Xây dựng phương trình đặc tính thang đo của cơ cấu chỉ thị từ điện và nhận xét. ……………1+2 2. Trình bày về LED 7 thanh và LCD trong bộ chỉ thị số. …………………………………….2+3+4 3. Xây dựng phương trình đặc tính thang đo của cơ cấu chỉ thị điện động và nhận xét. ………...4+5 4.Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương trình đặc tính thang đo của công tơ điện ...5+6 một pha. 5. Xây dựng phương trình đặc tính thang đo của cơ cấu chỉ thị điện từ và nhận xét. ………….7+8 6.Trình bày sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động và giản đồ thời gian mạch tách sóng biên …8+9 độ trong vôn mét điện tử. 7.Trình bày phương pháp đo so sánh không cân bằng. ……………………………………………9 8. Trình bày sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động của vôn mét số chuyển đổi theo ……….10+11 thời gian. 9. Trình bày sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động của Oatmet số dựa trên hiệu ứng Hall. ..…11+12 10.Trình bày sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động máy tích phân phổ trực tiếp …………..13 sử dụng CRT. 11. Trình bày về Q mét. ……………………………………………………………………….14+15 12. Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ống tia điện tử CRT ……………………….15+16 13. Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cơ cấu chỉ thị tĩnh điện và nhận xét…………16+17+18 14. Trình bày sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của vôn mét số biến đổi tần số………….18+19+20 15. Trình bày về phương pháp đo so sánh cân bằng…………………………………………….20+21 16. Trình bày về Ôm mét mắc theo sơ đồ đo dòng………………………………………………22+23
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cấu thị từ điện nhận xét ……………1+2 Trình bày LED LCD thị số …………………………………….2+3+4 Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cấu thị điện động nhận xét ……… 4+5 4.Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động phương trình đặc tính thang đo công tơ điện 5+6 pha Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cấu thị điện từ nhận xét ………….7+8 6.Trình bày sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động giản đồ thời gian mạch tách sóng biên …8+9 độ vơn mét điện tử 7.Trình bày phương pháp đo so sánh khơng cân ……………………………………………9 Trình bày sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động vôn mét số chuyển đổi theo ……….10+11 thời gian Trình bày sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động Oatmet số dựa hiệu ứng Hall …11+12 10.Trình bày sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động máy tích phân phổ trực tiếp ………… 13 sử dụng CRT 11 Trình bày Q mét ……………………………………………………………………….14+15 12 Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động ống tia điện tử CRT ……………………….15+16 13 Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cấu thị tĩnh điện nhận xét………… 16+17+18 14 Trình bày sơ đồ khối nguyên lý hoạt động vôn mét số biến đổi tần số………….18+19+20 15 Trình bày phương pháp đo so sánh cân bằng…………………………………………….20+21 16 Trình bày Ơm mét mắc theo sơ đồ đo dòng……………………………………………… 22+23 Câu 1: Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cấu thị từ điện nhận xét Đối với dòng chiều: Cấp dòng điện chiều vào khung dây, momen quay từ trường nam châm tương tác với từ trường cuộn dây tạo tính : Mq = dWdt dα Trong đó: Wdt lượng điện từ tỉ lệ với độ lớn từ thông khe hở khơng khí độ lớn dòng điện chạy khung dây I Wdt = .I với = B.S.n Trong đó: B độ từ cảm khe hở cuộn dây; S diện tích khung dây; n số vòng dây khung dây, góc lệch khung dây so với vị trí ban đầu Mq = d(.I) d(B.S.n.