Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

Chia sẻ: Calliope09 Calliope09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Đo lường điện được biên soạn theo chương trình dạy nghề của Trường Cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình, dùng cho hệ đào tạo Cao đẳng nghề và trung cấp nghề, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho hệ sơ cấp nghề và liên thông. Nội dung chủ yếu của giáo trình là trình bày về cấu tạo, nguyên lý làm việc của các dụng cụ đo điện, ứng dụng của nó trong việc đo các đại lượng điện.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….tháng….năm ......... ………… của………………………………. Ninh Bình, năm 2019
2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
3 LỜI GIỚI THIỆU Kỹ thuật đo lường là một trong những Mô đun quan trọng đối với sự phát triển khoa học kỹ thuật . Dụng cụ đo điện ngày nay không chỉ đo được những đại lượng điện mà còn đo được tất cả những đại lượng không phải điện, vì vậy nó đã nhanh chóng chiếm vị trí xứng đáng trong mọi ngành nghề khoa học kỹ thuật. Để nắm vững được kiến thức cơ bản về dụng cụ và kỹ thuật đo lường, yêu cầu mỗi chúng ta dù là cán bộ khoa học ngành điện hay công nhân kỹ thuật đều cần biết đến dụng cụ đo điện vì đây chính là cánh tay đắc lực nhất, con mắt tinh tường nhất giúp chúng ta nghiên cứu, giảng dạy, học tập, lao động sản xuất và sinh hoạt hàng ngày. Giáo trình Đo lường điện được biên soạn theo chương trình dạy nghề của Trường Cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình, dùng cho hệ đào tạo Cao đẳng nghề và trung cấp nghề, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho hệ sơ cấp nghề và liên thông. Nội dung chủ yếu của giáo trình là trình bày về cấu tạo, nguyên lý làm việc của các dụng cụ đo điện, ứng dụng của nó trong việc đo các đại lượng điện. Giáo trình được biên soạn có sự tham khảo và dẫn chiếu từ các tài liệu chuyên ngành (nêu ở phần Tài liệu tham khảo) được trình bày ngắn gọn, dễ hiểu không đi sâu vào thiết kế tính toán hoặc quy tắc sử dụng. Nhằm giảng dạy cho sinh viên, học sinh chuyên ngành Điện - Điện tử và một số ngành liên quan đang được giảng dạy ở khoa Cơ điện của Nhà trường. Tuy nhiên do kinh nghiệm hạn chế, vốn hiểu biết có hạn, chúng tôi đã hết sức cố gắng để cuốn giáo trình này được hoàn chỉnh, song chắc chắn không tránh khỏi sai sót, rất mong được sự góp ý của bạn đọc để giáo trình tiếp tục được hoàn chỉnh hơn. Xin trân thành cảm ơn ! Ninh Bình, ngày ...... tháng ...... năm 2019 THAM GIA BIÊN SOẠN 1. Chủ biên: NGUYỄN THỊ PHƯỢNG 2. Thành viên: 3. Thành viên:
4 MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU ........................................ 3 BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN ................ 8 1. KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN ........................................................ 8 1.1. Khái niệm về đo lường .......................................................................... 8 1.2. Khái niệm về đo lường điện .................................................................. 9 1.3. Các phương pháp đo.............................................................................. 9 2. CÁC SAI SỐ VÀ TÍNH SAI SỐ. .............................................................. 11 2.1. Khái niệm về sai số ............................................................................. 