Chuong 9 do dien ap

GIÁO ÁN_K THU T OL CH NG O I N ÁP 9.1 C s Khi đo vônmét đ - Sai s - Sai s NG CH NG 9: O I N ÁP (2 LT) chung n áp, vônmét đ c n i song song v i t i m ch đo Khi s d ng đo n áp c n l u ý sai s sinh trình đo, bao g m: nh h ng c a vônmét m c vào m ch đo t n s Hình 9.1 Cách m c vônmét vào m ch c n đo a Sai s c a phép đo n áp nh h ng c a vônmét lên m ch c n đo: m c vào m ch đo, vônmét l y m t ph n n ng l ng c a đ i t ng đo nên gây sai s : Khi ch a m c vônmét vào m ch, n áp r i t i là: E Ut = Rt Rt + Rng v i: Rng n tr c a ngu n c p cho t i Lúc m c vônmét vào m ch , vônmét s đo n áp r i t i : Ut UV = RV Re + RV v i: Re = ( R ng // Rt ) = Rt Rng Rt + Rng ; RV : n tr c a vônmét ⇒ sai s c a phép đo n áp b ng vônmét: U − UV Re R = ≈ e γu = t Ut Re + RV RV Nh v y mu n sai s nh yêu c u RV ph i l n, c th RV ph i tho mãn u ki n sau : R RV > e v i: c p xác c a vônmét γ N u không tho mãn yêu c u sai s h th ng vônmét gây s l n h n sai s c a b n thân d ng c Lúc mu n k t qu đo xác, ph i dùng công th c hi u ch nh: Ut = (1 + γu ).Uv i u r t quan tr ng đ i v i phép đo n áp c a ngu n có n tr l n Vì v y d ng c đo n áp xác ho c d ng c v n n ng th ng ghi giá tr n tr c a GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP b Sai s c a phép đo n áp nh h ng c a t n s c a n áp c n đo: m ch xoay chi u, đo n áp c n ph i l u ý đ n mi n t n s làm vi c c a vônmét phù h p v i t n s c a tín hi u c n đo N u dùng vơnmét xoay chi u có d i t n làm vi c không phù h p v i t n s tín hi u c n đo s gây sai s cho phép đo g i sai s t n s Sai s tính đ n nh h ng c a m ch ph n t m ch đo l ng nh n tr ph , bi n dòng, bi n áp, ch nh l u, khu ch đ i Trên vônmét th ng ghi d i t n làm vi c c a vơnmét Trong th c t , ng i ta có th dùng nhi u ph ng pháp thi t b đo n áp khác ng t đo n áp 9.2 Các d ng c t 9.2.1 Vônmét t n: Vônmét t n ng d ng c c u ch th t n đ đo n áp, g m có: - Vơnmét t n đo n áp m t chi u - Vônmét t n n áp xoay chi u a Vônmét t n đo n áp m t chi u: c c u t n ch t o s n, có n áp đ nh m c kho ng 50 ÷ 75mV Mu n t o vônmét đo n áp l n h n ph m vi c n ph i m c n i ti p v i c c u t n nh ng n tr ph RP (th ng làm b ng v t li u manganin) nh hình 9.2: a) b) Hình 9.2 M c n tr ph đ m r ng thang đo c a vônmét t n m t chi u: a) M t c p n tr ph : m r ng thêm thang đo b) Ba c p n tr ph : m r ng thêm thang đo Cách tính giá tr n tr ph phù h p v i n áp UX c n đo: I CC = v i:  U U CC UX = ⇒ RP = RCC  X − 1 RCC R CC + RP   U CC UX = m : g i h s m r ng thang đo v áp U CC ⇒ n tr ph đ c ch n theo công th c: RP = RCC (m − 1) B ng ph ng pháp có th t o vơnmét t n nhi u thang đo m c n i ti p vào c c u t n n tr ph khác Ví d s đ vơnmét t n có thang đo nh hình 9.2a Các vơnmét t n đo tr c ti p tín hi u m t chi u có sai s nhi t đ khơng đáng k h s nhi t đ c a m ch vônmét đ c xác đ nh không ch h s nhi t đ dây đ ng c a c c u t n mà cịn tính c h s nhi t đ c a n tr ph n tr ph có n tr thay đ i theo nhi t đ đ c ch t o b ng manganin GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP b Vônmét t n n áp xoay chi u: đo n áp xoay chi u b ng cách ph i h p m ch ch nh l u v i c c u t n đ t o vônmét t n đo n áp xoay chi u (H 9.3): a) b) Hình 9.3 S đ nguyên lý c a vônmét t n đo n áp xoay chi u: a) s đ milivônmét ch nh l u b) s đ vônmét ch nh l u S đ milivônmét ch nh l u: nh hình 9.3a, RP v a đ m r ng gi i h n đo v a đ bù nhi t đ nên R1 b ng đ ng; R2 b ng Manganin t n C đ bù sai s t n s S đ vônmét ch nh l u: nh hình 9.3b, n c m L dùng đ bù sai s t n s ; n tr R1 b ng đ ng; n tr R2 b ng manganin t o m ch bù nhi t đ 9.2.2 Vônmét n t : Vônmét n t ng d ng c c u ch th n t đ đo n áp Trong th c t vônmét n t th ng đ c dùng đ đo n áp xoay chi u t n s cơng nghi p Vì u c u n tr c a vônmét l n nên dòng n ch y cu n dây nh , s l ng vòng dây qu n cu n t nh r t l n, c 1000 đ n 6000 vòng m r ng t o vônmét nhi u thang đo th ng m c n i ti p v i cu n dây n tr ph gi ng nh vônmét t n Khi đo n áp xoay chi u mi n t n s cao h n t n s công nghi p s xu t hi n sai s t n s kh c ph c sai s ng i ta m c t n song song v i n tr ph (H 9.4): Hình 9.4 Kh c ph c sai s t n s c a vônmét n t 9.2.3 Vônmét n đ ng: Vônmét n đ ng có c u t o ph n đ ng gi ng nh ampemét n đ ng, s l ng vòng dây ph n t nh nhi u h n so v i ph n t nh c a ampemét ti t di n dây ph n t nh nh vơnmét u c u n tr l n Trong vônmét n đ ng, cu n dây đ ng cu n dây t nh m c n i ti p nhau, t c là: U I1 = I = I = ZV GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T Ph OL NG CH NG 9: O I N ÁP ng trình đ c tính thang đo c a c c u n đ ng cho vơnmét có th vi t: α= U dM 1, D.Z V2 dα v i: ZV : t ng tr toàn m ch c a vơnmét Có th ch t o vơnmét n đ ng nhi u thang đo b ng cách thay đ i cách m c song song ho c n i ti p hai đo n cu n dây t nh n i ti p n tr ph Ví d s đ vơnmét n đ ng có hai thang đo nh hình 9.5: Hình 9.5 M r ng thang đo c a vônmét n đ ng đó: A1, A2 hai ph n c a cu n dây t nh B cu n dây đ ng Trong vônmét cu n dây t nh đ ng luôn n i ti p v i n i ti p v i n tr ph RP B đ i n i K làm nhi m v thay đ i gi i h n đo: - Khóa K v trí 1: hai phân đo n A1, A2 c a cu n dây t nh m c song song t ng ng v i gi i h n đo 150V - Khóa K v trí 2: hai phân đo n A1, A2 c a cu n dây t nh m c n i ti p t ng ng v i gi i h n đo 300V Các t n C t o m ch bù t n