intTypePromotion=1

Phương pháp đo lường điện - Điện tử: Phần 2

Chia sẻ: Minh Vũ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

0
89
lượt xem
15
download

Phương pháp đo lường điện - Điện tử: Phần 2

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối tiếp nội dung phần 1 Tài liệu Kỹ thuật đo lường điện - Điện tử , phần 2 giới thiệu tới người đọc các kiến thức: Quan sát và ghi dạng tín hiệu, máy tạo sóng đo lường, đo lường các đại lượng không điện. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Phương pháp đo lường điện - Điện tử: Phần 2

  1. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 88 - CHÖÔNG III: QUAN SAÙT VAØ GHI DAÏNG TÍN HIEÄU 1. DAO ÑOÄNG KYÙ ÑIEÄN TÖÛ Trong kyõ thuaät ño löôøng ñieän vaø voâ tuyeán ñieän, moät trong nhöõng yeâu caàu cô baûn ñeå xaùc ñònh tín hieäu laø quan saùt daïng vaø ño caùc tham soá cuûa tín hieäu. Caùc tín hieäu ñieän vaø voâ tuyeán ñieän laø nhöõng haøm bieán thieân theo thôøi gian. Do vaäy, neáu thöïc hieän ñöôïc moät thieát bò ñeå veõ tröïc tieáp ñoà thò bieán thieân cuûa tín hieäu theo thôøi gian thì coù theå quan saùt ñöôïc hình daïng vaø ño löôøng ñöôïc caùc thoâng soá ñaëc tính cuûa noù. Thieát bò cho pheùp quan saùt vaø ño ñaïc caùc tham soá cuûa tín hieäu laø maùy hieän soùng hay dao ñoäng kyù ñieän töû (oscilloscope). Dao ñoäng kyù ñieän töû laø thieát bò ño thöïc hieän veõ dao ñoäng ñoà vaø hieän hình daïng soùng tín hieäu nhôø oáng tia ñieän töû CRT (Cathode Ray Tube). Dao ñoäng kyù ñieän töû coù theå ño haøng loaït caùc thoâng soá cuûa tín hieäu: trò ñænh, trò töùc thôøi cuûa ñieän aùp, doøng ñieän; ño thôøi haïn xung, taàn soá, ño di pha, ño heä soá ñieàu cheá bieân ñoä, veõ ñaëc tuyeán caùc linh kieän. Nhôø trôû khaùng loái vaøo raát lôùn neân pheùp ño coù öu ñieåm khoâng laøm aûnh höôûng tôùi cheá ñoä coâng taùc cuûa maïch. Nhôø ñoä nhaïy cao dao ñoäng kyù ñieän töû cho pheùp khaûo saùt caùc quaù trình raát yeáu caû tuaàn hoaøn laãn quaù trình xung vôùi khaû naêng phaân bieät cao. Caùc dao ñoäng kyù ñieän töû ñöôïc phaân loaïi theo caùc daáu hieäu khaùc nhau: – Phaân loaïi theo daõi taàn: taàn cao, taàn thaáp; – Phaân loaïi theo keânh ño: 1 keânh, 2 keânh, nhieàu keânh; – Phaân loaïi theo soá tia ñieän töû: 1 tia hay nhieàu tia; – Loaïi coù nhôù hay khoâng coù nhôù. Nhôø caùc ñaëc tính quyù baùu nhö treân neân dao ñoäng kyù ñieän töû laø thieát bò ño cô baûn vaø quan troïng khoâng theå thieáu trong caùc phoøng thí nghieäm ñieän töû. Sô ñoà khoái chöùc naêng cuûa dao ñoäng kyù ñieän töû 1 chuøm tia chæ ra treân hình 3-1. Ñaàu vaøo Y Khueách ñaïi keânh Y Y Ñoàng boä trong Ñoàng boä X X ngoaøi Ñoàng boä löôùi Taïo chuaån Löôùi M Khueách ñaïi ñoàng boä thôøi gian 50Hz Y HV Queùt ñôïi Queùt lieân tuïc Khueách ñaïi keânh X Ñaàu vaøo X Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  2. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 89 - Hình 3-1. Dao ñoäng kyù ñieän tö.û § 2. TAÀNG KHUEÁCH ÑAÏI KEÂNH Y Sô ñoà nguyeân lyù cuûa taàng khueách ñaïi keânh Y nhö hình 3-2. Hình 3-2. Taàng khueách ñaïi keânh Y Ñieän aùp caàn khaûo saùt qua maïch loái vaøo (DC hoaëc AC), sau ñoù qua boä suy giaûm vaø ñöa vaøo taàng khueách ñaïi vi sai treân caùc transistor Q2,, Q3 . Caùc transistor Q1 vaø Q4 laø caùc maïch gaùnh emiter ñeå taïo trôû khaùng vaøo lôùn. Khi theá loái vaøo Vi = 0, ta coù VB1 = 0. Ñieàu chænh bieán trôû R10 sao cho VB4 = 0. Luùc ñoù 2 nöûa vi sai caân baèng, IC2 = IC3. Suït aùp treân R3 vaø R6 cho ta caùc ñieän aùp treân collector cuûa Q1 vaø Q2 töông öùng baèng nhau. Do ñoù VC2 – VC3 = 0V. Khi coù tín hieäu vaøo theo chieàu döông, laøm theá ñaùy VB2 taêng, IC2 taêng daãn ñeán IC3 giaûm. Doøng IC2 taêng khieán VC2 giaûm döôùi möùc ñaát, traùi laïi, doøng IC3 giaûm khieán VC3 taêng treân möùc ñaát. Neáu ∆VC2 = –1V thì ∆VC3 = +1V, nghóa laø coù 2 ñieän aùp ngöôïc chieàu nhau ñaët treân collector cuûa Q2 vaø Q3. Hieäu ñieän theá naøy seõ ñaët leân 2 phieán leäch ñöùng YY cuûa oáng tia ñieän töû. Chieát aùp R10 laøm nhieäm vuï ñieàu chænh möùc DC. Khi tieáp ñieåm ñoäng cuûa R10 ôû giöõa, VB4 = 0 (ôû möùc theá ñaát). Khi tieáp ñieåm ñoäng cuûa R10 dòch chuyeån leân phía treân, VB4 > 0 , VB3 taêng theo chieàu döông laøm IC3 taêng, neân IC2 giaûm, VC3 giaûm vaø VC2 taêng. