MD19 DL DIEN KD

1 LỜI GIỚI THIỆU Đo lường điện và không điện là mô đun nghiên cứu và thực hành phương pháp đo, dụng cụ đo đại lượng điện như: Điện áp, dòng điện, cơng suất, điện năng, … và đại lượng không điện như: Đường kính, độ sâu, vận tốc… Mô đun đo lường điện và không điện bố trí sau sinh viên học xong môn học chung, môn học/ mô đun: An toàn lao động; Mạch điện; Vật liệu điện; Vẽ kỹ thuật; Vẽ điện; Kỹ thuật điện tử bản; Khí cụ điện hạ Giáo trình mô đun đo lường điện và không điện biên soạn dựa giáo trình và tài liệu tham khảo đã có, và giáo trình này dùng để giảng dạy và làm tài liệu tham khảo cho sinh viên nghề điện dân dụng Nội dung của giáo trình trình bày 13 bài cụ thể sau: Bài 1: Các khái niệm về đo lường điện, Bài 2: Đo dòng điện, Bài 3: Đo điện áp, Bài 4: Đo điện trở cách điện bằng mê gôm mét, Bài 5: Sử dụng VOM, Bài 6: Đo cơng suất bằng ốt mét, Bài 7: Đo điện pha bằng công tơ pha, Bài 8: Đo điện pha bằng công tơ pha, Bài 9: Sử dụng máy sóng, Bài 10: Đo điện trở tiếp địa bằng ter rô mét, Bài 11: Đo đường kính và độ sâu bằng thước kẹp, Bài 12: Đo đường kính dây điện từ bằng pan me, Bài 13: Đo tốc độ bằng tốc độ kế Trong trình biên soạn, nhóm tác giả đã tham khảo tài liệu và giáo trình khác ở phần cuối giáo trình đã thống kê Chúng cảm ơn quan hữu quan của TCDN, BGH và thày cô giáo trường CĐN Bách nghệ Hải Phòng và mợt số giáo viên có kinh nghiệm, quan ban ngành khác đã tạo điều kiện giúp đỡ cho nhóm tác giả hoàn thành giáo trình này Lần đầu biên soạn và ban hành, giáo trình chắn khiếm khuyết; mong thày cô giáo và cá nhân, tập thể của trường đào tạo nghề và sở doanh nghiệp quan tâm đóng góp để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn, đáp ứng mục tiêu đào tạo của Mô đun nói riêng và ngành điện dân dụng chuyên ngành kỹ thuật nói chung Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Trường Cao đẳng nghề Bách Nghệ Hải Phòng Khoa Điện – Điện tử Số 196/143 Đường Trường Chinh - Quận Kiến An - TP Hải Phòng Email: khoadienbn@gmail.com Hà Nợi, ngày… tháng… năm 2013 Nhóm biên soạn Chủ biên: KS Phạm Văn Việt Nguyễn Long Biên Bùi Huy Giác MỤC LỤC Lời giới thiệu Mục lục Bài 1: Khái niệm về đo lường điện Định nghĩa đo lường Các phương pháp đo Sơ đồ khối dụng cụ đo Các ký hiệu mặt dụng cụ đo Đặc tính của dụng cụ đo Các thành phần cấu tạo dụng cụ đo điện Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cấu đo thông dụng Nhận dạng, phân biệt kiểu cấu đo Bài 2: Đo dòng điện Cấu tạo, đặc điểm, nguyên lý hoạt động của am pe mét Mắc ampe đo cường đợ dòng điện Phương pháp mở rộng giới hạn đo Bài 3: Đo điện áp Cấu tạo, đặc điểm, nguyên lý hoạt động của vôn mét Các phương pháp mở rộng thang đo vôn mét Mắc vôn mét đo điện áp Bài 4: Đo điện trở cách điện bằng Mê gôm mét Cấu tạo, nguyên lý làm việc và công dụng mê gôm mét Phương pháp sử dụng mê gôm mét đo điện trở cách điện Các bài tập ứng dụng đo điện trở cách điện Bài 5: Sử dụng VOM Cấu tạo, kết cấu mặt ngoài và công dụng VOM Sử dụng VOM Các chức khác của thang đo điện trở Bài 6: Đo công suất Oát mét một pha kiểu điện động Sơ đồ nối dây mắc ốt mét đo cơng suất tác dụng Những điểm lưu ý sử dụng ốt mét Sử dụng ốt mét đo cơng suất Bài 7: Đo điện pha Cấu tạo, nguyên lý hoạt động công tơ một pha Sơ đồ nối dây công tơ một pha Lắp đặt, nối dây công tơ một pha Chọn và kiểm tra công tơ Đọc số và tính điện tiêu thụ Bài 8: Đo điện pha Cấu tạo, nguyên lý hoạt động công tơ pha phần tử Sơ đồ nối dây công tơ pha phần tử TRANG 6 7 9 10 13 20 20 22 23 34 34 37 39 41 41 43 44 45 45 48 50 52 52 54 55 55 56 56 58 59 59 61 63 63 65 Chọn và kiểm tra công tơ Đọc số và tính điện tiêu thụ Bài 9: Sử dụng máy sóng Công dụng, phân loại máy sóng Sơ đồ khối máy sóng Hướng dẫn sử dụng máy sóng 4.Sử dụng máy sóng Bài 10: Đo điện trở tiếp đất bằng