Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 6 - Mai Quốc Khánh

Chia sẻ: Trần Văn Thắng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

247
lượt xem 57
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 6 giới thiệu về đo góc lệch vòng được biên soạn nhằm giúp người học nắm vững các kiến thức cơ bản về điện như: khái niệm chung về góc lệch pha, các phương pháp đo góc lệch pha.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 6 - Mai Quốc Khánh

L Môn học: Đo lường điện -Đ M Bài 6 Đo góc lệch pha LT ôn Mai Quốc Khánh m Khoa Vô tuyến điện tử Học viện KTQS ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 1/30
Nội dung L -Đ M I. Khái niệm chung về đo góc lệch pha LT II. Các phương pháp đo góc lệch pha ôn m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 2/30
I. Kh¸i niÖm chung vÒ ®o gãc lÖch pha L -Đ  Pha ®Æc trng cho tr¹ng th¸i cña dao ®éng ®iÒu hßa t¹i thêi ®iÓm xÐt M  VÝ dô, ®iÖn ¸p xoay chiÒu: U(t) = Umsin (ωt + ϕo) cã (ωt + ϕo) lµ pha cña ®iÖn ¸p U(t) LT ϕo lµ pha ban ®Çu  §èi víi hai ®iÖn ¸p xoay chiÒu d¹ng: ôn U1(t) = Um1 sin (ω1t + ϕo1) U2(t) = Um2 sin (ω2t + ϕo2) m  Gãc lÖch pha cña hai ®iÖn ¸p: ϕ = (ϕo1 - ϕo2) + (ω1 - ω2)t ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 3/30
Kh¸i niÖm chung vÒ ®o gãc lÖch pha (tiÕp theo) L -Đ U(t) U1(t) U2(t) U1(t) = Um1 sin ωt U2(t) = Um2 sin (ωt + ϕ) M t1 t2 0 t ∆T ϕ= .360 [ ®é ] LT T ∆T ∆T ϕ= .2π [ Rad ] T ôn T  Khi hai ®iÖn ¸p cïng tÇn sè (ω1 = ω2 = ω) th× gãc lÖch pha gi÷a chóng lµ kh«ng ®æi vµ kh«ng phô m thuéc vµo thêi ®iÓm xÐt t2 − t1 ∆T ộ =ϕ = .360( o ) .360( o ) B T T © Mai Quốc Khánh - 04/2010 4/30
II. C¸c ph¬ng ph¸p ®o gãc lÖch pha L -Đ  Các phương pháp đo góc lệch pha: M 2.1 Phương pháp dùng máy hiện sóng LT 2.2 Phương pháp biến đổi góc lệch về điện áp 2.3 Phương pháp biến đổi góc lệch pha về khoảng thời gian ôn 2.4 Phương pháp bù m 2.5 Phương pháp biến đổi tần số  Mỗi phương pháp đo có đặc điểm riêng và sử ộ dụng ở dải tần số xác định B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 5/30
2.1. Ph¬ng ph¸p dïng m¸y hiÖn sãng L -Đ a. Phương pháp quét thẳng M b. Phương pháp quét sin LT c. Phương pháp quét tròn ôn m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 6/30
a. Ph¬ng ph¸p quÐt th¼ng L -Đ Thiết lập MHS: M   Chế độ quét liên tục LT  Chế độ đồng bộ tùy thuộc vào số tia của MHS: Đồng bộ trong với MHS 2 tia  ôn  Đồng bộ ngoài với MHS 1 tia m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 7/30
