3.1.1. Yêu cầu về điện trở
3.1.1.1. Khi đo dòng điện
Ampemet là một phần tử đặc trưng cho
nhóm các phần tử phản ứng với dòng điện như: cuộn dòng của công tơ, wattmet; các rơle dòng điện... nên khi xét tới yêu cầu đối
với ampemet là xét chung cho cả nhóm. Khi đo dòng, ampemetđược mắc nối tiếp
với tải (như Hình 3.1) nên điện trở ampemet
sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo như sau:
Giả sử phụ tải có điện trở là Rt, trước khi mắc A vào mạch thì dòng diện được tính:
t
R U I .
Khi mắc A nối tiếp vào mạch, do ảnh hưởng của điện trở A, dòng
điện được tính: A t A R R U I .
Với IA là dòngđiện chỉ bởi ampemet, RA là điện trở của ampemet, Rt là điện trở tải. Sai số phụ trong quá trìnhđo lường sẽ được tính:
Ta thấy sai số do A gây ra đối với mạch tải càng nhỏ nếu điện trở của
ampemet càng nhỏ so với điện trở tải. Vì thế yêu cầu đối với ampemet đo
dòngđiện là điện trở của ampemet càng nhỏ càng tốt.
Với một phụ tải có điện trở là Rtcấp chính xác của ampemet sử dụng
49
Nếu không đảm bảo điều kiện trên, sai số phụ gây ra sẽ lớn hơn sai
số yêu cầu lúc đó ta phải sử dụng công thức hiệu chỉnh:
Trong trường hợp điện trở trong của nguồn cung cấp đáng kể so với điện trở tải, thì Rt được tính là điện trở tải cộng thấm với điện trở nguồn.
Ví dụ 3.1:Tính điện trở của (A) khi thí nghiệm đo điện trở một chiều
cuộn dây thứ cấp của MBA 560KVA, 10/0,4 KV như Hình 3.2, biết độ
chính xác yêu cầu γ% = 0,5%.
Theo lý lịch, điện trở một chiều của cuộn dây thứ cấp là Rt=50 (m).
Như vậy điều kiện cần của việc lấy tín hiệu
dòng qua tải đảm bảo sai số nhỏ hơn 0,5% là
RA 0,25 (m).
Trong thực tế không có (A) nào thoả mãn nên sơ đồ thí nghiệm này không có ý nghĩa.
3.1.1.2. Khi đo điện áp
Volmet là một phần tử đặc trưng cho nhóm các phần tử phản ứng với điện áp như: cuộn áp của công tơ, wattmet; các rơle điện áp, các mạch
khuếch đại điện áp... nên khi xét tới yêu cầu đối với volmet là xét chung cho cả nhóm.
Khi đo điện áp, volmet được mắc song song với tải như Hình 3.3.
Như vậy ta thấy điện trở của tải được mắc song song thêm với điện trở
của volmet và làm thay đổi điện áp trên tải và gây ra sai số phụ trong quá
trìnhđo lường. Xét khi chưa mắc volmet vào mạch, điện áp trên tải được
trong đó: E là sức điện động của
nguồn, Rt là điện trở tải, Rn là nội trở
của nguồn.
Xét khi mắc volmet vào mạch, điện
áp Uv do volmet đo được sẽ là:
Sai số phụ γP do volmet gây ra được tính:
Ta thấy sai số phụ do volmet gây ra càng nhỏ nếu điện trở của nó
càng lớn so với điện trở tải. Vì thế yêu cầu đối với volmet là điện trở
càng lớn càng tốt. Thực tế trên các thiết bị đo hiện đại hoặc trên đồng hồ
vạn năng người ta ghi tổng trở vào của nó.
Với một phụ tải có điện trở Rt đặt trong mạch có điện trở nguồn Rn
nếu dùng volmet cấp chính xác γ (hoặc độ chính xác yêu cầu của mạch
lấy tín hiệu áp là γ) thì điện trở của volmet phải đảm bảo điều kiện sao
choγP <γ hay ta có:
Nếu không đảm bảo điều kiện trên, sai số phụ do voìmet gây ra lớn hơn sai số của bản thân cơ cấu chỉ thị và ta phải dùng công thức hiệu
chỉnh.
Ví dụ 3.2: Tính tổng trở vào yêu cầu của mạch khuếch đại của một máy điện tim như Hình 3.4. Biết u1 = 7mv, Rd = 100k. (điện trở trung
51
Bài làm:
Ta cóγ% = 1% nênγ = 0,01.
3.1.2. Yêu cầu về đặc tính tần
Ngoài yêu cầu về điện trở các ampemet và volmet xoay chiều phải có đặc tính tần thích hợp với dải tần số cần đo. Làm việc ở ngoài dải tần số đó sẽ gây sai số phụ do tần số. Sai số này phải tính đến ảnh hưởng của
các mạch đo lường đi theo chỉ thị như Shunt, biến dòng, biến áp, chỉnh lưu, khuếch đại v.v. Cũng vì vậy trong nhiều ampemet và volmet, lúc cần đảm bảo sai số do tần số nhỏ hơn giá trị quy định (thường là bé hơn cấp chính xác quy định cho dụng cụ) ta phải sử dụng trong mạch đo có
những những khâu bù tần số. Có trường hợp người ta phải sử dụng
những linh kiện đặc biệt để đảm bảo tần số làm việc của dụng cụ. Trên các dụng cụ đo dòng và áp xoay chiều có ghi tần số hay giải tần số làm việc.