Ter rô mét Cách sử dụng ter-rô mét đo điện trở tiếp đất Các bài tập đo điện trở tiếp đất bằng ter rô mét Bảo quản dụng cụ đo Bài 11: Đo đường kính và độ sâu Cấu tạo thước cặp và cách đọc kết Cách sử dụng thước cặp đo đường kính và độ sâu Cách bảo quản dụng cụ đo 4.Các bài tâp ứng dụng Bài 12: Đo đường kính dây điện từ bằng Pan me Cấu tạo pan me Cách sử dụng pan me đo đường kính dây điện từ Cách bảo quản dụng cụ đo Bài tập ứng dụng Bài 13: Đo tốc độ bằng tốc độ kế Cấu tạo, hoạt động tốc độ kế Sử dụng máy Stroboscope để đo tốc độ quay Đo tốc độ quay của động 67 67 69 69 70 71 75 77 77 83 83 84 84 86 87 87 88 88 89 90 90 92 92 92 93 TÊN MÔ ĐUN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN VÀ KHƠNG ĐIỆN Mã mơ đun: MĐ19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trò mơ đun: - Vị trí mô đun: Mô đun bố trí sau sinh viên học xong môn học chung, môn học/ mô đun: An toàn lao động; Mạch điện; Vật liệu điện; Vẽ kỹ thuật; Vẽ điện; Kỹ thuật điện tử bản; Khí cụ điện hạ - Tính chất của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề Mục tiêu mô đun: *Về kiến thức: - Mô tả cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cấu đo thông dụng: từ điện, điện từ, điện động, cảm ứng - Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động của dụng cụ đo thơng dụng: am-pe mét, vơn mét, ốt mét, VOM, công tơ, mê-gôm mét, ter-rô mét, cầu đo Wheastone, máy sóng, stroboscope, pan-me, thước cặp *Về kỹ năng: - Bảo quản tốt loại dụng cụ đo theo qui định kỹ thuật - Đọc và hiểu ký hiệu ghi đồng hồ và dụng cụ đo lường - Sử dụng dụng cụ đo để đo đại lượng về điện: điện áp, cường đợ dòng điện, điện trở, cơng suất, điện năng, điện trở cách điện, điện trở tiếp đất, biên độ, tần số - Sử dụng dụng cụ đo để đo đại lượng không điện: đường kính dây dẫn, tốc độ, độ sâu *Về thái độ: Có tính tỉ mỉ, tuân thủ nguyên tắc an toàn điện sử dụng dụng cụ đo lường Nội dung mô đun: BÀI KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN Mã bài: MĐ 19.01 Giới thiệu: Trong hệ thống điện nói chung hay điện dân dụng nói riêng, thì việc đo và báo thông số của mạch điện là vô quan Nó giúp cho người thợ điện có thể biết tình trạng của thông số hệ thống ở trạng thái bình thường hay sự cố Việc đo và báo đó thực nhờ loại đồng hồ đo khác Nhưng xét về mặt nguyên lý thì hầu hết loại đồng hồ đo đó đều chế tạo từ một số loại cấu đo như: Cơ cấu đo điện từ, cấu đo từ điện, cấu đo điện động, cấu đo cảm ứng Việc hiểu, nắm bắt lợi cấu đo và một số khái niệm ban đầu về đo lường điện là tiền đề tối cần thiết giúp tiếp thu tốt bài sau Mục tiêu: - Giải thích nguyên lý cấu tạo và làm việc của cấu đo thông dụng: từ điện, điện từ, điện động, điện động, cảm ứng - Phân biệt dụng cụ đo kiểu trực tiếp, so sánh, đo đại lượng điện, đại lượng không điện - Trình bày dạng sai số, thành phần cấu tạo của dụng cụ đo - Đọc ký hiệu mặt dụng cụ Nội dung chính: Định nghĩa đo lường Mục tiêu: Nêu được định nghĩa về đo lường Đo lường là một trình đánh giá định lượng về đại lượng cần đo để có kết bằng số so với đơn vị đo Các phương pháp đo Mục tiêu: Trình bày được các phương pháp đo 2.1 Phương pháp đo biến đổi thẳng Là phương pháp đo có cấu trúc kiểu biến đổi thẳng không có khâu Hình 1.1: Sơ đồ khối thiết bị đo biến đổi thẳng phản hồi Trong đó: BĐ là bộ biến đổi; A/D là bộ chuyển đổi tương tự sang số; SS là bộ so sánh; CT là cấu thị Đại lượng cần đo X đưa qua khâu biến đổi thành số Nx Đơn vị đo Xo biến đổi thành No sau đó so sánh đại lượng cần đo với đơn vị đo qua bộ so sánh Kết đo thể bởi phép chia Nx/No 2.2 Phương pháp đo kiểu so sánh Phương pháp này có sử dụng khâu hồi tiếp và có sơ đồ khối hình bên Trong đó: SS là bộ so sánh; BĐ là bộ biến đổi; Hình 1.2: Sơ đồ khối thiết bị đo kiểu so sánh A/D là bộ chuyển đổi tương tự sang số; D/A là