Bài giảng kỹ thuật đo lường

Tập bài giảng này nhằm mục đích cung cấp kiến thức cơ bản về thiết bị và phương pháp đo lường các đại lượng điện. Nội dung giáo trình phục vụ cho sinh viên các ngành Điện Điện tử Máy tính của các trường đại học. Đồng thời cũng giúp ích cho sinh viên các chuyên ngành khác và các cán bộ kỹ thuật có quan tâm đến lĩnh vực đo điện. Khi viết giáo trình này chúng tôi có tham khảo kinh nghiệm của các nhà giáo đã giảng dạy nhiều năm ở các trường đại học, đồng thời đã cập nhật những nội dung mới, vừa đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá, vừa đảm bảo tính sát thực của các thiết bị đo cũng như phương pháp đo mà các cán bộ kỹ thuật đang vận hành trong thực tế.

Bài gi ng K thu t ño lư ng GV: TS.Nguy n th Lan H ng B môn: K thu t ño THCN Hà n i 08/2007 Tài li%u tham kh'o Giáo trình ” ”, PGS Nguy n Tr2ng Qu4, Trư5ng Đ7i h2c Bách khoa Hà n i, 1996 , Ch; biên PGS.TS Ph7m Thư>ng Hàn, Nhà xu@t b'n Giáo dBc, quyDn 1, , PGS Nguy n Tr2ng Qu4, Trư5ng Đ7i h2c Bách khoa Hà n i, 1996   ☞ ✌ ✛ ✌ ✁ ✂ ✄ ☎ ✆ ✝ ✞ ✟ ☛ ✎ ✏ ✑ ✒ ✓ ✔ ✕ ✔ ✡ ✖ ✗ ✎ ✏ ✘ ✒ ✓ ☛ ✎ ✏ ✑ ✒ ✓ ✔ ✕ ✔ ✡ ✖ ✗ ✎ ✏ ✘ ✒ ✓ ✠ ✝ ✡ ✙ ✠ ☛ ✝ ✎ ✚ ✍ ✜ ✢ ☎ ✞ ✣ ✒ ✓ ✡ ✍ Nguy n Th Lan Hương ✗ ✤ ✒ MBc đích mơn h2c Nghiên cGu sI k thu t ño lư5ng vi%c ñ'm b'o sI cho thí nghi%m Nguyên tJc ho7t ñ ng c;a phương ti%n ño, phương pháp ño ñ7i lư>ng v t lý Các phương pháp ñánh giá sai sM c;a k4t qu' ño, sI tiêu chuNn hố chGng thOc Hình thành kinh nghi%m ti4n hành thí nghi%m đo, kinh nghi%m làm vi%c vPi phương ti%n đo có trình đ đánh giá k4t qu' ño sai sM phép ño Nguy n Th Lan Hương Chương Các khái ni%m b'n c;a k thu t ño lư5ng Đo lư5ng Đ nh nghĩa phân lo7i phép ño Khái ni%m vU M t sM ñVc trưng c;a k thu t ño ✡ ☛ ✎ ✏ ✑ ✒ ✓ ✞   ✔ ☎ ✆ ✝ ✞ ✟ Tín hi%u đo Các điUu ki%n ño Đơn v ño vaW chuNn mXu Phương pháp ño vaW Phương ti nY ño Ngư i quan s t v ñ nh gi k t qu Nguy n Th Lan Hương ✠ ✝ ✡ ☛ Đ nh nghĩa vU Đo lư5ng Theo pháp l%nh “ ĐO LƯ^NG” c;a nhà nưPc CHXHCN Vi%t nam Chương 1a ñiUu 1: Đo lư5ng vi%c xác ñ nh giá tr c;a ñ7i lư>ng cbn đo Chính xác hơn: Đo lư5ng m t q trình đánh giá đ nh lư ng c;a m t đ7i lư>ng cbn đo đD có k4t qu' bcng s so vPi ñơn v ño Đ7i lư>ng ño ñư>c: VPi m t ñ7i lư>ng cbn ño X ta có thD tìm đư>c m t đ7i lư>ng X ñD cho m X >X (ma1) X =X hay nói cách khác Ánh x7 đư>c X vào t p sM tO nhiên {N} vPi ñ ño X Nguy n Th Lan Hương Đ nh nghĩa phân lo7i phép ño Phép ño trình thOc hi%n vi%c ño lư5ng Phân lo i Đo tr c ti p: Là cách ño mà k4t qu' nh n ñư>c trOc ti4p tưW m t phép ño nh@t Đo gián ti p: Là cách ño mà k4t qu' ñư>c suy tưW sưY phMi h>p k4t qu' c;a nhiUu phép ño dùng cách đo trOc ti4p Đo h p bơ": Là cách ño gbn giMng phép ño gián ti4p sơl lư>ng phép đo theo phép đo trOc ti4p nhiUu vaW k4t qu' ño nh n ñư>c thư5ng ph'i thơng qua gi'i m t phương trình hay m t hêY phương trình mà thơng sơl đam bi4t sơl li%u đo đư>c Đo th#ng kê : đên đ'm b'o đơY xác c;a phép đo nhiUu ngư5i ta ph'i sưn dBng phép ño thMng kê TGc ph'i ño nhiUu lbn sau ñol l@y gial tr trung bình Đo lư ng h c: ngành khoa h2c chuyên nghiên cGu vêW phương pháp ñên ño ñ7i lư>ng khác nhau, nghiên cGu vêW mXu vaW ñơn v ño Ky" thu t ño lư ng: ngành kym thu t chuyên nghiên cGu áp dBng thành tOu c;a ño lư5ng h2c vào phBc vB s'n xu@t vaW đ5i sMng Nguy n Th Lan Hương Ví dBa Phương trình b'n c;a phép đo Ax = X X ⇒ X = Ax × X     X: ại lợng cần đo X0: ơn vị đo Ax: Giá trị số đại lợng cần đo Quá trình so sánh đại lợng cần đo với mẫu ủD cho kÕt qu¶ b»ng sè Có thD đo m t đ7i lư>ng v t lý b@t kỳ đư>c khơng??? Khơng, khơng ph'i đ7i lư>ng có thD so sánh giá tr c;a vPi mXu đư>c Nguy n Th Lan Hương Phương trình b'n MuMn đo giá tr c;a m t ñ7i lư>ng v t lý b@t kỳ ph'i chuyDn ñri ñ7i lư>ng sang m t đ7i lư>ng v t lý khác có thD so sánh đư>c giá tr c;a vPi mXu Hai lo7i chuyDn đri: Đ7i lư>ng đi%n đi%n Đ7i lư>ng khơng đi%n ñi%n Công cB: c'm bi4n (sensor, chuyDn ñri sơ c@p) Nguy n Th Lan Hương Ví d(: Đo )ng su+t c h,c c-a m/t d0m bê tông ch(i l c   ✁ ✂ ✄ ✁ ☎ ✆ ✝ ✞ ✟ ✝ ✠ ✡ ☛ ☞ ✌ ✄ ✍ ✁ ✎ ✄ ☎ ✆ ✝ ✌ ✑ ✒ ✄ ✓ a ✕ ✖ ✄ ✗ ✘ ✕ ☎ ✙ ✝ ✚ ✂ ✄ ✄ ✛ ✝ ✠ ✏ ✘ ✜ ✄ ✄ ✗ ✘ ✕ ☎ ✙ ✝ ✢ ✣ ✤ ✘ ✥ ✄ ✁ ✄ ✦ ☛ ✤ ☎ ✏ ✝ ✩ ✠ ✄ ✫ ✞ ✄ ✗ ✘ ✕ ☎ ✙ ✝ ✪ ✬ ✭ ✝ ✠ ☎ ✆ ✝ ✌ ✑ ✒ ✌ e ✆ ✝ ✧ ★ ✚ ✆ ✄ ✁ ✄ ✦ ☛ ✟ ✝ ✠ ✡ ☛ ☞ ✌ ✏ ✝ ✯ ✏ ✪ ✰ ÷ ÷ ÷ ✰ R  l = f  R  l  Nguy n Th Lan Hương Ví dB (2) Khi P cha tác động, cầu cân ✴ ✵ ⇒ Ura = ✲ Khi cã P tác động, Rtz thay đổi lợng R Ura thay đổi lợng U o U R l U = U × R R R  l = f  R  l  ε (R ) = f (ε l ) εR = + KP + m εl U?? ✳ ✶ ✷ ✱ R R = Rtz R ✺ CM?? ✹ ✸ KP : HÖ sè poisson m : HƯ sè tû lƯ Đèi víi kim loại : KP = 0,24 ữ Nếu thể tích V=l.S không thay đổi tr nh biến dạng th KP = 0,5 vE bá qua m Nguy n Th Lan Hương Xác đ nh đVc tính c;a dây dXn ñi%n rt = r20 [ 1+α(t K 20) + β(tK20)2 ] α, β ch−a biÕt Đo ®iƯn trë ë nhiệt độ 200C, t1 vE t2 Hệ phơng tr nh Èn α vE β  rt = r   r = r t   [ + α (t ✁ ☎   [ + α (t ✁ ✄ ✂   − ) + β (t − ) + β (t α β Nguy n Th Lan Hương 1.2 Phương pháp đo (1) Q trình đo bi4n đri thtng k4t qu' X= X0 NX N0 ✆ ✆ ✝ ✆ ✝ X = N N x ✞ X ✞ Nguy n Th Lan Hương ✂   Các phép ño trOc ti4p??? − ) − ) ]     ] Phương pháp đo (2) Q trình đo kiDu so sánh ✄   ✁ ✁ ✂ ✄ ✠ ☞ ✌ ✍ ÷ ✠ ✎ ✠ ✠ ✂ ✡ ☛ ✠ Nguy n Th Lan Hương Ví dB Có m t vơnmét ñư>c khJc ñ sau: 150V tương Gng 100 v7ch Khi đo đi%n áp Vơnmét chv 120 v7ch, xác đ nh k4t qu'? 