s cho vônmét 9.3 Các d ng c đo n áp b ng ph ng pháp so sánh 9.3.1 C s c a ph ng pháp so sánh: Các d ng c đo n áp đ c xét m c 9.2 s d ng c c u c n đ bi u hi n k t qu đo theo ph ng pháp bi n đ i th ng, v y c p xác c a d ng c không th v t qua c p xác c a c c u ch th Mu n đo n áp xác h n ph i dùng ph ng pháp so sánh v i m u (t c so sánh n áp c n đo v i n áp r i n tr m u), ph ng pháp g i ph ng pháp bù Nguyên lý c b n c a ph ng pháp đ c mơ t s đ hình 9.6: Hình 9.6 Ngun lý c b n c a d ng c đo n áp b ng ph GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n ng pháp so sánh GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP đó: U k = I Rk v i: - Uk: n áp m u xác cao (đ c t o b i dòng n I n đ nh ch y qua n tr m u Rk xác) - CT: thi t b t đ ng phát hi n s chênh l ch n áp ∆U = U X − U k , g i c c u ch th không Khi đo n áp c n đo UX s đ c so sánh v i n áp m u Uk Quá trình so sánh có th đ c ti n hành b ng tay ho c hoàn toàn t đ ng theo nguyên t c: - N u ∆U ≠ 0: u ch nh tr t D c a n tr m u Rk cho đ n ∆U = - Khi ∆U = 0: đ c k t qu n tr m u Rk đ c kh c đ theo th nguyên n áp, t suy n áp c n đo UX = Uk Có nhi u lo i d ng c bù n áp khác nhau, nh ng nguyên lý chung gi ng nhau, ch khác cách t o n áp m u Uk 9.3.2 i n th k m t chi u n tr l n: i n th k m t chi u n tr l n đ c ch t o d a nguyên t c gi dòng n n đ nh (I = const), thay đ i n tr Rk đ thay đ i Uk bù v i n áp UX c n đo b o đ m đ xác cao cho n th k c n ph i b o đ m u ki n sau: - i n tr m u xác cao: v t li u, quy trình cơng ngh ch t o thi t b m u quy t đ nh - Dòng qua n tr m u xác cao: c n có m ch h p lý ngu n n đ nh - Ch th cân b ng đ nh y đ phát hi n s chênh l ch gi a tín hi u đo m u c th h n, sau s xét ví d v m ch n th k m t chi u c n M ch n th k m t chi u c n g m hai b ph n (H 9.7): - B ph n t o dòng công tác IP - B ph n m ch đo Hình 9.7 M ch n th k m t chi u c n B ph n t o dịng cơng tác IP: g m ngu n cung c p U0; n tr u ch nh Rđ/c; ampemét đ đo dịng cơng tác IP n tr m u Rk B ph n m ch đo: g m n áp c n đo UX; n k ch s cân b ng gi a UX Uk; m t n tr m u Rk a Ho t đ ng c a n th k : đ u tiên ph i xác đ nh giá tr dịng cơng tác IP nh GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP ngu n U0, n tr u ch nh Rđ/c ampemét ph i gi giá tr IP c đ nh su t th i gian đo Ti p theo trình đo đ c ti n hành b ng cách u ch nh tr t c a n tr m u Rk cho đ n n k ch zêrô, đ c k t qu đo n tr m u Rk; có giá tr n áp c n đo là: U X = U k = I Rk Trong n k t n t i ampemét đ xác đ nh IP nên c p xác c a n k th khơng th cao h n c p xác c a ampemét b Nâng cao đ xác c a n th k b ng cách dùng pin m u: có th lo i tr ampemét kh i m ch c a n th k b ng cách dùng pin m u đ xác đ nh dòng công tác S đ n th k m t chi u dùng pin m u nh hình 9.8: Hình 9.8 i n th k dùng pin m u C u t o: s đ c ng g m hai b ph n: b ph n t o dòng công tác IP b ph n m ch đo Quá trình đo đ c ti n hành nh sau: đ t công t c K n i v i n k G v trí 1-1 đ xác đ nh dịng cơng tác, u ch nh Rđ/c đ n k G ch zêrô, t c là: E EN = URN = IP.RN ⇒ IP = N RN sau gi ngun v trí Rđ/c, b t cơng t c K sang v trí 2-2 đ đo s c n đ ng EX, u ch nh tr t Rk cho đ n n k G ch zêrơ, lúc có giá tr n áp c n đo là: E X = U ( Rk ) = U k = I P Rk = EN Rk RN L u ý s d ng pin m u: - Tính giá tr chu n c a pin m u theo nhi t đ đo: pin m u EN th ng đ c ch t o v i h s nh t đ nh (th ng EN = 1,01863V), có đ xác cao (c 0,001% ÷ 0,01%) nh ng tr s c a pin m u th ng thay đ i b nh h ng c a nhi t đ môi tr ng xung quanh Giá tr c a pin m u EN ph thu c nhi t đ đ c tính theo cơng th c sau: ENt = EN20 - 40.10-6.(t - 20) - 10-6.(t - 20)2 v i: EN20 giá tr c a pin m u nhi t đ chu n 200C (th ng EN20 có giá tr 1,0186V) t : nhi t đ t i n i s d ng n th k Vì v y s d ng n k th , tr c tiên ph i tính giá tr EN theo nhi t đ t i n i GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP đ t n th k theo công th c đ t pin m u giá tr tính - Sai s làm tròn giá tr c a pin m u: giá tr c a pin m u th ng không trịn v y tính tốn s g p sai s đáng k kh c ph c u c n ph i làm trịn dịng công tác IP b ng cách ch t o RN cho t s EN/RN m t s trịn Do th ng m c vào m ch RN m t Rđ/c n i ti p v i ngu n cung c p đ u ch nh dịng cơng tác đ t đ xác cao cho n th k , m ch t o dịng cơng tác m ch đo, n tr RN Rk c ng ph i xác cao (th ng đ t t i đ xác 0,02%) Các b c s d ng n th k đ đo n áp đ i l ng n khác: - B c : i u ch nh dịng cơng tác: M c m ch n th k (nh H 9.8): ngu n cung c p, pin m u, n k Tính tốn giá tr pin m u ENt đ t giá tr tính vào n th k t khố K v trí u ch nh dịng cơng tác (1-1) ; u ch nh n tr Rđ/c cho đ n n k (G) ch zêrô (EN URN m c xung đ i nên chúng b ng khơng có dịng qua n k ) có: IP = E Nt E 1,0186V = 0,1mA ) ; (ví d : I P = Nt = RN R N 10186Ω c : Ti n hành đo: t cơng t c K v trí đo (2-2) Gi ngun giá tr c a Rđ/c, u ch nh tr t c a Rk cho đ n n k ch zêrơ, có: EX = Rk.IP c k t qu đo EX Rk theo v ch kh c đ n tr Rk L u ý đo n áp nh : s đ n th k m t chi u lo i giá tr n tr Rk t ng đ i l n, đ i l ng c n đo không nh (c vôn) nên nh h ng c a n tr ti p xúc (gi a decac) s c n đ ng ti p xúc không đáng k Tuy nhiên đo n áp nh r t nh n tr ti p xúc s c n đ ng ti p xúc nh h ng đáng k đ n k t qu phép đo gây sai s l n, ph i dùng n th k m t chi u n tr nh ng d ng đo n áp l n (hàng ch c, hàng tr m vôn): ph i dùng m