α.I) = = B.S.n.I dα dα (1) Mô men Mq làm quay khung dây, momen phản kháng lò xo phản kháng tác động vào khung dây tăng: Mpk = D. (2) D hệ số phản kháng riêng Tại vị trí cân bằng, từ (1) (2) có: Mq = Mpk B.S.n.I = D. α= B.S.n I = S0 I D (*) Phương trình (*) phương trình đặc tính thang đo cấu thị từ điện dòng chiều S0 = B.S.n = const D độ nhạy cấu đo từ điện Đối với dòng xoay chiều: Cấp dòng điện xoay chiều vào khung dây: i(t) = I msin (t+), tương tự ta có mơ men quay tức thời Mq(t) = B.S.n.i(t) Các cấu điện phản ứng với giá trị trung bình nên tính mơ men quay trung bình: M qTB = T T M q(t) dt = � B.S.n.I m sin(ωt + φ)dt � T T M qTB = B.S.n.I m T T �sin(ωt + φ)dt = B.S.n.I m cos(ωt + φ) () Tω T = B.S.n.I m cos(ωT + φ) cosφ B.S.n.I m (+ )= (- )(cos(ωT + φ) - cosφ) Tω ω T ω = B.S.n.I m 1ωT � ωT + 2φ � 2sin sin Tω �2 � 0 � � Vậy MqTB = nên = nghĩa kim thị không quay Kết luận: α= B.S.n I = S0 I D Đối với dòng chiều: Đối với dòng xoay chiều: = Nhận xét: -Từ phương trình đặc tính thang đo ta có góc lệch tỉ lệ bậc với dòng điện I dùng mạch chiều, không dùng mạch xoay chiều Để dùng cho mạch xoay chiều cần dùng mạch chuyển đổi xoay chiều - Góc tỉ lệ bậc với dòng điện I nên thang đo - Từ cảm B lớn, công suất tiêu thụ nhỏ độ xác cao Câu 2: Trình bày LED LCD thị số LED thị số: Cấu tạo + Gồm hiển thị ký hiệu a, b, c, d, e, f, g xếp lại hình vẽ + Mỗi Diode phát quang LED mắc với Khi cho dòng điện chạy qua Diode thích hợp lên số từ Cách mắc LED: Katốt chung: Katốt diode nối chung với nguồn Tác động đầu vào Anốt cực âm (5V) diode sáng diode mức logic Anốt chung: Anốt diode nối chung với cực dương nguồn Tác động đầu vào Katốt diode sáng mức logic (0V)à diode Anot chung Ưu, nhược ứng dụng: + Điện áp chiều tiêu thụ thấp 1,2 V + Khả chuyển mạch nhanh Tuy nhiên cần dòng tương đối lớn (20mA x7thanh =140mA) Dùng hiển thị đồng hồ số, vạn số, … LCD thị số Khái niệm: Tinh thể lỏng tên vài hợp chất hữu đặc biệt có tính chất quang học Tinh thể lỏng vừa có tính chất lỏng, vừa có tính chất tinh thể Cấu tạo: Tinh thể lỏng (LCD) thường bố trí dạng số thị số Mỗi ô tinh thể Trên hai thủy tinh phủ lớp kim loại dẫn điện làm nên cực suốt, lớp kim loại lớp tinh thể lỏng Thủy tinh Điện cực Tinh thể lỏng Hình: tinh thể lỏng Ngun lý làm việc: Bình thường LCD suốt, khơng phản quang Khi có kích hoạt (xung điện áp xoay chiều) phản xạ ánh sáng ta nhìn thấy LCD lên phông đen Ưu, nhược điểm ứng dụng: + Công suất tiêu thụ nhỏ + Dải nhiệt độ làm việc hẹp 100550 + Dùng hiển thị ôxilo số, … Câu 3: Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cấu thị điện động nhận xét Đối với dòng điện chiều: Năng lượng điện từ tích lũy cuộn dây Wdt: Wdt = L1I12 + L2I22 + M12I1I2 Trong đó: L1, L2 - Điện cảm tương ứng cuộn dây phần tĩnh cuộn dây phần động M12 -Hệ số hỗ cảm hai cuộn dây phần tĩnh phần động Vì điện cảm L1, L2 dòng điện I1I2 khơng phụ thuộc vào vị trí tương đối hai cuộn dây nên biểu thức mômen quay: Mq = dWdt dM12 = I1I dα dα ( dL = 0) dα Tại vị trí cân bằng, mô men quay mô men phản kháng ta có: I1I dM12 dM12 = Dα � α = I1 I2 dα D dα Khi cuộn tĩnh cuộn động mắc nối tiếp với I1 = I2 = I α= dM12 I D dα (*) Biểu thức (*) phương trình đặc tính thang đo cấu thị điện động dòng chiều Đối với dòng xoay chiều: Mq = dM12 i1 i dα Mơ men quay tức thời có dạng M qtb = T M q dt T� Momen quay trung bình: Giả sử dòng điện tức thời i = I1msint i2 = I2msin (t-) với góc lệch pha dòng điện i1, i2 Thay vào biểu thức ta có: Lấy tích phân ta có kết quả: M qtb = M qtb = T dM12 I1m I 2m sinωt.sin(ωt - φ) .dt � T dα dM12 I1.I cosφ dα Khi phần động quay đến vị trí xảy cân : dM12 I1.I cosφ Mq = Mp dα = D. α= dM12 I I1.I cosφ , I = m D dα (**) Biểu thức (**) phương trình đặc tính thang đo cấu thị điện động dòng xoay chiều Kết luận: α= dM12 I D dα Đối với dòng chiều: Đối với dòng xoay chiều: Nhận xét: α= dM12 I I cosφ , I = m D dα + Từ phương trình đặc tính thang đo ta thấy thị dùng cho mạch chiều xoay chiều + Thang đo khơng phụ thuộc vào tích I1I2 phần tử phi tuyến dL/d Câu 4: Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động phương trình đặc tính thang đo cơng tơ điện pha Cấu tạo: Cuộn áp (1): + Mắc song song với phụ tải + Có số vòng dây lớn, tiết diện dây nhỏ để chịu điện áp cao Cuộn dòng (2): + Mắc nối tiếp với phụ tải + Có số vòng dây ít, tiết diện dây to để chịu dòng lớn Đĩa nhơm: + Được gắn lên trục tì vào trụ quay tự cuộn dây 1, + Gắn trục đĩa nhơm hộp số khí để hiển thị số vòng quay đĩa nhơm Một nam châm vĩnh cửu: xuyên qua đĩa nhôm để tạo mômen cản Ngồi để chống tượng tự quay đĩa nhôm phần tĩnh người ta gắn thêm mấu vật liệu sắt từ Nguyên lý hoạt động Khi có dòng điện xoay chiều chạy qua phụ tải, qua cuộn dòng tạo từ thơng I Điện áp U đặt vào cuộn áp, dòng điện IU chạy cuộn áp tạo thành từ thông U Do tác dụng từ thông U I lên đĩa nhôm tạo mômen quay làm cho đĩa nhơm quay Mq = kq.U.I.cos = kq.P Trong đó: kq hệ số momen quay phụ thuộc vào tần số; P công suất tiêu thụ tải Như vậy, Mq tỉ lệ với công suất P mà tải tiêu thụ Mô men phản kháng sinh đĩa nhôm quay khe hở nam châm vĩnh cửu tỉ lệ với tốc độ quay đĩa nhôm: MPK = kP.n Trong đó: kP hệ số mơn men phản kháng ; n tốc độ quay đĩa nhôm (vòng/giây) Nhờ tốc độ quay đĩa nhơm khơng đổi Phương trình đặc tính thang đo kq Tại vị trí cân bằng: Mq= MPK kq.P = kP.n n = k P P kq Đặt CP = k P n = CP P Sau khoảng thời gian t = t2-t1 thì: t2 t2 t1 t1 �n.dt = �C P.dt N= P = CP.W N = CP.W (*) Trong đó: N số vòng quay đĩa nhôm thời gian t; W điện tiêu thụ phụ tải thời gian t Biểu thức (*) phương trình đặc tính thang đo cơng tơ điện pha Nhận xét: Từ phương trình đặc tính thang đo ta thấy số vòng quay tỉ lệ bậc với điện tiêu thụ Hằng số cơng tơ CP = N W (Vòng/Kwh), nghĩa số vòng quay đĩa nhơm tương ứng cơng suất 1kW Ví dụ: cơng tơ viết ‘1kWh = 600 vòng’, có nghĩa CP =600 vòng/kWh Câu 5: Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cấu thị điện từ nhận xét Đối với dòng chiều: Khi có dòng điện I chạy qua cuộn dây tĩnh xuất mô men quay Mq tích trữ lượng từ trường: Wdt = Từ trường hút đĩa sắt phần động vào lòng cuộn dây phần tĩnh tạo mơ men quay � LI2 � d� � dWdt dL Mq = = � �= I dα dα dα làm phần động quay góc : Mômen phản kháng tăng Mpk = D. với D hệ số phản kháng riêng dL dL = I = I Tại vị trí cân mơmen ta có: Mpk = Mq D. dα 2D dα = S0.I2 (*) Biểu thức (*) phương trình đặc tính thang đo cấu thị điện từ dòng chiều Trong S0 = dL 2D dα - độ nhạy cấu đo điện từ Đối với dòng xoay chiều: Dòng điện tức thời i(t) = Imsin (t+) Năng lượng từ trường tích lũy cuộn dây : dWdt dL L[i(t)]2 Mq = = i(t) dα dα Wdt = Mq(t) = Biểu thức mô men quay : T T dL M q(t) dt = � i(t) dt � T T dα T dL dL � I msin(ωt + φ) dt = I T dα dα M qTB = dL = I Tại vị trí cân : Mpk = Mq D. dα = Biểu = I dL I= m I 2D dα với (**) thức (**) phương trình đặc tính thang đo cấu thị