Bài giảng Đo điện tử: Chương 1+2 - Tổng quát về đo lường + Đo dòng và áp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Đo điện tử" Chương 1+2 - Tổng quát về đo lường + Đo dòng và áp, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Cơ cấu chỉ thị kim; Đo dòng điện AC và DC; Đo điện áp AC và DC; Đo điện áp DC bằng phương pháp biến trở; Vôn kế điện tử đo điện áp DC; Vôn kế điện tử đo điện áp AC; Ampe-kế điện tử đo dòng AC và DC. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Đo điện tử: Chương 1+2 - Tổng quát về đo lường + Đo dòng và áp

Chương trình đo điện tử ➢ Chương 1: Tổng quát về đo lường. ➢ Chương 2: Đo dòng và áp. ➢ Chương 3: Đo điện trở. ➢ Chương 4: Đo L,C,M. ➢ Chương 5: Đo công suất và điện năng. ➢ Chương 6: Thiết bị phân tích tín hiệu. ➢ Chương 7: Đo công suất tín hiệu. ➢ Chương 8: Thiết bị đo chỉ thị số. ➢ Chương 9: Dao động ký. ➢ Chương 10: Máy phát tín hiệu.
Chương trình đo điện Chương 1: Tổng quát về đo lường. Chương 2: Đo dòng và áp. Chương 3: Đo điện trở. Chương 4: Đo L,C,M. Chương 5: Đo công suất và điện năng. Chương 6: Dao động ký. Chương 7: Vôn kế số. Chương 8: Các cảm biến dùng trong đo lường.
Ch.2: Đo dòng và áp 2.1. Cơ cấu chỉ thị kim. 2.2. Đo dòng điện AC và DC. 2.3. Đo điện áp AC và DC. 2.4. Đo điện áp DC bằng phương pháp biến trở. 2.5. Vôn kế điện tử đo điện áp DC. 2.6. Vôn kế điện tử đo điện áp AC. 2.7. Ampe-kế điện tử đo dòng AC và DC.
2.1. Cơ cấu chỉ thị kim 2.1.1.Cơ cấu từ điện: ➢ Chỉ đo dòng DC. ➢ Mq= NBSI = KqI; ➢ Mc= Kcθ. ➢ Độ nhạy dòng: SI = dθ/dI = Kq/Kc= K. ➢ Trên thực tế:SI = 1/Ifs ➢ Thang đo tuyến tính. ➢ Có độ chính xác cao. ➢ Ifscở100μA;Rmcở1KΩ. H.2.1.Cơ cấu từ điện
2.1.2.Cơ cấu điện từ Hình 2.6. Loại hút Hình 2.7: Loại đẩy
Đặc điểm cơ cấu đo điện từ ➢ Có 2 loại : Lực hút và lực đẩy. ➢ Dùng với cả 2 dòng điện DC và AC. ➢ Mq = KqI2; Mc = Kcθ. ➢ Thang đo không tuyến tính. ➢ Tiêu thụ năng lượng nhiều hơn cơ cấu từ điện. ➢ Độ chính xác nhỏ hơn cơ cấu từ điện. ➢ Từ trường tạo bởi cuộn dây có trị số nhỏ nên cần có màn bảo vệ từ để tránh ảnh hưởng của từ trường nhiễu. ➢ Chịu được sự quá tải cao. ➢ Ifs cở mA; Rm cở vài Ω đến vài trăm Ω.
2.1.3.Cơ cấu điện động ➢ Dùng với cả 2 dòng điện DC và AC. ➢ Là cơ cấu có sự phối hợp của cơ cấu từ điện và điện từ. ➢ Dùng làm bộ chỉ thị cho vôn kế,ampe kế, watt kế. ➢ Mq = KqI1I2 (DC). 1 T M q = K q  i1i2 dt. ( AC ) T 0
2.2. Đo dòng DC và AC Ifs Rs ➢ 2.2.1.Nguyên lý: Cả 3 cơ cấu nói ở trên đều được dùng làm bộ chỉ thị ampe-kế. Riêng cơ cấu từ điện khi đo dòng AC thì phải biến đổi AC ra DC. Điều kiện Iđo≤ Ifs hoặc cần nới rộng tầm đo.
2.2.2.Nới rộng tầm đo ampe-kế Ifs Ifs I1 Is I2 I3 ➢ Dùng điện trở shunt: Rs=IfsRm/(Itđ-Ifs). Nới rộng nhiều tầm đo với điện trở shunt có cách mắc thông thường và cách mắc Ayrton. ➢ Thay đổi số vòng dây quấn cơ cấu đo (điện từ, điện động). ➢ Dùng biến dòng (dùng cho ampe-kế AC). Ki = I1/I2≈ n2/n1. Không được để hở thứ cấp khi sơ cấp có dòng. .