ch phân áp k t h p v i n th k m t chi u n tr l n - B 9.3.3 i n th k m t chi u n tr nh : a C u t o: n th k m t chi u n tr nh đ c ch t o nguyên t c gi nguyên giá tr n tr m u Rk; thay đ i dịng cơng tác IP qua Rk đ thay đ i giá tr n áp m u Uk (Uk = IP.Rk) bù l i v i n áp c n đo UX(EX) S đ nguyên lý chung nh hình 9.9a Ngu n dòng m u I qua n tr m u Rk có th đ c t o b ng khu ch đ i thu t tốn (hình 9.9b) b Nguyên lý làm vi c: đ t đ u vào khu ch đ i thu t toán m t pin m u EN đ bù v i n áp r i n tr m c song song đ u vào khu ch đ i thu t toán N u EN n áp r i n tr song song Ug bù hồn tồn nhau, ta có: GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP EN – Ug = ∆U = ⇔ EN = Ug M t khác t đ u c a khu ch đ i thu t tốn có: U g = I R g = I Gg = n ∑g i =1 đ u vào K TT T xác đ nh đ tr nh : i Gg ; v i gi n d n c a n tr m ch m c song song c Ira (IP) dòng công tác m ch n th k m t chi u n n n i =1 i =1 I = U g ∑ g i = E N ∑ g i i u ch nh công t c K đ thay đ i giá tr dịng cơng tác cho kim n k ch zêrơ, có: n U X = U k = Rk I = Rk ( E N ∑ g i ) i =1 Hình 9.9 i n th k m t chi u n tr nh : a) S đ nguyên lý chung b) T o ngu n dòng m u I b ng K TT i v i m ch sai s s c n đ ng ti p xúc n tr ti p xúc b lo i tr m ch t o n áp bù Uk đ u ti p xúc Sai s ch y u ng ng vào h s khu ch đ i quy t đ nh 9.3.4 i n th k m t chi u t đ ng cân b ng: a C u t o nguyên lý ho t đ ng: n th k m t chi u t đ ng cân b ng gi ng nh n th k m t chi u n tr l n khác nh ng vi c cân b ng n áp c n đo n áp m u đ c th c hi n t đ ng (hình 9.10) M ch c a n th k m ch c u đ c cung c p b i ngu n U0 qua n tr u ch nh (Rđ/c) đ u ch nh dịng cơng tác Các nhánh c u g m: - RP : bi n tr tr t - RN : n tr m u, xác cao GV: Lê Qu c Huy_B mơn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP - Các n tr R1, R2, R3 u ch y bi n tr tr t RP đ c n i v i thang đo bút ghi đ ghi l i giá tr n áp c n đo Dịng n I1; I2 hai dịng cơng tác ch y m ch c u i n áp m u Uk đ c l y t đ ng chéo AB c a c u: Uk = I1.(R1 + RP1) – I2.R2 Uk đ c m c xung đ i v i s c n đ ng c n đo EX: EX – Uk = ∆U Hình 9.10 S đ nguyên lý c a n th k m t chi u t đ ng cân b ng b Quá trình ho t đ ng c a n th k m t chi u t đ ng cân b ng nh sau: - N u EX > Uk ⇔ (∆U > 0): ∆U đ c đ a vào b chuy n đ i vào (b chuy n đ i đ c kích b ng tín hi u n xoay chi u l y t nam châm n phân c c) cho t m ti p xúc b hút lên ho c đ y xu ng d i m t cách tu n hoàn v i t n s phù h p v i t n s c a dịng kích thích đ g n m t ph n cu n s c p v i m ch đo n áp cu n dây th c p c a bi n áp (B-A) xu t hi n n áp xoay chi u (U2) t n s kích thích t l thu n v i ∆U U2 qua khu ch đ i xoay chi u đ n cung c p cho cu n dây u n c a đ ng c thu n ngh ch Cu n dây th hai c a đ ng c thu n ngh ch đ c cung c p b ng n xoay chi u l y t l i n (C t ng n thành ph n m t chi u) Nh m i liên h c khí ( ký hi u b ng đ ng = =), đ ng c quay s kéo tr t bi n tr tr t RP ch Y thang đo theo chi u t ng Uk cho đ n EX = Uk (t c ∆U = 0) (th c t ∆U ≠ b ng m t giá tr đ c xác đ nh nh h s khu ch đ i xoay chi u ng ng làm vi c c a đ ng c ) - N u EX < Uk ⇔ (∆U < 0): pha c a n áp cung c p cho cu n dây u n đ ng c ng c v i tr ng h p ∆U > 1800 ng c s quay theo chi u ng c l i t c Uk s gi m cho đ n EX = Uk (t c ∆U ≈ 0) GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP Khi c n hi u ch nh dịng cơng tác cho n th k m t chi u t đ ng cân b ng thay đ i khố K sang v trí KT (ki m tra) Khi ∆U’ = EN – I2RN qua h th ng bi n áp đ n khu ch đ i xoay chi u cung c p cho đ ng c thu n ngh ch ng c s kéo tr t c a n tr u ch nh (Rđ/c) m ch, cung c p đ ng chéo c u thay đ i dòng công tác I2 cho đ n ∆U’ ≈ Lúc I1 c ng s đ t đ n m t giá tr nh t đ nh N u n th k m t chi u t đ ng cân b ng không đ c cung c p b ng ngu n m t chi u mà cung c p b ng ngu n n đ nh đ c bi t ch hi u ch nh dòng I1; I2 m t l n nhà máy không thay đ i su t trình s d ng v y m ch n th k m t chi u không c n ngu n pin m u ph n t u ch nh I1; I2 c ng d ng: n th k m t chi u t đ ng cân b ng đ c s d ng r ng rãi đ đo đ i l ng không n, th ng g p nh t đo nhi t đ thông qua c p nhi t ng u 9.3.5 i n th k xoay chi u: a C u t o nguyên lý ho t đ ng chung: n th k xoay chi u có nguyên lý ho t đ ng chung gi ng nh n th k m t chi u, t c c ng so sánh n áp c n đo v i n áp r i n tr m u có dịng cơng tác ch y qua Song đ i v i tín hi u xoay chi u vi c t o m u u ch nh cân b ng khó kh n ph c t p h n hi u ch nh dịng cơng tác m ch xoay chi u không th dùng pin m u (do pin m u xoay chi u) mà ph i ch nh đ nh nh ampemét xác cao, c p xác c a n k th xoay chi u không th cao h n c p xác c a ampemét M t khác mu n cho UX Uk cân b ng ph i u ch nh cân b ng c v môđun pha Mu n v y ph i tho mãn ba u ki n sau (H 9.11): - i n áp c n đo UX áp m u Uk ph i t n s : th c hi n b ng cách m c n áp UX Uk vào ngu n t n s - UX Uk ph i b ng v tr s : th c hi n b ng cách dùng b ch th không u ch nh Uk - UX Uk ph i ng c pha (1800): th c hi n b ng cách tách Uk thành hai ph n l ch 900 t o UX ng c Uk Hình 9.11 i u ki n c a n áp m u n th k xoay chi u b Phân lo i: có hai lo i n th k xoay chi u: - i n th k xoay chi u to đ c c - i n th k xoay chi u to đ đecac c i n th k xoay chi u to đ c c (H 9.12): n áp c n đo UX đ b ng v i n áp r i n tr R (xác đ nh b i tr t D1; D2) Môđun: UX = Ip.R GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n