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  3. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 90 - Theá naøy ñaët vaøo phieán laùi tia laøm chuøm electron leäch leân treân taâm maøn hình, keát quaû toaøn boä hình veõ naâng leân treân möùc DC bình thöôøng. Ngöôïc laïi, khi tieáp ñieåm ñoäng cuûa R10 dòch xuoáng phía döôùi laøm möùc DC vaø toaøn boä hình veõ dòch xuoáng döôùi. § 3. HIEÄN HÌNH DAÏNG SOÙNG Nguyeân taéc veõ dao ñoäng ñoà cuûa dao ñoäng kyù ñieän töû coù theå minh hoïa treân hình 3-3. a) b) c) d) Hình 3-3 3.1. Khi chöa coù tín hieäu ñaët vaøo caùc phieán laùi tia XX vaø YY thì chuøm tia ñieän töû seõ ñaäp vaøo giöõa taâm maøn hình. Treân maøn coù 1 veát saùng troøn (hình 3- 3,a); 3.2. Khi ñaët moät ñieän aùp queùt daïng raêng cöa Ux vaøo phieán leäch ngang XX, chuøm tia ñieän töû seõ di chuyeån theo phöông ngang vaø veõ neân moät veät saùng naèm ngang treân maøn hình. Ñaây laø cheá ñoä queùt ñôïi thöôøng tröïc cuûa maùy hieän soùng (hình 3-3,b). 3.3. Khi chæ coù ñieän aùp xoay chieàu hình sin Uy ñaët vaøo phieán leäch ñöùng YY, chuøm tia ñieän töû seõ di chuyeån theo phöông thaúng ñöùng vôùi taàn soá cuûa ñieän aùp hình sin. Treân maøn hình seõ coù 1 veät saùng thaúng ñöùng (hình 3-3,c). 3.4. Neáu treân phieán XX taùc ñoäng ñieän aùp queùt Ux, treân phieán leäch ñöùng YY ñaët ñieän aùp xoay chieàu hình sin Uy. Khi coù söï ñoàng boä giöõa Ux vaø Uy thì treân maøn hình ta seõ quan saùt ñöôïc daïng soùng cuûa ñieän aùp hình sin (hình 3-3,d). Tuøy thuoäc vaøo tyû soá taàn soá giöõa ñieän aùp queùt Ux vaø ñieän aùp hình sin Uy maø treân maøn hình ta seõ quan saùt ñöôïc soá chu kyø cuûa ñieän aùp Uy. –Ví duï. Moät soùng tam giaùc 500 Hz vôùi bieân ñoä ñænh 50V ñöôïc ñöa vaøo phieán leäch ñöùng YY cuûa oáng tia ñieän töû CRT. Treân caùc taám leäch ngang XX ñaët vaøo ñieän aùp queù t raê n g cöa taà n soá 250Hz, bieâ n ñoä ñænh 50V. CRT coù ñoä nhaï y laù i tia ñöù n g Sy Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  4. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 91 - = 0,1 cm/V; ñoä nhaïy laùi tia ngang Sx = 0,08 cm/V. Giaû söû hai tín hieäu ñöôïc ñoàng boä hoùa. Haõy xaùc ñònh vaø veõ daïng soùng treân maøn hình. Ta coù: Chu kyø cuûa soùng queùt raêng cöa (hình 3-4,a) laø: Tx = 1/fx = 1/ 250 Hz = 4 ms Vôùi soùng tam giaùc (hình 3-4,b): Ty= 1/fy = 1/500 Hz = 2 ms; +50V 0 1 2 3 4 m s -1 2 ,5 -2 5 -3 7 ,5 -5 0 V a) +40V 0 -4 0 V b) y 2 6 1 3 5 7 9 0 x 4 8 c) Hình 3-4. Nguyeân taéc hieän hình daïng soùng Chuøm tia ñieän töû seõ dòch chuyeån theo söï ñieàu khieån cuûa ñieän aùp ñaët vaøo caùc phieán leäch ñöùng vaø leäch ngang. Goïi toïa ñoä cuûa ñieåm saùng treân maøn hình theo caùc truïc toïa ñoä Oxy töông öùng. Ta haõy xeùt caùc thôøi ñieåm sau: – Taïi thôøi ñieåm t = 0 , ñieän aùp ñaët vaøo caùc phieán leäch ñöùng vaø leäch ngang töông öùng laø: Vy = 0V; Vx = -50V. Nhö vaäy, ñoä leäch ñöùng cuûa tia ñieän töû y = 0, coøn ñoä leäch ngang laø: x = Vx . Sx = -50 V . 0,08 cm/V = -4 cm. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  5. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 92 - Vò trí cuûa ñieåm saùng treân maøn hình (ñieåm 1) coù toïa ñoä (-4, 0). – Khi t = 0,5ms: Vx = -37,5V; Vy = 40V. Toaï ñoä cuûa chuøm tia ñieän töû baây giôø seõ laø: x = Vx . Sx = -37,5. 0,08 = -3 cm; y = Vy . Sy = 40 . 0,1 = 4 cm. Ñieåm 2 treân maøn hình coù toïa ñoä (-3, 4). – Taïi t = 1 ms (ñieåm 3); Vx = -25V, Vy = 0V, x= -25. 0,08 = -2cm, y = 0; öùng vôùi toïa ñoä (-2, 0). – Taïi t = 1,5 ms (ñieåm 4) ; x = -12,5 . 0,08 = -1cm; y=-40. 0,1 = -4cm. – Taïi t = 2 ms (ñieåm 5); x = 0; y = 0. v.v… – cho ñeán thôøi ñieåm t = 4 ms (ñieåm 9), khi ñoù ñieåm saùng treân maøn hình seõ coù toïa ñoä töông öùng vôùi (x=4cm, y=0). Treân baûng 3-1 chæ ra caùc tham soá töông öùng vôùi nhöõng tính toaùn noùi treân. Baûng 3-1 Thôøi ñieåm 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 (ms) Ñieän aùp Vxx -50 -37,5 -25 -12,5 0 12,5 25 37,5 50 (V) Ñieän aùp Vyy 0 40 0 -40 0 40 0 -40 0 (V) Ñoä leäch ngang -4 -3 -2 -1 0 11 2 3 4 x (cm) Ñoä leäch ñöùng 0 4 0 -4 0 4 0 -4 0 y (cm) Ñieåm saùng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ñoà thò daïng soùng hieän hình treân dao ñoäng kyù ñieän töû chæ ra treân hình 3-4, c cho thaáy sau moät chu kyø cuûa ñieän aùp queùt raêng cöa Vx treân maøn hình ta nhaän ñöôïc 2 chu kyø cuûa ñieän aùp soùng tam giaùc Vy. § 4. BOÄ TAÏO GOÁC THÔØI GIAN 4.1. Boä taïo dao ñoäng queùt raêng cöa. Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maïch taïo dao ñoäng raêng cöa chæ ra treân hình 3-5. Maïch goàm 2 khoái chöùc naêng chính laø: boä taïo soùng queùt raêng cöa vaø trigger Schmitt khoâng ñaûo. Ñieän aùp loái ra cuûa maïch taïo soùng queùt raêng cöa V1 ñöôïc ñöa vaøo loái vaøo cuûa trigger Schmitt. Do ñoä lôïi cuûa maïch khueách ñaïi thuaät toaùn raát lôùn ( ∼20.000) neân moãi thay ñoåi nhoû giöõa 2 loái vaøo cuûa trigger cuõng laøm cho loái ra cuûa noù ôû möùc baõo hoøa. –Nguyeân taéc hoaït ñoäng. Maïch taïo soùng queùt raêng cöa hoaït ñoäng treân cô sôû naïp vaø phoùng cuûa tuï ñieän. Transistor Q1 vaø caùc ñieän trôû thieân aùp cho noù taïo neân nguoàn doøng Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  6. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 93 - oån I1 ñeå naïp cho tuï C1. Transistor Q2 ñoùng vai troø khoùa xaû cho tuï C1 vaø ñöôïc ñieàu khieån bôûi xung loái ra cuûa trigger schmitt. ÔÛ traïng thaùi ban ñaàu theá loái ra cuûa trigger ôû möùc baõo hoøa aâm, Q2 khoùa, C1 ñöôïc naïp baèng doøng I1. Theá treân tuï taêng tuyeán tính theo quy luaät: I 1t ∆V1 = (3-1) C1 Khi theá treân tuï ñaït möùc ngöôõng cuûa trigger schmitt : R6 VC1 = V ng = ±(VCC − 1) (3-2) R5 Trigger chuyeån traïng thaùi loái ra leân baõo hoøa döông. Theá baõo hoøa naøy laøm cho transistor Q2 nhanh choùng daãn thoâng baõo hoøa, môû ñöôøng cho tuï C1 xaû nhanh qua Q2. Khi theá treân tuï C1 giaûm xuoáng möùc ngöôõng döôùi kích trigger chuyeån traïng thaùi loái ra sang baõo hoøa aâm, caám Q2 vaø tuï C1 laïi ñöôïc naïp laïi. Cöù nhö theá loái ra treân collector Q1 ta coù daïng soùng raêng cöa vôùi maët tröôùc taêng tuyeán tính, maët sau gaàn nhö doác ñöùng. Ñeå thay ñoåi chu kyø soùng queùt raêng cöa, ta coù theå thay ñoåi nguoàn doøng I1 baèng caùch ñieàu chænh bieán trôû R3, hoaëc thay ñoåi thôøi haèng cuûa maïch naïp nhôø chuyeån maïch tuï C1 ( nuùm chuyeån maïch TIME/DIV treân maët maùy – xem hình 3-5). Möùc ngöôõng treân Möùc ngöôõng döôùi Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  7. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 94 - Hình 3-5. Nguyeân lyù cuûa maïch taïo soùng queùt –Ví duï. Maïch taïo soùng queùt treân hình 3-5 coù: R1 =2,2 K; R2 = 4,5K; R3=4,2K; C1 = 0,25µF, R5 = 27K; R6 = 3,9K. Ñieän aùp nguoàn nuoâi ±VCC = ±15V. Caùc transistor Q1 vaø Q2 laø transistor Si. Haõy tính bieân ñoä ñænh – ñænh VPP vaø chu kyø daïng soùng raêng cöa T. Ta coù: Ñieän aùp ngöôõng cuûa trigger schmitt: R6 3,9 K Vng = ±(VCC − 1) = ±(15 − 1) = ±2V R5 2,7K Bieân ñoä ñænh-ñænh cuûa ñieän aùp raêng cöa seõ laø: VPP = 2 Vng = 2 x 2V = 4V Ñieän aùp treân ñaùy cuûa Q1 laø: R1 VB1 = VCC = 4,9V (vôùi giaû thieát I B1
  8. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 95 - Treân hình 3-7 minh hoïa söï ñoàng boä hoùa soùng queùt raêng cöa vaø soùng tín hieäu caàn nghieân cöùu, khi hieän hình moät chu kyø (hình 3-7,a) vaø hieän 2 chu kyø (hình 3-7,b). Daïn g soùng vaøo Daïn g soùng hieän treân maøn hình Ngöôõn g khôûi Xung queùt ñoäng treân Ngöôõn g khôûi ñoäng döôùi Xung muõi ñoàng boä Xung nhoïn bò xoùa Hình 3-7. Ñoàng boä hoùa soùng queùt raêng cöa vaø tín hieäu nghieân cöùu Hình 3-6. Boä taïo goác thôøi gian töï ñoäng Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  9. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 96 - § 5. DAO DOÄNG KYÙ NHIEÀU KEÂNH Thoâng thöôøng caùc dao ñoäng kyù ñieän töû ñöôïc thieát keá nhieàu keânh ñeå coù theå hieän hình ñoàng thôøi töø 2 daïng soùng trôû leân. Caùc dao ñoäng kyù nhieàu keânh cho pheùp deã daøng quan saùt, so saùnh vaø ño ñaïc caùc tham soá cuûa caùc tín hieäu moät caùch ñoàng thôøi; chaúng haïn coù theå quan saùt ñoàng thôøi tín hieäu loái vaøo vaø tín hieäu loái ra cuûa moät boä khueách ñaïi, moät boä bieán ñoåi ñieän töû, hay moät maïng töù cöïc noùi chung; töø ñoù deã daøng xaùc ñònh ñöôïc caùc tham soá ñaëc tính cuûa maïch. Ñoái vôùi dao ñoäng kyù 2 keânh, coù theå thöïc hieän theo 2 phöông phaùp: 5.1. OÁng tia ñieän töû CRT ñöôïc thieát keá vôùi 2 suùng phoùng ñieän töû, 2 keânh ñieàu khieån leäch ñöùng rieâng bieät vaø moät keânh leäch ngang chung (hình 3-8). Tröôøng hôïp naøy dao ñoäng kyù coøn goïi laø maùy hieän soùng 2 chuøm tia. 5.2. OÁng tia ñieän töû vôùi 1 suùng ñieän töû, nhöng ñöôïc taùch thaønh 2 keânh nhôø moät boä chuyeån maïch ñieän töû. Taàn soá chuyeån maïch ñöôïc ñieàu khieån nhôø boä taïo goác thôøi gian (hình 3-9). Hình 3-8. Dao ñoäng kyù vôùi CRT coù 2 keânh rieâng bieät Hình 3-9. Dao ñoäng kyù vôùi 2 keânh duøng chuyeån maïch ñieän töû Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  10. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 97 - Vôùi dao ñoäng kyù ña keânh kieåu duøng chuyeån maïch ñieän töû, hoaït ñoäng cuûa boä taïo queùt coù theå thöïc hieän theo moät trong hai cheá ñoä hoaëc laø queùt kieåu luaân phieân hoaëc laø queùt theo kieåu ngaét quaûng (chop mode switching). Treân hình 3-10 minh hoïa nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa kieåu queùt luaân phieân, trong ñoù: VA – daïng soùng sin ñöa vaøo keânh A, chu kyø T; VB – Daïng soùng tam giaùc ñöa vaøo keânh B. Caû 2 soùng ñöôïc ñoàng boä hoùa vaø ñöôïc dòch möùc DC. Ñieän aùp ñöa vaøo keânh A laø VA ñöôïc dòch leân treân möùc ñaát, coøn ñieän aùp VB dòch xuoáng döôùi möùc ñaát (hình 3-10,a). Boä chuyeån maïch cho theá VA töø keânh A vaøo khueách ñaïi ñöùng trong khoaûng thôøi gian töø 0 ÷ t1, vaø cho theá VB töø keânh B vaøo khueách ñaïi ñöùng trong khoaûng thôøi gian töø t1 ÷ t2 (hình 3-10,c). Taàn soá laëp laïi cuûa chuyeån maïch ñuû lôùn cho pheùp caùc daïng soùng coù veû hieän moät caùch ñoàng thôøi treân maøn hình (hình 3-10,d). VA VA a) VB VB Ñieän aùp queùt Ñieän aùp b) chuyeån maïch t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 Ñieän aùp vaøo khueách ñaïi khueách Y c) Daïng soùng hieän vôùi tín hieäu cao taàn Daïng soùng hieän treân maøn hình d) Hình 3-10. Kieåu queùt luaân phieân Hình 3-11. Kieåu queùt ngaét quaûng Trong cheá ñoä queùt kieåu ngaét quaûng thì hoaït ñoäng cuûa maïch ñöôïc minh hoïa treân hình 3-11. Trong thôøi gian t1 boä chuyeån maïch cho tín hieäu keânh A ñöa vaøo keânh khueách ñaïi ñöùng, trong thôøi gian t2 cho tín hieäu keânh B, sau ñoù tieáp tuïc tín hieäu keânh A vaøo trong thôøi gian t3 vaø tín hieäu keânh B vaøo trong thôøi gian t4 , v.v… Cöù nhö theá daïng soùng vaøo ñöôïc löôïng töû hoùa theo taàn soá cuûa ñieän aùp chuyeån maïch, vaø hình daïng soùng ñoái vôùi caùc tín hieäu cao taàn coù daïng nhö chæ ra treân hình 3-11. Ñoái vôùi caùc tín hieäu taàn thaáp veát giaùn ñoaïn laø khoâng nhìn thaáy. Nhö vaäy, cheá ñoä queùt luaân phieân thích hôïp ñoái vôùi caùc tín hieäu cao taàn, coøn kieåu ngaét quaûng toát ñoái vôùi caùc tín hieäu taàn thaáp. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  11. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 98 - § 6. ÑAÀU DOØ CUÛA DAO ÑOÄNG KYÙ 6.1. Ñaàu doø 1:1. Khaùc vôùi caùc maùy ño thoâng thöôøng, caùc ñaàu ño cuûa dao ñoäng kyù ñieän töû laøm baèng caùp ñoàng truïc noái vôùi ñaàu doø (probe). Moãi probe coù 2 ñaàu noái: ñaàu vaøo vaø ñaàu tieáp ñaát. Ñaàu tieáp ñaát noái vôùi maøn chaén cuûa caùp, coøn ñaàu vaøo noái vôùi loõi cuûa caùp ñoàng truïc duøng ñeå ñaãn tín hieäu caàn ño (hình 3-12). Hình 3-12. Ñaàu doøø(probe) 1:1 cuûa dao ñoäng kyù ñieän töû. Kieåu ñaàu doø naøy ñöôïc goïi laø ñaàu doø 1:1. Maïch ñieän töông ñöông cuûa ñaàu doø khi noái vôùi nguoàn tín hieäu nhö treân hình 3-13. Caùp ñoàng truïc coù moät ñieän dung töông ñöông Ccc maø giaù trò cuûa noù côõ haøng traêm picoâFara. Trôû khaùng vaøo cuûa maùy hieän soùng thöôøng laø 1MΩ maéc song song vôùi moät ñieän dung côõ 30pF. Trôû khaùng toaøn phaàn do caùp ñoàng truïc vaø ñaàu vaøo cuûa maùy hieän soùng phaûi ñaûm baûo luoân luoân lôùn hôn nhieàu so vôùi trôû khaùng cuûa nguoàn tín hieäu. Neáu ñieàu kieän treân khoâng thoûa maõn tín hieäu seõ bò suy giaûm vaø pha seõ bò dòch chuyeån khi noái vôùi maùy hieän soùng. Hình 3-13. Maïch töông ñöông cuûa ñaàu doø khi noái vôùi nguoàn tín hieäu ÔÛ nhöõng taàn soá maø dung khaùng cuûa caùc tuï (Ccc + Ci) lôùn hôn nhieàu so vôùi caùc ñieän trôû thuaàn Rs vaø Ri thì aûnh höôûng cuûa ñieän dung khoâng ñaùng keå. Ñieän aùp loái vaøo maùy hieän soùng laø: Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  12. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 99 - Ri Vi = Vs (3-3) Rs + R i Vôùi söï taêng cuûa taàn soá tín hieäu, dung khaùng seõ nhoû daàn vaø tín hieäu vaøo seõ bò suy giaûm ñaùng keå khi truyeàn qua probe. ÔÛ taàn soá maø dung khaùng baèng Rs tín hieäu seõ bò suy giaûm 3dB vaø bò dòch pha 45o. 6.2. Ñaàu doø suy giaûm. Ñaàu doø suy giaûm duøng ñeå giaûm möùc tín hieäu vaøo theo moät heä soá nhaát ñònh, thöôøng laø tyû leä 10:1. Sô ñoà maïch noái ñaàu doø suy giaûm 10:1 vôùi nguoàn tín hieäu, sô ñoà töông ñöông vaø caáu taïo cuûa probe chæ ra treân hình 3-14. a) Rs R1 C1 C 2 = Ci + Ccc Vs Ri Vi C2 c) b) h 3-14. Maïch ñaàu doø suy giaûm 10:1 cuûa maùy hieän soùng. a) Sô ñoà noái ñaàu doø vôùi nguoàn tín hieäu, b) Sô ñoà töông ñöông, ÔÛ daûi taàn thaáp vaø trung bình, aûnh höôûng cuûa caùc ñieän dung laø nhoû, neân khoâng gaây aûnh höôûng nhieàu ñeán vieäc truyeàn daãn tín hieäu. Ñieän aùp vaøo maùy hieän soùng laø: Ri Vi = Vs (3-4) R1 + Rs + Ri Khi Rs
  13. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 100 - 1MΩ V Vi = Vs = s 9 MΩ + 1MΩ 10 Ñoä suy giaûm tín hieäu do aûnh höôûng cuûa caùc tuï ñieän ñoäc laäp coù theå xaùc ñònh nhö sau: XC2 1 / ωC 2 1 Vi = VS = VS = VS ; X C1 + X C 2 1 / ω C1 + 1 / ω C 2 (C 2 / C1 ) + 1 C1 Vi = VS . (3-6) C1 + C 2 Trong ñoù C2 laø ñieän dung töông ñöông cuûa caùp ñoàng truïc Ccc vaø ñieän dung vaøo cuûa maùy hieän soùng Ci. Khi maïch tuï laøm suy giaûm tín hieäu theo cuøng tyû leä nhö maïch ñieän trôû thì töø (3-5) vaø (3-6) ta coù: Ri C1 = (3-7) R1 + Ri C1 + C 2 Neáu veõ giaûn ñoà pha coù theå thaáy roõ ñieän aùp treân tuï C2 vaø Ri laø cuøng pha vaø baèng nhau veà maët bieân ñoä. Nhö vaäy tuï C1 buø tröø hoaøn toaøn söï coù maët cuûa tuï C2. Noùi caùch khaùc, söï suy giaûm do aûnh höôûng cuûa tuï C2 ñöôïc buø tröø nhôø ñieän dung C1. Giaù trò cuûa tuï C1 ñöôïc tính theo heä thöùc: Ri C1 = C 2 (3-8) R1 Treân hình 3-14,c laø caáu taïo ñieån hình cuûa moät ñaàu doø suy giaûm. C1 laø ñieän dung giöõa caùc oáng truï kim loaïi ñoàng taâm maéc song song vôùi R1. Moät kieåu ñaàu doø suy giaûm 10:1 khaùc vaø maïch töông ñöông cuûa noù veõ treân hình 3-15. Trong tröôøng hôïp naøy, C1 laø tuï coá ñònh, coøn tuï bieán ñoåi phuï C3 maéc song song vôùi Ci vaø Ccc. Hình 3-15. Ñaàu doø 10:1 – sô ñoà maïch vaø ñaàu vaøo cuûa maùy hieän soùng 6.3. Ñaàu doø chuû ñoäng (Active probe). Ñaàu doø chuû ñoäng chöùa caùc boä khueách ñaïi ñieän töû nhaèm taêng trôû khaùng loái vaøo vaø giaûm thieåu ñieän dung vaøo. Trong caùc ñaàu doø chuû ñoäng hieän ñaïi söû duïng caùc taàng vaøo FET, hoaëc khueách ñaïi thuaät toaùn ñaàu vaøo FET ñöôïc maéc theo kieåu laëp aùp. Trôû khaùng vaøo thoâng thöôøng töø 1MΩ ÷ 10MΩ //3,5pF. Phaûi coù nguoàn nuoâi cho boä khueách ñaïi hoaït ñoäng. Nguoàn nuoâi naøy coù theå laáy töø maùy hieän soùng hoaëc taïo boä nguoàn rieâng. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  14. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 101 - § 7. DAO DOÄNG KYÙ COÙ NHÔÙ 7.1. Dao ñoäng kyù coù nhôù daïng töông töï. Trong thöïc teá kyõ thuaät coù nhöõng tröôøng hôïp caàn phaûi nghieân cöùu nhöõng tín hieäu khoâng laëp laïi, nhöõng bieán coá ñôn. Ñeå coù theå löu giöõ ñöôïc daïng tín hieäu ngöôøi ta söû duïng caùc dao ñoäng kyù coù nhôù daïng töông töï. Ta bieát raèng ñoái vôùi caùc dao ñoäng kyù thoâng thöôøng, söï phaùt saùng huyønh quang treân maøn hình xaûy ra khi ñöôïc chuøm tia ñieän töû coù naêng löôïng ñuû lôùn ñaäp vaøo. Thôøi gian phaùt saùng chæ côõ miligiaây vaø noù phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa chaát huyønh quang vaø ñöôïc ñaëc tröng baèng ñoä dö huy cuûa chaát ñoù. Trong caùc dao ñoäng kyù coù nhôù. CRT ñöôïc cheá taïo ñaëc bieät cho pheùp hình aûnh treân maøn huyønh quang coù theå löu saùng haøng giôø hoaëc laâu hôn. Treân hình 3-16 minh hoïa caáu truùc cuûa CRT loaïi nhôù töông töï kieåu löu saùng hai traïng thaùi oån ñònh. OÁng chuaån tröïc Write gun Flood gun