Bài giảng Kỹ thuật đo lường - Chương 11 Đo tần số. Trong chương này cần tìm hiểu các nội dung kiến thức sau đây: Khái niệm chung, đo tần số bằng phương pháp biến đổi thẳng, đo tần số bằng phương pháp so sánh, tần số kế vạn năng dành vi xử lí.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật đo lường (Trương Thị Bích Thanh) - Chương 11 Đo tần số
- Chương 11: Đo tân số
̀
- ̣
Nôi dung
n ́ ̣
Khai niêm chung
n Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
n Đo tân số băng phương phap so sanh
̀ ̀ ́ ́
n Tân số kế van năng dung vi xử lí
̀ ̣ ̀
- ́ ̣
Khai niêm chung
n Tần số là số các chu kì lặp lại của sự thay đổi tín hiệu trong
một đơn vị thời gian.
n Tần số góc tức thời ω(t) = dψ/dt
n Lựa chọn phương pháp đo tần số được xác định theo khoảng
đo, theo độ chính xác yêu cầu, theo dạng đường cong và công
suất nguồn tín hiệu có tần số cần đo và một số yếu tố khác.
n Đo tần số của tín hiệu điện :
¨ phương pháp biến đổi thẳng : tần số kế cộng hưởng, tần số
kế cơ điện, tần số kế tụ điện, tần số kế chỉ thị số.
¨ phương pháp so sánh : osciloscope, cầu xoay chiều phụ thuộc
tần số, tần số kế đổi tần, tần số kế cộng hưởng ...
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
n Tân số kế công hưởng điên từ
̀ ̣ ̣
¨ Đo tân số cua
̀ ̉ lưới điên công nghiêp
̣ ̣
́ ̣
¨ Câu tao:
¨ Nam châm điên ̣
¨ Cac thanh thep được găn chăt 1 đâu, đâu kia dao đông tự do
́ ́ ́ ̣ ̀ ̀ ̣
¨ Nguyên lý lam viêc
̀ ̣
nbiênđộ dao động của
thanh kim loại lớn nhất
ứng với tần số đã khắc độ trên mặt số.
n Ưu điểm : cấu tạo đơn giản, bền.
n Nhược điểm : Giới hạn đo hẹp (45Hz ÷ 55Hz) hay (450Hz ÷ 550Hz)
không sử dụng được ở nơi có độ rung lớn và thiết bị di chuyển.
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
n Tân số kế cơ điên
̀ ̣
¨ Tân số kế
̀ điên đông và săt điên đông
̣ ̣ ́ ̣ ̣
n ́ ̣
Câu tao:
§ cuộn tĩnh A được mắc nối tiếp với cuộn động B2 và nối tiếp
với các phần tử R2 , I2 , C2
§ cuộn động B1 được mắc nối tiếp với C1
n Nguyên lý lam viêc
̀ ̣
1
f x0 =
2π L2 C 2
�1 cos y1` � � 2 �
I X
� F� �
a = F�
� � � �
= � �
� � �
� cos y � � �
�
�I 2
� 2X 1
1
X1 = 1/ωx.C1 X 2 = ω x .L2 − α = Φ(f2x)
ω x .C 2
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
n Tân số kế cơ điên
̀ ̣
¨ Tân số kế
̀ dung logomet điên từ
̀ ̣
n ́ ̣
Câu tao:
§ Cuộn thứ nhất được nối với điện trở R1 và điện cảm L1.
§ Cuộn thứ 2 được nối với điện trở R2 , L2 , C2.
•
Nguyên lý lam viêc
̀ ̣
Khi tân số cần đo của tín hiệu thay
̀
đổi các dòng điện I1 và I2 sẽ thay
đổi không giống nhau
Tỉ số giữa 2 dòng (I2/I1) thay đôi
̉
góc lệch α tỉ lệ với tần số.
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
n Tân số kế điên tử
̀ ̣
¨ Tân số kế
̀ điên dung dung đôi nôi điên tử
̣ ̀ ̉ ́ ̣
n Nguyên lý hoat đông
̣ ̣
§dựa trên việc đo giá trị trung bình của dòng phóng I của tụ
điện, phóng nạp có chu kì cùng nhịp với tần số cần đo
•
Điện lượng mà tụ C nhận được khi nạp sẽ
bằng điện lượng truyền cho cơ cấu chỉ thị
q = C(U1 – U2)
•
Giá trị trung binh cua dong phong trong 1 chu
̀ ̉ ̀ ́
kì : I = q.fx = C(U1 – U2).fx
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
n Tân số kế điên tử
̀ ̣
¨ Tân số kế
̀ điên dung dung chinh lưu
̣ ̀ ̉
n Nguyên lý hoat đông
̣ ̣
§Nhờ mạch tạo xung, điện áp có tần số cần đo fx được biến
thành xung vuông
§Góc lệch α của cơ cấu chỉ thị sẽ tỉ lệ với dòng điện trung
bình.