c cân 10 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP Q trình ho t đ ng c a vơnmét: m máy, máy phát xung chu n qua b chia t n kh i đ ng máy phát n áp r ng c a t i th i m t1 T đ u máy phát n áp r ng c a có Urc (t c n áp m u Uk) đ n b so sánh đ so v i n áp c n đo Ux c n đo đ u vào ng th i c ng t đ u c a máy phát n áp r ng c a ta có xung th nh t đ n trig , đ t trig v trí thích h p thơng khố (K) cho phép xung mang t n s chu n (f0) t phát xung qua khoá (K) đ n b đ m ch th s T i th i m t2 Ux = Urc; thi t b so sánh phát xung th (N02) tác đ ng trig khoá (K) Th i gian t t1 đ n t2 t ng ng v i tx T có m i quan h : tx t ct r = t Ux ⇒ t x = c.tr U x U r c max U rc max V i m t máy phát áp r ng c a nh t đ nh tc.tr tr.c h ng s Vì v y Ux t l v i s l ng xung n đ n b đ m th i gian tx: n= tx t ct r = f t x = t c.tr U r c max f U x v i f = const Nh v y s l ng xung n đ c kh c đ theo giá tr n áp Ngu n sai s c a vơnmét ch th s m t nh p: g m hai ngu n ch y u là: - Do máy phát n áp r ng c a gây ra, t c tc.tr tr.c không n đ nh; đ d c c a r ng c a thay đ i v y v i m t Ux nh ng tx có th khác - Sai s l ng t tác đ ng nhanh c a vônmét: nh bi u đ th i gian làm vi c c a vônmét cho th y: Ux bi n thiên v i t c đ khơng th đo đ c đ ng cong áp r ng c a không c t Ux Do v y mu n đo đ c n áp b ng ph ng pháp t c đ bi n thiên c a áp c n đo ph i th a mãn u ki n sau : U  dU x    = r c max t c.tr  dt  max tác đ ng nhanh c a vônmét ph thu c đ tác đ ng nhanh c a b đ m đ c dùng vơnmét d Vơnmét ch th s tích phân hai nh p: vơnmét ch th s tích phân hai nh p có th kh c ph c sai s c a vônmét s m t nh p h s chuy n đ i áp thành kho ng th i gian không n đ nh C u t o, nguyên lý ho t đ ng: nh hình 9.16: m máy, xung kh i đ ng u n b đ m (đ t s ch c a b đ m t ng ng v i s l ng xung n1); đ ng th i qua đ ng dây tr (đ b đ m k p xác l p tr ng thái c n thi t) u n trig cho đ u c a m c áp phù h p đ thông K1; K4 khố K2; K3 Khi K1 thơng (t ng ng v i m đ u c a tt.p: th i gian b tích phân làm vi c) n áp c n đo Ux có d u (-) qua K1 b tích phân (bao g m R1; khu ch đ i thu t toán t C); đ u đ c Utp (là n áp tích phân c a Ux) ng th i th i gian (tt.p) xung mang t n s f0 t b phát xung chu n (p.x) qua K4 vào b đ m B đ m làm vi c ch đ tr cho đ n b đ m chuy n hồn tồn v zêrơ (tr h t n1) s phát xung chuy n tr ng thái trig , k t thúc nh p th nh t kho ng th i gian tt.p đ u c a tích phân s có áp c c đ i: GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 14 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH U t p max τ1 tt p ∫ U dt = R C U x NG 9: O I N ÁP t xtr b t p Quá trình chuy n sang nh p th hai: khố K2 K3 thơng, U0 ng c d u v i Ux qua K2 vào b tích phân đ n bù l i Ut.p max nh p tr c C ng th i gian xung t b phát xung (p.x) qua K3 đ n b đ m (đ m thu n) S l ng xung t ng ng v i th i gian tx (t c U0 bù hoàn toàn Ut.p max ho c nói cách khác t n C phóng hồn tồn áp lúc s b ng khơng) Khi thi t b so sánh phát xung khố K3 K3, k t thúc q trình đo, khoá b ph n u n ch th s cho phép hi n k t qu Hình 9.16 Vơnmét ch th s tích phân hai nh p: a) S đ kh i; b) Bi u đ th i gian Q trình đo c a vơnmét s tích phân hai nh p đ U t p max = τ1 tt p ∫U x dt = τ2 GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n ttx ∫U 0 dt = tt p R1C c bi u di n nh sau: U x.tr b = tx U0 R2 C 15 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH v i: tx = bi t: t t p = n1 T0 ⇒ t x = NG 9: O I N ÁP R2 t t p U x.tr b R1 U t R2 n1T0 R n U x.tr b ⇒ n x = x = U x.tr b R1 U T0 R1 U T bi u th c th y r ng s l ng xung t l v i tr trung bình c a áp c n đo th i gian tt.p u m c a vơnmét s tích phân hai nh p: t n s f0 c a máy xung phát chu n không nh h ng đ n đ ch c a phép đo (vì dùng m t b tích phân m t b đ m hai kho ng th i gian tt.p tx) Giá tr t n C khơng cịn t n t i bi u th c cu i i n tr thơng c a khố K1 K2 nh h n nhi u so v i giá tr n tr R1; R2 v y nh h ng đ n sai s chung Ngu n sai s ch y u c a vơnmét s tích phân hai nh p: s không n đ nh c a U0; áp d c a K1 K2; khu ch đ i thu t tốn trơi zêrơ s không n đ nh c a so sánh 9.4.2 Vônmét ch th s chuy n đ i t n s : a C u t o, nguyên lý ho t đ ng: vônmét lo i ho t đ ng d a c s n đ nh áp thành t n s r i dùng máy đo t n s ch th s kh c đ theo n áp Xét ví d v vơnmét s tích phân bi n đ i n áp U thành t n s f b ng ph ng pháp tích phân (H 9.17): Hình 9.17 Vơnmét ch th s chuy n đ i t n s U-f Khâu chuy n đ i tín hi u áp sang tín hi u t n s U-f: i n áp Ux c n đo đ c đ a đ n đ u vào qua khâu tích phân đ c n áp U1 U1 đ c đ a đ n thi t b U1 = U2 thi t b so sánh phát xung so sánh v i áp n n U2 (có đ n đ nh cao) đ n qua khu ch đ i (t i th i m t1) thông khố K1 khóa K đ đ n b đ m ch th s ng th i K1 thông, n áp U0 (ng c d u v i U1) s qua K1 đ n bù áp U1 (đây m ch phóng n qua t C) kho ng th i gian Tk (t t1 đ n t2) T i th i m t2 n áp U0 bù hồn tồn U1: Q trình làm vi c đ c di n bi n nh sau: τ1 tt p Tk Tk ∫ U dt = τ ∫ U dt − τ ∫ U dt = U x x GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 16 GIÁO ÁN_K THU T OL NG ⇔ CH τ1 U X tr b t t p = τ1 U 0Tk − τ1 NG 9: O I N ÁP U X Tk = U 1 ; τ2 = ; Tk = t − t1 R1 C R2 C v i: tt p = τ = đ t: t t p + Tk = Tx R1 U Tk R2 U X ⇒ Tx = ⇒ fX = R2 U X = K U X R1 U Tk nh v y n u bi t đ c fx s suy đ c giá tr n áp c n đo Ux fx không