0 100  = 120 :   150  So sánh Giá tr Giá tr 100 150 = = 120 = / 150 = 120.1,5 = 180 1000 = 1,5 / g2i hcng sM c;a volmét Nguy n Th Lan Hương ☎ ✆ ✝ ✞ ✟ 1.3 ĐVc trưng c;a k thu t đo(1) Tín hi%u đo & Các điUu ki%n đo Tín hi&u đo mang theo thơng tin vêW đMi tư>ng cbn nghiên cGu Tín hi&u đo thê( hi&n ) ph+n : Phbn đ7i lư>ng vaW phbn d7ng tín hi%u Ph n Đ3i l ng: thông tin vêW gial tr c;a đMi tư>ng đo Ph n D3ng tín hi5u: thơng tin vêW sưY thay đri tín hi%u đo     Gia cơng tín hi%u: nghiên cGu quy lu t bi4n đri tín hi%u, xác đ nh lo7i tín hi%u, chuyDn tín hi%u b@t kyW vêW tín hi%u có quy lu t đên đánh gial chúng, chuyDn ñi xa, dùng vào vi%c ñiUu khiDn hoVc phBc hzi l7i tín hi%u @y cbn thi4t Xưn lyl tín hi%u đo lư5ng: tGc áp dBng ngun cơng vêW đo lư5ng lên tín hi%u đol, có nh{ng đVc điDm riêng v@n đêW bi4n tín hi%u đol thành sơl vPi m t sai sơl xác ñ nh, ph'n 'nh ñ nh lư>ng ñ7i lư>ng cbn ño Các ñi.u ki&n ño:Khi ti4n hành phép ño ta ph'i tính đ4n 'nh hưIng c;a mơi trư5ng đ4n k4t qu' ño vaW ngư>c l7i, sưn dBng dBng cB ño ph'i không ñư>c 'nh hưIng ñ4n ñMi tư>ng ño Nguy n Th Lan Hương ĐVc trưng c;a k thu t ño(2) Đơn v ño chuNn mXu Vi%c ñbu tiên c;a ño lư5ng h2c xác ñ nh ñơn v ño nh{ng tr chGc cbn thi4t ñD t7o mXu đD đ'm b'o cho k4t qu' đo lư5ng xác, tin c y Vi%c thành l p ñơn v , thMng nh@t ñơn v ño lư5ng m t q trình lâu dài, bi4n đ ng Vi%c đ'm b'o ñơn v , tr chGc kiDm tra, xác nh n, mang tính ch@t khoa h2c, k thu t v|a tr chGc pháp l%nh Vi%c thMng nh@t h% thMng quMc t4 vU đơn v mang tính ch@t hi%p thương quy ưPc a> a> h% thMng ñơn v IS (International Standard) ñ5i (1960) Do tr chGc quMc t4 vU chuNn phB trách ISO(International Standard Organisation) gzm ñ7i lư>ng ✔ ✁ ✗ ✟ ✤ ✝ ✝ ✝ ☛ ✒ ✓ ✜ ✗ ✤ ✔ ✓ ✗ a ☛ ✝ ✞ ✏ ✁ ✒ ✓ ✞ ✂ ✢ ✚ ✒ ✂ ✒ ✓ ✞ ☛ Nguy n Th Lan Hương ✕ ✓ ✞ ✄ a ✆ ✟ a ✒ ✝ ✝   ✒ ✓ ✡ ✞ ✔ ĐVc trưng c;a k thu t ño(3) Phương pháp ño Phương ti%n đo Q trình đo đư>c thOc hi%n theo nh{ng bưPc nh@t ñ nh, thOc hi%n thao tác ño lư5ng b'n Th; tBc ph i h>p thao tác (ngun cơng) đo lư5ng phương pháp đo Phương ti%n ño thD hi%n k thu t c;a m t phương pháp ño cB thD a>Đ nh nghĩa “ Phương ti%n đo t p h>p phbn t•, modul, dBng cB, h% thMng phBc vB cho vi%c thu th p x• lý sM li%u đo lư5ng” Phân lo7i phương ti%n ño lư5ng Nguy n Th Lan Hương ĐVc trưng c;a k thu t ño(4) Ngư5i quan sát Đol