Đo Lường điện - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (78 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Điện - Điện tử

Đo lường điện

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.46 MB, 78 trang )

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNGTRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG1.  ĐO LƯỜNG ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ ĐO(Tập bài giảng dùng cho sinh viên cao đẳng ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử)Biên soạn: ThS. Đỗ Như QuỳnhBộ môn: Điện-điện tửKhoa: Công nghệHải Phòng - 5/20142ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngMỤC LỤCLời nói đầu.......................................................................................................................................3Chương I: Các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lường............................................................41.1 Các định nghĩa và khái niệm chung về đo lường................................................................41.1.1. Định nghĩa về đo lường, đo lường học và kỹ thuật đo lường.....................................41.1.2. Khái niệm về tín hiệu đo và đại lượng đo...................................................................41.1.3. Thiết bị đo và phương pháp đo...................................................................................41.2 Phân loại phương pháp đo...................................................................................................51.2.1. Phương pháp đo biến đổi thẳng...................................................................................51.2.2. Phương pháp đo kiểu so sánh:.....................................................................................61.3. Phân loại các thiết bị đo.....................................................................................................71.4. Đơn vị đo chuẩn và mẫu....................................................................................................81.4.1. Khái niệm chung.........................................................................................................81.4.2. Hệ thống đơn vị bao gồm hai nhóm............................................................................81.4.3. Các chuẩn cấp 1 quốc gia của các đơn vị cơ bản hệ thống SI.....................................91.5. Cấu trúc cơ bản của dụng cụ đo.......................................................................................101.5.1. Phân loại dụng cụ đo.................................................................................................101.5.2. Sơ đồ khối của dụng cụ đo........................................................................................101.6. Các đặc tính cơ bản của dụng cụ đo.................................................................................121.6.1. Sai số của dụng cụ đo................................................................................................121.6.2. Độ nhạy.....................................................................................................................141.6.3. Điện trở của dụng cụ đo và công suất tiêu thụ..........................................................141.6.4. Độ tác động nhanh....................................................................................................141.6.5. Độ tin cậy..................................................................................................................15CÂU HỎI ÔN TẬP.................................................................................................................15Chương II: Các cơ cấu chỉ thị.....................................................................................................152.1. Cơ cấu chỉ thị của dụng cụ đo tương tự...........................................................................162.1.1. Khái niệm chung.......................................................................................................162.1.2. Cơ cấu chỉ thị từ điện................................................................................................162.1.3. Cơ cấu đo điện từ......................................................................................................182.1.4. Cơ cấu đo điện động..................................................................................................192.2.Chỉ thị số...........................................................................................................................202.2.1. Nguyên lý của chỉ thị số............................................................................................202.2.2. Mã số.........................................................................................................................202.2.3. Mạch đếm..................................................................................................................212.2.4. Bộ hiện số (chỉ thị số)...............................................................................................222.2.5. Bộ giải mã.................................................................................................................23CÂU HỎI ÔN TẬP.................................................................................................................24Chương III: Đo điện áp và dòng điện........................................................................................253.1 Ampe kế............................................................................................................................253.1.1. Ampe kế một chiều (DC)..........................................................................................253.1.2. Các ampe kế xoay chiều............................................................................................293.2. Vôn kế..............................................................................................................................313.2.1. Vôn kế một chiều..........................................................................................................313.2.2. Vôn kế xoay chiều.....................................................................................................343.3. Vôn kế số..........................................................................................................................353.3.1 Giới thiệu chung.........................................................................................................353.3.2. Vôn kế số biến đổi thời gian.....................................................................................353.3.3. Vôn kế đổi tần số.......................................................................................................361Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đoThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngCÂU HỎI VÀ BÀI TẬP.........................................................................................................37Chương 4: Đo thông số mạch điện..............................................................................................394.1. Đo điện trở.......................................................................................................................394.1.1 Đo điện trở bằng vôn kế và ampe kế..........................................................................394.1.2. Đo điện trở trực tiếp bằng ôm kế..............................................................................404.1.3. Cầu đo điện trở..........................................................................................................454.1.4. Đo điện trở lớn..........................................................................................................484.2. Cầu dòng xoay chiều........................................................................................................504.2.1. Cầu đo điện cảm và hệ số phẩm chất cuộn dây.........................................................504.2.2. Đo điện dung và góc tổn hao tụ điện.........................................................................53CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP.........................................................................................................54Chương 5: Đo công suất và năng lượng.....................................................................................565.1.Đo công suất trong mạch một pha.....................................................................................565.1.1. Đo công suất một chiều (DC)....................................................................................565.1.2. Oát kế điện động.......................................................................................................575.1.3. Công tơ một pha đo năng lượng................................................................................585.1.4. Công tơ điện tử:.........................................................................................................615.2. Đo công suất trong mạch ba pha......................................................................................625.2.1. Nguyên lý chung.......................................................................................................625.2.2. Các phương pháp đo công suất trong mạch 3 pha....................................................635.3. Đo công suất phản kháng.................................................................................................645.3.1. Đo công suất phản kháng trong mạch một pha.........................................................645.3.2. Đo công suất phản kháng trong mạch 3 pha.............................................................65CÂU HỎI ÔN TẬP.................................................................................................................67Chương 6: Dao động ký (Oscillos cope).....................................................................................676.1. Sơ đồ khối của dao động ký.............................................................................................676.2. Ống phóng tia điện tử.......................................................................................................686.2.1.Cấu tạo của triot.........................................................................................................686.2.2. Tấm làm lệch (phiến làm lệch)..................................................................................696.3. Bộ khuếch đại làm lệch....................................................................................................706.4. Tín hiệu quét.....................................................................................................................716.5. Bộ tạo gốc thời gian.........................................................................................................716.6. Dao động ký điện tử hai tia..............................................................................................726.7. Ứng dụng của dao động ký điện tử..................................................................................736.7.1. Đo điện áp và tần số của tín hiệu..............................................................................736.7.2. Đo tần số bằng phương pháp so