Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin viii GVHD: PGS.TS H  MC LC Trang ta Trang Quy tài Biên bn chm Lut nghip Th Phiu nhn xét Lu Lý lch cá nhân i L ii Cm t iii Tóm tt iv Abstract vi Mc lc viii Danh sách các hình x Danh sách các bng xiii Chngă1.ăTNG QUAN 1 1.1. Tng quan chung v c nghiên cu, các kt qu  công b 1 1.2 Lý do ch tài 12 1.3. M tài 12 1.4. Nhim v c tài và gii h tài 13 1.5. u 13 Chngă2.ăCăS LÝ THUYT 15 c tính tn s 15 2.2. Phép bii Fourier 18 2.3. Ph ca mn áp tiêu biu 20 2.4. ng dc tính tn s 26  H th 29 Chngă3. CUăTRÚCăCăBN H THNGăĐO 31 3.1. B ng 31 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin ix GVHD: PGS.TS H  3.2. Cáp truyn tín hiu 41 ng ký 50 Chngă4.ăPHNGăPHỄPăĐC TÍNH TN S TRONGăĐỄNHăGIỄăSAIă S H THNGăĐO 55 4.1. Gii thiu H th theo IEC 60990:1999 55 4.2. Gii thiu thit b và quy trình thc nghim 56 4.3c tính tn s ca H th 59 4.4. H s K ca H th 69 Chngă5. KT LUN 78 5.1. Các kt qu c c tài 78 ng phát trin c tài 78 TÀI LIU THAM KHO 79 PH LC 80 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin x GVHD: PGS.TS H  DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Trang Hình 1.1: Cu trúc H th mt kênh 3 Hình 1.2: H th kiu so sánh 5 Hình 1.3: u cân bng 5 Hình 1.4: ng 5 Hình 1.5: i gian 6 Hình 1.6: n s xung 6 Hình 1.7: s xung 7 Hình 2.1: Xung d 20 Hình 2.2: c tính tn s cn áp d 21 Hình 2.3: c tính tn s cc nh 22 Hình 2.4: c tính biên tn cn tính 23 Hình 2.5: Ph ca xung sét chun vi các thi gian ct Tc khác nhau 24 Hình 2.6: c tính tn s ca xung vuông 25 Hình 2.7: c tính biên tn ca b n tr 28 Hình 2.8: c tính biên tn ca b m 28 Hình 3.1:  nguyên lý ca mt H th 31 Hình 3.2: Dng chung ca b n tr 36 Hình 3.3: Phân b u dc theo n ca b phân áp 37 Hình 3.4: B n dung 39 Hình 3.5:  a b n dung 39 Hình 3.6:  ca b phân áp dung  tr 40 Hình 3.7: S méo dng ca xung do qua b phân áp dung  tr 40 Hình 3.8a:   n dung 41 Hình 3.8b: Các kt qu   cn áp tn s cao sau khi truyn cáp có chiu dài khác nhau 46 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin xi GVHD: PGS.TS H  Hình 3.9: S méo dng cn áp do phn x t n tr u cui ca cáp  47 Hình 3.10:  nh mc ca b  49 Hình 3.11: Gi cn áp theo vch chia trên màn hình 53 Hình 4.1: S  H th   ng tr    i theo IEC 60990:1999 55 Hình 4.2: S H thng ng và tr  i theo IEC 60990:1999 55 Hình 4.3: Máy phát xung LAG-120B 56 Hình 4.4: Máy ghi nhn tín hin HIOKI 8870-20 57 Hình 4.5:  th biu din c tính biên tn t và theo thc nghim ca H thmô phng tr  i 62 Hình 4.6:  th biu din c tính pha tn    t và theo thc nghim ca H thmô phng tr  i 62 Hình 4.7: Bi biu din sai s    ) ca H thmô phng tr  i 63 Hình 4.8: Bi biu din sai s   ) ca H thmô phng tr  i 63 Hình 4.9:  th biu din c tính biên tn t và theo thc nghim ca H thmô phng ng và tr  i 67 Hình 4.10:  th biu din c tính pha tn   t và theo thc nghim ca H thmô phng ng và tr khá i 67 Hình 4.11: Bi biu din sai s    ) ca H thmô phng  ng và tr  i 68 Hình 4.12: Bi biu din sai s   ) ca H thmô phng  ng và tr  i 68 Hình 4.13: Bi th hin sai s  ln H s K  |K| ) theo lý thuyt và theo thc nghim ca H thmô phng tr  