bộ chuyển đổi số sang tương tự; CT là cấu thị Tín hiệu X đem so sánh với một tín hiệu X k tỉ lệ với đại lượng mẫu Xo Khi đó qua bộ so sánh ta có ∆ X = X – Xk Sơ đồ khối dụng cụ đo Mục tiêu: Trình bày được sơ đồ khối dụng cụ đo 3.1 Kiểu trực tiếp Là cách đo mà kết nhận trực tiếp từ một phép đo Nghĩa là kết đo chính là trị số của đại lượng cần đo mà khơng phải tính tốn thơng qua một biểu thức nào Nếu không tính đến sai số thì trị số của đại lượng cần đo X bằng kết đo A Phương pháp đo trực tiếp có ưu điểm là đơn giản, nhanh chóng và loại bỏ sai số tính tốn Ví dụ: Vơnmet đo điện áp, ampemet đo cường đợ dòng điện, oatmet đo cơng suất… 3.2.Kiểu gián tiếp Là cách đo mà kết đo suy từ sự phối hợp kết của nhiều phép đo dùng cách đo trực tiếp Kết đo là trị số của đại lượng cần đo, số liệu sở có từ phép đo trực tiếp sử dụng để tính trị số của đại lượng cần đo thông qua một phương trình vật lý liên quan đại lượng này Cách đo gián tiếp mắc phải nhiều sai số sai số của phép đo trực tiếp tích luỹ lại Vì cách đo này nên áp dụng trường hợp không thể dùng dụng cụ đo trực tiếp 4.Các ký hiệu mặt dụng cụ đo Mục tiêu: Nhận biết và giải thích được các ký hiệu mặt dụng cụ đo Trên mặt dụng cụ đo thường có ký hiệu cho bảng sau: ST Ký hiệu Ý nghĩa ST Ký hiệu Ý nghĩa T T Làm việc với Có mạch điện tử mạng điện một thiết bị đo 14 chiều Chỉnh lưu (Làm Làm từ cấu việc với đầu vào cảm ứng 15 xoay chiều) Làm việc với mạng một Điện trở Shunt 16 chiều và xoay chiều Làm việc ở R Điện trở phụ trạng thái 17 nghiêng α độ Chỉnh khí đồng hồ đo 18 Làm việc ở trạng thái nằm 19 Nối mát 20 Đầu vào dương 21 Đầu vào âm 10 Kiểu rung cộng hưởng 11 Làm từ cở cấu điện động Thử ở điện áp cao(2KV) Làm việc ở trạng thái đứng Làm việc với mạng xoay chiều Làm từ cấu từ điện Làm từ cấu điện từ 22 Cấp chính xác 23 1.0 1.5 2.5 24 CT: 100/5A CT: 150/5A CT: 200/5A Hệ số của biến dòng kèm với đồng hồ Đơn vị của giá trị đo Hệ số biến áp cửa V, A, HZ, 12 biến áp đo lường 25 KW, VAR,… kèm PT: 110V Các giá trị điện 13 PT: 220V áp của mạng điện PT: 380V công tác Bảng 1: Các loại ký hiệu thường gặp mặt các loại đồng hồ đo 5.Đặc tính dụng cụ đo Mục tiêu: Trình bày được các đặc tính bản dụng cụ đo như: Sai số, đô chính xác, điện trở trong, công suất tiêu thụ 5.1 Độ chính xác và sai số của thiết bị đo Sai số hệ thống là thành phần sai số của phép đo không đổi thay đổi có qui luật đo nhiều lần một đại lượng đo Sai số tuyệt đối ΔX là hiệu đại lượng đo X và giá trị thực X th: ΔX = X – Xth Sai số tương đối γx là tỉ số PT: 6KV/100V PT: 38KV/110V sai số tuyệt đối và giá trị thực tính bằng phần trăm: γ x = ∆X 100( 0 ) X th Đô chính xác phép đo ε là đại lượng nghịch đảo của sai số tương đối: ε= X 1 = th γ x ∆X 100 Các dụng cụ đo điện có cấp chính xác: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 5.3 Điện trở của dụng đo và công suất tiêu thụ Yêu cầu đối với dụng cụ đo là không tiêu hao lượng của mạch điện Do đó đối với dụng cụ đo dòng điện thường mắc nối tiếp với mạch cần đo nên nội trởi càng nhỏ càng tốt (R A≈0) Còn đối với dụng cụ đo điện áp thường mắc song song với mạch cần đo nên nội trở càng lớn càng tốt (RV ≈∞) 6.Các thành phần cấu tạo dụng cụ đo điện Mục tiêu: Trình bày được các thành phần cấu tạo bản dụng cụ đo điện 6.1 Trục và trụ: Là bộ phận đảm bảo cho phần động quay trục khung dây, kim chỉ, lò xo cản Trục thường làm bằng loại thép cứng, trụ đỡ làm bằng đá cứng để khơng bị mòn làm việc 6.2 Lò xo phản kháng: Là chi tiết tạo mô men cản đưa kim thị về vị trí chưa có đại lượng cần đo, dẫn dòng Hình 1.6: Cấu tạo dụng cụ điện điện vào khung dây.Thường có lò xo đối xứng ở hai đầu khung dây 6.3 Dây căng và dây treo: Để tăng độ nhạy cho thị người thay lò xo bằng dây căng dây treo 6.4.Kim chỉ:Thường chế tạo bằng Hình 1.7: Dây căng dây treo