11 2.2. Các loại sai số ..................................................................................... 11 2.3. Phương pháp tính sai số ...................................................................... 13 2.4. Các phương pháp hạn chế sai số .......................................................... 14 BÀI 2: CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG ................. 17 1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ CẤU ĐO ................................................................ 17 1.1. Khái niệm và phân loại........................................................................ 17 1.2. Các ký hiệu trên mặt số dụng cụ đo điện ............................................. 18 2. CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO ........................................................................ 20 2.1. Cơ cấu đo từ điện ................................................................................ 20 2.2. Cơ cấu đo điện từ ................................................................................ 22 2.3. Cơ cấu đo kiểu điện động .................................................................... 24 2.4. Cơ cấu đo cảm ứng.............................................................................. 25 BÀI 3: ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN ................... 29 1. ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG U, I..................................................................... 29 1.1. Đo dòng điện ....................................................................................... 29 1.2. Đo điện áp ........................................................................................... 36 2. ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG R, L, C ................................................................ 39 2.1. Đo điện trở .......................................................................................... 40 2.2. Đo điện cảm ........................................................................................ 43 2.3. Đo điện dung ....................................................................................... 47 3. ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG TẦN SỐ, CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG......... 49
5 3.1. Đo tần số ............................................................................................. 49 3.2. Đo công suất ....................................................................................... 51 3.3. Đo điện năng. ...................................................................................... 56 BÀI 4: SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY ĐO THÔNG DỤNG ............ 70 1. SỬ DỤNG VOM, M, TERA ............................................................... 70 1.1. Sử dụng VOM ..................................................................................... 70 1.2. Sử dụng mêgaÔm - M ...................................................................... 76 1.3. Sử dụng Teramét - Tera.................................................................... 77 2. SỬ DỤNG AMPE KÌM, MÁY HIỆN SÓNG (OSC) ................................ 80 2.1. Sử dụng Ampe kìm ............................................................................. 80 2.2. Sử dụng máy hiện sóng (OSCILLOSCOPE - OSC) ............................ 81 3. SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG ................................................. 83 3.1. Máy biến điện áp - TU ........................................................................ 83 3.2. Máy biến dòng điện - TI ...................................................................... 84
