(NB) Nội dung của giáo trình được trình bày trong 13 bài cụ thể như sau: Các khái niệm về đo lường điện, Đo dòng điện, Đo điện áp, Đo điện trở cách điện bằng mê gôm mét, Sử dụng VOM, Đo công suất bằng oát mét, Đo điện năng 1 pha bằng công tơ 1 pha, Đo điện năng 3 pha bằng công tơ 3 pha, Sử dụng máy hiện sóng, Đo điện trở tiếp địa bằng ter rô mét;...
1 BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH & XÃ HỘI TỔNG CỤ DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Tên mơ đun: Đo đại lượng điện không điện NGHỀ:ĐIỆN DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP NGHỀ (Ban hành kèm theo Quyết định số: 120 /QĐ-TCDN Ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề) Năm 2013 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Đo lường điện không điện mô đun nghiên cứu thực hành phương pháp đo, dụng cụ đo đại lượng điện như: Điện áp, dòng điện, cơng suất, điện năng, … đại lượng khơng điện như: Đường kính, độ sâu, vận tốc… Mô đun đo lường điện khơng điện bố trí sau học sinh 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 mơ đun đo lường điện không điện biên soạn dựa giáo trình tài liệu tham khảo có, giáo trình dùng để giảng dạy làm tài liệu tham khảo cho học sinh nghề điện dân dụng Nội dung giáo trình trình bày 13 cụ thể sau: Bài 1: Các khái niệm đo lường điện, Bài 2: Đo dòng điện, Bài 3: Đo điện áp, Bài 4: Đo điện trở cách điện mê gôm mét, Bài 5: Sử dụng VOM, Bài 6: Đo cơng suất ốt mét, Bài 7: Đo điện pha công tơ pha, Bài 8: Đo điện pha công tơ pha, Bài 9: Sử dụng máy sóng, Bài 10: Đo điện trở tiếp địa ter rơ mét, Bài 11: Đo đường kính độ sâu thước kẹp, Bài 12: Đo đường kính dây điện từ pan me, Bài 13: Đo tốc độ tốc độ kế Trong q trình biên soạn, nhóm tác giả tham khảo tài liệu giáo trình khác phần cuối giáo trình thống kê Chúng cảm ơn quan hữu quan TCDN, BGH thày cô giáo trường CĐN Bách nghệ Hải Phòng số giáo viên có kinh nghiệm, quan ban ngành khác tạo điều kiện giúp đỡ cho nhóm tác giả hồn thành giáo trình Lần đầu biên soạn ban hành, giáo trình chắn khiếm khuyết; mong thày cô giáo cá nhân, tập thể trường đào tạo nghề sở doanh nghiệp quan tâm đóng góp để giáo trình ngày hoàn thiện hơn, đáp ứng mục tiêu đào tạo Mơ đun nói riêng ngành điện dân dụng chuyên ngành kỹ thuật nói chung Mọi ý kiến đóng góp xin gửi 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 Nội, 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 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 dụng cụ đo Các thành phần cấu tạo dụng cụ đo điện Cấu tạo nguyên lý làm việc cấu đo thông dụng Nhận dạng, phân biệt kiểu cấu đo Bài 2: Đo dòng điện Cấu tạo, đặc điểm, nguyên lý hoạt động am pe mét Mắc ampe đo cường độ dòng điện Phương pháp mở rộng giới hạn đo Bài 3: Đo điện áp Cấu tạo, đặc điểm, nguyên lý hoạt động vôn mét Các phương pháp mở rộng thang đo vôn mét Mắc vôn mét đo điện áp Bài 4: Đo điện trở cách điện Mê gôm mét Cấu tạo, nguyên lý làm việc công dụng mê gôm mét Phương pháp sử dụng mê