hợp kim nhôm, thuỷ tinh với nhiều hình dáng khác Hình dáng của kim phụ thuộc vào cấp chính xác của dụng cụ đo và vị trí đặt dụng cụ để quan sát Kim gắn trục 6.5 Thang đo: Là bộ phận để khắc độ giá trị của đại lượng cần đo Có Hình 1.8: Thang đo nhiều loại thang đo tuỳ vào độ chính xác của thị chất của cấu thị Thang đo thường chế tạo từ nhôm lá, có gương phản chiếu phía dưới thang đo 6.6 Bộ phận cản dịu: Là bộ phận để giảm trình dao động của phần Hình 1.9: Bô phận cản dịu động và xác định vị trí cân bằng Có hai loại cản dịu là cản dịu không khí và cản dịu cảm ứng từ Cản dịu không khí đơn giản là làm hộp kín có nắp đậy bên có cánh cản dịu Cản dịu cảm ứng từ có thể thực nhờ lợi dụng chính dòng xốy xuất phần đợng phần đợng quay Ngoài để tránh ảnh hưởng của tác động từ bên ngoài, toàn bộ cấu có thể đặt một màn chắn từ 7.Cấu tạo nguyên lý làm việc cấu đo thông dụng Mục tiêu: Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc các loại cấu đo như: Cơ cấu đo từ điện, điện từ, điện đông, cảm ứng 10 7.1.Cơ cấu đo kiểu từ điện 7.1.1 Cấu tạo Phần tĩnh : Nam châm vĩnh cữu, lõi sắt, cực từ Giữa cực từ và lõi sắt có khe hở không khí hẹp Phần động : Khung dây quấn bằng dây đồng, khung dây gắn trục, quay khe hở khơng khí Ngoài mợt số bợ phận khác : trục, trụ, lò xo cản ở hai đầu trục, kim … 7.1.2 Nguyên lý hoạt đợng Khi có dòng điện chạy khung dây dưới tác động của từ trường nam châm vĩnh cửu khung dây bị lệch khỏi vị trí cân bằng ban đầu một góc là : α= B.S W I = K I D Hình 1.10: Cơ cấu thị từ điện Trong đó : + B là độ từ cảm của nam châm + S là diện tích của khung dây + W là số vòng dây của khung dây + I là dòng điện chạy khung dây + D là mô men cản riêng của lò xo phản kháng + K là hệ số khơng đổi 7.1.3 Đặc điểm và ứng dụng Cơ cấu thị từ điện có độ nhạy cao, thang đo đều góc lệch α tỉ lệ với dòng điện đưa vào theo một hằng số K Chỉ đo dòng mợt chiều và phân biệt cực tính, muốn đo dòng xoay chiều thì phải kết hợp với bợ chỉnh lưu Được ứng dụng để chế tạo Vônmet, Ampemet, Ohmmet nhiều thang đo với dải đo rộng 7.2.Cơ cấu đo kiểu điện từ 7.2.1 Cấu tạo Đối với loại cuộn dây dẹt: Phần tĩnh là một cuộn dây phẳng, bên có khe hở không khí Phần động là một lõi thép gắn trục quay, lõi thép có thể quay tự khe hở không khí Đối với loại c̣n dây tròn: Phần tĩnh là c̣n dây có mạch từ khép kín, bên có khe hở không khí và thép cố định nằm lòng c̣n dây, gọi là tĩnh Phần đợng là một thép có khả di chuyển tương đối với tĩnh khe hở không khí, gọi là động và động gắn với trục quay 70 2.1.Đo điện trở tiếp đất làm việc 2.2.Đo điện trở tiếp đất an toàn 2.3.Đo điện trở tiếp đất bảo vệ Bảo quản dụng cụ đo Mục tiêu: - Vỏ thiết bị phủ một lớp chất cách điện, bởi nên không phép lau chùi mạnh bằng khăn khô bị bẩn Trong trường hợp bị cũ hay nhiễm điện, nên lau bằng khăn ướt để làm vết bẩn với chất cách điện - Sau đo xong thì tắt máy, tháo rời cực và dây ở phía sau cuộn lại gọn gàng và cho vào hộp đựng 71 BÀI 11 ĐO ĐƯỜNG KÍNH VÀ ĐỘ SÂU BẰNG THƯỚC CẶP Mã bài: MĐ 19.11 Giới thiệu: Thước cặp là dụng cụ thường sử dụng để đo đường kính, độ sâu Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo thước cặp - Sử dụng thành thạo thước cặp, đo chính xác đường kính và độ sâu - Bảo quản dụng cụ đo qui trình kỹ thuật Nội dung chính: 1.Cấu tạo thước cặp cách đọc kết Mục tiêu:Trình bày được cấu tạo và cách đọc kết quả môt số loại thước kẹp thông dụng 1.1 Cấu tạo thước cặp Thước kẹp dùng để đo kích thước chiều dài, chiều rộng, chiều cao, đường kính, độ sâu, chiều rộng rãnh của bề mặt ngoài và bề mặt Có nhiều cách để phân loại thước kẹp như: - Dựa vào đặc điểm và cấu tạo mà người ta chia thước kẹp thành loại là: + Thước kẹp du xích: Đây là loại thước kẹp thông dụng và phổ biến Thước này đo chính xác là nhờ có du xích hay thước phụ gắn thước Hình11.1: Cấu tạo thước kẹp du xích + Thước kẹp đồng hồ: Loại thước kẹp đồng hồ đo chính xác là nhờ có đồng hồ kèm Còn bợ phận khác cấu tạo tương tự thước kẹp du xích đã giới thiệu ở Ở ý thêm là loại thước này có thêm đai ốc chỉnh đồng hồ trước đo để kết đo chính xác 72 Hình11.2: Cấu tạo thước kẹp đồng hồ + Thước kẹp điện tử: Loại thước kẹp điện tử có thêm màn hình điện tử để hiển thị hình vẽ dưới đây: Hình11.3: Cấu tạo thước kẹp điện tử - Dựa vào độ chính xác thì thước kẹp chia làm loại: + Thước kẹp 1/10: Loại này đo kích thước chính xác đến 0.1mm + Thước kẹp 1/20: Loại này đo kích thước chính xác đến 0.05mm + Thước kẹp 1/50: Loại này đo kích thước chính xác đến 0.02mm 1.2 Cách đọc kết Kết của phép đo tính theo công thức sau: : L = m+ i.c’ 73 Trong đó: m là số của vạch thước chính ở bên trái vạch của du xích i là vạch thứ i thước phụ trùng với vạch thước chính c’ là cấp chính xác của thước, thường ghi than thước Ví dụ: Ở hình vẽ bên, số của vạch thước chính bên trái vạch của thước phụ là m=45, vạch thước phụ trùng với vạch thước chính là i=25, cấp chính xác của thước ví dụ là c’=0.05 Vậy kích thước của vật là: L=45+25x0.05=46.25mm Hình11.4 : Ví dụ đọc kết quả Cách sử dụng thước cặp đo đường kính độ sâu Mục tiêu: 2.1 Cách đo đường kính Khi đo đường kính ngoài của vật thể ta sử dụng hàm đo ngoài, và đo đường kính của vật thể ta sử dụng hàm đo Khi đó trình tự bước đo sau: Bước 1: Lau mỏ đo trước đo để kết chính xác Bước 2: Mở rộng thước kẹp và đặt vuông góc với tâm của chi tiết cần đo Bước 3: Đẩy mỏ đo cho chúng tiếp xúc với bề mặt cần đo Bước 4: Đọc kết cố định giá di động bằng vít cố định muốn rút thước cặp để đọc kết Chú ý: Với loại thước khác thì bước đo nhau, khác ở cách đọc kết 2.2 Cách đo độ sâu Khi đo độ sâu của vật thể ta sử dụng lưỡi đo sâu của thước kẹp và trình tự bước sau: Bước 1: Lau lưỡi đo sâu trước đo để kết chính xác Bước 2: Đặt thước kẹp thẳng đứng vuông góc và tì vào cạnh của vị trí cần đo sâu Bước 3: Đẩy thước di động cho lưỡi đo sâu tiếp xúc với đáy của vật thể Bước 4: Đọc kết cố định giá di động bằng vít cố định muốn rút thước cặp để đọc kết Chú ý: Với loại thước khác thì bước đo nhau, khác ở cách đọc kết Cách bảo quản dụng cụ đo Mục tiêu: - Không dùng thước để đo vật quay di chuyển - Không đo bề mặt thô, bẩn - Không ép mạch hai mỏ đo vào vật đo - Cần hạn chế việc lấy thước khỏi vật đo để đọc kết 74 - Thước đo xong phải lau chùi bằng giẻ sạch, bôi dầu mỡ, đặt vị trí hộp, không đặt thước chồng lên dụng cụ khác dụng cụ khác chồng lên thước Hình 1.15: Hôp đựng dụng cụ đo Các tâp ứng dụng Mục tiêu:Thực hành đo đường kính và đô sâu môt số chi tiết cụ thể 4.1.Đo đường kính ngoài trục Đo đường kính ngoài của vật thể phòng thực hành 4.2.Đo độ sâu của chi tiết 75 BÀI 12 ĐO ĐƯỜNG KÍNH DÂY ĐIỆN TỪ BẰNG PAN ME Mã bài: MĐ 19.12 Giới thiệu: Để đo đường kính, kích thước, độ dày của vật nhỏ cần độ chính xác cao thông thường người ta sử dụng pan me để đo Pan me thường sử dụng nhiều lĩnh vực khí Còn phạm vi ngành điện, thường sử dụng pan me để đo đường kính dây điện từ, độ sâu, kích thước rãnh máy điện để đặt dây quấn,… Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo và cách sử dụng pan me - Sử dụng thành thạo pan-me đo chính xác đường kính dây điện từ theo qui trình kỹ thuật đo - Bảo quản dụng cụ đo theo qui định kỹ thuật Nội dung chính: Cấu tạo pan me Mục tiêu:Trình bầy được cấu tạo bản và cách sử dụng pan me Pan me hay gọi là micrometer dùng để đo chiều dày hay đường kích của chi tiết Trên thực tế có nhiều loại pan me với kích thức khác như: 0-25; 25-50; 50-75; 75-100mm;…Tùy theo kích thước của chi tiết mà chọn loại pan me cho phù hợp Hình 12.1: Cấu tạo pan me Hình 12.1 giới thiệu về cấu tạo cuả loại pan me 0-25mm thường sử dụng để đo đường kích