Bài giảng Kỹ thuật đo lường 1a do Nguyễn Thị Thanh Quỳnh biên soạn có kết cấu nội dung gồm 5 chương trình bày các vấn đề cơ bản như: Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật đo lường, các cơ cấu chỉ thị, các sensor đo lường, mạch đo lường và gia công thông tin, đo các đại lượng không điện. Tham khảo tài liệu để học tập hiệu quả hơn.
GV: Nguyễn Thị Thanh Quỳnh
Sinh viên nắm được:
- Cơ sở lý thuyết về kỹ thuật đo lường
- Các mạch gia công tính toán
- Một số loại sensor cơ bản
lượng
- Nắm được phương pháp đo một số đại không điện
* Cơ sở lý thuyết của Kỹ thuật đo lường:
- Các khái niệm cơ bản của kỹ thuật đo lường
- Sai số của phép đo và gia công kết quả đo
- Vấn đề xử lý số liệu đo lường
* Các cơ cấu chỉ thị:
* Các sensor đo lường
* Mạch đo lường và gia công thông tin
* Đo các đại lượng không điện
1.1. Định nghĩa và phân loại thiết bị đo 1.2. Sơ đồ cấu trúc thiết bị đo lường 1.3. Các đặc tính tĩnh của thiết bị đo 1.4. Gia công kết quả đo lường
1. Định nghĩa - Đo lường: Là một quá trình đánh giá định lượng đối tượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị
Quá trình đo gồm 3 thao tác chính:
- Thiết bị đo và thiết bị mẫu
+ Thiết bị đo: Là một hệ thống mà lượng vào là đại lượng đo, lượng ra là chỉ thị bằng kim, tự ghi hoặc số.
+ Thiết bị mẫu: Là TB đo chuẩn dùng để kiểm tra
và hiệu chỉnh TB đo.
Ví dụ: Muốn kiểm định công tơ cấp chính xác 2 thì bàn kiểm định công tơ phải có cấp chính xác ít nhất là 0,5.
2. Phân loại
(cid:45) (cid:77)(cid:97)(cid:227)(cid:117)(cid:58)
(cid:108)(cid:97)(cid:248) (cid:116)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:98)(cid:242) (cid:241)(cid:111) (cid:241)(cid:101)(cid:229) (cid:107)(cid:104)(cid:111)(cid:226)(cid:105) (cid:112)(cid:104)(cid:117)(cid:239)(cid:99) (cid:109)(cid:111)(cid:228)(cid:116) (cid:241)(cid:97)(cid:239)(cid:105) (cid:108)(cid:246)(cid:244)(cid:239)(cid:110)(cid:103) (cid:118)(cid:97)(cid:228)(cid:116) (cid:108)(cid:237) (cid:110)(cid:104)(cid:97)(cid:225)(cid:116) (cid:241)(cid:242)(cid:110)(cid:104)(cid:46) (cid:78)(cid:104)(cid:246)(cid:245)(cid:110)(cid:103) (cid:109)(cid:97)(cid:227)(cid:117) (cid:100)(cid:117)(cid:239)(cid:110)(cid:103) (cid:99)(cid:117)(cid:239) (cid:241)(cid:111) (cid:112)(cid:104)(cid:97)(cid:251)(cid:105) (cid:241)(cid:97)(cid:239)(cid:116) (cid:99)(cid:97)(cid:225)(cid:112) (cid:99)(cid:104)(cid:237)(cid:110)(cid:104) (cid:120)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:114)(cid:97)(cid:225)(cid:116) (cid:99)(cid:97)(cid:111) (cid:116)(cid:246)(cid:248) (cid:48)(cid:44)(cid:48)(cid:48)(cid:49)(cid:37) (cid:241)(cid:101)(cid:225)(cid:110) (cid:48)(cid:44)(cid:49)(cid:37) (cid:116)(cid:117)(cid:248)(cid:121) (cid:116)(cid:104)(cid:101)(cid:111) (cid:116)(cid:246)(cid:248)(cid:110)(cid:103) (cid:99)(cid:97)(cid:225)(cid:112)(cid:44) (cid:116)(cid:246)(cid:248)(cid:110)(cid:103) (cid:108)(cid:111)(cid:97)(cid:239)(cid:105)(cid:46)
(cid:45)
a. Dụng cụ đo lường
(cid:98)(cid:46) (cid:67)(cid:104)(cid:117)(cid:121)(cid:101)(cid:229)(cid:110) (cid:241)(cid:111)(cid:229)(cid:105) (cid:241)(cid:111) (cid:108)(cid:246)(cid:244)(cid:248)(cid:110)(cid:103)
