ĐO LƯỜNG điện tử 2020

TÀI LIỆU NÀY GIÚP NGƯỜI HỌC: SỬ DỤNG MẤY ĐO VOM, ĐO CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN, CÁCH SỬ DỤNG MÁY OSC VÀ MÁY PHÁT SÓNG. 2. Sai số trong các phép đo: Khái niệm: Sai số là giá trị chênh lệch giữa giá trị đo được hoặc tính được và giá trị thực hay giá trị chính xác của một đại lượng nào đó. Phân loại: Sai số của dụng cụ đo có nhiều loại khác nhau nhưng có thể phân thành 2 loại: Sai số hệ thống: Đó là sai số cơ bản mà giá trị của nó luôn không đổi hoặc thay đổi có quy luật. Sai số này về nguyên tắc có thể loại trừ được. Sai số ngẫu nhiên: là sai số mà giá trị của nó thay đổi rất ngẫu nhiên do sự thay đổi của môi trường bên ngoài (áp suất, nhiệt đô, độ ẩm .v.v) sai số này gọi là sai số phụ .

MỤC LỤC Bài KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ Mã bài: 01 A GIỚI THIỆU: -1- Trong tìm hiểu định nghĩa đo lường, sai số phép đo, cấu tạo nguyên lý cấu đo thông dụng sử dụng để chế tạo máy đo sử dụng nghề Điện – Điện tử B MỤC TIÊU: - Trình bày cơng dụng tham số kỹ thuật thiết bị đo lường điện tử thông dụng - Chọn loại thiết bị đo cho công việc sửa chữa thiết bị điện tử dân dụng - Bảo quản tốt thiết bị đo C NỘI DUNG CHÍNH: Khái niệm đo lường điện tử Định nghĩa: Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo BTĐN: A = Trong đó: X → X = AX X0 X: Đại lượng đo, Xo:Đơn vị đo, A: Con số kết đo VD: I = 5A I: Là dòng điện 5: Là số đo A: Là đơn vị đo dòng điện Sai số phép đo: Khái niệm: Sai số giá trị chênh lệch giá trị đo tính giá trị thực hay giá trị xác đại lượng Phân loại: Sai số dụng cụ đo có nhiều loại khác phân thành loại: - Sai số hệ thống: Đó sai số mà giá trị ln khơng đổi thay đổi có quy luật Sai số nguyên tắc loại trừ - Sai số ngẫu nhiên: sai số mà giá trị thay đổi ngẫu nhiên thay đổi mơi trường bên ngồi (áp suất, nhiệt đơ, độ ẩm v.v) sai số gọi sai số phụ Ngoài sai số trên, để đánh giá sai số dụng cụ đo đại lượng người ta phân loại: - Sai số tuyệt đối: hiệu giữagiá trị đại lượng đo X giá trị thực X th (là giá trị đại lượng đo xác định với độ xác nhờ dụng cụ đo mẫu) ∆X = X - Xth - Sai số tương đối phép đo γ x , đánh giá phần trăm tỷ số sai tuyệt đối giá trị thực ; -2- γX % = ∆X ∆X 100% = 100% (vì Xt ≈ X) Xt X - Cấp xác dụng cụ đo; giá trị sai số cực đại mà dụng cụ đo mắc phải Người ta quy định cấp xác dụng cụ đo sai số tương đối qui đổi dụng cụ nhà nước qui định cụ thể : γ qđx% = ∆X m 100% Xm ∆X m - Sai số tuyệt đối cực đại Xm - Giá trị lớn thang đo Nguyên nhân: Có nhiều nguyên nhân gây nên sai số, chủ yếu nguyên nhân sau: Do máy móc dụng cụ đo thiếu xác, thiếu tinh vi Do người đo với trình độ tay nghề chưa cao, khả giác quan bị hạn chế Do điều kiện ngoại cảnh bên tác động tới, thời tiết thay đổi, mưa gió, nóng lạnh bất thường,… Các phận chủ yếu máy đo: Mỗi dụng cụ đo thường có khâu là: Chuyển đổi sơ cấp, mạch đo cấu thị Hình 1.1: Cấu trúc chung dụng cụ đo - Trong chuyển đổi sơ cấp làm nhiệm vụ biến đổi đại lượng đo thànhtín hiệu điện Đó khâu quang trọng nhấp thiết bị đo - Mạch đo khâu gia công thông tin đo sau chuyển đổi sơ cấp làm nhiệm vụ tính toán thực sơ đồ mạch Mạch đo thường mạch điện tử vi xử lý để nâng cao đặt tính dụng cụ đo - Cơ cấu chi thị khâu cuối dụng cụ thể kết đo dạng số so với đơn vị đo Có cách thể kết đo: + Chỉ thị kim + Chỉ thị thiết bị tự ghi + Chỉ thị dạng số Phân loại máy đo 4.1 Phân loại theo dụng cụ đo: Có loại - Dụng cụ đo biến đổi thẳng, đại lượng mà đại lượng cần đo X biến đổi thành lượng Y