Bia Ñeá bia (ZnO2) Hình 3-16. CRT nhôù töông töï kieåu löu saùng hai traïng thaùi oån ñònh Thuaät ngöõ hai traïng thaùi oån ñònh duøng cho caùc CRT coù theå hoaït ñoäng ôû moät trong 2 traïng thaùi coù nhôù vaø khoâng coù nhôù. Ngoaøi caùc boä phaän thoâng thöôøng nhö trong caùc CRT cuûa caùc dao ñoäng kyù khaùc (suùng ñieän töû write gun – suùng vieát, vaø caùc heä thoáng laùi tia), trong oáng CRT cuûa dao ñoäng kyù löu tröõ coøn coù theâm caùc boä phaän: 7.1.1. Heä thoáng suùng töôùi hay suùng phun (flood gun) ñaët phía sau taám laùi tia leäch ñöùng. Nhieäm vuï cuûa suùng töôùi laø taïo ra caùc electron coù naêng löôïng thaáp töôùi ñeàu khaép maøn hình. Do caùc electron coù naêng löôïng thaáp neân khoâng ñuû gaây phaùt saùng huyønh quang. 7.1.2. Maøn löu tröõ. Ñöôïc caáu taïo töø moät lôùp moûng oâxyùt keõm (ZnO2) treân phuû chaát huyønh quang. Lôùp oxyùt keõm goïi laø ñeá bia, maøn huyønh quang goïi laø bia. Hoaït ñoäng cuûa CRT loaïi löu saùng nhö sau: Khi chuøm tia ñieän töû töø suùng vieát coù naêng löôïng cao baén tôùi maøn huyønh quang (bia), maøn seõ phaùt saùng taïi nhöõng ñieåm bò electron ñaäp vaøo. Ñoàng thôøi vôùi vieäc phaùt quang seõ xaûy ra söï phaùt xaï caùc electron thöù caáp. Maøn (bia) taïi nhöõng choã bò kích hoaït Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  15. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 102 - do maát electron neân tích ñieän döông. Noùi caùch khaùc moät ñöôøng tích ñieän döông coù daïng cuûa tín hieäu vaøo seõ ñöôïc vaïch ra treân maøn huyønh quang. Chuøm tia ñieän töû töø suùng phun phaùt ra seõ ñöôïc huùt veà phía ñöôøng tích ñieän döông treân bia vaø chaïy veà ñeá bia coù theá döông hôn. Khi ñi qua lôùp nhôù huyønh quang chuùng laøm cho phoát pho tieáp tuïc phaùt saùng. Nhö vaäy maëc duø tín hieäu vaøo ñaõ taét, nhöng treân maøn hình ta vaãn giöõ ñöôïc daïng soùng cuûa noù. 7.2. Dao ñoäng kyù coù nhôù daïng soá Sô ñoà khoái cuûa dao ñoäng kyù soá ñöôïc chæ ra treân hình 3-17. Hoaït ñoäng cuûa maùy nhö sau: Ñieän aùp tín hieäu caàn nghieân cöùu sau khi qua maïch loái vaøo seõ ñöôïc laáy maãu vaø ñöôïc bieán ñoåi sang daïng soá nhôø khoái bieán ñoåi ADC (Analog to Digital Converter). Maõ soá loái ra cuûa ADC ñöôïc löu tröõ trong boä nhôù RAM vôùi ñòa chæ xaùc ñònh bôûi boä ñeám. Khi muoán ñöa döõ lieäu ra maøn hình, boä ñieàu khieån ñoïc ñòa chæ boä ñeám seõ goïi ñòa chæ trong RAM ñöa soá lieäu qua maïch bieán ñoåi soá töông töï DAC (Digital to Analog Converter). Tín hieäu töông töï loái ra cuûa DAC seõ qua maïch khueách ñaïi Y ñeå ñöa vaøo keânh leäch ñöùng YY cuûa CRT, ñoàng thôøi boä ñieàu khieån khôûi phaùt boä taïo goác thôøi gian ñeå taïo soùng queùt ñöa vaøo keânh leäch ngang XX. Treân maøn hình ta seõ quan saùt ñöôïc daïng soùng ñaõ löu tröõ. KÑ Laáy maãu ADC RAM DAC keânh Y Y Vaøo Y Vaøo keânh Y ÑEÁM X CONTROL X Y HV Goác KÑ thôøi gian keânh X Hình 3-17. Dao ñoäng kyù löu tröõ daïng soá Dao ñoäng kyù cuõng hoaït ñoäng ôû 2 cheá ñoä nhôù vaø khoâng nhôù. Tröôøng hôïp khoâng nhôù tín hieäu vaøo tröïc tieáp ñöa vaøo keânh khueách ñaïi Y ñeå ñöa vaøo ñieàu khieån phieán leäch YY cuûa CRT. § 8. DUÏNG CUÏ GHI BIEÅU ÑOÀ 8.1. Maùy ghi bieåu ñoà treân baêng kieåu ñieän keá Nguyeân taéc cuûa maùy ghi bieåu ñoà treân baêng giaáy kieåu ñieän keá duøng buùt ghi chæ ra treân hình 3-18. Treân truïc cuûa moät ñieän keá khung quay töø ñieän gaén moät buùt veõ, ñaàu Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  16. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 103 - buùt tì leân giaáy nhö hình veõ. Döôùi taùc duïng cuûa ñieän aùp ñaët vaøo, khung daây seõ quay vaø keùo theo buùt veõ vaïch leân giaáy. Ñoä leäch cuûa buùt seõ tyû leä thuaän vôùi ñieän aùp ñaët vaøo khung daây. Khi tôø giaáy chaïy vôùi toác ñoä khoâng ñoåi döôùi buùt veõ thì daïng soùng cuûa ñieän aùp vaøo seõ ñöôïc veõ ra treân giaáy. Do söï chuyeån ñoäng cuûa giaáy tyû leä vôùi thôøi gian neân duïng cuï treân coøn ñöôïc goïi laø maùy ghi bieåu ñoà theo toïa ñoä x(t). Hình 3-18. Maùy ghi bieåu ñoà treân baêng giaáy kieåu ñieän keá. Moät phöông phaùp khaùc ñeå veõ ñoà thò treân baêng giaáy minh hoïa treân hình 3-19. Trong tröôøng hôïp naøy heä thoáng laøm leäch