zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Giáo trình đo điện điện tử - Chương 3

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

99
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

THIẾT BỊ PHÁT TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG 3.1 Khái niệm về đo lường: 3.1.1 Mục đích – ý nghĩa: Trong công tác nghiên cứu và sản xuất ở mọi ngành khoa học kỹ thuật ngày nay phải tiếp xúc với những thiết bị, máy móc hiện đại tinh vi. Mức độ phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng cao đòi hỏi các thông số cho máy móc hoạt động phải chính xác. Do vậy, việc kiểm tra các chế độ làm việc cũng như các quy tắc an toàn phải được chú trọng hàng đầu để kiểm tra sư...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình đo điện điện tử - Chương 3

Chương 3 : Thiêt bị phát tín hiệu đo lường Chöông 3 THIEÁT BÒ PHAÙT TÍN HIEÄU ÑO LÖÔØNG 3.1 Khaùi nieäm veà ño löôøng: 3.1.1 Muïc ñích – yù nghóa: Trong coâng taùc nghieân cöùu vaø saûn xuaát ôû moïi ngaønh khoa hoïc kyõ thuaät ngaøy nay phaûi tieáp xuùc vôùi nhöõng thieát bò, maùy moùc hieän ñaïi tinh vi. Möùc ñoä phaùt trieån cuûa khoa hoïc kyõ thuaät ngaøy caøng cao ñoøi hoûi caùc thoâng soá cho maùy moùc hoaït ñoäng phaûi chính xaùc. Do vaäy, vieäc kieåm tra caùc cheá ñoä laøm vieäc cuõng nhö caùc quy taéc an toaøn phaûi ñöôïc chuù troïng haøng ñaàu ñeå kieåm tra sö khai thaùc ñuùng ñaén caùc thieát bò caàn phaûi tieán haønh ño löôøng. Söï ño löôøng ñöôïc thöïc hieän nhôø caùc duïng cuï ño löôøng ñieän. 3.1.2 Ñaïi löôïng ño löôøng: Döïa vaøo tính chaát cô baûn cuûa ñaïi löôïng ño, chuùng ta phaân ra laøm 2 ñaïi löôïng cô baûn: ñaïi löôïng ñieän vaø ñaïi löôïng khoâng ñieän. Ñaïi löôïng ñieän: ñöôïc chia laøm ñaïi löôïng ñieän taùc ñoäng vaø thuï ñoäng. * Ñaïi löôïng ñieän taùc ñoäng: - Ñaïi löôïng ñieän taùc ñoäng laø ñaïi löôïng maø baûn thaân naêng löôïng cuûa chuùng seõ cung caáp naêng löôïng vaøo maïch ño. Thí duï: doøng ñieän, ñieän aùp, coâng suaát. - Trong tröôøng hôïp naêng löôïng quaù lôùn thì phaûi giaûm bôùt cho phuø hôïp vôùi maïch ño. Thí duï nhö giaûm aùp, phaân doøng, …. thieát bò suy hao. Ngöôïc laïi, trong tröôøng hôïp naêng löôïng quaù nhoû thì khueách ñaïi leân. Vaán ñeà quan troïng laø caùc boä khueách ñaïi phaûi ñöôïc chuaån hoùa traùnh gaây meùo tín hieäu. * Ñaïi löôïng ñieän thuï ñoäng: - Ñaïi löôïng ñieän thuï ñoäng laø nhöõng ñaïi löôïng khoâng mang naêng löôïng, khi ño phaûi cung caáp naêng löôïng cho maïch ño nhö: - Coù 2 caùch ño: ño noùng vaø ño nguoäi. - Ño noùng laø thao taùc ño khi phaàn töû ñang hoaït ñoäng treân maïch. - Ño nguoäi laø thao taùc ño khi caùc phaàn töû naøy ngöng hoaït ñoäng hay laáy ra khoûi maïch ñieän. 19