theo đường thẳng khơng có khâu phản hồi - Dụng đo kiểu biến đổi bù loại dụng cụ có mạch phản hồi với chuyển đổi ngược biến đổi đại lượng Y thành đại lượng bù Xk để bù với tín hiệu đo X -3- 4.2 Theo phương pháp so sánh, đại lượng đo phân thành: - Dụng cụ đo đánh giá trực tiếp: Là dụng cụ khắc độ theo đơn vị đại lượng đo từ trước, đo, đại lượng đo so sánh với kết đo - Dụng cụ đo kiểu so sánh: Là dụng cụ đo thực việc so sánh qua mổi lần đo Sơ đồ đo sơ đồ kiểu biến đổi bù 4.3 Theo phương pháp đưa thông tin đo chia thành: - Dụng cụ đo tương tự, dụng cụ có số hàm liên tục đại lượng cần đo Dụng cụ đo tương tự gồm: Dụng cụ đo có kim chỉ, dụng cụ đo kiểu tự ghi (kết đo ghi lại dạng đường cong phụ thuộc thời gian) - Dụng cụ đo thị số: Là dụng cụ đại lượng đo liên tục biến đổi thành rời rạc kết đo thể hiên dạng số 4.4 Theo đại lượng đo: Các dụng cụ mang tên đại lượng đo vônmét, ampe mét, ômmét Các cấu đo 5.1 Cơ cấu đo kiểu từ điện 5.1.1 Cấu tạo: Cơ cấu thị từ điện gồm có hai phần bản: phần tĩnh phần động + Phần tĩnh gồm có: Nam châm vĩnh cửu 1, mạc từ 2, cực từ lõi sắt hình thành mạch từ kín Giữa cực từ lõi từ có khe hở khơng khí + Phần động: Gồm có khung dây quấn dây đồng có đường kính 0,03 ÷ 0,07 mm Khung dây gắn vào trục ( dây dây treo ) quay di chuyển khe hở khơng khí cực từ lõi + Nam châm chế tạo hợp kim vonfram, alnicơ, hợp kim crơm …Có trị số cảm ứng từ 0,1 ÷ 0,2 Tesla từ 0,2 ÷ 0,3 Tesla Hình 1.4: Cơ cấu đo kiểu từ điện 5.1.2 Ngun lý làm việc: Khi có dịng điện chạy khung dây, tác động từ trường nam châm vĩnh cửu, khung dây lịch khỏi vị trí ban đầu góc Mơmen quay tính theo biểu thức : -4- Mq = dWe dα We- lượng điện từ tỷ lệ với độ lớn từ thông khe hở khơng khí dịng điện chạy khung dây I mà φ = BSW α We= φ Trong đó: B - Độ từ cảm nam châm vĩnh cửu S - Tiết diện khung dây W - Số vòng khung α - Góc lệch khung khỏi vị trí ban đầu Thay vào ta có: d (φI ) d ( BSWαI ) Mq= = = BSW I dα dα Tại vị trí cân , mơmen quay mômen cản Mq = Mc, từ (2-2) (2-7) ta có : B.S.W.I= SI I D Do B, S, W, D số nên gó lệch α tỷ lệ bậc với dòng điện I B.S.W.I= D αVà α = Từ biểu thức ta thấy cấu từ điện đo dịng điện chiều, thang đo BSW số không đổi Cơ cấu từ điện dùng để chế tạo D ampemét, vơnmét, ơmmét nhiều thang đo có dảI đo rộng: độ xác cao (cấp 0,1 ÷ 0,5) điều nhau, Độ nhạy SI = 5.2 Cơ cấu đo kiểu điện từ 5.2.1 Cấu tạo: Cơ cấu thị điện từ phân thành loại: cuộn dây dẹt cuộn dây trịn + Cuộn dây dẹt: Phần tỉnh có cuộn dây phẳng1, bên có khe hở khơng khí (hinh 2- 2a) Phần động là: lõi thép gắn trục 5, lõi thép quay tự khe hở khơng khí + Cuộn dây trịn: Phần tĩnh cuộn dây có mạch từ khép kín 1,bên bố trí kim loại cố định 2, động gắn với trục quay -5- Hình 1.5: Cơ cấu đo kiểu điện từ 5.2.2 Nguyên lý làm việc: + Đối với cuộn dây dẹt: Khi có dịng điện chạy cuộn dây tạo thành nam châm điện hút lõi vào khe hỡ khơng khí tạo thành mơmen quay (Mq) + Đối với cuộn dây trịn: Khi có dịng điện chạy cuộn dây xuất từ trường từ hoá kim loại tĩnh động để tạo thành nam châm Giữa kim loại hình thành lực đẩy lẫn va xuất mơmen quay (Mq) Ta có Mq= dWe dα Trong đó: LI We = L - điện cảm cuộn dây; I dòng điện chạy cuộn dây Do đó: Mq= LI ) dL = I dα dα d( Khi vị trí cân bằng: Mq = Mc DL I 2D dα Từ biểu thức ta thấy góc quay α cấu khơng phụ thuộc vào chiều dịng Ta có: DL I = Dα dα Và α = điện nên đo dịng điện chiều xoay chiều, thang đo không , tiêu thụ cơng suất lớn, độ xác khơng cao Cơ cấu thị điện từ dùng chế tạo vônmét, ampemet mạch diện