Đo lường điện

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG    ĐO LƯỜNG ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ ĐO (Tập giảng dùng cho sinh viên cao đẳng ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử) Biên soạn: ThS Đỗ Như Quỳnh Bộ môn: Điện-điện tử Khoa: Cơng nghệ Hải Phòng - 5/2014 ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng MỤC LỤC Lời nói đầu .3 Chương I: Các khái niệm kỹ thuật đo lường 1.1 Các định nghĩa khái niệm chung đo lường 1.1.1 Định nghĩa đo lường, đo lường học kỹ thuật đo lường 1.1.2 Khái niệm tín hiệu đo đại lượng đo 1.1.3 Thiết bị đo phương pháp đo 1.2 Phân loại phương pháp đo 1.2.1 Phương pháp đo biến đổi thẳng 1.2.2 Phương pháp đo kiểu so sánh: 1.3 Phân loại thiết bị đo 1.4 Đơn vị đo chuẩn mẫu 1.4.1 Khái niệm chung .8 1.4.2 Hệ thống đơn vị bao gồm hai nhóm 1.4.3 Các chuẩn cấp quốc gia đơn vị hệ thống SI 1.5 Cấu trúc dụng cụ đo .10 1.5.1 Phân loại dụng cụ đo .10 1.5.2 Sơ đồ khối dụng cụ đo 10 1.6 Các đặc tính dụng cụ đo .12 1.6.1 Sai số dụng cụ đo 12 1.6.2 Độ nhạy 14 1.6.3 Điện trở dụng cụ đo công suất tiêu thụ 14 1.6.4 Độ tác động nhanh 14 1.6.5 Độ tin cậy 15 CÂU HỎI ÔN TẬP .15 Chương II: Các cấu thị 15 2.1 Cơ cấu thị dụng cụ đo tương tự 16 2.1.1 Khái niệm chung .16 2.1.2 Cơ cấu thị từ điện 16 2.1.3 Cơ cấu đo điện từ 18 2.1.4 Cơ cấu đo điện động 19 2.2.Chỉ thị số 20 2.2.1 Nguyên lý thị số 20 2.2.2 Mã số .20 2.2.3 Mạch đếm 21 2.2.4 Bộ số (chỉ thị số) .22 2.2.5 Bộ giải mã .23 CÂU HỎI ÔN TẬP .24 Chương III: Đo điện áp dòng điện 25 3.1 Ampe kế 25 3.1.1 Ampe kế chiều (DC) 25 3.1.2 Các ampe kế xoay chiều 29 3.2 Vôn kế 31 3.2.1 Vôn kế chiều 31 3.2.2 Vôn kế xoay chiều 34 3.3 Vôn kế số 35 3.3.1 Giới thiệu chung .35 3.3.2 Vôn kế số biến đổi thời gian 35 3.3.3 Vôn kế đổi tần số .36 Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP .37 Chương 4: Đo thông số mạch điện 39 4.1 Đo điện trở .39 4.1.1 Đo điện trở vôn kế ampe kế 39 4.1.2 Đo điện trở trực tiếp ôm kế 40 4.1.3 Cầu đo điện trở 45 4.1.4 Đo điện trở lớn 48 4.2 Cầu dòng xoay chiều 50 4.2.1 Cầu đo điện cảm hệ số phẩm chất cuộn dây .50 4.2.2 Đo điện dung góc tổn hao tụ điện .53 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP .54 Chương 5: Đo công suất lượng 56 5.1.Đo công suất mạch pha 56 5.1.1 Đo công suất chiều (DC) 56 5.1.2 Oát kế điện động .57 5.1.3 Công tơ pha đo lượng 58 5.1.4 Công tơ điện tử: .61 5.2 Đo công suất mạch ba pha 62 5.2.1 Nguyên lý chung .62 5.2.2 Các phương pháp đo công suất mạch pha 63 5.3 Đo công suất phản kháng .64 5.3.1 Đo công suất phản kháng mạch pha .64 5.3.2 Đo công suất phản kháng mạch pha 65 CÂU HỎI ÔN TẬP .67 Chương 6: Dao động ký (Oscillos cope) 67 6.1 Sơ đồ khối dao động ký 67 6.2 Ống phóng tia điện tử .68 6.2.1.Cấu tạo triot .68 6.2.2 Tấm làm lệch (phiến làm lệch) 69 6.3 Bộ khuếch đại làm lệch 70 6.4 Tín hiệu quét 71 6.5 Bộ tạo gốc thời gian .71 6.6 Dao động ký điện tử hai tia 72 6.7 Ứng dụng dao động ký điện tử 73 6.7.1 Đo điện áp tần số tín hiệu 73 6.7.2 Đo tần số phương pháp so sánh 74 6.7.3 Đo góc lệch pha .74 