Ph¬ng ph¸p quÐt th¼ng (tiÕp theo) L U2(t) 1 -Đ U1(t) U1(t) CM U2(t) Y1 Y2 X M 2 Y X LT Đo bằng MHS 1 tia Đo bằng MHS 2 tia (CĐ quét liên tục đồng bộ ngoài) (CĐ quét liên tục đồng bộ trong) ôn m ∆l ∆l ộ L L ∆l ∆l ϕ 360( o ) hay ϕ 2π ( Rad ) B = = L L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 8/30
b. Ph¬ng ph¸p quÐt sin L  ThiÕt lËp MHS: chÕ ®é khuyÕch ®¹i -Đ  U1(t) vµ U2(t) ®a tíi c¸c ®Çu vµo X vµ Y cña MHS: M U1(t) = Um1 sinωt U2(t) = Um2 sin (ωt + ϕ) LT  §é lÖch cña tia s¸ng (¶nh) theo trôc X vµ trôc Y: X = A sin ωt ôn Y = B sin (ωt + ϕ) ë ®©y, A = Um1Sx, B = Um2 Sy; Sy, Sx ®é nh¹y cña MHS theo kªnh Y vµ X m  Tõ ®ã, ta nhËn ®îc ph¬ng tr×nh h×nh e-lip 2 B B y2 − 2 xy cos ϕ +   x 2 = B 2 sin 2 ϕ ộ A  A B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 9/30
Ph¬ng ph¸p quÐt sin (tiÕp theo) L -Đ  Tõ ph¬ng tr×nh, nÕu X = 0 khi ®ã Y = Yo, ta x¸c ®Þnh ®îc: Yo Y0 M sin ϕ = hay ϕ = arcsin B B LT  Tõ ph¬ng tr×nh, nÕu Y = 0 khi ®ã X = Xo, ta x¸c ®Þnh ®îc: Y Xo Xo ôn sin ϕ = hay ϕ = arc sin A A B Y0 m X  Gãc lÖch pha cã thÓ ®îc x¸c X0 ®Þnh b»ng c¸ch ®o c¸c ®é dµi A (hoặc B) vµ X0 (hoặc Y0); tÝnh ộ A hµm sin, råi lÊy hµm ngîc B arcsin © Mai Quốc Khánh - 04/2010 Minh ho¹ 10/30
Ph¬ng ph¸p quÐt sin (tiÕp theo) L -Đ  Thực tế, thường xác định gãc lÖch pha b»ng c¸ch ®o c¸c ®é dµi A (hoặc A’) vµ B (hoặc B’); sau đó M tÝnh hµm sin, råi lÊy hµm ngîc arcsin LT A B ôn m A’ B’ ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 Minh ho¹ 11/30
Ph¬ng ph¸p quÐt sin (tiÕp theo) L  C¸c d¹ng ¶nh trªn mµn m¸y hiÖn sãng øng víi c¸c gãc -Đ lÖch pha cña hai tÝn hiÖu sin thay ®æi 0o ®Õn 180o M LT ôn m ϕ 0= 0 0
2.2. Ph¬ng ph¸p biÕn ®æi gãc lÖch pha vÒ ®iÖn ¸p L  Chñ yÕu sö dông ë tÇn sè thÊp -Đ  X©y dùng trªn c¬ së ®o gãc lÖch pha  Nh vËy cña hai ®iÖn ¸p ®iÒu hßa th«ng qua M  UΣ ®iÖn ¸p tæng UΣ, ®iÖn ¸p hiÖu U∆ ϕ = 2arc cos 2U  LT U Σ2 = U12 + U 22 + 2U1U 2 cos ϕ ϕ = 2arc sin U ∆  2U U ∆2 = U12 + U 22 + 2U1U 2 sin ϕ U 2 U ∑ ôn  NÕu chän U1 = U2 = U, ta cã: ϕ ϕ ϕ m U 2 Σ 4=2 U cos 2 hay U Σ 2U cos U1 2 2 2 ϕ ϕ U ∆2 4= 2 ộ U sin hay U ∆ 2U sin 2 2 B −U 2 U ∆ © Mai Quốc Khánh - 04/2010 13/30
Ph¬ng ph¸p biÕn ®æi gãc lÖch pha vÒ ®iÖn ¸p L (tiÕp theo) -Đ  §iÖn ¸p tæng vµ ®iÖn ¸p hiÖu cã thÓ ®o kÕt hîp trong c¸c M m¹ch t¸ch sãng (vÝ dô: m¹ch t¸ch sãng pha c©n b»ng) LT ϕ sin ϕ sin 22 ôn cos ϕ 2 m  ϕ ϕ  cos - sin   2 2 ộ §å thÞ biÓu diÔn quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p M¹ch t¸ch sãng pha c©n b»ng B tæng vµ ®iÖn ¸p hiÖu víi gãc lÖch pha © Mai Quốc Khánh - 04/2010 14/30
