- Nhược điểm
1. Đo điện áp có giá trị trung bình và nhỏ
- Dùng vôn kế đo điện áp.
- Vôn kế được mắc song song với phụ tải, nguồn cần đo điện áp. - Đo điện áp một chiều dùng vôn kế một chiều(Từ - điện, điện - từ, điện động).
- Đo điện áp xoay chiều dùng vôn kế xoay chiều (Điện - từ, điện động, sắt điện đông).
- Điện trở của Vôn kế phải rất lớn để dịng điện qua vơn kế càng nhỏ càng tốt.
- Chọn giới hạn thang đo của Vôn mét lớn hơn hoặc bằng giá trị lớn nhất của điện áp cần đo.
Hình 3.10. Đo điện áp sử dụng Vơn mét
V Rt UX RC C Rf 1 Rf 2 Rf 3 Rf 4 1 U X 2 3 4 5
Máy biến áp đo lường
* Đặc điểm: Có hai cuộn dây
- Cuộn dây sơ cấp mắc song song với tải hoặc song song với điện áp cần đo.
- Cuộn dây thứ cấp có số vịng ít hơn và được mắc song song với đồng hồ vơn kế.
Hình 3.11. Đo điện áp lớn sử dụng máy biến áp
* Nhiệm vụ của máy biến áp đo lường: biến đổi trị số điện áp lớn xuống trị số điện áp nhỏ phù hợp cung cấp cho tải, dụng cụ đo áp và dụng cụ đo khác.
- Khi điện áp cần đo quá lớn so với giới hạn đo của cơ cấu đo thì ta phải dùng máy biến áp đo lường để chuyển đổi điện áp cần đo về phù hợp với giới hạn đo của cơ cấu đo.
3.3.3. Mở rộng thang đo
Đặt vấn đề: Các Vôn mét được thiết kế dựa trên các cơ cấu đo, nếu sử dụng trực tiếp các cơ cấu đo làm Vơn mét thì giới hạn đo của Vơn mét chính là giới hạn đo của cơ cấu, mà như ta đã biết giới hạn đo của các cơ
V W1 W2 x A a X W1 W2 V 1 2 UX
cấu đo là rất hạn chế, do vậy yêu cầu đặt ra là ta phải thiết kế các Vơn mét có giới hạn đo lớn hơn để có thể mở rộng khả năng đo của các Vôn mét với các đại lượng điện áp lớn hơn. Mặt khác, với các đại lượng điện áp có độ lớn khác nhau ta phải chọn các thang đo có giới hạn đo phù hợp để có kết quả đo chính xác (giới hạn đo lớn hơn hoặc bằng và tới 1,5 lần đại lượng cần đo), vì vậy phải thiết kế được các Vơn mét có nhiều thang đo.
Giải pháp: mắc nối tiếp Cơ cấu đo với các điện trở phụ để mở rộng thang đo (điện áp đo sẽ rơi bớt một phần lên điện trở phụ mắc thêm).
Hình 3.12. Giải pháp mở rộng thang đo Vôn kế
+ Các sơ đồ mắc thêm điện trở phụ - Mắc các điện trở phụ song song
Hình 3.13. Mở rộng thang đo bằng cách mắc thêm điện trở phụ Bài toán
Cho một cơ cấu từ - điện có điện trở cơ cấu Rccvà dịng điện cơ cấu cực đại Iccmax, hãy thiết kế và tính tốn các giá trị điện trở phụ mắc thêm
Rp1 U11 Icc Rp3 Rp2 U33 U22 Ux CT Rcc
lần lượt là U1, U2, U3.
Bài giải
Ta có: Uccmax= Iccmax.Rcc (3.14)
Tại nút chuyển mạch thứ nhất thang đo là U1 vậy nếu đặt điện áp cần đo Ux bằng U1thì dịng điện qua cơ cấu là dịng điện cơ cấu cực đại và điện áp đặt lên cơ cấu là điện áp cơ cấu cực đại.
Ta có: U1= Iccmax.(Rcc+ RP1) (3.15) 1 1 max 1 P cc U R
U = + R (Chia cả hai vế cho Uccmax) (3.16)
RP1= (1-1).Rcc ( trong đó1 = 1 max
U
U ) (3.17)
Tương tự với các nút chuyển mạch khác ta có cơng thức tính hồn tồn tương tự.
- Mắc các điện trở phụ nối tiếp
Hình 3.14. Mở rộng thang đo mắc nối tiếp các điện trở phụ Bài tốn
Cho một cơ cấu từ - điện có điện trở cơ cấu Rccvà dòng điện cơ cấu cực đại Iccmax, hãy thiết kế và tính tốn các giá trị điện trở phụ mắc thêm theo kiểu các điện trở phụ mắc nối tiếp để có một Vơn kế có 3 thang đo lần lượt là U1, U2, U3. Bài giải Icc Ux Rp1 Rcc Rp2 Rp3 CT 1 2 3
Giải bài tốn này hồn tồn tương tự như bài tốn trước nhưng các điện trở mắc nối tiếp nên có tính tích luỹ. Vẫn áp dụng cơng thức trên ta dễ dàng có được:
- Tại nút chuyển mạch thứ nhất: Rp1= (1-1).Rcc (3.18) - Tại nút chuyển mạch thứ hai: Rp2= (2-1).Rcc- Rp1(3.19) - Tại nút chuyển mạch thứ ba: Rp3= (3-1).Rcc- Rp1- Rp2(3.20)
3.3.4. Đo VDC bằng phương pháp biến trở