Tài liệu Thực hành môn Kỹ thuật đo lường TNUT

ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐO LƯỜNG – ĐIỀU KHIỂN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG Biên soạn: TS Nguyễn Văn Chí Thái nguyên, 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường MỤC LỤC I Nguyên tắc quy trình thực hành II Nội quy an tồn phịng thực hành III Quy tắc viết báo cáo thực hành IV Hướng dẫn sử dụng số thiết bị đo Bài thực hành #1: Sai số đo lường phép đo thống kê 20 Bài thực hành #2: 24 Đo lường dòng điện điện áp chiều Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường I NGUYÊN TẮC VÀ QUY TRÌNH THỰC HÀNH Sinh viên phải tham gia đầy đủ tất thực hành theo lịch trình Nếu sinh viên bỏ thực hành sinh viên thực hành lại tuần cuối học kỳ Những sinh viên nghỉ 01 thực hành phải học lại học phần đạt điểm “F” Số sinh viên tối đa nhóm thực hành sinh viên Các buổi thực hành bắt đầu theo lịch phòng thực hành, sinh viên đến muộn 15 phút coi vắng mặt buổi thực hành “Tài liệu thực hành” phát cho sinh viên trước tuần buổi thực hành diễn Sinh viên tạo điều kiện để nghiên cứu tài liệu thực hành, đọc tài liệu tham khảo cần thiết, làm tính tốn sơ (nếu cần), thu thập đủ kiến thức thực hành trước đến phòng thực hành Điều kiểm tra giáo viên hướng dẫn định tới điểm sinh viên Hai "trang kết thực hành" để trống cần chuẩn bị trước thực hành "Trang kết thực hành" cho cuối phần thực hành Tất kết thực nghiệm (và đồ họa cần thiết) phải viết tờ giấy Các giáo viên hướng dẫn thực hành phải ký vào Một tờ thực hành nộp lại cho người hướng dẫn sau thực hành Tờ lại sinh viên giữ để sử dụng cho việc viết báo cáo Sinh viên phải thực tất quy tắc an toàn thân thiết bị Sinh viên phải chịu trách nhiệm thay thiết bị dụng cụ bị hư hỏng sử dụng sai quy tắc Sinh viên cần phải tuân theo tất "Quy tắc an tồn" phịng thực hành Sinh viên cần phải dọn vệ sinh xếp gọn gàng đồ đạc thiết bị sau hồn thành thực hành, đàm bảo phịng thực hành ngăn nắp Tất thiết bị cần tắt nguồn trước rời khỏi phòng thực hành Sinh viên học lại nên tham dự thực hành đầy đủ bao gồm việc nộp báo cáo thực hành Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường II NỘI QUY AN TỒN PHỊNG THÍ NGHIỆM Nghiêm cấm hành vi ăn, uống, hút thuốc, ngủ gật phòng thực hành Tránh gây trật tự Đồ trang sức, trang phục, theo quan điểm nhân viên phòng thực hành, có hại khơng đeo, mặc làm việc với máy móc thiết bị phịng thực hành Tất người sử dụng phải mang giày đầy đủ (khơng dép) mặc quần áo dài Tóc dài phải cột lại phía sau cách cẩn thận Khơng đeo vòng cổ Bàn ghế dành cho thiết bị thực hành Khơng để áo khốc, áo len, cặp đồ dùng cá nhân không liên quan khác lên bàn ghế Giữ không gian làm việc bạn gọn gàng đặt tất thiết bị không thực dùng cho việc tiến hành thực hành sang bên Đi lại từ tốn tránh va chạm vào thiết bị Đảm bảo có người ln phịng thực hành Nghiêm cấm mở (bóc) thiết bị phòng thực hành Sử dụng dây nguồn cầu chì phù hợp Thay dây nguồn nứt, hỏng chân Sử dụng dây nối cần thiết tạm thời 10 Điện áp chiều hiệu dụng 50V DC nguy hiểm Biện pháp ngăn ngừa bổ cần thực sử dụng