Chương 3 : Thiêt bị phát tín hiệu đo lường 3.1.3 Caáp chuaån hoaù. Thieát bò ño löôøng tröôùc khi xuaát xöôûng caàn phaûi chuaån hoaù (calip) so vôùi thieát bò ño löôøng chuaån. Coù 4 caáp chuaån hoaù: - Caáp 1: Caáp quoác teá (International standard) ñöôïc thöïc hieän ñònh chuaån taïi Trung taâm ño löôøng quoác teá (Paris). - Caáp 2: Chuaån quoác gia, caùc thieát bò ño löôøng taïi caùc vieän ñònh chuaån quoác gia khaùc nhau treân theá giôùi, caùc thieát bò naøy cuõng ñöôïc chuaån hoaù theo chuaån quoác teá. - Caáp 3: chuaån khu vöïc. Trong moät quoác gia coù theå coù nhieàu trung taâm ñònh chuaån cho töøng khu vöïc (standard zone center). Caùc thieát bò ño naøy phaûi ñöôïc chuaån theo quoác gia. - Caáp 4: chuaån phoøng thí nghieäm. 3.2 Khaùi nieäm chung veà thieát bò phaùt tín hieäu: 3.2.1 Khaùi nieäm: Maùy phaùt tín hieäu ño löôøng laø nguoàn phaùt tín hieäu chuaån oån ñònh vôùi caùc thoâng soá ñaõ bieát nhö laø bieân ñoä, taàn soá vaø daïng (soùng) tín hieäu. Maùy phaùt tín hieäu ño löôøng coù ñoä chính xaùc vaø ñoä oån ñònh cao, coù khaû naêng ñieàu chænh caùc thoâng soá cuûa tín hieäu ra thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå hieäu chænh caùc thieát bò ño, tín hieäu voâ tuyeán ñieän töû, thieát bò töï ñoäng vaø maùy tính, khaéc ñoä duïng cuï ño. Maùy phaùt tín hieäu ño löôøng coù theå veõ caùc ñaëc tính bieân ñoä, bieân ñoä-taàn soá, vaø ñaëc tính quaù ñoä cuûa maïng 4 cöïc, xaùc ñònh heä soá ñöôøng truyeàn, ñoä meùo; laøm nguoàn cung caáp cho caùc maïch ño kieåu coäng höôûng vaø kieåu caàu xoay chieàu. 3.2.2 Phaân loaïi: Maùy phaùt tín hieäu ño löôøng coù theå phaân thaønh 3 loaïi: 3.2.2.1 Theo khoaûng taàn soá cuûa tín hieäu ra: Maùy phaùt tín hieäu taàn soá thaáp < 20Hz tai ngöôøi khoù coù theå nghe ñöôïc. Maùy phaùt tín hieäu taàn soá thaáp töø 20Hz ñeán 200KHz: - Maùy phaùt aâm taàn: 20Hz ñeán 20KHz khoaûng taàn soá naøy tai ngöôøi nghe ñöôïc. - Maùy phaùt sieâu aâm: 20KHz ñeán 200KHz. 20