gôm mét đo điện trở cách điện Các tập ứng dụng đo điện trở cách điện Bài 5: Sử dụng VOM Cấu tạo, kết cấu mặt ngồi cơng dụng VOM Sử dụng VOM Các chức khác thang đo điện trở Bài 6: Đo công suất Oát mét pha kiểu điện động Sơ đồ nối dây mắc oát mét đo công suất tác dụng Những điểm lưu ý sử dụng oát mét Sử dụng oát mét đo công suất Bài 7: Đo điện pha Cấu tạo, nguyên lý hoạt động công tơ pha Sơ đồ nối dây công tơ pha Lắp đặt, nối dây công tơ pha Chọn kiểm tra công tơ Đọc số tính điện tiêu thụ Bài 8: Đo điện pha Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 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 Sơ đồ nối dây công tơ pha phần tử Chọn kiểm tra công tơ Đọc số tính điện tiêu thụ Bài 9: Sử dụng máy sóng Cơng dụng, phân loại máy sóng Sơ đồ khối máy sóng Hướng dẫn sử dụng máy sóng Sử dụng máy sóng Bài 10: Đo điện trở tiếp đất Ter rô mét Cách sử dụng ter-rô mét đo điện trở tiếp đất Các tập đo điện trở tiếp đất ter rô mét Bảo quản dụng cụ đo Bài 11: Đo đường kính độ sâu Cấu tạo thước cặp cách đọc kết Cách sử dụng thước cặp đo đường kính độ sâu Cách bảo quản dụng cụ đo Các tâp ứng dụng Bài 12: Đo đường kính dây điện từ 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 tốc độ kế Cấu tạo, hoạt động tốc độ kế Sử dụng máy Stroboscope để đo tốc độ quay Đo tốc độ quay động 65 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 KHÔNG ĐIỆN Mã mơ đun: MĐ19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trò mơ đun: - Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí sau học sinh 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 mơ đun: Là mô đun chuyên môn nghề Mục tiêu mô đun: *Về kiến thức: - Mô tả cấu tạo, nguyên lý hoạt động cấu đo thông dụng: từ điện, điện từ, điện động, cảm ứng - Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động dụng cụ đo thông dụng: am-pe mét, vôn mét, ốt mét, VOM, cơng tơ, mê-gơm mét, ter-rơ 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 hiểu ký hiệu ghi đồng hồ dụng cụ đo lường - Sử dụng dụng cụ đo để đo đại lượng điện: điện áp, cường độ 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, tn thủ ngun tắc an toàn điện sử dụng dụng cụ đo lường Nội dung mô đun: Thời gian Số Tên mô đun TT Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra* Khái niệm đo lường điện Đo dòng điện 4 Đo điện áp 4 Đo điện trở cách điện MÊ GÔM MÉT 2 Sử dụng VOM 8 Đo công suất Oát mét Đo điện pha 8 Đo điện pha Sử dụng máy sóng 10 Đo điện trở tiếp đất TER-RƠ-MÉT 2 11 Đo đường kính độ sâu thước cặp 0.5 1.5 12 Đo đường kính dây điện từ Pan-me 0.5 1.5 75 31 40 13 Đo tốc độ tốc độ kế Cộng 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, việc đo báo thông số mạch điện vơ quan Nó giúp cho người thợ điện biết tình trạng thơng số hệ thống trạng thái bình thường hay cố Việc đo báo thực nhờ loại đồng hồ đo khác Nhưng xét mặt nguyên lý hầu hết loại đồng hồ đo chế tạo từ 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 số khái niệm ban đầu đo lường điện tiền