2.2.3.Đo dòng AC dùng cơ cấu đo từ điện H.2.16.Chỉnh lưu bán kỳ H.2.17.Chỉnh lưu toàn kỳ. ➢ Dùng diod chỉnh lưu: Chỉnh lưu bán kỳ và toàn kỳ. Bán kỳ: Ihd=2.22Itb. Toàn kỳ: Ihd=1.11Itb. ➢ Dùng cặp nhiệt điện: Cặp nhiệt điện được cung cấp nhiệt lượng do dòng điện này, tạo nên điện áp DC cho cơ cấu từ điện (dùng với tín hiệu không sin).
2.2.4.Ampe-kế kẹp Hình 2.20: Keïp ño doøng ñieän. ➢ Là thiết bị đo dòng điện mà không cần ngắt mạch nên rất tiện lợi (ví dụ như đo dòng động cơ điện). ➢ Mạch đo dòng điện sử dụng biến dòng với cơ cấu đo từ điện và diod chỉnh lưu có phần mở rộng tầm đo. Biến dòng không có cuộn sơ, lấy dây dẩn dòng điện làm sơ cấp với qui định số vòng sơ cấp là 1.
2.2.5.Ảnh hưởng ampe-kế trên mạch đo ➢ Hình a: I = V/R. ➢ Hình b: Ia = V/(R+Ra) ➢ I ≈ Ia Ra « R. ➢ Khi mắc ampe-kế vào mạch đo tương đương với việc ta mắc nối tiếp vào mạch đo 1 điện trở bằng nội trở ampe-kế. ➢ Để ampe-kế chỉ kết quả chính xác ta cần Ra « R (điện trở tải).
2.3.Đo điện áp AC và DC ➢ 2.3.1Nguyên lý: ➢ Điện áp đo được chuyển thành dòng điện đo đi qua cơ cấu chỉ thị với điều kiện: Iđo = Vđo/(Rs+Rm) ≤Ifs. Rs: Điện trở tầm đo. Rs+Rm: Nội trở vôn kế. Sv= Nội trở vôn kế/Vtđo: Độ nhạy của vôn kế, đơn vị: KΩ/vôn.
2.3.2.Nới rộng tầm đo vôn kế Ifs Ifs ➢ Thay đổi điện trở tầm đo (áp dụng trong máy đo VOM). Có 2 cách thực hiện như hình trên. Nội trở vôn kế càng lớn khi Vtđo càng lớn. ➢ Dùng biến áp ( dùng với vôn kế AC). Sơ cấp nối với điện áp đo, thứ cấp nối với vôn kế. ➢ Tỉ số biến áp Kv = V1/V2 ≈ n1/n2
2.3.3.Đo áp AC dùng cơ cấu đo từ điện ➢ Ta phải dùng cặp nhiệt điện (tín hiệu không sin) R hay diod chỉnh lưu để biến đổi tín hiệu AC ra DC đưa vào cơ cấu đo. ➢ Dùng diod chỉnh lưu có thể sử dụng chỉnh lưu bán kỳ như hình bên hoặc chỉnh lưu toàn kỳ. ➢ Chỉnh lưu bán kỳ: Vtđo = 2.22Ifs(R1+Rm)+Vd
➢ Chỉnh lưu toàn kỳ: Có thể dùng cầu 4 diod hoặc 2 diod và 2 điện trở như hình trên. ➢ Khuyết điểm của vôn kế AC dùng diod chỉnh lưu là phụ thuộc vào dạng tín hiệu và tần số cao có ảnh hưởng đến tổng trở và điện dung ký sinh của diod. ➢ Trường hợp 4 diod: Vtđ = 1.11Ifs(R+Rm) + 2Vd.
2.3.4.Ảnh hưởng vôn kế trên mạch đo H.2.27: H.2.28: Mạch tương đương khi mắc vôn kế. Mạch đo nguồn áp ➢ Khi mắc vôn kế vào mạch đo thì có thể xem như tổng trở vào vôn kế mắc song song với phần tử đo. ➢ Để vôn kế chỉ kết quả chính xác ta cần có nội trở vôn kế rất lớn so với điện trở tải hoặc nội trở của nguồn.
2.4.Đo điện áp DC bằng ph.ph. biến trở A VAC Hình 2.29: Mạch đo điện áp DC bằng biến trở. ➢ Khi đo S ở vị trí 1, chỉnh con chạy để điện kế chỉ 0. ➢ Ta xác định được điện áp cần đo Vx = RACI = VAC với I = B1/(K1R1+RAB); 0 ≤ K1 ≤1. ➢ Kết quả đo không phụ thuộc vào nội trở của nguồn điện áp cần đo.
2.5.Vôn kế điện tử DC 2.5.1.Vôn kế điện tử DC dùng transistor. 1.Mạch đo dùng transistor có cách mắc kiểu điện áp hay gọi là cách mắc không khuếch đại như hình trên. ➢ Dùng để thiết kế tầm đo đủ lớn.
➢ 2.Mạch khuếch đại hồi tiếp âm : Như hình trên. ➢ Cho ta độ lợi ổn định Av lớn hơn 1. ➢ Dùng thiết kế mạch đo điện áp có trị số nhỏ.