intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ TS. LƯU THẾ VINH - 2

Chia sẻ: Muay Thai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST
Báo xấu
158
lượt xem 33
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chỉ thị bằng đèn ống tia âm cực Trong các thiết bị quan sát và ghi dạng tín hiệu, bộ phận chỉ thị thường dùng đèn ống tia âm cực (CRT - Cathode Ray Tube). Nguyên lý hoạt động của CRT là dùng điện trường để điều khiển đường đi của một chùm electron được phóng ra từ súng điện tử và cho hướng lên màn huỳnh quang để vẽ dao động đồ của tín hiệu cần nghiên cứu. Trên hình 1-225 là sơ đồ nguyên lý của đèn ống tia âm cực CRT. Hình 1-22. Nguyên lý cấu tạo của...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ TS. LƯU THẾ VINH - 2

  1. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 22 - 3.3. Chæ thò baèng ñeøn oáng tia aâm cöïc . Trong caùc thieát bò quan saùt vaø ghi daïng tín hieäu, boä phaän chæ thò thöôøng duøng ñeøn oáng tia aâm cöïc (CRT - Cathode Ray Tube). Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa CRT laø duøng ñieän tröôøng ñeå ñieàu khieån ñöôøng ñi cuûa moät chuøm electron ñöôïc phoùng ra töø suùng ñieän töû vaø cho höôùng leân maøn huyønh quang ñeå veõ dao ñoäng ñoà cuûa tín hieäu caàn nghieân cöùu. Treân hình 1-225 laø sô ñoà nguyeân lyù cuûa ñeøn oáng tia aâm cöïc CRT. Hình 1-22. Nguyeân lyù caáu taïo cuûa ñeøn oáng tia aâm cöïc (CRT) 3.3.1. Suùng ñieän töû. Suùng ñieän töû coù nhieäm vuï taïo ra moät chuøm tia ñieän töû nhoû, coù naêng löôïng cao baén tôùi maøn huyønh quang ñeå gaây taùc duïng phaùt saùng. Suùng ñieän töû ñöôïc caáu taïo töø catoát, löôùi ñieàu cheá vaø caùc anoát. Catoát thöôøng ñöôïc laøm töø niken ñöôïc ñoát noùng giaùn tieáp nhôø sôïi ñoát baèng nguoàn xoay chieàu 6,3V. Cöïc löôùi cuõng laøm baèng niken coù daïng hình truï bao boïc laáy catoát. Nhôø ñieän aùp phaân cöïc treân catoát vaø caùc anoát maø chuøm ñieän töû phaùt xaï töø catoát sau khi ñöôïc ñieàu tieát bôûi löôùi ñieàu cheá ñöôïc tieâu tuï vaø gia toác seõ coù ñuû naêng löôïng vaø ñoä tuï cao phoùng thaúng veà maøn huyønh quang. 3.3.2. Heä thoáng ñieàu tieâu. Caùc anoát A1, A2, A3 taïo ra moät heä thoáng coù taùc duïng nhö moät thaáu kính ñieän töû. Chöùc naêng cuûa chuùng laø ñieàu tieâu chuøm tia ñieän töû töø catoát tôùi. Treân hình 1-23 chæ ra caùc möùc theá phaân cöïc cho catoát, löôùi vaø caùc anoát. Catoát A1 taïo ra tröôøng hoäi tuï vaø gia toác sô boä chuøm tia ñieän töû. Do A1 vaø A3 ñöôïc giöõ ôû theá ñaát, trong khi theá A2 ñieàu chænh quanh –2kV, keát quaû söï phaân boá caùc ñöôøng ñaúng theá giöõa caùc anoát coù daïng nhö treân hình 1-23. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  2. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 23 - Hình 1-23. Hình da ng phaân boá ñieän theá giöõa Caùc electron khi ñi qua A1 nhö moät chuøm phaân kyø, khi caét ngang caùc ñöôøng ñaúng theá chuùng chòu löïc taùc duïng cuûa ñieän tröôøng theo höôùng vuoâng goùc vôùi caùc ñöôøng ñaúng theá. Hình daïng caùc ñöôøng ñaúng theá cuûa A1 taïo neân löïc hoäi tuï, coøn A3 taïo ra löïc phaân kyø ñoái vôùi chuøm electron (xem hình 1-23). Coù theå thay ñoåi caùc löïc naøy nhôø ñieàu chænh theá phaân cöïc cho A2, theá naøy ñieàu chænh ñieåm ñieàu tieâu cuûa chuøm neân A2 ñoâi khi coøn goïi laø vaønh hoäi tuï. 3.3.3. Heä thoáng laùi tia ñieän töû. Chuøm tia electron töø suùng ñieän töû phoùng ra ñöôïc ñieàu khieån bôûi heä thoáng laùi chuøm tia tröôùc khi ñi tôùi maøn huyønh quang. Heä thoáng bao goàm hai caëp phieán laùi tia: caëp phieán leäch ñöùng vaø caëp phieán leäch ngang ñaët vuoâng goùc vôùi nhau thöôøng goïi taét laø caëp phieán YY vaø XX (hình 1-24). Neáu treân moät caëp phieán leäch ñaët moät hieäu ñieän theá, thì giöõa chuùng seõ toàn taïi moät ñieän tröôøng. Khi electron bay vaøo vuøng khoâng gian giöõa hai baûn seõ chòu taùc duïng löïc ñieän tröôøng laøm thay ñoåi quyõ ñaïo chuyeån ñoäng. Ñoä leäch cuûa ñieåm saùng do chuøm tia ñieän töû taïo neân treân maøn hình so vôùi vò trí ban ñaàu phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä ñieän tröôøng vaø thôøi gian bay cuûa ñieän töû qua khoaûng khoâng gian giöõa hai baûn. Cöôøng ñoä ñieän tröôøng caøng lôùn cuõng nhö thôøi gian bay cuûa ñieän töû caøng laâu thì ñoä leäch cuûa quyõ ñaïo caøng taêng. Cöôøng ñoä ñieän tröôøng tyû leä vôí ñieän aùp Uy ñaët vaøo caëp phieán leäch (hình 1-24), vaø tyû leä nghòch vôùi khoaûng caùch d giöõa hai phieán. Thôøi gian bay cuûa ñieän töû qua khoaûng giöõa hai phieán tyû leä vôùi ñoä daøi l cuûa phieán vaø tyû leä nghòch vôùi toác toä cuûa ñieän töû, toác ñoä cuûa ñieän töû laïi tyû leä vôùi ñieän aùp anoát A2. Nhö vaäy taêng A2 thì ñoä saùng treân maøn hình taêng, nhöng ñoàng thôøi cuõng laøm giaûm ñoä leäch cuûa tia ñieän töû. Noùi caùch khaùc laøm giaûm ñoä nhaïy cuûa oáng tia ñieän töû. Töø hình veõ ta thaáy ñoä leäch cuûa tia ñieän töû coøn phuï thuoäc vaøo L laø khoaûng caùch töø ñieåm giöõa cuûa phieán leäch ñeán maøn huyønh quang. Nhö vaäy, ta coù quan heä: U y lL y= = SUy (1-22) 2 dU A 2 Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  3. