Tài liệu Giáo trình kỹ thuật đo lường P14 pdf

GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14 O VÀ GHI CÁC CH IL NG 14: O VÀ GHI CÁC NG BI N THIÊN IL NG BI N THIÊN (4 LT) 14.1 C s chung, ý ngh a phân lo i quan sát, ghi l i m t q trình cơng ngh s n xu t, nghiên c u khoa h c hay th c nghi m c ng nh y t thông th ng không ch o i l ng v t lý khác mà ghi l i trình thay i theo th i gian c a giá tr c a a l ng ó th c hi n nhiêm v ó ng i ta s d ng d ng c t ghi khác Tùy theo k t qu ghi c c a i l ng c n o mà có th xác nh giá tr t c th i c ng nh m c thay i c a i l ng o, t ó mà xác nh c m i quan h hàm gi a i l ng o v.v Có nhi u lo i d ng c t ghi, ta có th phân lo i chúng tu thu c vào ch tiêu khác nhau: - Tùy thu c vào c u t o: có th chia thành lo i d ng c t ghi m t kênh hay nhi u kênh: ̇ Lo i d ng c m t kênh: lo i ch có m t bút ghi nh t u vào ch có m t i l ng nh t Ví d : i n th k m t kênh, dao ng kí i n t m t tia… ̇ Lo i d ng c nhi u kênh: lo i m t lúc ph c v nhi u i l ng o có nhi u bút ghi Ví d : dao ng kí ánh sáng nhi u kênh, dao ng kí i n t nhi u tia - Tùy thu c vào hình th c ghi: có th phân bi t thành d ng c t ghi b ng gi y, b ng t hay in s - Tùy thu c vào s c u trúc: có th phân thành nhóm: ̇ D ng c o bi n i th ng: lo i d ng c có c u trúc th c hi n theo ph ng pháp bi n i th ng ̇ D ng c o bi n i ki u bù: lo i d ng c có c u trúc th c hi n theo ph ng pháp so sánh D ng c t ghi th ng c s d ng ghi l i tín hi u thay i theo th i gian C ng có th lo i d ng c t ghi hai t a cho phép ghi l i quan h hàm gi a hai i l ng i n ph thu c V m t t n s tín hi u, tu thu c vào c u trúc nguyên lý c a d ng c o mà có th ph c v lo i tín hi u có t n s khác ̇ Lo i d ng c t ghi c i n thông th ng: tín hi u vào th ng có t n s kho ng 150 Hz ̇ Lo i doa ng kí ánh sáng: t n s c a tín hi u o có th n 25 kHz ̇ Lo i t ghi b ng b ng t , a t : t n s c a tín hi u o có th t n hàng ch c MHz ̇ Lo i dao ng kí i n t : có th s d ng chi tín hi u có t n s n 10GHz Các lo i thi t b t ghi quan sát ngày c cài t P i u ch nh GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN trình o Các dao ng ký i n t s i cho phép ta không ch quan sát m t lúc nhi u tín hi u mà cịn cho ta bi t c s ch v l n thông s khác c a tín hi u n a 14.2 D ng c t ghi tr c ti p Là lo i d ng c o c i n theo ph ng pháp bi n i th ng d a c c u ch th t i n hay s t i n ng ây kim ch c g n v i thi t b ghi (bút ghi) ghi l i s thay i c a tín hi u theo th i gian Bút ghi có th m c, chì hay b ng ph ng pháp nhi t t ch y gi y n n C c u ch th th ng c s d ng d ng c t ghi ph i có mơmen quay l n th ng c l c ma sát c a bút ghi tì gi y Do v y th ng s d ng c c u t i n s t i n ng hai lo i c c u có th t o c mơmen quay l n nh m ch t , mômen quay c 0,5 1,0 Nm Xét m t d ng c t ghi s d ng c c u ch th t i n có s ngun lý nh hình 14.1: Hình 14.1 S nguyên lý c a d ng c t ghi s d ng c c u ch th t i n Nam châm v nh c u th ng ph i