CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG THƠNG DỤNG
7.1.1 Sự lựa chọn thiết bị đo:
Các thơng số cần quan tâm khi lựa chọn thiết bị đo:
Cấp chính xác (k) của thiết bị đo: Là tỉ số tính theo phần trăm (%) giữa sai số tuyệt
đối lớn nhất ∆Xmax cho phép trong điều kiện làm việc bình thường của thiết bị đo với
giá trị định mức Xđm (Xmax) của thiết bị đo:
Khi thiết bị đo cĩ nhiều giai đo thì cấp chính xác được tính với sai số tuyệt đối lớn nhất trong tất cả các giai đo.
Trong cơng nghiệp cấp chính xác thường là: 1; 1,5; 2; 2,5; 4 Trong phịng thí nghiệm cấp chính xác thường là: 0,05; 0,02; 0,01
Ta nhận thấy giá trị cấp chính xác trong phịng thí nghiệm cao hơn cấp chính xác trong cơng nghiệp tức là cấp chính xác của phịng thí nghiệm đạt tốt hơn cấp chính xác trong cơng nghiệp.
Tâm lí của người sử dụng bao giờ cũng muốn thiết bị của mình cĩ cấp chính xác cao, hoạt động tin cậy nhưng lại cĩ giá thành rẻ. Điều này là nghịch lý, trong thực tế các thiết bị cĩ cấp chính xác càng cao thì giá thành cũng càng cao. Để lựa chọn thiết bị
đo phù hợp nhất, người sử dụng phải biết rằng việc bỏ ra một mĩn tiền lớn để cĩ thiết
bị đo với cấp chính xác cao nhưng lại sử dụng cho cơng việc khơng cần thiết đến cấp chính xác đĩ thì sẽ dẫn đến sự lãng phí thiết bị. Ngược lại, nếu thiết bị cĩ cấp chính xác khơng đáp ứng được địi hỏi của cơng việc thực tế thì rõ ràng sẽ gây sai số và thiệt hại trên sản phẩm.
Như vậy để hợp lí nhất thì trước khi mua thiết bị đo, người sử dụng phải nghiên cứu tìm hiểu kĩ những địi hỏi cơng việc sẽ cần đến cấp chính xác ở mức nào, sau đĩ sẽ tìm hiểu các thiết bị trên thị trường với cấp chính xác phù hợp với yêu cầu đã đề ra. Ngồi ra khi hoạt động, thiết bị đo bao giờ cũng tiêu hao một phần năng lượng của mạch và chính điều này gĩp phần làm tăng sai số trong kết quả. Do vậy, thiết bị đo tiêu hao
cơng suất càng nhỏ càng tốt.
Độ nhạy (S) của thiết bị:
Độ nhạy biểu thị mối quan hệ phụ thuộc của gĩc lệch phần động khi cĩ dịng điện
tác động lên cơ cấu đo. Nĩ chính là dịng điện nhỏ nhất cĩ khả năng làm lệch kim chỉ thị lên hết thang đo của cơ cấu đo. Độ nhạy biểu thị theo đơn vị dịng điện µA hoặc
mA.
Với các đồng hồ bao gồm cả mạch đo, người ta hay dùng khái niệm độ nhạy thực tế (độ nhạy tính đến cả mạch đo). Nĩ biểu thị trị số điện trở cần thiết nối tiếp với cơ cấu
đo để kim lệch đi một giá trị nhất định trên thang đo là 1 Volt. Độ nhạy thực tế biểu thị
theo tỷ số Ω/V.
Đồng hồ càng nhạy thì tỷ số Ω/V càng lớn. Trị số Ω/V biểu thị điện trở vào của
đồng hồ ứng với mỗi Volt. Ví dụ : 20 kΩ/V.
Ngưỡng độ nhạy: Là giá trị nhỏ nhất của đại lượng ngõ vào vẫn cĩ khả năng làm
ngõ ra của thiết bị thay đổi.
XS S
∆∆ ∆ = α
Giới hạn thang đo: Là giá trị cực đại của đại lượng cần đo mà thiết bị vẫn cĩ thể đo
được.
Khi tiến hành đo đạc một đối tượng nào đĩ ta cần chú ý đến độ lớn của đối tượng để chọn lựa thang đo cho phù hợp, nếu khơng thì kết quả đo sẽ khơng chính xác khi giá trị thang đo quá lớn so với đại lượng cần đo, hoặc đồng hồ đo sẽ bị hư hỏng khi đối tượng cần đo cĩ giá trị vượt ra ngồi thang đo.
