zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ part 7

Chia sẻ: Ouiour Isihf | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Báo xấu

291
lượt xem 93
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 6. Đo dòng điện và điện áp 1. Đo dòng điện: một chiều, xoay chiều 2. Đo điện áp: một chiều, xoay chiều 3. Đồng hồ vạn năng: tương tự, số Chương 6. Đo dòng điện và điện áp 6.1. Đo dòng điện 6.1.1. Đo dòng điện 1 chiều bằng Ampe mét từ điện • Dụng cụ đo: Ampe mét từ điện, được mắc nối tiếp với mạch có dòng điện cần đo sao cho tại cực dương dòng đi vào và tại cực âm dòng đi ra khỏi ampe mét. •...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ part 7

Chương 6. Đo dòng điện và điện áp 1. Đo dòng điện: một chiều, xoay chiều 2. Đo điện áp: một chiều, xoay chiều 3. Đồng hồ vạn năng: tương tự, số GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 133 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp 6.1. Đo dòng điện 6.1.1. Đo dòng điện 1 chiều bằng Ampe mét từ điện • Dụng cụ đo: Ampe mét từ điện, được mắc nối tiếp với mạch có dòng điện cần đo sao cho tại cực dương dòng đi vào và tại cực âm dòng đi ra khỏi ampe mét. • Yêu cầu: nội trở RA nhỏ để đảm bảo ampe mét ảnh hưởng rất ít đến đến trị số dòng đ i ệ n cầ n đ o • Ampe mét từ điện: độ lệch của kim tỉ lệ thuận với dòng điện chạy qua cuộn dây. • Đ ể đo I l ớ n mắc điện trở sơn vào mạch đo: Iđo max = IA max + IS max Ta có: IS max.RS = IA max.RA + I A max RA + RS I S max RA I = ⇒ S max = Hình 6.1 I A max RS I A max RS I do max I do max :hệ số mở rộng thang đo R ; = 1+ A n= I A max RS I A max GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 134 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp RA RS = n −1 Thay đổi RS bằng các giá trị khác nhau các thang đo khác nhau Ví dụ Ampe mét nhiều thang đo -Thay đổi vị trí CM ( B, C, D) đo được các dòng có trị số khác nhau Chú ý: sử dụng công tắc đóng rồi cắt để dụng cụ không bị mất sơn tránh để dòng qua quá lớn gây hỏng Hình 6.2 - Ampe mét nhiều thang đo đơn giản GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 135 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp -Sơn Ayrton: bảo vệ cuộn dây của khỏi bị dòng quá lớn khi CM giữa các sơn -Phân tích: CM ở B: RA // (R1 nt R2 nt R3) CM ở C: (RA nt R3) // (R1 nt R2) CM ở D: (RA nt R2 nt R3) // R1 Hình 6.3 – Ampe mét nhiều thang đo dùng sơn Ayrton GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 136 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp Sai số do nhiệt độ: -Cuộn dây trong dụng cụ đo TĐNCVC được quấn bằng dây đồng mảnh, và điện trở của nó có thể thay đổi đáng kể theo nhiệt độ - I chạy qua cuộn dây nung nóng nó Rcuộn dây thay đổi sai số phép đo dòng -Khắc phục: mắc Rbù bằng Mangan hoặc Constantan với cuộn dây (Mangan hoặc Constantan có hệ số điện trở phụ thuộc t0 bằng 0) Hình 6.4 - Mắc điện trở bù để giảm sai số do nhiệt độ trong ampe mét nếu Rbù = 9 Rcuộn dây RA = Rbù + Rcuộn dây = 10Rcuộn dây thì khi Rcuộn dây thay đổi 1% sẽ khiến cho RA thay đổi 0,1% RS cũng được làm bằng Mangan hoặc Constantan để tránh sự thay đổi điện trở theo t0 GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 137 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp 6.1.2. Đo dòng điện xoay chiều hình sin Cơ cấu đo điện từ được dùng phổ biến Để mở rộng giới hạn đo dùng biến áp dòng điện (bộ biến dòng) Bộ biến dòng biến đổi I cần đo có trị số lớn sang dòng điện có trị số nhỏ mà cơ cấu đo điện từ có thể làm việc được. Cuộn dây W1 mắc nt với mạch có dòng điện cần đo Cuộn dây W2 mắc với ampe mét điện từ Số vòng W2 > số vòng W1 I do max W2 = =n I A max W1 W2 