điện từ dòng xoay chiều Kết luận: Đối với dòng chiều: = = Đối với dòng xoay chiều: = Nhận xét: dL I 2D dα = I dL I= m I 2D dα với Từ phương trình đặc tính thang đo: + Góc quay tỉ lệ bình phương với dòng điện vào cuộn dây không cần phân biệt cực tính cho dây đo + Dùng cho mạch đo chiều xoay chiều (từ trễ) + Do hàm bậc hai nên thang đo khắc độ không đều, đặc tính thang đo phụ thuộc nhiều vào thành phần phi tuyến Câu 6: Trình bày sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động giản đồ thời gian mạch tách sóng biên độ vơn mét điện tử Khái niệm Điện áp giá trị đỉnh điện áp đo Sơ đồ D + - Sơ đồ: + - C uv R A - -Thành phần sơ đồ: + Diode D + Tụ điện C + Điện trở R mắc nối tiếp microammet Nguyên lý hoạt động Giả sử điện áp uV điện áp hình sin đó: + Khi uv > uc D thơng có dòng qua ID, tụ C nạp nhanh theo đường : +UV D C -UV Với số nạp: n = RDC + Khi uv < uc D đóng tụ C phóng theo đường: +C R A -C Với số phóng: p = Rt C P > n Quá trình tiếp tục sau vài chu kỳ điện áp tụ điện C, U C Um Giá trị UTB ITB = UC Um hay Đồ thị dòng áp: U TB U m � R R ,nghĩa microammet thị điện áp đỉnh điện áp vào C nạp Uc C phóng U Um Utb t Câu 7: Trình bày phương pháp đo so sánh không cân -Khái niệm: + Là phương pháp sử dụng khâu hồi tiếp có tham gia mẫu có độ xác cao + Quá trình so sánh tiến hành suốt trình đo -Sơ đồ: X SS X KĐ Xk A/D Nk CT D/A Trong đó: + SS so sánh: lấy hiệu điện áp cần đo X điện áp tỉ lệ điện áp mẫu Xk + KĐ: khuếch đại: nâng tín hiệu đầu mạch so sánh + A/D: chuyển đổi tương tự /số + D/A: chuyển đổi số/ tương tự + CT: cấu thị + Xk: điện áp tỉ lệ với đại lượng mẫu X0 + X: đại lượng đo đầu vào + X: giá trị chênh lệch đại lượng đo đầu vào đại lượng Xk tỉ lệ với đại lượng mẫu - Nguyên lý : Tín hiệu X đem so sánh với tín hiệu Xk tỉ lệ với đại lượng mẫu Xo Khi qua so sánh ta có X = X – Xk + Nội dung phương pháp so sánh không cân bằng: Giữ Xk đại lượng không đổi X X = Xk + X Nghĩa kết đo đánh giá thông qua X Xk đại lượng tỉ lệ với mẫu X0 biết trước Phương pháp sử dụng để đo đại lượng không điện nhiệt độ, áp suất, … Độ xác phép đo phụ thuộc vào Xk tỉ lệ với đại lượng mẫu Câu 8: Trình bày sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động vôn mét số chuyển đổi theo thời gian - Sơ đồ: U - Thiết bị vào UX Mạch so sánh URC f0/ n MF cưa Chia tần UCT Tạo xung đếm UX đ U Mạch tách sóng m Bộ đếm f0 K CT số - Thành phần: +Mạch tạo xung đếm: Tạo tín hiệu với xung chuẩn f0 độ rộng hẹp +Mạch chia tần: (n = 4) +Mạch tạo dao động cưa: tạo dãy xung cưa hình tam giác +Mạch so sánh: So sánh UX USS chúng trùng phát xung cưa + K: Khóa điện tử + Bộ đếm: đếm số xung + CT: thị số -Nguyên lý hoạt động: Giả sử thời điểm t0: bắt đầu chu kỳ đo, xung UCT từ mạch chia tần tới + Mở khóa K, xung đếm U xđ tần số f0 từ mạch tạo xung đếm đếm Đồng thời khởi tạo mạch tạo điện áp cưa, điện áp cưa U RC tăng tuyến tính đưa tới mạch so sánh, điện áp mẫu + Tại so sánh, so sánh điện áp URC với điện áp cần đo UX Giả sử đến thời điểm t1: xung URC = UX mạch so sánh đưa xung đến đóng cổng K xung đếm bị chặn không đến đếm URC = hiển thị giá trị đo thị số + Trong suốt thời gian khoá K mở (từ t đến t1) đếm đếm N xung: m = kỳ xung chuẩn t = m T0 = với T chu Trong đó: f0 = tần số xung chuẩn; t = t1-t0 thời gian đóng mở khóa K 10 + Mặt khác, từ biểu đồ điện áp ta có: Hai tam giác ABC A’B’C’: = UX = t UX = V = m với V = tốc độ tăng URC Đối với vôn mét giá trị = const, thực tế chọn = 10n ( n = 0, 