đề tối cần thiết giúp tiếp thu tốt sau Mục tiêu: - Giải thích nguyên lý cấu tạo làm việc 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 dụng cụ đo - Đọc ký hiệu mặt dụng cụ Nội dung chính: Định nghĩa đo lường Mục tiêu: Nêu định nghĩa đo lường Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo Các phương pháp đo Mục tiêu: Trình bày phương pháp đo 2.1 Phương pháp đo biến đổi thẳng Là phương pháp đo có cấu trúc kiểu biến đổi thẳng khơng có khâu Hình 1.1: Sơ đồ khối thiết bị đo biến đổi thẳng phản hồi Trong đó: BĐ biến đổi; A/D chuyển đổi tương tự sang số; SS so sánh; CT cấu thị Đại lượng cần đo X đưa qua khâu biến đổi thành số Nx Đơn vị đo Xo biến đổi thành No sau so sánh đại lượng cần đo với đơn vị đo qua so sánh Kết đo thể phép chia Nx/No 2.2 Phương pháp đo kiểu so sánh 10 Phương pháp có sử dụng khâu hồi tiếp có sơ đồ khối hình bên Trong đó: SS so sánh; BĐ biến đổi; Hình 1.2: Sơ đồ khối thiết bị đo kiểu so sánh A/D chuyển đổi tương tự sang số; D/A chuyển đổi số sang tương tự; CT cấu thị 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 Sơ đồ khối dụng cụ đo Mục tiêu: Trình bày sơ đồ khối dụng cụ đo 3.1 Kiểu trực tiếp Là cách đo mà kết nhận trực tiếp từ phép đo Nghĩa kết đo trị số đại lượng cần đo mà khơng phải tính tốn thơng qua biểu thức Nếu khơng tính đến sai số trị số đại lượng cần đo X kết đo A Phương pháp đo trực tiếp có ưu điểm đơn giản, nhanh chóng loại bỏ sai số tính tốn Ví dụ: Vơnmet đo điện áp, ampemet đo cường độ dòng điện, oatmet đo công suất… 3.2.Kiểu gián tiếp Là cách đo mà kết đo suy từ phối hợp kết nhiều phép đo dùng cách đo trực tiếp Kết đo trị số đại lượng cần đo, số liệu sở có từ phép đo trực tiếp sử dụng để tính trị số đại lượng cần đo thơng qua phương trình vật lý liên quan đại lượng Cách đo gián tiếp mắc phải nhiều sai số sai số phép đo trực tiếp tích luỹ lại Vì cách đo nên áp dụng trường hợp dùng dụng cụ đo trực tiếp 4.Các ký hiệu mặt dụng cụ đo Mục tiêu: Nhận biết giải thích ký hiệu mặt dụng cụ đo Trên mặt dụng cụ đo thường có ký hiệu cho bảng sau: STT Ký hiệu Ý nghĩa STT Ký hiệu Ý nghĩa Làm việc với Có mạch điện tử mạng điện thiết bị đo 14 chiều Chỉnh lưu (Làm Làm từ cấu việc với đầu vào cảm ứng 15 xoay chiều) Làm việc với mạng Điện trở Shunt 16 chiều xoay chiều Làm việc Điện trở phụ trạng thái R 17 nghiêng α độ 75 BÀI 11 ĐO ĐƯỜNG KÍNH VÀ ĐỘ SÂU BẰNG THƯỚC CẶP Mã bài: MĐ 19.11 Giới thiệu: Thước cặp 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 xác đường kính 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 cấu tạo cách đọc kết 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 bề mặt ngồi bề mặt Có nhiều cách để phân loại thước kẹp như: - Dựa vào đặc điểm cấu tạo mà người ta chia thước kẹp thành loại là: + Thước kẹp du xích: Đây loại thước kẹp thông dụng phổ biến Thước đo xác 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 xác nhờ có đồng hồ kèm Còn phận khác cấu tạo tương tự thước kẹp du xích giới thiệu Ở ý thêm loại thước có thêm