dây điện từ Nó gồm bộ phận sau: - Khung: Dùng để giữ mặt đo cố định - Mặt đo: Gồm mặt đo có định khung và mặt đo di động quay Hai mặt đo này dùng để kẹp vật cần đo kích thước - Con quay: Được di chuyển tiến lùi bằng thân xoay tay xoay - Chốt khóa: Dùng để cố định quay - Thân xoay và tay xuay: Dùng để di chuyển quay - Thước chính: Trên thước chính khắc 50 vạch chia đều từ 0-25mm - Thước phụ: Trên thước phụ khắc 50 vạch chia đều từ 0-0,50mm - Ống quay: Quay tròn quanh thước chính 76 Cách sử dụng pan me đo đường kính dây điện từ Mục tiêu: Trình bày được cách sử dụng pan me để đo đường kính dây điện từ Để đo đường kính dây điện từ bằng pan me ta làm theo bước sau đây: Bước 1: Dùng giẻ lau để lau bề mặt mặt đo của pan me Không để xước gỉ bề mặt này Bước 2: Kiểm tra pan me bằng cách xoay tay xoay thân xoay cho bề mặt đo chạm Sau đó quan sát đọc kích thước Nếu thấy pan me là Nếu thấy pan me không thì phải tiến hành chỉnh để pan me về bằng dụng cụ chuyên dụng Bước 3: Xoay thân xoay tay xoay để mở mặt đo cho đưa dây điện từ vào mặt đo là Sau đó xoay than xoay tay xoay theo chiều ngược lại để dịnh chuyển quay cho mặt đo tiếp xúc với đường kính dây điện từ Bước 4: Đọc kết pan me Cách đọc kết sau: Kết đo : L = m + i.c Trong đó : m là số vạch thước chính bên trái của ống quay i là vạch thứ i thước phụ trùng đường chuẩn ống cố định c độ chính xác của pan me, thường ghi khung của pan me Ví dụ: b, a, Hình 12.2: Ví dụ đọc kết quả pan me Hình 12.2 a: m = 11,5mm i = 28 giả sử pan me này có độ chính xác 0,01mm Vậy L = 11,5 + 28.0,01 = 11,78mm Hình 12.2 b: m = 15,5mm i=6 giả sử pan me này có độ chính xác 0,01mm Vậy L = 15,5 + 6.0,01 = 15,56mm Chú ý: - Tuyệt đối không làm rơi pan me - Khi mặt đo đã chạm vào chi tiết thì dùng tay xoay xoay thêm lần - Không phép cầm xoay để xoay khung Cách bảo quản dụng cụ đo Mục tiêu:Trình bày được cách bảo quản pan me - Sau sử dụng xong không xiết chặt mặt đo mà để hở khoảng 1-2mm - Lau bề mặt đo và toàn bộ pan me đo xong - Cho pan me vào hộp đựng, hộp đựng phải có túi chônhs ẩm 77 Hình 12.3: Hôp đựng pan me Bài tập ứng dụng Mục tiêu:Thực hành đo, kiểm tra đường kính dây điện từ bằng pan me Bước 1: Dùng giẻ lau để lau bề mặt mặt đo của pan me Hình 12.4: Lau pan me bằng giẻ sạch Bước 2: Kiểm tra pan me Hình 12.5: Kiểm tra pan me Hình 12.6: Chỉnh pan me Bước 3: Xoay thân xoay tay xoay để mở mặt đo cho đưa dây điện từ vào mặt đo Sau đó xoay thân xoay tay xoay theo chiều ngược lại để dịnh chuyển quay cho mặt đo tiếp xúc với đường kính dây điện từ 78 Hình 12.7: Kẹp dây điện từ vào mặt đo Bước 4: Đọc kết pan me Hình 12.8: Đọc kết quả Nhìn vào hình ta có thể thấy đường kính dây điện từ này là 0,48mm 79 BÀI 13 ĐO TỐC ĐỘ BẰNG TỐC ĐỘ KẾ Mã bài: MĐ 19.13 Giới thiệu: Để đo tốc độ quay thông thường người ta dùng tốc độ kế Trên thực tế có nhiều loại tốc độ kế khác như: Loại tốc độ kế dùng máy phát tốc, tốc độ kế dạng xung, tốc độ kế dạng phát quang hay stroboscope Trong loại tốc độ kế thì stroboscope thường dùng để kiểm tra tốc độ quay của một vật quay nào một cách đơn giản và nhanh gọn Hay nói cách khác loại này động có thể đo tốc đợ quay ở nhiều nơi khác Còn loại tốc độ kế khác thích hợp cho việc đo tốc độ cố định ở vị trí Mục tiêu: - Trình bày nguyên lý cấu tạo của tốc độ kế - Sử dụng máy stroboscope để đo tốc độ quay theo qui định kỹ thuật - Tuân thủ quy tắc sử dụng và quy tắc an toàn sử dụng tốc độ kế - Có tinh thần trách nhiệm việc bảo quản thiết bị học tập Nội dung chính: Cấu tạo, hoạt động tốc độ kế Mục tiêu:Trình bày cấu tạo bản và hoạt đông tốc đô kế điện từ, tốc đô kế xung, máy stroboscope 1.1 Tốc độ kế điện từ 1.1.1 Máy phát tốc một chiều Máy phát tốc một chiều có cấu tạo và hoạt động máy phát điện một chiều công suất nhỏ, kích từ bằng nam châm vĩnh cửu kích từ độc lập Nhược điểm của máy phát tốc một chiều là độ chính xác phụ thuộc vào phụ tải Nhiệt độ cuộn dây thay đổi làm ảnh hưởng đến điện trở phần ứng của máy phát làm điện áp đầu thay đổi Ngoài điện áp đầu của máy phát phụ thuộc vào điện trở tiếp xúc của chổi than và cổ góp 1, Stato 2, Rô to 3, Cổ góp 4, Chổi than Nếu bỏ qua sụt áp điện trở tiếp xúc chổi than và cổ góp thì có thể coi phương trình điện áp đầu là: Ur = k.n Trong đó: k là hệ số, hay là độ dốc đặc tính của máy phát n là tốc độ quay của rô to 1.1.2 Máy phát tốc xoay chiều 80 Máy phát tốc xoay chiều chia làm loại là: Máy phát tốc đồng bộ và máy phát tốc dị bộ a Máy phát tốc đồng bộ Máy phát tốc đồng bộ với rô to là nam châm vĩnh cửu, stato là cuộn dây Nhờ kích thích bằng nam châm vĩnh cửu nên máy phát tốc đồng bộ không có tiếp xúc vành trượt và chổi than làm tăng độ tin cậy cho máy 1, Stato 2, Rô to Khi rô to của máy phát quay thì cuộn dây stato xuất một suất điện động cảm ứng có trị số tỉ lệ với tần số quay của máy phát Trong đó:f = p.n/60 là tần số của máy phát WF là số vong dây của cuộn dây stato ΦKT là từ thông kích thích dưới cực từ của nam châm vĩnh cửu rô to Nhược điểm của máy phát tốc đồng bộ là tốc độ quay n của rô to thay đổi kéo theo thay đổi về giá trị điện áp mà thay đổi giá trị tần số của điện áp phát ra, làm thay đổi thành phần điện kháng của máy phát tốc và của tải nên dẫn đếm thay đổi đặc tính Ngoài phải lắp thêm bợ phát chiều quay Ưu điểm của loại này là kính thước trọng lượng tương đối nhỏ b Máy phát tốc dị bộ Máy phát tốc dị bộ có cấu tạo giống động chấp hành đồng bộ, với rô to rỗng không dẫn từ Trên stato đặt cuộn dậy lệch pha 900 điện Cuộn kích từ (B) nối với điện áp nguồn, c̣n lại lấy điện của máy phát Khi rô to đứng yên thì máy có từ thông dọc trục nên cuộn phát không có suất điện động cảm ứng Khi rô to quay, ngoài suất điện đợng biến áp có suất điện động quay dẫn rô to cắt đường sức của từ thông kích từ Dưới tác dụng của suất điện động quy rô to hình thành dòng điện trùng pha với suất điện đợng quay, tạo luồng từ thông trùng pha với trục cuộn phát stato Đường sức của từ thông này cắt vòng dây của c̣n phát sinh suất điện động cảm ứng cuộn phát có tần số bằng tần số dòng kích từ 81 1.2 Tốc đợ kế xung 1.2.1 Tốc độ kế từ trở biến thiên Cấu tạo gồm một cuộn dây có lõi sắt từ chịu tác động của một nam châm vĩnh cửu, đối điện là một đĩa quay là một vật liệu sắt từ đó có Khi đĩa quay, từ trở của mạch từ biến thiên một cách tuần hoàn làm cho từ thông qua cuộn dây biên thiên, cuộn dây xuất một suất điện động cảm ứng có tần số tỉ lệ với tốc độ quay 1, Đĩa quay 2, Cuộn dây 3, Nam châm vĩnh cửu Tần số của suất điện động cuộn dây xác định bởi biểu thức: pf = n Trong đó: p - số lượng đĩa n - số vòng quay của đĩa một giây Biên độ E của suất điện động cuộn dây phụ thuộc hai yếu tố: - Khoảng cách cuộn dây và đĩa quay: khoảng cách càng lớn E càng nhỏ - Tốc độ quay: Tốc độ quay càng lớn, E càng lớn Khi tốc độ quay nhỏ, biên độ E bé và khó phát hiện, tồn một vùng tốc độ quay không thể đo được, người ta gọi vùng này là vùng chết Dải đo của cảm biến phụ thuộc vào số của đĩa Khi p lớn, tốc độ nmin đo có giá trị bé Khi p nhỏ, tốc độ nmax đo lớn Thí dụ: với p = 60 răng, dải tốc độ đo n = 50 - 500 vòng/phút, với p =15 dải tốc đợ đo 500 - 10.000 vòng/phút 1.2.2 Tốc độ kế quang Nguồn sáng phát tia hồng ngoại là một diot phát quang (LED) Đĩa quay, đặt nguồn sáng và đầu thu, có lỗ bố trí cách đều mợt vòng tròn Đầu thu là một photodiode phototranzitor Khi đĩa quay, đầu thu chuyển mạch nguồn sáng, lỗ, nguồn phát sáng thẳng hμng Kết là đĩa quay, đầu thu quang nhận một thông lượng ánh sáng biến điệu và phát tín hiệu có tần số tỉ lệ với tốc độ quay biên độ không phụ thuộc tốc độ quay Trong cảm biến quang đo tốc độ, người ta