1,2,3,4 ) - Giản đồ thời gian: UCT t0 Tđ t t1 Umax UX URC B’ t B A C t C’ t USS t UXđ t m Câu 9: Trình bày sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động Oatmet số dựa hiệu ứng Hall a Hiệu ứng Hall: Hiệu ứng Hall hiệu ứng vật lý thực áp dụng từ trường vng góc lên kim loại hay chất bán dẫn hay chất dẫn điện (thanh Hall) có dòng điện chạy qua Hiệu điện (hiệu Hall) sinh hai mặt đối diện Hall Hiệu ứng Hall giải thích dựa vào chất dòng điện chạy vật dẫn điện Dòng điện chuyển động điện tích Khi chạy qua từ trường, điện tích chịu lực Lorentz bị đẩy hai phía Hall, gây hiệu điện Hall Công thức liên hệ hiệu Hall, dòng điện từ trường là: VH = I.B d.e.n Trong VH hiệu Hall, I cường độ dòng điện, B cường độ từ trường, d độ dày Hall, e điện tích hạt mang điện chuyển động Hall, n mật độ hạt điện tích Hall b.Watmet số dùng hiệu ứng Hall: - Sơ đồ: 11 -Thành phần: + Bộ biến đổi Hall gồm mỏng chất bán dẫn đơn tinh thể (Ge, Si, Se…), có hai cặp điện cực: Cặp dòng điện T-T mắc vào nguồn điện xoay chiều Cặp điện áp X–X đặt vng góc với bề mặt chuyển đổi từ trường xuất hai đầu X-X điện Hall: e x = k x B.i x Trong đó: kx hệ số phụ thuộc vào vật liệu, kích thước hình dáng chuyển đổi, nhiệt độ môi trường xung quanh từ trường; B:là độ từ cảm từ trường + RP điện trở hạn chế dòng + ZL phụ tải đầu + Milivônmet hiển thị kết đầu -Nguyên lý hoạt động: Oátmet chuyển đổi Hall thực cách đặt chuyển đổi vào khe hở nam châm điện Dòng điện qua cuộn hút L dòng điện qua phụ tải Z L.Còn hai cực T-T có dòng điện tỉ lệ với điện áp đặt lên phụ tải Z L Nam châm điện cấu tạo cho quan hệ dòng điện iL B tuyến tính: B = k i i L = k u u L Thế điện động Hall lúc tính: e x = k x k u u L i x = k.P Như ex đo milivônmet tỉ lệ với công suất cần đo -Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: khơng có qn tính, có cấu tạo đơn giản, bền, tin cậy Nhược điểm: có sai số nhiệt độ lớn Cho phép đo công suất xoay chiều với tần số hàng trăm MHz Câu 10: Trình bày sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động máy tích phân phổ trực tiếp sử dụng CRT 12 -Sơ đồ: U(t) Bộ lọc Uy Tách sóng KĐ đứng Y Y Đèn điện kháng Bộ tạo xung cưa Uq KĐ ngang X X -Thành phần: + Bộ lọc: lọc biên độ thành phần tần số tín hiệu vào u(t) nhờ có đèn điện kháng điều khiển + Mạch tách sóng: Mạch tách sóng đỉnh tách biên độ tín hiệu lọc cộng hưởng đưa tới khối khuếch đại lệch đứng Y để tạo điện áp điều khiển cặp phiến lệch đứng YY + Khuếch đại lệch đứng: làm lệch tín hiệu theo chiều đứng trước tới hình CRT + Bộ tạo xung cưa: tạo điện áp quét cưa tuyến tính liên tục có chu kỳ T q đưa tới khuếch đại lệch ngang X, đồng thời điều khiển đèn điện kháng theo giá trị điện áp + Đèn điện kháng: điều khiển giá trị điện dung phù thuộc vào điện áp đặt vào, để thay đổi tần số lọc + Khuếch đại lệch ngang: làm lệch tín hiệu theo chiều ngang trước tới hình CRT + CRT hình hiển thị tín hiệu điều khiển điện trường - Nguyên lý hoạt động: + Các giá trị điện áp đầu vào đưa qua lọc cộng hưởng cho qua tần số sóng hài 1, 21, 31 n1 nhờ đèn điện kháng Sau đưa qua tách sóng tách biên độ tín hiệu đưa tới mạch khuếch đại đứng Y + Đồng thời mạch tạo xung cưa tạo điện áp quét cưa tuyến tính liên tục có chu kỳ T q đưa tới khuếch đại lệch ngang X, vừa điều khiển đèn điện kháng theo giá trị điện áp + Trên hình CRT xuất vệt sáng có độ cao tỉ lệ với biên độ thành phần hài - Nhận xét: + Chỉ dùng để phân tích phổ tín hiệu tuần hồn thời gian phân tích phổ lâu, dải tần cơng tác hẹp + Sử dụng rộng rãi đơn giản giá thành rẻ Câu 11: Trình bày Q mét 13 Q mét dụng cụ đo tham số cuộn cảm tụ điện tần số công tác, Cuộn cảm có tổn hao nhỏ Cơ sở lý thuyết: Với mạch dao động RLC mắc nối tiếp, cộng hưởng - nghĩa tần số tác động nguồn vào trùng với tần số dao động riêng mạch, = 0: - trị hiệu dụng điện áp thành phần kháng lớn nhất, Q lần trị hiệu dụng điện áp tác động đầu vào ; với (*) L.R,C – tương ứng thành phần điện cảm, điện trở điện dung khung dao động E – trị hiệu dụng nguồn điện áp tác động đầu vào – tần số góc nguồn điện áp tác động đầu vào f – tần số nguồn điện áp tác động đầu vào UL, UC – tương ứng trị hiệu dụng điện áp điện cảm, trị hiệu dụng điện áp điện dung + Sơ đồ: + Chức thành phần Mạch tạo dao động tần số 0 thay đổi dải tần số rộng Điện trở R có giá trị nhỏ để điện áp đầu mạch tạo dao động giữ ổn định Mạch dao động nối tiếp gồm cuộn cảm cần đo tham số (bao gồm thành phần điện cảm L x điện trở tổn hao rx mắc nối tiếp) mắc nối tiếp với tụ điện mẫu C0 điều chỉnh Vôn kế V1 dùng để đo điện áp mạch tạo dao động điện áp tác động đầu vào mạch dao động nối tiếp Vôn kế V2 dùng để đo điện áp tụ điện mẫu Thực phép đo 14 Căn vào tần số công tác ct nơi sử dụng cuộn cảm, đặt tần số mạch tạo dao động tần số công tác 0 = ct Điều chỉnh tụ điện C0 để mạch cộng hưởng, nghĩa Vôn kế V2 giá trị cực đại Căn vào thị vôn kế V1 ta xác định điện áp vào mạch dao động Căn vào thị vôn kế V2 ta xác định điện áp tụ điện C0 U2 Theo biểu thức (*) : (**) Với U1 = const, theo (**) Vôn kế V2 khắc độ theo giá trị hệ số phẩm chất Q Khắc độ giá trị điện dung C0 với giá trị điện cảm Lx vị trí điều chỉnh tụ mẫu C0 Câu 12: Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động ống tia điện tử CRT Sơ đồ Cấu tạo Một ống thủy tinh rút hết khơng khí chứa phần chính: súng điện tử, hệ thống làm lệch huỳnh quang Súng điện tử : Un - điện áp sợi đốt làm nóng Kathode Kathode K, Anode A1, A2 lưới điều khiển G tạo thành hệ thống hội tụ điện tử, tạo tia điện tử mảnh UA1K =300 – 500V, thay đổi điện áp làm thay đổi độ hội tụ tia điện tử đầu súng điện tử theo đó, thay đổi kích thước điểm sáng hình UGK khống chế số lượng điện tử di chuyển từ K tới Anode, khống chế số lượng điện tử tới hình thay đổi độ sáng điểm sáng hình Trong trường hợp U GK âm lớn, 15 khơng có điện tử tới hình hình không xuất điểm sáng Hệ thống làm lệch: Hai cặp phiến làm lệch Cặp phiến làm lệch ngang XX: có chênh lệch điện áp phiến làm lệch ngang U XX tia điện tử lệch sang phải sang trái, phía có điện áp dương Cặp phiến làm lệch dọc YY: có chênh lệch điện áp phiến làm lệch dọc U YY tia điện tử lệch lên xuống dưới, phía có điện áp dương UA3K = chục- vài chục kv: cực gia tốc Màn huỳnh quang M: phủ lớp Phốt pho, phát sáng có điện tử chuyển động với vận tốc lớn đập vào, hình có tính chất lưu ảnh, kích thước hình cỡ – inche Ngun lí hoạt động Khi cấp nguồn, sợi đốt đốt làm nóng Katot, sau khoảng thời gian ngắn, Katot nung nóng phát xạ nhiệt điện tử đầu súng điện tử xuất tia điện tử mảnh có độ lớn kích thước điều chỉnh nhờ điều chỉnh điện áp lưới Anot A1 Tia điện tử bị lệch hướng chuyển động qua vùng đặt phiến làm lệch Độ lớn góc lệch phụ thuộc vào UXX UYY Sau hệ thống làm lệch, tia điện tử tăng tốc nhờ anot A3 đập mạnh vào hình làm cho hình phát sáng nơi va chạm Tọa độ điểm sáng phụ thuộc điện áp làm lệch UXX UYY Câu 13: Xây dựng phương trình đặc tính thang đo cấu thị tĩnh điện