CÂU HỎI ÔN TẬP 76 Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng Lời nói đầu Mơn học kỹ thuật đo lường trình bày kiến thức kỹ thuật đo dùng ngành điện Giới thiệu phép đo để ứng dụng cho ngành sản xuất công nghiệp Kỹ thuật Đo lường Điện môn học nghiên cứu phương pháp đo đại lượng vật lý: đại lượng điện: điện áp, dòng điện, cơng suất,… đại lượng không điện: nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc… Bài giảng Kỹ thuật Đo lường Điện biên soạn dựa giáo trình tài liệu tham khảo nay, dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành: Điện công nghiệp, Điện dân dụng, Kỹ thuật Viễn thông, Kỹ thuật Thông tin, Tự động hoá Cung cấp cho sinh viên kiến thức chuyên sâu kỹ thuật đo lường ngành điện Trình bày dụng cụ đo, nguyên lý đo phương pháp đo thông số Trên sở đó, người học biết cách sử dụng dụng cụ đo xử lý kết đo công việc sau Trong trình biên soạn, đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến, cố gắng sửa chữa, bổ sung cho sách hồn chỉnh hơn, song chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Tác giả Tập giảng mơn Đo lường điện thiết bị đo ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng Chương I: Các khái niệm kỹ thuật đo lường Trong q trình nghiên cứu khoa học nói chung cụ thể từ việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm vận hành, sữa chữa thiết bị, q trình cơng nghệ… yêu cầu phải biết rõ thông số đối tượng để có định phù hợp Sự đánh giá thông số quan tâm đối tượng nghiên cứu thực cách đo đại lượng vật lý đặc trưng cho thơng số 1.1 Các định nghĩa khái niệm chung đo lường 1.1.1 Định nghĩa đo lường, đo lường học kỹ thuật đo lường a) Đo lường: tŕnh đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo Kết đo biểu diễn dạng: A= X ta có X = A X0 X0 Trong đó: X - đại lượng đo X0 - đơn vị đo A - số kết đo Ví dụ: I = 5A; I – dòng điện; – số đo; A – đơn vị đo b) Đo lường học: ngành khoa học chuyên nghiên cứu để đo đại lượng khác nhau, nghiên cứu mẫu đơn vị đo c) Kỹ thuật đo lường: ngành kỹ thuật chuyên môn nghiên cứu để áp dụng thành đo lường học vào phục vụ sản xuất đời sống 1.1.2 Khái niệm tín hiệu đo đại lượng đo * Tín hiệu mang thơng tin giá trị đại lượng đo lường gọi tín hiệu đo lường * Đại lượng đo thơng số xác định q trình vật lý tín hiệu đo * Đại lượng đo phân thành hai loại: Đại lượng đo tiền định đại lượng đo biết trước quy luật thay đổi theo thời gian chúng Đại lượng đo ngẫu nhiên đại lượng đo mà thay đổi theo thời gian không theo quy luật định 1.1.3 Thiết bị đo phương pháp đo a) Thiết bị đo: thiết bị kỹ thuật dùng để gia cơng tín hiệu mang thơng tin đo thành Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng dạng tiện lợi cho người quan sát Thiết bị đo gồm nhiều loại: thiết bị mẫu, chuyển đổi đo lường, dụng cụ đo, tổ hợp thiết bị đo lường hệ thống thông tin đo lường b) Phương pháp đo: Quá trình đo tiến hành thơng qua thao tác sau: - Thao tác xác định mẫu thành lập mẫu - Thao tác so sánh - Thao tác biến đổi - Thao tác thể kết hay thị Thủ tục phối hợp thao tác gọi phương pháp đo 1.2 Phân