t o c t c m t ng i l n so v i d ng c t i n kim ch bình th ng Ngồi bút ghi lên b ng gi y hay a gi y cịn có th ch th lên b ng kh c nh m t kim ch n i li n v i bút ghi C c u ch th t i n th ng c s d ng ch t o lo i d ng c t ghi nh ampemét, vơnmét m t chi u Ngồi lơgơmét t i n ch nh l u có th s d ng ch t o t n s k C c u ch th s t i n ng th ng ng d ng ch t o d ng c t ghi tín hi u xoay chi u nh vônmét, ampemét, watmét, fazomét (hay cos mét) mà không s d ng m ch m t chi u tránh hi n t ng t d gây sai s C p xác c a d ng c s t i n ng c 1,5 2,5 T n s làm vi c t 150Hz (nh ng th ng dùng cho lo i tín hi u có t n s th p không 1Hz) lo i tr sai s phi n d ng c t ghi s t i n ng c n ph i tính tốn hi u ch nh m ch t có th bù c sai s ó GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T 14.3 Dao OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN ng ký ánh sáng (optical oscilloscope, optical oscillograph) 14.3.1 Nguyên lý ho t ng, c u t o: Dao ng kí ánh sáng lo i dao ng kí dùng tia sáng in lên hình hay in lên gi y nh quan sát ghi l i tín hi u i n thay i theo th i gian a s lo i dao ng kí ánh sáng s d ng ph ng pháp ch p nh lên gi y nh, hi n hình sau vài phút B ph n quan tr ng nh t ti p nh n tín hi u ó m t c c u ch th t i n có c u t o c bi t c g i c c u dao ng V c u t o c a c c u dao ng ã c c p ch ng (m c 5.2.4) Th ng m t dao ng kí ánh sáng có ch a t 50 c c u dao ng nh v y Nó cho phép m t lúc quan sát ghi l i nhi u trình khác a) b) Hình 14.2: Dao ng ký ánh sáng: a) S c u t o c a dao ng ký ánh sáng b) C u t o c a c c u dao ng T n s c c i c a tín hi u o có th t n 25kHz Khi có tín hi u o i vào c c u dao ng s làm cho ph n ng c a c c u dao ng theo t n s c a tín hi u c n o làm cho tia sáng ph n chi u qua t m g ng nh g n vào ph n ng dao ng b m t b ng gi y nh ang chuy n ng ch p l i trình thay i ó K t qu ta nh n c ng cong ph thu c th i gian ng th i vi c quan sát ng cong c th c hi n b ng nh ng c c u khác: p vào m t “tr ng g ng” quay hình tr t o tia tia sáng qua th u kính sáng ph n chi u tia sáng ph n chi u lên m t kính m ta quan sát c d ng c a ng cong ph thu c th i gian 14.3.2 C c u dao ng: C u t o: c c u dao ng d a c c u ch th t i n (H.14.2b) có c u t o nh sau: khung dao ng (dài 10 15mm, r ng 0,3 0,4mm) t vào gi a khe h c a nam châm v nh c u c treo dây treo có g n v i g ng ph n chi u (có kích th c 0,5 x 0,8mm) GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN Nguyên lý ho t ng: có dịng ch y qua khung dây s phát sinh mơmen quay Góc quay th ng r t nh (ch vài ) có th coi cos Gi s dòng i n i i vào khung là: i = Im sin t mơmen quay t c th i s là: M q (t ) B.S W I m sin t nh v y ph ng trình chuy n ng c d2 d J P dt dt v i: J - mômen quán tính ; P - h Gi i ph ng trình vi phân có a ph n D v i: m : góc l ch c c q i: J ,v i D m B.S W I m sin t s c n d u ; D - mơmen c n riêng c góc quay c a ph n ng là: m (1 q ) ng có d ng: q2 sin qt arctg B.S W I