ph thu c vào n dung C, áp n n U2 mà đ c xác đ nh b i t s R2 / R1 , U0 Tk Sai s khâu l n nh t kho ng 0,2% Khâu ch th s : tín hi u t n s f t l v i n áp c n đo Ux s qua khâu chuy n đ i ti p đ ch th s Trong khâu có thêm ph n: t o g c th i gian, khoá, b đ m ch th s gi ng nh m t máy đo t n s ch th s nh ng kh c đ s theo n áp C th b t o g c th i gian máy phát xung chu n T0 đ t o th i gian Tctr = k.T0 u n khoá cho xung mang t n s fx qua S l ng xung mang fx qua khoá K th i gian Tc.tr đ đ n ch th s đ c xác đ nh nh sau: N= t ctr TCtr ∫ f dt = ∫ x 0 R2 R U X dt = U X Tctr R1 U Tk R1 U Tk ⇔ N = Tctr f X nh v y s xung N t l v i giá tr n áp c n đo Ux Các y u t nh h ng đ n N (t c nh h ng đ n k t qu ch th ): có th th y t bi u th c tính s xung N, g m: - Th i gian Tctr có th thay đ i, làm thay đ i kh n ng ch ng nhi u c a d ng c u ki n khác đ nh y c a d ng c đo - Giá tr U0Tk có th b thay đ i: mu n gi cho U0Tk h ng s ngu n U0 ph i r t n đ nh, ngu n U0 t t nh t th ng cho sai s 0,005% Sai s c a vônmét lo i này: th ng g m hai ph n chính: - Do chuy n đ i U-f kho ng 0,2% - Sai s l ng t kho ng 0,01% Có th ch n c u trúc c a vônmét chuy n đ i t n s khác s đ t xác cao h n 9.4.3 Các vônmét ch th s chuy n đ i tr c ti p n áp thành s (ki u chuy n đ i bù): Trong vônmét ch th s lo i này, đ i l ng c n đo Ux đ c so sánh v i n áp chu n Uk Ph thu c vào vi c gia công đ i l ng bù Uk quy trình so sánh Ux Uk chia thành: - Vônmét s bù quét - Vônmét s bù tùy đ ng a Vônmét ch th s bù quét: n áp bù Uk thay đ i l p l i theo chu k Trong m i chu k bi n thiên c a Uk ta l y s đo m t l n t c t i th i m Ux ≈ Uk ta đ c k t qu c a phép đo GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 17 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP i n áp Uk có th thay đ i n tính ho c thay đ i theo b c thang (b c thang b ng hay không b ng theo m t quy lu t nh t đ nh), lo i c b n g m: - Vônmét ch th s bù quét v i Uk thay đ i n tính (thay đ i theo b c thang b ng nhau) - Vônmét ch th s bù quét v i đ i l ng Uk thay đ i theo b c thang không b ng Sau s l n l t xét t ng lo i: Vônmét ch th s bù quét v i đ i l ng bù Uk thay đ i n tính: có s đ c u trúc th ng g m hai ph n : - Ph n chuy n đ i n áp thành kho ng th i gian Tx (gi ng nh vônmét ch th s chuy n đ i th i gian) - Ph n đo kho ng th i gian Tx: g m khoá, b đ m, máy phát xung chu n b ph n ch th s C u trúc c a vơnmét: nh hình 9.18, bao g m kh i: - Thi t b so sánh: đ so sánh Ux Uk - B phát xung chu n (P.X) - Kh i khu ch đ i (K ) - B ch th s (C.T s ) - Khoá K - B chuy n đ i ng c (D/A) - B đ m: g m b đ m Hình 9.18 S đ c u trúc c a vơnmét ch th s bù quét v i Uk thay đ i theo b c thang b ng Trong c u trúc này, b chuy n đ i ng c (D/A) th c hi n bi n đ i mã N(1) thành Uk có u n Quá trình làm vi c c a vơnmét: m máy b phát xung chu n (P.X) b t đ u sau m t t p xung f0 (t ng làm vi c xung f0 đ n b đ m khoá (K) ng v i th i m t0) ( m 1) phát xung đ n thơng khóa (K) kh i đ ng (D/A) Trong th i gian K thông x y đ ng th i trình: đ n ch th s - Các xung mang f0 qua K đ n ( m 2) - C m i xung f0 đ n D/A s t ng áp c a (Uk) m t m c ∆U Quá trình ti p t c cho đ n Ux ≈ Uk (t i th i m t1): b so sánh tác đ ng vào b khu ch đ i t o tín hi u khố K, q trình đo k t thúc b ph n ch th hi n k t qu N u t t c m c n áp ∆U t o nên Uk đ u b ng s l ng xung N1 GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 18 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP s t l v i n áp c n đo Ux t c là: Ux ≈ Uk = N1.∆U giá tr t c th i c a áp c n đo t i th i m t1 N u mu n đo Ux t i th i m khác trình s l p l i t đ u Vônmét ch th s bù quét v i đ i l ng Uk thay đ i theo b c thang không b ng nhau: vônmét lo i m c b c thang ∆U không b ng Có th t o ∆U theo t ng hàng đ m c a s t ng hàng đ m nh t đ nh, v y có th d a vào h đ m nh phân th p phân đ gia công n áp bù Uk D a vào cách gia công n áp bù Uk, vônmét ch th s bù quét v i đ i l ng Uk thay đ i theo b c thang khơng b ng có lo i c b n nh sau: - Gia công n áp bù Uk h đ m th p phân: m i hàng đ m có m c ∆U đ u b ng nhau, m c ∆U hàng đ m khác s khác 10 l n Ví d n u hàng đ n v m c ∆U = hàng ch c : ∆U = 10 v.v - Gia công n áp bù Uk h đ m nh phân: m c ∆U thay đ i theo 2n (v i n: dãy s nguyên b t k ) - Gia công n áp bù Uk h đ m nh th p phân (BCD): bi u di n ch s s nh phân giá tr hàng đ m hàng th p phân Xét ví d v cách gia công n áp bù Uk: đ đo n áp Ux = 43V, trình gia cơng n áp bù Uk theo h đ m nh hình 9.19a,b,c: Hình 9.19 Các trình gia cơng n áp bù Uk theo h đ m vônmét ch th s bù quét v i đ i l ng Uk thay đ i theo b c thang không b ng nhau: a) Gia công h đ m th p phân b) Gia công h đ m nh phân c) Gia công h đ m nh th p phân (BCD) Gia công Uk h đ m th p phân: nh s đ hình 9.19a: b t đ u so sánh t hàng l n nh t Ux = 43V s th p phân có hai hàng đ m hàng ch c hàng đ n v Nguyên t c chung đ so sánh Ux Uk nh sau : GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 19 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP - N u Uk > Ux mã s ghi - N u Uk ≤ Ux mã s ghi m t s d ng t ng ng v i hàng đ m c a Uk U k − U x < ∆U , v i ∆U m c c a hàng đ m t ng ng, trình so sánh s chuy n sang hàng đ m nh h n C th là: B t đ u so sánh Ux v i Uk = 90: đ c mã Ti p theo Uk = 80 mã c ng Cho đ n Uk = 40 t c là: Uk(40) < Ux(43), ho c U