ngư5i đo vaW gia cơng k4t qu' ño Nhi%m vB c;a ngư5i quan sát ño ph'i nJm ñư>c phương pháp ño, am hiDu vêW thi4t b đo mà sưn dBng; kiDm tra điUu ki%n đo; phán đốn vêW kho'ng đo đên ch2n thi4t b phuW h>p; ch2n dBng cB ño phuW h>p vPi sai sơl u cbu vaW phuW h>p vPi điUu ki%n mơi trư5ng xung quanh; bi4t điUu khiDn q trình đo ñên cho k4t qu' mong muMn; nJm ñư>c phương pháp gia cơng k4t qu' đo đên ti4n hành gia cơng sơl li%u thu đư>c sau đo Bi4t xét đốn k4t qu' đo xem đam đ7t u cbu hay chưa, có cbn đo l7i hay khơng, hoVc ph'i ño l7i nhiUu lbn theo phương pháp ño lư5ng thMng kê Ngày vai trò c;a ngư5i quan sát gi'm nhƒ hbu h4t phương ti%n đUu đo tO ñ ng Nguy n Th Lan Hương ĐVc trưng c;a k thu t ño(5) Đánh giá k4t qu' ño Xác ñ nh tiêu chuNn ñánh gial m t phép K4t qu' đo I m t mGc đơY đol có thên coi xác M t gial tr v y ñư>c g2i gial tr ưPc lư>ng c;a ñ7i lư>ng ño Đol gial tr ñư>c xác ñ nh bIi thOc nghi%m nhơW thi4t b ño Gial tr gbn vPi gial tr thOc mà I m t điUu ki%n đol có thên coi thOc Đên ñánh gial gi{a gial tr ưPc lư>ng vaW gial tr thOc, ngư5i ta sưn dBng khái ni%m sai sôl c;a phép đo Sai sơl c;a phép đo hi%u gi{a gial tr thOc vaW gial tr ưPc lư>ng X = XthOc a XưPc lư>ng Có r@t nhiUu nguyên nhân dXn đ4n sai sơl : Do phương pháp đo khơng hồn thi%n SưY bi4n đ ng c;a điUu ki%n bên ngồi vư>t ngồi nh{ng điUu ki%n tiêu chuNn ñư>c quy ñ nh cho dBng cB ño mà ta ch2n Do dBng cB đo khơng đ'm b'o đơY xác, cách ñ2c c;a ngư5i quan sát, cách ñVt dBng cB ño không ñúng quy ñ nh v.v Nguy n Th Lan Hương 1.3 Các nguyên công ño lư5ng b'n(1) Quá trình ño thOc hi%n ngun cơng đo lư5ng, ngun cơng có thD thOc h ên tO ñ ng thi4t b hoVc ngư5i thOc hi%n Xác ñ nh ñơn v ño, thành l p mXu, t7o mXu truyUn mXu: Wxác ñ nh ñơn v , t7o chuNn mXu nh{ng đ7i lư>ng v t lyl có tính b@t bi4n cao vaW hi%n thân c;a ñơn v ño lư5ng lư>ng tưn hoal chuNn vaW tơn h>p thành đ7i lư>ng chuNn có thên thay đri gial tr , t7o thu n l>i cho vi%c xác ñ nh gial tr c;a ñ7i lư>ng ño, ta g2i truyUn chuNn Nguyên công bi4n đri: ThOc hi%n phép bi4n đri tín hi%u ño lư5ng, tưW ñ7i lư>ng sang ñ7i lư>ng khác, tưW d7ng sang d7ng thên hi%n khác Nguy n Th Lan Hương Đ xác sai sM (3) Sai số hệ thống : Nguyên nhân chế tạo vE lắp ráp Cú giá trị không đổi (khắc ®é thang ®o, hiƯu chØnh dơng ®o kh«ng xác (chỉnh điểm "0" không đúng), nhiễu) Thay ®ỉi cã quy lt: ¶nh h−ëng cđa tr−êng ®iƯn từ Nếu tìm nguyên nhân loại trừ đợc Có thể tìm sai số hệ thống kiểm tra định kỳ thiết bị đo (loại trừ theo công thức hiệu chỉnh hay bảng hiệu chỉnh) Sai