ĐÁP ÁN CHI TIẾT HỌC PHẦN ”KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG ĐT-VTĐ” Đo lường điện tử gì? Nêu tên đặc điểm phương pháp đo đo lường điện tử Đo lường trình đánh giá định lượng đối tượng cần đo để có kết số so với đơn vị Thiết bị đo thiết bị nhằm đưa kết việc đánh giá định lượng đối tượng đo nói Có ba phương pháp đo lường đo lường điện tử là: trực tiếp, gián tiếp so sánh – Đo trực tiếp đặc điểm phương pháp đo trực tiếp (5đ) Là phương pháp sử dụng thiết bị đo hay mẫu chuẩn để đánh giá trực tiếp kết đo Phương pháp đo trức tiếp có độ xác cao thường sử dụng phép đo bình thường – Đo gián tiếp đặc điểm phương pháp đo gián tiếp (5đ) Là phương pháp đo mà kết hiển thị đại lượng khác với đại lượng cần đo, giá trị mà thông qua kết hợp với phương trình vật lý khác tính kết cần đo … Phương pháp đo gián tiếp sử dụng trường hợp điều kiện không cho phép đo trực tiếp không thuận tiện dùng phương pháp đo trực tiếp – Đo tương quan & đặc điểm (5đ) Là phương pháp so sánh đại lượng cần đo với đại lượng chuẩn Cần hai phép đo xác định kết Phương pháp thường sử dụng trường hợp cần đo trình phức tạp Vẽ sơ đồ khối giải thích đặc điểm thiết bị đo thông số tín hiệu theo sơ đồ khối - Vẽ sơ đồ khối thiết bị đo thông số tín hiệu (10đ) Sơ đồ khối thiết bị đo thông số tín hiệu sau: - Giải thích đặc điểm thiết bị đo theo sơ đồ khối (10đ) Mạch vào: phối hợp trở kháng mở rộng thang đo Thiết bị biến đổi: biến đổi thông số cần đo đại lượng thích hợp với thiết bị thị tỷ lệ với thông số cần đo + Thiết bị thị: Chỉ báo kết thông số cần đo + Nguồn cung cấp: cấp nguồn điện cho thiết bị đo hoạt động + + Hãy nêu chức năng, vẽ giải thích sơ đồ khối thiết bị tạo tín hiệu đo lường theo sơ đồ khối Nêu chức thiết bị (5đ) Là thiết bị sử dụng để tạo nguồn tín hiệu chuẩn dao động điều hoà, dạng tín hiệu xung, dạng tín hiệu điều chế AM, FM với độ sâu điều chế độ di tần chuẩn hoá để làm tín hiệu chuẩn cho phép đo so sánh - Vẽ sơ đồ khối thiết bị tạo tín hiệu đo lường (7.5đ) Sơ đồ khối thiết bị tạo tín hiệu đo lường sau: - Giải thích đặc điểm thiết bị theo sơ đồ khối (7,5đ) + + + + + Bộ tạo sóng chủ: tạo dao động điều hoà Bộ biến đổi: tạo dạng sóng thích hợp theo yêu cầu Mạch ra: phối hợp trở kháng tạo tín hiệu đo với tải tiêu thụ Thiết bị thị: hiển thị thông số tín hiệu Nguồn cung cấp: cung cấp nguồn điện cho thiết bị làm việc Sai số phép đo lường điện tử - VTĐ gì? Việc nghiên cứu sai số nhằm mục đích nguyên nhân dẫn đến sai số này? Khái niệm sai số đo lường ĐT-VTĐ (5đ) Sai số phép đo lường điện tử - VTĐ sai lệch kết đo giá trị thực đại lượng cần đo - Mục đích việc nghiên cứu sai số (5đ) để có giá trị sát với giá trị thực nhất, tức giảm thiểu sai số hay nâng cao độ xác cho phép đo - Các nguyên nhân dẫn đến sai số phép đo (10đ) Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sai số phép đo nhiên phân chia thành nhóm nguyên nhân sau: + Khách quan: thiết bị đo chưa hoàn hảo, đại lượng đo chưa ổn định bị can nhiễu yếu tố khách quan từ môi trường bên + Chủ quan: người đo sử dụng phương pháp đo chưa hợp lý Sai số phép đo lường điện tử - VTĐ bao gồm có loại nào? Làm để giảm thiểu sai số này? Có loại sai số phép đo lương điện tử sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên - Sai số hệ thống (SSHT) sai số không đổi thay đổi có quy luật xác định trình đo Nguyên nhân SSHT bao gồm: + Do máy đo, thiết bị đo không xác không chuẩn lại + Do