Chương 3 : Thiêt bị phát tín hiệu đo lường Maùy phaùt taàn soá cao: 200KHz ñeán 30MHz. Maùy phaùt sieâu cao taàn: 30MHz ñeán 10GHz. Maùy phaùt cöïc cao taàn: >10GHz. 3.2.2.2 Theo daïng cuûa tín hieäu ra: Maùy phaùt xung vuoâng. Maùy phaùt soùng hình sin. Maùy phaùt daïng soùng ñaëc bieät (xung tam giaùc, xung raêng cöa, xung hình naác thang, …) Maùy phaùt coù taàn soá thay ñoåi. Maùy phaùt oàn (noise). 3.2.2.3 Theo daïng cuûa ñieàu cheá: Maùy phaùt soùng hình sin vôùi ñieàu cheá bieân ñoä (AM). Maùy phaùt soùng hình sin vôùi ñieàu cheá taàn soá (FM). Maùy phaùt xung vôùi ñieàu cheá ñoä roäng xung, taàn soá xung vaø pha xung. Maùy phaùt xung vôùi ñieàu cheá toång hôïp (cuøng moät luùc thöïc hieän nhieàu daïng ñieàu cheá). 3.2.3 Ñaëc tröng maùy phaùt tín hieäu: Khoaûng taàn soá maø maùy phaùt ra, nhö maùy phaùt töø 1Hz ñeán 1MHz. Ñoä chính xaùc cuûa vieäc ñaët taàn soá. Ñoä oån ñònh cuûa taàn soá phaùt ra veà thôøi gian, taàn soá, bieân ñoä vaø daïng soùng. Ñoä meùo tín hieäu. Söï phuï thuoäc cuûa caùc thoâng soá tín hieäu vaøo phuï taûi vaø giôùi haïn hieäu chænh. 3.3 Maùy phaùt tín hieäu taàn soá thaáp: Maùy phaùt tín hieäu taàn soá thaáp coù theå ñieàu chænh taàn soá nhaûy caáp vaø lieân tuïc töø 20Hz ñeán 200KHz, coù bieân ñoä töø 1mV ñeán 150V vôùi coâng suaát cöïc ñaïi 1mW ñeán 10W. 3.3.1 Caùc ñaëc tính: - Ñoä meùo phi tuyeán: 21
Chương 3 : Thiêt bị phát tín hiệu đo lường Ñoä meùo phi tuyeán soùng haøi cuûa tín hieäu ra ñöôïc ñaëc tröng bôûi heä soá soùng haøi. Ñoä meùo ñöôïc xaùc ñònh baèng tæ soá giöõa caên baäc hai cuûa toång taát caû bình phöông soùng haøi. u 2 + u3 Λ + u n 2 2 2 Km = ( %) (3.1) u1 - Daûi taàn soá phaùt ra ñöôïc ñaët tröng bôûi heä soá phuû soùng Kp, laø tæ soá cuûa taàn soá cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu. f max = K (3.2) p f min - Ñoä oån ñònh taàn soá cuûa maùy phaùt ñöôïc xaùc ñònh bôûi tæ soá cuûa söï thay ñoåi tuyeät ñoái cuûa taàn soá Δf vôùi taàn soá ban ñaàu trong ñieàu kieän oån ñònh. f 0 − f1 Δf = (3.3) f0 f0 trong ñoù: f1 laø taàn soá cuûa maùy phaùt khi coù söï thay ñoåi ñoät ngoät beân ngoaøi, f0 laø taàn soá ban ñaàu. - Ñoä chính xaùc cuûa vieäc ñaët taàn soá ñöôïc xaùc ñònh bôûi chaát löôïng cuûa baûng khaéc ñoä vaø cô caáu hieäu chænh. 3.3.2 Sô ñoà khoái cuûa maùy phaùt tín hieäu ño löôøng: Khueách Maùy phaùt Bieán aùp Phaân aùp ñaïi Goác Boä phaän ñaàu ra V Hình 3.1: Sô ñoà khoái maùy phaùt tín hieäu ño löôøng. Maùy phaùt goác taïo tín hieäu hình sin oån ñònh veà bieân ñoä vaø taàn soá. Maùy phaùt goác quyeát ñònh hình daùng hay ñaëc tính tuaàn hoaøn cuûa tín hieäu ra. Maùy phaùt goác thöôøng laø maùy phaùt LC, maùy phaùt troän taàn, maùy phaùt RC. Boä khueách ñaïi ra duøng ñeå khueách ñaïi tín hieäu cuûa maùy phaùt goác vaø naâng cao coâng suaát ôû ñaàu ra cuûa maùy phaùt. 22