m D q q2 k I m t n s c a dòng i n, t n s dao ng riêng c a ph n ng : b c suy gi m c a dao ng c a ph n ng Nh v y ch xác l p ph n ng s th c hi n m t dao ng có tính ch t: ̇ Biên : ph thu c vào q So v i dòng i n c n o i, dao ng c a ph n ng g p ph i sai s t ng i v biên là: % k 2 (1 q ) q2 100 n u ch t o cho k = sai s % q 0; sai s nh nh t q kho ng 0,5 ̇ Góc pha: l ch pha v i dịng i n c n o i m t góc ph thu c vào q Sai s v góc là: arctg q q2 Thông th ng m t lo i c c u dao ng có t n s riêng c a Vì v y bi t tr c t n s c a dịng i n ta có th l a ch n lo i c c u dao ng có t n s riêng g n v i t n s c a tín hi u c n o nh y v dòng c c i T n s c a c c u dao ng có th t t i giá tr c c i fmax = 25 kHz Ví d : Lo i c c u dao ng M017- 400 có t n s riêng 400Hz nh y c c -4 iv i dài tia sáng 300mm 1,06.10 mm/mA; dòng c c i mA Khi c n thi t ph i quan sát hay ghi l i tín hi u có t n s l n h n ph i dùng lo i dao ng kí có t n s l n ó dao ng kí i n t (electronic oscilloscope) 14.4 Dao ng ký i n t (electronic oscilloscope) Dao ng kí i n t (còn g i máy hi n sóng i n t ) bao g m m t ng phóng tia i n t m ch i n t i u n a tín hi u vào Dao ng kí i nt c s d ng quan sát d ng c a tín hi u ng th i o m t s i l ng GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN c a tín hi u ng phóng tia i n t m t èn chân khơng, ó có i n t (electron) phát t cat t b nung b i s i t c t o thành m t chùm h p c t ng t c, b n v phía hình quang Màn hu nh quang s phát sáng t i nh ng i m có chùm tia i n t p vào Chùm tia i n t c lái theo chi u th ng ng Y chi u ngang X hình nh i n áp t vào b n c c Y b n c c X c a ng phóng tia i n t quan sát m t tín hi u tr c tiên ta t tín hi u ó lên hai b n c c Y nh ng ng th i hai b n X c ng t vào m t i n áp t o g c th i gian (g i tín hi u quét - trigger signal, th ng xung có d ng hình r ng c a) 14.4.1 Tín hi u qt: hình 14.3a v t ng tr ng hu nh quang b n c c Y X Khi t tín hi u c n quan sát vào hai b n c c Y tia i n t (d i d ng m t ch m sáng) s xê d ch theo chi u th ng ng theo s thay i c a tín hi u vào N u khơng có tác ng kéo ngang ta ch th y m t v ch th ng ng nh t: Hình 14.3 S nguyên lý hu nh quang b n c c c a dao ng ký i n t kéo tín hi u n m ngang ng i ta s d ng m t tín hi u t o g c th i gian t vào hai b n c c X g i tín hi u qt ngang Tín hi u có d ng xung hình r ng c a (H.14.3b) N u t n s c a tín hi u quét nh h n n l n t n s c a tín hi u c n quan sát nh s có n chu kì tín hi u quan sát N u t s gi a t m s quét t n s tín hi u c n o m t s nguyên hu nh quang s xu t hi n m t ng cong ng yên, ng c l i ng cong s chuy n ng liên t c hu nh quang ta s khơng quan sát c c Vì v y c n thi t ph i có s ng b gi a tín hi u vào tín hi u qt t cs ng b ó ta i u ch nh t n s quét b ng m t núm i u n m t c a dao ng kí n hình nh hu nh quang ng yên (Xem thêm ph n 5.2.4 - ch ng ) 14.4.2 S kh i m t dao ng kí thơng d ng: M t dao ng kí i n t c b n bao g m b ph n nh hình 14.4: s b ngu n m ch i u n i n áp anôt l i không c th hi n: n b khu ch i Tín hi u c n quan sát Y c a n b phân áp vào Y (K Y) c a th ng vào hai b n c c Y (tr ng h p n u tín hi u l n khơng c n qua khu ch i n a) ng th i tín hi u t b K Y c a qua GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN m ch ng b B kích thích máy phát r ng c a (máy phát quét), tín hi u ng b sau ó qua K X a vào b n c c X Tr ng h p mu n s d ng ng c a th ng vào m ch ng b b ngồi qua B2 tín hi u ng b ngồi s kích thích cho máy phát quét làm vi c Hình 14.4 S kh i m t dao ng kí thơng d ng Khi c n o i n áp: tr c tiên công t c B1 c chuy n sang b ph n chu n biên quan sát l ch c a tia kh i ng “0” ng v i biên chu n Sau quan sát t l gi a biên tín hi u c n o v i ó b t B1 sang v trí tín hi u Y biên chu n t ó tính l n c a Y theo tín hi u chu n Khi c n o chu kì ho c t n s : tr c tiên c n ph i chu n th i gian b ng cách ánh d u t ng quãng th i gian ng v i giá tr chu n tồn tín hi u, quan sát t l gi a chu k c a tín hi u c n o so v i chu kì chu n t ó suy chu kì, t n s c a tín hi u c n o 14.4.3 Các c tính c a dao ng kí i n t : nh y: nh y c a dao ng kí th ng th p v y tín hi u vào ph i qua b khu ch i Yêu c u i v i khu ch i ph i nh sau: ̇ Có méo v biên pha nh t d i t n s r ng, ngh a h s khu ch i n nh góc pha c ng n nh ̇ Quan h gi a i n áp i n áp vào c a b khu ch i n tính kho ng r ng ̇ i n tr vào ph i l n (1 50M ) ̇ Thông th ng h s khu ch i c a kênh Y l n h n h s khu ch i c a kênh X Máy phát quét: máy phát quét th ng dùng máy phát r ng c a ki u phóng n p t có s nguyên lý nh hình 14.5a: m t máy phát quét bao g m hai b ph n ̇ M t b t o xung r ng c a ̇ M ch trig schmit không o GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN b) c) a) Hình 14.5 Máy phát quét c a dao ng ký i n t : a) S nguyên lý b) D ng sóng u c) D ng tín hi u hi n th hình Nguyên lý ho t ng c a máy phát r ng c a: b qua giá tr c a t C2 i n c a vào áp vào c a Trig Schmit i n áp U1 c a b t o sóng r ng c a c c khơng o qua i n tr R6 Vì b K TT có h s khu ch i i n áp r t l n có h i ti p d ng qua R5 (th ng h s K 2.105) ch c n m t s chênh l ch r t nh gi a hai u vào c a K TT c ng làm cho u c a m ch Trig Schmit tr ng thái bão hoà, th ng i n áp bão hoà là: U2 = 0,8.Vcc = 0,8.E (v i Vcc ho c E i n áp ngu n cung c p cho K TT) Khi có tín hi u ng b vào Trig Schmit u xu t hi n xung U2 Xung qua T2 m khố T1 dịng i n qua T1 n p vào t C1, t o xung r ng c a i n áp n p vào t c tính : I1T U1 C1 ó U1 bi n thiên i n áp c a t th i gian T i n áp c a t ti p t c t ng n tính cho n m c kh i ng cao c a Trig Schmit Lúc u c a Trig Schmit m c d ng làm T2 thông C1 phóng nhanh qua T2 Khi i n áp C1 gi m xu ng m c kh i ng d i c a Trig Schmit t c u c a m ch kh i ng chuy n sang m c âm làm T2 l i ng t i n áp C1 b t u t ng n tính m t l n n a GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN Quá trình l p i l p l i t o i n áp r ng c a