laø moät ñieän keá nhoû coù göông quay kieåu chæ thò baèng aùnh saùng thay cho buùt veõ. Moät heä thoáng quang hoïc ñieàu tieâu chính xaùc chuøm tia saùng töû ngoaïi chieáu leân göông vaø phaûn chieáu leân baêng giaáy aûnh, keát quaû thu ñöôïc aûnh cuûa tín hieäu nghieân cöùu treân baêng giaáy aûnh. Hình 3-19. Maùy ghi bieåu ñoà treân baêng duøng tia saùng. Öu ñieåm chuû yeáu cuûa phöông phaùp naøy laø heä thoáng cho pheùp ghi caùc daïng soùng vôùi taàn soá cao tôùi 5kHz, trong khi maùy ghi kieåu duøng buùt bò haïn cheá toái ña laø 200Hz. Tuy nhieân phöông phaùp naøy ñoøi hoûi phaûi coù loaïi giaáy aûnh xöû lyù ñaëc bieät. Ngoaøi phaàn cô khí ñeå ñieàu khieån söï dòch chuyeån cuûa baêng giaáy thì phaàn coøn laïi cuûa maùy ghi gioáng nhö cô caáu cuûa moät voân keá ñieän töû töông töï. Sô ñoà maïch ñieàu khieån ñieän keá duøng cho maùy ghi nhö hình 3-20. Boä suy giaûm ñeå thay ñoåi khoaûng ñieän aùp loái vaøo vaø ñöôïc ñieàu chænh ñeå cho caùc taàm ño 1cm/V; 2cm/V hoaëc 0,1cm/V; v.v… Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  17. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 104 - Heä thoáng ñieàu khieån keùo baêng giaáy duøng moâ tô vaø caùc heä thoáng truyeàn ñoäng baùnh raêng ñeå keùo giaáy ñöôïc ñieàu khieån baèng doøng ñieän nhôø caùc bieán trôû. Coù theå ñieàu chænh toác ñoä dòch chuyeån cuûa baêng giaáy ôû möùc cao tôùiø 5cm/s, hoaëc ôû möùc thaáp tôùi 5cm/h. Ngoaøi ra coøn coù theâm moät heä thoáng cô khí ñeå naâng vaø haï buùt. Hình 3-20. Maïch ñieàu khieån ñieän keá duøng cho maùy ghi bieåu ñoà 8.2. Maùyï ghi bieåu ñoà treân baêng kieåu chieát aùp. Hoaït ñoäng cuûa maùy ghi bieåu ñoà treân baêng giaáy kieåu chieát aùp theo nguyeân taéc bieán trôû töï caân baèng. Sô ñoà nguyeân lyù cuûa duïng cuï chæ ra treân hình 3-21 Buùt ghi ñöôïc gaén treân moät daây keùo vaø chuyeån ñoäng nhôø moâ tô. Ñaàu giöõ buùt gaén vôùi ñaàu con tröôït cuûa moät bieán trôû chieát aùp. Hai ñaàu cuûa chieát aùp ñaët döôùi nguoàn ñieän aùp moät chieàu (±E). Ñieän aùp laáy ra töø ñaàu con tröôït thoâng qua moät daây ñieän trôû nhoû qua maïch khueách ñaïi laëp laïi ñeå ñöa vaøo moät maïch coäng ñieän aùp. Moâ tô keùo ñieàu khieån buùt ghi hoaït ñoäng döôùi söï taùc ñoäng cuûa ñieän aùp treân loái ra cuûa boä khueách ñaïi coäng. Kyù hieäu caùc doøng loái vaøo maïch coäng aùp laø I2, I3 vaø I4 , ta coù ñieän aùp loái ra cuûa maïch coäng laø: ⎛V V V ⎞ Vo = − R5 ( I 2 + I 3 + I 4 ) = − R5 ⎜⎜ 2 + i + F ⎟⎟; (3-9) ⎝ R 2 R3 R 4 ⎠ Neáu R2 = R3 = R4 = R5, thì Vo = – (V2 + Vi + VF) (3-10) Giaû söû ñieän aùp vaøo Vi = 0, chieát aùp R1 ôû giöõa ñeå cho V2 = 0. Neáu ñaàu giöõ buùt ôû ñieåm giöõa chieát aùp daây tröôït thæ ta coù VF = 0. Nhö vaäy theo (3-4) ta coù Vo = 0, moâ tô ñöùng yeân vaø buùt ôû vò trí chính giöõa chieát aùp. Neáu buùt bò leäch ra khoûi vò trí caân baèng thì giaù trò cuûa VF seõ khaùc 0, ñieàu ñoù daãn tôùi theá loái ra maïch coäng Vo seõ khaùc khoâng laøm cho moâ tô trôï ñoäng seõ quay theo chieàu caàn thieát ñeå sao cho VF trôû veà khoâng. Khi VF = 0 moâ tô seõ ñöùng yeân. Baây giôø giaû söû buùt veõ naèm yeân ôû taâm cuûa bieåu ñoà, VF = Vi = 0. Ñieàu chænh bieán trôû R1 ñeå sao cho V2 = +E/2, theá loái ra maïch coäng baây giôø laø Vo = –E/2 seõ kích Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  18. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 105 - hoaït moâ tô quay theo chieàu sao cho buùt ñöa con tröôït bieán trôû veà phía –E. Khi theá VF=–E/2 thì ñieän aùp loái ra boä coäng laïi baèng khoâng, moâ tô ngöøng quay vaø buùt ghi naèm ôû moät vò trí xaùc ñònh. Hình 3-21. Maùy ghi bieåu ñoà duøng nguyeân taéc bieán trôû töï caân baèng Nhö vaäy, khi VF = –V2, thì khoâng coù tín hieäu ra cuûa boä khueách ñaïi ñeå daãn ñoäng ñoäng cô trôï ñoäng, buùt ñöùng yeân. Baây giôø, neáu chænh R1 sao cho V2 = –E/2 hoaëc V2 = –E, thì buùt seõ bò keùo veà caùc ñieåm öùng vôùi VF = +E/2 hoaëc +E töông öùng. Bieán trôû R1 ñoùng vai troø bieán trôû ñieàu chænh vò trí ban ñaàu cuûa buùt veõ treân baêng giaáy. Baây giôø xeùt tín hieäu vaøo Vi, thoâng qua taàng khueách ñaïi/suy giaûm ñeå ñöa vaøo maïch coäng. Giaû söû Vi > 0, theá loái ra boä khueách ñaïi laø –Vi seõ ñieàu khieån moâ tô quay sao cho buùt dòch chuyeån veà phía –E. Khi VF = –Vi thì moâ tô ngöøng quay vaø buùt seõ döøng. Neáu theá loái vaøo Vi laø moät ñaïi löôïng bieán thieân chaäm thì buùt seõ di chuyeån lieân tuïc sao cho VF = –Vi, keát quaû seõ veõ neân daïng soùng bieán thieân cuûa Vi treân baêng giaáy. Öu ñieåm cuûa duïng cuï laø ñoä chính xaùc cao hôn nhieàu so vôùi kieåu ñieän keá. Theo lyù thuyeát thì coù theå ñaït ±0,2% so vôùi kieåu ñieän keá laø ±2%. Nhöôïc ñieåm laø ñaùp tuyeán taàn soá raát thaáp, thöôøng chæ aùp duïng cho caùc tín hieäu bieán ñoåi raát chaäm döôùi 10Hz. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  19. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 106 - 8.3. Maùyï ghi bieåu ñoà treân baêng duøng ñieän cöïc raén Phöông phaùp ghi bieåu ñoà treân baêng duøng ñieän cöïc raén ñöôïc minh hoïa treân hình 3-22. Ñaàu ghi laø moät taäp hôïp goàm nhieàu ñieän cöïc (côõ vaøi traêm) ñöôïc gheùp noái tieáp nhau treân moät thanh ngang coá ñònh. Caùc ñieän cöïc ñöôïc ñieàu khieån baèng maïch ñieän töû vaø thöïc hieän vieäc ghi tín hieäu baèng caùch phoùng ñieän leân beà maët baêng giaáy chuyeân duïng dòch chuyeån beân döôùi. Duïng cuï coù ñaùp tuyeán taàn soá raát toát vì ñaàu ghi laø ñöùng yeân, maùy coù theå ghi caùc tín hieäu tôùi 1kHz. Nguyeân taéc ñieàu khieån caùc ñieän cöïc ghi ñöôïc minh hoïa treân hình 3-23. Tín hieäu loái vaøo ñöôïc löôïng töû hoùa thaønh töøng möùc giaùn ñoaïn nhôø moät heä thoáng caùc boä so saùnh lieân tieáp maéc song song vôùi nhau. Ñaàu ra cuûa moãi boä so saùnh ñieàu khieån tröïc tieáp moät ñieän cöïc ghi. Caùc möùc theá so saùnh ñöôïc thöïc hieän baèng moät caàu ñieän trôû chia Hình 3-22 aùp giöõa caùc boä nguoàn ±E. Daïng soùng tín hieäu ghi treân baêng seõ coù daïng moät ñöôøng ñöùt neùt. Khi soá ñieän cöïc ghi lôùn thì daïng soùng ghi gaàn nhö laø lieân tuïc. +E Taàng so aùp Maïch kích ñieän cöïc ghi + Caùc ñieän cöïc SS4 ghi V4 - U4 + SS3 V3 - U3 Tín hieäu vaøo + SS2 V2 - U2 + SS1 V1 - U1 -E CONTROL Hình 3-23. Quaù trình löôïng töû hoùa tín hieäu vaøo vaø ñieàu khieån caùc ñieän cöïc ghi Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
  20. Kyõ Thuaät Ño Löôøng Ñieän –Ñieän töû - 107 - Phöông phaùp ghi duøng ñieän cöïc raén coù nhöôïc ñieåm laø maïch ñieàu khieån phöùc taïp vì phaûi duøng moät soá löôïng lôùn caùc maïch so saùnh vaø caùc ñieän cöïc ghi. Tuy nhieân vieäc söû duïng caùc maïch tích hôïp cho pheùp ñôn giaûn hoùa vaán ñeà ñaët ra. 8.4. Maùyï ghi theo toïa ñoä xy Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa maùy ghi theo toïa ñoä xy laø söû duïng buùt veõ dòch chuyeån ñoàng thôøi theo caû 2 chieàu x vaø y ñeå veõ bieåu ñoà treân moät tôø giaáy ñaët coá ñònh. Cô caáu ghi töông töï nhö ñoái vôùi maùy ghi bieåu ñoà theo nguyeân taéc bieán trôû töï caân baèng (hình 3-24). ÔÛ ñaây buùt veõ ñöôïc gaén treân moät giaù mang vaø söï dòch chuyeån cuûa buùt theo chieàu doïc treân giaù (truïc y) ñöôïc ñieàu khieån baèng moâ tô M1. Toaøn boä giaù mang buùt coù theå dòch chuyeån theo chieàu ngang (truïc x) nhôø moâ tô M2 thoâng qua heä thoáng daây keùo vaø 4 puli trôï ñoäng. M2 M1 Hình 3-24. Cô caáu ghi theo toïa ñoä xy Caùc maïch bieán ñoåi tín hieäu vaøo keânh X vaø keânh Y ñeå ñieàu khieån caùc moâ tô trôï ñoäng M1 vaø M2 veà cô baûn gioáng nhö sô ñoà hình 3-21. Moãi maïch ñeàu coù boä phaän chænh möùc 0, boä khueách ñaïi coäng vaø moät maïch laëp aùp ñeå hoài tieáp ñieän aùp laáy töø con tröôït cuûa bieán trôû gaén vôùi ñaàu buùt ghi. Taàng khueách ñaïi loái vaøo vaø maïch choïn khoaûng ño chæ ra treân hình 3-25. Caùc chuyeån maïch S1 vaø S2 cho pheùp ñieàu chænh heä soá khueách ñaïi cuõng nhö thay ñoåi du xích treân baûn veõ sao cho ñieän aùp loái ra cuûa maïch laø 1V. Vôùi vò trí cuûa S1 vaø S2 nhö hình veõ 3-25 ta coù ñoä lôïi cuûa maïch khueách ñaïi laø: R + R3 + R4 900 K + 90 K + 10 K Ñoä lôïi A1 (0,1V / cm ) = 2 = = 10 R3 + R4 90 K + 10 K Nhö vaäy khi chuyeån maïch S2 ôû vò trí 0,1V/cm, thì vôùi moät tín hieäu vaøo 0,1V seõ ñöôïc khueách ñaïi leân thaønh 10 x 0,1V/cm = 1V; tín hieäu 1V naøy seõ ñöa tôùi boä khueách ñaïi coäng vaø seõ taïo ra ñoä leäch 1cm cuûa buùt ghi. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2