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 24 - lL trong ñoù S = ñöôïc goïi laø ñoä nhaïy cuûa CRT, noù baèng ñoä leäch cuûa tia 2 dU A 2 saùng treân maøn tính ra mm khi ñaët treân phieán leäch moät hieäu ñieän theá laø 1voân. Caùc CRT thoâng thöôøng coù ñoä nhaïy töø 0,2 ÷ 1mm/V. l U Uy Hình 1-24 3.3.4. Maøn huyønh quang. Maøn hình cuûa CRT ñöôïc taïo ra baèng caùch maï moät lôùp huyønh quang baèng phoát pho ôû maët trong. Khi coù ñieän töû baén vaøo thì taïi nhöõng ñieåm ñoù seõ phaùt saùng huyønh quang. Thôøi gian phaùt saùng coù theå keùo daøi trong vaøi miligiaây, vaøi giaây, thaäm chí laâu hôn nöõa. Tuøy thuoäc vaøo vaät lieäu maø aùnh saùng huyønh quang phaùt ra coù theå coù maøu xanh lô, ñoû, xanh luïc hoaëc maøu traéng. Phoát pho söû duïng ôû maøn hình laø chaát caùch ñieän, neáu khoâng coù söï phaùt xaï thöù caáp, maøn hình seõ coù theá aâm khi caùc electron sô caáp tích tuï laïi, vaø chuùng coù theå lôùn tôùi möùc ñaåy ngöôïc chuøm electron tôùi. Ñeå trieät boû hieäu öùng naøy, treân thaønh coå oáng CRT ñöôïc phuû moät lôùp than chì ñeå thu gom vaø trung hoøa caùc electron tích tuï (xem hình 1- 22). 3.3.5. Ñieàu chænh ñoä choùi Ñoä choùi cuûa hình aûnh taïo ra treân maøn hình phuï thuoäc vaøo maät ñoä soá electron trong chuøm tia tôùi. Ñeå ñieàu chænh maät ñoä electron ngöôøi ta ñieàu chænh ñieän aùp löôùi ñieàu cheá M. Maët khaùc ñoä choùi coøn phuï thuoäc vaøo toác ñoä cuûa electron tôùi, nghóa laø chuùng phaûi ñöôïc gia toác tôùi toác ñoä khaû dó cao nhaát. Tuy nhieân neáu toác ñoä cuûa chuøm electron quaù cao thì taùc duïng cuûa ñieän aùp laøm leäch leân chuøm tia seõ giaûm khi chuùng ñi qua heä thoáng laøm leäch, vaø ñoä nhaïy laùi tia seõ keùm. Do vaäy ngöôøi ta thöôøng boá trí moät heä thoáng gia toác sau laøm leäch khi tia ñieän töû ñaõ ñi qua caùc taám laùi tia. Moät daây xoaén oác baèng chaát coù ñieän trôû cao ñöôïc cho keát tuûa beân trong phaàn loe cuûa oáng CRT. Ñieåm ñaàu noái ñaát coøn ñaàu cuoái coù ñieän theá cao tôùi +12kV, nhôø vaäy taïo ra moät ñieän tröôøng gia toác lieân tuïc chuøm electron tröôùc khi noù ñaäp vaøo maøn hình. Heä thoáng naøy ñoâi khi coøn goïi laø cöïc haäu gia toác. 3.4. Chæ thò baèng aâm thanh vaø aùnh saùng. Trong caùc thieát bò ño löôøng duøng chæ thò baèng aâm thanh thöôøng söû duïng oáng nghe vì ñaây laø loaïi chæ thò raát nhaïy coù theå phaùt hieän ñöôïc caùc doøng ñieän coù coâng suaát Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  4. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 25 - raát nhoû ñeán microâoat hay ñieän aùp raát thaáp ñeán microâvon. OÁng nghe coù ñoä nhaïy cao ôû phaïm vi taàn soá hôïp vôùi tai nghe, töùc vaøo khoaûng 800 ñeán 1200 Hz neân duøng laøm chæ thò aâm taàn raát thích hôïp. Ñoái vôùi caùc maùy ño chæ thò caân baèng (chæ thò 0) khi duøng oáng nghe laøm chæ thò coù theå ño ñaïc xaùc ñònh caùc ñaïi löôïng raát nhanh. Caùc oáng nghe duøng trong ño löôøng thöôøng coù ñieän trôû cao vaø coù caáu taïo ñeå coù ñoä nhaïy cao vôùi taàn soá vaøo khoaûng 1000Hz. Trong caùc thieát bò ño löôøng nhaèm phaùt hieän vaø chæ baùo caùc möùc ngöôõng aùp duïng trong caùc heä thoáng baûo veä, thì vieäc söû duïng caùc tín hieäu aâm thanh hoaëc aùnh saùng ñeå chæ thò laø raát coù yù nghóa veà maët caûnh baùo, tín hieäu gaây chuù yù ñeå baùo hieäu cho con ngöôøi bieát veà söï coá ñeå coù bieän phaùp khaéc phuïc. 3.5. Löu tröõ keát quaû ño löôøng. Ñeå coù theå löu tröõ keát quaû ño löôøng ngöôøi ta söû duïng nhieàu bieän phaùp khaùc nhau: Söû duïng caùc maùy ghi chuyeân duïng; thieát keá caùc heä thoáng ño coù söû duïng vi xöû lyù vaø heä thoáng nhôù treân ñóa töø; gheùp noái heä ño vôùi maùy vi tính vaø ñieàu khieån töï ñoäng. Caùc maùy ghi laø caùc thieát bò cho pheùp ghi laïi keát quaû ño dieãn bieán theo thôøi gian. Coù theå ghi baèng nhieàu caùch: 3.5.1. Ghi lieân tuïc: Thöôøng laø duøng baêng giaáy chaïy lieân tuïc vaø quaù trình dieãn bieán cuûa ñaïi löôïng ñöôïc ghi thaønh moät ñöôøng cong, vaø qua ñoù coù theå xaùc ñöôïc ñöôïc söï phuï thuoäc cuûa ñaïi löôïng theo thôøi gian. 3.5.2. Ghi giaùn ñoaïn: Vieäc ghi ñöôïc thöïc hieän theo töøng thôøi gian nhaát ñònh vaø thöôøng keát hôïp ñeå ghi nhieàu ñaïi löôïng khaùc nhau baèng moät maùy nhôø caùc boä chuyeån maïch. Keát quaû cuûa pheùp ghi coù theå laø nhöõng con soá hoaëc caùc ñöôøng chaám chaám. Coù nhieàu phöông phaùp ghi khaùc nhau: – Ghi baèng buùt ghi: laø loaïi ghi ñôn giaûn nhaát. – Ghi baèng phöông phaùp cô ñieän: Duøng phöông phaùp tia löûa ñieän ñeå ñaùnh thuûng giaáy ghi töøng