với n = là hệ số biến dòng W1 Hình 6.5 - Ampe mét điện từ Iđo = n.IA GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 138 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp Chú ý: dòng qua cơ cấu đo không được vượt quá IA max -Để có các thang đo khác nhau cấu tạo bộ biến dòng với cuộn thứ cấp có nhiều đầu ra. Hình 6.6 – Ampe mét điện từ nhiều thang đo GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 139 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp 6.2. Đo điện áp 6.2.1. Đặc điểm & yêu cầu - Phép đo dễ tiến hành, thực hiện nhanh chóng, độ chính xác cao. - Khoảng giá trị điện áp cần đo rộng (vài μV-vài trăm KV), trong dải tần số rộng (vài % Hz – hàng nghìn MHz), và dưới nhiều dạng tín hiệu điện áp khác nhau - Thiết bị đo điện áp phải có Zvào lớn * Các trị số điện áp cần đo - trị số đỉnh (Um), trị số hiệu dụng(Uhd, U),, trị số trung bình(Utb, U0) T 12 ∫ u ( t ) dt U= T 0 Điện áp có chu kì dạng không sin: n ∑ U 2 = U 0 + U1 + U 2 + ... = 2 2 2 2 Uk k =0 GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 140 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp 1 T ∫0 u ( t ) dt U0 = T Quan hệ giữa Um, U, U0 : U U kb = ra kd = U U0 kb : hệ số biên độ của tín hiệu điện áp; kd : hệ số dạng của tín hiệu điện áp VD: h(6.7a) là điện áp hình sin: U 0 = 0, 9U U m = 2.U ; kd = 1,11 ⇒ kb = 1, 41; Hình 6.7a GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 141 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp h(6.7b) là điện áp xung răng cưa: T 2 Um 1 Um 2 U ∫ u (t ) = t dt = m t ⇒U = T T2 T 3 0 Um U0 = 2 ⇒ kb = 1; kd = 2 Hình 6.7b GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 142 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp h(6.7c) là điện áp xung vuông góc: ⎧ T Um : 0 ≤ t ≤ ⎪ ⎪ 2 u (t ) = ⎨ ⎪−U : T ≤ t ≤ T ⎪ m2 ⎩ U = Um và U = Um ⇒ kb = kd = 1 Hình 6.7c GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 143 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp 6.2.2. Đo điện áp 1 chiều (a) Dùng vôn mét từ điện: • Dụng cụ đo: Vôn mét từ điện, được mắc // với mạch có điện áp cần đo sao cho cực dương của Vôn mét nối với điểm có điện thế cao và cực âm của Vôn mét nối với điểm có điện thế thấp hơn. • Yêu cầu: điện trở vào của vôn mét RV nhỏ để đảm bảo vôn mét ảnh hưởng rất ít đến trị số điện áp cần đo • Để đo điện áp lớn mắc điện trở phụ vào mạch đo: Uđo max = IV(Rp + RV) U do max RP + RV ⇒ = U V max RV Hình 6.8 - Cấu tạo một Vôn mét đơn giản U do max RP ⇒ = 1+ =n ; n : hệ số mở rộng thang đo U V max RV GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 144 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp RP = (n − 1)RV VD? * Vôn mét nhiều thang đo - Được cấu tạo từ một dụng cụ đo độ lệch, một số điện trở phụ và một công tắc xoay - 2 mạch vôn kế nhiều khoảng đo thường dùng: (H6.9a) ở 1 thời điểm chỉ có 1 trong 3 điện trở phụ được mắc nối tiếp với máy đo. Khoảng đo của vôn kế: Uđo = IV (RV + RP) RP có thể là RP1, RP2, RP3 Hình 6.9a GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 145 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp C D Hình 6.9b B A (H6.9b) các điện trở phụ được mắc nối tiếp và mỗi chỗ nối được nối với một trong các đầu ra của công tắc Khoảng đo của vôn kế: Uđo = IV (RV + RP) RP có thể là RP1, RP1+RP2, RP1+RP2+RP3 VD? * Độ nhạy của vôn mét -là tỉ số giữa điện trở toàn phần và chỉ số điện áp toàn thang của vôn mét đơn vị: Ω/V, độ nhạy càng lớn thì vôn mét càng chính xác VD: một vôn mét có: Rtp = RV + RP= 1MΩ, dụng cụ đo 100V trên toàn thang độ nhạy của vôn mét? GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 146 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp (b) Dùng vôn mét số Hình 6.10 - Sơ đồ khối đơn giản của một Vôn mét số + T.B.V gồm: * bộ lọc tần thấp để cho Uđo không còn thành phần sóng hài * bộ phân áp: thay đổi thang đo * bộ chuyển đổi phân cực điện áp: thay đổi cực tính của Uđo + Bộ biến đổi điện áp - khoảng thời gian: biến đổi trị số Uđo ra khoảng thời gian Δt để điều khiển cổng đóng mở + Cổng: biến đổi khoảng thời gian Δt thành cổng GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 147 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp • Bộ tạo xung đếm: tạo ra các xung đếm có tần số nhất định đưa tới Cổng. • Chỉ các xung đếm xuất hiện trong khoảng thời gian Δt ứng với cổng mở mới thông qua được cổng tới bộ đếm xung • Bộ đếm xung: đếm các xung trong khoảng thời gian Δt • Thiết bị hiển thị số: chuyển đổi từ số xung đếm được thành chữ số hiển thị Tạo xung C CM đếm chuẩn +- đi ệ n t ử Uch Uss Ux(-) UT R s n Mạch + vào So Trigger Khoá p - Bộ sánh đế m R U0 S xung Nx E0 xung ĐK2 Nguồn xoá ĐK1 Giải mã điện áp xung và chỉ m ẫu Bộ điều khiển thị chốt ĐK2 Hình 6.11 - Sơ đồ khối Vôn mét số thời gian xung GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 148 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp Nguyên lý làm việc: - Khi chưa đo, khoá S hở (không ở vị trí nạp hoặc phóng). - Quá trình biến đổi được thực hiện theo 2 bước tích phân sau: + Bước 1: Tại t1, bộ điều khiển đưa ra xung điều khiển ĐK1 đưa khoá S về vị trí n, điện áp Ux qua mạch vào qua R nạp cho C UC tăng. + Bước 2: đến thời điểm t2, bộ điều khiển đưa ra xung điều khiển ĐK2 đưa S về vị trí p và kết thúc quá trình nạp, C sẽ phóng điện qua nguồn điện áp mẫu (nguồn điện áp không đổi, 1 chiều E0), UC giảm đến thời điểm t3 UC= 0, bộ so sánh đưa ra xung so sánh USS. Xung ĐK2 và xung USS sẽ được đưa vào đầu vào thiết lập (S) và xoá (R) của Trigger đầu ra của Trigger là xung vuông có độ rông Tx, xung này sẽ điều khiển đóng mở khoá để cho phép xung đếm chuẩn qua khoá kích thích cho bộ đếm xung. Giả sử trong thời gian Tx có Nx xung qua khoá, số xung Nx được đưa qua mạch giải mã và chỉ thị để biểu thị kết quả UDC cần đo. GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 149 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp * Xác định Ux=f(Nx): -Quá trình C nạp: t 12 ∫ K v .U x .dt U n = U c (t1 ) + RC t1 Kv: hệ số truyền đạt của mạch vào. Giả sử trong thời gian biến đổi, Ux=const: K v .U x .T1 1 Un = 0 + .K v .U x (t 2 − t1 ) = RC RC với T1 = t2-t1 t 13 ∫ E0 .dt - Quá trình C phóng: U c (t 3 ) = U c (t 2 ) − RC t2 1 = Un − .E 0 (t 3 − t 2 ) RC K .U .T 1 U c (t 3 ) = v x 1 − .E 0 .Tx RC RC với Tx=t3-t2 GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 150 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp K v .U x .T1 U c (t 3 ) = 0 → Tx = = N x .Tch Uđk E0 Đ K1 Đ K2 t Tch : chu kỳ của xung đếm chuẩn. t2 t1 Uc Tch .E 0 C phóng Un C nạp T1 →Ux = .N x = S 0 .N x t K v .T1 t1 t2 t3 Uss Tch .E 0 t → S0 = = const K v .T1 UT Tx t (thường chọn S0=10k với k=0, ±1,…) Uch → U x = 10 k .N x t Uđ Giản đồ thời gian: hình 6.12 t Nx xung Hình 6.12 GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 151 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1
Chương 6. Đo dòng điện và điện áp Đánh giá sai số: Sai số Tch, Kv, E0, T1. Sai số lượng tử (do xấp xỉ Tx với Nx). Sai số do độ trễ của các Trigger. Sai số do nhiễu tác động từ đầu vào. Tuy nhiên, với phương pháp tích phân 2 lần, có thể loại trừ hoàn toàn nhiễu chu kỳ nếu chọn T1= n.Tnh với Tnh là chu kỳ độ nhiễu. GIẢNG VIÊN: Ths. Trần Thục Linh www.ptit.edu.vn Trang 152 BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.