(cid:108)(cid:111)(cid:97)(cid:239)(cid:105) (cid:116)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:98)(cid:242) (cid:241)(cid:101)(cid:229) (cid:103)(cid:105)(cid:97) (cid:99)(cid:111)(cid:226)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:237)(cid:110) (cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:117) (cid:116)(cid:104)(cid:111)(cid:226)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:105)(cid:110) (cid:241)(cid:111) (cid:108)(cid:246)(cid:244)(cid:248)(cid:110)(cid:103) (cid:241)(cid:101)(cid:229) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110) (cid:99)(cid:104)(cid:111) (cid:118)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:99) (cid:116)(cid:114)(cid:117)(cid:121)(cid:101)(cid:224)(cid:110)(cid:44) (cid:98)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:110) (cid:241)(cid:111)(cid:229)(cid:105)(cid:44) (cid:103)(cid:105)(cid:97) (cid:99)(cid:111)(cid:226)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:112) (cid:116)(cid:104)(cid:101)(cid:111)(cid:44) (cid:99)(cid:97)(cid:225)(cid:116) (cid:103)(cid:105)(cid:246)(cid:245) (cid:110)(cid:104)(cid:246)(cid:110)(cid:103) (cid:107)(cid:104)(cid:111)(cid:226)(cid:110)(cid:103) (cid:99)(cid:104)(cid:111) (cid:114)(cid:97) (cid:107)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:113)(cid:117)(cid:97)(cid:251) (cid:116)(cid:114)(cid:246)(cid:239)(cid:99) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:112)(cid:46)
(cid:241)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110) (cid:115)(cid:97)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:237)(cid:110) (cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:117) (cid:241)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110)(cid:44) (cid:103)(cid:104)(cid:105) (cid:110)(cid:104)(cid:97)(cid:228)(cid:110) (cid:116)(cid:104)(cid:111)(cid:226)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:105)(cid:110) (cid:103)(cid:105)(cid:97)(cid:249) (cid:116)(cid:114)(cid:242) (cid:99)(cid:97)(cid:224)(cid:110) (cid:241)(cid:111)(cid:46) (cid:67)(cid:111)(cid:249) (cid:114)(cid:97)(cid:225)(cid:116) (cid:110)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:224)(cid:117) (cid:108)(cid:111)(cid:97)(cid:239)(cid:105) (cid:99)(cid:104)(cid:117)(cid:121)(cid:101)(cid:229)(cid:110) (cid:241)(cid:111)(cid:229)(cid:105) (cid:115)(cid:244) (cid:99)(cid:97)(cid:225)(cid:112) (cid:107)(cid:104)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:110)(cid:104)(cid:97)(cid:117) (cid:110)(cid:104)(cid:246)(cid:58) (cid:99)(cid:104)(cid:117)(cid:121)(cid:101)(cid:229)(cid:110) (cid:241)(cid:111)(cid:229)(cid:105) (cid:241)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110) (cid:116)(cid:114)(cid:244)(cid:251)(cid:44) (cid:241)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110) (cid:99)(cid:97)(cid:251)(cid:109)(cid:44) (cid:241)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110) (cid:100)(cid:117)(cid:110)(cid:103)(cid:44) (cid:110)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:116) (cid:241)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110)(cid:44) (cid:113)(cid:117)(cid:97)(cid:110)(cid:103) (cid:241)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110)(cid:8230)(cid:46)
c. Tổ hợp thiết bị đo
Lượng vào
Lượng ra
Chỉ thị
Mạch đo
(cid:99)(cid:104)(cid:117)(cid:121)ể(cid:110) đổ(cid:105) (cid:115)ơ (cid:99)ấ(cid:112)
Cấu trúc hệ thống đo 1 kênh