u U1, i n áp r ng c a ph thu c vào chu k (t n s ) c a tín hi u ng b “L i vào ng b “ c b trí nhi u n c t m b o i u ch nh t n s d i r ng t C1 khác n i song song làm m t tia quay tr l i ( ng ch m ch m hình 14.6c) c a tia i n t kho ng th i gian tng c ( ng v ii giai o n phóng c a t C1) th i i m C1 b t u phóng ta t lên l i m t i n áp âm l n c n tr không cho tia i n t i n hu nh quang Các ch làm vi c c a máy phát: máy phát có th làm vi c hai ch : ch liên t c ch ch : ̇ Ch liên t c: ch qt bình th ng nh ã mơ t ̇ Ch ch : ch quan sát xung r i r c cách xa Lúc y máy phát quét c kh i ng b i tín hi u c n quan sát Khi có tín hi u kích thích b t u chu kì qt v i dài nh t nh, s l p l i chu trình ó s x y ch có tín hi u kích thích khác Nh th vi c ng b tín hi u quét tín hi u o c th c hi n t ng D i t n s c a tín hi u o: có th n 150 MHz tu thu c t ng lo i dao ng ký, i v i lo i t n s cao có c u t o th ng ph c t p Nh c i m c a dao ng ký m t tia: khơng có kh n ng quan sát m t lúc nhi u tín hi u kh c ph c nh c i m ta có th s d ng b i n i (MUX-multiplexer) b ng khoá i n t l n l t a nhi u tín hi u vào dao ng kí i n t mb o xác t n s c a b i n i ph i l n h n t n s c a tín hi u c n o nhi u l n t c f n >>fx Ngoài có th s d ng lo i dao ng kí có nhi u tia i n t (th ng có tia) có kh n ng a nhi u tín hi u vào m t lúc 14.4.4 Dao ng ký i n t hai tia: V m t c u t o dao ng kí i n t hai tia g n t t o hai tia có hai cách: ng t dao ng kí m t tia Hình 14.7 C u t o dao ng ký i n t hai tia: a) T o hai tia b ng hai chùm phóng tia i n t cl p b) T o hai tia b ng m t chùm tia i n t c tách làm hai ̇ Cách th nh t: (H.14.7a): dùng hai chùm phóng tia i n t g m hai ngu n phát tia i n t riêng bi t, anôt, l i b n c c Y riêng bi t Vi c i u n hai tia hoàn toàn c l p Ch có b ph n chung cho c hai tia ó hai b n c c X chung cho c hai chùm ̇ Cách th hai: (H.14.7b): dùng m t chùm tia i n t nh ng c tách làm hai i v phía b n c c A B GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN H th ng lái tia cho hai kênh A B: có s c u trúc nh hình 14.8: b n c c X chung c t m t tín hi u quét nh t qua b khu ch i X bn c c Y (A B) c a tín hi u c n quan sát vào thông qua b khu ch i A B t ng ng: Hình 14.8 s c u trúc c a h th ng lái tia cho hai kênh A B V i dao ng kí i n t hai tia ta có th m t lúc quan sát c hai tín hi u hoàn toàn khác i u cho phép so sánh d ng sóng v i v biên , pha chu k Vì h th ng n hai kênh A B hoàn tồn c l p nên ta có th i u ch nh c l p t ng tia 14.4.5 Phân lo i dao ng ký i n t : Theo nguyên lý làm vi c ta có th phân thành lo i dao ng kí i n t sau ây : Dao ng kí có ch c n ng chung thông d ng lo i dao ng kí ph bi n nh t th ng c s d ng kh o sát q trình có t n s th p, tín hi u xung ki m tra thi t b i n t D i t n s c a lo i dao ng kí n 100MHz, d i i n áp c a tín hi u t milivơn n hàng tr m vơn Dao ng kí v n n ng lo i dao ng kí có nhi u ch c n ng có nhi u kh i ch c n ng khác có