sánh........................................................................746.7.3. Đo góc lệch pha.........................................................................................................74CÂU HỎI ÔN TẬP.............................................................................................................76Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo2ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngLời nói đầuMôn học kỹ thuật đo lường trình bày các kiến thức về kỹ thuật đo dùng trongngành điện hiện nay. Giới thiệu những phép đo cơ bản để ứng dụng cho các ngành sảnxuất công nghiệp.Kỹ thuật Đo lường Điện là môn học nghiên cứu các phương pháp đo các đạilượng vật lý: đại lượng điện: điện áp, dòng điện, công suất,… và đại lượng không điện:nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc…Bài giảng Kỹ thuật Đo lường Điện được biên soạn dựa trên các giáo trình và tàiliệu tham khảo mới nhất hiện nay, được dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên cácngành: Điện công nghiệp, Điện dân dụng, Kỹ thuật Viễn thông, Kỹ thuật Thông tin, Tựđộng hoá.Cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản và chuyên sâu về kỹ thuật đolường trong ngành điện. Trình bày các dụng cụ đo, nguyên lý đo và phương pháp đo cácthông số. Trên cơ sở đó, người học biết cách sử dụng dụng cụ đo và xử lý kết quả đotrong công việc sau này.Trong quá trình biên soạn, đã được các đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến, mặcdù cố gắng sửa chữa, bổ sung cho cuốn sách được hoàn chỉnh hơn, song chắc chắnkhông tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế.Tác giảTập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo3ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngChương I: Các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lườngTrong quá trình nghiên cứu khoa học nói chung và cụ thể là từ việc nghiên cứu,thiết kế, chế tạo, thử nghiệm cho đến khi vận hành, sữa chữa các thiết bị, các quá trìnhcông nghệ… đều yêu cầu phải biết rõ các thông số của đối tượng để có các quyết địnhphù hợp. Sự đánh giá các thông số quan tâm của các đối tượng nghiên cứu được thựchiện bằng cách đo các đại lượng vật lý đặc trưng cho các thông số đó.1.1 Các định nghĩa và khái niệm chung về đo lường1.1.1. Định nghĩa về đo lường, đo lường học và kỹ thuật đo lườnga) Đo lường: là một quá tŕnh đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết quả bằng sốso với đơn vị đo.Kết quả đo được biểu diễn dưới dạng:A=Xvà ta có X = A. X0X0Trong đó: X - đại lượng đoX0 - đơn vị đoA - con số kết quả đo.Ví dụ: I = 5A; I – dòng điện; 5 – con số đo; A – đơn vị đo.b) Đo lường học: là ngành khoa học chuyên nghiên cứu để đo các đại lượng khác nhau,nghiên cứu mẫu và đơn vị đo.c) Kỹ thuật đo lường: là ngành kỹ thuật chuyên môn nghiên cứu để áp dụng thành quảcủa đo lường học vào phục vụ sản xuất và đời sống.1.1.2. Khái niệm về tín hiệu đo và đại lượng đo* Tín hiệu mang thông tin về giá trị của đại lượng đo lường được gọi là tín hiệu đolường.* Đại lượng đo là thông số xác định quá trình vật lý của tín hiệu đo* Đại lượng đo được phân thành hai loại: Đại lượng đo tiền định là đại lượng đo đã biếttrước quy luật thay đổi theo thời gian của chúng. Đại lượng đo ngẫu nhiên là đại lượngđo mà sự thay đổi theo thời gian không theo một quy luật nhất định nào.1.1.3. Thiết bị đo và phương pháp đoa) Thiết bị đo: là thiết bị kỹ thuật dùng để gia công tín hiệu mang thông tin đo thànhTập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo4ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòngdạng tiện lợi cho người quan sát.Thiết bị đo gồm nhiều loại: thiết bị mẫu, các chuyển đổi đo lường, các dụng cụ đo,các tổ hợp thiết bị đo lường và hệ thống thông tin đo lườngb) Phương pháp đo:Quá trình đo được tiến hành thông qua các thao tác cơ bản sau:- Thao tác xác định mẫu và thành lập mẫu- Thao tác so sánh- Thao tác biến đổi- Thao tác thể hiện kết quả hay chỉ thịThủ tục phối hợp các thao tác trên gọi là phương pháp đo.1.2 Phân loại phương pháp đoCó thể có nhiều phương pháp đo khác nhau nhưng trong thực tế thường phân thành2 loại phương pháp đo chính là phương pháp đo biến đổi thẳng và phương pháp đo kiểuso sánh.1.2.1. Phương pháp đo biến đổi thẳng- Định nghĩa: là phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu biến đổi thẳng, nghĩa làkhông có khâu phản hồi.- Quá trình thực hiện:* Đại lượng cần đo X qua các khâu biến đổi để biến đổi thành con số N X, đồng thờiđơn vị của đại lượng đo XO cũng được biến đổi thành con số NO.* Tiến hành quá trình so sánh giữa đại lượng đo và đơn vị (thực hiện phép chiaNX/NO),* Thu được kết quả đo: AX = X/XO = NX/NO .Hình 1.1 Lưu đồ phương pháp đo biến đổi thẳng.Quá trình này được gọi là quá trình biến đổi thẳng, thiết bị đo thực hiện quá trìnhnày gọi là thiết bị đo biến đổi thẳng. Tín hiệu đo X và tín hiệu đơn vị X O sau khi quakhâu biến đổi (có thể là một hay nhiều khâu nối tiếp) có thể được qua bộ biến đổi tươngtự - số A/D để có NX và NO , qua khâu so sánh có NX/NO.Dụng cụ đo biến đổi thẳng thường có sai số tương đối lớn vì tín hiệu qua cáckhâu biến đổi sẽ có sai số bằng tổng sai số của các khâu, vì vậy dụng cụ đo loại nàythường được sử dụng khi độ chính xác yêu cầu của phép đo không cao lắm.Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo5ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng1.2.2. Phương pháp đo kiểu so sánh:- Định nghĩa: là phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu mạch vòng, nghĩa là cókhâu phản hồi.- Quá trình thực hiện:* Đại lượng đo X và đại lượng mẫu X O được biến đổi thành một đại lượng vật lýnào đó thuận tiện cho việc so sánh.