nhận xét Đối với điện áp chiều Khi có điện áp chiều U đặt lên phiến tĩnh phiến động, lượng điện từ tích lũy Với Wđt_ lượng điện từ tích lũy cuộn dây C_điện dung tạo phiến tĩnh phiến động Biểu thức moment quay Ở trạng thái cân bằng, độ lớn moment quay với độ lớn moment phản kháng Với D_hệ số phản kháng riêng lò xo phản kháng 16 Từ biểu thức suy phương trình đặc tính thang đo Đối với điện áp xoay chiều Năng lượng điện từ tức thời tích lũy hệ thống Moment quay tức thời Do cấu điện nói chung cấu thị điện từ nói riêng phản ứng với giá trị trung bình nên ta tính giá trị moment quay trung bình Giá trị trung bình giá trị hiệu dụng đại lượng x(t) có chu kỳ T xác định theo biểu thức Theo biểu thức (*), biểu thức moment quay trung bình có dạng 17 Biến đổi biểu thức ta có Theo biểu thức (**), biểu thức có dạng Với U trị hiệu dụng điện áp Ở trạng thái cân bằng, moment quay trung bình moment phản kháng độ lớn Phương trình đặc tính thang đo Nhận xét - Phương trình đặc tính thang đo tác dụng điện áp chiều xoay chiều, cấu đo dùng để đo điện áp chiều điện áp xoay chiều (trị hiệu dụng) mà không cần phải thay đổi khắc độ thang đo - Góc quay tỉ lệ với bình phương độ lớn điện áp nên khắc độ thang đo phi tuyến - Góc quay phụ thuộc vào dC/d, cần tạo dạng phiến tĩnh phiến động cho dC/d = const, thuận tiện cho việc khắc độ thang đo Câu 14: Trình bày sơ đồ khối nguyên lý hoạt động vôn mét số biến đổi tần số Nguyên lý: Chuyển đổi điện áp đo chiều sang tần số Đo tần số nhờ sơ đồ đo tần số (về nguyên tắc mạch đếm tần số) Phép đo tần số phép đo đạt độ xác cao số phép đo đại lượng điện.Từ tần số đo ta hồn tồn suy giá trị điện áp chiều cần đo Sơ đồ thành phần sơ đồ: Sơ đồ 18 Các thành phần sơ đồ: Khối thiết bị chuẩn tự động: nguồn điện áp chiều mẫu, điện áp chuẩn tự động có độ xác cao Khối nguồn điện áp điều khiển: mạch khuếch đại, suy giảm tạo điện áp điều khiển để điều khiển varicap Mạch tạo dao động LC 1: mạch tạo điện áp luật hình sin tần số f có độ ổn định tần số cao Đây mạch tạo dao động kiểu điểm, có sử dụng varicap làm tụ điện Varicap hay diode biến dung diode có cấu tạo đặc biệt, giá trị điện dung hai đầu diode thay đổi phụ thuộc vào điện áp đặt lên diode Việc thay đổi điện áp đặt lên varicap cho phép thay đổi tần số điện áp đầu mạch tạo dao động LC Mạch tạo dao động LC 2: mạch tạo dao động sử dụng khung dao động LC cho phép tạo điện áp luật sin tần số f có độ ổn định tần số cao Thay đổi tần số điện áp mạch tạo dao động LC nhờ thay đổi điện áp đặt vào varicap Mạch đổi tần: mạch phi tuyến, điện áp đầu mạch đổi tần có vơ số tần số Với f1, f2 tần số điện áp đầu vào mạch đổi tần m, n số nguyên dương 0, 1, 2,… Mạch mạch đổi tần mạch lọc tần số, lấy điện áp có tần số Tần số đầu mạch đổi tần tần số thấp, dễ dàng thiết kế mạch lọc có hệ số chữ nhật cao, loại bỏ thành phần tần số không cần thiết Khối đếm tần số: cho phép đo tần số đầu vào hiển thị số đo dạng điện áp Nguyên lý hoạt động Chuyển đổi điện áp – tần số: hai mạch tạo dao động (có khung dao động LC) mạch đổi tần Mạch tạo dao động LC tạo điện áp luật sin tần số f phụ thuộc điện áp thiết bị chuẩn tự động Tần số f1 =const 19 Mạch tạo dao động LC tạo điện áp luật sin tần số f phụ thuộc vào điện áp chiều cần đo Hai điện áp sin có tần số f1 f2 đưa tới mạch đổi tần Ở đầu mạch đổi tần nhận điện áp có tần số Tần số phụ thuộc vào tần số f2, hay điện áp cần đo Điện áp sau đổi tần đưa tới mạch đếm tần số Mạch đếm tần số cho