điện áp lớn 11 Luôn thận trọng cấp điện vào mạch thực hành Một số linh kiện mạch tụ điện, điện cảm tạo điện áp cao dù điện áp cấp cho mạch thấp 12 Nghiêm cấm cầm thiết bị mang điện mà tay, chân thể ướt đổ mồ hôi, đứng mặt sàn ướt bề mặt kim loại 13 Nghiêm cấm thao tác với mạch có điện áp dịng điện mà bỏ tay vào túi áo sau lưng 14 Tất vụ tai nạn, có vết thương nhỏ tất điều kiện nguy hại phải báo cáo cho nhân viên phòng thực hành Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường III QUY TẮC VIẾT BÁO CÁO THỰC HÀNH Mỗi sinh viên nhóm cần phải nộp báo cáo thực hành tuần sau hoàn thành buổi thực hành Sinh viên nộp báo cáo muộn bị trừ điểm Báo cáo không chấp nhận nộp chậm sau tuần Các báo cáo thực hành bao gồm mục sau: Trang bìa báo cáo: trang bìa báo cáo để trống tìm thấy phần phụ lục Sinh viên cần hồn thành trang để trang báo cáo Công việc sơ bộ: Nên có đoạn lý thuyết ngắn phương pháp thực hành Không viết lặp lại phần nêu tài liệu hướng dẫn Các mục bên phải viết hiểu biết sinh viên: a) Mục tiêu kỹ thuật thực hành b) Các phép tính tốn câu trả lời Mơ hình thực hành: mục bao gồm: a) Bản vẽ rõ ràng mơ hình thực hành (chỉ tất dụng cụ đo lường, với tên loại nhãn), b) Danh mục thiết bị: danh sách nên bao gồm tên thiết bị, tên nhà sản xuất số lượng thiết bị c) Danh sách linh kiện điện tử công cụ, thiết bị khác có liên quan dùng thực hành Kết thực hành: Phần nên bao gồm: a) Kết tính tốn phần cơng việc sơ dạng bảng, b) Tất giá trị đo dạng bảng, c) Tất đồ thị đường với tiêu đề, đơn vị, tỷ lệ phù hợp hai trục tọa độ, đồ thị Kết luận: bao gồm: a) Tất thảo luận kết thực hành b) Nhận xét khác kết thực nghiệm kết lý thuyết c) Nguyên nhân sinh lỗi cách làm giảm lỗi này, d) Ý kiến cá nhân thực hành Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường Mặc dù báo cáo thực hành viết tay với loại mực khác yêu cầu phải rõ ràng Điểm bị trừ mà báo cáo không trình bày cách rõ ràng Điểm đánh giá thơng qua chất lượng báo cáo thay độ dài Hiểu biết sinh viên thông qua trả lời câu hỏi báo cáo, trình bày kết báo cáo sau thực hành có giá trị định đến điểm thực hành Sự rõ ràng ý tưởng, suy nghĩ hiểu biết yếu tố cần thiết để đạt điểm cao IV HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐO CƠ BẢN MỤC ĐÍCH Nắm cách sử dụng thiết bị đo đồng hồ VOM kim VOM số, Vơn kế, Ampe kế, Ampe kìm…để thực đo đại lượng điện thường gặp cách kỹ thuật, phương pháp đọc xác kết đo Phần sinh viên tự đọc tự thực hành phòng thực hành theo yêu cầu giáo viên hướng dẫn thực hành số số 2 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG: - Đồng hồ VOM thị kim - Đồng hồ VOM thị số - Dao động ký - Máy phát sóng - t 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 thơng: 40~100kHz Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường - Pin: R6Px2 - Cầu chì: Ø6.3x30mm (250V/0.5A) - Kích thước/cân nặng: 144x99x41/270g - Phụ kiện: Sách hướng dẫn sử dụng, đầu que đo 3.1.1 Giới thiệu đồng hồ vạn ( VOM) Đồng hồ vạn ( VOM ) thiết bị đo thiếu với kỹ sư điện nào, đồng hồ vạn có chức đo điện trở, đo điện áp DC, đo điện áp AC đo dòng