i 72 Hình 4.14: Bi th hin sai s góc pha H s K   ) theo lý thuyt và theo thc nghim ca H thmô phng tr  i 72 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin xii GVHD: PGS.TS H  Hình 4.15: Bi th hin sai s  ln H s K  |K| ) theo lý thuyt và theo thc nghim ca H thmô phng ng và tr  i 76 Hình 4.16: Hình 4.10. Bi th hin sai s góc pha H s K   ) theo lý thuyt và theo thc nghim ca H thmô phng ng và tr  i77 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin xiii GVHD: PGS.TS H  DANH SÁCH CÁC BNG BNG Trang Bng 2.1: Mt vài ph tn s ca mt s n áp tiêu biu 26 Bng 3.1: Các s liu v s suy gim  1 ) trong mt vài lo 44 Bng 3.2: S gi xung ng vi chiu dài cáp 46 Bng 3.3: T ghi xung yêu cu và khong thi gian làm ln t 51 Bng 4.1: S liu c tính biên tn ca H thmô phng tr  i 60 Bng 4.2: S liu c tính pha tn ca H thmô phng tr  i 61 Bng 4.3: S liu c tính biên tn ca H th mô phng ng và tr  i 65 Bng 4.4: S liu c tính pha tn ca H th mô phng ng và tr kháng  i 66 Bng 4.5: M ng ca các phn t  ln H s K ca H th mô phng tr  i 69 Bng 4.6: M ng ca các phn t lên góc pha H s K ca H th mô phng tr  i 70 Bng 4.7: Sai s  ln H s K theo thc nghim ca H th mô phng tr  i 70 Bng 4.8: Sai s góc pha H s K theo thc nghim ca H th mô phng tr  i 71 Bng 4.9: M ng ca các phn t  ln H s K ca H th mô phng ng và tr  i 73 Bng 4.10: M ng ca các phn t  ln H s K ca H th mô phng ng và tr  i 74 Bng 4.11: M ng ca các phn t lên góc pha H s K ca H thng  mô phng ng và tr  i 74 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin xiv GVHD: PGS.TS H  Bng 4.12: M ng ca các phn t lên góc pha H s K ca H thng  mô phng ng và tr  i 75 Bng 4.13: Sai s  ln H s K theo thc nghim ca H th mô phng  ng và tr  i 75 Bng 4.14: Sai s góc pha H s K theo thc nghim ca H th mô phng ng và tr  i 76 Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 1 GVHD: PGS.TS H  Chngă1 TNG QUAN 1.1. Tng quan chung v lƿnhăvực nghiên cu, các kt qu trongăvƠăngoƠiănc đƣăcôngăb           ,     . ,     i và các   Khi thc hin các nghiên cu thc nghi     trong các kt qu ghi nh  ng g    c tp do các nh ng và s a các thông s ca H th. Theo [8], [9], [10] nêu ra .  khc phc nh ng s dc tính tn s [1], [10].   khoa     Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 2 GVHD: PGS.TS H  1.1.1. Đnhănghƿaă  Theo [2], [3], Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đối tượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị.  Vng là quá trình thc hin ba thao tác chính: + Bii tín hiu và tin tc. + So sánh v c so sánh vi mng. + Chuy có kt qu bng s so v.   vào vic thc hi   H th khác nhau.  Thit b đoăvƠăthit b mu  Thit b t h thi ng ch trên thit b (là thit b ng liên tc) hoc là con s  v t b n sng ra không hin th trên thit b mà i  thc hin các phân tích k thut nhnh.  Thit b m kim tra và hiu chnh thit b    nh hin hành thit b mu ph chính xác lt hai cp so vi thit b kim tra.  Ví d: Mun kip chính xác 2 thì bàn ki phi có cp chính xác ít nht là 0,5. 1.1.2. Phân loi 1.1.2.1. Thit b đoălng Có nhiu cách phân loi song có th chia thit b  ng thành hai loi chính là thit b i thng và thit b u so sánh.  