đai ốc chỉnh đồng hồ trước đo để kết đo xác 76 Hình11.2: Cấu tạo thước kẹp đồng hồ + Thước kẹp điện tử: Loại thước kẹp điện tử có thêm hình điện tử để hiển thị hình vẽ đây: Hình11.3: Cấu tạo thước kẹp điện tử - Dựa vào độ xác thước kẹp chia làm loại: + Thước kẹp 1/10: Loại đo kích thước xác đến 0.1mm + Thước kẹp 1/20: Loại đo kích thước xác đến 0.05mm + Thước kẹp 1/50: Loại đo kích thước xác đến 0.02mm 77 1.2 Cách đọc kết Kết phép đo tính theo cơng thức sau: : L = m+ i.c’ Trong đó: m số vạch thước bên trái vạch du xích i vạch thứ i thước phụ trùng với vạch thước c’ cấp xác thước, thường ghi than thước Ví dụ: Ở hình vẽ bên, số vạch thước bên trái vạch thước phụ m=45, vạch thước phụ trùng với vạch thước i=25, cấp xác thước ví dụ c’=0.05 Vậy kích thước vật là: L=45+25x0.05=46.25mm Hình11.4 : Ví dụ đọc kết Cách sử dụng thước cặp đo đường kính độ sâu Mục tiêu: 2.1 Cách đo đường kính Khi đo đường kính vật thể ta sử dụng hàm đo ngoài, đo đường kính vật thể ta sử dụng hàm đo Khi trình tự bước đo sau: Bước 1: Lau mỏ đo trước đo để kết xác Bước 2: Mở rộng thước kẹp đặt vuông góc với tâm 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 vít cố định muốn rút thước cặp để đọc kết Chú ý: Với loại thước khác bước đo nhau, khác cách đọc kết 2.2 Cách đo độ sâu Khi đo độ sâu vật thể ta sử dụng lưỡi đo sâu thước kẹp trình tự bước sau: Bước 1: Lau lưỡi đo sâu trước đo để kết xác Bước 2: Đặt thước kẹp thẳng đứng vng góc tì vào cạnh vị trí cần đo sâu Bước 3: Đẩy thước di động cho lưỡi đo sâu tiếp xúc với đáy vật thể Bước 4: Đọc kết cố định giá di động vít cố định muốn rút thước cặp để đọc kết Chú ý: Với loại thước khác bước đo nhau, khác 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 78 - Không ép mạch hai mỏ đo vào vật đo - Cần hạn chế việc lấy thước khỏi vật đo để đọc kết - Thước đo xong phải lau chùi giẻ sạch, bơi dầu mỡ, đặt vị trí hộp, khơng đặt thước chồng lên dụng cụ khác dụng cụ khác chồng lên thước Hình 1.15: Hộp đựng dụng cụ đo Các tâp ứng dụng Mục tiêu:Thực hành đo đường kính độ sâu số chi tiết cụ thể 4.1.Đo đường kính ngồi trục Đo đường kính ngồi vật thể phòng thực hành 4.2.Đo độ sâu chi tiết 79 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 vật nhỏ cần độ xác cao thơng 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 cách sử dụng pan me - Sử dụng thành thạo pan-me đo 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 cấu tạo cách sử dụng pan me Pan me hay gọi micrometer dùng để đo chiều dày hay đường kích 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 chi tiết mà chọn loại pan me cho phù hợp Hình 12.1: Cấu tạo pan me Hình 12.1 giới thiệu cấu tạo cuả loại pan me 0-25mm thường sử dụng để đo đường kích dây điện từ Nó gồm phận sau: - Khung: Dùng để giữ mặt đo cố định - Mặt đo: Gồm mặt đo có định khung mặt đo di động quay Hai mặt đo dùng để kẹp vật cần đo kích thước - Con quay: Được di chuyển tiến lùi thân xoay tay xoay - Chốt khóa: Dùng để cố định quay - Thân xoay tay