th c thay i tùy thu c vào ch c n ng mà ta mu n s d ng Lo i dao ng kí c s d ng kh o sát tín hi u tu n hồn c ng nh tín hi u xung D i t n s c a dao ng kí có th t t i hàng tr m MHz D i i n áp t hàng ch c micrôvôn n hàng tr m vôn Dao ng kí t c nhanh lo i dao ng kí quan sát ghi l i tín hi u xung ng n, tín hi u , xung hay tín hi u tu n hồn có t n s cao D i t n s có th lên n hàng ch c GHz lo i dao ng kí khơng có b khu ch i th ng ng (khu ch i Y) Tín hi u kh o sát c a tr c ti p vào h th ng làm l ch tia c a ng phóng tia i n t H th ng c ch t o theo nguyên t c sóng ch y nh v y mà t ng ct c (m r ng d i t n s ) c a dao ng kí lo i tr c nh h ng c a th i gian bay c a i n t qua kho ng không gi a hai b n c c lo i dao ng kí ng i ta s d ng lo i ng phóng tia i n t có hu nh quang sóng v i h th ng h i t t tr ng Nh ó mà t ng ct c ghi b ng ch p nh Dao ng kí l y m u lo i dao ng kí dùng quan sát d ng o thơng s c a tín hi u tu n hoàn d i t n r ng n GHz, d i i n áp t mV n vài vơn, có th ghi m t lúc hai ho c nhi u tín hi u quan sát Nó cịn GV: Lê Qu c Huy_B mơn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN c s d ng quan sát trình m ch i n t , thí nghi m v t lý h t nhân, k thu t vi n thông, k thu t o l ng Nguyên lý c a dao ng ký l y m u d a vi c bi n i t a th i gian c a ph tín hi u kh o sát u(t) b ng ph ng pháp i u ch biên xung sau ó khu ch i n i r ng tín hi u ã i u ch , ti p theo l i bi n i tr l i tín hi u ban u b ng gi i i u ch Dao ng kí có nh : g m dao ng kí có nh t ng t dao ng kí có nh s : lo i dao ng kí kh o sát lo i tín hi u t c th i, tu n hoàn ch m, hay tín hi u ng n, tín hi u i v i dao ng kí có nh t ng t q trình nh tín hi u c th c hi n b ng ng phóng tia i n t có nh : ng phóng tín hi u s c bi n thành i n tích c l u tr m t kho ng th i gian nhatá nh sau ó c ph c h i l i i v i dao ng kí i n t có nh s q trình nh tín hi u c th c hi n nh vi c chuy n i tín hi u c n o thành tín hi u s l u gi b nh D i t n s c a dao ng kí có nh có th n 150 MHz v i t c ghi n 4000km/s D i tín hi u t hàng ch c mV n hàng tr m vơn Có th ghi hai tín hi u m t lúc Dao ng kí c tr ng lo i dao ng kí kh o sát tín hi u vơ n truy n hình Nó có cài t b di pha cho phép kh o sát b t kì o n c a tín hi u truy n hình v i n nh theo th i gian cao Dao ng kí s lo i dao ng kí có nh s Nguyên lí làm vi c d a vi c s hố tín hi u kh o sát nh m t b chuy n i A/D Các m u c ghi vào b nh , sau ó c bi n tr l i thành t ng t cho m c ích hi n th u i m c a dao ng kí s có th nh d ng sóng m t cách thu n ti n nh vi c l u tr c th c hi n v i tín hi u s v i u i m: có kh n ng nh giá tr t c th i, thông tin l u tr th i gian dài, vi c x lý thông tin d dàng… Dao ng kí có cài t P lo i dao ng kí s “thơng minh” m i ch c n ng c a dao ng kí u P i u n Nh có P mà có th t ng ch n thang o, t ng tính giá tr kho ng th i gian kho ng i n áp, t ng cho thông tin d i d ng s ki m tra ch làm vi c 14.4.6 ng d ng c a dao ng