Thit b đoăchuynăđi thẳng  ng ct b i bt k dc bin thành góc quay ca kim ch thc kt qu nh  và nhng quy c trên mt thit b, loi thit b này gi là thit b n. Ngoài ra, ng ra còn có th bii thành sc kt qu ri nhân vi h s ghi trên mt máy hoc máy t ng làm vit b n s. Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 3 GVHD: PGS.TS H   Thit b đoăkiu so sánh  Thit b  là ch th n hoc là ch th s. Tu theo cách so sánh và cách lng bù (b mã hoá s ) ta có các thit b so t b so sánh kiu tu  ng bù tr luôn bii theo nhau); thit b so sánh king bù tr bin thiên theo mt quy lut thi gian nhnh và s cân bng ch xy ra ti mt thm trong chu k).   vào vic li ta chia thành dng c mã hoá s xung, tn s xung, th u kin cân bi ta chia thành dng c bù không lch (zero) và dng c bù có l vào quan h gii ta chia thành: thit b c tip ng ra biu th trc ting vào), thit b ng ra liên quan ti nhing vào thông qua nhng biu thc toán hnh), thit b u hp b (nhing ra liên quan ti nhing vào thông qua các n tính). 1.1.2.2. Chuynăđiăđoălng  Chuy i chun hoá: Có nhim v bi i mt tín hi n phi tiêu chun thành tín hin tiêu chung U = 0 ÷ 10 V; I = 4 ÷ 20 mA). Vi loi chuyi này ch yu là các b phân áp, phân dòng, bin áp, bin n, các mch khuc nghiên cu k  các giáo trình khác nên ta không xét.  Chuyp: Có nhim v bin mt tín hin sang tín hiu n, ghi nhn thông tin giá tr cCó rt nhiu loi chuyp khác n trn cn dung, nhin, v.v 1.1.2.3. T hp thit b đoă  Vi mt thit b c th (mt kênh):      Hình 1.1. Cu trúc H th mt kênh [...]... nghiệmăđể kiểm nghiệm l i Hệ th ng đo này HVTH: Nguyễn Ngọc Hiển 12 GVHD: PGS.TS H Vĕnăζh tăωh ng Lu năvĕnăTh c sĩ ứ θh ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo Tính toán và vẽ đặc tính tần s c a các Hệ th ngă đo theo IEC 60990:1999 theo các hàm c a Hệ th ng đo này ứ Thực nghiệm l y s liệu c a mô hình Hệ th ng đo theo IEC 60990:1999 và từ s liệuăthuăđ ợc, ta vẽ đặc tính tần s c a Hệ th ng đo theo thực nghiệm,... + Đặc tính xung hay tín hiệu vào là xung hẹp: x(tΨă=ăA.Ł(tă- ńΨ + Đặc tính tần lúc tín hiệu vào có d ng hình sin: x(t) = Aej  Đặc tính tần s thể hiện t hai d ng: đặc tính biên tần A( ΨăvƠ đặc tính pha tần θ( Ψ.ă  Đặc tính còn thể hiệnă d ới d ng sai s tần s , sai s này thể hiện sai s biên tần γA và sai s pha tần γθ: A  A( )  A0 A0 γθ =ăθ( Ψăậ θ0 Trong đó:ă + A( ΨălƠăbiênăđộ đầu ra phụ thuộc tần. .. đánh giá sai s c a Hệ th ng đo, đ aăraăph 1.4 ng pháp đo choăphòngăthử nghiệm Nhi m v c aăđ tài và gi i h năđ tài 1.4.1 Nhi măv ăc aăđ ătƠi ứ Hệ th ngăhóaăcácăkiếnăth căvề đặc tính tần s trong Hệ th ng đo ứ ζghiênă c u,ă tính toánă vƠă vẽă đặc tính tần s ă c aă cácă Hệ th ngă đo theo IEC 60990:1999ătheoăcácăhƠmăc a Hệ th ng đo này ứ Thựcănghiệmăl yăs ăliệuăc aămôăhình Hệ th ng đo theo IEC 60990:1999... năvĕnăTh c sĩ θh Ch C ăS ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo ngă2 LÝ THUY T ng pháp đ c tính t n s 2.1 Ph  Trong việcă đo l ngă động,ă xungă điện áp là mộtă độ lớnă thayă đổi theo th i gian.