Ph¬ng ph¸p biÕn ®æi gãc lÖch pha vÒ ®iÖn ¸p (tiÕp theo) L  C¸c ®iÖn ¸p cã gãc lÖch pha cÇn ®o ®îc ®a tíi c¸c ®Çu 3-4 vµ 5- -Đ 6 vµ ®îc khèng chÕ kh«ng ®æi, trong ®ã U1 = U2 = U3-4/2 = U5-6 = const. M  C¸c ®ièt ®ång nhÊt §1, §2 (lµm viÖc ë vïng ®Æc tuyÕn t¸ch sãng tuyÕn tÝnh); kÕt hîp víi tô vµ ®iÖn trë t¶i, t¹o thµnh hai m¹ch t¸ch sãng m¾c ®èi nhau. LT  §iÖn ¸p mét chiÒu gi÷a hai ®iÓm 1-0 tû lÖ thuËn víi ®iÖn ¸p tæng: UΣ ϕ KU 10 = = cos ôn 2U 2  §iÖn ¸p mét chiÒu gi÷a hai ®iÓm 2-0 tû lÖ víi ®iÖn ¸p hiÖu: UΛ ϕ KU 20 = = sin m 2U 2  Nh vËy: 1 ϕ ϕ KU 12 = K (U 10 − U 20 ) = (U Σ − U Λ ) = cos − sin 2U 2 2 ộ  ChØ sè cña v«n mÐt ®o ®iÖn ¸p U1-2 phô thuéc vµo gãc lÖch pha ϕ vµ cã thÓ kh¾c ®é trùc tiÕp qua gãc lÖch pha. B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 15/30
Ph¬ng ph¸p biÕn ®æi gãc lÖch pha vÒ ®iÖn ¸p L (tiÕp theo) -Đ  S¬ ®å ®iÒu chÕ m¹ch vßng ®Ó ®o gãc lÖch pha theo M nguyªn lý biÕn ®æi gãc lÖch pha thµnh ®iÖn ¸p LT ôn m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 16/30
Ph¬ng ph¸p biÕn ®æi gãc lÖch pha vÒ ®iÖn ¸p L (tiÕp theo) -Đ  §Æc ®iÓm: M  Khi ϕ = 900 th× v«n mÐt chØ 0, cßn khi ϕ = 00 vµ 1800 th× v«n mÐt chØ hai gi¸ trÞ cùc ®¹i cña ®iÖn ¸p U1-2 víi cùc tÝnh ngîc nhau. V× vËy v«n mÐt ph¶i cã thang ®o hai phÝa víi LT ®iÓm "0" ë gi÷a thang  ChØ ®o ®îc gãc lÖch pha tõ 00 ®Õn 1800 víi sai sè kho¶ng (2-3)0 ôn  D¶i tÇn tíi hµng tr¨m MHz. Kh«ng ph©n biÖt ®îc dÊu m  cña gãc lÖch pha. ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 Phase Meter 17/30
3. Ph¬ng ph¸p biÕn ®æi gãc lÖch pha thµnh kho¶ng thêi gian L -Đ  BiÕn ®æi gãc lÖch pha vÒ kho¶ng thêi gian ∆T, sau ®ã M ®o kho¶ng thêi gian ®ã trong mét hay trong mét sè LT chu kú tÝn hiÖu, nghÜa lµ ®o gãc lÖch pha ϕ th«ng qua phÐp ®o tû sè ∆T/T ôn ∆T ϕ = .360( o ) T m  Pha mét xây dựng theo nguyên lý này được gọi là pha mét thời gian xung; có hai loại:  Pha mét tương tự thời gian xung ộ B  Pha mét số thời gian xung © Mai Quốc Khánh - 04/2010 18/30
Các loại pha mét thời gian xung L Pha mét tương tự thời gian xung -Đ  a. Pha mét tương tự thời gian xung dùng trigơ M b. Pha mét tương tự thời gian xung dùng đa hài đồng bộ LT  Pha mét số thời gian xung c. Pha mét số thời gian xung dùng trigơ d. Pha mét số thời gian xung với bộ chia tần ôn m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 19/30
a. Pha mét tương tự dùng trigơ L -Đ M §Çu vµo 1 U1(t) Mạch T¹o d¹ng Chän xung 1 cùc 1 LT vào M¹ch vi ph©n Trig¬ ôn ph©n b« §Çu vµo 2 CC§ U2(t) Mạch T¹o d¹ng Chän vào xung 2 cùc 2 m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 20/30