loại phương pháp đo Có thể có nhiều phương pháp đo khác thực tế thường phân thành loại phương pháp đo phương pháp đo biến đổi thẳng phương pháp đo kiểu so sánh 1.2.1 Phương pháp đo biến đổi thẳng - Định nghĩa: phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu biến đổi thẳng, nghĩa khơng có khâu phản hồi - Quá trình thực hiện: * Đại lượng cần đo X qua khâu biến đổi để biến đổi thành số N X, đồng thời đơn vị đại lượng đo XO biến đổi thành số NO * Tiến hành trình so sánh đại lượng đo đơn vị (thực phép chia NX/NO), * Thu kết đo: AX = X/XO = NX/NO Hình 1.1 Lưu đồ phương pháp đo biến đổi thẳng Quá trình gọi trình biến đổi thẳng, thiết bị đo thực trình gọi thiết bị đo biến đổi thẳng Tín hiệu đo X tín hiệu đơn vị X O sau qua khâu biến đổi (có thể hay nhiều khâu nối tiếp) qua biến đổi tương tự - số A/D để có NX NO , qua khâu so sánh có NX/NO Dụng cụ đo biến đổi thẳng thường có sai số tương đối lớn tín hiệu qua khâu biến đổi có sai số tổng sai số khâu, dụng cụ đo loại thường sử dụng độ xác yêu cầu phép đo không cao Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng 1.2.2 Phương pháp đo kiểu so sánh: - Định nghĩa: phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu mạch vòng, nghĩa có khâu phản hồi - Q trình thực hiện: * Đại lượng đo X đại lượng mẫu X O biến đổi thành đại lượng vật lý thuận tiện cho việc so sánh * Quá trình so sánh X tín hiệu XK (tỉ lệ với X O) diễn suốt trình đo, hai đại lượng đọc kết XK có kết đo Q trình đo gọi trình đo kiểu so sánh Thiết bị đo thực trình gọi thiết bị đo kiểu so sánh (hay gọi kiểu bù) Hình 1.2 Lưu đồ phương pháp đo kiểu so sánh + Các phương pháp so sánh: so sánh SS thực việc so sánh đại lượng đo X đại lượng tỉ lệ với mẫu XK, qua so sánh có: ΔX = X - XK Tùy thuộc vào cách so sánh mà có phương pháp sau: - So sánh cân bằng: * Quá trình thực hiện: đại lượng cần đo X đại lượng tỉ lệ với mẫu X K = NK.XO so sánh với cho ΔX = 0, từ suy X = XK = NK.XO + suy kết đo: AX = X/XO = NK Trong trình đo, XK phải thay đổi X thay đổi để kết so sánh ΔX = từ suy kết đo * Độ xác: phụ thuộc vào độ xác XK độ nhạy thiết bị thị cân (độ xác nhận biết ΔX = 0) Ví dụ: cầu đo, điện kế cân - So sánh không cân bằng: * Quá trình thực hiện: đại lượng tỉ lệ với mẫu XK không đổi biết trước, qua so sánh có ΔX = X - XK, đo ΔX có đại lượng đo X = Δ X + XK từ có kết đo: AX = X/XO = (ΔX + XK)/XO * Độ xác: độ xác phép đo chủ yếu độ xác X K định, ngồi phụ thuộc vào độ xác phép đo ΔX, giá trị ΔX so với X (độ xác phép đo cao ΔX nhỏ so với X) Phương pháp thường sử dụng để đo đại lượng không điện, đo ứng suất (dùng mạch cầu không cân bằng), đo nhiệt độ… - So sánh không đồng thời: Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng * Quá trình thực hiện: dựa việc so sánh trạng thái đáp ứng thiết bị đo chịu tác động tương ứng đại lượng đo X đại lượng tỉ lệ với mẫu X K, hai trạng thái đáp ứng suy X = XK Đầu tiên tác động X gây trạng thái đo thiết bị đo, sau thay X đại lượng mẫu XK thích hợp cho gây trạng thái X tác động, từ suy X = XK Như rõ ràng XK phải thay đổi X