ăDoăđó,ăd ngăxungăghiăkhôngăđ ợc bị méo d ng b i các thiết bị đo. ăYêuăcầu này không thể thực hiệnăđ ợc b i vì t n t i những điện tr , điện dungăvƠ điện c m kýăsinh trong c ăc u đo điện chúng kéo theo một quan hệ. .. Tính ch t c aăcác đặc tính tần s dễ tìm th y: + Đặc tính tần s biênăđộ vƠ đặc tính tần s tần thực là hàm chẵn:ăđ i x ng qua trục tung: F( Ψă=ăF(- Ψ,ăF1( Ψă=ăF1(- Ψăăăăăăăăă + Đặc tính tần s phaăvƠ đặc tính tần s (2.19) o là hàm lẻ:ăđ i x ng qua g c tọa độ: ( Ψă=ă- (- Ψ,ăF2( Ψă=ă-F2(- Ψăăăăăăă ứ Nh hai tính ch tătrênăcóăđ ợc: F(j Ψă=ă*F(-j Ψăăăăăăăăăăăăăă ứ (2.20) (2.21) ζghĩaălƠ đặc tính tần s biênăđộ... i ta sử dụng đặc tính tần s ph c hoặc đặc tính pha ậ biênăđộ ph c.ăωhúngăđ ợc xác định bằng cách tác dụng lên Hệ th ng đo một điện áp hình sin với tần s thayăđổi Sauăđó,ăxácăđịnhămôđunăvƠăgócăphaăc a điện áp ra u2 vƠ điện áp vào u1,ăcóănghĩaălƠ: G ( )  um2 ; u m1 (2.1)  ( )   2  1 Trong đó:ă G( Ψăậ đ ợc gọiălƠ đặc tính biên tần; Ņ( Ψăậ đ ợc gọiălƠ đặc tính pha tần c a thiết bị đo HVTH: Nguyễn... tăωh ng Lu năvĕnăTh c sĩ ứ θh ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo Ch ng tỏ rằng hàm không chu kỳ f(tΨă đặc tr ng bằng tổng không giới h n c aăcácăgiaoăđộngăđiều hòa vớiăbiênăđộ nhỏ: dA   1  F ( j )d Từ đóăsuyăra: F ( j )   ứ HƠmănƠyăth dA d ngăđ ợc gọi là mặt phẳng đặc tính tần s ,ăcònămôđunăc a nó |F(j Ψ|ăậ đ ợc gọiălƠ đặc tính tần s biênăđộ ứ Khi xây dựng đặc tính tần s biênăđộ th ghi... hợp đặc biệt, cácăhƠmăđiều hòa có: l (t )e  jt  ứ Thì trên trục o (2.17) ă=ă±ăΩăsẽ làm cho giá trị đặc tính tần s F( Ψă các tần s vô cùng lớn Trên trục tần s 1 j  j các giá trị ă=ă±ăΩăsẽ có giá trị đặc tính tần s v ch vớiăbiênăđộ hữu h n ng với: Akcos( ktă+ăαkΨă…ăă HVTH: Nguyễn Ngọc Hiển 19 (2.18) GVHD: PGS.TS H Vĕnăζh tăωh ng Lu năvĕnăTh c sĩ ứ θh ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo Tính. .. ợng đo. Trong tr ng hợp Hệ th ng đo là tuyến tính, thì đặc tính biên tần tĩnhăc a nó là tuyến tính, ăcòn điện dung, điện c măvƠ điện tr là hằng s , không phụ thuộcăvƠo điện áp vào  Trong thực tế, hệ ph ngătrìnhăviăphơnăđ ợc sử dụngănh ălƠănhững đặc tr ngă c a thiết bị đo thìăr t không thu n lợi, b i vì các hệ s c a nó r tăkhóăxácăđịnh bằng thực nghiệm.ăĐể đánhăgiáăcác tính ch tăđộng c a thiết bị đo Thôngăth ng,ăng... địnhă điện áp ra là một hƠmăthayăđổi theo th i gian HVTH: Nguyễn Ngọc Hiển 26 GVHD: PGS.TS H Vĕnăζh tăωh ng Lu năvĕnăTh c sĩ  θh ng pháp đặc tính tần s trong Hệ th ng đo Đặc tính tần s c a thiết bị đo cóă thể tính toán hoặcă xácă định bằng thực nghiệm.ăXácăđịnh bằng thực nghiệmăG(j Ψăcóămột s khuyếtăđiểm Máyăphát điện áp tần s cao thông dụngăth ngăđ ợc chế t oăcó điện áp chỉ đênăvƠiăchục vôn, do đóăđiện . khâu th i trong thit b. Lu c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 5 GVHD: PGS.TS H  1.1.3.2. H thng đo kiu so sánh  Trong thit. c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 6 GVHD: PGS.TS H   Phân loiăphng pháp đo cĕnăc vào cách toăđin áp bù  Phngă pháp mƣă hoáă thi. c tính tn s trong H th HVTH: Nguyn Ngc Hin 8 GVHD: PGS.TS H  1.1.4. Cácăđc tính ca thit b đo 1.1.4.1.ăĐ nhy,ăđ chính xác và các sai s ca thit b đo