sè ngÉu nhiªn : Xt hiƯn mét nguyªn nhân không biết, theo quy luật ngẫu nhiên Nếu tăng số lần đo đến vô (n ) thỡ Xng → Nguy n Th Lan Hương Đ xỏc v sai sM (4) + Đặc tính thống kê biến ngẫu nhiên X Giả thiết ta có biến ngẫu nhiên X, mật độ phân bố xác st cđa X lE f(x) +∞ M« men bËc k cña X : mk(x) m k x = ∫ x k f x dx −∞ Kú väng to¸n häc : M« men bËc cđa X E x = m +∞   x = ∫ xf x dx −∞ C¸c tÝnh chÊt E(X): E(λX) = λE(X) E(X + Y) = E(X) + E(Y) Nguy n Th Lan Hương Đ xỏc v sai sM (4) Giá trị trung bỡnh biến ngẫu nhiên X kỳ vọng toán häc cña nã x= E x = m x ✂ NÕu X rêi r¹c : E x =x= ∑x N i n ✁ é lƯch trung bình : x ∗ E M = ∗ ∑ xi − x i=   n : ớc lợng giá trị trung bỡnh Nguy n Th Lan Hương Sai sM (5) Sai sè céng tÝnh : a không phụ thuộc vEo giá trị đại lợng đo (gây tợng trễ, ma sát ) Sai sè nh©n tÝnh : m tØ lƯ víi giá trị đo : m = mX (gây thay đổi độ nhạy thiết bị đo) X Sai số tuyệt đối thiết bị đo: + m a X= a + m = a + γmX Sai số tng đối thiết bị đo X = a +γm X X = γa +γm nh™ nh@t γx = Khi X=Xn γx X= Nguy n Th Lan Hương m a X F Cấp xác dụng cụ đo Để đánh giá ủ xác thiết bị đo Cấp xác thiết bị đo đợc quy định chặt chẽ theo pháp lệnh nhE nớc sai số thiết bị, sai số phụ, công thức tính toán sai số, quy định kiểm định Các quan nghiên cứu, chế tạo vE quản lý phải tu©n thđ pháp l%nh Nguy n Th Lan Hương Phõn lo7i c@p chớnh xỏc(1): a) Đối với thiết bị m tính xác đợc quy định sai số tuyệt đối Ngời ta phân th.nh cấp 0, cÊp 1, cÊp 2, cÊp3 VD : §èi víi c¸c pin mÉu : Pin mÉu cÊp1, cÊp 2, cÊp Độ biến động pin mẫu cấp không 50 V/1năm; cấp < 100 V/1năm; cấp < 300 V/1năm Tính theo giá trị tuyệt đối b) Đối với thiết bị đo m sai số chủ yếu l sai số cộng tính cấp xác thiết bị đo đợc xếp theo sai số tơng đối quy đổi tính theo phần trăm khoảng đo thiết bị đo VD: n% 1% cấp xác thiết bị đo đợc xếp v.o cấp Đối với dụng cụ đo điện, sai số chủ yếu ma s¸t trơc trơ; sai sè chđ u sai sè céng tÝnh, ng−êi ta ph©n th.nh cÊp chÝnh x¸c 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1; 1.5; 2.5; Nguy n Th Lan Hương Phân lo7i (2): c) §èi với thiết bị đo m sai số chủ yếu l sai số nhõn tính cấp xác thiết bị đo đợc xếp theo sai số tơng đối cTa thiUt b ủo tính theo phần trăm VD: Ký hiệu cấp xác loại thiết bị n.y đợc ®ãng khung bëi mét vßng trßn VD : cÊp chÝnh xác sai số tơng đối 1% d) Đối với thiết bị đo m sai số cộng tính v sai số nhân tính cỡ với nhau, sai số gồm th.nh phần v phụ thuộc v.o giá trị đo X Cấp xác đợc ghi b»ng tØ sè c/d γ = ± c + d n −  X   Víi c = γa + γ m ; d = γa VD : CÊp : 0,02/0,01 ⇒ γa + γ m = 0,02 v γa = 0,01 ⇒ γ m= 0,01 Các nư&c phương tây: %FS+%Rdg(reading) Nguy n Th Lan Hương Ví dB Vonmét thang ño 200V Sai sM thi4t b ño ñư>c vi4t: 1%FS+0,5%Rdg Đ2c k4t qu' thi4t b 100V a> Sai sM phép ño bcng bao nhiêu? X= 1%.200V+ 0.5%100V=2,5V Nguy n Th Lan Hương Bài t p: 1, Mét thiết bị đo có thang đo cực đại 100 A, có sai số tơng đối quy đổi 1% Tính giới hạn v giới hạn dới dòng cần đo v sai số theo phần trăm phép đo đ i với : a, Độ lệch cực đại b, 0,5 độ lệch cực đại c, 0,1 độ lệch cực đại 2, Một thiết bị đo 250 A với ®é lƯch to.n thang ®o v sai sè t−¬ng ®èi quy đổi 2% Tính độ xác phép đo dßng l 200 A v 100 A 3, Mét thiết bị đo có thang đo cực đại 100 A, có sai số tơng đối quy đổi 3% HCy tính sai sè kh¶ dÜ dơng chØ : a, 50 A b, 10 A 4, Dòng 25 A đo đợc dụng cụ có thang đo cực đại 40 A Nếu phải đo 25 A xác khoảng 5% HCy tính độ xác cần thiết dụng cụ đo Nguy n Th Lan Hng G Đặc tính động thiết bị (1) HEm truyền : Y(p)=K(p).X(p) Đặc tính động: + Đặc tính độ + Đặc tính tần + Đặc tính xung h(t) (t) a Vc tớnh xung: Nếu đại lợng vEo có dạng xung hÑp: x(t)= δ(taτ) Đ7i lư>ng y(t) = h(taτ) g2i đVc tính xung c;a thi4t b ☺☺ nghÜa cđa ®Ỉc tÝnh xung??? ∞ = ∫ τ −∞ −τ τ Nguy n Th Lan Hng t Phần tử cho phép tính đáp ứng thiết bị Đặc tính động thiết bị (2) g(t) b Vc tớnh q đ N4u tín hi%u vào có d7ng xung đơn v : x(t) = u(taτ) Đ7i lư>ng y(t) = g(taτ) [= h(taτ)] g2i đVc tính q đ c;a thi4t b Xt t τ c ĐVc tính tbn sM N4u tín hi%u vào có d7ng sin: x(t) = ejωt Đ7i lư>ng y(t) = H(ω).x(t) vPi H(ω) g2i ñVc tính tbn sM c;a thi4t b ĐVc tính tbn sM đư>c phân tích thành hai thành phbn: đVc tính mơđun A(ω) đVc tính pha ϕ(ω) (Lý thuy4t m7ch 1) Ưu điDm b'n s• dBng đVc tính tbn sM c;a thi4t b ??? Nguy n Th Lan Hng Đặc tính động thiết bị (3) d Hm truyUn đ7t c;a thi4t b đo Phương trình biDu di n quan h% gi{a tín hi%u ra/tín hi%u vào c;a m t thi4t b ño: ∂ M α (t ) ∂x (t ) ∂ N x (t ) ∂α (t ) y (t ) = b x (t ) + b + ⋅ ⋅ ⋅ + aM + ⋅ ⋅ ⋅ + bN +a ∂t M ∂t ∂t ∂t N Y (ω ) = b X (ω ) + b jω X (ω ) + ⋅ ⋅ ⋅ + bN jω N X (ω ) + a jω Y (ω ) + ⋅ ⋅ ⋅ + a M jω ✝ ✆ ✝ ✆ ✆ ✆ Y (ω ) b + b j ω + ⋅ ⋅ ⋅ + b N j ω = X (ω ) − a jω − ⋅ ⋅ ⋅ − a M jω ✁ H (ω ) = ☎   M Y (ω ) N ✄ M : giá trị thực Thay jω b»ng sè phøc p = σ + jω Hàm truyUn ñ7t c;a thi4t b ño H(p) b + b p + ⋅ ⋅ ⋅ + bN p − a p − ⋅⋅⋅ + aM p M ✞ H (p ) = N ✟ ✞ ✠ Nguy n Th Lan Hương Cách xác ñ nh ñiDm cOc ñiDm khơng c;a h% thMng?? ĐVc tính đ ng (4) N bN ∏ p − zi ✂ bN p − z p − z −aM p − p p − p ✂ H p = ✂ ✄ ✄ ✂ ✄   ☎ ☎ ☎ ✂ ✁ ✂ ✄ ✂   ✁ p − zN = p − pN ✄   ✄ ☎ ☎ ☎ ✂ i= M   ✄   ✄ −aM ∏ p − pi ✂ i= ✄   Tõ vị trí điểm cực (p) vE điểm không (z) mặt phẳng p (hay s) nhận biết đợc tính chất thi t b ủo/hệ thống đo Nguy n Th Lan Hương H Tỉn hao c«ng suất, điện trở vEo thiết bị đo Thiết bị đo nối v.o đối tợng đo, muốn có đáp ứng phải thu lợng từ phía đối tợng đo ta gọi l tổn hao công suất Trờng hợp thi4t b ủo mJc nối tiếp với tải: TVn hao: pa= RA.I2 RA: ñi&n tr) vào cTa TBĐ, RA: c.ng nhá th× sai sè tỉn hao c.ng Ýt Yêu cbu sai sM phương pháp γ ff = pa R = A c s'n xu@t MXu c;a biên b'n th• nghi%m ph'i đư>c h i đzng duy%t Biên b'n coi m t phbn c;a công tác b'o hành Cơ quan qu'n lý ño lư5ng, theo chu kỳ hoVc ñ t xu@t , ti4n hành kiDm tra s'n xu@t xét tính trung thOc c;a băng th• nghi%m KiDm tra đ nh kỳ M•i lbn kiDm tra ñ nh kỳ, thi4t b ñư>c c@p m t chGng chv k4t qu' ño bIi dBng cB @y ñư>c coi có giá tr pháp nhân H i ñzng tiêu chuNn nhà nưPc tr chGc trung tâm ño lư5ng ñư>c už quyUn thOc hi%n phép kiDm tra c@p gi@y chGng chv lưu hành Nguy n Th Lan Hương Chương Tr chGc phép đo gia cơng k4t qu' ño lư5ng Thi4t k4 m t phép ño hay m t băng th• nghi%m Xác đ nh nhi%m vB: gzm qui trình (1) xác đ nh mBc tiêu; (2) Yêu cbu k thu t; (3) Mô t' q trình đo; (4) u cbu vU d ch vB; (5) u cbu vU thơng tin L p sơ đz ño: gzm quyi trình (1) Ch2n phương pháp ño; (2) Ch2n lo7i thi4t b ño; (3) Ch2n thang ño; (4) MI r ng thang ño; (5) Ch2n sai sM c;a dBng cB ño; (6) Ch2n tMc ñ hay ñVc tính đ ng c;a thi4t b ; (7) Thi4t b k4t qu' ño Tr chGc phép ño: gzm khâu (1) thu th p sM li%u ño lư5ng; (2) qu'n lý sM li%u thu th p Gia công sM li%u đo lư5ng: Chvnh lý l7i sM li%u Tính tốn k4t qu' Bù y4u tM 'nh hưIng Tính tốn sai sM Trình bày k4t qu' Nguy n Th Lan Hương Gia cơng sM li%u đo Sai sM h% thMng sai sM ngXu nhiên Lý thuy4t vU sai sM ngXu nhiên Tính tốn sai sM ngXu nhiên bcng thOc nghi%m Sai sM c;a thi4t b t| khâu tr h>p Tính tốn đ khơng đ'm b'o đo Nguy n Th Lan Hương Gia cơng sM li%u đo Sai sM h% thMng sai sM ngXu nhiên Lý thuy4t vU sai sM ngXu nhiên Tính tốn sai sM ngXu nhiên bcng thOc nghi%m Sai sM c;a thi4t b t| khâu tr h>p Tính tốn đ khơng đ'm b'o ủo ( LVN 131:2004) Trên sở nh ng kết qua ®o l−êng b»ng nh ng dơng cơ thĨ , xác định giá trị kết qua đo v sai sè cđa phÐp ®o KÕt qua ®ã sÏ ®−ỵc viÕt: X®=X ± X Dơng ®o n o có sai số v nguyên nhân sai số khác nhau, vi cách xác định sai số phai tuỳ theo thiết bị đo m xác định Nguy n Th Lan Hương Đ khơng đ'm b'o đo Thơng sM gJn vPi k4t qu' c;a phép ño, ñVc trưng cho sO phân tán c;a giá tr có thD quy cho ñ7i lư>ng ño m t cách h>p lý Đ khơng đ'm b'o đo có thD phân thành hai thành phbn: Đánh giá ưPc lư>ng bcng phân bM thMng kê ñVc trưng bcng ñ l%ch chuNn thOc nghi%m.