thay đổi * Độ xác: phụ thuộc vào độ xác XK Phương pháp xác thay XK X trạng thái thiết bị đo giữ nguyên Thường giá trị mẫu đưa vào khắc độ trước, sau qua vạch khắc mẫu để xác định giá trị đại lượng đo X Thiết bị đo theo phương pháp thiết bị đánh giá trực tiếp vôn kế, ampe kế thị kim - So sánh đồng thời: * Quá trình thực hiện: so sánh lúc nhiều giá trị đại lượng đo X đại lượng mẫu XK, vào giá trị suy giá trị đại lượng đo Ví dụ: xác định inch mm: lấy thước có chia độ mm (mẫu), thước theo inch (đại lượng cần đo), đặt điểm trùng nhau, đọc điểm trùng là: 127mm inch, 254mm 10 inch, từ có được:1 inch = 127/5 = 254/10 = 25,4 mm 1.3 Phân loại thiết bị đo a) Mẫu: thiết bị đo để khôi phục đại lượng vật lý định Thiết bị mẫu phải đạt độ xác cao từ 0,001% ÷ 0,1% tùy theo cấp, loại b) Dụng cụ đo: thiết bị để gia công thông tin đo lường thể kết số, đồ thị bảng số Tùy theo cách biến đổi tín hiệu thị, dụng cụ đo chia thành dụng cụ đo tương tự (Analog) dụng cụ đo thị số (Digital) - Dụng cụ đo tương tự dụng cụ đo mà kết đo hàm liên tục trình thay đổi đại lượng đo - Dụng cụ đo số loại thể kết đo số c) Chuyển đổi đo lường: thiết bị dùng để biến đổi tín hiệu đo đầu vào thành tín hiệu thuận lợi hơnđể biến đổi tiếp theo, truyền đạt, gia công lưu giữ khơng quan sát Có hai loại chuyển đổi: - Chuyển đổi đại lượng điện thành đại lượng điện khác chuyển đổi tương tự - số (A/D) số - tương tự (D/A) v.v… - Chuyển đổi đại lượng không điện thành đại lượng điện Đó biến đổi sơ cấp phận đầu đo hay cảm biến d) Hệ thống thông tin đo lường: tổ hợp thiết bị đo thiết bị phụ để tự động thu thập số liệu, truyền số liệu theo kênh liên lạc chuyển dạng Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng thuận tiện cho việc đo điều khiển 1.4 Đơn vị đo chuẩn mẫu 1.4.1 Khái niệm chung Đơn vị đo giá trị đơn vị tiêu chuẩn đại lượng đo quốc tế qui định mà quốc gia phải tuân thủ Trên giới người ta chế tạo đơn vị tiêu chuẩn gọi chuẩn Ví dụ chuẩn “Ơm quốc tế”, chuẩn “Ampe” 1.4.2 Hệ thống đơn vị bao gồm hai nhóm a) Đơn vị bản: thể đơn vị chuẩn mẫu với đọ xác cao mà khoa học kỹ thuật đại thực b) Đơn vị kéo theo: đơn vị có liên quan đến đơn vị đo banrtheer qua biểu thức Ngày nước thường sử dụng hệ thống đơn vị thống hệ thống đơn vị SI hệ thống thông qua hội nghị quốc tế năm 1960 Trong có bảy đơn vị là: mét (m) (chiều dài), kilôgam (kg) (khối lượng), thời gian tính giây (s), ampe (A) (cường độ dòng điện), K (nhiệt độ), mol (đơn vị số lượng vật chất), Cd ( cường độ ánh sáng) Ngồi bảy đơn vị có đơn vị kéo theo lĩnh vực cơ, điện, từ quang học Bảng 1.1 giới thiệu đơn vị đo kéo theo lĩnh vực cơ, điện, từ quang học Bảng 1.1 Các đại lượng Tên đơn vị Kí hiệu Các đại lượng Độ dài Mét m Khối lượng Kilôgam kg Thời gian Giây s Dòng điện Ampe A Nhiệt độ Kelvin K Số lượng vật chất Môn Mol Cường độ ánh sáng Candela Cd Các đại lượng học Tốc độ Gia tốc Năng lượng công Lực Cơng suất Mét giây Mét giây bình phương Jun Niutơn Watt Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo m/s m/s2 J N W ThS Đỗ Như Quỳnh Năng lượng Các đại lượng