L (5.2) Ta thấy trị số đo do vôn kế và ampe kế để xác định công suất P có
2. Fazômét kiểu bù tự động
Kiểu bù bằng tay không thuận tiện và độ chính xác phụ thuộc rất nhiều vào người điều khiển. Hơn nữa nhiều khi cần phải theo dõi sự thay đổi của góc pha theo thời gian. Điều này dẫn đến việc chế tạo Fazômét kiểu bù tự động.
Sơ đồ khổi
của một Fazơmét kiểu bù tự động vẽ ở hình 6.7 Một đầu vào U2được đưa trực tiếp vào bộ chỉ thị cân bằng còn đầu vào U1qua một loạt các bộ quay pha đấu nối tiếp nhau 1ữn, chúng cho ra góc lệch pha tương ứng là 180o/20, 180o/21,…180o/2n-1.
Khi có độ lệch pha giữa các tín hiệu vào. Xuất hiện tín hiệu ở đầu ra bộ chỉ thị cân bằng và mở khoá K. Xung từ máy phát xung nhịp (clock)
Bộ đếm Mạch phân phố bằng Trigơ K MF Kn K2 K1 1 180o/2o 2 180o/21 n 180o/22 U1 U2 … Quay pha chuẩn Quay pha phụ 1 2 U1 U2
Hình 6.6. Fazơmét kiểu bù bằng tay
đi vào bộ phân phối bằng Trigơ lần lượt đưa tín hiệu vào điều khiển các khố k1, k2,…knlàm ngắn mạch một nhóm các quay pha cho đến khi tín hiệu ra ở bộ chỉ thị cân bằng bằng 0. Độ lệch pha sẽ được ấn định bởi những bộ quay pha, mạch phân bố bằng trigơ và bộ chỉ thị ở đầu ra. Phương pháp cân bằng kiểu bù đã được sử dụng để chế tạo ra các loại Fazơmét như 2−4, 2−6, 2−9,…Ví dụ Fazơmét 2−4 có khoảng đo là ±240ovới sai số 0,7oở tần số 20Hzữ60Hz. Với phương pháp biến đổi tần số trung gian có thể mở rộng khoảng tần số của dụng cụ đến 10MHz, nhưng sai số có thể tăng lên đến 2-3o.
Bộ phận chủ yếu trong các Fazômét kiểu bù là các bộ quay pha. Bộ quay pha thường được chế tạo dựa trên các nguyên tắc sau:
Quay pha thơng số, quay pha trịn và quay pha dưới dạng dây trễ. - Quay pha thông số: thường đạt được độ lệch pha trong khoảng 0- 180ovới sai số nhỏ hơn 1,5%. Sai số của quay pha chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác và độ ổn định của các phần tử, của tần số làm việc và điện trở tải.
- Quay pha tròn: có thể phân thành quay pha điện trở, điện cảm, điện dung. Góc lệch pha có thể đạt được là 0ữ360ovà bảo đảm làm việc trong khoảng rộng loại qua pha điện trở chủ yếu làm việc ở dải tần có sai số đến 0,2o.
Loại quay qua điện trở có nhược điểm là điện áp ra khơng ổn định và sự phụ thuộc giữa góc quay của con chạy biến trở và góc lệch pha là khơng tuyến tính.
Loại quay pha điện cảm làm việc ở tần số cao hơn từ 100Hz ữ 1MHz. Sai số đạt được từ 0,1ữ1%.
Loại quay pha điện dung được sử dụng ở khoảng tần số cao hơn, từ hàng chục đến hàng trăm MHz.
Sai số của loại này chủ yếu là do điện áp ra không ổn định.
- Quay pha đường dây trễ được sử dụng trong khoảng 0 ữ 180o sử dụng các phần tử RC hay LC. Loại quay pha này có cấu tạo đơn giản. Nhược điểm là sự phụ thuộc giữa tín hiệu ra và tần số. Loại LC có thể đạt được độ phân giải đến 0,001otrong dải tần số 100Hz ữ 10kHz (quay pha số).
6.3. Đo khoảng thời gian bằng phương pháp số
Việc đo khoảng thời gian giữa hai xung của hai đầu vào A và B ở hình 6.8
Hình 6.8. Đo khoảng thời gian bằng phương pháp số
Các xung sau khi qua bộ khuếch đại tạo xung tạo ra xung đưa vào hai đầu vào của bộ điều khiển để tạo ra xung mở (và đóng) khố K. Khoảng thời gian khoá K mở bằng khoảng thời gian cần đo tx xung từ máy phát chuẩn f0=
0
1
T được đưa vào máy đếm qua khoá K trong khoảng thời gian tx. Số xung mà máy đếm được sẽ được tính như sau:
0 0 x x t N f t T = = (6.15) Từ đó ta có: tx =NT0 (6.16)
Từ biểu thức trên ta có thể tính được sai số tương đối của phép đo thời gian như sau:
0 0 100 t f x T t = ± + (6.17)
Trong đó: f0- sai số tương đối của máy phát chuẩn thạch anh (hay là một nguồn tần số chuẩn bên ngồi)
T0- chu kỳ của tín hiệu từ máy phát chuẩn MFTS chuẩn K ĐếmBộ TX mở khoá KĐ TX KĐ TX Vào A Vào B
Để đo độ dài của một xung tuta đưa xung đó một lúc vào cả hai đầu vào A và B của bộ khuếch đại tạo xung. Cả hai sườn xung trước và sau của xung sẽ tạo ra các xung start và stop. Đưa vào bộ điều khiển để tạo ra xung mở và đóng khố K. Tiếp theo q trình diễn ra giống như ở trên.
Sai số của phép đo sẽ là
0 0 1 tu f x T t = ± + . 100 (6.18)
6.4. Đo hệ số công suất
Hệ số công suất là 1 thông số quan trọng xác định công suất máy phát nguồn điện cung cấp cho tải, giá trị của hệ số cơng suất phụ thuộc vào tính chất của tải trong trường hợp tải là thuần trở, hệ số cosϕ = 1, năng lượng máy phát cung cấp cho tải là tốn nhất.
6.4.1. Đo hệ số công suất cos bằng phương pháp gián tiếp(dùng Oát kế, Ampe kế và Vôn kế) (dùng Oát kế, Ampe kế và Vôn kế)
Hệ số cơng suất cosquan hệ với dịng điện và điện áp trong mạch qua cơng thức:
(6.19) Do đó:
(6.20) Vậy dùng các đồng hồ V, A, W đo U, I, P trên tải ta tính được cosϕ.
Sai số: (6.21)
Phương pháp xác định cosTB
Ta có:
(6.22) Với Wpk là điện năng phản kháng chỉ bởi công tơ phản kháng trong
Wtb là điện năng tác dụng chỉ bởi công tơ hữu công trong khoảng thời gian xét.
Dùng công tơ đo năng lượng tác dụng và phản kháng trong một khoảng thời gian nào đó (thường là một tháng) ta xác định được cosTB
của phụ tải theo công thức trên.
6.4.2. Đo trực tiếp cos bằng cơ cấu điện động (Fazômet điện
động)