* Quá trình so sánh X và tín hiệu XK (tỉ lệ với X O) diễn ra trong suốt quá trìnhđo, khi hai đại lượng bằng nhau đọc kết quả XK sẽ có được kết quả đo.Quá trình đo như vậy gọi là quá trình đo kiểu so sánh. Thiết bị đo thực hiện quátrình này gọi là thiết bị đo kiểu so sánh (hay còn gọi là kiểu bù).Hình 1.2. Lưu đồ phương pháp đo kiểu so sánh.+ Các phương pháp so sánh: bộ so sánh SS thực hiện việc so sánh đại lượng đo X vàđại lượng tỉ lệ với mẫu XK, qua bộ so sánh có: ΔX = X - XK. Tùy thuộc vào cách so sánhmà sẽ có các phương pháp sau:- So sánh cân bằng:* Quá trình thực hiện: đại lượng cần đo X và đại lượng tỉ lệ với mẫu X K = NK.XOđược so sánh với nhau sao cho ΔX = 0, từ đó suy ra X = XK = NK.XO+ suy ra kết quả đo: AX = X/XO = NK. Trong quá trình đo, XK phải thay đổi khi X thayđổi để được kết quả so sánh là ΔX = 0 từ đó suy ra kết quả đo.* Độ chính xác: phụ thuộc vào độ chính xác của XK và độ nhạy của thiết bị chỉ thịcân bằng (độ chính xác khi nhận biết ΔX = 0).Ví dụ: cầu đo, điện thế kế cân bằng- So sánh không cân bằng:* Quá trình thực hiện: đại lượng tỉ lệ với mẫu XK là không đổi và biết trước, quabộ so sánh có được ΔX = X - XK, đo ΔX sẽ có được đại lượng đo X = Δ X + XK từ đó cókết quả đo: AX = X/XO = (ΔX + XK)/XO.* Độ chính xác: độ chính xác của phép đo chủ yếu do độ chính xác của X K quyếtđịnh, ngoài ra còn phụ thuộc vào độ chính xác của phép đo ΔX, giá trị của ΔX so với X(độ chính xác của phép đo càng cao khi ΔX càng nhỏ so với X).Phương pháp này thường được sử dụng để đo các đại lượng không điện, như đoứng suất (dùng mạch cầu không cân bằng), đo nhiệt độ…- So sánh không đồng thời:Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo6ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng* Quá trình thực hiện: dựa trên việc so sánh các trạng thái đáp ứng của thiết bịđo khi chịu tác động tương ứng của đại lượng đo X và đại lượng tỉ lệ với mẫu X K, khihai trạng thái đáp ứng bằng nhau suy ra X = XK .Đầu tiên dưới tác động của X gây ra một trạng thái nào đo trong thiết bị đo, sauđó thay X bằng đại lượng mẫu XK thích hợp sao cho cũng gây ra đúng trạng thái nhưkhi X tác động, từ đó suy ra X = XK. Như vậy rõ ràng là XK phải thay đổi khi X thay đổi.* Độ chính xác: phụ thuộc vào độ chính xác của XK. Phương pháp này chính xácvì khi thay XK bằng X thì mọi trạng thái của thiết bị đo vẫn giữ nguyên. Thường thì giátrị mẫu được đưa vào khắc độ trước, sau đó qua các vạch khắc mẫu để xác định giá trịcủa đại lượng đo X. Thiết bị đo theo phương pháp này là các thiết bị đánh giá trực tiếpnhư vôn kế, ampe kế chỉ thị kim.- So sánh đồng thời:* Quá trình thực hiện: so sánh cùng lúc nhiều giá trị của đại lượng đo X và đạilượng mẫu XK, căn cứ vào các giá trị bằng nhau suy ra giá trị của đại lượng đo.Ví dụ: xác định 1 inch bằng bao nhiêu mm: lấy thước có chia độ mm (mẫu),thước kia theo inch (đại lượng cần đo), đặt điểm 0 trùng nhau, đọc được các điểmtrùng nhau là: 127mm và 5 inch, 254mm và 10 inch, từ đó có được:1 inch = 127/5 =254/10 = 25,4 mm1.3. Phân loại các thiết bị đoa) Mẫu: là thiết bị đo để khôi phục một đại lượng vật lý nhất định. Thiết bị mẫu phải đạtđộ chính xác cao từ 0,001% ÷ 0,1% tùy theo từng cấp, từng loại.b) Dụng cụ đo: là thiết bị để gia công các thông tin đo lường và thể hiện kết quả đó dướicon số, đồ thị hoặc bảng số.Tùy theo cách biến đổi tín hiệu và chỉ thị, dụng cụ đo được chia thành dụng cụđo tương tự (Analog) và dụng cụ đo chỉ thị số (Digital)- Dụng cụ đo tương tự là dụng cụ đo mà kết quả đo là một hàm liên tục của quá trìnhthay đổi của đại lượng đo.- Dụng cụ đo số là loại thể hiện kết quả đo bằng sốc) Chuyển đổi đo lường: là thiết bị dùng để biến đổi tín hiệu đo ở đầu vào thành tín hiệura thuận lợi hơnđể biến đổi tiếp theo, hoặc truyền đạt, gia công lưu giữ nhưng khôngquan sát được.Có hai loại chuyển đổi:- Chuyển đổi các đại lượng điện thành đại lượng điện khác như các bộ chuyểnđổi tương tự - số (A/D) hoặc số - tương tự (D/A) v.v…- Chuyển đổi các đại lượng không điện thành đại lượng điện. Đó là các bộ biếnđổi sơ cấp và là bộ phận chính của đầu đo hay cảm biếnd) Hệ thống thông tin đo lường: là tổ hợp các thiết bị đo và những thiết bị phụ để tựđộng thu thập số liệu, truyền các số liệu theo kênh liên lạc và chuyển nó về một dạngTập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo7ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòngthuận tiện cho việc đo và điều khiển.1.4. Đơn vị đo chuẩn và mẫu1.4.1. Khái niệm chungĐơn vị đo là giá trị đơn vị tiêu chuẩn về một đại lượng đo nào đó được quốc tếqui định mà mỗi quốc gia đều phải tuân thủ. Trên thế giới người ta đã chế tạo ranhững đơn vị tiêu chuẩn được gọi là các chuẩn. Ví dụ chuẩn “Ôm quốc tế”, chuẩn“Ampe”.1.4.2. Hệ thống đơn vị bao gồm hai nhóma) Đơn vị cơ bản: được thể hiện bằng các đơn vị chuẩn mẫu với đọ chính xác cao nhấtmà khoa học kỹ thuật hiện đại có thể thực hiện được.b) Đơn vị kéo theo: là đơn vị có liên quan đến đơn vị đo cơ banrtheer hiện qua cácbiểu thức.Ngày nay các nước thường sử dụng hệ thống đơn vị thống nhất đó là hệ thốngđơn vị SI là hệ thống đã được thông qua ở hội nghị quốc tế năm 1960. Trong đó cóbảy đơn vị cơ bản là: mét (m) (chiều dài), kilôgam (kg) (khối lượng), thời gian tínhbằng giây (s), ampe (A) (cường độ dòng điện), K (nhiệt độ), mol (đơn vị số lượng vậtchất), Cd ( cường độ ánh sáng).Ngoài bảy đơn vị cơ bản trên còn có các đơn vị kéo theo trong các lĩnh vực cơ,điện, từ và quang học. Bảng 1.1 giới thiệu các đơn vị đo cơ bản và kéo theo trong cáclĩnh vực cơ, điện, từ và quang học.Bảng 1.1Các đại lượngTên đơn vịKí hiệu1. Các đại lượng cơ bảnĐộ dàiMétmKhối lượngKilôgamkgThời gianGiâysDòng điệnAmpeANhiệt độKelvinKSố lượng vật chấtMônMolCường độ ánh sángCandelaCd2. Các đại lượng