TRƯỜNG ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
Bộ môn: Đo lường & ĐKTĐ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
Thái nguyên ngày tháng năm 2008
ĐÁP ÁN NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI CỦA CÁC HỌC PHẦN
ĐÀO TẠO THEO HỆ THỐNG TÍN CHỈ
KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG 1a
1. Mã số học phần: 40251
2. Số tín chỉ:03
3. Ngành (chuyên ngành ) đào tạo: Kỹ thuật điện, SPKT điện
4. Nội dung đáp án:
4.1. CÂU HỎI LOẠI 1 (2 ĐIỂM)
1. Trình bày sơ đồ cấu trúc thiết bị đo kiểu so sánh.
Đáp án:
1.1. cấu trúc thiết bị đo kiểu so sánh (0,5 điểm)
Trong thiết bị đo kiểu so sánh đại lượng vào x thường được biến đổi thành đại lượng
trung gian yx qua một phép biến đổi T:
yx= T.x
Sau đó yx được so sánh với đại lượng bù yk .
Có:
kx yyy −=∆
Có thể căn cứ vào thao tác so sánh để
phân loại các phương pháp đo khác nhau.
1.2. Phân loại phương pháp đo căn cứ
vào điều kiện cân bằng (0,75 điểm)
a) Phương pháp so sánh kiểu cân b
1.4)
ằng(Hình
Trong phương pháp này, đại lượng vào so sánh: yx = const ; đại lượng bù yk =
const
Tại điểm cân bằng : = y
y∆x- yk
0→
b) Phương pháp so sánh không cân bằng (Hình 1.5)
Cũng giống như trường hợp trên song 0
≠
→
∆
ε
y
1
1.3. Phân loại phương pháp đo căn cứ vào cách tạo điện áp bù (0,75 điểm)
a) Phương pháp mã hoá thời gian
Trong phương pháp này đại lượng vào yx= const còn đại lượng bù yk cho tăng tỉ lệ với
thời gian t:
yk= y0.t (y0= const)
Tại thời điểm cân bằng
yx = yk = y0 .tx
0
y
y
tx
x=→
Đại lượng cần đo yx được biến
thành khoảng thời gian tx
Ở đây phép so sánh phải thực
hiện một bộ ngưỡng
)( kx yysigny −=∆ ⎩
⎨
⎧
kx
kx
yy
yy
<
≥
=
0
1
b) Phương pháp mã hoá tần số
xung.
- Trong phương pháp này đại
lượng vào yx cho tăng tỉ lệ với đại
lượng cần đo x và khoảng thời gian t: yx = t.x, còn đại lượng bù yk được giữ không đổi.
Tại điểm cân bằng có:
2
yx=x.tx= yk=const
Suy ra fx = 1/tx = x/yk.
Đại lượng cần đo x đã được
biến thành tần số fx. Ở đây phép so
sánh cũng phải thực hiện một bộ
ngưỡng .
1
()
0
kx
xk
kx
yy
ysigny y yy
≥
⎧
∆= − =
⎨
<
⎩
c) Phương pháp mã hoá số xung
Trong phương pháp này đại lượng vào yx=const, còn đại lượng bù yk
cho tăng tỉ lệ với thời gian t theo quy luật bậc thang với những bước nhảy không đổi yo
gọi là bước lượng tử.
T=const gọi là xung nhịp.
Ta có: Yk = yo
()
∑
=
−
n
i
iTt
1
1
Tại điểm cân bằng đại lượng vào yx được biến thành số xung Nx.
yx= Nx . y0
Sai số của phương pháp này là không lớn hơn một bước lượng tử .
Để xác định được điểm cân bằng, phép so sánh cũng phải thực hiện một bộ ngưỡng
1
()
0
xk
xk
xk
yy
ysigny y yy
≥
⎧
∆= − =
⎨
<
⎩
2. Sai số phụ là gì, cho 2 ví dụ minh hoạ.
Đáp án:
2.1. Sai số phụ:(1 điểm)
3
* Thiết bị đo phải thu năng lượng từ đối tượng đo dưới bất kì hình thức nào để biến
thành đại lượng đầu ra của thiết bị. Tiêu thụ năng lượng thể hiện ở phản tác dụng của thiết
bị đo lên đối tượng đo gây ra những sai số mà ta thường biết được nguyên nhân gọi là sai
số phụ về phương pháp. Trong khi ®o ta cè g¾ng phÊn ®Êu sao cho sai sè nµy kh«ng lín
h¬n sai sè c¬ b¶n cña thiÕt bÞ.
Tæn hao n¨ng l−îng víi m¹ch ®o dßng ¸p lµ:
∆PA= RA. I2.
∆PU = U2/ RV.
VËy ta t¹m tÝnh sai sè phô do ¶nh h−ëng cña tæng trë vµo lµ:
γI= RA / Rt ; γU = Rt / RV.
RA: §iÖn trë cña ampemet hoÆc phÇn tö ph¶n øng víi dßng
RV: §iÖn trë cña v«nmÐt hoÆc phÇn tö ph¶n øng víi ¸p
Rt: §iÖn trë t¶i.
2.2.Ví dụ minh họa (Mỗi ví dụ được 0,5 điểm).
2.2.1 Ví dụ 1 :
Phân tích sai số phụ khi đo áp trên hình 1.9.
Xét mạch điện như hình vẽ
- Giả sử cần kiểm tra điện áp UAO
Theo lý lịch [ UAO ]= 50±2 (V)
- Xác định điện áp trên R2 khi không có Volmet (K
mở) và khi có Volmet (K đóng):
+ Xét khi chưa đo (K mở), ta có ngay:
UAO = 50 (V)
+ Xét khi đo (K đóng).
Giả sử RV = 100 kΩ. Vậy điện áp đo được:
4
55
'2
55 55
25
2
155
2
100 10 .10 33,3( )
10 .10 10 10
10 10 10
V
VAO
VV
V
RR
U
UU V
RR RR
RRR
== ⋅ = ⋅ =
++
++
++
Vậy điện áp UAO sai số từ 33,3 (V) lên 50 (V) chính là sai số phụ về phương pháp
do ảnh hưởng của Volmet sinh ra.
3. Trình bày nguyên lý làm việc của cơ cấu đo từ điện.
Đáp án:
3.1. Loại cơ cấu có một khung dây động (1 điểm)
1. Hình vẽ (0,5 điểm)
2. Nguyên lý làm việc (0,5 điểm)
Khi ta cho dòng điện một chiều I chạy vào khung dây, dưới tác dụng của từ trường
nam châm vĩnh cửu trong khe hở không khí, các cạnh của khung dây sẽ chịu tác dụng
một lực điện từ có trị số xác định theo biểu thức:
F
BlWI
=
Trong đó: B là trị số cảm ứng từ trong khe hở không khí
l là Chiều dài tác dụng của khung dây
W là số vòng dây
I là trị số dòng điện
- Ta thấy 2 cạnh của khung dây cùng chịu tác dụng của lực F nhưng ngược chiều nhau
nên sẽ tạo ra mômen quay Mq quay khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α. Mq
được tính theo biểu thức:
5