Thời gian đo, tốc độ đo: Thời gian đo là thời gian tính từ lúc cĩ tín hiệu của đại
lượng cần đo tác động đến ngõ vào thiết bị đo cho đến khi thiết bị ổn định để cĩ thể
ghi nhận kết quả.
Tốc độ đo là số lần lấy được kết quả đo trong một đơn vị thời gian.
Tính ổn định của thiết bị đo: Là khả năng giữ ổn định kết quả đo khi cĩ những ảnh
hưởng từ mơi trường ngồi.
Độ tin cậy của thiết bị: Là khoảng thời gian do nhà sản xuất đưa ra đảm bảo thiết bị
làm việc ổn định (khơng bị hư hỏng) ở chế độ hoạt động bình thường.
Trên thị trường loại điện kế tốt cĩ dịng điện lm kim lch ht thang o nh (10
[àA] ữ 50 [µA]). Loại điện kế bình thường cĩ dịng điện làm kim lệch hết thang đo lớn hơn (200 [µA] ÷ 500 [µA]). Để chế tạo đồng hồ đo, điện kế nên cĩ dịng điện làm kim lệch hết thang đo ≤ 1 [mA].
Khung dây của đồng hồ VOM cĩ thể dùng một số cách sau để kiểm tra nhanh: Dùng nguồn điện một chiều bên ngồi cĩ giá trị nhỏ khoảng vài Volt gắn vào hai
đầu que đo, nếu kim lên thì khung dây chưa bị đứt, hoặc chuyển đến thang đo dịng điện, nối tắt hai que đo lại, sau đĩ lắc nhẹ VOM, nếu thấy kim chỉ thị rung ít hơn lúc để hở que đo thì khung dây vẫn cịn tốt. Phương pháp thử này dựa trên nguyên lí cảm
ứng điện từ. Khung được đặt trong từ trường của nam châm vĩnh cửu nên khi ta lắc
nhẹ khung dây, trong khung dây sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng, nếu hai đầu que đo
được chập lại và khung dây khơng bị đứt thì sức điện động này sẽ sinh ra dịng điện
cảm ứng. Dịng điện cảm ứng sẽ sinh ra từ trường chống lại sự biến thiên từ thơng do từ trường của nam châm vĩnh cửu sinh ra qua khung dây dẫn đến kết quả dao động của khung dây bị hãm lại nên kim sẽ dao động ít hơn so với trường hợp ta để hở hai đầu que đo hoặc khung dây bị đứt.
Trên mặt VOM thường ghi chữ Fuse & Diode Protection, điều này cĩ nghĩa là mạch
đo của VOM cĩ bảo vệ bằng cầu chì mắc được mắc nối tiếp với mạch đo tránh hư
hỏng khi dịng điện vượt quá khả năng vì lúc đĩ cầu chì sẽ đứt. Ngồi ra cĩ hai diode
được mắc song song với cơ cấu, hai diode này mắc ngược đầu nhau để bảo vệ cho
khung dây tránh quá điện áp theo cả hai chiều. Nếu điện áp đặt trên đầu khung dây khoảng 0,05 [V] ÷ 0,2 [V] thì kim lệch hết thang đo. Lúc này do điện áp chưa vượt qua ngưỡng dẫn của diode nên điện trở thuận của diode cịn lớn. Nếu điện áp đặt vào tiếp tục tăng lên vượt quá mức ngưỡng của diode thì dịng điện chạy qua diode sẽ tăng vọt nhằm giữ cho điện áp trên hai đầu khung dây khơng cao hơn mức ngưỡng của diode, nhờ vậy khung dây được bảo vệ.
Yêu cầu đối với diode lúc làm việc bình thường thì điện trở thuận phải rất lớn hơn
điện trở khung dây. Đối với loại diode được chế tạo từ vật liệu Ge cĩ khả năng bảo vệ
quá tải tốt vì ngưỡng điện áp khá nhỏ (khoảng 0,2 [V]), nhưng trong điều kiện làm
việc bình thường thì diode loại Ge lại cĩ điện trở thuận khá bé sẽ phân bớt dịng điện khiến cấp chính xác và độ nhạy của cơ cấu giảm. Ta cĩ thể mắc nối tiếp 2 diode Ge để khắc phục tình trạng này. Trong cơ cấu đo thường sử dụng loại diode Silic. Ngồi ra
để tăng khả năng bảo vệ cơ cấu đo người ta thường mắc nối tiếp cơ cấu với một điện
Như vậy khi tiến hành mua thiết bị đo, ta cần chú ý đến các thơng số trên để lựa chọn thiết bị phù hợp nhất. Ngồi ra chế độ bảo hành sản phẩm của nhà sản xuất cùng với các tài liệu hướng dẫn sử dụng cũng được lưu ý.