α = S1.I = S1.q.fx = S1.C.Um.fx
§Ưu điểm : là có khả năng đo trực tiếp ở dải tần số rộng.
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
n Câu đo tân số
̀ ̀
¨ Để đo tân sô, có thể dung câu đo mà điêu kiên cân băng cua câu phụ
̀ ́ ̀ ̀ ̀ ̣ ̀ ̉ ̀
thuôc vao tân số nguôn cung câp
̣ ̀ ̀ ̀ ́
¨ Phep đo tân số được thực hiên băng điêu chinh cac thông số nhanh
́ ̀ ̣ ̀ ̀ ̉ ́ ́
RLC sao cho nhanh nay công hưởng tai tân số cân đo fx để đat điêu
́ ̀ ̣ ̣ ̀ ̀ ̣ ̀
̣ ̀
kiên câu cân băng. ̀
¨ Nhược điêm: khó chế tao cuôn cam ở tân số thâp
̉ ̣ ̣ ̉ ̀ ́
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
n Tân số kế chỉ thị số
̀
¨ Nguyên lý
n Đếm số xung N tương ứng với số chu kì của tần số cần đo fx
trong khoảng thời gian gọi là thời gian Tđo
“Bộ vào” : bộ khuếch đại dải rộng với
-
tần số từ 10Hz ÷ 3,5MHz và một bộ suy
giảm tín hiệu
-
Mạch tạo xung : biến tín hiệu hình sin
hoặc tín hiệu xung có chu kì thành một
dãy xung có biên độ không đổi, tần số
bằng tần số của tín hiệu vào.
-
Máy phát chuẩn tần số f0 : đưa tín
hiệu qua bộ chia tần số theo các nấc với
hệ số chia là 10n .
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
§Tđo để mở khoa K.
́
§Tin hiêu fx vao bộ đêm qua cơ câu
́ ̣ ̀ ́ ́
chỉ thị
Tđo K .T0 f
N= = =K x
Tx Tx f0
§Sai số : sai số lượng tử theo thời
gian, do quá trình không trùng nhau giữa
thời điểm bắt đầu thời gian đo Tđo và
thời điểm bắt đầu chu kì Tx
- Đo tân số băng phương phap biên đôi thăng
̀ ̀ ́ ́ ̉ ̉
§Để giam sai số khi tân số thâp đo chu kì fx = 1/Tx
̉ ̀ ́
§Số xung được đêm ́
Tx f f0
N= = 0 fx =
T0 f x N
- Đo tân số băng phương phap so sanh
̀ ̀ ́ ́
n Tân số kế trôn tân
̀ ̣ ̀
¨ Phương pháp trộn tần là phương pháp so sánh tần số cần đo với một
tần số của máy phát công suất nhỏ đã định trước.
¨ Nguyên lý đo :
n ́ ̀ ̣ ̉
So sanh cân băng : hiêu chinh sao cho fx – f0 = 0
n ́ ̀ ̣ ̉
So sanh không cân băng : hiêu chinh sao cho fx - f0 = F
¨ Tần số kế loại này có thể đo được tần số cỡ 100kHz đến 20GHz
trong kĩ thuật vô tuyến điện.
Tín hiệu có fx
TS cần đo
fx – f0
Trộn tần Chỉ thị
Máy phát f0
TS chuẩn
- Đo tân số băng phương phap so sanh
̀ ̀ ́ ́
Ufx
Hệ thống Chỉ thị
Bộ vào
dao động cộng hưởng
n Tân số kế công hưởng điên
̀ ̣ ̣
¨ Là một hệ thống dao động được điều chỉnh cộng hưởng với tần số
cần đo của nguồn tín hiệu.
¨ Bộ vào để hòa hợp giữa tần số kế và nguồn tín hiệu cần đo.
¨ Tần số cần đo được khắc độ ngay trên núm vặn của thiết bị dò tìm
dao động hoặc sử dụng bảng số hay đồ thị.
- Đo tân số băng phương phap so sanh
̀ ̀ ́ ́
n Tân số kế van năng dung vi xử lí
̀ ̣ ̀
- Đo tân số băng phương phap so sanh
̀ ̀ ́ ́
n Tân số kế van năng dung vi xử lí
̀ ̣ ̀
¨ có thể đo được nhiều đại lượng : đo tần số, đo độ dài xung, đo chu
kì của một dãy xung của tín hiệu vào …
¨ Tần số kế sử dụng μP cho phép thực hiện hoàn toàn tự động việc đo và
xử lí kết quả đo để cho ra kết quả theo ý muốn
¨ ́ ̣
Câu tao:
n Phân 1: các bộ biến đổi chu kì và độ dài xung của tín hiệu vào ux(t)
̀
thành khoảng thời gian
n Phân 2: các bộ biến đổi chu kì hay độ dài xung thành mã số
̀
n hệ μP cài đặt vào tần số kế
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
