Giáo trình đo lường các đại lượng điện và không điện

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 CAO ĐẲNG 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, dịng 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 sinh viên 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 sinh viên 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 Phịng 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 cịn 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 trị mơ đun: - Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí sau sinh viên 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 dịng 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: 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 vô 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 khơng 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 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 thông qua biểu thức Nếu không 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 dịng điện, oatmet đo cơng 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 thông 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 điện10tử mạng điện 14 thiết bị đo 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 R Điện trở phụ trạng thái 17 nghiêng α độ Chỉnh khí đồng hồ đo Làm việc trạng thái nằm 18 19 Thử điện áp cao(2KV) Làm việc trạng thái đứng Bảng 1: Các loại ký hiệu thường gặp mặt loại đồng hồLàm đo việc với Nối mát 20 mạng xoay 5.Đặc tính dụng cụ đo Mục tiêu: Trình bày đặc tính dụng cụ đo như: Sai số, chiều độ Làm từ cấu cơng suất tiêu thụ 21 xác, điện trở trong,Đầu vào dương từ điện 5.1 Độ xác sai số thiết bị đo cấu Sai số hệ thống thành phầnâm sai số phép đo không đổiLàm hoặctừthay Đầu vào điện từ đổi có qui luật đo nhiều lần đại lượng22 đo Sai số tuyệt đối ΔX hiệu đại lượng đo X giá trị thực Xth: ΔX = X – Xth Sai số tương đối γx tỉ xác Cấp Kiểu rung 10 23 1.0 1.5 2.5 X 100( 0) số sai số tuyệt đối cộng giá trịhưởng thực tính phần trăm: x X th CT: 100/5A Hệ số biến Độ xác phép đotừε đảo sai số tương đối: Làm cởđại cấulượng nghịch 24 CT: 150/5A dòng kèm X th điện động   CT: 200/5A với đồng hồ X 100 x Hệđiện số biến áp cửa Các dụng cụ đo có cấp xác: 0,05;V, 0,1; 0,2; 0,5; 1;Đơn 1,5; vị 2; 2,5 giá A, HZ, PT: 6KV/100V 12 Điện trở dụng đobiến áp đosuất lường trị đo 5.3 công tiêu thụ25 KW, VAR,… PT: 38KV/110V kèm PT: 110V Các giá trị điện 13 PT: 220V áp mạng điện PT: 380V công tác 11 ... 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, công suất, điện năng, … đại lượng không điện như: Đường... Mêgơmmét điện tử Phương pháp sử dụng mê gôm mét đo điện trở cách điện Mục tiêu: Trình bày qui trình đo cách đánh giá tình trạng cách điện máy điện Đối với máy điện việc kiểm tra điện quan trọng Vì cách... 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