Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Hoatudang09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Đo lường điện cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương về đo lường điện; Các loại cơ cấu đo thông dụng; Đo dòng điện, điện áp; Đo điện trở, điện cảm, điện dung; Đo công suất, điện năng; Sử dụng MΩ mét và ampe kìm;...Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Thí nghiệm 1. Luật Ohm Mục đích 1. Xác định các mối quan hệ giữa điện áp, dòng điện, điện trở trong mạch. 2. Nghiên cứu các mối quan hệ thông qua các thí nghiệm. Giới thiệu 1.1. Điện áp: Một điện tích, do sự hiện diện của trường tĩnh điện, có tiềm năng được định nghĩa là khả năng để làm việc. Các công trình phụ trách có thể làm được định nghĩa là để di chuyển phí khác bằng cách thu hút hoặc lực đẩy. Điện áp cơ bản là sự khác biệt tiềm năng giữa hai điểm. Một tương tự sẽ là nước đang di chuyển trong một đường ống. Nước chảy từ một điểm ở áp suất cao đến một điểm ở áp suất thấp. Các đơn vị đo điện áp là "volt". Điện áp được đại diện bởi các biểu tượng chữ E. 1.2. Dòng điện: Dòng điện là sự chuyển động của các electron. Hướng của dòng chảy của điện tích dương được định nghĩa là theo hướng tích cực của hiện tại. Biểu tượng cho hiện tại là I và đơn vị đo là ampe (A). Một ampe được định nghĩa là sự chuyển động của một culông phí đi qua một dây dẫn mỗi giây. 1.3. Kháng: Kháng chiến là tài sản của một loại vật liệu để đối lại với dòng chảy hiện tại. Điều này cũng tương tự như mối quan hệ giữa khối lượng nước di chuyển trong một đường ống và đường kính của ống. Khi đường kính của ống trở nên nhỏ hơn, kinh nghiệm nhiều nước hơn kháng và ít lượng nước chảy vào một thời điểm nhất định. Biểu tượng cho sức đề kháng là R và đơn vị đo là fl (ohm). Một ohm được định nghĩa là số lượng các kháng khi một ampe của dòng điện chạy trong dây dẫn với tiềm năng của một volt áp dụng cho các dây dẫn. Mối quan hệ giữa hiện tại, điện áp và kháng được xác định bởi luật pháp của Ohms. E = R x 1 volt (V) I = E / R ampe (A) R = E / I ohm (Q) 118
Luật pháp của Ohm là hợp lệ không chỉ ở các mạch DC, mà còn trong các mạch AC. Một mạch điện với điện áp đầu vào V và điện trở tải R DC được thể hiện trong hình 1-1 1.4. Nguồn điện: Điện năng là tỷ lệ thời gian làm việc được thực hiện bởi các dòng điện. Sức mạnh được thể hiện bằng biểu tượng chữ P. Các đơn vị đo lường là watt (W), và lực lượng được tính như sau: P = I2xR = E2 / R = exi watt (W) Ghi chú: Các biểu hiện trên là giá trị ngang nhau cho IX! hoặc mạch AC. Tuy nhiên, trong mạch AC, sức mạnh tiếp tục được xác định là một trong hai điện hiệu quả, quyền lực thực sự (VI Cos $ trong Watts) và công suất phản kháng (VI Sin $ ở Va 119