( lo7i A) Đư>c ưPc lư>ng t| phân bM xác su@t mô ph™ng sI thOc nghi%m hoVc thông tin khác.(lo7i B) Đ khơng đ'm b'o trng h>p(các phép đánh giá ñ c l p) ✁ ✁ uc = u A + uB Đ khơng đ'm b'o đo mI r ng U=k H% sM ph; k ( l@y theo phân bM student) ☛   Nguy n Th Lan Hương Tính tốn sai sM ngXu nhiên (đánh giá đ khơng đ'm b'o lo7i A) Ng−êi ta còng l¹i chøng minh r»ng với nh ng phân bố xác suất khác nhau, sai số ngẫu nhiên thiết bị đo đợc tính theo công thức =k k phụ thuộc v o phân bố xác suất sai số ngẫu nhiên loại dụng cụ đo đựơc xét ộ lệch quân phơng trở th nh -ớc lợng độ lệch binh quân phơng n ∑ sX = Xi − X ✂ n n− ✄ Sai số ngẫu nhiên đợc tính theo công thức: tst l hÖ sè student = tst s X ✶ ☎ σ Nguy n Th Lan Hương Ví dB ( ) TT KÕt qu¶ δi = X i − X 100,5 +0,34 0,0576 100,4 +0,14 0,0196 100,6 +0,34 0,1156 100,2 -0,06 0,0036 100,2 -0,06 0,0036 99,91 -0,36 0,1296 100,4 +0,14 0,0196 100,4 +0,14 0,0196 100,1 -0,16 0,0256 10 99,9 -0,36 δ2 = X i − X n ∑δ SX = n ( n − 1) S X = 0, 076 ! " #$ % &   11 10 X= ∑X 10 i 0,1296 ∑δ δ= 10 n i SX = ∑δ Nguy n Th Lan Hương ✁ ✂ %& ✄ ☎ ✆ ✁ ✆ ✝ ' ✞ ✟ ✆ ✁ ✂ ✠ ✝ #) * i n ( n − 1) Nguy n Th Lan Hương i % + + ,- $ / - & ' 01 (' Sai sM c;a phép ño gián ti4p, sai sM t| khâu tr h>p ( nhóm đ khơng đ'm b'o lo7i B) Hàm Y Sai sM tương ñMi Sai sM tuy%t ñMi Y γ= X1+X2 ± X1.X2 ± X X + X     ✁ ✝ +X ✝ ✟ ✠ X ✞ ✝ ±   ✝ ( ✠ X ✄ + X ✂ ☎ ✂ X +X ✄ ✂ ✆ ✂  X   X  ±   +   X   X  ✝ ✟ ✝ ) ✂ X ☛ ✞ ✡ ✡ ✡ ☛ ✡ X X ✔ ± X ☞ ✍ +X ✍ ✑ ✒ X ✏ ✏ ✍ ✍ ✑ ✒ X ✏ ✕ ✍ ✕ ✌ Xn ±x( X/X) ± nX n − X ✖ Nguy n Th Lan Hương ĐMi vPi m t hàm sM Đèi víi h m sè Y=f(X1, X2, X3, Xn) ✝ ∂ =  ∂ ✘ ✙ γ = γ ✥ ✝    ✚ ✚ ✙ ✘ + ✛ ✛ ✛ ✙ ✜ ✢  ∂ +  ∂ ✚ ✝ ✤ +γ ✜ ✢ ✜ ✔  X   X  ±   +   X   X  ✎ ✓ X ✍ + Nguy n Th Lan Hương ✗    ✝ ✙ +γ ✗ ✜ ✢ ✣ ✔ ✔ Y Y ... Ax = X X ⇒ X = Ax ì X X: ại lợng cần đo X0: ơn vị đo Ax: Giá trị số đại lợng cần đo Quá trình so sánh đại lợng cần đo với mẫu ủD cho kết b»ng sè Có thD đo m t đ7i lư>ng v t lý b@t kỳ đư>c khơng???... sưY phMi h>p k4t qu' c;a nhiUu phép ño dùng cách ño trOc ti4p Đo h p bơ": Là cách đo gbn giMng phép đo gián ti4p sơl lư>ng phép đo theo phép ño trOc ti4p nhiUu vaW k4t qu' ño nh n ñư>c thư5ng... đam bi4t sơl li%u ño ñư>c Đo th#ng kê : ñên ñ'm b'o ñôY xác c;a phép đo nhiUu ngư5i ta ph'i sưn dBng phép ño thMng kê TGc ph'i ño nhiUu lbn sau đol l@y gial tr trung bình Đo lư ng h c: ngành khoa