xuay: Dùng để di chuyển quay - Thước chính: Trên thước khắc 50 vạch chia từ 0-25mm 80 - Thước phụ: Trên thước phụ khắc 50 vạch chia từ 0-0,50mm - Ống quay: Quay tròn quanh thước Cách sử dụng pan me đo đường kính dây điện từ Mục tiêu: Trình bày cách sử dụng pan me để đo đường kính dây điện từ Để đo đường kính dây điện từ pan me ta làm theo bước sau đây: Bước 1: Dùng giẻ lau để lau bề mặt mặt đo pan me Không để xước gỉ bề mặt Bước 2: Kiểm tra pan me cách xoay tay xoay thân xoay cho bề mặt đo chạm Sau quan sát đọc kích thước Nếu thấy pan me Nếu thấy pan me khơng phải tiến hành chỉnh để pan me dụng cụ chuyên dụng Bước 3: Xoay thân xoay tay xoay để mở mặt đo cho đưa dây điện từ vào mặt đo Sau 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 : m số vạch thước bên trái ống quay i vạch thứ i thước phụ trùng đường chuẩn ống cố định c độ xác pan me, thường ghi khung pan me Ví dụ: b, a, Hình 12.2: Ví dụ đọc kết pan me Hình 12.2 a: m = 11,5mm i = 28 giả sử pan me có độ 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 có độ xác 0,01mm Vậy L = 15,5 + 6.0,01 = 15,56mm Chú ý: - Tuyệt đối không làm rơi pan me - Khi mặt đo chạm vào chi tiết dùng tay xoay xoay thêm lần - Không phép cầm xoay để xoay khung Cách bảo quản dụng cụ đo 81 Mục tiêu:Trình bày cách bảo quản pan me - Sau sử dụng xong không xiết chặt mặt đo mà để hở khoảng 1-2mm - Lau bề mặt đo toàn pan me đo xong - Cho pan me vào hộp đựng, hộp đựng ln phải có túi chơnhs ẩm Hình 12.3: Hộp đựng pan me Bài tập ứng dụng Mục tiêu:Thực hành đo, kiểm tra đường kính dây điện từ pan me Bước 1: Dùng giẻ lau để lau bề mặt mặt đo pan me Hình 12.4: Lau pan me giẻ 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 xoay thân xoay tay xoay theo chiều 82 ngược lại để dịnh chuyển quay cho mặt đo tiếp xúc với đường kính dây điện từ Hình 12.7: Kẹp dây điện từ vào mặt đo Bước 4: Đọc kết pan me Hình 12.8: Đọc kết Nhìn vào hình ta thấy đường kính dây điện từ 0,48mm 83 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 stroboscope thường dùng để kiểm tra tốc độ quay vật quay cách đơn giản nhanh gọn Hay nói cách khác loại động đo tốc độ quay nhiều nơi khác Còn loại tốc độ kế khác thích hợp cho việc đo tốc độ cố định vị trí Mục tiêu: - Trình bày nguyên lý cấu tạo tốc độ kế - Sử dụng máy stroboscope để đo tốc độ quay theo qui định kỹ thuật - Tuân thủ quy tắc sử dụng quy tắc an tồn 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 hoạt động tốc độ kế điện từ, tốc độ kế xung, máy stroboscope 1.1 Tốc độ kế điện từ 1.1.1 Máy phát tốc chiều Máy phát tốc chiều có cấu tạo hoạt động máy phát điện chiều cơng suất nhỏ, kích từ nam châm vĩnh cửu kích từ độc lập Nhược điểm máy phát tốc chiều độ xác phụ thuộc vào phụ tải Nhiệt độ cuộn dây thay đổi làm ảnh hưởng đến điện trở phần ứng máy phát làm điện áp đầu thay đổi Ngoài điện áp đầu máy phát phụ thuộc vào điện trở tiếp xúc chổi than cổ góp 1, Stato 2, Rơ to 3, Cổ góp 4, Chổi than Nếu bỏ qua sụt áp điện trở tiếp xúc chổi