điện Lượng điện Điện áp, điện động Cường độ điện trường Điện dung Điện trở Điện trở riêng Hệ số điện môi tuyệt đối Các đại lượng từ Từ thông Cảm ứng từ Cường độ từ trường Điện cảm Hệ số từ thẩm Các đại lượng quang Luồng ánh sáng Cường độ sáng riêng Độ chiếu sáng Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng Watt giây W/s Culơng Vơn Vơn mét Fara Ơm Ơm mét Fara mét C V V/m F Ω Ω.m F/m Vebe Tesla Ampe mét Henri Henri mét Wb T A/m H H/m Lumen Candela mét vuông Lux lm Cd/m2 lx 1.4.3 Các chuẩn cấp quốc gia đơn vị hệ thống SI a) Chuẩn đơn vị độ dài Đơn vị độ dài (m) Mét quãng đường ánh sáng chân không khoảng thời gian 1/299792458 giây (CGPM * lần thứ 17, 1983 * CGPM tên viết tắt tiếng Pháp đại hội cân đo quốc tế) b) Chuẩn đơn vị khối lượng Kilogam (kg) – đơn vị khối lượng khối lượng mẫu kilogam quốc tế đặt trung tâm quốc tế mẫu cân quốc tế Pari c) Chuẩn đơn vị thời gian Đơn vị thời gian - giây (s) khoảng thời gian 9192631770 chu kì phát xạ, tương ứng với thời gian chuyển hai mức gần trạng thái nguyên tử xê-si 133 d) Chuẩn đơn vị dòng điện Ampe (A) dòng điện khơng đổi chạy hai dây dẫn thẳng, song song, dài vô hạn, tiết diện tròn nhỏ khơng đáng kể, đặt cách mét chân không, gây mét dài dây lực 2.10-7 niuton ( CGPM lần thứ 9, 1948) e) Chuẩn dơn vị nhiệt độ Đơn vị nhiệt độ Kelvin (K) – nhiệt độ có giá trị 1/273,16 phần nhiệt Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng PΣ = UBAiB + UBCiC 5.2.2 Các phương pháp đo công suất mạch pha a) Phương pháp dùng ốt kế Nếu mạch pha có phụ tải hình đối xứng ta cần đo cơng st pha sau nhân 3, lúc đó: P3f = 3Pf (hình 5.6a) Nếu mạch pha phụ tải hình tam giác đối xứng ta cần đo công suất nhánh phụ tải sau nhân lần ta cơng suất tổng (hình 5-6b) a) b) Hình 5.6 a) Đo cơng suất với tải mắc hình b) Đo cơng suất với tải mắc hình tam giác Trong trường hợp mạch điện nối tam giác hình khơng có điểm trung tính ta tạo trung tính giả điện trở phụ R 2, R3 với điều kiện R2 = R3 = Ru (Ru diện trở mạch song song ốt kế) (hình 5.7) Hình 5.7 Đo cơng suất mạch pha tạo trung tính giả Từ sơ đồ ta có: IA = IAB + IAC (5-22) Cơng suất oát kế PA = UANIAcos(UANIA) = UANIAcosφ Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo 63 ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng Do UAN = UAB/ ; IA = IAB Ta có PA = UABIABcosφ (5-23) Công suất tổng mạch pha PΣ = 3PA =3 UABIAcosφ (5-24) b) Phương pháp dùng oát kế Phương pháp dùng mạch điện pha không đối xứng Dựa vào biểu thức (5-21a,b) ta đo cơng suất mạch pha ốt kế mà không bị phụ thuộc vào dạng phụ tải hình 5.8 Hình 5.8 Đo cơng suất oát kế c) Phương pháp dùng oát kế Trong trường hợp mạch pha có IB, IC Dây trung tính NN dây chung, phụ tải hình với dây trung tính ta có: PΣ = PA + PB + PC không đối xứng để đo công suất tổng ta phải sử dụng ốt kế cơng suất mạch pha tổng công suất pha đo ốt kế Sơ đồ mắc hình 5.9 Cuộn áp oát kế mắc vào điện áp pha UAN, UBN, UCN Các cuộn dòng mắc nối tiếp với dòng điện pha I A, Hình 5.9 Đo cơng suất ốt kế 5.3 Đo cơng suất phản kháng 5.3.1 Đo công suất phản kháng