cơ họcTốc độGia tốcNăng lượng và côngLựcCông suấtMét trên giâyMét trên giây bình phươngJunNiutơnWattTập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đom/sm/s2JNW8ThS. Đỗ Như QuỳnhNăng lượng3. Các đại lượng điệnLượng điệnĐiện áp, thế điện độngCường độ điện trườngĐiện dungĐiện trởĐiện trở riêngHệ số điện môi tuyệt đối4. Các đại lượng từTừ thôngCảm ứng từCường độ từ trườngĐiện cảmHệ số từ thẩm5. Các đại lượng quangLuồng ánh sángCường độ sáng riêngĐộ chiếu sángTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngWatt giâyW/sCulôngVônVôn trên métFaraÔmÔm métFara trên métCVV/mFΩΩ.mF/mVebeTeslaAmpe trên métHenriHenri trên métWbTA/mHH/mLumenCandela trên mét vuôngLuxlmCd/m2lx1.4.3. Các chuẩn cấp 1 quốc gia của các đơn vị cơ bản hệ thống SIa) Chuẩn đơn vị độ dàiĐơn vị độ dài (m). Mét là quãng đường ánh sáng đi được trong chân không trongkhoảng thời gian 1/299792458 giây (CGPM * lần thứ 17, 1983. * CGPM tên viết tắt tiếngPháp của đại hội cân đo quốc tế).b) Chuẩn đơn vị khối lượngKilogam (kg) – là đơn vị khối lượng bằng khối lượng của mẫu kilogam quốc tế đặttại trung tâm quốc tế mẫu và cân quốc tế ở Pari.c) Chuẩn đơn vị thời gianĐơn vị thời gian - giây (s) là khoảng thời gian của 9192631770 chu kì phát xạ,tương ứng với thời gian chuyển giữa hai mức gần nhất ở trạng thái cơ bản của nguyên tửxê-si 133.d) Chuẩn đơn vị dòng điệnAmpe (A) là dòng điện không đổi khi chạy trong hai dây dẫn thẳng, song song, dàivô hạn, tiết diện tròn nhỏ không đáng kể, đặt cách nhau 1 mét trong chân không, sẽ gâyra trên mỗi mét dài của dây một lực 2.10-7 niuton ( CGPM lần thứ 9, 1948)e) Chuẩn dơn vị nhiệt độĐơn vị nhiệt độ là Kelvin (K) – đó là nhiệt độ có giá trị bằng 1/273,16 phần nhiệtTập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo9ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòngđộ đông của điểm thứ ba của nước (là điểm cân bằng của 3 trạng thái rắn, lỏng và hơi)f) Chuẩn đơn vị cường độ ánh sángĐơn vị cường độ ánh sáng là Candela (Cd) là cường độ ánh sáng theo một phươngxác định của nguồn phát ra bức xạ đơn sắc có tần số 540x1012hec và có cường độ bức xạtheo phương đó là 1/683 oat trên steradian (CGPM lần thứ 16, 1979)g) Đơn vị số lượng vật chấtĐơn vị số lượng vật chất (mol) – là số lượng vật chất có số phân tử (hay nguyêntử, các hạt) bằng số nguyên tử chứa trong 12C với khối lượng là 0,012kg.1.5. Cấu trúc cơ bản của dụng cụ đo1.5.1. Phân loại dụng cụ đoDụng cụ đo được phân loại như sau:a) Theo cách biến đổi có thể phân thành* Dụng cụ đo biến đổi thẳng, là dụng cụ đo mà đại lượng cần đo X được biếnđổi thành lượng Y theo một đường thẳng không có khâu phản hồi* Dụng cụ đo kiểu biến đổi bù là loại dụng cụ có mạch phản hồi với các chuyểnđổi ngược biến đổi đại lượng ra Y thành đại lượng bù XK để bù với tín hiệu đo X.Mạch đo là mạch khép kín. Phép so sánh được diễn ra sau các chuyển đổi sơ cấp.b) Theo phương pháp so sánh, đại lượng đo được phân thành* Dụng cụ đo đánh giá trực tiếp: là dụng cụ được khắc độ đơn vị của đại lượngđo từ trước, khi đo, đại lượng đo so sánh với nó để cho ra kết quả đo.* Dụng cụ đo kiểu so sánh: là dụng cụ đo thực hiện việc so sánh qua mỗi lần đo.Sơ đồ đo là sơ đồ kiểu biến đổi bù.c) Theo phương pháp đưa ra thông tin đo được chia thành* Dụng cụ đo tương tự, đó là dụng cụ có số chỉ là một hàm liên tục của đạilượng đo.Dụng cụ đo tương tự gồm: Dụng cụ đo có kim chỉ, dụng cụ đo kiểu tự ghi.* Dụng cụ đo chỉ thị số: là dụng cụ trong đó đại lượng đo liên tục được biến đổithành rời rạc và kết quả đo thể hiện dưới dạng con số.d) Theo đại lượng đo: các dụng cụ được mang tên đại lượng đo như: Vônmet, Ampe kế,Ômmet v.v…1.5.2. Sơ đồ khối của dụng cụ đoa) Sơ đồ cấu trúc của dụng cụ đoMỗi dụng cụ đo thường có ba khâu chính đó là: Chuyển đổi sơ cấp, mạch đo và cơcấu chỉ thị (hình 1-3)Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo10ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngCĐSCMĐCTHình 1.3. Cấu trúc chung của dụng cụ đoCĐSC: Chuyển đổi sơ cấpMĐ : Mạch đoCT: Cơ cấu chỉ thị- Chuyển đổi sơ cấp làm nhiệm vụ biến đổi các đại lượng đo thành tín hiệu điện. Đólà khâu quan trọng nhất của thiết bị đo.- Mạch đo là khâu gia công thông tin đo sau chuyển đổi sơ cấp làm nhiệm vụ tínhtoán và thực hiện trên sơ đồ mạch. Mạch đo thường là mạch điện tử vi xử lý để nâng caođặc tính của dụng cụ đo.- Cơ cấu chỉ thị là khâu cuối cùng của dụng cụ thể hiện kết quả đo dưới dạng con sốso với đơn vị:Có ba cách thể hiện kết quả đo:+ Chỉ thị bằng kim chỉ+ Chỉ thị bằng thiết bị tự ghi+ Chỉ thị dưới dạng con sốb) Sơ đồ cấu trúc của dụng cụ đo biến đổi thẳngDụng cụ đo biến đổi thẳng có sơ đồ cấu trúc như hình 1.4. Việc biến đổi thông tinđo chỉ xảy ra trên một đường thẳng, tức là không có khâu phản hồiXCĐ1Y1CĐ2Y2Yn-1CĐnYnCTHình 1.4. Sơ đồ cấu trúc của dụng cụ biến đổi thẳngTheo sơ đồ này, đại lượng đo X được đưa qua các khâu chuyển đổi. CĐ 1, CĐ2 …CĐn để biến thành đại lượng Yn tiện cho việc quan sát và chỉ thị. Các đại lượng Y 1, Y2….Yn là các đại lượng trung gian.c) Sơ đồ cấu trúc của dụng cụ kiểu so sánhDụng cụ kiểu so sánh có cấu trúc như hình 1.5. Đó là dụng cụ có mạch phản hồivới các bộ chuyển đổi ngược (CĐN) để tạo thành tín hiệu X k so sánh với tín hiệu đo X.Mạch đo là một vòng khép kín. Sau bộ so sánh ta có tín hiệu ΔX = X – Xk.Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo11ThS. Đỗ Như QuỳnhXSSTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngΔXCĐ1CĐnYCTXkCĐNmCĐN1Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc của dụng cụ kiểu so sánhCĐ: Chuyển đổi thuậnCĐN: Chuyển đổi ngượcSS: Bộ so sánhCT: Chỉ thị kết quảKhi ΔX = 0 ta có dụng cụ so sánh cân bằng, với ΔX ≠ 0 là dụng cụ so sánh khôngcân bằng.1.6. Các đặc tính cơ bản của dụng cụ đo1.6.1. Sai số của dụng cụ đoNguyên nhân gây ra sai số của dụng cụ đo có nhiều loại khác nhau nhưng có thểphân thành 2 loai:a) Sai số hệ thống: là sai số cơ bản mà giá trị của nó luôn không đỏi hoặc thay đổi cóquy luật. Sai số này về nguyên tắc có thể loại trừ được.b) Sai số ngẫu nhiên: là sai số mà giá trị của nó thay đổi rất ngẫu nhiên do sự thay đổicủa môi trường bên ngoài (áp suất, nhiệt độ, độ ẩm v.v…) sai số này gọi là sai số phụ.c) Ngoài các sai số trên, để đánh giá sai số của dụng cụ khi đo một đại lượng nào đóngười ta còn phân loại:* Sai số tuyệt đối: là hiệu giữa giá trị đại lượng đo X và giá trị thực X th (là giá trị đạilượng đo xác định được một độ chính xác nào đó nhờ các dụng cụ mẫu)ΔX = Xth - X* Sai số tương đối của phép đo γx , được đánh giá bằng phần trăm của tỷ số sai tuyệt đốivà giá trị thực:γx% =∆X∆X100% =100% (vì Xth ≈X)X thX* Độ chính xác tương ứng được tính theo biểu thức:A = 1−X th − XX th* Độ chính xác tính theo phần trăm được biểu diễn dưới dạng:a = A x 100%Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo12ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phònghoặc a = 100% - γx%Ví dụ 1.1: Điện áp rơi trên điện trở phụ tải là 80V. Nhưng khi đo bằng vônmet, số chỉcủa vônmet là 79V. Tính:- Sai số tuyệt đối của phép đo- Sai số tương đối γx%- Độ chính xác tương ứng A- Độ chính xác tính theo phần trăm (a)Giải:Sai số tuyệt đối của phép đo:ΔU = Uth – U = 80 – 79 = 1VSai số tương đối của phép đo:γx% =∆U80 − 79100% =100% = 1,25%U th79Độ chính xác tương ứng của phép đoA = 1−U th − U80 − 79= 1−= 0,9875U th80Độ chính xác tính theo phần trăm:a = A x 100% = 0,9875 x 100% = 98,75%* Tính chính xác là độ chắc chắn của thiết bị với giá trị đại lượng ra khi đưa một đạilượng ở đầu vào.Tính chính xác được biểu diễn bởi biểu thức:P = 1−Xn − XnXnXn: giá trị đo lần thứ n; X n : giá trị trung bìnhVí dụ 1.2: Bảng 1-2 cho giá trị nhận được của 10 lần đo. Tính sự chính xác của lần đothứ 6.Bảng 1.2Số lần đo123456789Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đoGiá trị đo được Xn98101102971011001039810613ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng10Giải: Giá trị trung bình của 10 lần đo được tính như sau:99X = tổng giá trị của 10 lần đo /10=1005/10=100,5Độ chính xác của lần đo thứ 6 đạt đượcP = 1−Xn − XnXn= 1−100 − 100,5= 0,995100,5Độ chính xác của một phép đo và tính chính xác phụ thuộc rất nhiều yếu tố nhưchất lượng của thiết bị đo, người sử dụng các thiết bị đó và yếu tố môi trường….* Cấp chính xác của dụng cụ đo: là giá trị sai số cực đại mà dụng cụ đo mắc phải.Người ta qui định cấp chính xác của dụng cụ đo đúng bằng sai số tương đối qui đổi củadụng cụ đó và được nhà nước qui định cụ thể:γ qđđ % =∆X m100%XmΔXm: sai số tuyệt đối cực đạiXm: giá trị lớn nhất của thang đo1.6.2. Độ nhạyĐộ nhạy của dụng cụ đo tính bằng:S=dY= F( X )dXY: đại lượng ra; X : đại lượng vào.Đại lượng C =1là hằng số của dụng cụ đo.SNếu một dụng cụ đo gồm nhiều khâu biến đổi, mỗi khâu có độ nhạy riêng thì độnnhạy của toàn dụng cụ:S = S1.S2…….Sn =∏Sii =11.6.3. Điện trở của dụng cụ đo và công suất tiêu thụa) Điện trở vào: là điện trở ở đầu vào của dụng cụ. Điện trở vào của dụng cụ đo phải phùhợp với điện trở đầu ra của khâu trước đó của chuyển đổi sơ cấp.Ví dụ: Khi đo điện áp của một nguồn điện hoặc điện áp rơi trên phụ tải điện trở củaVônmet càng lớn càng tốt. Ngược lại khi đo dòng điện qua phụ tải yêu cầu điện trở củaAmpe kế càng nhỏ càng tốt để giảm sai số của phép đo.b) Điện trở ra của dụng cụ đo: xác định công suất có thể truyền tải cho khâu tiếp theo.Điện trở ra càng nhỏ thì công suất càng lớn.1.6.4. Độ tác động nhanhĐộ tác động nhanh là thời gian để dụng cụ xác lập kết quả đo trên chỉ thịĐối với dụng cụ tương tự, thời gian này khoảng 4s. Đối với dụng cụ số có thể đoTập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo14ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòngđược hàng nghìn điểm đo trên 1s.1.6.5. Độ tin cậyĐộ tin cậy của dụng cụ đo phụ thuộc vào nhiều yếu tố:- Độ tin cậy của linh kiện sử dụng- Kết cấu của dụng cụ không quá phức tạp- Điều kiện làm việcĐộ tin cậy được xác định bởi thời gia làm việc tin cậy trong điều kiện cho phép cóphù hợp với thời gian qui định không.Độ tin cậy làm việc là một đặc tính quan trọng của dụng cụ đo.CÂU HỎI ÔN TẬP1.2.3.4.5.Thế nào là tín hiệu đo và đại lượng đo? Phân loại địa lượng đo.Thiết bị đo là gì? Phân loại thiết bị đo.Đơn vị đo là gì? Thế nào là đơn vị tiêu chuẩn? Có mấy nhóm đơn vị chuẩn?Dụng cụ đo là gì? Nêu cấu trúc chung của dụng cụ đo. Phân loại dụng cụ đo.Nêu đặc tính cơ bản của một dụng cụ đo. Cấp chính xác của dụng cụ đo là gì?Phân biệt sai số đo của dụng cụ và cấp chính xác khác nhau ở chỗ nào?Chương II: Các cơ cấu chỉ thịTập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo15ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng2.1. Cơ cấu chỉ thị của dụng cụ đo tương tự2.1.1. Khái niệm chungDụng cụ đo tương tự (Analog) là loại dụng cụ có số chỉ là đại lượng liên tục theothời gian.Chỉ thị trong các dụng cụ đo tương tự là chỉ thị cơ điện với tín hiệu vào là dòngđiện và tín hiệu ra là góc quay của kim chỉ hoặc độ di chuyển của bút ghi trên băng giấy(dụng cụ tự ghi).Các cơ cấu chỉ thị trên được sử dụng trong các dụng cụ đo các đại lượng điện nhưđiện áp, tần số, góc pha, công suất, dòng xoay chiều và một chiều tần số công nghiệp.Nguyên lý làm việc của các chỉ thị cơ điện dựa trên tác động của từ trường lênphần động của cơ cấu chỉ thị khi có dòng điện chạy qua và tạo ra một mômen quay (Mq).