than cổ góp coi phương trình điện áp đầu là: Ur = k.n Trong đó: k hệ số, độ dốc đặc tính máy phát n tốc độ quay rô to 84 1.1.2 Máy phát tốc xoay chiều Máy phát tốc xoay chiều chia làm loại là: Máy phát tốc đồng máy phát tốc dị a Máy phát tốc đồng Máy phát tốc đồng với rô to nam châm vĩnh cửu, stato cuộn dây Nhờ kích thích nam châm vĩnh cửu nên máy phát tốc đồng khơng có tiếp xúc vành trượt chổi than làm tăng độ tin cậy cho máy 1, Stato 2, Rô to Khi rô to máy phát quay cuộn dây stato xuất suất điện động cảm ứng có trị số tỉ lệ với tần số quay máy phát Trong đó: f = p.n/60 tần số máy phát WF số vong dây cuộn dây stato ΦKT từ thơng kích thích cực từ nam châm vĩnh cửu rô to Nhược điểm máy phát tốc đồng tốc độ quay n rô to thay đổi kéo theo thay đổi giá trị điện áp mà thay đổi giá trị tần số điện áp phát ra, làm thay đổi thành phần điện kháng máy phát tốc tải nên dẫn đếm thay đổi đặc tính Ngồi phải lắp thêm phát chiều quay Ưu điểm loại kính thước trọng lượng tương đối nhỏ b Máy phát tốc dị Máy phát tốc dị 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, cuộn lại lấy điện máy phát Khi rơ to đứng n máy có từ thơng dọc trục nên cuộn phát khơng có suất điện động cảm ứng Khi rơ to quay, ngồi suất điện động biến áp có suất điện động quay dẫn rô to cắt đường sức từ thơng kích từ Dưới tác dụng suất điện động quy rơ to hình thành dòng điện trùng pha với suất điện động quay, tạo luồng từ thông trùng pha với trục cuộn phát stato Đường sức từ thông cắt vòng dây cuộn 85 phát sinh suất điện động cảm ứng cuộn phát có tần số tần số dòng kích từ 1.2 Tốc độ kế xung 1.2.1 Tốc độ kế từ trở biến thiên Cấu tạo gồm cuộn dây có lõi sắt từ chịu tác động nam châm vĩnh cửu, đối điện đĩa quay vật liệu sắt từ có Khi đĩa quay, từ trở mạch từ biến thiên cách tuần hoàn làm cho từ thông qua cuộn dây biên thiên, cuộn dây xuất 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 suất điện động cuộn dây xác định biểu thức: pf = n Trong đó: p - số lượng đĩa n - số vòng quay đĩa giây Biên độ E suất điện động cuộn dây phụ thuộc hai yếu tố: - Khoảng cách cuộn dây đĩa quay: khoảng cách lớn E nhỏ - Tốc độ quay: Tốc độ quay lớn, E lớn Khi tốc độ quay nhỏ, biên độ E bé khó phát hiện, tồn vùng tốc độ quay đo được, người ta gọi vùng vùng chết Dải đo cảm biến phụ thuộc vào số 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 độ đo 500 - 10.000 vòng/phút 1.2.2 Tốc độ kế quang Nguồn sáng phát tia hồng ngoại diot phát quang (LED) Đĩa quay, đặt nguồn sáng đầu thu, có lỗ bố trí cách vòng tròn Đầu thu photodiode phototranzitor Khi đĩa quay, đầu thu chuyển mạch nguồn sáng, lỗ, nguồn phát sáng thẳng hμng Kết đĩa quay, đầu thu quang nhận thông lượng ánh sáng biến điệu phát tín hiệu có tần số tỉ lệ với tốc độ quay biên độ không phụ thuộc tốc độ quay 86 Trong cảm biến quang đo tốc độ, người ta dùng đĩa quay có vùng phản xạ ánh sáng bố trí tuần hồn 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 - Dải thông đầu thu quang mạch điện tử Để