phép xác định tần số điện áp vào Kết ta nhận giá trị điện áp chiều cần đo thông qua xác định tần số điện áp đầu mạch đổi tần Nhận xét Độ nhạy vôn mét số biến đổi tần số phụ thuộc vào điện áp điều khiển varicap điện áp thường khơng u cầu lớn Độ xác cao, phụ thuộc vào độ ổn định tạo dao động LC Thực tế Câu thiết bị hoạt động theo sơ đồ cho độ xác cỡ 0,2% 15: Trình bày phương pháp đo so sánh cân + Đặc điểm Phương pháp đo so sánh phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu mạch vòng, nghĩa có khâu hồi tiếp Có tham gia mẫu Q trình so sánh diễn suốt trình đo + Sơ đồ chức khối - Sơ đồ Chức khối Mạch so sánh : lấy hiệu điện áp cần đo X điện áp tỉ lệ điện áp mẫu Xk Mạch khuếch đại : nâng mức tín hiệu đầu mạch so sánh A/D : mạch biến đổi tương tự - số, biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số D/A : mạch biến đổi số - tương tự, biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự 20 Bộ thị số : hiển thị kết tín hiệu đầu mạch biến đổi A/D X – điện áp đo tương ứng đại lượng đo Xk – điện áp tỉ lệ điện áp mẫu X0 X – tín hiệu đầu mạch so sánh, hiệu điện áp cần đo X điện áp X k tỉ lệ điện áp mẫu X – điện áp đo tương ứng đại lượng đo Xk – điện áp tỉ lệ điện áp mẫu X0 X – tín hiệu đầu mạch so sánh, hiệu điện áp X Xk + Nội dung phương pháp Điện áp đo X so sánh với điện áp Xk tỉ lệ điện áp mẫu Qua mạch so sánh ta có X – Xk = X Điều chỉnh điện áp Xk cho X = 0, nghĩa X – Xk = hay X = Xk, điện áp đo xác định thông qua điện áp Xk tỉ lệ với điện áp mẫu + Một số nhận xét Độ xác phép đo phụ thuộc vào độ xác Xk độ nhạy thiết bị thị cân Nhược điểm: khơng điều chỉnh Xk để X = Ứng dụng: Cầu đo Câu 16: Trình bày Ơm mét mắc theo sơ đồ đo dòng Ơm mét dụng cụ đo cho phép đo trực tiếp giá trị điện trở Xét sơ đồ đo dòng Cơ sở lí thuyết 21 Theo định luật Ôm, R = U/I Với Ôm mét sơ đồ đo dòng, U = const vào giá trị dòng điện đo ta xác định giá trị điện trở R Sơ đồ thành phần sơ đồ Sơ đồ Ôm mét (sơ đồ đo dòng) Các thành phần sơ đồ En, Rn – Nguồn điện chiều E với nội trở Rn: pin, ắc qui CT, RCT – Chỉ thị với điện trở RCT Rhc – Điện trở hiệu chỉnh Rx – Điện trở cần đo Rtđ – Điện trở thang đo Các thành phần mắc nối tiếp với Ngun lí thực - Dòng điện chảy qua thị Đặt - Nội trở Ôm mét (*) - Khắc độ thang đo Theo (*), dòng điện qua thị tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở cần đo, khắc độ thang đo điện trở phi tuyến Giá trị điện trở đo Rx = Giá trị điện trở đo Rx = , hở mạch đầu đo Khắc độ thang đo ngược với khắc độ thang đo dòng điện 22 - Tác dụng điện trở hiệu chỉnh: Rx = 0, nội trở Ôm mét thay đổi thay đổi thang đo (Rtđ thay đổi) hay nguồn già hóa (tăng nội trở Rn), dòng điện lớn qua thị thay đổi (I’max Imax) dẫn tới kim thị giá trị điện trở khác không Lúc cần điều chỉnh thay đổi giá trị điện trở Rhc cho nội trở ôm mét không đổi R = const 23 ... – điện áp đo tương ứng đại lượng đo Xk – điện áp tỉ lệ điện áp mẫu X0 X – tín hiệu đầu mạch so sánh, hiệu điện áp cần đo X điện áp X k tỉ lệ điện áp mẫu X – điện áp đo tương ứng đại lượng đo. .. (*), dòng điện qua thị tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở cần đo, khắc độ thang đo điện trở phi tuyến Giá trị điện trở đo Rx = Giá trị điện trở đo Rx = , hở mạch đầu đo Khắc độ thang đo ngược... lượng đo Xk – điện áp tỉ lệ điện áp mẫu X0 X – tín hiệu đầu mạch so sánh, hiệu điện áp X Xk + Nội dung phương pháp Điện áp đo X so sánh với điện áp Xk tỉ lệ điện áp mẫu Qua mạch so sánh ta có X