k − U x < ∆U (m c c a hàng ch c): 40 − 43 = < ∆U = 10 Lúc mã s ( hàng ch c nên ghi 40) Ti p theo trình so sánh s di n hàng đ n v v i giá tr l n nh t c a hàng m i m c ∆U = 1, c th : Khi Uk = ; Ux = ; mã ra: Khi Uk = ; Ux = ; mã ra: M M M Khi Uk = ; Ux = ; mã ra: 3, q trình gia cơng Uk k t thúc Khi q trình gia cơng k t thúc ta s đ c t ng giá tr : Uk = Uk10 + Uk1 = 40 + = Ux: k t qu đo Q trình gia cơng h đ m nh phân: nh s đ hình 9.19b: tr c tiên ta ph i chuy n s n áp c n đo (Ux = 43V) thành h s nh phân: 43 = 101011(2) đ m b o đ xác u c u, q trình gia công n áp bù Uk s l ng hàng đ m đ nh m c c a s đ c ch n b ng cách l y s l ng hàng đ m (m) c a s c n đo c ng v i 2, t c là: mđ.m = m + =6+2=8 Ukđ.m = 27 = 128 lúc Uk l n nh t s là: Ti n hành gia công Uk c ng b t đ u t hàng đ m th nh t Khi Uk7 = 128 > Ux = 43 mã ra: Khi Uk6 = 64 > Ux = 43 mã ra: Khi Uk5 = 32 < Ux = 43 mã ra: ti p t c so sánh đ c v i 43 ph i t ng giá tr hàng đ m th m t m c Uk4 = 16 r i c ng v i m c Uk5, t c hàng đ m th có giá tr : mã ra: Uk4 + Uk5 = 32 + 16 = 48 > Ux = 43 ti p theo: Uk3 = 23 = Uk = 48 – = 40 < 43 mã ra: Uk2 = = Uk = 40 + = 44 > 43 mã ra: Uk1 = = Uk = 44 - = 42 < 43 mã ra: Uk0 = = Uk = 42 + = 43 = 43 mã ra:1, k t thúc trình gia công, ghi l i k t qu K t qu ghi l i là: 00101011, s h nh phân qua b gi i mã s hi n k t qu b ng s h th p phân 43 Q trình gia cơng h đ m nh th p phân (BCD): nh hình 9.19c: c ng t ng GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 20 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP t nh nh ng l u ý c u trúc c a mã BCD m i hàng đ m có giá tr th p phân nh ng đ c bi u di n b ng ch s nh phân Vì v y ph i g n tr ng s c a mã nh 2421 cho hàng đ m r i m i gia cơng Xét ví d s đ c u trúc c a vônmét ch th s bù quét theo b c thang khơng b ng nhau: nh hình 9.20: Hình 9.20 S đ c u trúc c a vônmét ch th s bù quét theo b c thang không b ng Vônmét dùng đ đo n áp m t chi u có c c tính khác nhau, v y có b ph n ch th c c tính (C.T c c) xung kh i đ ng Quá trình làm vi c nh sau: m máy, đ a áp Ux vào đ u đo tác d ng vào b ph n phân ph i xung cho phép xung nh p t b phát xung (P.X) qua nó, đ ng th i kh i đ ng m ch V V1 b t đ u làm vi c t hàng đ m l n nh t - Tr ng h p Ux > Uk = t c Ux > Uk: đ u ph i c a b so sánh (SS) đ n (V2+); đ u ph i c a b ch th c c có xung đ n (V1+) u c a (V1+) s có u n Trd thi t l p b đ m thu n ngh ch xung l t trig (Tr) đ n (V2+) ( TN) làm vi c ch đ (+) lúc xung nh p qua khâu th nh t c a b phân ph i xung (MUX) đ n hàng đ m l n nh t (m) c a b đ m tác đ ng lên b chuy n đ i mã – áp cho đ u t ng Uk m t m c l n nh t (Ukm) - Tr ng h p Uk > Ux: s xu t hi n xung đ u trái c a b so sánh (SS) đ n khâu th hai c a b phân ph i xung u n xung nh p chuy n sang hàng trig d u chuy n b đ m đ m th p h n (m-1) c a b đ m; đ ng th i thông (V2-) thu n ngh ch sang ch đ tr Quá trình làm vi c ti p t c cho đ n Uk ≈ Ux - Tr ng h p Ux < (đi n áp âm): th i m kh i đ ng máy, đ u c a (V) có xung tác đ ng vào hàng (m+1) c a b đ m t ng ng v i giá tr c c đ i c a Uk b đ m đ c n i vào pha ng c l i trình làm vi c nh cho đ n Uk ≈ Ux (ch khác b t đ u làm vi c theo ch đ tr , sau l i c ng v.v ) Nh n xét chung v vơnmét s bù qt: qua q trình gia cơng n áp bù Uk theo h đ m th y r ng s nh p gia công b đ m nh phân BCD gi m nhi u so v i h đ m th p phân Song nói chung s đ vơnmét lo i t ng đ i GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 21 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP ph c t p, ph i h p h th ng c ng k nh, n u dùng µP s c i thi n đ c đ c tính đo l ng b Vônmét ch th s bù tùy đ ng: vônmét đ i l ng bù Uk thay đ i bám theo s bi n thiên c a đ i l ng c n đo Ux Vì v y c u trúc c a có b chuy n đ i A/D, D/A tác đ ng theo hai chi u (thu n, ngh ch) Do d ng c làm vi c ch đ theo dõi s bi n thiên c a đ i l ng đo c m c b n c a d ng c kh n ng cho k t qu liên t c b t k th i m Nó thu c lo i d ng c bù khơng l ch (astaties), v y c u trúc có khâu tích phân th ng đ ng c thu n ngh ch, b đ m thu n ngh ch ho c b tìm b c Ti n hành gia cơng đ i l ng bù Uk có th theo b c thang b ng ho c b c thang không b ng Sau s xét m t s lo i vônmét ch th s bù tu đ ng c th : Vônmét ch th s bù tu đ ng có Uk thay đ i theo b c thang b ng nhau: có q trình gia cơng Uk nh hình 9.21: Hình 9.21 Q trình gia cơng n áp bù Uk c a vônmét s tu đ ng có Uk thay đ i theo b c thang b ng Q trình gia cơng di n nh sau: b t đ u t th i m t1, n áp Uk t ng liên t c, m i m c t ng ∆Uk (là nh ng b c thang b ng nhau) n th i m t2 có: Uk ≈ Ux ⇒ Uk - Ux < ∆Uk k t thúc q trình đo ho c q trình gia cơng Uk cho k t qu ch th s Th i gian gia công Uk t0 đ c xác đ nh b i s l ng m c l ng t l n nh t Nđ.m th i gian ∆t c a m t m c l ng t : t0 = Nđ.m.