xoay chiều tần số cơng nghiệp với độ xác cấp 1- 5.3 Cơ cấu đo kiểu điện động 5.3.1 Cấu tạo: Cơ cấu thị điện động gồm có cuộn dây phần tĩnh 1, chia thành phần nối tiếp để tạo từ trường có dịng điện chạy qua.Phần động khung dây đặt cuộn dây tĩnh gắn trục quay Hình dáng cuộn dây trịn vng Cả -6- phần động phần tĩnh bảo vệ chắn từ để tránh ảnh hưởng từ trường đến làm việc cấu thị Hình 1.6: Cơ cấu đo kiểu điện động 5.3.2 Nguyên lý làm việc: Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây tĩnh cuộn dây suất từ trường Từ trường tác động lên dòng điện chạy khung dây tạo nên mơmen quay làm phần động quay di góc α : dWe dα Mq = Nếu dòng điện đI vào cuộn dây dòng điện chiều I I 2 W e = L1 I + L2 I + M 12 I I 2 Với: L ,L - điện cảm cuộn dây tỉnh động M 12 : Hỗ cảm cuộn dây I 1, I - Dòng điện chiều chạy cuộn dây tĩnh động Do L1 va L2 không thay đổi khung dây quay cuộn dây tĩnh đạo hàm chúng theo góc α ta có: Mq = dWe dM 12 I1I = dα dα Khi cân Mq = Mc I1 I dM 12 dM 12 I I = Dα , α = D dα dα Khi cuộn dây tĩnh cuộn dây động mắc nối tiếp ta có I = I = I , Ta có: α = dM 12 I D dα Với i1 i2 dịng xoay chiều ta có Mơmen quay tức thời m qt dM 12 ω = i1i2 dα -7- Và Mômen trung bình chu kì tính theo biểu thức: T M qtb = ∫ m qt dt T Nếu i1= I 1m Sin ωt , i2= I m Sin( ωt − ϕ ) ta có: T M qbt = Mq = dM 12 I 1m I m Sin ωt Sin( ωt − ϕ ) ∫ T dα dM 12 I I cos ϕ dα Với ϕ - Góc lệch I 1vaI Điều kiện cân Mq = Mc Dα = I I α= dM 12 cos ϕ dα dM 12 I I cos ϕ D dα Từ biểu thức ta thấy cấu điện động dùng mạch chiều xoay chiều, thang đo khơng điều, dùng để chế tạo Vơnmét, Ampemet, tmet có độ xác cao, với cấp xác 0,1- 0,2 Nhược điểm tiêu thụ công suất suất lớn 5.4 Cơ cấu đo kiểu cảm ứng: 5.4.1 Cấu tạo: Gồm phần tĩnh phần động - Phần tĩnh: Các cuộn dây điện 2, có cấu tạo để có dịng điện chạy cuộn dây sinh từ trường móc vịng qua mạch từ qua phần động, có nam châm điện - Phần động: Đĩa kim loại (thường nhôm) gắn vào trục quay trụ Hình 2.4: Cơ cấu đo kiểu cảm ứng 5.4.2 Nguyên lý làm việc: Dựa tác động tương hỗ từ trường xoay chiều (được tạo dòng điện phần tĩnh) dòng điện xốy tạo đĩa phần động, cấu làm việc với mạch điện xoay chiều: -8- Khi dòng điện I1, I2 vào cuộn dây phần (các từ thơng lệch pha góc ψ góc ứng), từ thơng Ф1, Ф2 cắt đĩa nhôm (phần động) điện động tương ứng E1, E2 (lệch pha với Ф1, Ф2 xoáy I x1, Ix2 (lệch pha với E1, E2 góc α1, α2) tĩnh → sinh từ thông Ф1, Ф2 lệch pha dịng điện tương → xuất đĩa nhơm sức góc π/2) → xuất dịng điện Các từ thông Ф1, Ф2 tác động tương hỗ với dòng điện Ix1, Ix2 → sinh cáclực F1, F2 mômen quay tương ứng → quay đĩa nhôm (phần động) Mơmen quay tính: Mq=C.f.φ φ 2.Sinϕ Với: C số f: Là tần số dịng điện I1, I2 ϕ: Là góc lệch pha I1, I2 Các thông số kỹ thuật máy đo 6.1 Độ nhạy: Độ nhạy dụng cụ đo tính dy = F(X) Trong đó: Y - đại lượng ; X - đại lượng vào dX Đại lượng C = số dụng cụ đo S s= Nếu dụng cụ gồm nhiều khâu biến đổi ,mổi khâu có độ nhạy riêng độ nhạy n toàn dụng cụ: S = S1.S2 Sn = Π si i =1 6.2 Điện trở dụng cụ đo công suất tiêu thụ: - Điện trở vào: Là điện trở đầu vào dụng cụ Điện trở vào dụng cụ đo phải phù hợp với điện trở đầu khâu trước chuyển đổi sơ cấp - Khi đo điện áp nguồn điện điện áp rơi phụ tải điện trở vonmét lớn tốt, ngược lại đo dòng điện qua phụ tải yêu cầu điện trở ampemét nhỏ tốt để giảm sai số phép đo - Điện trở đo dụng cụ đo: Xác định cơng suất truyền tải cho khâu Điện trở nhỏ cơng suất lớn 6.3 Độ tác động nhanh: Độ tác động nhanh: thời gian để dụng xác lập