mạch pha Các cấu điện động sắt điện động sử dụng để chế tạo dụng cụ đo công suất phản kháng Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo 64 ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng Khác với cơng suất tác dụng, công suất phản kháng tỉ lệ với sinφ Để tạo góc sinφ phải tạo góc lệch γ = π/2 vecto dòng áp cuộn dây điện áp oát kế Muốn người ta mắc thêm điện trở R song song với cuộn áp (tại điểm a,b) sau mắc nối tiếp cuộn dây điện cảm L2 điện trở R2 (hình 5.10) Hình 5.10 Oát kế điện động đo công suất phản kháng Với cách mắc tạo góc lệch pha điện áp U dòng điện I u cuộn áp góc γ = π/2 cách chọn thơng số thích hợp Khi góc lệch α ốt kế là: α = kI u I cos( π / − ϕ ) = k S= U I sin ϕ = SQ ZU (5-25) k : độ nhạy oát kế phản kháng ZU 5.3.2 Đo công suất phản kháng mạch pha Công suất phản kháng mạch pha coi tổng cơng suất phản kháng pha Q = UfAIfAsinφA + UfBIfBsinφB + UfCIfCsinφC (5-26) a) Khi tải đối xứng Q = 3UfIfsinφ = UdIdsinφ (5-27) Để đo công suất phản kháng mạch pha tải đối xứng, ta sử dụng ốt kế đo cơng suất tác dụng mắc theo sơ đồ hình 5-11 Trong cuộn dòng ốt kế mắc vào pha A, cuộn áp mắc vào pha B pha C Trong trường hợp ta có: Q3f = QA = UdIdsinφ Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo 65 ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng Hình 5.11 Đo cơng suất phản kháng oát kế b) Phương pháp dùng oát kế Nếu đo công suất mạch pha dùng ốt kế mắc hình 5-12 Từ hình 5.12 ta có cơng suất tổng mạch pha là: Q3f = (P1 + P2) = UdIdsinφ Hình 5.12 Đo cơng suất phản kháng oát kế c) Phương pháp dùng oát kế Khi phụ tải mạch nối tam giác khơng đối xứng ta dùng ốt kế mắc hình 5-13 Cơng suất là: P1 + P2 + P3 = Ud ( I A sin ϕ1 + I B sin ϕ + I C sin ϕ ) Hình 5.13 Đo cơng suất phản kháng ốt kế Tập giảng mơn Đo lường điện thiết bị đo 66 ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng CÂU HỎI ÔN TẬP Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động oát kế điện động? Nếu cấu tạo, nguyên lý hoạt động công tơ pha Trước sử dụng công tơ cần thực kiểm tra hiệu chỉnh công tơ nào? Nêu bước hiệu chỉnh cơng tơ Có cách mắc phụ tải mạch điện pha Nêu phương pháp đo công suất thực mạch điện pha đối xứng không đối xứng? Công suất phản kháng công suất thực khác chỗ nào? Nêu phương pháp đo công suất phản kháng mạch điện pha pha? Chương 6: Dao động ký (Oscillos cope) 6.1 Sơ đồ khối dao động ký Sơ đồ khối máy sóng thông dụng Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo 67 ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng Hình 6.1 Sơ đồ khối máy sóng Oscilloscope Tín hiệu vào đưa qua chuyển mạch AC/DC (khố K đóng cần xác định thành phần DC tín hiệu quan tâm đến thành phần AC mở K) Tín hiệu qua phân áp (hay gọi suy giảm đầu vào) điều khiển chuyển mạch núm xoay nóm xoay VOLTS/DIV, nghĩa xoay núm cho phép ta điều chỉnh tỉ lệ sóng theo chiều đứng Chuyển mạch Y- POS để xác định vị trí theo chiều đứng sóng, nghĩa di chuyển sóng theo chiều lên xuống tuỳ ý cách xoay núm vặn Sau qua phân áp, tín hiệu vào khuếch đại Y khuếch đại làm lệch đưa tới