đo tốc độ nhỏ (~ 0,1 vòng/phút) phải dùng đĩa có số lượng lỗ lớn (500 1.000 lỗ) Trong trường hợp đo tốc độ lớn ( ~ 105 - 106 vòng/phút) phải sử dụng đĩa quay lỗ, tần số ngắt mạch điện xác định tốc độ cực đại đo 1,Nguồn sáng 2,Thấu kính hội tụ 3,Đĩa quay 4,Đầu thu quang 1.2 Máy Stroboscope Sử dụng máy Stroboscope để đo tốc độ quay Mục tiêu:Trình bày cách sử dụng máy Stroboscope để đo tốc độ 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 đánh dấu điểm làm mốc trục quay Có thể đánh dấu bút mầu băng dính màu Bước 2: Bật máy Stroboscope, để đèn flash nháy tần số lớn chiếu vào truch cần đo tốc độ quay Chú ý chiếu vào vị trí có điểm đánh dấu mốc Bước 3: Điều chỉnh núm điều chỉnh tần số nháy nút “-“ mặt điều khiển để giảm dần tần số nháy đèn flash xuống Đến nhìn thấy hình ảnh trục với điểm làm mốc dừng ại đọc kết hình Đo tốc độ quay động Mục tiêu: Thực hành đo tốc độ quay động Thực hành đo tốc độ quay động quạt để bàn ta làm theo bước sau: Bước 1: Để đo tốc độ quay động quạt, ta có thê đo thơng qua tốc độ quay cách quạt Để quạt chế độ dừng, dùng bút đánh dấu điểm mốc cách quạt hình đây: 87 Hình 13.1: Đánh dấu điểm mốc cách quạt Bước 2: Dùng máy Stroboscope chiếu đèn flash máy vào cách quạt Chú ý ban đầu nên để tần số nháy đèn flash lớn Hình 13.2: Dùng máy Stroboscope chiếu vào cách quạt Bước 3: Vặn núm điều chỉnh tần số nháy đèn flash ấn nút “-“ mặt điều khiển để điều chỉnh tần số nháy đèn flash giảm dần Hình 13.3: Vặn núm điều chỉnh tần số nháy đèn flash Hình 13.4: Ấn nút “+” “-” để tinh chỉnh tần số nháy đèn flash 88 Vưa chiếu vừa điều chỉnh tần số nháy đèn flash nhìn thấy ảnh cách quạt dừng lại đọc kết hình hiển thị Khi tần số nháy đèn flash trùng với tần số xuất cách quạt đánh dấu vị trí đó, tốc độ quay cánh quạt Hình 13.5: Đọc kết hình hiển thị Nhìn hình hiển thị máy thấy tốc độ quay động quạt 2413,9 RPM (RPM-vòng/phút) Chú ý: - Khơng nên để máy gần trục quay cần đo Vì đo máy chạm vào trục quay gây hỏng máy - Để tránh bị rơi máy đo, nên đeo dây chân máy vào cổ tay để đảm bảo an tồn cho máy Hình 13.6: Đeo dây máy vào cổ tay 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Hòa Giáo trình đo đại lượng điện không điện Nhà xuất giáo dục, 2006 Nguyễn Văn Hòa (Chủ biên), Bùi Đăng Thảnh, Hồng Sỹ Hồng Giáo trình đo lường điện cảm biến đo lường Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2010 Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quốc, Nguyễn Van Hòa Kỹ thuật đo lường 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 xã hội, Tổng cục dạy nghề Đo lường điện 2004 ... trình mơ đun đo lường điện không điện biên soạn dựa giáo trình tài liệu tham khảo có, giáo trình dùng để giảng dạy làm tài liệu tham khảo cho học sinh nghề điện dân dụng Nội dung giáo trình trình... cấu tạo làm việc 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... Bài 1: Khái niệm 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 dụng cụ đo Các thành phần cấu tạo dụng cụ đo điện Cấu tạo nguyên