Chương 3 : Thiêt bị phát tín hiệu đo lường Boä phaän ñaàu ra bao goàm boä phaân aùp vaø bieán aùp ra …. duøng ñeå ñieàu chænh vaø kieåm tra bieân ñoä ôû ñaàu ra sao cho khi maéc taûi vaøo maùy phaùt ñaït coâng suaát cöïc ñaïi nhöng ñoä meùo phi tuyeán nhoû nhaát. 3.3.3 Maùy phaùt LC: Trong maùy phaùt LC taàn soá cuûa maïch dao ñoäng ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñieän dung C vaø ñieän caûm L ôû cheá ñoä töï kích cuûa khung dao ñoäng. Nhöôïc ñieåm: khung dao ñoäng coù kích thöôùc lôùn vaø raát khoù hieäu chænh. Chaúng haïn, ñeå taïo ñöôïc maùy phaùt coù f=20Hz ñeán 20KHz, töùc laø Kp=103 caàn phaûi coù ñieän dung vaø ñieän caûm lôùn. Maùy phaùt LC ít thoâng duïng chæ cheá taïo maùy phaùt coù daõi taàn heïp hoaëc moät soá giaù trò taàn soá coá ñònh. Lx Cx Hình 3.2: Sô ñoà maïch maùy phaùt LC 3.3.4 Maùy phaùt troän taàn soá: Maùy phaùt Maùy phaùt goác taàn soá coá ñònh Ngoõ ra Khueách Loïc thoâng Maùy phaùt Phaân aùp ñaïïi thaáp troän taàn LC V Maùy phaùt taàn soá hieäu chænh Hình 3.3: Sô ñoà khoái maùy phaùt troän taàn soá. 23
Chương 3 : Thiêt bị phát tín hiệu đo lường Maùy phaùt goác bao goàm 2 maùy phaùt LC cao taàn coù taàn soá f gaàn gioáng nhau, moät boä troän taàn vaø moät boä loïc thaáp taàn. Maùy phaùt taàn soá coá ñònh phaùt ra f1, maùy phaùt taàn soá hieäu chænh phaùt ra taàn soá f2. Ñieän aùp cuûa caû 2 maùy phaùt ñöa qua maïch laëp laïi emitter roài ñeán boä troän taàn (taïo ra hoãn hôïp taàn soá ± mf1 vaø ± nf2 (trong ñoù m, n laø caùc soá nguyeân) vaø taàn soá f=f2-f1. Boä loïc chæ cho qua hieäu taàn soá f=f2-f1, sau ñoù qua boä khueách ñaïi vaø qua boä phaân aùp ñeán ñaàu ra. Tröôùc khi phaân aùp maéc theâm volt keá ñeå ño möùc ñieän aùp ra. Caùc giaù trò f1, f2 ñöôïc choïn sao cho hieäu taàn soá f naèm trong daûi taàn soá thaáp, chaúng haïn, f1=180KHz, f2=180 ÷ 200KHz thì Δf = 0 ÷ 20 KHz . Nhöôïc ñieåm: laø maïch phöùc taïp, keùm oån ñònh. Tuy nhieân maùy phaùt troän taàn cuõng ñöôïc söû duïng kieåm tra ño löôøng vì ñieän aùp ra khoâng phuï thuoäc taàn soá, taàn soá coù theå hieäu chænh lieân tuïc nhôø söï thay ñoåi ñieän dung cuûa tuï xoay cuûa maùy phaùt hieäu chænh. 