lý i n t o l ng: Trong k thu t o l ng nói riêng khoa h c k thu t nói chung dao ng kí i n t có r t nhi u ng d ng Vi c l a ch n lo i dao ng kí phù h p ph thu c vào ch c n ng kh n ng o l ng c a nh kho ng th i gian o, d i t n s , biên , dài tín hi u, xác vi c o biên th i gian c a tín hi u, kh n ng ghi nh th hi n tín hi u Sau ây s l n l t xét m t s ng d ng c a dao ng kí: a) ng d ng quan sát tín hi u: quan sát d ng ng cong ph thu c th i gian c a m t tín hi u (d i d ng i n áp) ta có th t tín hi u vào u vào Y c a dao ng kí t ch ng b trong, i u ch nh t n s c a máy phát GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 10 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN quét cho tín hi u ng n hình c M t dao ng kí hi n i có th quan sát tín hi u có hình d ng b t k t n s có th n 150 MHz M t s dao ng kí có th nh tín hi u ho c ch p l i tín hi u theo ý mu n Chú ý: i n áp t vào b n c c Y th ng ph i t m t giá tr nh t nh nh y c a ng phóng tia i n t th p nên th ng tín hi u vào ph i qua b khu ch i Y có h sơ khu ch i i u ch nh c b) ng d ng dao ng kí i n t o i n áp: o i n áp tr c tiên c n a tín hi u i n áp chu n Uch vào dao ng ký (có s n dao ng kí ho c b ng cách a i n áp chu n t vào dao ng kí) Ti p theo ti n hành quan sát l ch c a tia i n t (so v i v ch chu n 0) ng v i i n áp chu n tính nh y Su: Su = Uch / s v ch Sau ó cho i n áp c n o vào kênh Y Quan sát l ch lY (v ch) c a tia i n t (so v i v ch chu n 0) ng v i i n áp c a tín hi u c n o s tính c i n áp c a tín hi u c n o: U max Hình 14.9 l Y 2.S u ng d ng dao ng kí i n t nh y c a dao ng kí Su có th nh y “ (V/DIV) c a dao ng kí c xác o i n áp nh núm i u ch nh “ c) o t n s b ng dao ng kí: t n s c a tín hi u nghiên c u có th xác nh n u ta a tín hi u có t n s c n o vào u vào Y c a dao ng kí i n t N u i u ch nh tín hi u quét chu n có t n s b i s c a t n s tín hi u vào ta s nh n c hu nh quang m t s chu k c a tín hi u nghiên c u Lúc ó t n s c a tín hi u c n o c tính: fx Tx N tx N s chu k quan sát c ; tx kho ng th xác c a phép o có th t ng lên n u b ng ph ng pháp so sánh t n s c n o v i t n s t cách m t ch th Ngồi cịn có m t s ph ng pháp o t n s s tín hi u theo hình Lisaju, o t n s c a tín hi u v i: GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n i gian o c phép o t n s c th c hi n chu n Dao ng kí lúc ó v i b ng dao ng kí g m: o t n ch quét vòng 11 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN d) o góc pha b ng dao ng kí i n t : o góc lêch pha gi a hai i n áp có t n s gi ng có th s d ng dao ng kí i n t Ph ng pháp o n gi n c s d ng r ng rãi o thô ( xác th p) s d ng dao ng kí tia hay dùng hình Lisaju o góc l ch pha dùng dao ng kí hai tia: v i dao ng kí hai tia ch quét n tính ta có th o góc l ch pha gi a tín hi u u1, u2 có t n s nh c t vào u vào Y c a c hai kênh: Hai tín hi u u1, u2 u1 U m1 sin t u2 U m sin( t ) ó góc l ch pha gi a hai tín hi u i l ng c n o i u ch nh