(cid:76)(cid:97)(cid:248) (cid:116)(cid:111)(cid:229) (cid:104)(cid:244)(cid:239)(cid:112) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:116)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:98)(cid:242) (cid:241)(cid:111) (cid:118)(cid:97)(cid:248) (cid:110)(cid:104)(cid:246)(cid:245)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:98)(cid:242) (cid:112)(cid:104)(cid:117)(cid:239) (cid:241)(cid:101)(cid:229) (cid:116)(cid:246)(cid:239) (cid:241)(cid:111)(cid:228)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:104)(cid:117) (cid:116)(cid:104)(cid:97)(cid:228)(cid:112) (cid:115)(cid:111)(cid:225) (cid:108)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:117) (cid:116)(cid:246)(cid:248) (cid:110)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:224)(cid:117) (cid:110)(cid:103)(cid:117)(cid:111)(cid:224)(cid:110) (cid:107)(cid:104)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:110)(cid:104)(cid:97)(cid:117)(cid:44) (cid:116)(cid:114)(cid:117)(cid:121)(cid:101)(cid:224)(cid:110) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:116)(cid:104)(cid:111)(cid:226)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:105)(cid:110) (cid:241)(cid:111) (cid:108)(cid:246)(cid:244)(cid:248)(cid:110)(cid:103) (cid:113)(cid:117)(cid:97) (cid:107)(cid:104)(cid:111)(cid:251)(cid:97)(cid:110)(cid:103) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:116)(cid:104)(cid:101)(cid:111) (cid:107)(cid:101)(cid:226)(cid:110)(cid:104) (cid:108)(cid:105)(cid:101)(cid:226)(cid:110) (cid:108)(cid:97)(cid:239)(cid:99) (cid:118)(cid:97)(cid:248) (cid:99)(cid:104)(cid:117)(cid:121)(cid:101)(cid:229)(cid:110) (cid:110)(cid:111)(cid:249) (cid:118)(cid:101)(cid:224) (cid:109)(cid:111)(cid:228)(cid:116) (cid:100)(cid:97)(cid:239)(cid:110)(cid:103) (cid:241)(cid:101)(cid:229) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110) (cid:99)(cid:104)(cid:111) (cid:118)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:99) (cid:241)(cid:111) (cid:118)(cid:97)(cid:248) (cid:241)(cid:105)(cid:101)(cid:224)(cid:117) (cid:107)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:229)(cid:110)(cid:46)
Phân kênh theo tần số
- Đối với hệ thống đo lường nhiều kênh
V1
CĐCH
f1m
S
X1 Xi
MUX
f10 MOD
Vn
fnm
CĐCH
S
Xn
Giải điều chế
fn0 MOD
DEMOD
X1 Xi
thu
Phát
f1m f10
Xn
DEMOD
Bộ thu nhận chế biến tín hiệu
fnm fn0
(cid:8226) (cid:100)(cid:46) (cid:67)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:116)(cid:104)(cid:246)(cid:239)(cid:99) (cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:110) (cid:112)(cid:104)(cid:101)(cid:249)(cid:112) (cid:241)(cid:111)
(cid:45) (cid:209)(cid:111) (cid:116)(cid:114)(cid:246)(cid:239)(cid:99) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:112)(cid:58) (cid:108)(cid:97)(cid:248) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:241)(cid:111) (cid:109)(cid:97)(cid:248) (cid:107)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:113)(cid:117)(cid:97)(cid:251) (cid:110)(cid:104)(cid:97)(cid:228)(cid:110) (cid:241)(cid:246)(cid:244)(cid:239)(cid:99) (cid:116)(cid:114)(cid:246)(cid:239)(cid:99)
(cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:112) (cid:116)(cid:246)(cid:248) (cid:109)(cid:111)(cid:228)(cid:116) (cid:112)(cid:104)(cid:101)(cid:249)(cid:112) (cid:241)(cid:111) (cid:100)(cid:117)(cid:121) (cid:110)(cid:104)(cid:97)(cid:225)(cid:116)(cid:46)