kết đo thị Đối với dụng cụ tương tự, thời gian khoảng 4s Đối với dụng cụ số đo hàng nghìn điểm đo 1s 6.4 Độ tin cậy: Độ tin cậy dụng cụ đo phụ thuộc nhiều yếu tố: - Độ tin cậy linh kiện sử dụng - Kết cấu dụng cụ không phức tạp -9- - Điều kiện làm việc D Câu hỏi tập: 1/ Trình bày khái niệm đo lường điện tử? 2/ Trình bày sơ đồ cấu trúc náy đo, chức khối sơ đồ cấu trúc? 3/ Thế máy đo biến đổi thẳng máy đo kiểu so sánh? 4/ Trình bày thông số máy đo? -10- Điều chỉnh điện áp ngõ Biến trở điều chỉnh biên độ ngõ Công tắc HIGH– LOW Xác lập mức ngõ Ở vị trí Low ngõ giảm mức 1/10 (20dB) Các cổng ngõ Nối tín hiệu ngõ cho tải Trở kháng xấp xỉ khoảng 600Ω Máy phát sóng cao tần 2.1 Phân loại: Có hai loại máy phát cao tần bản: máy phát cao tần điều biên máy phát cao tần điều tần Về hai loại máy giống cấu tạo, khác cách điều chế tín hiệu: điều biên tức biên độ tín hiệu thay đổi tần số khơng đổi; cịn điều tần tần số tí hiệu thay đổi biên độ không đổi 2.2 Sơ đồ khối thông số kỹ thuật máy phát cao tần - Sơ đồ khối: Tạo dao động Chuyển mạch chức đ ộ n g Mạch điều biên/ điều tần KĐ tín hiệu điều biên/ điều tần Khuếch đại tín hiệu điều chế Hình 6.3: Sơ đồ khối máy phát sóng điều biên - Các thơng số kỹ thuật máy phát tín hiệu điều biên: + Dải tần cơng tác máy phát điều biên ∆f = fmin ÷ fmax + Sai số tần số cho phép + Mức suy hao ngõ + Trở kháng + Trở kháng vào + Các dạng tín hiệu + Dải điều chế 2.3 Cấu tạo chức năng: -42- Suy hao mức Máy phát sóng cao tần có cấu tạo chức tương tự máy phát sóng âm tần phát với tần số cao nhiều, máy phát sóng cao tần ứng dụng lĩnh vực điện tử cao tần Hình 6.4: Máy phát sóng cao tần điều biên Chức thành phần máy phát sóng cao tần: TT Tên gọi Chức Núm quay tần số Núm điều chỉnh tần số ngõ Dãy tần số Chọn giai phát tần số A từ 100KHz – 300KHz B từ 300KHz – 1MHz C từ 1MHz – 3.2MHz D từ 3MHz – 10MHz E từ 10MHz – 35MHz E từ 32MHz – 150MHz Công tắt POWER Bật nguồn AC Led POWER Báo nguồn Công tắc chọn chế độ đồng INPUT/OUTPUT Chọn dạng sóng tín hiệu ngõ (sóng sin sóng vng) Ngõ vào/ra đồng Nối tín hiệu tần số đồng ngồi Điều chỉnh điện áp ngõ Biến trở điều chỉnh biên độ ngõ -43- Công tắc HIGH– LOW Xác lập mức ngõ Ở vị trí Low ngõ giảm mức 1/10 (20dB) Các cổng ngõ Nối tín hiệu ngõ cho tải Trở kháng xấp xỉ khoảng 600Ω 2.4 Nguyên lý hoạt động - Bộ tạo dao động tạo tín hiệu tần số cao ,đẳng biên có tần số hình dạng thay đổi tùy thích theo u cầu cơng việc Tần số tín hiệu mà tạo dao động tạo nằm dải cao tần siêu cao tần Bởi vậy, người ta nhân tần tín hiệu tạo sóng chủ Hình dạng tín hiệu thơng thường tín hiệu dạng hình sin dạng xung tuần hoàn - Chuyển mạch chức giúp chọn hình dạng dải tần tín hiệu phù hợp với u cầu cơng việc - Bộ điều chế tín hiệu điều biên/điều tần có nhiệm vụ: từ tín hiệu âm tần điều chế đưa vào khống chế khả làm việc mạch điều biên/điều tần cho tín hiệu sóng mang hình sin có biên độ/tần số thay đổi theo quy luật âm tần tin tức điều chế - Khối khuếch đại tín hiệu âm tần điều chế có nhiệm vụ nâng cao biên độ tin tức trước lúc đưa vào điều chế, đồng thời phối hợp trở kháng với nguồn tín hiệu điều chế - Khối khuếch đại tín hiệu nhằm nâng cao biên độ cơng suất tín hiệu điều chế - Khối điều chỉnh suy hao mức giúp ta điều chỉnh độ lớn tín hiệu máy phát theo yêu cầu công việc Cách sử dụng máy phát tín hiệu chuẩn Thực theo bước sau:  Bước Chọn thiết bị - Chọn máy phát tín hiệu chuẩn có nguồn cung cấp phù hợp điện áp mạng điện công nghiệp nơi làm việc - Chọn máy phát tín hiệu