điều khiển cặp làm lệch đứng Tín hiệu KĐ Y đưa tới trigo (khối đồng bộ), trường hợp gọi đồng trong, để kích thích mạch tạo sóng cưa (còn gọi mạch phát quét) đưa tới điều khiển cặp làm lệch ngang để tăng hiệu điều khiển, số mạch sử dụng thêm khuếch đại X sau khối tạo điện áp cưa) Đôi người ta cho mạch làm việc chế độ đồng cách cắt đường tín hiệu từ khuếch đại Y, thay vào cho tín hiệu ngồi kích thích khối tạo sóng cưa 6.2 Ống phóng tia điện tử 6.2.1.Cấu tạo triot a) Lưới: cốc niken có lỗ đáy bao lấy katot b) Katốt: làm niken, hình trụ, mặt đáy phẳng phủ lớp ôxit để phát điện tử sợi đốt làm nhiệm vụ nung katốt Katốt trì điện -2kV lưới điều chỉnh từ -2kV ÷ -2,05kV Điện lưới điều khiển dòng điện tử từ katốt hướng tới hình c) Hệ thống anốt: - Anốt thứ (A1) dạng hình trụ có điện dương cao so với katốt Các điện tử gia tốc từ katốt qua lưới anốt thứ Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo 68 ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng Ngồi anốt A1 ống phóng tia điện tử có anốt A2, A3 Các anốt có nhiệm vụ tạo trường gia tốc làm cho điện tử sau qua điện cực anốt đạt tốc độ lớn, mặt khác anốt làm nhiệm vụ điều tiết điện tử để tạo thành tia nhỏ hướng tới hình Điện A A3 giữ đất (dương so với katốt ) hiệu điện A giữ ổn định -2kV tạo đường đẳng điện tử chuyển động qua anốt với tốc độ ổn định diệ Hình 6.2 Ống phóng tia điện tử 6.2.2 Tấm làm lệch (phiến làm lệch) Trong ống phóng tia điện tử bố trí cặp cực để làm lệch tia điện tử phía ngang (theo trục X) phía thảng đứng (theo trục Y) Các cặp cực gọi lệch đứng lệch ngang Đặt lệch đứng lệch ngang chắn cách điệnngăn không cho điện trường cặp ảnh hưởng tới cặp Điện lệch +E/2 –E/2 kia, hiệu điện làm lệch E Các điện tử (mang điện âm)bị hút phía dương bị đẩy khỏi âm làm cho chùm tia điện tử bị lệch Nếu tác động điện áp xoay chiều lên làm lệch chùm tia ln bị đổi hướng tạo thành đường thẳng Tập giảng môn Đo lường điện thiết bị đo 69 ThS Đỗ Như Quỳnh Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng 6.3 Bộ khuếch đại làm lệch Một điện áp dùng để làm lệch tia điện tử phải biến đổi thành hai điện áp ngược chiều +E/2 –E/2, muốn cần phải có khuếch có tín hiệu đưa vào (một chiều xoay chiều) tín hiệu có dạng vi sai Hình 6.3 Bộ khuếch đại làm lệch Trong T2 T3 tạo thành khuếch đại ghép emitter chung T T4 mạch gánh emitter tạo điện trở vào lớn Khi điện áp vào 0, bazơ T mức đất bazơ T4 điều chỉnh mức đất bazơ T T3 mức âm so với đất (-U B2 = -UB3) Do IC2 = IC3 điện áp rơi R R6 điều chỉnh collecto T2 T3 mức đất Các collecto đầu khuếch đại chúng mắc trực tiếp với lái tia Con trượt chiết áp R4 thường nằm điểm giữ vai trò điện trở điều chỉnh cân đầu vi sai khuếch đại Khi điện áp vào khác không, qua phân áp đặt vào bazơ trasistor T1 lúc IE1 ≠ 0, dòng IE1 qua R1 R2 tạo thành điện áp đặt vào trasistor T2 khiến cho dòng IC2 tăng IC3 giảm Khi IC2 tăng, điện áp UC2 giảm xuống mặt khác IC3 giảm, điện áp UC3 tăng Nếu độ biến thiên UC2 ΔUC2 = -1V ΔUC3 = +1V Khi tín hiệu vào phân áp tăng theo chiều âm, I C2 giảm, IC3 tăng ΔUC2 >0 ΔUC3