• gắn kết đồng giá BR-3 • Bảng mạch thí nghiệm NO - 01 (OHM, S LAW) • cung cấp điện DC 0-10V, 2A tối đa. • vạn năng kỹ thuật số • Dây kết nối 1.5.Phương pháp thí nghiệm 1. Cài đặt bảng thử nghiệm (Luật Ohm, NO - 01) để hội đồng quản trị gắn kết. 2. Giữ Si và S2 công tắc trên bảng OFF. 3. Thiết lập đầu ra cung cấp điện đến 10V và kết nối đầu ra cho các thiết bị đầu cuối điện (+, -) của hội đồng quản trị. 4. Tham kh¶o Hình 1-2, kết nối một ampe kế để khi có chỉ định là "A", và kết nối một vôn kế để khi có chỉ định là "V". Vôn kế nên đọc 10V. 5. switch Bật Si ON để chèn 10 điện trở ohm vào mạch. Kiểm tra ampe kế đọc. Xác minh rằng pháp luật của ohm là hài lòng. 6. Bật Si tắt và biến S2 trên. Xem nếu ampe kế chỉ giá trị chính xác. Bài đọc hiện nay nên được 10V / 20 Q = 0.5A. 7. Rẽ Sz tắt và biến Si trên một lần nữa. Thay đổi đầu ra DC mỗi lần 2, 3, và 5V và chắc chắn rằng hiện tại sau sự thay đổi theo luật của ohm. 8. Điều chỉnh điện áp đầu vào để các ampe kế chỉ 1A. Sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, đo điện áp trên ampe kế. Giải thích các điện áp đo. Ghi chú: Hãy xem xét kháng nội bộ của ampe kế đó là khoảng 0,2 ohms. Giá trị này bao gồm các kháng shunt. 9. Tính năng lượng tiêu thụ trong 10 và 20 ohm điện trở tải khi 10V được áp dụng trên mỗi điện trở tải. So sánh kết quả với sức mạnh tính từ hiện tại đo được tại mỗi điện trở. Hãy xem xét các mối quan hệ sau. P = E2 / R = I2R = exi Tóm lược 120
0. hiện trong một ciruit là tỉ lệ nghịch với sức đề kháng ở một điện áp nhất định. Vì vậy, không có sức đề kháng có nghĩa là một mạch quá thiếu, và kháng vô hạn là tương đương với một mạch mở. 10. Đối với một sức đề kháng nhất định, dòng điện qua điện trở là tỷ lệ thuận với điện áp được áp dụng. 11. Sức mạnh ăn chơi trong một điện trở gấp bốn lần khi hiện tại hoặc điện áp tăng gấp đôi lên. Thí nghiệm 2 Series và điện trở song song Mục đích Phát triển các mối quan hệ giữa tổng kháng và điện trở cá nhân khi chúng được kết nối trong loạt hoặc song song. Giới thiệu Một bóng đèn được kết nối với một đường dây Hz 100V 60 vẽ hiện hành. Khi ánh sáng thứ hai được thêm vào cùng một dòng, ánh sáng thứ hai là song song với ánh sáng đầu tiên. Do đó, các dòng hiện tại sẽ tăng lên bởi một yếu tố của hai. Đối với nguồn 100V, điều này cũng giống như nói rằng các kháng tải được giảm theo hệ số 1/2. Nếu một điện trở được lắp nối tiếp với bóng đèn, điện trở sẽ hạn chế số lượng dòng chảy qua các bóng đèn. Tăng sức đề kháng sẽ giảm hiện tại và làm cho mờ ánh sáng. Một ví dụ về một mạch song song được thể hiện trong hình 2-1, và của một mạch loạt được thể hiện trong hình 2-2. Giả sử rằng các điện trở trong hình 2-1 và R1 trong hình 2-2 là điện trở của đèn. 121
Thiết bị cần thiết Tương tự như thí nghiệm 1. 2.1.Phương pháp thí nghiệm 1. Chuẩn bị các thí nghiệm bằng cách lặp lại các bước tương tự từ 1 đến 4 trong thí nghiệm 1. Đối với các kết nối song song: 2. Cấu hình "Định luật Ôm" bảng như quy định trong bảng dưới đây. Điền vào các cột "kháng đo" với các giá trị thu được từ vạn năng kỹ thuật số. Các volt và ampe kế trên bảng không cần phải được sử dụng. 122