∆t D a vào sai s l ng t yêu c u đ xác đ nh Nđ.m: 100 γk% = 100 ⇔ N d m = N d m 2γ k 100 đơi có th l y γ k = N d m Vi c u n trình gia cơng Uk th c hi n m t cách đ n gi n: ch đóng ho c ng t b chuy n đ i A/D thu n ngh ch Phân lo i: ph thu c vào khâu tích phân đ c dùng vônmét, chia vônmét GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 22 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP làm hai lo i : - Vônmét s bù tu đ ng v i b đ m thu n ngh ch: có s đ kh i nh hình 9.22a,b - Vơnmét s bù tu đ ng v i đ ng c thu n ngh ch Hình 9.22 S đ kh i c a m t s vơnmét ch th s bù tu đ ng có Uk thay đ i theo b c thang b ng nhau, có b đ m thu n ngh ch: a) Khâu tích phân dùng B thu n ngh ch b PX chu n khơng có u n b) Khâu tích phân dùng B thu n ngh ch b PX chu n có u n Vônmét ch th s tu đ ng v i b c thang b ng dùng khâu tích phân b đ m thu n ngh ch b phát xung chu n khơng có u n: có s d c u trúc nh hình 9.22a Khi b t đ u làm vi c b phát xung chu n phát liên t c đ n ch khoá (K) xung mang t n - T i th i m Ux = ho c Uk = Ux: khố (K) khố s f0 khơng th đ n b đ m thu n ngh ch - Khi Ux > Uk t c Ux - Uk = ∆U > 0: tín hi u ∆U qua khu ch đ i có l ch đ n thơng khố (K) u n b đ m làm vi c ch đ c ng mã c a b đ m u n b chuy n đ i D/A t ng d n Uk cho đ n Uk ≈ Ux khố (K) s khố, k t thúc trình đo b ph n ch th s cho k t qu đo - Khi Ux < Uk t c Ux - Uk = ∆U < 0: khu ch đ i có l ch t o xung thơng khố (K), u n b đ m làm vi c ch đ tr mã c a b đ m u n b chuy n đ i D/A gi m Uk cho đ n Uk ≈ Ux khố (K) s khóa b ph n ch th s cho k t qu đo Vơnmét ch s bù tu đ ng có b đ m thu n ngh ch v i b phát xung chu n có u n: có s d c u trúc nh hình 9.22b Trong s đ khơng c n dùng khố (K) - Khi Ux = Uk ≈ Ux: b phát xung chu n không phát xung - Khi Ux > Uk t c Ux - Uk = ∆U > 0: b khu ch đ i có l ch u n b phát xung (P.X) phát xung d ng đ n b đ m thu n ngh ch mã c a b đ m s b phát u n b chuy n đ i D/A t ng Uk t ng m c cho đ n Uk ≈ Ux xung (P.X) ng ng phát b ph n ch th s cho k t qu - Khi Ux < Uk: b ph n khu ch đ i có l ch s u n b phát xung (P.X) phát xung âm đ n b đ m thu n ngh ch b đ m làm vi c ch đ tr , mã s k t thúc u n (D/A) gi m Uk cho đ n Uk ≈ Ux (P.X) khơng phát n a trình đo, k t qu s hi n lên b ch th s Vônmét ch th s tu đ ng b c thang b ng dùng b tích phân đ ng c thu n ngh ch ( CTN): có s đ c u trúc nh hình 9.23: GV: Lê Qu c Huy_B mơn T - L_Khoa i n 23 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP Trong vơnmét s lo i này, mã hố đ c th hi n qua góc quay α c a đ ng c (t c ∆U đ c bi n thành góc α c a đ ng c ) u ra: d ng c lo i th ng có hai đ u ra: m t đ u mã s , m t đ u khác tín hi u t ng t (sau đ ng c ), có th ghi ho c ch th b ng kim thang chia đ Khâu (A/D) c a d ng c chuy n đ i không gian dùng m t n mã ho c th c mã đ bi n đ i góc quay α thành mã Grây r i t mã Grây thành mã nh phân ti p đ n khâu gi i mã, ch th s Hình 9.23 S d c u trúc c a vônmét ch th s tu đ ng b c thang b ng dùng b tích phân đ ng c thu n ngh ch ( CTN) ph n c khí đ n gi n nh ng làm vi c tin c y h n khâu b ng linh ki n n t Vônmét ch th s bù tùy đ ng v i Uk thay đ i theo b c thang không b ng nhau: vơnmét lo i có th th c hi n gia công Uk theo hai cách: - Gia công Uk t hàng đ m l n nh t - Gia công Uk t hàng đ m nh nh t Gia công Uk t hàng đ m l n nh t: ph ng pháp d a h đ m th p phân Khi gia công th ng dùng góc quay c a tr c đ i n i ho c tín hi u n theo 10 kênh đ u n chuy n đ i mã áp (t o Uk) u n ch th s Q trình gia cơng đ c th c hi n nh sau: - Tr ng thái ban đ u: t t c hàng đ m (đecac) đ u b ng t c Uk = - Trong m i hàng (đ cac) b t đ u t s nh nh t c a hàng đ m t ng d n Uk cho đ n hi u Ux - Uk < ∆Uk c a hàng chuy n sang hàng đ m nh h n Quá trình liên t c l p l i - Q trình đo (gia cơng) k t thúc khi: i =1 U x − ∑ U ki < ∆U k hàng nh nh t m thi t b so sánh s thông báo u N u Ux = const Uk s t ng liên t c ho c gi m liên t c, s l ng m c l ng t không l n l m N u Ux bi n thiên Uk s thay đ i cho phù h p v i s bi n thiên c a Ux, s đ u n s ph c t p h n S l ng nh p th c hi n gia công Uk đ c xác đ nh nh sau: n = a1 + a2 + a3 + a4 + đó: n : s l ng nh p a1 , a2 , a3 , a4 , : s m c c a đ cac t o thành giá tr s c a đ i l ng c n đo Ux GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 24 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP th i gian c c đ i gia công theo ph ng pháp này: Tmax = t0 – k.9.∆t v i: k : s đecac ; : s ch s m t đecac Gia công Uk t hàng nh nh t: ph ng pháp c ng d a h đ m th p phân Tr ng thái ban đ u Uk = b t đ u t giá tr nh nh t c a hàng nh nh t Ví d hàng đ n v : Uk = 1, 2, 3, N u gia công h t hàng nh nh t mà hi u U x − U k > ∆U k1 (∆Uk1 m c giá tr c a hàng nh nh t) ti p t c gia công đ n hàng l n h n cho đ n xu t hi n U k > U x t c hi u U x − U k đ i d u quay v hàng đ m nh nh t gi m d n t ng m c ∆Uk1 đ gi m Uk cho đ n Uk ≈ Ux, q trình đo s k t thúc đ c k t qu ch th s u m c a ph ng pháp s đ u n t ng đ i đ n gi n Nh c m th i gian gia công dài Nh t tr ng h p dùng đecac đ m s 9090 ph i th c hi n 90 nh p Th i gian c c đ i đ gia cơng s có ch s : Tmax = t0 = 90.