải pháp tách bù nhiễu Voltmeter tích phân 3.13 Kết luận chƣơng III Trên sở kết nghiên cứu cấu trúc Voltmeter số nêu chƣơng 2, chƣơng đƣa kết thiết kế mô khảo sát mô khối chức Voltmeter số tích phân hai lần với khả chống nhiễu cao Kết mô khẳng định đắn trình nghiên cứu nguyên lý xây dựng Voltmeter số tích phân hai lần với giải pháp chống nhiễu khác đề xuất chƣơng II Kết mô áp dụng cho thiết kế Voltmeter số với độ xác khả chống nhiễu cao 84 KẾT LUẬN Với nội dung luận văn tốt nghiệp:" Nghiên cứu ảnh hƣởng giải pháp hạn chế nhiễu cho thiết bị đo điện áp sử dụng lĩnh vực đo lƣờng kiểm tra trang thiết bị sonar quân sự”, thời gian làm luận văn với cố gắng thân đƣợc giúp đỡ tận tình, trách nhiệm thầy giáo hƣớng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi Khoa Kỹ thuật điện tử Viện Đào tạo sau đại học, động viên bạn bè đồng nghiệp, nghiên cứu, phân tích, tổng hợp phƣơng pháp chống nhiễu Voltmeter mô phần mềm Matlab Luận văn đạt kết sau đây: Tổng hợp, phân tích nhiễu phƣơng pháp chống nhiễu thông tin, thiết bị đo lƣờng Phân tích nguyên lý hoạt động phƣơng tiện đo điện áp (Voltmeter)số tích phân hai lần, sở tiến hành phân tích tổng hợp phƣơng pháp chống nhiễu Voltmeter Với ứng dụng phần mềm Matlab mô khối Voltmeter số, mô nguyên lý hoạt động Voltmetersố tích phân hai lần; mô phƣơng pháp chống nhiễu Voltmeter số tích phân hai lần khảo sát kết mô Kết mô chứng minh đƣợc khả chống nhiễu Voltmeter số tích phân hai lần đề xuất, đồng thời ứng dụng kết cho thiết kế Voltmetersố với khả chống nhiễu cao, đảm bảo độ xác cần thiết Hướng phát triển luận văn : Kết nghiên cứu luận văn áp dụng cho việc thiết kế Voltmeter số tích phân hai lần chống nhiễu cao; Các mạch chuẩn hóa tín hiệu hệ thống tích hợp đo lƣờng điều khiển 85 Trong thời gian quy định, hoàn thành nội dung đƣợc giao Tuy nhiên khả nghiên cứu có hạn nên luận văn chắn có sai sót Rất mong đƣợc đóng góp thầy giáo bạn bè đồng nghiệp Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn thầy Phó giáo sƣ, Tiến sĩLê Quốc Vƣợng, định hƣớng, giúp đỡ, bảo tận tình trình làm luận văn, xin cảm ơn thầy Khoa Kỹ thuật điện tử Viện Đào tạo sau đại học Trƣờng Đại học HHVN tạo điều kiện cho hoàn thành tốt luận văn này./ 86 Tài liệu tham khảo Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Hoàng Hải (2005), Lập trình MATLAB ứng dụng, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Bảo, Trần Quang Uy (2001), Cơ sở đo lường học, Trung tâm đào tạo, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lƣờng - Chất lƣợng Nhà nƣớc Đỗ Huy Giác, Nguyễn Văn Tách (2003), Lý thuyết mạch - tín hiệu, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Vũ Nhƣ Giao, Bùi Văn Sáng (1996), Đo lường điện - Vô tuyến điện, Học viện Kỹ thuật Quân Vũ Nhƣ Giao (1992), Tự động hoá đo lường, Cục Tiêu chuẩn - Đo lƣờng - Chất lƣợng Quân đội Phạm Thƣợng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hoà, Nguyễn Thị Vấn (1996), Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý, NXB giáo dục, Hà Nội Bùi Văn Sáng (1994), Điện tử công nghiệp, NXB giáo dục, Hà Nội Cơ sở lý thuyết thủy âm , Vũ khí nước- Học viện Hải quân 87 NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ, cố gắng học viên trình thực hiệnĐồ án/khóa luận: Đánh giá chất lƣợng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đề mặt: lý luận, thực tiễn, chất lƣợng thuyết minh bản vẽ): Chấm điểm giảng viên hƣớng dẫn (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Giảng viên hướng dẫn 88 ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Đánh giá chất lƣợng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp mặt: thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý thuyết, vận dụng vào điều kiện cụ thể, chất lƣợng thuyết minh vẽ, mô hình (nếu có) …: Chấm điểm ngƣời phản biện (Điểm ghi bằngsố chữ) Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Giảng viên phản biện 89 ... quan khả chống nhiễu Căn vào lý chọn luận văn: Nghiên cứu ảnh hƣởng giải pháp hạn chế nhiễu cho thiết bị đo điện áp sử dụng lĩnh vực đo lƣờng kiểm tra trang thiết bị sonar quân sự Mục đích luận... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM CAO ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG VÀ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NHIỄU CHO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN ÁP SỬ DỤNG TRONG LĨNH VỰC ĐO LƢỜNG KIỂM TRA TRANG THIẾT BỊ SONAR. .. thống, thiết bị, phƣơng tiện đo Việc nghiên cứu phƣơng pháp chống nhiễu phƣơng tiện đo điện áp (Voltmeter) nhiệm vụ quan trọng đo lƣờng, thực tế có nhiều phƣơng pháp chống nhiễu đƣợc áp dụng để