6 MÔ ĐUN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN Mã mô đun: MĐ16 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: Đo lường điện là mảng kiến thức và kỹ năng không thể thiếu đối với bất kỳ người thợ điện nào, đặc biệt đối với những người phụ trách phần điện trong các xí nghiệp, nhà máy, thường được gọi là điện công nghiệp. Những vấn đề về đo lường kỹ thuật có liên quan trực tiếp tới chất lượng, độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị và hệ thống điện khi làm việc. Vì vậy, đòi hỏi người thợ lành nghề phải tinh thông các cơ sở đo lường kỹ thuật, phải hiểu rõ về các đơn vị đo, các mẫu chuẩn ban đầu của đơn vị đo và tổ chức kiểm tra các dụng cụ đo; hiểu rõ nguồn gốc và nguyên nhân của các sai số trong quá trình đo và phương pháp xác định chúng. Giáo trình Đo lường điện được biên soạn sau khi đã xem xét, cân nhắc đến đặc điểm riêng biệt của nghề điện và thời gian đào tạo. Mô đun Đo lường điện không những được dạy cho người học cách sử dụng tất cả các dụng cụ đo điện đã miêu tả mà còn tạo cho người học năng lực vận dụng các kết quả đo vào việc phân tích, xác định các sai lỗi của các thiết bị và hệ thống điện. Mô đun Đo lường điện cần sử dụng các kiến thức của môn học mạch điện, được học sau môn an toàn lao động và học trước các mô đun chuyên môn như mô đun Máy điện, Cung cấp điện ... Mục tiêu của mô đun: Học xong Môn đun này, người học có khả năng: - Phân tích được cấu tạo, phạm vi ứng dụng của các loại cơ cấu đo: điện từ, từ điện, điện động và cơ cấu đo cảm ứng; - Lựa chọn các loại máy và thiết bị đo thích hợp cho từng trường hợp đo cụ thể; - Sử dụng được các loại máy và thiết bị đo để đo các thông số và đại lượng điện: R, L, C, U, I, công suất và điện năng bằng phương pháp đo trực tiếp hoặc gián tiếp. Hạn chế sai số của phép đo trong phạm vi  5%. Nội dung của mô đun: Thời lượng Loại Tổng Lý Thực Kiể Mã bài Tên bài bài Địa điểm số thuyết hành m dạy tra* MĐ16_B01 Đại cương về đo Lý Lớp học 03 02 01
7 lường điện thuyết MĐ16_B02 Các loại cơ cấu đo Lý Lớp học 13 05 07 1 thông dụng thuyết MĐ16_B03 Đo các đại lượng Tích Lớp học + 32 07 23 2 điện cơ bản hợp Xưởng thực hành MĐ16_B04 Sử dụng các loại Tích Xưởng thực 32 06 23 3 máy đo thông dụng hợp hành Cộng: 80 20 54 6
8 BÀI MỞ ĐẦU ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN Mã bài: MĐ16_B01 Giới thiệu: Đo lường là sự so sánh đại lượng chưa biết (đại lượng đo) với đại lượng đã được chuẩn hóa (đại lượng mẫu hoặc đại lượng chuẩn). Như vậy công việc đo lường là nối thiết bị đo vào hệ thống được khảo sát và quan sát kết quả đo được các đại lượng cần thiết trên thiết bị đo. Trong thực tế rất khó xác định ‘‘trị số thực’’ của đại lượng đo. Vì vậy, trị số đo được cho bởi thiết bị đo gọi là trị số tin cậy được (expected value). Bất kỳ đại lượng đo nào cũng bị ảnh hưởng bởi nhiều thông số. Do đó, kết quả đo ít khi phản ánh đúng trị số tin cậy được. Cho nên có nhiều hệ số ảnh hưởng trong đo lường liên quan đến thiết bị đo. Ngoài ra, có những hệ số khác liên quan đến con người sử dụng thiết bị đo. Như vậy, độ chính xác của thiết bị