chuẩn có dải tần cơng tác thỏa mản với yêu cầu công việc - Xác định ngỏ vào điện áp cung câp - Xác định vị trí chuyển mạch chức chức máy phát sóng chuẩn - Xác định thị tần số máy phát sóng chuẩn - Xác định nút điều chỉnh tần số tín hiệu máy phát sóng chuẩn - Xác định nút điều chỉnh mức điện áp - Xác định thị mức điện áp tín hiệu ngõ máy phát sóng chuẩn - Xác định ngõ tín hiệu cao tần điều chế  Bước Điều chuẩn thiết bị - Vận hành đưa nút chức vị trí tĩnh -44- - Điều chuẩn thị mức điện áp tín tín hiệu ngõ thị mức U =0 máy phát sóng chuẩn trạng thái tĩnh - Điều chuẩn thị tần số tín hiệu thị giá trị F = máy phát sóng chuẩn trạng thái tĩnh  Bước Đấu nối thiết bi - Đấu nối nguồn cung cấp cho máy phát sóng tín hiệu chuẩn - Đấu nối đường dẫn tín hiệu chuẩn ngõ máy phát sóng chuẩn với thiết bị khác có liên quạn  Bước Điều chỉnh thiết bị - Điều chỉnh mức nguồn cung cấp cho máy phát sóng tín hiệu chuẩn với yêu cầu thiết kế - Chọn chức cho máy phát theo yêu cầu công việc ( phát tín hiệu hình sin hay tín hiệu xung ) - Điều chỉnh tần số máy phàt để tín hiệu chuẩn có tần số theo u cầu cơng việc - Điều chỉnh mức điện áp tín hiệu phù hợp theo yêu cầu công việc  Bước Đọc lưu kết - Đọc ghi chép xác tần số tín hiệu chuẩn - Đọc ghi chép xác mức điện áp tín hiệu chuẩn  Bước Kết thúc công việc - Điều chỉnh mức điện áp trở giá trị (0) - Điều chỉnh nút chọn tần số máy phát sóng chuẩn vị trí (0) - Ngắt nguồn cung cấp cho máy phát sóng chuẩn - Tháo gở cáp đấu nối thiết bị Bảo quản máy phát sóng: - Khi sử dụng máy phát sóng tránh làm chạm chập dây kết nối với nhau, điều dẫn dến hư hỏng cho máy - Khi sử dụng phải đặt máy phát ngắn, thuận tiện cho thao tác đo kiểm, tránh làm rơi dao máy phát gây hư hỏng nặng cho máy phát - Khi không sử dụng nên tháo tất dây kết nối kể dây nguồn để máy phát tín hiệu vào thùng nơi thống mát - Có kế hoạch vệ sinh máy phát tín hiệu thường xuyên D Câu hỏi ôn tập: 1/ Trình bày sơ đồ khối, thông só kỹ thuật, nguyên lý làm việc máy phát sóng âm tần? 2/ Trình bày sơ đồ khối, thơng só kỹ thuật, ngun lý làm việc máy phát sóng cao tần điều biên? 3/ Trình bày sơ đồ khối, thơng só kỹ thuật, ngun lý làm việc máy phát sóng cao tần? -45- 4/ Trình bày cách sử dụng máy phát sóng tín hiệu chuẩn? 5/ Trình bày cách bảo quản máy phát sóng tín hiệu chuẩn? Bài DAO ĐỘNG KÝ Mã bài: 07 -46- A GIỚI THIỆU: Máy sóng cịn gọi dao động ký hay Oscilloscope thiết bị hiển thị đồ thị dòng điện phục vụ hoạt động đo lường điện tử kỹ thuật viên Có thể nói, dụng cụ chun dụng khơng thể thiếu hoạt động điện tử viễn thông, vật lý, áp suất,…hay hoạt động sản xuất B MỤC TIÊU: - Trình bày cấu tạo ,chức thông số kỹ thuật dao động ký - Sử dụng thành thạo dao động ký công việc sửa chữa thiết bị điện tử - Bảo quản tốt dao động ký - Có ý thức nghiêm túc trình sử dụng máy đo, đảm bảo an toàn cho người trang thiết bị C NỘI DUNG CHÍNH: Khái niệm: - Máy sóng điện tử hay gọi dao động ký điện tử (electronic oscilloscope) dụng cụ hiển thị dạng sóng thơng dụng Nó chủ yếu sử dụng để vẽ dạng tín hiệu điện thay đổi theo thời gian Bằng cách sử dụng máy sóng ta xác định được: + Giá trị điện áp thời gian tương ứng tín hiệu + Tần số dao động tín hiệu + Góc lệch pha hai tín hiệu + Dạng sóng điểm khác mạch điện tử + Thành phần tín hiệu gồm thành phần chiều xoay chiều + Trong tín hiệu có thành phần nhiễu nhiễu có thay đổi theo thời gian hay không Phân loại: Gồm dao động ký tia, tia dao động ký nhiều tia Hiện dao động ký tia cịn sử dụng, thông dụng