(cid:45) (cid:209)(cid:111) (cid:103)(cid:105)(cid:97)(cid:249)(cid:110) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:112)(cid:58) (cid:108)(cid:97)(cid:248) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:241)(cid:111) (cid:109)(cid:97)(cid:248) (cid:107)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:113)(cid:117)(cid:97)(cid:251) (cid:241)(cid:111) (cid:241)(cid:246)(cid:244)(cid:239)(cid:99) (cid:115)(cid:117)(cid:121) (cid:114)(cid:97) (cid:116)(cid:246)(cid:248) (cid:115)(cid:246)(cid:239) (cid:112)(cid:104)(cid:111)(cid:225)(cid:105) (cid:104)(cid:244)(cid:239)(cid:112) (cid:107)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:113)(cid:117)(cid:97)(cid:251) (cid:99)(cid:117)(cid:251)(cid:97) (cid:110)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:224)(cid:117) (cid:112)(cid:104)(cid:101)(cid:249)(cid:112) (cid:241)(cid:111) (cid:100)(cid:117)(cid:248)(cid:110)(cid:103) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:241)(cid:111) (cid:116)(cid:114)(cid:246)(cid:239)(cid:99) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:112)(cid:46)
(cid:45) (cid:209)(cid:111) (cid:104)(cid:244)(cid:239)(cid:112) (cid:98)(cid:111)(cid:228)(cid:58) (cid:108)(cid:97)(cid:248) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:241)(cid:111) (cid:103)(cid:97)(cid:224)(cid:110) (cid:103)(cid:105)(cid:111)(cid:225)(cid:110)(cid:103) (cid:241)(cid:111) (cid:103)(cid:105)(cid:97)(cid:249)(cid:110) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:112) (cid:110)(cid:104)(cid:246)(cid:110)(cid:103)
(cid:115)(cid:111)(cid:225) (cid:108)(cid:246)(cid:244)(cid:239)(cid:110)(cid:103) (cid:112)(cid:104)(cid:101)(cid:249)(cid:112) (cid:241)(cid:111) (cid:116)(cid:104)(cid:101)(cid:111) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:116)(cid:114)(cid:246)(cid:239)(cid:99) (cid:116)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:112) (cid:110)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:224)(cid:117) (cid:104)(cid:244)(cid:110) (cid:118)(cid:97)(cid:248) (cid:107)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:113)(cid:117)(cid:97)(cid:251) (cid:241)(cid:111) (cid:110)(cid:104)(cid:97)(cid:228)(cid:110) (cid:241)(cid:246)(cid:244)(cid:239)(cid:99) (cid:116)(cid:104)(cid:246)(cid:244)(cid:248)(cid:110)(cid:103) (cid:112)(cid:104)(cid:97)(cid:251)(cid:105) (cid:116)(cid:104)(cid:111)(cid:226)(cid:110)(cid:103) (cid:113)(cid:117)(cid:97) (cid:103)(cid:105)(cid:97)(cid:251)(cid:105) (cid:109)(cid:111)(cid:228)(cid:116) (cid:112)(cid:104)(cid:246)(cid:244)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:114)(cid:236)(cid:110)(cid:104) (cid:40)(cid:104)(cid:97)(cid:121) (cid:104)(cid:101)(cid:228) (cid:112)(cid:104)(cid:246)(cid:244)(cid:110)(cid:103) (cid:116)(cid:114)(cid:236)(cid:110)(cid:104)(cid:41) (cid:109)(cid:97)(cid:248) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:116)(cid:104)(cid:111)(cid:226)(cid:110)(cid:103) (cid:115)(cid:111)(cid:225) (cid:241)(cid:97)(cid:245) (cid:98)(cid:105)(cid:101)(cid:225)(cid:116) (cid:99)(cid:104)(cid:237)(cid:110)(cid:104) (cid:108)(cid:97)(cid:248) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:115)(cid:111)(cid:225) (cid:108)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:117) (cid:241)(cid:111) (cid:241)(cid:246)(cid:239)(cid:244)(cid:99)(cid:46)