đo được diễn tả dưới hình thức sai số. Mục tiêu: - Giải thích các khái niệm về đo lường, đo lường điện; - Tính toán được sai số của phép đo, vận dụng phù hợp các phương pháp hạn chế sai số; - Đo các đại lượng điện bằng phương pháp đo trực tiếp hoặc gián tiếp. Nội dung chính: 1. KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN Mục tiêu: Giải thích các khái niệm về đo lường, đo lường điện và các phương pháp đo. 1.1. Khái niệm về đo lường a/ Đo lường: - Đại lượng nào so sánh được với mẫu (hay chuẩn) thì mới đo được. Nếu các đại luợng không so sánh được thì phải chuyển đổi về đại lượng so sánh được với mẫu (hay chuẩn) rồi đo. - Đo lường là quá trình so sánh đại lượng chưa biết với đại lượng cùng loại đã biết, chọn làm mẫu (gọi là đơn vị). b/ Mẫu đo: Dụng cụ giữ mẫu các đơn vị đo gọi là mẫu đo. c/ Dụng cụ đo: Dụng cụ thực hiện việc so sánh gọi là dụng cụ đo (còn gọi là máy đo, đồng hồ đo ...).
9 Ví dụ: Việc đo khối lượng là thực hiện so sánh khối lượng cần đo với khối lượng của một khối kim loại chọn làm đơn vị (kilôgam). Dụng cụ đo là chiếc cân. 1.2. Khái niệm về đo lường điện Đo lường điện là quá trình đánh giá định lượng đại lượng điện cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo. 1.3. Các phương pháp đo a/ Phương pháp đo trực tiếp Đo trực tiếp là phương pháp đo mà đại lượng cần đo được so sánh trực tiếp với mẫu đo (đơn vị đo) cùng loại. Ví dụ: Đo dòng điện bằng Ampemét ; đo điện áp bằng cách so sánh với sức điện động mẫu; đo điện trở bằng cách so sánh với điện trở mẫu (cầu điện)... Nói chung, các đại lượng điện đa số được đo bằng phương pháp đo trực tiếp. Do lượng cần đo so sánh trực tiếp với mẫu đo nên phương pháp này dễ dàng đạt được độ chính xác cao. Đo trực tiếp có 2 cách: đo đọc thẳng và đo so sánh. - Phương pháp đo đọc thẳng là phương pháp đo mà kết quả đo được chỉ ngay trên mặt chia độ hay mặt hiện số của dụng cụ đo. Chẳng hạn, nếu đo điện áp bằng V-mét thì kết quả đo sẽ là một con số do kim chỉ ngay trên mặt chia độ. Phương pháp này chỉ đạt độ chính xác tới 0,05 là mức cao nhất hiện nay của dụng cụ đo đọc thẳng. - Phương pháp đo so sánh là phương pháp đo mà đại lượng cần đo được so sánh với một mẫu đo cùng loại đã biết trị số. Chẳng hạn, việc dùng các cữ đo để kiểm tra các kích thước các chi tiết gia công là phương pháp đo so sánh. Kích thước của cữ kiểm tra là mẫu đo đã biết, còn kích thước các chi tiết cần đo được so sánh với mẫu đo. Phương pháp so sánh thực hiện bằng hai cách: Phương pháp so lệch: Lượng cần đo Ax được so sánh với mẫu G o A0, lượng sai lệch ( A = A0 – U Ax) sẽ do dụng cụ đo xác định. Biết Ex A0 và A ta sẽ tính được giá trị E0 lượng cần đo Ax. Chẳng hạn, hình o 1-1 vẽ sơ đồ nguyên tắc đo sức Hình 1-1 Đo sức điện động bằng điện động hay điện áp bằng phương phương pháp so lệch pháp so lệch sức điện động cần đo
10 Ex được so sánh với sức điện động mẫu E0, điện kế G sẽ thực hiện đo phần chênh lệch U. Từ đó: Ex = E0  U Tuy số đo U đạt độ chính xác không cao lắm nhưng trị số của nó chỉ vào khoảng 0,01 trị số của Ex, nên kết quả đo vẫn đạt được mức chính xác cao tới 0,03% Phương pháp chỉ không: Là phương pháp đo mà lượng cần đo Ax được so sánh với mẫu đo A0 có thể điều chỉnh được, bảo đảm sai lệch A0 –Ax = 0. Kết quả so sánh xác định bằng dụng cụ đo chỉ không. Thực chất của phương pháp đo chỉ không cũng là phương pháp so lệch, trong đó E0 hoặc Ex có thể điều chỉnh được để đảm