điện Ưu điểm đồng hồ đo nhanh, kiểm tra nhiều loại linh kiện, kiểm tra q trình 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 thường 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 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường thấp điện áp cần đo đồng hồ báo kịch kim, để cao kim báo thiếu xác * Chú ý – ý : 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 , đồng hồ không ảnh hưởng Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 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 dương (+) 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, trường hợp để thang đo thấp điện áp cần đo => kim báo kịch kim, trường 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 ta để đồng hồ thang xoay chiều đồng hồ báo sai, thơng thường giá trị báo sai cao gấp lần giá trị thực điện áp DC, nhiên đồng hồ không bị hỏng Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường Để sai thang đo đo điện áp chiều => báo sai giá trị * Trường hợp để nhầm thang đo Chú ý – ý : Tuyệt đối không để nhầm đồng hồ vào thang đo dòng điện thang đo điện trở ta đo điện áp chiều (DC) , nhầm đồng hồ bị hỏng !! Trường hợp để nhầm thang đo dòng điện đo điện áp DC => đồng hồ bị hỏng ! 10 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường Dùng thang × 1KΩ để kiểm tra tụ gốm Phép đo tụ gốm cho ta biết : • Tụ C1 cịn tốt => kim phóng nạp ta đo • Tụ C2 bị dị => lên kim khơng trở vị trí cũ • Tụ C3 bị chập => kim đồng hồ lên = Ω khơng trở Dùng thang × 10 Ω để kiểm tra tụ hoá Ở phép đo kiểm tra tụ hố, tụ hố bị dò chập mà chủ yếu bị khơ ( giảm điện dung) đo tụ hố để biết xác mức độ hỏng tụ ta cần đo so sánh với tụ có điện dung 13 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường • Ở phép đo so sánh hai tụ hố điện dung, tụ C1 tụ C2 tụ cũ, ta thấy tụ C2 có độ phóng nạp yếu tụ C1 => chứng tỏ tụ C2 bị khô ( giảm điện dung ) • Chú ý đo tụ phóng nạp, ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ phóng nạp 3.1.6 Hướng dẫn đo dòng điện đồng hồ vạn Cách : Dùng thang đo dòng Để đo dòng điện đồng hồ vạn năng, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu thụ ý đo dòng điện nhỏ giá trị thang đo cho phép, ta thực theo bước sau • Bươc : Đặt đồng hồ vào thang đo dịng cao • Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ chiều dương, que đen chiều âm • Nếu kim lên thấp q giảm thang đo • Nếu kim lên kịch kim tăng thang đo, thang đo để thang cao đồng hồ khơng đo dịng điện • Chỉ số kim báo cho ta biết giá trị dòng điện Cách : Dùng thang đo áp DC Ta đo dòng điện qua tải cách đo sụt áp điện trở hạn dòng mắc nối với tải, điện áp đo chia cho giá trị trở hạn dòng cho biết giá trị dòng điện, phương pháp đo dịng điện lớn khả cho phép đồng hồ đồng hồ cũmg an tồn Cách đọc trị số dịng điện điện áp đo ? * Đọc giá trị điện áp AC DC Khi đo điện áp DC ta đọc giá trị vạch số DCV.A • Nếu ta để thang đo 250V ta đọc vạch có giá trị cao 250, tương tự để thang 10V đọc vạch có giá trị cao 10 trường hợp để thang 1000V 14 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường khơng có vạch ghi cho giá