(cid:45) (cid:209)(cid:111) (cid:116)(cid:104)(cid:111)(cid:225)(cid:110)(cid:103) (cid:107)(cid:101)(cid:226)(cid:58) (cid:241)(cid:101)(cid:229) (cid:241)(cid:97)(cid:251)(cid:109) (cid:98)(cid:97)(cid:251)(cid:111) (cid:241)(cid:111)(cid:228) (cid:99)(cid:104)(cid:237)(cid:110)(cid:104) (cid:120)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:99)(cid:117)(cid:251)(cid:97) (cid:112)(cid:104)(cid:101)(cid:249)(cid:112) (cid:241)(cid:111) (cid:110)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:224)(cid:117) (cid:107)(cid:104)(cid:105) (cid:110)(cid:103)(cid:246)(cid:244)(cid:248)(cid:105) (cid:116)(cid:97) (cid:112)(cid:104)(cid:97)(cid:251)(cid:105) (cid:115)(cid:246)(cid:251) (cid:100)(cid:117)(cid:239)(cid:110)(cid:103) (cid:99)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:241)(cid:111) (cid:116)(cid:104)(cid:111)(cid:225)(cid:110)(cid:103) (cid:107)(cid:101)(cid:226)(cid:46) (cid:84)(cid:246)(cid:249)(cid:99) (cid:108)(cid:97)(cid:248) (cid:112)(cid:104)(cid:97)(cid:251)(cid:105) (cid:241)(cid:111) (cid:110)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:224)(cid:117) (cid:108)(cid:97)(cid:224)(cid:110)(cid:46) (cid:67)(cid:97)(cid:249)(cid:99)(cid:104) (cid:241)(cid:111) (cid:110)(cid:97)(cid:248)(cid:121) (cid:241)(cid:97)(cid:235)(cid:99) (cid:98)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:116) (cid:104)(cid:246)(cid:245)(cid:117) (cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:117) (cid:107)(cid:104)(cid:105) (cid:116)(cid:237)(cid:110) (cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:228)(cid:117) (cid:241)(cid:111) (cid:108)(cid:97)(cid:248) (cid:110)(cid:103)(cid:97)(cid:227)(cid:117) (cid:110)(cid:104)(cid:105)(cid:101)(cid:226)(cid:110) (cid:104)(cid:111)(cid:97)(cid:235)(cid:99) (cid:107)(cid:104)(cid:105) (cid:107)(cid:105)(cid:101)(cid:229)(cid:109) (cid:116)(cid:114)(cid:97) (cid:241)(cid:111)(cid:228) (cid:99)(cid:104)(cid:237)(cid:110)(cid:104) (cid:120)(cid:97)(cid:249)(cid:99) (cid:99)(cid:117)(cid:251)(cid:97) (cid:109)(cid:111)(cid:228)(cid:116) (cid:100)(cid:117)(cid:239)(cid:110)(cid:103) (cid:99)(cid:117)(cid:239) (cid:241)(cid:111)(cid:46)
§ 1.2. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG
1. Hệ thống đo lường biến đổi thẳng
Trong hệ thống đo biến đổi thẳng đại lượng vào x qua nhiều khâu biến đổi trung gian được biến thành đại lượng ra y.
- Trong trường hợp quan hệ lượng vào và lượng ra
là tuyến tính :
(1-1) y = S.x
- Nếu một thiết bị gồm nhiều khâu nối tiếp thì quan
n
i . xS
hệ giữa lượng vào và lượng ra có thể viết:
(cid:61653)
i
1 (cid:61501)
y= (1-2)
yx= T.x
x
T
yX
(cid:61508)y
yk
Hệ thống đo kiểu so sánh Sau đó yx được so sánh với đại lượng bù yk . Ta có: y
y
y (cid:61501)(cid:61508)
(cid:61485)
x
k
2. Hệ thống đo kiểu so sánh
Lượng ra
2.1. Phân loại phương pháp đo căn cứ vào điều kiện cân bằng. a. Phương pháp so sánh kiểu cân bằng
Tại điểm cân bằng ta có:
(cid:61508)y
0
Δy = yx- yk → 0
Hình 1.4 Phương pháp so sánh cân bằng
b. Phương pháp so sánh không cân bằng (hình 1.5).
y
y
0
y (cid:61508) (cid:61501)
(cid:61485) (cid:61614) (cid:61541) (cid:61625)
x
k
Lượng ra
Cũng giống như trường hợp trên song
(cid:61508)y
0
Hình 1.5 Phương pháp so sánh không cân bằng
2.2. Phân loại phương pháp đo căn cứ vào cách tạo đại lượng bù. a. Phương pháp mã hoá thời gian. - Nội dung:
yk= y0.t (y0= const)
Tại thời điểm cân bằng
x
t (cid:61501)(cid:61662) x
Hình 1.6 Phương pháp mã hoa thời gian
0
yx= yk= y0tx y y
y
(cid:61619)
y sign(y
(cid:61508) (cid:61501)
(cid:61485)
y ) k
x
0
k y
(cid:61500)
x (cid:32)(cid:110)(cid:213)(cid:117)(cid:32)(cid:121)
x
k
1 (cid:32)(cid:110)(cid:213)(cid:117)(cid:32)(cid:121) (cid:61676) (cid:61501) (cid:61677) (cid:61678)
- Bộ ngưỡng: Để xác định điểm cân bằng của phép đo.
b. Phương pháp mã hoá tần số xung.
y
yk
- Nội dung: yx = t.x. Còn đại lượng bù yk = const
yx
Tại điểm cân bằng có: yx = x.tx = yk = const
0
t
Suy ra: fx = 1/tx = x/yk (1-4).