bảo U = 0 (hình 1-1). Điện kế G làm nhiệm vụ chỉ 0. Độ chính xác của phương pháp này do dụng cụ chỉ không quyết định và nói chung đạt độ chính xác rất cao. b/ Phương pháp đo gián tiếp Đo gián tiếp là phương pháp đo trong đó lượng cần đo sẽ được tính ra từ kết quả đo các đại lượng khác có liên quan. Các đại lượng có liên quan thường đo bằng phương pháp trực tiếp. Chẳng hạn, muốn đo điện trở rx ta đặt nó vào điện áp U để có dòng điện I đi qua. Đo U và I bằng Vônmét và Ampemét ta sẽ xác định được trị số rx theo định luật ôm: U rx  I Sai số của phương pháp đo gián tiếp bao gồm sai số khi đo các đại lượng liên quan (ít ra cũng là hai đại lượng), sai số do tính toán, nên nói chung, độ chính xác của phương pháp này rất thấp. Tuy nhiên, phương pháp này cho phép đo các đại lượng bằng một số dụng cụ đo thông thường, nên vẫn hay được áp dụng, nhất là khi không có các dụng cụ đo chuyên để đo đại lượng cần đo, như đo điện trở, đo hệ số công suất, đo hệ số trượt của động cơ không đồng bộ, ...
11 Ta tóm tắt sự phân loại các phương pháp đo theo sơ đồ (hình 1-2). Các phương pháp đo Đo trực tiếp Đo gián tiếp Đo đọc thẳng Đo so sánh Đo so lệch Đo chỉ không Hình 1-2 Sơ đồ phân loại phương pháp đo 2. CÁC SAI SỐ VÀ TÍNH SAI SỐ Mục tiêu: Tính toán được sai số của phép đo, vận dụng phù hợp các phương pháp hạn chế sai số. 2.1. Khái niệm về sai số Khi đo, số chỉ của dụng cụ đo cũng như kết quả tính được luôn luôn sai lệch ít nhiều với giá trị thực của lượng cần đo mà có sai số gọi là sai số của phép đo. 2.2. Các loại sai số a/ Sai số tuyệt đối Gọi kết quả đo được là số đo, kí hiệu là A, giá trị thực của lượng đo là giá trị đo được bằng các dụng cụ đo mẫu hoặc bằng các phép tính chính xác, kí hiệu là A1 thì: A = A1-A (1.1) A được gọi là sai số tuyệt đối của phép đo. Từ đó, giá trị thực của lượng đo sẽ nằm trong phạm vi: A - A  A1  A + A (1.2) Thực tế, A rất khó xác định chính xác vì giá trị A1 nói chung, cũng chỉ xác định qua các dụng cụ đo. Vì thế, người ta chỉ xác định được giá trị giới hạn của A, gọi là sai số tuyệt đối lớn nhất Amax .Thông thường, nói sai số tuyệt đối của phép đo là ta hàm ý nói sai số lớn nhất (giới hạn lớn nhất của sai số). Ví dụ 1-1: Kiểm tra một Ampemét bằng dụng cụ đo mẫu ta được kết quả
12 như bảng 1-1: Số chỉ của dụng cụ mẫu, A 0 1 2 3 4 5 Số chỉ của Ampemét kiểm tra, A 0 1,02 2,01 2,97 3,97 4,95 Sai số I, A 0 0,02 0,01 0,03 0,03 0,05 Tìm sai số tuyệt đối của Ampemét đó. Giải: Sai số tuyệt đối của từng lần đo đã tính trong bảng 1-1. Sai số tuyệt đối của Ampemét chính là sai số lớn nhất. I max = 0,05A Các sai số tuyệt đối được chia làm ba loại: Sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên, sai số nhiễu. b/ Sai số tương đối Sai số tương đối của phép đo là đại lượng đo bằng tỷ số giữa sai số tuyệt đối và kết quả đo, ký hiệu A thường tính ra phần trăm.  1   1   A  100 %  100 %  100 % (1.3   1 ) Phép đo có A càng nhỏ thì càng chính xác . Ví dụ 1-2: Tính sai số tương đối của kết quả kiểm tra Ampemét ở ví dụ 1-1. Giải: Áp dụng công thức (1.3) ta tính được  như sau: (Bảng 1-2) I Số chỉ của Ampemét mẫu, A 1 2 3 4 5 Sai số tương đối, % 2 0,5 1 0,75 1 c/ Cấp chính xác Là giá trị sai số cực đại mà dụng cụ đo mắc phải. Người ta quy định cấp chính xác của dụng cụ đo đúng bằng sai số tương đối quy đổi của dụng cụ đo và được Nhà nước quy định cụ thể:  max    qd max  100 %  max (1.4) Trong đó:  - Cấp chính xác Amax - Sai số tuyệt đối lớn nhất Amax - Giá trị lớn nhất của thang đo