điều kiện môi trường khác với điều kiện tiêu chuẩn nhiệt độ, độ ẩm … + Do phương pháp đo chưa thích hợp trình tính toán loại bỏ vài yếu tố + Do người đo chủ yếu thao tác đo Giải pháp để hạn chế sai số hệ thống tính toán cụ thể sai số để hiệu chỉnh vào kết đo lựa chọn phương pháp đo thiết bị đo hợp lý -Sai số ngẫu nhiên (SSNN) sai số mang tính ngẫu nhiên, có kết khác điều kiện đo Nguyên nhân xảy SSNN ngẫu nhiên như: + Sự tăng giảm nguồn điện cung cấp + Nhiễu điện từ trường Giải pháp để hạn chế SSNN tiến hành đo nhiều lần; loại bỏ kết đo bất hợp lý đáng, Điều có nghĩa tính toán cụ thể sai số để hiệu chỉnh vào kết đo Hãy trình bày tham số đánh giá sai số Sai số đo lường điện tử - VTĐ đặc trưng ba tham số sau: (2đ) - Sai số tuyệt đối: Nếu gọi a giá trị đo được; X giá trị thực đại lượng đo sai số tuyệt đối định nghĩa là: ∆*x = a - X Trong thực tế X chưa biết nên chưa xác định ∆*x vào độ xác dụng cụ đo sử dụng phương pháp đo nhiều lần để tìm giá trị cực đại ∆*x (∆*x ≤ ∆X) lấy ∆X làm sai số tuyệt đối - Sai số tương đối ∆x Tuy nhiên X chưa biết nên δx không mang giá trị thực tế X ∆x ∆x ≈ Trong trường hợp ∆x = X ∆x = a coi X ≈ a , lúc ta có δ x = X a ∆x gọi δ x = sai số tương đối danh định a Có ký hiệu δX: - δx = Sai số trung bình Sai số trung bình d: d = ∆ x1 + ∆ x + + ∆ n n n Sai số trung bình bình phương σ= ∑∆ i =1 Xi n Trong đó: ∆xi sai số tuyệt đối phép đo thứ i n lần đo Khái niệm nêu nguyên lý hoạt động chung thiết bị đo lường điện – - Khái niệm & hình vẽ minh họa (5đ) Cơ cấu đo thiết bị chuyển đổi đại lượng cần đo (x) thành góc quay kim tương ứng với mối quan hệ: α = fα(x) x α Cơ cấu đo - Nguyên lý hoạt động chung: Đại lượng cần đo (x) biến đổi thành mô men quay: Mq= F(x,α) Dưới tác động mô men quay, phần động quay góc d α thực công là: dA = Mq dα, thực chất công lượng điện, từ trường sinh ( dW đt) hay ta có: dA = dWdt Do đó, theo định luật bảo toàn lượng ta có: Mq dα = dWdt mô men quay tác dWdt động lên phần động là: M q = dα Mặt khác, tác động mô men quay (M q) phần động quay, phận tạo mô men phản tạo mô men phản (M p) có hướng ngược chiều với mô men quay tỷ lệ với góc quay phần động: Mp = Kp α (Trong Kp gọi suất mô men phản riêng) Nếu bỏ qua mô men ma sát sinh phần động có tiếp xúc với phần tĩnh vị trí cân mô men ta có Mq = Mp Từ biểu thức ta rút phương trình: α = f , ( x) = F ( x) Phương trình gọi phương trình đặc tính thang đo, đặc trưng Kp cho tính chất cấu đo Trình bày chức nhiệm vụ, đặc điểm yêu cầu chi tiết khí dụng cụ đo lường điện-cơ: trục trụ phần động, dây căng/treo phận tạo mô-men phản - Đặt vấn đề: hai phận cấu đo (5đ) Theo nguyên lý hoạt động chung, cấu đo bao gồm hai phận phần động phần tĩnh - Trục trụ phần động (5đ) Trục trụ phần động phận quan trọng chi tiết cuả cấu đo Nó đảm bảo cho phần động quay trục hình học Chất lượng trục trụ : đầu trục bề mặt trụ định lớn tới sai số gây ma sát Trục làm hợp kim tròn, cứng nhẹ để giảm thiểu mômen ma sát - Dây căng dây treo (5đ) Trong cấu đo có độ nhạy cao, trục trụ phần động thay dây căng dây treo có tác dụng: + Định vị cho phần động quay theo trục hình học + Dẫn điện vào khung dây phần động + Tạo mô men phản Ngoài loại trừ mô men ma sát để nâng cao độ xác, giảm suất mô men phản riêng để nâng cao độ nhạy - Bộ phận tạo momen phản (5đ) Bộ phận tạo mô men phản có nhiệm vụ tạo mô men phản (M p) tiếp điện cho khung dây phần động Với M p = Kp α Để có