trị 1000 đọc vạch giá trị Max = 10, giá trị đo nhân với 100 lần • Khi đo điện áp AC đọc giá trị tương tự đọc vạch AC.10V, đo thang có giá trị khác ta tính theo tỷ lệ Ví dụ để thang 250V số vạch 10 số tương đương với 25V • Khi đo dịng điện đọc giá trị tương tự đọc giá trị đo điện áp 3.1.7 Các yêu cầu trước thực phép đo: + Xác định loại đại lượng cần đo: Áp DC; Áp AC; Dòng DC; Điện Trở R… + Ước lượng trị số tối đa có + Chọn thang đo có trị số lớn trị số ước lượng (Giá trị ghi thang đo trị số tối đa đo Vì tuyệt đối khơng đo trị số vượt thang đo Nếu trị số đo thực tế nhỏ so với giới hạn thang đo kim lệch kết đo khó đọc; ta chọn thang đo thấp cho kim thị lệch khoảng 2/3 mặt thị để kết đo đọc dễ dàng) + Xác định phương pháp đo 3.1.8 Thực phép đo cụ thể : a Đo điện trở : + Chọn thang đo điện trở thang đo thích hợp + Đặt hai que đồng hồ đo vào hai đầu điện trở cần đo + Đọc kết đo Chú ý : Khi đo điện trở, điện trở phải cách ly hoàn toàn với mạch (đo nguội) - Mỗi chuyển thang đo thang đo điện trở, ta cần phải chỉnh cho Vơn kế kết đo xác Cách chỉnh “0” cho Vơn kế sau: chập hai đầu 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 thang đo thích hợp + Đặt hai que đồng hồ đo vào hai đầu cần đo điện áp + Đọc kết đo c Đo điện áp AC: 15 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường + Chọn thang đo điện áp xoay chiều thang đo thích hợp + Đặt hai que đồng hồ đo vào hai đầu cần đo điện áp + Đọc kết đo d Đo dòng điện DC: + Chọn thang đo dịng điện chiều thang đo thích hợp + Đặt nối tiếp hai que đồng hồ đo vào hai đầu cần đo dòng điện + Đọc kết đo 3.2 ĐỒNG HỒ VÔN KẾ CHỈ THỊ SỐ Wellink HL-1230 Chức năng: - Đo điện áp xoay chiều chiều - Đo dòng điện xoay chiều chiều - Đo điện trở - Đo tần số Đo điện dung - Đo hfe Transistor - Đo kiểm tra di-ốt - Đo kiểm tra dây dẫn 16 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường Các nút chức năng: - Display Panel: Màn hình hiển thị số - Power Switch : Công tắc mở hay ngắt nguồn - mA/A:Sử dụng ổ cắm Com thực chức đo dòng điện xoay chiều chiều nhỏ 1A - 10A: Sử dụng ổ cắm Com thực chức đo dòng điện xoay chiều chiều từ 1A đến 10A - V: Sử dụng ổ cắm Com thực chức đo điện áp xoay chiều đến 750V áp chiều từ đến 1000V - Ω: Sử dụng ổ cắm Com thực chức đo điện áp xoay chiều đến 750V áp chiều từ đến 1000V - DC/AC: Công tắc gạt sang trái đo DC Công tắc gạt sang phải đo AC - Hz : Switch vị trí muốn đo tần số đến 100kHz - Cx: Dùng để đo tụ điện từ 2nF đến 20µF - DH: Công tắc gạt sang phải muốn giữ lại giá trị đo - COM: Sử dụng ổ cắm ổ cắm VΩmA, 10A muốn thực chức đo dòng điện, điện áp, điện trở, tần số 3.3 ĐỒNG HỒ AMPE KÌM Kyoritsu – 2017 Chức năng: - Loại : Hiển thị số - ф55mm 17 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường - Đo áp AC: 40/400/750V - Đo áp DC: 40/400/1000V - Đo điện trở: 400/4000Ω - Đo dòng điện: 400/2000A - Đo tần số: 10~4000Hz - Phụ kiện: đầu que đo Đo điện áp, điện trở, tần số giống Vơn kế Đo dịng điện sử dụng mỏ kẹp 18 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA ĐIỆN TỬ BÔN MÔN ĐO LƯỜNG - ĐIỀU KHIỂN BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG Tên thực hành: ……………………………………………………… Nhóm thực hành số: ……………………………………………………… Thành viên nhóm: ………………………………………………… Biên soạn: TS Nguyễn Văn Chí Mã số sinh viên: ………………………… Họ tên sinh viên: ………………………… Ngày thực hành: Điểm: Hạn nộp báo cáo thực hành: Điểm trừ (do nộp trễ): Kết quả: Thời gian trễ: Chữ ký: 19 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN MODUL THÍ NGHIỆM ĐO LƯỜNG – ĐIỀU KHIỂN BÀI THỰC HÀNH SỐ 1: SAI SỐ TRONG ĐO LƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO THỐNG KÊ MỤC TIÊU Nghiên cứu nguồn gây sai số đo lường Đánh giá sai số ngẫu nhiên phép đo thống kê THIẾT BỊ VÀ LINH KIỆN 30 điện trở giống có giá trị mã màu đồng hồ vạn số KHÁI QUÁT CHUNG Sai số xác định sai lệch giá trị đo giá trị thực đại lượng đo Khi thực phép đo sai số điều khơng thể tránh khỏi khơng phép đo đạt giá trị xác lượng Có số nguyên nhân gây sai số kết phép đo thực nghiệm Các mối quan tâm việc phân tích kết phép đo nguồn gây sai số mức độ mà sai số ảnh hưởng đến giá trị kết đo Sai số phép đo bao gồm thành phần chính: Sai số thơ Sai số hệ thống Sai số ngẫu nhiên Để loại bỏ sai số thơ cần thực phép đo cách chuẩn xác Luôn tuân thủ quy tắc phép đo, không dựa vào lần đo, làm nhiều phép đo đánh giá kết Sai số hệ thống thiết bị đo (sai số thiết bị) điều kiện bên ngồi (sai số mơi trường) Bài thực hành trình bày sai số thiết bị Phép đo thống kê phép đo thực số lượng lớn kết phép đo để xác định thay đổi xảy giá trị tồn phép đo điều dẫn đến các sai số ngẫu nhiên Trong điều kiện lý tưởng, sử dụng số lượng lớn kết phép đo cho ta biết phân bố kết đo, số lượng phép đo lớn giá trị trung bình kết đo tiệm cận đến giá trị thực đại lượng đo Ở bên 20 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường giá trị thực tần suất xuất kết đo giảm, điều thể thông qua đồ thị phân bố sai số Hình 1.1 Trung bình cộng n phép đo ước lượng tốt đại diện cho giá trị thực Nó xây dựng như: n x + x + + x n i∑=1 x i x = = n n n số lần đo, x i giá trị đọc phép đo thứ i (1.1) Độ lệch chuẩn hay độ lệch bình quân phép đo ước lượng có độ xác xác định công thức: n δ12 + δ 2 + + δ n ∑ δi , n →∞ = n −1 n −1 δ i sai lệch phép đo i so với giá trị trung bình δ i = x i − x σ= i =1 (1.2) F (x ) x 3σ 2σ σ − F (x ) = e 2πσ σ 2σ 3σ ( x −x ) 2σ (1.3) Hình 1.1 Đồ thị phân bố tần suất xuất kết đo phép đo thống kê để đánh giá sai số ngẫu nhiên PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH Đo giá trị điện trở đồng hồ số Ghi lại giá trị vào Bảng 1.1 (các giá trị điện trở đo được) Chọn điện trở ngẫu nhiên từ tổng số 30 sau đo ghi lại giá trị điện trở đo chúng vào Bảng 1.1 (tập mẫu 1) 21 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường Trộn tất điện trở lại với chọn ngẫu nhiên 12 điện trở Điện trở chọn có khơng trùng với điện trở bước trước Tiếp đến đo ghi lại giá trị 12 điện trở vào Bảng 1.1 (tập mẫu 2) Trộn tất điện trở lại chọn ngẫu nhiên 16 điện trở tiến hành đo ghi lại giá trị chúng vào Bảng 1.1 (tập mẫu 3) Sử dụng giá trị điện trở đo vẽ biểu đồ cột, biểu đồ tần suất giá trị điện trở đo