Độ lớn của mômen tỷ lệ với độ lớn của dòng điện đưa vào cơ cấu chỉ thị.Momen quay được xác định theo biểu thức:Mq =dWedα(2-1)Trong đó: We là năng lượng điện từα là góc quay phần độngNếu đặt vào trục của phần động một lò xo cản; khi phần động quay lò xo bị xoắnlại sinh ra momen cản (MC).MC = D α(2-2)D- hệ số phụ thuộc vào kích thước và vật liệu chế tạo lò xo (hoặc dây treo)Tại thời điểm cân bằng (Mq = MC)VàdWe= Dαdα1 dWeα=D dα(2-3)Đây là phương trình đặc tính thang đo của chỉ thị cơ điện.2.1.2. Cơ cấu chỉ thị từ điệna) Cấu tạo chung: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:- Phần tĩnh: gồm: nam châm vĩnh cửu 1; mạch từ và cực từ 3 và lõi sắt 6 hình thànhmạch từ kín. Giữa cực từ 3 và lõi sắt 6 có có khe hở không khí đều gọi là khe hở làmviệc, ở giữa đặt khung quay chuyển động.- Phần động: gồm: khung dây quay 5 được quấn bắng dây đồng. Khung dây được gắnvào trục quay (hoặc dây căng, dây treo). Trên trục quay có hai lò xo cản 7 mắc ngượcnhau, kim chỉ thị 2 và thang đo 8.Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo16ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngHình 2.1. Cơ cấu chỉ thị từ điện.b) Nguyên lý làm việc chung: khi có dòng điện chạy qua khung dây 5 (phần động), dướitác động của từ trường nam châm vĩnh cửu 1 (phần tĩnh) sinh ra mômen quay Mq làmkhung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α. Mômen quay được tính theo biểu thức:Mq =dWe= B.S.W.Idα(2-4)vớiB: độ từ cảm của nam châm vĩnh cửuS: tiết diện khung dâyW: số vòng dây của khung dâyTại vị trí cân bằng, mômen quay bằng mômen cản:M q = M c = B.S .W .I = D.α ⇔ α =1.B.S .W .I = S I .ID(2-5)Với một cơ cấu chỉ thị cụ thể do B, S, W, D là hằng số nên góc lệch α tỷ lệ bậcnhất với dòng điện I chạy qua khung dây.c) Các đặc tính chung: từ biểu thức (2-5) suy ra cơ cấu chỉ thị từ điện có các đặc tính cơbản sau:- Chỉ đo được dòng điện một chiều.- Đặc tính của thang đo đều.- Độ nhạy S I =1B.S .W là hằng sốD- Ưu điểm: độ chính xác cao; ảnh hưởng của từ trường ngoài không đáng kể (do từtrường là do nam châm vĩnh cửu sinh ra); công suất tiêu thụ nhỏ nên ảnh hưởng khôngđáng kể đến chế độ của mạch đo; độ cản dịu tốt; thang đo đều (do góc quay tuyến tínhtheo dòng điện).- Nhược điểm: chế tạo phức tạp; chịu quá tải kém (do cuộn dây của khung quay nhỏ);độ chính xác của phép đo bị ảnh hưởng lớn bởi nhiệt độ, chỉ đo dòng một chiều.- Ứng dụng: cơ cấu chỉ thị từ điện dùng để chế tạo ampe kế vôn kế, ôm kế nhiều thangđo và có dải đo rộng; độ chính xác cao (cấp 0,1 ÷ 0,5).+ Chế tạo các loại ampe kế, vôn kế, ôm kế nhiều thang đo, dải đo rộng.Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo17ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng+ Chế tạo các loại điện kế có độ nhạy cao có thể đo được: dòng đến 10-12A, ápđến 10 - 4V, đo điện lượng, phát hiện sự lệch điểm không trong mạch cần đo hay trongđiện thế kế.+ Sử dụng trong các mạch dao động ký ánh sáng để quan sát và ghi lại các giá trịtức thời của dòng áp, công suất tần số có thể đến 15kHz; được sử dụng để chế tạo cácđầu rung.+ Làm chỉ thị trong các mạch đo các đại lượng không điện khác nhau.+ Chế tạo các dụng cụ đo điện tử tương tự: vôn kế điện tử, tần số kế điện tử, phakế điện tử…+ Dùng với các bộ biến đổi khác như chỉnh lưu, cảm biến cặp nhiệt để có thể đođược dòng, áp xoay chiều.2.1.3. Cơ cấu đo điện từ.a) Cấu tạo chung: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:- Phần tĩnh: là cuộn dây 1 bên trong có khe hở không khí (khe hở làm việc).- Phần động: là lõi thép 2 được gắn lên trục quay 5, lõi thép có thể quay tự dotrong khe làm việc của cuộn dây. Trên trục quay có gắn: bộ phận cản dịu không khí 4,kim chỉ 6, đối trọng 7. Ngoài ra còn có lò xo cản 3, bảng khắc độ 8.Hình 2.2. Cấu tạo chung của cơ cấu chỉ thị điện từ.b) Nguyên lý làm việc: dòng điện I chạy vào cuộn dây 1 (phần tĩnh) tạo thành một namchâm điện hút lõi thép 2 (phần động) vào khe hở không khí với mômen quay:Mq =dWeLI 2, với We =dα2với L là điện cảm của cuộn dây, suy ra:1dLM q = .I 2.2dα(2-6)Tại vị trí cân bằng có:Mq = Mc ⇔ α =1 dL 2.I2 D dα(2-7)là phương trình thể hiện đặc tính của cơ cấu chỉ thị điện từ.c) Các đặc tính chung:- Góc quay α tỉ lệ với bình phương của dòng điện, tức là không phụ thuộc vào chiều củadòng điện nên có thể đo trong cả mạch xoay chiều hoặc một chiều.- Thang đo không đều, có đặc tính phụ thuộc vào tỉ số dL/dα là một đại lượng phi tuyến.Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo18ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng- Cản dịu thường bằng không khí hoặc cảm ứng.- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, tin cậy, chịu được quá tải lớn.- Nhược điểm: độ chính xác không cao nhất là khi đo ở mạch một chiều sẽ bị saisố (do hiện tượng từ trễ, từ dư…); độ nhạy thấp; bị ảnh hưởng của từ trường ngoài (dotừ trường của cơ cấu yếu khi dòng nhỏ).d) Ứng dụng: thường được sử dụng đẻ chế tạo các loại ampe kế, vôn kế trong mạchxoay chiều tần số công nghiệp với độ chính xác cấp 1÷2. Ít dùng trong các mạch có tầnsố cao.2.1.4. Cơ cấu đo điện động.a) Cấu tạo chung: như hình 2.3: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:- Phần tĩnh: gồm: cuộn dây 1 (được chia thành hai phần nối tiếp nhau) để tạo ra từtrường khi có dòng điện chạy qua. Trục quay chui qua khe hở giữa hai phần cuộn dâytĩnh.- Phần động: gồm một khung dây 2 đặt trong lòng cuộn dây tĩnh. Khung dây 2 đượcgắn với trục quay, trên trục có lò xo cản, bộ phận cản dịu và kim chỉ thị. Cả phần độngvà phần tĩnh được bọc kín bằng màn chắn để ngăn chặn ảnh hưởng của từ trường ngoài.b) Nguyên lý làm việc chung: khi có dòng điện I1 chạy vào cuộn dây 1 (phần tĩnh) làmxuất hiện từ trường trong lòng cuộn dây. Từ trường này tác động lên dòng điện I 2 chạytrong khung dây 2 (phần động) tạo nên mômen quay làm khung dây 2 quay một góc α.Mômen quay được tính: Mq =dWedαvới: We là năng điện điện từ trường. Có hai trường hợp xảy ra:- I1, I2 là dòng điện một chiều:α=1 dM 12.I 1 .I 2D dα(2-8)với: M12 là hỗ cảm giữa cuộn dây tĩnh và động.