3.3.5 Maùy phaùt RC: Maïch dao ñoäng R3 R1 caàu Wien C1 Vout Maïch C2 R2 R4 khueách ñaïi Hình 3.4: Maùy phaùt troän taàn RC. Maùy phaùt goác laø moät boä khueách ñaïi hai taàng vôùi phaûn hoài döông taàn soá baèng maïch RC. Maïch naøy taïo söï di pha bao goàm caùc ñieän trôû vaø tuï ñieän nhö R1C1 vaø R2C2 theo sô ñoà caàu baûo ñaûm töï kích ôû moät taàn soá xaùc ñònh. Maïch phaûn hoài aâm laø moät maïch phaân aùp baèng ñieän trôû nhieät R3 coù heä soá nhieät ñieän trôû aâm vaø ñieän trôû R4, töø ñoù laáy ra ñieän aùp phaûn hoài aâm. Giaû söû ñieän aùp ra taêng, dao ñoäng trong maïch phaûn hoài aâm taêng daãn ñeán giaûm ñieän trôû nhieät R3 laøm taêng ñieän aùp rôi treân R4 (phaûn hoài aâm) laøm cho ñieän aùp ra giaûm xuoáng ñeán giaù trò ñònh möùc vaø coá ñònh ñieän aùp ra cuûa maùy phaùt. 24
Chương 3 : Thiêt bị phát tín hiệu đo lường 3.4 Maùy phaùt xung: 3.4.1 Ñaëc tính maùy phaùt xung: Maùy phaùt xung coù theå phaùt ra xung vuoâng, trong ñoù bieân ñoä töø 150mV ÷ 200V, ñoä roäng xung ns ÷ s vaø taàn soá töø 2Hz ñeán 2MHz coù theå thay ñoåi hoaëc phaùt ra caùc xung chuaån. 25
Chương 3 : Thiêt bị phát tín hiệu đo lường 3.4.2 Sô ñoà khoái: Ñaàu Maùy Ngoõ Maïch taïo ñoä Maïch truyeàn Maïch treã Cuoái phaùt goác ra daøi xung chính ngaét xung ra xung chính Ngoõ vaøo Phaân Maùy Ño Maïch taïo aùp khôûi bieân xung ñoàng ñoäng ñoä boä xung Hình 3.5: Sô ñoà khoái maùy phaùt xung. Maùy phaùt goác ñöa ñeán boä khôûi ñoäng, luùc ñoù maùy phaùt goác laøm vieäc ôû cheá ñoä töï ñoäng baûo ñaûm ñieàu chænh taàn soá cuûa xung ra. Neáu khôûi ñoäng ngoaøi thì maùy phaùt goác ñöôïc ngaét ra vaø ñöa tín hieäu khôûi ñoäng töø beân ngoaøi vaøo. Xung ôû ñaàu ra cuûa boä khôûi ñoäng ñöôïc ñöa ñeán boä taïo xung ñoàng boä vaø ñeán maïch treã xung chính. Boä taïo xung ñoàng boä taïo r a xung ñoàng boä 2 cöïc aâm döông. Qua ñoù ñöa ñeán ngoõ ra cuûa maùy phaùt. Maïch treã xung chính seõ cho ra xung coù theå ñieàu chænh thôøi gian leäch baèng 0 cuûa xung chính so vôùi xung ñoàng boä. Xung töø ñaàu ra cuûa maïch treã xung chính seõ kích cho maïch taïo ñoä daøi cuûa xung chính laøm vieäc. Maïch naøy seõ cho ra caùc xung baét ñaàu vaø keát thuùc vôùi khoaûng thôøi gian giöõa chuùng coù theå hieäu chænh ñöôïc. Caùc xung naøy ñeán maïch taïo xung ra vaø ñieàu chænh bieân ñoä. Xung baét ñaàu taïo söôøn ñaàu, coøn xung keát thuùc taïo söôøn cuoái cuûa xung ra. Xung ngaét ñeå ñöa nhanh maïch taïo xung ra veà traïng thaùi ban ñaàu. Maïch taïo xung ra seõ taïo xung vuoâng vôùi bieân ñoä lôùn nhaát, ñoä daøi xung vaø taàn soá ñaùp öùng vôùi taûi. Bieân ñoä xung ra coù theå ñieàu chænh (thoâ vaø tinh) töø Um ÷ 0.01Um. Qua boä chia coù theå giaûm bieân ñoä. Boä khueách ñaïi ñaàu ra duøng ñeå taêng coâng suaát cuûa maùy phaùt khi coù taûi treân toaøn daûi taàn soá. 26

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.