Hình 1.7 Phương pháp mã hoá tần số xung
tx=1/fx
y
yk
yx
0
t
- Bộ ngưỡng:
y
(cid:61619)
y sign(y
(cid:61508) (cid:61501)
(cid:61485)
y ) x
k
0
x y
(cid:61500)
k (cid:32)(cid:110)(cid:213)(cid:117)(cid:32)(cid:121)
k
x
1 (cid:32)(cid:110)(cid:213)(cid:117)(cid:32)(cid:121) (cid:61676) (cid:61501) (cid:61677) (cid:61678)
tx=1/fx Hình 1.7 Phương pháp mã hoá tần số xung
c. Phương pháp mã hoá số xung.
Nội dung:
n
iT
(cid:61481)
(cid:61480) (cid:61485)(cid:61669) 1 t
y
i
0
(cid:61501)
Yx
yk
y0
yk = yo
t
Nx
T
Trong đó: T = const, gọi là xung nhịp
Hình 1.8 Phương pháp mã hoá số xung
Tại điểm cân bằng có: yx (cid:61627) Nx.yo
y
Yx
yk
y0
t
T
Nx
y
Yx
yk
y0
t
Nx
T
Hình 1.8 Phương pháp mã hoá số xung
Tại điểm cân bằng có: yx (cid:61627) Nx.yo Nghĩa là tại điểm cân bằng đại lượng vào yx được
y
(cid:61619)
y sign(y
(cid:61508) (cid:61501)
(cid:61485)
y ) k
x
0
k y
(cid:61500)
x (cid:32)(cid:110)(cid:213)(cid:117)(cid:32)(cid:121)
x
k
1 (cid:32)(cid:110)(cid:213)(cid:117)(cid:32)(cid:121) (cid:61676) (cid:61501) (cid:61677) (cid:61678)
biến thành con số Nx. - Bộ ngưỡng:
1. Độ nhạy, độ chính xác và các sai số
a. Độ nhạy và ngưỡng độ nhạy
Phương trình của thiết bị đo: Y = S.x
S =
ΔY Δx
- Độ nhạy S được định nghĩa:
- Ngưỡng độ nhạy ε: Là giá trị nhỏ nhất của lượng
vào mà khi Δx < ε thì lượng ra không thể hiện được
X
max
min
R =
=
D ε
- X ε Với D = Xmax – Xmin là thang đo (thường Xmin = 0)
- Khả năng phân ly của thiết bị:
b. Độ chính xác và các sai số của thiết bị đo - Dùng thiết bị đo tiến hành đo nhiều lần 1 đại lượng mẫu xđ và thu được tập kết quả x1, x2, ....xn - Sai lệch của kết quả phép đo so với xđ: δi = xi - xđ Trong đó: xi là kết quả của lần đo thứ i, xđ là giá trị đúng của đại lượng đo, δi là sai lệch của lần đo thứ i
- Các sai số + Sai số tuyệt đối: (cid:61508)x = max|δi| + Sai số tương đối của phép đo: β = Δx/ x + Sai số tương đối của thiết bị đo: (cid:61543) = Δx/ D + Sai số tương đối quy đổi (cid:61543)%: (cid:61543)% = (Δx/ D)100% (cid:61543)% dùng để sắp xếp cấp chính xác thiết bị đo
Dụng cụ đo cơ điện:
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 4
Dụng cụ đo số:
0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1
2. Điện trở vào và tiêu thụ công suất của thiết bị đo
Thiết bị đo tiêu thụ 1 công suất nhất định, do đó gây ra sai số gọi là sai số phụ về phương pháp đo. Sai số này phải nhỏ hơn sai số cơ bản của thiết bị khi đo.
Khi nối thiết bị đo vào đối tượng đo, muốn có đáp ứng phải thu ít năng lượng từ phía đối tượng đo, ta gọi đó là tổn hao công suất.