nghề sửa chữa điện tử máy dao động ký tia, máy nhiều tia ứng dụng nghiên cứu đo lường điện – điện tử chuyên sâu cần độ xác cao Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động dao động ký thông dụng: (Dao động ký hai tia) 3.1 Sơ đồ khối: Hình 7.1 3.2 Nguyên lý hoạt động: Máy sóng có nhiều dịng máy khác sử dụng chung nguyên lý hoạt động Mỗi máy có đèn điện tử, bên rút hết khơng khí Chùm điện tử phát từ cathode làm nóng phía sau ống chân không gia tốc làm cho hội tụ hay nhiều anodes đập vào phía trước ống làm điểm hình phủ photpho ống phát sáng -47- Hình 7.1: Sơ đồ khối máy dao động ký Chùm điện tử bẻ cong, làm lệch nhờ điện áp đặt vào cực cố đình ống chân khơng Các cực lái tia theo chiều ngang hay cực X tạo chuyển động chùm điện tử theo phương ngang Trên sơ đồ, chúng liên kết với khối hệ thống gọi “chu kì sở” Cái tạo sóng dạng cưa nhìn thấy hình máy sóng Trong tăng pha xung cưa, điểm sáng điều khiển tốc độ từ trái tới phải phía trước hình suốt trình giảm pha, chùm điện tử quay lại nhanh chóng từ trái qua phải điểm hình để trắng để khơng hiển thị lên hình Theo cách , “chu kì sơ “ tạo trục X đồ thị tín hiệu hình máy oscilloscope Độ dốc sai pha thay đổi theo tần số xung cưa điều chỉnh sử dụng núm điều khiển TIME/DIV để thay đổi thang đo trục X Việc hình chia thành vng cho phép thang đo trục ngang biểu diễn theo giây, mili giây hay micro giây mơt phép chia (đơn vị chia) Tín hiệu hiển thị kết nối với đầu vào Chuyển mach DC/AC thường giữ vị trí DC để có kêt nối trực tiếp với khuếch đại Y Ở vị trí AC chuyển mạch mở tụ điện đặt ỏ đường dẫn tín hiệu ngăn cản tín hiệu chiều qua lại cho phép tín hiệu xoay chiều qua Bộ khuếch đại Y nối vào cực Y tạo trục Y đồ thị tín hiệu hiển thị hình máy oscilloscope Bộ khuyếch đại Y điều chỉnh thơng qua núm điều chỉnh VOLTS/DIV để kết hiển thị bé lớn làm cho phù hợp với hình nhìn thấy rõ ràng Thang đo thường sử dụng V/DIV mV/DIV Mạch kích sử dụng để làm trễ tín hiệu “chu kỳ sở” để đồng phần tín hiệu hiển thị hình lần vết chuyển động qua Hiệu ứng cho ta hình ảnh ổn định hình làm cho dễ dàng đo giải thích tín hiệu -48- Các nút chức dao động ký 4.1 Các nút điều chỉnh mặt trước dao động ký: - Hình ảnh mặt trước dao động ký: Hình 7.2: Mặt trước dao động ký - Chức nút chỉnh thể bảng đây: TT Tên gọi Chức POWER Mở tắt dao động ký POWER LED Đèn Led sáng núm [POWER] bật ROTATION Chỉnh vệt sáng vị trí nằm ngang vệt sáng bị nghiêng INTENSITY Điều chỉnh cường độ sáng tia sáng hình hiển thị FOCUS Điều chỉnh độ rọi tia sáng cho hiển thị sắc nét CAL (2V 1KHz) Nguồn tín hiệu sóng vng, tần số 1KHz (dùng để điều chỉnh đầu dò hay kiểm tra độ lợi mạch khuếch đại) Y-POSITION Điều chỉnh vị trí tia sáng theo trục đứng hình hiển thị cho kênh [1/2], lưu ý điều khiển không làm việc chế độ [X-Y] INV Nút đảo ngược tín hiệu VOLTS/DIV Cơng tắc cho biết điện áp đỉnh đỉnh ngõ vào tương ứng với độ chia (1cm) -49- hình toạ độ hiển thị 10 VARIABLE [CAL] Điều chỉnh liên tục thời gian quét vùng chọn vùng thấp kế bên Chu kỳ quét chuẩn định cách xoay tới vị trí [CAL] 11 AC/DC Nối tín hiệu DC hay AC (DC dùng cho tín hiệu chiều hay tần số thấp, AC dùng cho tín hiệu có tần số cao) 12 GND Nối tín hiệu với điểm 12 CH1-X Cột nhận tín hiệu kênh (Channel 1) 14 CH2-Y Cột nhận tín hiệu kênh (Channel 2) 15 MODE [CH1, CH2, Dual ADD ] Biểu thị kênh 1, kênh hai kênh 16 x10 MAG Phóng đại hình ảnh (Khi nùm nhấn vào, tia sáng nằm ngang trải với hệ số nhân 10.) 