luùc, hoaëc duøng phaûn öùng hoùa hoïc treân giaáy ghi. – Ghi baèng phim aûnh, giaáy aûnh. – Ghi treân baêng töø. – Ghi baèng phöông phaùp soá treân ñóa töø. – Ghi treân ñóa quang CD. v.v... 4. DUÏNG CUÏ ÑO DIEÄN, SAI SOÁ, CAÁP CHÍNH XAÙC Coù nhieàu loaïi, tuøy theo nguyeân taéc thieát keá maïch vaø nguyeân lyù taùc ñoäng maø ngöôøi ta chia ra hai loaïi cô baûn laø: - Caùc duïng cuï ño töông töï (analog) - Caùc duïng cuï ño theo phöông phaùp soá (digital). Caùc duïng cuï ño töông töï thöôøng duøng chæ thò baèng kim treân maët ñoàng hoà ñieän keá. Ña soá caùc duïng cuï ño ñieän thoâng duïng laø loaïi cô ñieän, tuøy thuoäc vaøo nguyeân lyù taùc ñoäng cuûa cô caáu ño maø ngöôøi ta chia ra caùc loaïi sau : - Cô caáu ño töø ñieän (ñieän keá khung quay); - Cô caáu ño kieåu ñieän töø; - Cô caáu ño kieåu ñieän ñoäng; Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  5. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 26 - - Cô caáu ño kieåu nhieät ñieän; - Cô caáu ño tónh ñieän; - Cô caáu ño kieåu caûm öùng. . . . Treân baûng 1-1 chæ ra caùc kyù hieäu quy öôùc treân maët ñoàng hoà ño ñieän vaø yù nghóa cuûa chuùng. Baûng 1-1 C ô c a áu ñ o k i eå u t ö ø ñ i e än C ô ca áu h i e äu c h æ n h C ô c a áu ñ o k i eå u ñ i eän t ö ø G i a ù t r ò t ö ø t r öô ø n g n g oø a i g a ây r a s a i le äc h c h æ s o á d u ïn g c u ï G i a ù t r ò ñ ie ä n t r ö ô ø n g n g o øa i g a â y r a s a i l e äc h c h æ s oá d u ï n g c uï ño L o âg o â m e ùt t ö ø ñ i e ä n Ñ i e ä n a ùp kie åm t r a ñ o ä c a ùc h ñ ie än 5 0 0 V L o âg oâ m e ùt ñ i eä n t ö ø Ñ i e ä n a ùp kie åm t r a ñ o ä c a ùc h C ô c a áu ñ o k i eå u ñ i eän ñ o än g ñ i e ä n t r eân 5 00 V ( ï 2 kV ) khoâ n g kie åm t r a ñ i eä n a ùp c a ùc h ñ i eä n L o âg oâ m e ùt ñ i eä n ñ o ä n g Ñ a ët d u ïn g c u ï t ha ú n g ñ ö ù n g C ô c a áu ñ o s aét ñ i eän ñ o än g Ña ët d u ïn g c u ï n a è m g n ga ng L o âg o â m e ùt s a ét ñ i e ä n ñ o än g D o ø n g m o ät c h i e à u C ô c a áu ñ o k i eå u n h i e ät ñ i eän D o øn g x o a y c h i e àu C ô c a áu ñ o k i eå u t ó n h ñ i e ä n D o ø n g ñ i e än m o ä t c h i e à u v a ø C a ëp n h i e ät n g aãu t r öïc t i e áp xo a y c h ie àu Ñò nh h ö ô ùn g c u ûa d u ï n g c u ï C a ëp n h ie ät n g a ãu g ia ùn t i e á p ñ o t r o n g t ö ø t r ö ô øn g t r a ù i ñ a á t C a áp c h í n h x a ùc t í n h t h e o p h a à n t r a ê m g i a ù t r ò c u o ái M a øn c h a é n t ó nh ñ i e ä n c u øn g t h a n g ñ o C a áp c h í n h x a ùc t í n h t h e o M a øn c h a é n t ö ø p h a àn t r a ê m c h ie à u d a øi t h a n g ño Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  6. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 27 - Caùc maùy ño coù ñoä chính xaùc cao thöôøng ñöôïc laép ñaët theâm caùc maïch boå trôï baèng caùc linh kieän ñieän töû, baùn daãn, vaø cô caáu chæ thò thöôøng duøng loaïi töø ñieän. Trong caùc duïng cuï ño theo phöông phaùp soá, ñaïi löïôïng ño töông töï loái vaøo ñöôïc soá hoùa nhôø caùc maïch bieán ñoåi töông töï soá ADC (Analog to Digital Converter), sau ñoù ñöa qua maïch ñeám, giaûi maõ vaø chæ thò baèng caùc ñeøn LED 7 ñoaïn (LED - Light Emitting Diode) hoaëc ñeøn tinh theå loûng 7 ñoaïn. Theo ñaïi löôïng ño ngöôøi ta chia caùc duïng cuï ño ñieän ra theo teân goïi: nhö Ampekeá, Miliampekeá, Microâampekeá, Voân keá, Milivoânkeá, OÂmkeá,v.v... 4.2. Sai soá. Baát kyø pheùp ño naøo cuõng maéc phaûi sai soá, Theo caùch bieåu dieãn sai soá thì coù 2 loaïi sai soá sau : 4.2.1. Sai soá tuyeät ñoái: Laø hieäu giöõa giaù trò thöïc cuûa ñaïi löôïng ño vaø trò soá ño ñöôïc baèng pheùp ño: (1-23) ∆Χ = XT - X m XT - Giaù trò thöïc cuûa ñaïi löôïng ño Xm - Giaù trò ño ñöôïc baèng pheùp ño Nhö vaäy ∆Χ coù theå coù giaù trò döông hoaëc aâm. Tuy nhieân, do XT ta chöa bieát, neân trong thöïc teá ngöôøi ta thöôøng laáy giaù trò gaàn ñuùng cuûa XT baèng caùch ño nhieàu laàn vaø xem giaù trò trung bình cuûa n laàn ño gaàn ñuùng vôùi XT. 1n ∑ XM i XT ≅ X = (1-24) n i =1 Vaø giaù trò cuûa ∆Χ cuõng ñöôïc bieåu dieãn nhö sau: ( ) 1n 1n ∑ ∆X i = ∑ X i − X ∆X = (1-25) n i =1 n i =1 4.2.2. Sai soá töông ñoái: Ñeå ñaùnh giaù ñoä chính xaùc cuûa pheùp ño, ngöôøi ta duøng sai soá töông ñoái δX vaø bieåu dieãn ra phaàn traêm: ∆Χ δΧ(%) = ⋅ 100 % (1-26) Χ Thöïc teá, cuõng thöôøng bieåu dieãn baèng giaù trò gaàn ñuùng trung bình cuûa noù: ∆Χ δΧ(%) = ⋅ 100 % (1-27) Χ 4.3. Caáp chính xaùc cuûa ñoàng hoà ño ñieän. Ñeå ñaùnh giaù ñoä chính xaùc cuûa ñoàng hoà ño ñieän, ngöôøi ta duøng khaùi nieäm caáp chính xaùc cuûa duïng cuï. Caáp chính xaùc cuûa duïng cuï ño ñieän ñöôïc ñònh nghóa laø: ∆X max γ%= ⋅ 100 % (1-28) Amax ∆X max – laø sai soá tuyeät ñoái lôùn nhaát cuûa duïng cuï ño ôû thang ño töông öùng; Amax – laø giaù trò lôùn nhaát cuûa thang ño . Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  7. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 28 - Duïng cuï ño ñieän coù 8 caáp chính xaùc sau : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 vaø 5. Caáp chính xaùc ñöôïc ghi treân maët cuûa ñoàng hoà ño. Bieát caáp chính xaùc ta coù theå tính ñöôïc sai soá tuyeät ñoái lôùn nhaát cho pheùp cuûa pheùp ño: ∆Xmax = γ% . Amax / 100 (1-29) Ví duï: Moät miliampekeá coù thang ñoä lôùn nhaát Amax = 100mA, caáp chính xaùc laø 2,5. Sai soá tuyeät ñoái lôùn nhaát cho pheùp seõ laø: ∆Xmax = 2,5 x 100 / 100 = 2,5 mA Vöôït quaù giaù trò 2,5mA naøy ñoàng hoà seõ khoâng coøn ñaït caáp chính xaùc 2,5 nöõa. 4.4 . Caùc caùch tính sai soá. 4.4.1. Sai soá cuûa pheùp ño vôùi caùc thang ño khaùc nhau: Trong thöïc teá khi ño vôùi moät maùy ño coù caáp chính xaùc nhaát ñònh, nhöng khi thay ñoåi thang ño thì sai soá tuyeät ñoái cuûa pheùp ño seõ thay ñoåi, caùch tính theo coâng thöùc (1-29). Ví duï: Moät voân keá coù caáp chính xaùc 1,5 khi duøng thang ño 50V maéc sai soá cho pheùp lôùn nhaát laø : ∆ Umax = 1,5. 50 / 100 = 0,75V Nhöng neáu duøng thang ño 100V thì sai soá tuyeät ñoái lôùn nhaát cho pheùp laïi laø ∆ U’max = 1,5 . 100 / 100 = 1,5V 4.4.2. Sai soá töông ñoái cuûa toång 2 ñaïi löôïng. Neáu hai ñaïi löôïng ño coù tính chaát ñoäc laäp vôùi nhau, moãi ñaïi löôïng coù sai soá töông ñoái rieâng bieät δA vaø δB thì sai soá töông ñoái cuûa toång 2 ñaïi löôïng (A + B) seõ laø : AδA + BδB ∆A + ∆B δ ( A+ B) = = (1-30) A+B A+B 4.4.3. Sai soá töông ñoái cuûa tích 2 ñaïi löôïng. Neáu hai ñaïi löôïng ñoäc laäp vôùi nhau maø moãi ñaïi coù moät trò soá sai soá töông ñoái rieâng bieät thì sai soá töông ñoái cuûa tích 2 ñaïi löôïng (A.B) ñöôïc xaùc ñònh: (1-31) δ (A.B) = δA + δB Toång quaùt, trong tröôøng hôïp tích cuûa nhieàu ñaïi löôïng ñoäc laäp vôùi nhau: n ∑δ Ai δ ∏ Ai = (1-32) i =1 i 4.4.4. Sai soá töông ñoái cuûa moät thöông δ (A/B) = δA + δB (1-33) Toång quaùt cho tröôøng hôïp tyû soá cuûa tích nhieàu ñaïi löôïng : ∏ Ai δ = ∑ δ Ai + ∑ δ Bj i Neáu : x = Thì: (1-34) ∏ Bj i j j Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  8. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 29 - CHÖÔNGII: ÑO CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG ÑIEÄN § 1. KHAÙI NIEÄM CHUNG Caùc ñaïi löôïng ñieän ñöôïc chia laøm hai loaïi: loaïi taùc ñoäng (active) vaø loaïi thuï ñoäng (passive). – Loaïi taùc ñoäng: Caùc ñaïi löôïng mang naêng löôïng nhö ñieän aùp, doøng ñieän, coâng suaát laø nhöõng ñaïi löôïng taùc ñoäng. Khi ño caùc ñaïi löôïng naøy, baûn thaân naêng löôïng cuûa chuùng seõ taùc ñoäng leân maïch ño vaø cô caáu ño. Trong caùc tröôøng hôïp naêng löôïng quaù lôùn phaûi söû duïng caùc maïch phaân doøng, phaân aùp hoaëc caùc maïch laáy maãu ñaïi löôïng ño (bieán aùp, bieán doøng). Tröôøng hôïp ngöôïc laïi, neáu caùc ñaïi löôïng ño quaù nhoû, phaûi söû duïng caùc maïch khueách ñaïi ñeå khueách ñaïi chuùng leân ñuû lôùn ñeå maïch ño coù theå laøm vieäc bình thöôøng. – Loaïi thuï ñoäng: Caùc ñaïi löôïng khoâng mang naêng löôïng nhö ñieän trôû, ñieän caûm, ñieän dung laø caùc ñaïi löôïng thuï ñoäng. Khi ño caùc ñaïi löôïng naøy phaûi coù nguoàn ñieän aùp ñeå cung caáp naêng löôïng cho chuùng trong maïch ño. § 2. ÑOÀNG HOÀ ÑO ÑIEÄN VAÏN NAÊNG 2.1. Caùc chæ tieâu chaát löôïng cuûa ñoàng hoà vaïn naêng. 2.1.1. Ñoä nhaïy γ. Ñoä nhaïy cuûa ñoàng hoà bieåu thò moái quan heä phuï thuoäc cuûa goùc leäch phaàn ñoäng khi coù doøng ñieän taùc ñoäng leân cô caáu ño. Noù chính laø doøng ñieän nhoû nhaát coù khaû naêng laøm leäch kim chæ thò leân heát thang ñoä. Doøng caøng nhoû thì ñoä nhaïy caøng cao. Ñoä nhaïy cuûa ñoàng hoà tæ leä vôùi maät ñoä töø thoâng cuûa nam chaâm vónh cöûu, soá voøng cuûa khung daây ñieän keá, vaø tyû leä nghòch vôùi löïc caûn cuûa loø xo xoaén. Caùc ñoàng hoà coù ñoä nhaïy cao thöôøng coù ñoä nhaïy (50÷20)µA. Ñoä nhaïy thöïc teá cuûa ñoàng hoà thöôøng bò giaûm ñi vì coù sun vaïn naêng ñaáu song song vôùi khung daây. Treân maët cuûa ñoàng hoà ño thöôøng coù ghi trò soá ñieän trôû vaøo öùng vôùi moãi voân (Ω/V). Muoán tính ra ñoä nhaïy thöïc teá chæ caàn soá laáy nghòch ñaûo cuûa ñieän trôû vaøo öùng vôùi moãi voân. Ví duï, ñoàng hoà vaïn naêng 500 T coù ñieän trôû vaøo öùng moãi voân laø 20.000 Ω/V thì ñoä nhaïy thöïc teá seõ laø: 1 1V γ= = 50 µA = 20.000 Ω / V 20.000 Ω Nhö vaäy, ñoàng hoà coù soá Ω/V caøng lôùn thì doøng ñieän laøm leäch heát thang ñoä caøng nhoû vaø ñoàng hoà caøng nhaïy. Doøng ñieän naøy thöôøng reõ nhaùnh qua maïch sun vaïn naêng, neân doøng ñieän thöïc teá chaïy tröïc tieáp qua khung daây ñieän keá nhoû hôn. Chaúng Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  9. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 30 - haïn, ñoàng hoà 500 T coù ñoä nhaïy thöïc teá laø 50 µA, nhöng doøng thöïc teá qua khung daây chæ laø 40 µA. Ñoàng hoà 108 T coù trò 5000Ω/V, ñoä nhaïy thöïc teá laø 200 µA, nhöng doøng qua khung daây chæ laø 63 µA. 2.1.2. Caáp chính xaùc. Do maïch ño duøng phoái hôïp ñeå ño caû ñieän aùp, doøng ñieän vaø ñieän trôû neân caáp chính xaùc cuûa ñoàng hoà vaïn naêng thöôøng thaáp hôn caùc maùy ño rieâng leû. Caáp chính xaùc ñöôïc bieåu thò theo sai soá phaàn traêm ñoái vôùi trò soá lôùn nhaát cuûa thang ño. Caáp chính xaùc ñoái vôùi ñieän xoay chieàu thì nhoû hôn ñoái vôùi ñieän moät chieàu vì aûnh höôûng cuûa ñaëc tuyeán chænh löu phi tuyeán. Treân maët ñoàng hoà thöôøng ghi roõ caáp chính xaùc ñoái vôùi ñieän moät chieàu vaø xoay chieàu. Caùc ñoàng hoà thoâng duïng coù caáp chính xaùc 2,5 ñoái vôùi ñieän moät chieàu vaø 4 ñoái vôùi ñieän xoay chieàu. 2.1.3. Tính thaêng baèng. Ñoàng hoà vaïn naêng coù tính thaêng baèng toát thì duø ñeå naèm, ñeå ñöùng hay nghieâng kim chæ thò vaãn veà ñuùng soá 0. Ñieàu ñoù chöùng toû troïng taâm cuûa khung quay naèm ñuùng treân ñöôøng noái hai muõi nhoïn cuûa truïc quay. 2.2. Maïch ño trong ñoàng hoà ño ñieän vaïn naêng. Sô ñoà khoái trình baøy nguyeân lyù toå chöùc maïch ño trong moät ñoàng hoà ño ñieän vaïn naêng chæ ra treân hình 2-1. Maïch goàm 3 khoái chöùc naêng cô baûn: khoái ño doøng ñieän, khoái ño ñieän aùp vaø khoái ño ñieän trôû. Cô caáu chæ thò duøng ñieän keá töø ñieän G. Maïch ño I I - + U Maïch ño U R Maïch ño R Hình 2-1. Sô ñoà khoái ma ch ño cuûa ñoàng hoà ño ñieän 2.2.1. Maïch ño doøng ñieän moät chieàu. Caùc cô caáu ño töø ñieän chæ ño ñöôïc töø vaøi chuïc tôùi vaøi traêm microâampe (µA). Nhöng trong thöïc teá ta caàn ño nhöõng doøng ñieän coù trò soá lôùn hôn nhieàu, muoán vaäy phaûi môû roäng thang ño cho ñoàng hoà. Sô Rg ñoà nguyeân lyù maéc sun môû roäng thang ño cho ñieän keá chæ ra treân hình 2-2. Ig Goïi doøng caàn ño laø I, doøng laøm leäch toaøn phaàn cô caáu ño laø Ig, ñieän trôû cô Is I Rs caáu ño laø Rg, ñieän trôû sun laø RS, töø hình 2- 2 ta deã daøng thaáy: Hình 2-2 Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  10. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 31 - I = IS + Ig Ig RS = IS Rg Ta coù: IS = I – Ig , goïi n = I / Ig laø heä soá môû roäng thang ño doøng, ta seõ coù: I = nIg , töø ñoù: Ig Ig R 1 =S = = n −1 IS nI g − I g Rg Rg RS = Hay: (2-1) n −1 Trong ñoàng hoà vaïn naêng maïch ño thöôøng coù nhieàu thang ño khaùc nhau, coù 2 caùch ñaáu sun: kieåu ñaáu sun rieâng reõ vaø kieåu ñaáu sun vaïn naêng. a.Maïch sun rieâng reõ. Rg _ Ig Caùc sun ñaáu rieâng reõ öùng + vôùi töøng thang ño khaùc nhau (hình R1 I1 2-3). Vieäc choïn thang ño ñöôïc R2 thöïc hieän nhôø chuyeån maïch SW. I2 Giaù trò cuûa caùc ñieän trôû sun R1, R3 SW I3 R2, R3 ñöôïc tính theo coâng thöùc (2-1). Sun rieâng reõ coù öu ñieåm Hình 2-3. Maïch sun rieâng reõ laø taùch rôøi nhau neân deã daøng kieåm tra hieäu chænh vaø söûa chöõa. Tuy nhieân, khoâng kinh teá vì taêng soá ñieän trôû daây quaán. Maët khaùc khi chuyeån maïch bò tieáp xuùc xaáu hoaëc khoâng tieáp xuùc, maïch sun seõ bò ngaét, toaøn boä doøng ño seõ ñoå qua ñieän keá laøm chaùy khung daây cuûa ñoàng hoà. Do vaäy kieåu sun rieâng reõ ít söû duïng trong thöïc teá. b) Maïch sun vaïn naêng. Maïch sun vaïn naêng coù ñaëc ñieåm laø bao goàm taát caû caùc sun rieâng reõ cuûa töøng thang ño. Caùc sun rieâng reõ ñaáu noái tieáp vôùi nhau vaø toaøn boä ñieän trôû sun ñaáu song song thöôøng tröïc vôùi cô caáu ño (hình 2-4). Rg _ + _ + R4 R3 R2 R1 R2 R1 2 3 1 2 4 1 SW Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  11. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 32 - a) b) Hình 2-4. Ma ch sun va n naêng Moãi moät thang ño seõ laø toå hôïp caùc ñieän trôû, sun cuûa thang ño tröôùc laø moät phaàn sun cuûa thang ño sau. Trong sô ñoà hình 2-4, a thì öùng vôùi thang ño thöù nhaát, ñieän trôû sun laø R1, coøn R2, R3, R4 ñoùng vai troø caùc ñieän trôû phuï noái tieáp vôùi cô caáu ño. Ñaây cuõng laø thang ño doøng lôùn nhaát trong caùc thang ño treân (öùng vôùi sun nhoû nhaát). Moät caùch töông töï, ta coù (R1 + R2) laø sun cuûa thang ño thöù 2; (R1 + R2 + R3) laø sun cuûa thang ño thöù ba vaø (R1 + R2 + R3 + R4) laø sun cuûa thang ño thöù tö (thang ño doøng nhoû nhaát). So vôùi kieåu maïch duøng sun rieâng bieät, maïch duøng sun vaïn naêng tieát kieäm ñöôïc ñieän trôû daây quaán hôn, ñaëc bieät do ñieän trôû sun maéc song song thöôøng tröïc vôùi cô caáu ño neân khoâng sôï xaûy ra quaù taûi cho ñoàng hoà. Tuy nhieân, vieäc ñieàu chænh vaø söûa chöõa maïch sun vaïn naêng seõ phöùc taïp hôn. Ñeå tính toaùn ñieän trôû sun vaïn naêng ta cuõng xuaát phaùt töø caùch tính toång quaùt ñoái vôùi sun rieâng reõ. Ta haõy xeùt maïch sun vaïn naêng ñôn giaûn nhö chæ ra treân hình 2-5 goàm hai ñieän trôû R1 + R2 Rg RS = R1 + R2 = Ta coù: (2-2) n1 − 1 ÔÛ ñaây n1 laø heä soá hieäu chænh doøng öùng vôùi thang ño maéc sun RS = R1 + R2. Vôùi thang ño sau, ñieän trôû sun