Switch Jumpers Resistors Measured needed connected resistance Si on none Ri 10 ohm Si,S2 on both ends of Ri,R2 parallel R3 Si,S2 on jumpers Ri and (R2 + R3) removed in parallel 3. Kiểm tra các phép đo trên bằng cách kết nối các volt - ampe kế và như được chỉ ra bởi các đường đứt nét Trong hình 1-2, và bằng cách sử dụng luật ohm và các giá trị đo điện áp và hiện tại. Sử dụng 5Vdc điện áp đầu vào. Switch Jumpers needed Resistors Measured current connected Si,S2 on both ends of R3 two 10ß in parallel Si,S2 on jumpers 10 and 20 ohms in removed parallel 4. Cấu hình "Định luật Ôm" bảng như quy định trong bảng sau. Điền vào các cột "kháng đo" với giá trị thu được từ vạn năng. Các mét được xây dựng-in không được sử dụng vào thời điểm này. S Jumper Resistors Resistance Measured witch location meter resistance Si on end of R3 Ri, R2 in a and f terminals series Si on jumper Ri, R2, R3 in a and f terminals removed series 5. Kết nối được xây dựng trong volt và ampe kế vào mạch như được chỉ ra bởi các đường nét đứt trong hình 1-2. Tính kháng loạt của R2 và R3 sử dụng luật ohm và các giá trị đo điện áp và hiện tại. Đặt điện áp đầu vào cho lOVdc và chỉ giữ S2 trên. Tóm lược 1. Tổng mức kháng trong một loạt mạch tăng khi có thêm điện trở được thêm vào mạch. 123
2. Tổng kháng trong mạch song song giảm khi nhiều điện trở được thêm vào mạch. Khi n-giống hệt điện trở được tham gia, tổng kháng is.- Đối với một mạch series: Trong đó X là giá trị của một điện trở cá nhân 124
Thí nghiệm 3 Vôn kế và đo điện áp Mục đích Nghiên cứu các nguyên tắc hoạt động trên vôn kế. Xác định sai số phép đo liên quan đến các vôn kế. Giới thiệu Một vôn kế analog là bao gồm một mét và mutiplier điện trở được mắc nối tiếp với đồng hồ. Đối với DC vôn kế, quy mô đầy đủ (FS) nhạy cảm của đồng hồ tự dao động từ 50 UA đến 1 mA với kháng nội bộ là giữa 500-1000 ohms. Vì vậy, đối với một mét với 100 UA và 1000 ohm, đầy đủ điện áp đầu vào quy mô là 100 UA x 1000 fl = 0,1 V. Mục đích của điện trở nhân là để thả điện áp tương đương với đầu vào trừ đi FS điện áp mét. Ví dụ, khi đo một đầu vào của 10V như thể hiện trong hình 3-1, điện áp tối đa mà có thể xuất hiện Hình 3-1 Cấu trúc bên trong của một vôn kế. trên mét là IV nếu độ nhạy mét FS là 1 mA và kháng mét là 1000 ohms. Do đó, 9V còn lại phải được hấp thụ bởi các điện trở nhân. Trong hình, giá trị của Ri được xác định thông qua các bước sau đây. 125
Một thay thế cho các phương pháp trên là để tìm thấy những tồn tại đó là điện áp đầu vào chia cho phạm vi mét FS Ghi chú vôn kế thương mại có chứa một vài trăm chiết ohm trong loạt với đồng hồ để hiệu chỉnh các kháng mét. thiết bị cần thiết • Ban gắn BR-3 • Hội đồng số 02-(vôn kế) • DC cung cấp điện 0 -50V 1A • vạn năng kỹ thuật số • Kết nối dây 126
127
3.1.Phương pháp thí nghiệm kháng nội bộ và Multiplier- ' 1. Cài đặt "vôn kế (N0-02)" ban cho các rack. 2. Điều chỉnh đầu ra nguồn cung cấp DC 5V, và kết nối đầu ra để + và - thiết bị đầu cuối của bảng. 3. Kết nối mét trên bảng như được chỉ ra bởi các đường chấm trong hình 3-2. Hãy chắc chắn rằng quy mô đầy đủ của đồng hồ chỉ 1 mA. 4. Đo điện áp trên mét (Ei) sử dụng một Multimeter kỹ thuật số. Hãy xem xét kháng nội bộ của đồng hồ (Rm) là 1 Kohm. Tính nhạy cảm của các đồng hồ sử dụng Ei. 5. Sử dụng vạn năng kỹ thuật số, đo điện áp (E2) qua điện trở nhân (RM). Thêm hai điện áp, Ei và E2, cùng nhau. Các tổng nên được 5V. Chú thích: Tổng lỗi từ đồng hồ, đa thử nghiệm và các điện trở có thể được càng nhiều càng + - 3%. 