17 X-POSITION Điều chỉnh vị trí tia sáng theo trục ngang hình hiển thị cho kênh [1/2], lưu ý điều khiển không làm việc chế độ [X-Y] 18 X-Y Khi công tắc đẩy vào trong, công tắc [SOURCE] đặt tới [CH1], công tắc [VERT MODE] đặt [CH2], máy hoạt động dao động ký hai tia [X-Y] 19 TIME/DIV Núm chọn mức thời gian cho chùm tia để quét độ chia chuẩn định (1cm) hình 20, 21 VARIABLE Điều chỉnh liên tục thời gian quét vùng chọn vùng thấp kế bên 22 GND Nối đất vỏ máy 23 CHOP ALT Ở chế độ hai kênh 1, hiển thị luân phiên xuất với tần số cao làm cho ta cảm thấy dạng sóng liên tục, chế độ nầy thích hợp với việc quan sát hai tín hiệu có tần số cao (>1ms/div) 24 HOLD –OFF Điều chỉnh sóng tín hiệu đo lường hiển thị dạng sóng phức tạp Nút thường kết hợp núm [TRIG LEVEL] để hiển thị dạng sóng ổn định đứng yên 25 LEVEL Điều chỉnh cho tin hiệu ổn định -50- 26 AUTO NORM Đối với mạch kích tự động, tia sáng chạy tự chưa có tín hiệu kích đầy đủ Đối với mạch kích bình thường, khơng có tia qt xuất tín hiệu kích khơng gặp biên độ [TRI LEVEL] ấn định độ dốc 27 CLOCK Khóa cho tín hiệu giữ nguyên hình 28 COUPLING [AC] [HF] [REJ] [TV] Chọn chế độ kích 29 SOURCE [CH1] [CH2] [LINE] [EXIT] Chọn tín hiệu nguồn kích sau: Tín hiệu kênh Tín hiệu kênh Tần số tín hiệu xoay chiều Tín hiệu áp dụng cho phần nối vào {EXT TRIG] từ 30 TRIG ALT 31 SLOPE 32 EXT Kết nối với tín hiệu kích bên ngồi đưa đếncổng giao tiếp Để sử dụng trước tiên đặt cơng tắt [SOURCE] đến vị trí [EXT] 4.2 Công dụng phận mặt sau dao động ký: Hình 7.3 Mặt sau dao động ký 33 Chỗ chứa dây nguồn cầu chì -51- 34 Line Voltages Selector : Lựa chọn điện áp lưới ngõ vào 35 Bảng dẫn lựa chọn điện áp lưới ngõ vào 36 WARNING: Cảnh báo nguy hiểm 37: CAUTION: Chú ý cẩn thận 38 Đế đở dao động ký Thiết lập chế độ hoạt động cho máy dao động ký 5.1 Chuẩn hóa dao động ký trước đo: Sau nối đất cho máy sóng ta điều chỉnh núm vặn hay công tắc để thiết lập chế độ hoạt động cho máy Panel trước máy sóng gồm phần VERTICAL (phần điều khiển đứng), HORIZONTAL (phần điều khiển ngang) TRIGGER (phần điều khiển đồng bộ) Một số phần lại (FOCUS - độ nét, INTENSITY - độ sáng…có thể khác tuỳ thuộc vào hãng sản xuất, loại máy, model Nối đầu đo vào vị trí (thường có ký hiệu CH1, CH2 với kiểu đấu nối BNC (xem hình bên) Các máy sóng thơng thường có que đo ứng với kênh hình dạng sóng tương ứng với kênh Hình 7.4: Cổng kết nối tín hiệu Một số máy sóng có chế độ AUTOSET PRESET để thiết lập lại tồn phần điều khiển, khơng ta phải tiến hành tay trước sử dụng máy  Các bước chuẩn hố sau: • Bước 1: + Đưa tất nút bấm vị trí OUT + Đưa tất trượt vị trí UP + Đưa tất núm xoay vị trí CENTRED + Đưa nút VOLTS/DIV, TIME/DIV, HOLD OFF vị trí CAL (cân chỉnh) • Bước 2: Vặn VOLTS/DIV vị trí 1V TIME/DIV vị trí 1ms -52- Hình 7.5: Núm chỉnh VOLTS/DIV TIME/DIV • Bước 3: Bật nguồn Hình 7.6: Nút bật/tắt nguồn điện OSC • Bước 4: Xoay chỉnh Y- POSITION để điều chỉnh đường sáng theo chiều đứng XPOSITION theo chiều ngang • Bước 5: Điều chỉnh INTENS để thay đổi độ chói FOCUS để thay đổi độ nét vạch sáng hình Chỉnh cho nhìn thấy rõ đường sáng, khơng nên chỉnh sáng ảnh hưởng đến mắt người quan sát Hình 7.7: Nút chỉnh INTENS FOCUS • Bước 6: Đưa tín hiệu chuẩn để kiểm tra độ xác máy Đưa đầu đo tới vị trí lấy chuẩn (hoặc từ máy phát chuẩn máy sóng vị trí CAL 1Vpp, 1kHz) Với giá trị chuẩn VOLTS/DIV vị trí 1V/DIV TIME/DIV vị trí 1ms/DIV hình xuất sóng vng có biên độ đỉnh đỉnh hình độ rộng xung 1ơ hình (xoay Y-POS XPOS để đếm cách xác) Sau lấy lại giá trị chuẩn trên, tuỳ thuộc chế độ làm việc mà ta sử dụng nút điều khiển tương ứng nói phần 5.2 Sử dụng dao động ký để đo biên độ tần số tín hiệu 5.2.1 Đo biên độ tín hiệu: Khi đo biên độ tín hiệu ta thực theo bước sau: b1) Đặt công tắc COUPLING vị trí AUTO b2) Vặn điều khiển VAR( công tắc VOLTS/DIV) hết theo chiều kim đồng hồ đến vị trí CAL’D b3) Đặt cơng tắc VOLTS/DIV biên độ tia thường sử dụng -53- b4) Tạm thời đặt cơng tắc AC-GND-DC vị trí GND.