cho hai tín hi u trùng theo tr c th i gian t quan sát tín hi u u1, u2 nh hình 14.10: Hình 14.10 o góc l ch pha dùng dao T ng kí hai tia o o n th ng ab, ac t ng ng v i kho ng cách th i gian t T ó ta tính c góc l ch pha c n o là: t ab 360 360 T ac Ngu n sai s c a phép o s xê d ch tr c hoành; vi c o kho ng ab, ac khơng xác nét (r ng hay m nh) c a tia i n t c a n hai b n c c o góc l ch pha s d ng hình Lisaju: i n áp u1 c t vào hai b n c c n m ngang X Ta s nh n th ng ng Y i n áp u2 c hình Lisaju m t hình êlip (chú ý lúc y máy phát quét ph i c ng t ra) i u ch nh cho tâm c a hình êlip trùng v i g c to (H.14.11), tìm i m c t c a hình êlip v i tr c hồnh hồnh l n nh t c a hình êlip Khi t = hay t = / i n áp t vào hai b n c c Y u1 = i n áp t vào hai b n c c X u2 = Um2 sin ho c u2 = - Um2 sin o n th ng ab c a êlip s t l v i 2Um2.sin , cịn a’b’ t l v i giá tr c c i 2Um2 (t ng ng v i l ch nh t c a tia i n t theo chi u n m ngang), suy góc l ch pha s là: GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 12 GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN ab A arcsin a ' b' B Theo ph ng pháp ta có th o c góc l ch pha nh ng khơng bi t c d u c a xác nh d u c a góc pha ta dùng ph ng pháp sau: t i n áp u2 vào b n c c X c a dao ng kí ng th i t lên c c i u n ng phóng tia i n t v i góc l ch pha 900 Khi ph n c a êlip th y sáng h n góc l ch pha d ng, ph n d i c a êlíp s sáng h n góc l ch pha âm arcsin Hình 14.11 Xác nh góc l ch pha s d ng hình Lisaju Sai s c a phép o có th t t i 10% Nguyên nhân c a sai s vi c xác nh dài o n khơng xác, r ng c a tia i n t , bi n d ng c a hình êlip sóng hài b c cao, sai s góc c a b khu ch i o góc l ch pha b ng ph ng pháp bù: nâng cao xác ta có th s c t d ng ph ng pháp bù N i dung c a ph ng pháp nh sau: tín hi u u1 c t vào X nh ng qua m t b quay pha vào hai b n c c Y cịn tín hi u u2 chu n (H.14.12) thành tín hi u u2qp, hai tín hi u b ng v biên nh ng ng c pha nhau.: Hình 14.12 S o góc l ch pha b ng ph ng pháp bù i u ch nh u2qp b n c c X (nh b quay pha chu n) cho n góc l ch pha c a u1 u2qp b ng hay 1800, ó hình c a dao ng kí (ch th cân b ng pha) s xu t hi n ng th ng n m ngiêng v bên ph i so v i tr c tung (n u góc l ch pha ) ho c v bên trái so v i tr c tung (n u góc l ch pha 1800 - ) Góc l ch pha c n o c c m t kh c c a b quay pha chu n GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n 13 ...GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN trình o Các dao ng ký i n t s i cho phép ta không ch quan sát m t... quay t c th i s là: M q (t ) B.S W I m sin t nh v y ph ng trình chuy n ng c d2 d J P dt dt v i: J - mơmen qn tính ; P - h Gi i ph ng trình vi phân có a ph n D v i: m : góc l ch c c q i: J ,v... u t ng n tính m t l n n a GV: Lê Qu c Huy_B môn T - L_Khoa i n GIÁO ÁN_K THU T OL NG CH NG 14: O VÀ GHI CÁC IL NG BI N THIÊN Quá trình l p i l p l i t o i n áp r ng c a u U1, i n áp r ng c a ph