- Các thiết bị đo cơ học: Sai số phụ chủ yếu do ma sát
- Với các thiết bị điện:
+ Trường hợp thiết bị đo mắc nối tiếp với tải:
Tổn hao: pa = RA. I2 RA: điện trở vào của TBĐ, RA càng nhỏ thì sai số do tổn hao càng ít
+ Trường hợp thiết bị đo mắc // với tải:
Tổn hao: pv = V2 / Rv Rv: điện trở vào của TBĐ, Rv càng lớn thì sai số do tổn hao càng ít
3. Các đặc tính động của thiết bị đo
S(p) =
Biểu thức hàm truyền hay độ nhạy động của TBĐ là
Y(p) X(p)
(1)
- ĐTĐ của thiết bị đo là đồ thị của (1) với các dạng x(t)
+ Đặc tính quá độ: Ứng với tín hiệu vào x(t)=A.1(t-(cid:61556))
+ Đặc tính xung: Ứng với tín hiệu vào x(t) = A.(cid:61540)(t-(cid:61556)) + Đặc tính tần: Ứng với x(t) = Asin(cid:61559)t = Aej(cid:61559)t, thường dùng đặc tính biên tần A((cid:61559)) và đặc tính pha tần (cid:61553)((cid:61559))
+ Đặc tính sai số tần số: Gồm đặc tính sai số biên tần (cid:61543)A=[A((cid:61559))-A0]/ A0 và đặc tính sai số pha tần (cid:61543)(cid:61553) = (cid:61553)((cid:61559)) - (cid:61553)0
- Dải tần của dụng cụ đo: Là khoảng tần số của đại lượng vào để cho sai số không vượt quá giá trị cho phép
- Thời gian ổn định hay thời gian đo của thiết bị: Là thời gian kể từ khi đặt tín hiệu vào cho tới khi thiết bị ổn định có thể biết được kết quả
Gia công kết quả đo quá trình xác định giá trị đúng và
Δx = x ± Δx
x = x ±
®
sai số của những phép đo cụ thể
1. Tính toán sai số ngẫu nhiên
Giả sử tiến hành đo thống kê đại lượng x, n lần và thu được kết quả: x1, x2, ....xn
x
i
a. Phương pháp tính toán Giá trị tin cậy là giá trị trung bình, trong toán học thống kê gọi là kỳ vọng toán học: 1 n (cid:61669)(cid:61501) n (cid:61501) i 1
- Sai số dư:
i
Sai số dư có tính chất là 1 đại lượng ngẫu nhiên.
Đối với thiết bị đo lường, sai số dư thay đổi theo 1 quy luật gọi là luật phân bố chuẩn
- Luật phân bố xác suất chuẩn:
(cid:120)
(cid:77)(cid:40)(cid:120)(cid:41)
(cid:68)
P((cid:61540))
σ δ
e
2
(cid:61605)
2
2
2
- 2
(cid:61481)
σ = D =
(cid:61480) δ P δ dδ
t (cid:61540)
P
δ = (cid:61481)
(cid:61480)
(cid:61605)(cid:61682)
-
(cid:61552)
1 σ 2
Với
Với: σ là độ lệch bình quân phương hay phương sai
D là độ tán xạ
Ghi chú: Luật phân bố xác suất là sự phân bố của sai số ngẫu nhiên xung quanh giá trị kỳ vọng toán học theo 1 quy luật nhất định
b. Quá trình gia công kết quả - Khi số lần đo rất lớn (n>30)
Sai số ngẫu nhiên được tính: (cid:61508)x = k.(cid:61555) (k là hệ số, được tra trong sổ tay kĩ thuật)
- Khi số lần đo có hạn ( n (cid:61603) 30)
+ Bước1 : Tính giá trị trung bình
Kỳ vọng toán học được lấy là trung bình cộng
x
x (cid:61501) (cid:61501)
của n lần đo.