13 Nếu biết cấp chính xác của dụng cụ đo, ta dễ dàng tính ra được sai số tuyệt đối lớn nhất của dụng cụ đo :  % (1.5)  max    max 100 Và từ đó, xác định được sai số tương đối ứng với mỗi giá trị đo (Sai số cơ bản của dụng cụ đo).  max  % 100 %  (1.6) A  100 %     100  kd  max Ví dụ 1-3: Qua kiểm tra Ampemét ở ví dụ 1-1 cho biết cấp chính xác của nó. Giải: Biết cấp chính xác của dụng cụ đo chính là: qđmax. Từ bảng 1-2 ta thấy :  qd max  1% Vậy cấp chính xác của Ampemét là  = 1. Ví dụ 1-4: Ampemét ở ví dụ trên, nếu đo dòng điện I1 = 1A ; I2 = 4A thì sai số tương đối lớn nhất mà phép đo gặp phải (sai số cơ bản) là bao nhiêu? Giải: Áp dụng công thức (1.6):  1  1  I1    5%  I2    1, 25 % k d1 1 kd2 4 và 5 5 Theo quy định, cấp chính xác được ghi ngay trên mặt dụng cụ đo. 2.3. Phương pháp tính sai số a/ Loại trừ sai số hệ thống - Sử dụng cách bù sai số ngược dấu; - Đưa vào một lượng hiệu chỉnh hay một hệ số hiệu chỉnh. b/ Các bước tính sai số ngẫu nhiên: Xét n phép đo với các kết quả đo thu được là x1, x2, ..., xn. B1- Tính ước lượng kì vọng toán học mx của đại lượng đo: (1.7 )
14 chính là giá trị trung bình đại số của n kết quả đo. B2- Tính độ lệch của kết quả mỗi lần đo so với giá trị trung bình vi: - vi (còn gọi là sai số dư). (1.8 ) B3- Tính khoảng giới hạn của sai số ngẫu nhiên: Được tính trên cơ sở đường phân bố chuẩn: Δ = [Δ1, Δ2] ; thường chọn Δ = [Δ1, Δ2] với: (1.9 ) với xác suất xuất hiện sai số ngẫu nhiên ngoài khoảng này là 34%. B4- Xử lý kết quả đo: Những kết quả đo nào có sai số dư vi nằm ngoài khoảng Δ = [Δ1, Δ2] sẽ bị loại. 2.4. Các phương pháp hạn chế sai số - Chuẩn bị tốt trước khi đo: Phân tích lý thuyết; kiểm tra dụng cụ đo trước khi sử dụng; chuẩn bị trước khi đo; chỉnh "0" trước khi đo… - Quá trình đo có phương pháp phù hợp: Tiến hành nhiều phép đo bằng các phương pháp khác nhau; sử dụng phương pháp thế… - Xử lý kết quả đo sau khi đo: Sử dụng cách bù sai số ngược dấu (cho một lượng hiệu chỉnh với dấu ngược lại); trong trường hợp sai số hệ thống không đổi thì có thể loại được bằng cách đưa vào một lượng hiệu chỉnh hay một hệ số hiệu chỉnh: Lượng hiệu chỉnh: là giá trị cùng loại với đại lượng đo được đưa thêm vào kết quả đo nhằm loại sai số hệ thống. Hệ số hiệu chỉnh: là số được nhân với kết quả đo nhằm loại trừ sai số hệ thống.
15 CÂU HỎI ÔN TẬP a. Câu hỏi trắc nghiệm + Đọc kỹ các câu hỏi chọn và đánh dấu (X) ý trả lời đúng nhất vào các ô ở các cột tương ứng. TT Nội dung câu hỏi a b c d 1.1. Giá trị bằng hiệu số giữa giá trị đúng của đại lượng cần đo và giá trị đo được trên mặt đồng hồ đo được gọi là: a. Sai số phụ; b. Sai số cơ bản; c. Sai số tuyệt đối; d. Sai số tương đối. 1.2. Tỷ lệ giữa sai số tuyệt đối và giá trị thực cần đo (tính theo %) được gọi là: a. Sai số tương đối; b. Sai số phụ; c. Sai số cơ bản; d. Tỷ lệ phần trăm của sai số tuyệt đối. 1.3 Khi đo điện áp xoay chiều 220V với dụng cụ đo có sai số tương đối 1,5% thì sai số tuyệt đối lớn nhất có thể có với dụng cụ là: a. 10V; b. 2,2V; c. 3,3V; d. 1,1V. b. Câu hỏi tự luận 1. Nêu các định nghĩa về đo lường, mẫu đo, dụng cụ đo. 2. Phương pháp đo là gì? Có mấy loại phương pháp đo? 3. Thế nào là sai số tuyệt đối, sai số tương đối? Viết các công thức tính sai số của phép đo.
16 4. Cấp chính xác của dụng cụ đo là gì? Phân biệt sai số của dụng cụ đo và cấp chính xác của dụng cụ đo?