Điều khiển theo chiều dọc để đặt tia theo mức chuẩn b5) Để tín hiệu DC tồn phần (DC+ AC): đặt cơng tắc AC-GND-DC vị trí DC Điện áp đỉnh-đỉnh(Vp-p) = Số ô chiều dọc từ đỉnh đến đỉnh X VOLTS/DIV Ví dụ: Với Volts/div 0.5V ta có điện áp đỉnh – đỉnh là: Vp-p=4*0.5=2 V Hình 7.8: Tín hiệu có chiều cao 5.2.2 Đo tần số tín hiệu: Sau điều chỉnh tín hiệu hiển thị cách rỏ ràng hình, ta tiến hành xác định tần số tín hiệu đo sau: Chu kỳ khoảng thời gian điểm giống dạng sóng (T): T= Số chiều ngang chu kỳ *TIME/DIV Cơng thức tính tần số là: f=1/T Ví dụ: Tính tần số dạng sóng hình bên Giả sử Time/div chọn 0.5mS Vậy: Chu kỳ T là: T = 8*0.5= mS Tần số f là: f = 1 = = 250 Hz T 4.10−3 Hình 7.9: Tín hiệu có chiều ngang Ứng dụng dao động ký kỹ thuật đo lường Dao động ký có chức sau: - Quan sát dạng sóng tín hiệu - Đo điện áp hay biên độ tín hiệu - Đo chu kỳ tần số tín hiệu -54- - Đo góc lệch pha tín hiệu Với khả mà máy sóng ứng dụng nhiều lĩnh vực:  Điện tử viễn thông: Lắp ráp thiết bị điện tử, nghiên cứu, sửa chữa cố viễn thông  Giáo dục: Đây dụng cụ quan trọng giúp công tác giảng dạy thầy cô trở nên sinh động tính ứng dụng cao thực hành Máy đưa vào trung tâm dạy nghề, giảng vật lý, khoa học,…  Y học: Công dụng máy phát huy tích cực việc đo sóng não Nhờ có máy sóng, việc nghiên cứu phát triển y học bớt số trở ngại Bảo quản máy dao động ký: - Khi sử dụng dao động ký tránh làm chạm chập dây kết nối với nhau, điều dẫn dến hư hỏng cho dao dộng ký - Khi sử dụng phải đặt dao động ký ngắn, thuận tiện cho thao tác đo kiểm, tránh làm rơi dao động ký gây hư hỏng nặng cho dao động ký - Khi không sử dụng nên tháo tất dây kết nối kể dây nguồn để dao động ký vào thùng nơi thống mát - Có kế hoạch vệ sinh dao động ký thường xuyên D Câu hỏi ơn tập 1/ Trình bày tóm tắt cấu tạo, chức nhiệm vụ máy dao động ký? 2/ Trình bước điều chỉnh dao động ký tia? 3/ Trình bày cách đo biên độ điện áp tín hiệu dao động ký? 4/ Trình bày cách đo chu kỳ, tần số tín hiệu dao động ký? 5/ Trình bày cách đo góc pha tín hiệu dao động ký? 6/ Trình bày cách bảo quản dao động ký? -55- TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Tân, Ngô Tấn Nhơn, Ngô Văn Ky, Kỹ thuật đo, Trường Đại Học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, 2000 [2] PTS phan Ngọc Bích, KS Phan Thanh Đức, KS Trần Hữu Thanh, Giáo trình đo lường điện - máy điện - khí cụ điện, 2000 [3] Nguyễn Văn Hòa, Đo lường thiết bị đo lường, NXB giáo dục, 2000 -56- ... thang đo dòng điện để đo điện áp DC • Để nhầm thang đo điện trở đo điện áp DC: Hình 4.9 Trường hợp để thang đo điện trở để đo điện áp DC * Chú ý: Tuyết đối không để thang đo điện trở hay thang đo. .. thiết bị đo thông dụng thợ sửa chữa điện tử VOM đo nhiều đại lượng điện điện áp, dòng điện? ??và kiểm tra hầu hết linh kiện điện tử điện trở, tụ điện, transistor, JFET, SCR… Các phương pháp đo điện. .. thang đo DC để đo điện áp AC D Câu hỏi tập: 1/ Trình bày phương pháp đo điện áp? 2/ Trình bày bước đo điện áp chiều VOM mạch điện tử? 3/ Trình bày bước đo điện áp xoay chiều VOM mạch điện tử? 4/