Chia trang giấy vẽ thứ thành cột Vẽ biểu đồ tần suất (giá trị điện trở đo với tần suất xuất hiện) cho tập mẫu Nối điểm đỉnh đồ thị đường cong Nếu số lượng điện trở mẫu lớn ta có đường cong phân bố xấp xỉ thống thường trình bày Hình 1.1 Tuy nhiên đường cong bạn bị gấp khúc số lượng điện trở Tính tốn ghi vào Bảng 1.1 độ lệch chuẩn σ tất thành phần từng tập mẫu Ghi vào Bảng 1.2 tập mẫu (1, 3) miêu tả rõ ràng tổng số độ lệch chuẩn CÂU HỎI Độ lệch trung bình gì? Đánh giá độ lệch trung bình các kết đo Bảng 1.1 tìm kết đo tốt độ lệch trung bình Sai số ngẫu nhiên gì? Đánh giá sai số ngẫu nhiên mẫu Bảng 1.1 tìm kết đo tốt sai số ngẫu nhiên 22 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường KẾT QUẢ THỰC HÀNH Tên thực hành Nhóm # Họ tên sinh viên : … Ngày thực hành Họ tên giáo viên HD Kết thực hành Giá trị Tập mẫu điện trở : Sai số đo lường phép đo thống kê : … : … : … Tập mẫu Chữ ký: … Tập mẫu Tập mẫu tốt Tập mẫu tốt thứ Tập mẫu Tập mẫu σ = Tập mẫu σ = Tập mẫu σ = Vẽ đồ thị phân bố tần suất xuất kết đo cho tập mẫu 23 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường KHOA ĐIỆN TỬ BƠN MƠN ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN MODUL THÍ NGHIỆM ĐO LƯỜNG – ĐIỀU KHIỂN BÀI THỰC HÀNH SỐ ĐO LƯỜNG DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU DC MỤC TIÊU Nắm cách đo dòng điện điện áp chiều mạch Nắm cách sử dụng đồng hồ vạn THIẾT BỊ VÀ LINH KIỆN Đồng hồ vạn số Đồng hồ vạn Nguồn chiều (12VDC) Điện trở (100 ohm, 1k ohm, 10k ohm) KHÁI QUÁT CHUNG Hai đại lượng thường sử dụng quan trọng dòng điện điện áp Dòng điện lượng nối tiếp đo ampe kế Điện áp xác định thông qua điểm đo việc nối áp kế qua điểm I R1 + EN R2 U - + R1 Hở mạch A EN - a) + R1 R2 b) EN R2 V c) Hình 2.1 (a) Mạch điện, (b) cách đo dòng điện (c) cách đo điện áp: Dòng điện đo cách mắc nối tiếp ampe kế với điện trở; điện áp đo cách nối song song áp kế với 24 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường Để loại bỏ ảnh hưởng tải nội trở ampe kế cần phải nhỏ nội trở áp kế cần phải lớn so với điện trở mạch Nếu khơng ampe kế vol kế thay đổi điều kiện hoạt động mạch dẫn tới sai số Sai số phép đo bao gồm thành phần chính: Sai số thơ Sai số hệ thống Sai số ngẫu nhiên Để loại bỏ sai số thơ cần thực phép đo cách chuẩn xác Luôn tuân thủ quy tắc phép đo, không dựa vào lần đo, làm nhiều phép đo đánh giá kết Sai số hệ thống thiết bị đo (sai số thiết bị đo) điều kiện bên ngồi (sai số mơi trường) Sai số thiết bị đo đưa sách hướng dẫn sử dụng thiết bị đối thông qua cấp xác ∆x γ % = ins 100% ≜ Class { } (2.1) Sx γ % sai số tương đối thiết bị đo hay gọi cấp xác thiết bị đo Class Sai số thiết bị đo tương tự thường thể thơng qua cấp xác thiết bị đo Cấp xác thiết bị đo sai số tương đối thiết bị đo ∆x ins tương ứng với độ lệch toàn thang đo (giá trị thang đo lớn S x ) Sai số phụ đo dòng điện điện áp ampe kế vol kế tính tốn dựa công thức tương ứng sau: ∆I R γI = = (2.2) I R + RN γV = ∆V Rth = V R + Rth (2.3) R nội trở đồng hồ đo, RN điện trở tương đương Norton Rth điện trở tương đương Thevenin mạch Điện trở tương đương