d
x i
1 n (cid:61501) (cid:61669) n (cid:61501) 1 i
x
;
i
_ n
1
+ Bước 2: Tính các sai số dư: (cid:61501) (cid:61501)
(cid:61485)
(cid:61540)
i
n
i
ix (cid:61501)(cid:61669) 0 (cid:61540)
i
1 (cid:61501)
hay không Kiểm tra:
2
n
n
n
n
2
(cid:61485)
x
(cid:61485)
(cid:61540)
x i
x i
2 i
(cid:61669)
(cid:61669)
(cid:61481)
(cid:61669)
(cid:61669)
x i n
i
1 (cid:61501)
i
1 (cid:61501)
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
(cid:61501)
(cid:61501)
(cid:61555)
(cid:61501)
x
(cid:61480) n
1
1
(cid:61485)
1 i (cid:61501) n (cid:61485)
(cid:61540)
i 1 (cid:61501) 1 n (cid:61485) (cid:61555)(cid:61619) 3
x
i
+ Bước 3: Độ lệch bình quân phương của đại lượng đo (phương sai của sai số ngẫu nhiên)
+ Bước 4: Kiểm tra điều kiện: - Nếu có thì loại bỏ kết quả đo tương ứng và thực hiện lại bước 1- 4 - Nếu không thì tính tiếp các bước sau:
n
n
2
x
(cid:61485)
(cid:61540)
x i
2 i
(cid:61669)
(cid:61555)
i
(cid:61555)
(cid:61501)
(cid:61501)
(cid:61501)
x
(cid:61485)
(cid:61485)
x n
(cid:61480) 1 (cid:61501) (cid:61480) n n
(cid:61481) (cid:61481) 1
(cid:61669) 1 i (cid:61501) (cid:61480) n n
(cid:61481) 1
+ Bước 5: Tính độ lệch bình quân phương trung bình đại số.
+ Bước 6: Sai số ngẫu nhiên được tính:
(cid:61508)x = kst. (cid:61555)x
Trong đó: kst là hệ số Student, nó phụ thuộc vào số lần thu thập n và xác suất yêu cầu p. Hệ số kst được tra trong sổ tay kỹ thuật: kst = f(n,p)
2
n
n
x i
(cid:61669)
x i
i
1 (cid:61501)
(cid:61670) x (cid:61485)(cid:61671) i (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
x
x
x
k
(cid:61501) (cid:61617) (cid:61508) (cid:61501)
(cid:61617)
st
(cid:61669) n
1 n (cid:61480) n n (cid:61485)
(cid:61669) 1 i (cid:61501) (cid:61481) 1
2. Tính toán sai số gián tiếp
Đại lượng cần đo y được xác định qua các phép đo trực tiếp x1, x2,…, xn được viết
dy =
dx
(*) y = f (x1,x2,…xn)
dx + 1
dx +... 2
n
1
(cid:61622) y (cid:61622) x
(cid:61622) y (cid:61622) x
(cid:61622) y (cid:61622) x
2
n
Đạo hàm (*) ta có:
2
Δy =
+
Δx
+...+
Δx
Δx 1
2
n
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
2 (cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
2 (cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
(cid:61622) y (cid:61622) x 1
(cid:61622) y (cid:61622) x 2
(cid:61622) y (cid:61622) x n
- Sai số tuyệt đối của phép đo gián tiếp được đánh giá
(cid:61508)x1, (cid:61508)x2,…, (cid:61508)xn là sai số tuyệt đối của phép đo các
2
2
2
2
1
n
(cid:61538)
=
=
+...+
y
Δy y
Δx y
(cid:61622) y (cid:61622) x
Δx y
(cid:61622) y (cid:61622) x
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
1
n
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
đại lượng trực tiếp x1, x2,…xn. -Sai số tương đối được tính
Sai số tuyệt đối (cid:61508)y
Hàm y
Sai số tương đối (cid:61538)y=(cid:61508)y/y
2
2
Δx
2
2
Δx
(cid:61480)
(cid:61481)
(cid:61481)
2
±
Công thức tính sai số của một số hàm y thường gặp
±
+ Δx (cid:61480)
(cid:61481)
(cid:61481)
(cid:61480)
2
1
(cid:61480) + Δx 2
1 (x + x ) 2
1
2
2
Δx
2
2
1
2
±
+
± x
(cid:61480)
(cid:61481)
(cid:61481)
x1 + x2
2 1
+ x Δx (cid:61480) 2 2
1
2
Δx x
Δx x
1
2
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
Δx
2
2
2
2
1
x
(cid:61481)
(cid:61481)
(cid:61480)
+ x Δx (cid:61480) 2 2
1
2
2 1
1
2
±
+
±
x x
2
Δx x
Δx x
x
1
2
4 2
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
Δx
n-1
±n
x1x2
±nx
Δx x
(cid:61670) (cid:61671) (cid:61672)
(cid:61686) (cid:61687) (cid:61688)
xn