laø R2, coøn R1 noái tieáp vôùi cô caáu ño. AÙp duïng coâng thöùc tính sun (2-1) ta coù: R1 + Rg R2 = (2-3) n2 − 1 ÔÛ ñaây n2 laø heä soá hieäu chænh doøng ñieän öùng vôùi thang ño coù sun laø R2. Töø phöông trình (2-2) vaø (2-3) ta ruùt ra: n1 ⎛ 1 1⎞ R1 = R g ⎜ ⎟ − (2-4) n1 − 1 ⎜ n1 n2 ⎟ ⎝ ⎠ R2 = RS – R1 Tính toaùn töông töï vôùi caùc maïch sun vaïn naêng cho 3, 4,...k thang ño ta ruùt ra coâng thöùc toång quaùt tính ñieän trôû sun vaïn naêng Rk cuûa thang ño baát kyø: n1 ⎛ 1 1⎞ ⎜ ⎟ Rk = R g − (2-5) n1 − 1 ⎜ nk nk +1 ⎟ ⎝ ⎠ –Ví duï: Moät ñieän keá coù doøng leäch toaøn thang laø Ig = 50µA, ñieän trôû cô caáu ño Rg = 300Ω. Tính trò soá sun vaïn naêng ñeå môû roäng thang ño cho ñieän keá vôùi caùc doøng 100 µA, 1mA, 10mA vaø 100mA. Ta coù heä soá hieäu chænh doøng öùng vôùi caùc thang ño töông öùng laø: n1 = 100/50 = 2; n2 = 1000/50 = 20; n3 = 10.000 /50 = 2000; n4 = 100.000/50 = 2000. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  12. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 33 - Rg 300 = 300 Ω = Tính RS = R1 + R2 + R3 + R4 = n1 − 1 2 −1 Trò soá ñieän trôû sun ôû moãi thang ño tính theo coâng thöùc (2-5). 2 ⎛1 1 ⎞ 9 R1 = 300 ⎜ − ⎟ = 600 = 270 Ω 2 − 1 ⎝ 2 20 ⎠ 20 2 ⎛1 1⎞ 9 R2 = 300 ⎟ = 600 = 27Ω ⎜− 2 − 1 ⎝ 20 200 ⎠ 200 2⎛1 1⎞ 9 R3 = 300 ⎟ = 600 = 2 , 7Ω − ⎜ 2 − 1 ⎝ 200 2000 ⎠ 2000 R4 = RS – (R1+ R2 + R3) = 300 – 299,7 = 0,3Ω 2.2.2. Maïch ño ñieän aùp moät chieàu. Cô caáu ño töø ñieän chæ coù theå ño ñöôïc ñieän aùp nhoû, ñeå môû roäng thang ño ngöôøi ta phaûi maéc theâm ñieän trôû phuï Rp noái tieáp vôùi cô caáu ño (hình 2-5). Töø hình veõ ta coù: Rg Rp _ U = UP + Ug = Ig(RP + Rg) Ig + Trong ñoù Rg vaø Ig laø ñieän trôû cuûa cô caáu ño Ug Up vaø doøng leäch cöïc ñaïi cuûa thang ño ñieän keá. Hình 2-5 Nhö vaäy, giaù trò cuûa ñieän trôû phuï seõ laø: U Rp = − Rg (2-6) Ig Töông töï nhö thang ño doøng ñieän moät chieàu, ñeå ño caùc trò soá ñieän aùp khaùc nhau, thang ño ñieän aùp cuõng ñöôïc thieát keá caùc maïch ñieän trôû phuï kieåu rieâng bieät vaø ñieän trôû phuï kieåu vaïn naêng (hình 2-6) Hình 2-6, a laø sô ñoà maïch ño ñieän aùp moät chieàu vôùi 4 thang ño maéc kieåu ñieän trôû phuï rieâng reõ. Maïch naøy coù öu ñieåm laø deã daøng kieåm tra vaø söûa chöõa, nhöng cuõng coù nhöôïc ñieåm gioáng nhö maïch sun rieâng reõ laø deã bò hôû maïch ño khi chuyeån maïch tieáp xuùc xaáu. Rg Rg _ _ + + R4 R3 R2 R1 R1 R4 R3 R2 3 2 4 _ 3 2 4 1 1 SW _ + SW + b) a) Hình 2-6 a) Maïch voân keá duøng ñieän trôû phuï kieåu rieâng reõ b) Maïch voân keá duøng ñieän trôû phuï vaïn naêng Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  13. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 34 - Hình 2-6, b laø sô ñoà maéc ñieän trôû phuï vaïn naêng. Ñaây laø kieåu ñöôïc duøng roäng raõi trong caùc ñoàng hoà vaïn naêng. Caùc ñieän trôû thaønh phaàn treân hình 2-6, b deã daøng tính theo caùc coâng thöùc sau: U1 − I g R g R1 = Ig U 2 − U1 R2 = Ig U3 − U2 R3 = Ig Töông töï, ta ruùt ra coâng thöùc toång quaùt ñeå tính ñieän trôû phuï môû roäng thang ño khi ñaõ bieát thang ño tröôùc: U n − U n −1 Rn = (2-7) Ig Trong ñoù n laø soá thöù töï thang ño. –Ví duï: Moät ñoàng hoà ño ñieän vaïn naêng coù ñieän trôû cô caáu ño laø 300 Ω, doøng leäch toaøn thang laø 0,3mA. Haõy tính caùc ñieän trôû phuï vaïn naêng môû roäng thang ño cuûa voân keá ñeå coù theå ño ñöôïc caùc ñieän aùp 6V, 30V vaø 150V. AÙp duïng caùc coâng thöùc (2-7) cho caùc thang ño ta coù: 6 − (0,0003 × 300 ) = 19700 Ω = 19,7kΩ R1 = 0,0003 30 − 6 = 80000 Ω = 80 kΩ R2 = 0,0003 150 − 30 = 400000 Ω = 400 kΩ R3 = 0,0003 Treân caùc hình 2-7 vaø hình 2-8 laø hai maïch ñieän trôû phuï thöïc teá cuûa hai ñoàng hoà vaïn naêng U202 vaø U1. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  14. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 35 - R4 + - R2 R8 R1 R3 R7 R6 R5 15 75 300 750 - + R15 R5 + - Hình 2-7. Maïch voân keá duøng ñieän trôû phuï rieâng bieät trong ñoàng hoà vaïn naêng U 202 R7 R8 R9 R6 R1 R2 R3 R4 50V 10V 230V 500V - + Hình 2-8. Maïch voân keá duøng ñieän trôû phuï vaïn naêng trong ñoàng hoà vaïn naêng U1 2.3. Ño doøng ñieän vaø ñieän aùp xoay chieàu. Cô caáu ño töø ñieän chæ coù theå ño doøng moät chieàu. Ñeå ño doøng ñieän vaø ñieän aùp xoay chieàu maïch ño ñöôïc maéc theâm khoái chænh löu. Caùc maïch chænh löu trong ñoàng hoà vaïn naêng thöôøng duøng laø chænh löu 2 baùn kyø, chænh löu caàu ñoái xöùng hoaëc khoâng ñoái xöùng treân caùc diode Ge. Sô ñoà nguyeân lyù maïch ño doøng ñieän vaø ñieän aùp xoay chieàu cuûa ñoàng hoà vaïn naêng Univecka ñöôïc trình baøy treân caùc hình 2-9 vaø hìnhø 2-10. + 10K - 0.01 0.1 0.05 0.04 100 3 1 0.5 300 50 30 10 5 0.3 500 1 2 5 10 50 100 200 500 2A 10A 20 1A mA _ + Hình 2-9. Ma ch ño doøng ñieän xoay chieàu cuûa ñoàng hoà 0,01uF + 100K 50K 20K 10K 6M 2M 1M 500K 200K 10M - 50M Lưu Thế 500inh V 200 Khoa Vật Lý 20 10 5 2 1 100 50 1000V 50M 5KV +