Vol kế tương tự thay đổi theo dải đo, gọi S đầu vào trở kháng/V, ví dụ “20KΩ/V” Giá trị cho trước tương ứng với vol kế sử dụng thực hành Nếu thang đo vol kế SV nội trở vol kế tương tự là: R = S × SV (2.4) Nội trở áp kế số thường số lớn 1MΩ Nội trở ampe kế thay đổi theo dải đo thiết bị đo biết qua việc xem sách hướng dẫn sử dụng thiết bị Sai số tương đối phép đo tổng sai số phụ tải sai số thiết bị đo với giả sử sai số khác không đáng kể 25 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường Sai số phép đo dòng điện ∆I ∆I ins R βI = = 100% + 100% I I R + RN Sai số phép đo điện áp ∆U ∆U ins Rth βV = 100% = 100% + 100% U U R + Rth (2.5) (2.6) PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH Tính tốn dịng điện điện áp qua điện trở R1 R1 sơ đồ Hình 2.2 R1 = 10KΩ R2=100Ω I1 EN 12V I2 R1=1KΩ + R3=10KΩ R2 V2 Hình 2.2 Sơ đồ thực hành đo dòng điện điện áp chiều Lắp mạch Hình 2.2 Chọn R2=10kΩ Đo giá trị xác nguồn điện áp sử dụng áp kế số Hở mạch đầu điện trở R1 kết nối ampe kế tương tự nối tiếp để đo dòng I1 Hở mạch đầu điện trở R2 kết nối ampe kế tương tự nối tiếp để đo dòng I2 Kết nối vol kế tương tự song song với điện trở R1 để đo giá trị V1 Kết nối vol kế tương tự song song với điện trở R2 để đo giá trị V2 Lặp lại bước từ bước đến bước sử dụng đồng hồ vạn số Thiết lập điện trở R2=100Ω lặp lại bước từ Tính tốn sai số phép đo điền vào Bảng 2-1, 2-2 CÂU HỎI Tính tốn giá trị điện trở đầu vào nhỏ vol kế (có sai số phụ 1%) đo giá trị V2 theo sơ đồ Hình 2.2 giá trị R2 = 100Ω Phương pháp khác để đo điện áp chiều gì? Giải thích hoạt động chúng so sánh với phương pháp đo đơn giản sử dụng vol kế Liệu có hay khơng? Một phương pháp đo dịng điện mạch mà khơng cần ngắt đoạn mạch ra? Giải thích phương pháp cách chi tiết 26 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường KẾT QUẢ THỰC HÀNH Tên thực hành Nhóm # Họ tên sinh viên : … Ngày thực hành Họ tên giáo viên HD Kết thực hành V = ………… : Đo lường dòng điện điện áp chiều : … : … : … Chữ ký: … Bảng 2.1 Kết Lý thuyết R2 = 10k Ω R2 = 100Ω V1 R2 = 10k Ω Đồng hồ tương tự Thực nghiệm R2 = 100Ω Đồng hồ Đồng hồ số tương tự Đồng hồ số I1 V2 I2 Bảng 2.2 Sai số phép đo R2 = 10k Ω Đồng hồ đo tương tự Sai số Sai số phụ Tổng thiết bị đo tải sai số Đồng hồ đo số Sai số Sai số phụ thiết bị đo tải Tổng sai số Đồng hồ đo số Sai số Sai số phụ thiết bị đo tải Tổng sai số V1 I1 V2 I2 R2 = 100Ω Đồng hồ đo tương tự Sai số Sai số phụ Tổng thiết bị đo tải sai số V1 I1 V2 I2 27 Nguyễn Văn Chí ngchi@tnut.edu.vn 2017 ... bị đo Bài thực hành #1: Sai số đo lường phép đo thống kê 20 Bài thực hành #2: 24 Đo lường dòng điện điện áp chiều Nguyễn Văn Chí ngchi @tnut. edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật. .. 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường KẾT QUẢ THỰC HÀNH Tên thực hành Nhóm # Họ tên sinh viên : … Ngày thực hành Họ tên giáo viên HD Kết thực hành V = ………… : Đo lường dòng... kế Đo dịng điện sử dụng mỏ kẹp 18 Nguyễn Văn Chí ngchi @tnut. edu.vn 2017 Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA ĐIỆN TỬ BÔN MÔN ĐO LƯỜNG