6. Trong trường hợp điện áp đầu vào là 3V, những gì sẽ là mét hiện tại tôi ở mA? So sánh kết quả với việc đọc thực tế của đồng hồ. Ghi chú: Với tổng số kháng tải (RM + Rm) không thay đổi, đồng hồ hiện nay là tỷ lệ thuận với điện áp nguồn. Vì vậy, trong trường hợp đồng hồ đọc FS là 1 mA với nguồn 5V, sau đó các nguồn điện áp yêu cầu cho một nửa FS đọc (0,5 mA) sẽ là 2.5V. Các nguyên tắc Multiaeter hoạt động: 7. Thiết lập nguồn DC 50V và kết nối đầu ra để + và COM thiết bị đầu cuối của bảng. 8. Đặt một dây nhảy giữa SCOM và thiết bị đầu cuối 50V. Kiểm tra đồng hồ dấu hiệu (độ nhạy mét FS là 1 mA). kháng nhân tại vị trí này là gì? Tính mét hiện và xác minh rằng hiện nay thực sự là 1 mA. 9. Điều gì nên là vị trí Saw để đo 10V? Tính mét hiện nay ở mA, và giải thích lý do tại sao các vôn kế sẽ chỉ 10V. 10. Kết nối 5Vdc để hội đồng quản trị và thiết lập SCOM để 5V phạm vi. Kết nối đầu vào thiết bị đầu cuối như được chỉ ra bởi các đường chấm chấm trong hình 3-3. Đo điện áp trên đồng hồ 128
Hình 3-3 Sơ đồ kết nối cho các thí nghiệm vạn năng. Các điện áp đo được có thể thấp hơn so với những gì được đo ở bước 5. Trong bước 5, E2 là 4V. Giải thích lý do tại sao nó là như vậy. Ghi chú: Các kháng mét của hầu hết đa năng số là khoảng 10 là đủ lớn để không gây ra bất kỳ tác dụng tải. Tuy nhiên, đồng hồ được sử dụng trong thí nghiệm này có sức đề kháng nội bộ 1000 fl / V. Do đó, ở khoảng 5V, 5kQ kháng mét có nhỏ hưởng của tổng lượng tải khi được đặt song song với 4 kohm nhân điện trở như thể hiện trong hình 3-4 129
Trong (a) sự sắp xếp, không có ảnh hưởng đến sức đề kháng nhân. Tuy nhiên, trong (b) sự sắp xếp, sự hiện diện của đồng hồ kháng gây ra các kháng nhân hiệu quả là 2,22 kohms 130
11. Áp dụng chính xác IV đến + và COM thiết bị đầu cuối, và đặt SCOM để khoảng 1.5V. Hãy chắc chắn rằng đồng hồ đọc IV. Quy mô thấp hơn phải được sử dụng. Điều chỉnh RC chiết và xem hiệu ứng. Ghi chú: Mục đích của chiết áp là hiệu chỉnh kháng mét. Khi đo đạc một mét, nó được ưa thích sử dụng phạm vi thấp hơn cho độ chính xác tốt hơn. Tóm lược 1. DC vôn kế là bao gồm một ampe kế DC và điện trở nhân. Giá trị của điện trở nhân có thể được xác định từ FS nhạy mét và mét kháng một khi yếu tố nhân N được biết đến. Thí dụ: Thiết kế một vôn kế FS 100V sử dụng một lOOuA, 1 K £ 2 DC ampe kế. • Các điện áp đầu vào FS để đo 100 x UA 1 KFL = 0. IV 1 100 V • Phép nhân tố N = = 1000 2 0.1V • Nhân RM = (N-l) x Rm = (1000-1) x 1 KQ = 999 KFL • Độ nhạy điện áp đầu vào, ohms mỗi volt, thu được từ các phương pháp sau đây. kháng đầu vào ở khoảng 100V: RM + Rm = 999 K £ 2 + 1 k £ 2 = 1 MQ. IMG 10k « Do đó, Ohms / volt = = 100V V Các lỗi đo phụ thuộc vào ohms mỗi con số volt. ohms cao hơn cho mỗi volt được ưa thích để làm giảm sai số đo. 2. Các cao độ nhạy của ampe kế FS là (có nghĩa là ít hơn FS hiện hành), cao hơn các kháng đầu vào của vôn kế. Các ví dụ được trình bày ở trên. Trong các thí nghiệm, các kháng đầu vào của đồng hồ là 1000 ohm / 131
volt cho 1 mA FS mét. Nhưng đối với đồng hồ với 100 UA FS, các kháng đầu vào đã tăng lên đến 10.000 ohm / V. AC vôn kế hoạt động hơi khác nhau. Hai loại vôn kế AC được xác định. Các loại đầu tiên rectifies AC điện áp DC đầu tiên, sau đó sử dụng các nguyên tắc vôn kế DC để đo điện áp. Loại thứ hai sử dụng di chuyển cơ chế sắt. 132