  15. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 36 - Hình 2-10. Ma ch ño ñieän aùp xoay chieàu cuûa ñoàng hoà 2.4. Maïch ño ñieän trôû. Trò soá cuûa ñieän trôû thöôøng phaân ra caùc khoaûng: trò soá nhoû (döôùi 1Ω); trung bình 5 (1 ÷10 Ω) vaø lôùn (treân MΩ). Caùc ñieän trôû nhoû thöôøng ño baèng caàu ño, loaïi lôùn duøng Meâgoâm keáá ñeå ño. Loaïi trung bình ñöôïc ño chuû yeáu baèng oâm keá. Trong ñoàng hoà vaïn naêng thang ño oâm ñöôïc khaéc ñoä tröïc tieáp ra oâm. Tuøy theo caùch maéc ñieän trôû caàn ño RX noái tieáp hay song song vôùi cô caáu ño, ngöôøi ta phaân ra hai loaïi: oâm keá song song vaø oâm keá maéc noái tieáp. 2.4.1. OÂm keá coù ñieän trôû ño maéc noái tieáp. Trong sô ñoà naøy ñieän trôû caàn ño RX ñöôïc maéc noái tieáp vôùi cô caáu ño (hình 2- 11, a) Rx G R* G + - + - + + U U Rx R R - - a) b) Hình 2-11 Töø hình veõ ta coù: U Ig = (2-8) R + RX Neáu U = const thì Ig = f(RX). Thang ñoä cuûa duïng cuï khaéc ñoä theo Rx . Vì haøm truyeàn (2-8) laø phi tuyeán neân thang ñoä Rx seõ khoâng ñeàu. Khi Rx thay ñoåi giaù trò cuûa Ig seõ thay ñoåi. – Khi Rx = 0 (ngaén maïch Rx), doøng Ig = Imax, goùc leäch kim chæ thò laø lôùn nhaát – Khi Rx =∞ (hôû maïch Rx), doøng Ig = 0, goùc leäch kim chæ thò baèng 0. Nhö vaäy thang ñoä cuûa oâm keáá loaïi naøy ngöôïc vôùi thang ño thoâng thöôøng, giaù trò 0 Ω ôû taän cuøng beân phaûi, coøn giaù trò ∞ Ω ôû taän cuøng beân traùi. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  16. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 37 - –Löu yù. Keát quaû ño Rx chæ chính xaùc khi ñieän aùp nguoàn khoâng ñoåi U = const. Ñeå coù theå hieäu chænh ñieän aùp nguoàn trong moät phaïm vi bieán ñoåi nhaát ñònh, ngöôøi ta duøng theâm moät bieán trôû R* maéc song song vôùi cô caáu ño (hình 2-11, b). Tröôùc moãi laàn ño ta phaûi ngaén maïch 2 que ño (ngaén maïch Rx) vaø ñieàu chænh kim ñoàng hoà chæ ñuùng soá 0, sau ñoù tieán haønh ño thì keát quaû chæ thò môùi chính xaùc. Nuùm ñieàu chænh cuûa bieán trôû R* ñöôïc ñöa ra tröôùc maët maùy vaø thöôøng kyù hieäu baèng chöõ Ω. Maïch ño oâm maéc noái tieáp nhö treân ñöôïc duøng roäng raõi trong caùc ñoàng hoà vaïn naêng. Thoâng thöôøng thang ñoä oâm keáá ñöôïc caáu taïo theo kieåu thang ño sau lôùn gaáp 10 laàn thang ño tröôùc, neân khi chuyeån thang ño chæ caàn nhaân heä soá x10, x100, x1000. Hình 2-12 laø maïch ño ñieän trôû trong ñoàng hoà vaïn naêng 108-T R23 - + R2 R1 R3 R4 R6 R7 R5 R8 R21 R22 R17 X1 R20 R18 X10 X1K X10K R19 1,5V 1,5V Hình 2-12. Maïch ño ñieän trôû trong ñoàng hoà vaïn naêng 108-T 2.4.2 OÂm keá coù ñieän trôû ño maéc song song Sô ñoà cuûa oâm keá maéc song song nhö hình 2-13. Töông töï nhö oâm keá maéc noái tieáp, ta xeùt 2 tröôøng hôïp: – Khi ngaén maïch Rx (Rx = 0) , doøng qua cô caáu ño baèng 0. – Khi hôû maïch Rx (Rx = ∞) doøng qua cô caáu ño seõ ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñieän trôû cô caáu ño vaø ñieän trôû maïch ngoaøi: U I= (2-9) R + Rg Luùc naøy doøng ñieän qua cô caáu ño seõ laø lôùn nhaát. Khi maéc song song Rx vôùi ñieän keá G, doøng qua maïch ño seõ laø: U I= (2-10) Rx Rg R+ Rx + R g Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  17. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 38 - Rx Rx G G + + - - + + U U R R R* - - b) a) Hình 2-13 Caùc bieåu thöùc (2-9) vaø (2-10) cho thaáy thang ñoä cuûa ñoàng hoà seõ khoâng ñeàu vaø cuõng thuaän chieàu bình thöôøng nhö caùc thang ño ñieän aùp vaø doøng ñieän. Ñeå ñieàu chænh ñieåm 0 ban ñaàu cuõng söû duïng theâm ñieän trôû R* maéc noái tieáp vôùi maïch ño (hình 2-13, b). 2.5. Thang ño ñeà xi ben. Trong moät soá ñoàng hoà vaïn naêng coù theâm thang ño ñeà xi ben (dB) duøng ñeå ño möùc tín hieäu xoay chieàu. Möùc chuaån quy ñònh 1mW treân gaùnh 600Ω thì ñieän aùp töông öùng laø 0,775 V (ñöôïc tính töø heä thöùc: P = U2/R töø ñoù thì U = P.R ). Thang ñoä dB töông öùng vôùi thang ño ñieän aùp xoay chieàu treân ñoàng hoà. O dB öùng vôùi vaïch kim 0,775V cuûa thang ño ñieän aùp xoay chieàu. Ñoái vôùi caùc thang ño khaùc, giaù trò dB ñöôïc tính baèng caùch coäng theâm vaøo chæ soá cuûa duïng cuï vôùi trò soá khoâng ñoåi ghi treân maët ñoàng hoà. Ví duï: Ño baèng thang ño 50 V (14) , soá chæ treân thang ñoä laø +10 dB, thì trò soá thöïc seõ laø : +10 + 14 dB = 24 dB. Ño baèng thang ño 500 V(34), keát quaû ño seõ laø = soá chæ + 34 dB, § 3. ÑO ÑIEÄN AÙP BAÈNG CAÙC VOÂN MEÙT TÖÔNG TÖÏ 3.1. Ñaëc tính chung. Ño ñieän aùp laø moät trong nhöõng pheùp ño cô baûn nhaát ñeå ño caùc thoâng soá cuûa tín hieäu. Khi caàn kieåm tra, xaùc ñònh cheá ñoä coâng taùc cuûa thieát bò ñieän töû thì pheùp ño ñieän aùp ñöôïc söû duøng nhieàu nhaát. Sôû dó vaäy, vì pheùp ño thöïc hieän nhanh choùng, deã tieán haønh vaø coù ñoä chính xaùc cao. Ñaëc ñieåm cuûa pheùp ño ñieän aùp trong kyõ thuaät ñieän töû laø khoaûng trò soá ño roäng vaø ôû trong moät daûi taàn raát roäng döôùi nhieàu daïng tín hieäu ñieän aùp khaùc nhau. Ñoä lôùn cuûa ñieän aùp caàn ño coù trò soá töø vaøi microâvoân ñeán haøng traêm kiloâvoân. Daûi taàn cuûa ñieän aùp caàn ño töø ñieän aùp moät chieàu, ñieän aùp coù taàn soá bieán ñoåi chaäm (khoaûng vaøi phaàn traêm Hz) ñeán ñieän aùp coù taàn soá khaù cao tôùi haøng ngaøn MHZ. Caùc trò soá cuûa ñieän aùp caàn ño thöôøng laø trò ñænh (bieân ñoä); trò hieäu duïng vaø trò trung bình. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  18. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 39 - – Trò soá ñænh Um laø giaù trò töùc thôøi cöïc ñaïi cuûa ñieän aùp trong khoaûng thôøi gian quan saùt (hay trong moät chu kyø). Ñoái vôùi ñieän aùp khoâng ñoái xöùng thì coù 2 giaù trò ñænh: ñænh döông vaø ñænh aâm. Vôùi ñieän aùp ñieàu hoøa trò ñænh chính laø trò bieân ñoä. – Trò hieäu duïng U laø giaù trò trung bình bình phöông cuûa ñieän aùp töùc thôøi trong khoaûng thôøi gian ño (hay trong moät chu kyø). T 12 T∫ U= (2-11) u (t )dt 0 Ñoái vôùi ñieän aùp coù chu kyø daïng khoâng sin, thì bình phöông trò soá hieäu duïng cuûa ñieän aùp naøy baèng toång cuûa bình phöông thaønh phaàn ñieän aùp moät chieàu vaø bình phöông cuûa caùc thaønh phaàn ñieàu hoøa. U = U 0 + U 12 + U 2 + ... 2 2 ∞ ∑ U k2 U= Hay laø: (2-12) k =0 – Trò soá trung bình cuûa ñieän aùp (thaønh phaàn moät chieàu) laø trò soá trung bình coäng caùc giaù trò töùc thôøi trong khoaûng thôøi gian ño (hay trong 1 chu kyø). T 1 = ∫ u (t ) dt (2-13) U tb T0 Trong tröôøng hôïp chænh löu hai nöûa chu kyø, thì noù baèng trò trung bình coäng cuûa trò soá tuyeät ñoái caùc giaù trò töùc thôøi: T 1 ∫ u (t ) dt U tb = (2-14) T 0 Giöõa caùc trò soá trò ñænh, trò hieäu duïng vaø trò trung bình coù caùc moái quan heä bieåu thò qua caùc tyû soá sau: Um kb = (2-15) U kb – Heä soá bieân ñoä cuûa tín hieäu ñieän aùp. U kd = (2-16) U tb kd – Heä soá daïng cuûa tín hieäu ñieän aùp. Treân hình 2-13 laø ví duï ñeå tính caùc heä soá kb vaø kd cuûa caùc ñieän aùp coù caùc daïng khaùc nhau. – Khi ñieän aùp daïng sin (hình 2-14, a): Um =U; Utb = 0,9 U; Vaäy : kb = 1,41; kd = 1,11. – Khi ñieän aùp daïng raêng cöa (hình 2-14, b), coù bieân ñoä Um, chu kyø T. Um u (t ) = Trò soá ñieän aùp töùc thôøi: t, T Trò soá ñieän aùp hieäu duïng: Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  19. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 40 - T 2 1 Um 2 Um ∫ T 2 t dt = 3 ; U= T0 U U tb = m 2 – Khi ñieän aùp coù daïng xung vuoâng goùc ñoái xöùng (hình 2-14, c) thì giaù trò ñieän aùp töùc thôøi: ⎧ T Um : 0 ≤ t ≤ ⎪ ⎪ 2 U(t) = ⎨ ⎪− U : T ≤ t ≤ T ⎪ m ⎩ 2 Trò soá ñieän aùp U = Um vaø Utb = Um ; do ñoù: kb = 1 vaø kd =1 u Utb a) t T u Utb b) t T u T/2 Um c) T/2 t T Hình 2-14 Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  20. Simpo PDF yõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû K Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - 41 - 3.2. Caùc voân meùt ñieän töû ño ñieän aùp moät chieàu. Caùc voân keá töø ñieän bò moät soá haïn cheá laø: – Trôû khaùng vaøo nhoû, do ñoù khoâng theå ño ôû caùc sô ñoà coù trôû khaùng cao; – Ñoä nhaïy thaáp, neân khoâng theå ño ñöôïc caùc ñieän aùp quaù nhoû. Ñeå khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm treân, ngöôøi ta söû duïng caùc boä bieán ñoåi ñieän töû, baùn daãn vaø thieát keá caùc maùy ño coù ñieän trôû vaøo lôùn, ñoä nhaïy cao cho pheùp ño caùc ñieän aùp raát thaáp. Caùc voân meùt ñieän töû VTVM (vacuum tube voltmeter) vaø voân meùt tranzistor TVM (transistor voltmeter) laø nhöõng duïng cuï ño löôøng chính xaùc ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc phoøng thí nghieäm vaät lyù. 3.2.1. Voân keá transistor taûi emiter. Ñeå taêng trôû khaùng vaøo cuûa voân meùt, söû duïng taàng ñeäm loái vaøo treân transistor. Sô ñoà nguyeân lyù chæ ra treân hình 2-15, a. +Vcc IB Ig Vi Q Vi + V = 0,7V + I E = Ig BE VE Rs Rs Vi Ri = R i = Rs + Rg Rg Rg IB G G - - b) a) Hình 2-15. a) Voân keá söû duïng maïch taûi emiter b) Maïch voân keá thöôøng Ñieän keá töø ñieän ñöôïc maéc treân cöïc emiter cuûa transistor loaïi silic Q . Giaû söû raèng nguoàn nuoâi Vcc = 20V, ñieän trôû taûi Rs + Rg = 9,3kΩ , doøng leäch toaøn thang cuûa ñieän keá laø Ig = 1mA. Neáu ñieän aùp loái vaøo laø Vi = 10V, suït aùp treân tieáp giaùp VBE = 0,7V, nhö vaäy ñieän aùp ra treân emiter cuûa transistor seõ laø: VE = Vi – VBE = 10 V – 0,7 V = 9,3 V. Doøng ñieän chaïy qua cô caáu ño (Ig) chính baèng doøng emiter cuûa transistor (IE), töùc laø ta coù: VE 9,3 V IE = = 1mA = (R S + R g ) 9,3 kΩ Maët khaùc IE ≈ IC = β IB, töø ñoù ta coù : IB ≅ IE / β. Giaû thieát raèng β = 100, thì: Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
ADSENSE

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.

 

Đồng bộ tài khoản
7=>1