17 BÀI 2 CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG Mã bài: MĐ16_B02 Giới thiệu: Hiện nay khoa học kỹ thuật rất phát triển. Người ta đã chế tạo ra được nhiều thiết bị đo lường điện tử chỉ thị kết quả đo bằng hiện số có độ chính xác cao. Tuy nhiên các thiết bị đo lường sử dụng cơ cấu chỉ thị kết quả đo bằng kim vẫn được sử dụng rất phổ biến trong các xí nghiệp, trường học cũng như trong các phòng thí nghiệm vì tính ưu việt của nó. Các thiết bị đo lường sử dụng cơ cấu đo chỉ thị kim được dùng nhiều nhất là Vôn mét và Ampe mét, hơn thế nữa, các cơ cấu này thao tác sử dụng đơn giản và giá thành cũng rẻ hơn rất nhiều so với các thiết bị đo lường chỉ thị kết quả đo lường bằng hiện số. Vì vậy người công nhân cần hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như sử dụng thành thạo các cơ cấu đo chỉ thị kim. Mục tiêu: - Phân tích được cấu tạo của các cơ cấu đo có trong xưởng trường; - Lựa chọn cơ cấu đo trong từng trường hợp sử dụng cụ thể. Nội dung chính: 1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ CẤU ĐO Mục tiêu: - Trình bày được khái niệm và phân loại được các cơ cấu đo; - Đọc được các ký hiệu trên mặt dụng cụ đo. 1.1. Khái niệm và phân loại a/ Khái niệm: Cơ cấu đo là bộ phận chủ yếu của dụng cụ đo điện, thực hiện chức năng nhận lượng vào Y (đã được biến đổi từ đại lượng cần đo X nhờ mạch đo), sau đó biến đổi thành góc quay  của kim trên mặt số. Giữa đại lượng X và Y có quan hệ : Y = f(X) (2.1) Góc quay  phụ thuộc vào Y theo quan hệ hàm số:  = f(Y) (2.2) Từ (2.1) và (2.2), ta thấy ứng với mỗi giá trị X trong giới hạn đo, đều có một giá trị tương đương , và do đó, tương ứng với một giá trị xác định của kim trên mặt số. Vì vậy người ta khắc độ ngay giá trị X ở vị trí đó, và khi đo, ta đọc
18 thẳng giá trị của lượng cần đo trên mặt số. Nói chung lượng vào (Y) của cơ cấu đo đều dưới dạng dòng điện, nên khi xét nguyên tắc của cơ cấu đo, ta lấy lượng vào là dòng điện. b/ Phân loại: Cơ cấu đo điện được phân thành 4 loại cơ bản - Cơ cấu đo từ điện - Cơ cấu đo điện từ - Cơ cấu đo điện động - Cơ cấu đo cảm ứng 1.2. Các ký hiệu trên mặt số dụng cụ đo điện Ký hiệu theo cơ cấu đo, dụng cụ đo chia thành các loại như sau: + Dụng cụ đo kiểu từ điện: ...................................... + Dụng cụ đo kiểu điện từ: ........................ + Dụng cụ đo kiểu điện động: ............................. + Dụng cụ đo kiểu cảm ứng: .................... + Dụng cụ đo kiểu sắt điện động: ........................... + Dụng cụ đo kiểu tĩnh điện: .................... Để mở rộng khả năng sử dụng của cơ cấu đo. Ngoài những ký hiệu cơ bản trên còn có thêm các ký hiệu phụ khác, ví dụ: Dụng cụ có cơ cấu đo Ký hiệu Kiểu từ điện chỉnh lưu Kiểu nhiệt điện
19 Kiểu sắt điện động Tỷ số kế kiểu từ điện Tỷ số kế kiểu điện động Tỷ số kế kiểu điện từ Tỷ số kế kiểu cảm ứng Ký hiệu theo đại lượng cần đo. Dụng cụ đo Ký hiệu Ampemét A Vônmét V Oátmét W Ômmét  Công tơ điện Wh Cos-mét Cos Ký hiệu theo loại dòng điện. Dụng cụ dùng ở mạch Ký hiệu Dụng cụ dùng để đo dòng một chiều Dụng cụ dùng để đo dòng xoay chiều Dụng cụ dùng để đo cả dòng một chiều và dòng
20 xoay chiều Dụng cụ dùng để đo dòng xoay chiều ba pha Ký hiệu cách đặt dụng cụ đo. Cách đặt Ký hiệu Thẳng đứng   Nằm ngang  Nghiêng một góc, ví dụ 600 600 Ký hiệu cấp chính xác 0,5 ; 1; ... Ký hiệu điện áp thử cách điện Vídụ: Thử ở điện áp 2kV 2 2. CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO Mục tiêu: Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm và ứng dụng của các cơ cấu đo. 2.1. Cơ cấu đo từ điện a/ Cấu tạo: (Hình 2- 1) * Phần tĩnh Là một hệ gồm: - Nam châm vĩnh cửu, có khung dẫn từ gồm hai má thép non làm cực từ N-S ôm lấy lõi sắt non hình trụ, tạo thành một khe hở đủ nhỏ để tạo ra từ trường quay. - Trụ đỡ. - Thang chia độ. * Phần động Hình 2-1 Cơ cấu đo từ điện