∆t Trong hai tr ng h p bù tùy đ ng gia công theo b c thang khơng b ng gia cơng t đ cac l n nh t có s l ng nh p gia cơng nh t, gi m đ c th i gian gia công, nâng đ tác đ ng nhanh c a d ng c s đ u n có ph c t p h n 9.5 Các d ng c đo n áp s d ng vi x lý (µP) 9.5.1 Nguyên lý làm vi c: nâng cao tính n ng c a vônmét ch th s ng Xét m t vơnmét có vi x lý đ c th c hi n theo ph s đ kh i nh hình 9.24: i ta s d ng µP ng pháp th i gian xung, có Hình 9.24 S đ kh i c a vơnmét có vi x lý đ c th c hi n theo ph ng pháp th i gian xung G m ph n c b n: - B vào c a vơnmét: có nhi m v bi n đ i tín hi u vào Ux(t): có th suy gi m hay khu ch đ i, bi n áp xoay chi u thành m t chi u GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 25 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP - Các đ u vào: đ u vào c a b đ i n i MUX (Multiplexcor): n áp c n đo đ c đ a đ n đ u này; đ u vào đ c n i v i đ t; đ u vào đ c n i v i m t ngu n n áp m u U0 có giá tr b ng Uxmax (đi n áp c n đo c c đ i) u c a b đ i n i: đ c n i v i đ u vào c a b so sánh (Comparator) Vi c đ i n i đ c th c hi n b i h th ng đ c x lý thông qua b ghép n i (Interface) v i thi t b ngồi Tín hi u t đ u c a b tích phân đ c đ a đ n đ u vào c a h so sánh - B tích phân: làm nhi m v t o tín hi u r ng c a Nó đ c liên h v i b vi x lý đ cho phép b t k th i m c ng có th cho xung kh i đ u t o xung r ng c a Xung r ng c a sau b tích phân s đ c so sánh v i m t n áp: n áp “không”, n áp c n đo Ux n áp chu n c c đ i Uxmax (tùy thu c vào tr ng thái c a b đ i n i MUX đ a tín hi u vào b so sánh) Khi có s cân b ng n áp gi a hai đ u vào c a b so sánh đ u xu t hi n xung Xung s đ a đ n m khoá “timer” cho phép xung máy phát chu n qua B vi x lý s u n đ m s xung chu n Q trình đo đ c minh h a nh hình 9.25: có xung t b vi x lý phát l nh “b t đ u đo” (th i m t* hình 9.25), b vi x lý cho tín hi u thơng qua b tích phân B đ i n i MUX s n i đ u vào c a b so sánh v i c a vào c a (t c n i đ t) Nh v y n th c a đ u vào c a h so sánh b ng “không” B vi x lý đ i b t đ u xung r ng c a Khi xung r ng c a b ng n áp “khơng” s có tín hi u đ u so sánh Nh có khố timer t o kho ng th i gian ∆t1 b x lý đo b ng cách đ m s xung chu n kho ng th i gian N1 K t qu đ c ghi vào b nh c a h th ng vi x lý Sau theo l nh c a vi x lý, đ u vào c a đ i n i đ a tín hi u c n đo Ux vào so sánh v i tín hi u r ng c a T i th i m b ng h so sánh cho tín hi u t o kho ng th i gian ∆t2 b vi x lý đ m s xung N2 mà xung chu n qua timer kho ng th i gian ∆t2 K t qu c ng đ c nh l i Ti p theo vi x lý n i đ u vào c a b so sánh v i đ u vào c a b đ i n i, t c n áp m u U0, xác đ nh giá tr l n nh t c a toàn thang đo T i th i m b ng v i tín hi u r ng c a c a đ u c a b so sánh xu t hi n xung t o kho ng th i gian ∆t3 t ng ng b vi x lý s đ m s xung N3 K t qu s đ c nh vào b nh Hình 9.25 Quá trình đo n áp c a vơnmét có vi x lý đ ph ng pháp th i gian xung GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n c th c hi n theo 26 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP Giá tr c a n áp c n đo s đ c b vi x lý tính là: C.( N − N ) Ux = (*) ( N − N1 ) v i C h s , ph thu c vào tính ch t c a d ng c đo đ n v đo n áp u m c a ph ng pháp đo n áp này: - Thang đo khơng đ i, có th hi u ch nh m “không” m c c đ i c a d i đo - S không n đ nh c a thông s ph n t c a m ch (theo th i gian hay nhi t đ ) không nh h ng đ n s xác c a d ng c đo 9.5.2 Angơrít ch c n ng c a vơnmét dùng vi x lý: Hình 9.26 Angơrít ch c n ng c a vônmét dùng vi x lý GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 27 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 9: O I N ÁP Sau b t máy cho tín hi u xố ( n nút xóa) b vi x lý cho ch ng trình kh i đ ng Ch ng trình l nh khâu nh : khóa timer, b ghép n i thi t b ngo i vi, b ki m tra bàn phím ch th … làm vi c theo l nh đ c bi t c a µP u n khoá timer đ m s xung N1 , N2 , N3 t máy phát chu n f0 B ghép n i thi t b ngo i vi ph thu c vào thông tin t timer mà u n MUX B u n bàn phím ch th s cho ch ng trình u n bàn phím đ a thơng tin ch th Bàn phím g m phím “1” “10” “100” đ thay đ i gi i h n đo Sau hoàn thành ch ng trình kh i đ ng (ơ.1 hình 9.26), ch ng trình u n bàn phím s đ c th c hi n u tiên câu h i ph i b m phím (ơ s hình 9.26), ng i thao tác s b m phím c n thi t (m t phím) Khi n m t phím b t đ u q trình đo (d i phím đ c n đèn sáng) Mã c a phím s đ c đ a vào b nh (ô s 4) Sau µP ch n chu trình đ m cho b đ m (ô s 5) đ a v “0” (xố) nh đ chu n b ghi nh k t qu đo (ô s 6) ô s đ u vào c a b đ i n i (MUX) đ c đ a đ n đ u vào c a b so sánh, t o tín hi u cho phép đ m c kênh b tích phân tín hi u m u T t c kênh c a Timer s tính s xung t máy phát chu n cho đ n b đ u c a b so sánh cho tín hi u ng ng đ m s xung N1 t ng ng v i ∆t1, N2 t ng ng v i ∆t2, N3 t ng ng v i ∆t3 c kênh (t s ÷16) K t qu : kênh nh N1, kênh nh N2, kênh nh N3 (ô s 17,18) Các s đ c c t gi đ tính N u chu trình đo khơng đ t, q trình đo s đ c l p l i Còn n u đ t v i s N1, N2, N3 k t qu đo s đ c tính theo bi u th c (*) u n ch ng trình đ k t qu đo đ c đ a (ô s 21) Ch ng trình s bi n đ i k t qu đo thành d ng ti n cho vi c ch th s , xác đ nh đ n v đo (V, mV hay µP) Sau th c hi n ch ng trình l nh s đ c đ a đ n ch ng trình ch n phím b m Vơnmét l i s n sàng l n đo ti p theo sau Nh có µP nâng cao đ c tính n ng c a vơnmét, q trình đo đ theo m t angơrit đ nh s n đ c ghi nh µP GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n c t đ ng 28 ... i v i n áp c n đo UX(EX) S đ nguyên lý chung nh hình 9. 9a Ngu n dòng m u I qua n tr m u Rk có th đ c t o b ng khu ch đ i thu t tốn (hình 9. 9b) b Nguyên lý làm vi c: đ t đ u vào khu ch đ i thu... gia công n áp bù Uk: đ đo n áp Ux = 43V, trình gia công n áp bù Uk theo h đ m nh hình 9. 19a,b,c: Hình 9. 19 Các trình gia công n áp bù Uk theo h đ m vônmét ch th s bù quét v i đ i l ng Uk thay... th i gian gia công dài Nh t tr ng h p dùng đecac đ m s 90 90 ph i th c hi n 90 nh p Th i gian c c đ i đ gia cơng s có ch s : Tmax = t0 = 90 .∆t Trong hai tr ng h p bù tùy đ ng gia công theo b c