có thể dùng đĩa quay có vùng phản xạ ánh sáng bố trí tuần hoàn một vòng tròn để phản xạ ánh sáng tới đầu thu quang Phạm vi tốc độ đo phụ thuộc vào hai yếu tố chính: - Số lượng lỗ đĩa 82 - Dải thông của đầu thu quang và của mạch điện tử Để đo tốc độ nhỏ (~ 0,1 vòng/phút) phải dùng đĩa có số lượng lỡ lớn (500 1.000 lỗ) Trong trường hợp đo tốc độ lớn ( ~ 10 - 106 vòng/phút) phải sử dụng đĩa quay một lỗ, đó tần số ngắt của mạch điện xác định tốc độ cực đại có thể đo 1.2 1,Nguồn sáng 2,Thấu kính hội tụ 3,Đĩa quay 4,Đầu thu quang Máy Stroboscope Sử dụng máy Stroboscope để đo tốc độ quay Mục tiêu:Trình bày được cách sử dụng máy Stroboscope để đo tốc đô quay Để sử dụng máy Stroboscope để đo tốc độ quay ta làm theo bước sau: Bước 1: Xác định trục cần đo tốc độ quay và đánh dấu điểm làm mốc trục quay đó Có thể đánh dấu bằng bút mầu băng dính màu Bước 2: Bật máy Stroboscope, để đèn flash nháy ở tần số lớn và chiếu vào truch cần đo tốc độ quay Chú ý là chiếu vào vị trí có điểm đánh dấu là mốc Bước 3: Điều chỉnh núm điều chỉnh tần số nháy nút “-“ mặt điều khiển để giảm dần tần số nháy của đèn flash xuống Đến nào nhìn thấy một hình ảnh của trục với điểm làm mốc thì dừng ại đọc kết màn hình Đo tốc độ quay động Mục tiêu: Thực hành đo được tốc đô quay đông Thực hành đo tốc độ quay của động quạt để bàn ta làm theo bước ở sau: Bước 1: Để đo tốc độ quay của động quạt, ta có thê đo thông qua tốc độ quay của cách quạt Để quạt ở chế độ dừng, dùng bút đánh dấu điểm mốc cách quạt hình dưới đây: 83 Hình 13.1: Đánh dấu điểm mốc cách quạt Bước 2: Dùng máy Stroboscope chiếu đèn flash của máy vào cách quạt Chú ý là ban đầu nên để tần số nháy của đèn flash là lớn Hình 13.2: Dùng máy Stroboscope chiếu vào cách quạt Bước 3: Vặn núm điều chỉnh tần số nháy của đèn flash ấn nút “-“ mặt điều khiển để điều chỉnh tần số nháy của đèn flash giảm dần Hình 13.3: Vặn núm điều chỉnh tần số nháy đèn flash Hình 13.4: Ấn nút “+” hoặc “-” để tinh chỉnh tần số nháy đèn flash Vưa chiếu vừa điều chỉnh tần số nháy của đèn flash nhìn thấy ảnh của cách quạt thì dừng lại và đọc kết màn hình hiển thị Khi đó tần số nháy của đèn flash trùng với tần số xuất của cách quạt đánh dấu vị trí đó, hay đó chính là tốc độ quay của cánh quạt 84 Hình 13.5: Đọc kết quả màn hình hiển thị Nhìn màn hình hiển thị của máy có thể thấy tốc độ quay của động quạt là 2413,9 RPM (RPM-vòng/phút) Chú ý: - Khơng nên để máy gần trục quay cần đo Vì đo máy có thể chạm vào trục quay gây hỏng máy - Để tránh bị rơi máy đo, nên đeo dây ở chân máy vào cổ tay để đảm bảo an toàn cho máy Hình 13.6: Đeo dây máy vào cổ tay TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Hòa Giáo trình đo các đại lượng điện và không điện Nhà xuất giáo dục, 2006 Nguyễn Văn Hòa (Chủ biên), Bùi Đăng Thảnh, Hoàng Sỹ Hồng Giáo trình đo lường điện và cảm biến đo lường Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2010 Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quốc, Nguyễn Van Hòa Kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý Nhà xuất Giáo dục, 2003 Đỗ Lương Huyền, Phạm Thanh Huyền Bài giảng kỹ thuật đo lường điện tử 2006 Bộ lao động thương binh và xã hội, Tổng cục dạy nghề Đo lường điện 2004 ... Điện áp thử cách điện 2KV Trạng thái làm việc vuông góc 900 Cấp chính xác 2.5 14 - - - 2.0 100/5A - - - - - Đồng hồ đo dòng điện xoay chiều Hãng EMIC Dải đo từ 0÷100A Kích thước 96x96... tiêu: - Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc điểm của am-pe-mét kiểu từ điện, kiểu điện từ - Chọn loại am pe mét phù hợp yêu cầu công việc đo - Sử dụng thành thạo loại am-pe-mét... 96x96 Trạng thái làm việc vuông góc 900 Cấp chính xác 1.5 Điện áp 220V - 5A 220V - - PT 380V CT 600/5A - - CT 250/5A 380V - Đồng hồ đo công suất tác dụng Hãng RISESUN Dải đo từ 0÷400KW Là