Thí nghiệm 4 Am pe kế và đo lường hiện tại Mục đích Nghiên cứu các nguyên tắc hoạt động của ampe kế. Xác định sai số phép đo liên quan đến các ampe kế. Giới thiệu Một ampe kế là bao gồm một mét và một điện trở shunt được kết nối qua mét. Sự nhạy cảm điển hình của đồng hồ là trong khoảng 50uA với quy mô đầy đủ 1mA (FS) với đồng hồ nội bộ kháng chiến là của 50.052-1.000 «. Đối với điện trở shunt đánh giá trên 10A, FS điện áp của shunt cũng được xác định. Ví dụ, một shunt đánh giá cho 100A và 50mV có nghĩa là khi FS điện áp đầu vào để đo là 50mV, nó tương đương với 100A. Nói cách khác, nếu độ nhạy mét là lOOuA và kháng nội bộ là 500Q, FS điện áp đầu vào của đồng hồ sẽ lOOuA x 500S2 = 50mV. Hình 4-1 Ampe kế xây dựng. Một phân tích toàn diện hơn được hiển thị trong Hình 4-1. Ở đây, sự nhạy cảm mét là 1 mA và kháng nội bộ là 1000 ohms. Tổng hiện nay được chia thành Ii và I2. Điện áp Em qua hai điện trở song song Ri và R2 phải là giống nhau. Do đó, Ri x Ii = R2 x I2. 133
Áp dụng các mối quan hệ ở trên để tìm R2. Kể từ 1mA ampe kế được sử dụng để đo lường 1 A hiện tại, N = 1 A / 1 mA = 1000. Ghi chú: Hầu hết các multimeters có một built-in chiết với giá trị của một vài trăm ohms Trong loạt với đồng hồ để cung cấp khả năng hiệu chuẩn. thiết bị cần thiết • Ban gắn BR-3 • Ban N0-03 (am pe kế) • DC cung cấp 0-10V / 1A • Digital Multimeter và dây nối 4.1.Phương pháp thí nghiệm kháng mét nội bộ và shunt: 134
1. Cài đặt các am pe kế bảng (N0-03) để hội đồng quản trị gắn kết. 2. Điều chỉnh đầu ra của DC không đổi mã nguồn hiện tại để 10mA, và kết nối các nguồn hiện tại để + và - thiết bị đầu cuối bên trái. 3. Thiết lập phạm vi hiện tại của các thử nghiệm đa số đến DC 20mA và kết nối với các thiết bị đầu cuối được chỉ ra bởi A trên bên trái của hình 4-2. Đo dòng điện trong mA. 4. Kết nối đồng hồ như được chỉ ra bởi các đường chấm trong hình 4-2, và xác minh rằng các dấu hiệu đồng hồ FS là 1mA. Kiểm tra hiện hành 12 thông qua Rs shunt. Do nguồn hiện nay là hằng số hiện tại, hiện tại thông qua Rs nên giảm do hiện tại rút ra theo mét. Trong trường hợp đồng hồ chỉ ra giá trị FS, những gì cần được tổng số hiện nay CNTT? ý nghĩa của việc đo lường là gì? 5. Nối mạch như được chỉ ra bởi các đường chấm trong hình 4-3. Thiết lập đầu ra DC 5V, và kết nối đầu ra để + phụ của mạch và - thiết bị đầu cuối của điện trở tải. Tinh chỉnh nguồn DC mà đo chỉ ra chính xác 1mA FS. 135
136
6. Thiết lập phạm vi điện áp của vạn năng kỹ thuật số để 20V và kết nối nó qua các thiết bị đầu cuối tải điện trở. Kiểm tra việc đọc điện áp. Nếu điện áp cung cấp là Eb và điện áp trên tải là El, sau đó những gì cần được điện áp trên mét Em? các ý nghĩa của Em là gì? Rs: Shunt, N: Nhiều Ratio Hình 4-3 Sơ đồ kết nối cho các thí nghiệm ampe kế Tha ampe kế trong một vạn năng: 7. Như trong hình 4-4, kết nối thiết bị đầu cuối để Sc 10mA thiết bị đầu cuối. Kết nối + thiết bị đầu cuối đầu vào và COM trong series với Rs như được chỉ ra bởi các đường đứt nét. 137