- I1 và I2 là dòng điện xoay chiều:α=1 dM 12.I 1 .I 2 . cosψD dα(2-9)với: ψ là góc lệch pha giữa I1 và I2.Hình 2.3. Cấu tạo của cơ cấu chỉ thịđiện độngc) Các đặc tính chung:- Có thể dùng trong cả mạch điện mộtchiều và xoay chiều.- Góc quay α phụ thuộc tích (I1.I2) nên thang đo không đều- Trong mạch điện xoay chiều α phụ thuộc góc lệch pha ψ giữa hai dòng điện nên có thểứng dụng làm Oát kế đo công suất.- Ưu điểm: có độ chính xác cao khi đo trong mạch điện xoay chiều.Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo19ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng- Nhược điểm: công suất tiêu thụ lớn nên không thích hợp trong mạch công suất nhỏ.Chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài, muốn làm việc tốt phải có bộ phận chắn từ. Độnhạy thấp vì mạch từ yếu.d) Ứng dụng: chế tạo các ampe kế, vôn kế, óatmét một chiều và xoay chiều tần số côngnghiệp; các pha kế để đo góc lệch pha hay hệ số công suất cosφ.Trong mạch có tần số cao phải có mạch bù tần số (đo được dải tần đến 20KHz).2.2.Chỉ thị số2.2.1. Nguyên lý của chỉ thị sốHình 2-4 là sơ đồ khối của bộ chỉ thị số. Đại lượng đo liên tục x(t) được đưa quabộ biến đổi xung A/D (Analog/Digital). Số xung N tỉ lệ với giá trị x(t) được đưa đến bộmã hóa (MH), bộ giải mã (GM) và đèn hiện số.Các khâu mã hóa, giải mã, đèn hiện số tạo thành bộ chỉ thị sốx(t)BĐXMHGMBộ chỉ thị sốHình 2.4 Sơ đồ khối của bộ chỉ thị số2.2.2. Mã sốMã số là những kí hiệu về một tập hợp số, từ tổ hợp của các kí hiệu ta có thể đọcđược bất kì số nào.Có 3 loại mã số sau:- Mã cơ số 10, đó là hệ đếm thập phân có 10 kí tự 0,1,2…..9- Mã cơ số 2 là loại mã có hai trạng thái được kí hiệu 0 và 1 (còn gọi là mã nhịphân)- Mã 2-10 (còn gọi là mã BCD) là sự liên hệ giữa mã cơ số 2 và mã cơ số 10 đểdễ quan sát và dễ đọc.Khi thực hiện mã số người ta dùng các bộ trigơ. Hình 2.5 là sơ đồ của một trigơgồm 2 đầu vào S và R, và 1 đầu vào chung T, 2 đầu ra Q và Q với tín hiệu ra y0 và y1.Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo20ThS. Đỗ Như Quỳnhx0Sx1RTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngQy0TUvàoy100a)Hình 2.5 a) Trigơb)b) Tín hiệu vào của Trigơ2.2.3. Mạch đếmCó nhiều loại mạch đếm như mạch đếm thang mười sáu, mạch đếm thang mườiv.v, trong thực tế với các chỉ thị số người ta thường dùng mạch đếm thang mười để tiệnquan sát và dễ đọc. Mạch đếm thang 10 gồm 4 trigơ nối tiếp nhau như hình 2-6Do mắc 4 trigơ nối tiếp, nếu thực hiện đếm bình thường có thể tới 16 số, để chỉ đạttới 10 số với 4 trigơ cần phải mắc thêm khâu phản hồi, khi đếm đến 9 xung tất cả cáctrigơ đều chuyển trạng thái về 1 và ở xung thứ 10, các trigơ trở về 0. Bảng 2-1 cho thấytrạng thái ở đầu ra của các trigơ với mạch đếm thang 10.Bảng 2-1Trạng thái trigơSố xungTr.4Tr.3Tr.2Tr.10011010111210003100141010510116110071101811109111110000000110Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo21ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngHình 2.6 Sơ đồ logic của bộ đếm thập phân và biểu đồ các đầu ra2.2.4. Bộ hiện số (chỉ thị số)a) Hiện số bằng diode phát quangKhi có sự tái hợp của các phần tử mang điện xuất hiện tại lớp tiếp xúc p.n địnhthiên thuận (như các điện tử từ n sang tái hợp với lỗ trống ở p). Chúng sẽ phát ra nănglượng dưới dạng nhiệt và ánh sáng. Nếu vật liệu bán dẫn trong suốt thì ánh sáng đượcphát ra và lớp tiếp xúc là nguồn sáng (gọi là diode phát quang, LED). Hình 2-7a là mặtcắt của LED thông thường và hình 2.7b là cách bố trí bộ hiện số LED 7 thanh. Các đènLED này có anot chung hình 2.7cTập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo22ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngHình 2.7 Bộ hiện số bảy thanhb) Bộ hiện số tinh thể lỏng (LCD)Các bộ hiện số tinh thể lỏng được bố trí theo dạng bảy thanh giống như đèn LED.Mặt cắt của ô tinh thể lỏng kiểu hiệu ứng trường được biểu diễn trên hình 2.8a và bộhiện số 7 thanh hình 2.8b.a)b)Hình 2.8 Cấu tạo ô tinh thể lỏng và bộ hiện số bảy thanh2.2.5. Bộ giải mãCác mạch giải mã thực hiện biến đổi từ mã cơ số 2 hoặc mã 2-10 thành mã cơ số10, nghĩa là thể hiện kết quả dưới dạng số thập phân. Ngày nay các mạch giải mã đượcchế tạo dưới dạng vi mạch.Ví dụ: Vi mạch SN74247 (hình 2.9) có các đầu ra hở cực góp dùng điều khiểnLED có chung anốt +5V. Các điện trở R1……R7 để hạn chế dòng đốt anốt (5-20mA).Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo23ThS. Đỗ Như QuỳnhTrường Cao đẳng Cộng đồng Hải PhòngHình 2.9 Bộ giải mã 7 thanhCÂU HỎI ÔN TẬP1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm của cơ cấu chỉ thị từ điện, điện từ,điện động?2. Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm của chỉ thị số?- Thế nào là mã số? Thiết bị để thực hiện mã số.- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ đếm thập phân.- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn hiện số- Bộ giải mã và nguyên tắc hoạt động.Tập bài giảng môn Đo lường điện và thiết bị đo24

Tài liệu liên quan

Giáo trình đo lường điện tử vũ xuân giáp
- 105
- 952
- 7
Co so do luong dien tu
- 93
- 697
- 4
Tài liệu Cơ sở đo lường điện tử pdf
- 93
- 670
- 6
Tài liệu Giáo trình điện tử: Đo lường điện tử pdf
- 39
- 596
- 4
Đề cương đo lường điện tử pptx
- 7
- 749
- 5
Đo độ di pha bằng phương pháp đo điện áp trong kỹ thuật đo lường điện tử
- 23
- 1
- 3
GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ
- 34
- 720
- 0
GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG ĐIỆN
- 121
- 919
- 2
Slides đo lường điện
- 31
- 279
- 0
giáo án đo lường điện hệ sơ cấp NGHỀ
- 14
- 818
- 2