Báo cáo thí nghiệm đo lường

Bài 1: Các cơ cấu chỉ thị cơ điện 1.Mục tiêu -Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý của các cơ cấu đo cơ bản: biết cách nhận biết các cơ cấu đo. 2.Công tác chuẩn bị của sinh viên -Nghiên cứu nội dung bài thí nghiệm để hiểu rõ mục đích, yêu cầu của bài thí nghiệm . -Phải thuộc và trả lời các câu hỏi lý thuyết liên quan tới bài thí nghiệm. -Sinh viên phải nắm vững kiến thức lý thuyết các cơ cấu đo cơ bản. -Đọc kỹ tài liệu hướng dẫn thí nghiệm. 3. Nội dung, quy trình -Nhận các dụng cụ đo là các cơ cấu đo : Từ điện, điện từ… -Tháo lắp các dụng cụ đo để xem cấu tạo và nguyên lý của các dụng cụ đo a, Cơ cấu chỉ thị từ điện Hình 1: Cơ cấu chỉ thị từ điện Cấu tạo gồm phần tĩnh và phần động: +)Phần tĩnh gồm nam châm vĩnh cửu 1,mạch từ , cực từ 3 và lõi sắt 6 hình thành mạch từ kín. +)Phần động gồm khung quay 5 .Khung quay được gắn vào trục quay.Trên trục quay có 2 lò xo cản 7 mắc ngược nhau,kim chỉ thị 2 và thang đo 8. Nguyên lí làm việc :Khi có dòng điện chạy qua ,khung dây quay dưới tác động của từ trường của nam châm vĩnh cửu,khung quay lệch khỏi vị trí ban đầu một góc dα nào đấy.Momen quay được tạo ra α d dW M e q = Trên mặt cơ cấu chỉ thị từ điện thì ta thấy các thang đo để đo thông số dòng điện và điện áp, điện trở và có thể đo đại lượng không điện.Ngoài ra còn có các chỉ số chỉ độ chính xác,kiểu đứng 90 độ,điều kiện làm việc như về nhiệt độ… Kí hiệu : b,Cơ cấu chỉ thị điện từ Hình 2: Cơ cấu chỉ thị điện từ Cấu tạo chung gồm 2 phần cơ bản :phần tĩnh và phần động: -Phần tĩnh là cuộn dây 1 bên trong có khe hở không khí(khe hở làm việc) -Phần động là lõi thép 2 được gắn trên trục quay 5, lõi thép có thể quay tự do trong khe làm việc của cuộn dây.Trên trục quay có gắn : bộ phận cản dịu không khí 4,kim chỉ 6, đối trọng 7.Ngoài ra còn có lò xo cản 3,bảng khắc độ 8. Nguyên lí làm việc :Khi cho dòng điện I chạy vào cuộn dây 1(phần tĩnh) tạo thành một nam châm điện hút lõi thép 2 vào khe hở không khí với momen quay: α d dW M e = ,với W e = 2 . 2 IL .Với L là điện cảm của cuộn dây α d dL IM q 2 . 2 1 =⇒ Trên mặt đồng hồ có ghi các thang đo để đo các thông số điện áp và dòng điện.Còn có cấp chính xác, nhiệt độ làm việc,để dụng cụ kiểu đứng. Kí hiệu : c,Đồng hồ vạn năng chỉ thị kim Thang chia độ là mặt khắc độ trên thang đo,để xác định giá trị đo.Quan sát thấy có các vị trí để đo dòng điện AC-DC,điện áp DC –AC và điện trở.Trên thang chia độ cũng chia ra các mức thang khác nhau để đọc thông số cần đo.Ta có thể chỉnh định điểm “0” bằng cách chập 2 que đo khi đo điện trở.Chỉnh định lại kim khi vị trí của nó bị lệch khỏi điểm vô cùng(đối với thang đo điện trở) bằng việc xoay ốc chặn kim chỉ trên mặt đồng hồ.Sơ đồ nguyên lí như hình 2.3. Khi đo gặp phải sai số nhưng tương đối nhỏ do việc chỉnh định không tốt,pin kém hoặc do lí do khách quan khác tác động. 4.Kết luận -Sau khi hoàn thành phần bài thí nghiệm này chúng ta có thể hiểu rõ mục đích, nguyên lí ,cấu tạo và cách nhận biết các cơ cấu chỉ thị phổ biến đã được thực hành ở trên. Bài 2: ĐO DÒNG ĐIỆN 1.Mục tiêu -Học và sử dụng thiết bị đo: Phân tích cấu tạo, hoạt động, chức năng sử dụng loại đồng hồ vạn năng có thang đo dòng điện. -Biết cách đo dòng điện AC và DC đi qua 1 phụ tải. -Biết cách đọc kết quả đo và đánh giá kết quả đo. 2.Công tác chuẩn bị của sinh viên -Nghiên cứu nội dung bài thí nghiệm để hiểu rõ mục đích, yêu cầu của bài thí nghiệm -Phải thuộc và trả lời các câu hỏi lý thuyết liên quan đến bài thí nghiệm. -Sinh viên phải nắm vững kiến thức lý thuyết các cơ cấu đo dòng điện. -Đọc kĩ tài liệu hướng dẫn thí nghiệm 3.Trang thiết bị cần thiết -Đồng hồ vạn năng có thang đo dòng điện DC -Thiết bị tạo nguồn dòng AC với các mức khác nhau. -Thiết bị tạo nguồn dòng DC với các mức khác nhau. -Các dụng cụ khác : biến áp, biến dòng , điện trở SUN , biến trở, tải AC, tải DC. 4.Nội dung , quy trình -Dụng cụ được sử dụng để đo dòng điện gọi là ampe kế hay ampe mét. Ký hiệu là Công suất tiêu thụ càng nhỏ càng tốt, điện trở của ampe kế càng nhỏ càng tốt và lý tưởng bằng 0. -Làm việc trong một dải tần cho trước đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo. -Mắc ampe kế để đo dòng phải mắc nối tiếp với dòng cần đo như hình 2.1. Đồng hồ chỉ thị kim để ở thang đo dòng DC. Hình 2.1.Ampemet đo dòng 1 chiều Hình 2.2.Ampemet từ điện có mạch chỉnh lưu đo dòng điện xoay chiều Hình 2.3.Sơ đồ nguyên lý đồng hồ vạn năng có các thang đo dòng điện DC, điện áp DC, điện áp AC và điện trở -Phân tích sơ đồ dòng điện DC trên hình 2.3 -So sánh sự khác nhau giữa dòng điện DC và dòng điện AC Khi đo dòng xoay chiều sẽ đi qua khối chỉnh lưu -Điều cần chú ý khi đo dòng điện DC: Để đúng loại thang đo dòng điện 1 chiều để thu được kết quả chính xác.Để đúng đầu đo (+) (-) khi xác định cực nguồn 1 chiều.Mắc đúng như sơ đồ 2.1 -Điều cần lưu ý khi đo dòng điện AC là gì? Để đúng thang đo dòng điện xoay chiều. -Giải thích chức năng của D3,D4 Bài 3:ĐO ĐIỆN ÁP 1.Mục tiêu - Học và sử dụng thiết bị đo: Phân tích cấu tạo, hoạt động, chức năng sử dụng loại đồng hồ vạn năng có thang đo điện áp. -Biến cách đo điện áp AC và DC rơi trên một phụ tải. -Biết cách đọc kết quả đo và đánh giá kết quả đo. 2.Công tác chuẩn bị của sinh viên -Nghiên cứu nội dung bài thí nghiệm để hiểu rõ mục đích, yêu của bài thí nghiệm. -Phải nắm vững kiến thức lý thuyết các cơ cấu đo điện áp. -Đọc kĩ tài liệu hướng dẫn thí nghiệm. 3.Quy trình thực hiện Dụng cụ dùng để đo điện áp gọi là Vôn kế(voltmeter).Kí hiệu : Khi đo điện áp bằng vôn mét thì vôn mét đó luôn được mắc song song với đoạn mạch cần đo như hình 3.1. Hình 3.1.Sơ đồ mắc Vôn mét đo điện áp của phụ tải -Phân tích sơ đồ mạch đo điện áp AC trên hình 2.3. -Phân tích sơ đồ mạch đo điện áp DC trên hình 2.3. -So sánh sự khác nhâu giữa 2 mạch đo điện áp xoay chiều và một chiều.Giải thích tại sao có sự khác nhau đó. -Điều cần chú ý khi đo điện áp DC là gì -Điều cần chú ý khi đo điện áp AC là gì Bài 4: ĐO ĐIỆN TRỞ 1.Mục tiêu -Học và sử dụng thiết bị đo:phân tích cấu tạo, hoạt động, chức năng sử dụng loại đồng hồ vạn năng có thang đo điện trở. -Biết cách đo điện trở theo phương pháp trực tiếp và gián tiếp. -Biết cách đọc kết quả đo và đánh giá kết quả đo. 2.Công tác chuẩn bị của sinh viên -Nghiên cứu nội dung bài thí nghiệm để hiểu rõ mục đích, yêu cầu của bài thí nghiệm. -Nắm vững kiến thức lý thuyết các phương pháp đo điện trở trực tiếp và gián tiếp. -Đọc kĩ tài liệu hướng dẫn thí nghiệm. 3.Nội dung thực hiện -Dụng cụ được sử dụng để đo điện trở gọi là Ôm mét.Kí hiệu là: -Cơ cấu chỉ thị của Om met thường dùng là cơ cấu chỉ thị từ điện. -So sánh sự khác nhau giữa các phương pháp đo điện trở gián tiếp. a,Đo điện trở bằng vôn mét và ampe mét Hình 4.1.Sơ đồ mắc vôn mét và ampe mét đo điện trở Dựa vào số chỉ của ampe mét và vôn mét ta xác định được giá trị điện trở R x .Để đo điện trở tương đối nhỏ người ta dùng sơ đồ 4.1b .Còn đo R tương đối lớn thì dùng sơ đồ hình 4.1a sẽ bảo đảm sai số yêu cầu. Hình 4.1a : R x = V vx R U I U II U I U − = − = Hình 4.1b: R x = I RIU I UU A X A .− = − b,Đo điện trở bằng vôn mét và điện trở mẫu R 0 Điện trở R x cần đo mắc nối tiếp với điện trở mẫu R 0 chính xác cao và nối vào nguồn U.Dùng vôn mét đo điện áp rơi trên R x là U x và điện áp rơi trên điện trở mẫu là U 0 , ta được : 0 0 .R U U R x x = Sai số của phép đo điện trở ở đây bằng tổng sai số của điện trở mẫu(R 0 ) và sai số của vonmet. c,Đo điện trở R x bằng 1 ampe mét và điện trở mẫu (R 0 ) . bài thí nghiệm để hiểu rõ mục đích, yêu của bài thí nghiệm. -Phải nắm vững kiến thức lý thuyết các cơ cấu đo điện áp. -Đọc kĩ tài liệu hướng dẫn thí nghiệm. . kết quả đo và đánh giá kết quả đo. 2.Công tác chuẩn bị của sinh viên -Nghiên cứu nội dung bài thí nghiệm để hiểu rõ mục đích, yêu cầu của bài thí nghiệm