độ xác cao K p phải ổn định theo thời gian môi trường Yêu cầu lò xo phản phải có độ đàn hồi lớn nên cấu tạo từ vật liệu có độ đàn hồi cao có khả dẫn điện tốt để tiếp điện cho khung dây Lò xo phản có dạng xoắn ốc, đầu gắn với phần động đầu gắn với phần tĩnh thông qua phận chỉnh "Zero" Thông thường có lò xo phản gắn đầu trục phần động Trình bày chức đặc điểm chung phận cản dịu dụng cụ đo lường điện – - Chức phận cản dịu (5đ) Bộ phận cản dịu có tác dụng xác lập nhanh chóng vị trí cân phần động Có loại cản dịu thường sử dụng cản dịu không khí, cản dịu cảm ứng từ cản dịu chất lỏng - Đặc điểm loại cản dịu kiểu không khí (5đ) - Loại cản dịu kiểu không khí cấu tạo bổi hộp kín bên có cánh chuyển động gắn vào trục phần động Khi phần động quay, cánh chuyển động tạo chênh lệch áp suất không khí hai phần hộp cản lại dao động phần động - Đặc điểm loại cản dịu kiểu cảm ứng từ (5đ) Loại cản dịu kiểu cảm ứng từ cấu tạo bổi nhôm mỏng (gắn với phần động) di chuyển khe hở nam châm vĩnh cửu (gắn với phần tĩnh ) Đặc điểm loại cản dịu kiểu chất lỏng (5đ) Loại cản dịu kiểu chất lỏng cấu tạo bổi đĩa động gắn với trục phần động đĩa tĩnh Giữa đĩa động đĩa tĩnh tiếp xúc thông qua lớp chất lỏng Khi phần động chuyển động hình thành lực ma sát phần động phần tĩnh thông qua chất lỏng tạo nên mô men cản dịu 10.Trình bày nguyên lý hoạt động cấu từ điện Nguyên lý hoạt động: dòng Ix => tạo từ trường => tạo lực điện từ => tạo momen quay => phần động quay => tạo momen phản => có phương trình cân phần động => phương trình đặc tính thang đo (20đ) Khi có dòng điện cần đo I x chảy qua cuộn dây phần động sinh từ trường Từ trường tương tác với từ trường nam châm vĩnh cửu khe từ tạo lực điện từ F = BwlI., lực điện từ sinh mô men quay làm quay phần động: b M q = F = F b = BwlbI = BwsI Trong đó: + B: Cảm ứng từ khe hở từ + w: số vòng dây khung dây phần động + b: bề rộng khung dây + l: chiều dài khung dây + s = b.l diện tích khung dây Phần động quay, phận tạo mô men phản sinh mô men phản: Mp = Kp.α ngược chiều với mô men quay Nếu bỏ qua ư- mô men phụ khác phần động đứng yên cân mô men (M q= Mp), Từ lập phương trình cân phần động: M p = Kp.α = Mq = BwsI Bws Bws I = SI Trong S = Vậy ta có: α = gọi độ nhạy cấu từ điện Kp Kp phương trình gọi phương trình đặc tính thang đo cấu từ điện 11.Nêu giải thích đặc điểm cấu từ điện - Đặt vấn đề (5đ): - - - Từ phương trình đặc tính thang đo đặc điểm cấu tạo, cấu từ điện có số đặc điểm sau: Thang chia (2,5đ): Do phương trình đặc tính thang đo tỷ lệ bậc với dòng điện cần đo: α = S.I Chỉ đo dòng DC (2,5đ) Do phương trình đặc tính thang đo tỷ lệ bậc với dòng điện cần đo: α = S.I Độ nhạy cao (2,5đ) Bws Do cấu tạo (biểu thức tính độ nhạy S = ) nam châm có B lớn, số vòng dây nhiều lò Kp xo phản có suất mô men phản riêng nhỏ) đặc biệt với loại khung treo đo dòng điện chiều nhỏ cỡ µA Độ xác cao (2.5đ) Do cấu tạo, phần động có trọng lượng nhẹ nên mô men ma sát nhỏ dẫn đến độ nhạy cấu từ điện cao, đặc biệt với loại khung treo đạt tới 0,1% Ít chịu ảnh hưởng từ trường (2.5đ) Do cuộn dây phần động nằm từ trường mạnh nam châm vĩnh cửu Khả chịu tải (2,5đ) Do cuộn dây phần động quấn dây dẫn có tiết diện nhỏ để đạt số vòng dây lớn mà trọng lượng yêu cầu nhỏ 12.Hãy nêu chứng minh điều kiện hình dạng tín hiệu trung thực DĐK điện tử - Nêu hai điều kiện: chứng minh điều kiện tuyến tính (5đ) Để cho hình dạng tín hiệu quan sát ảnh có độ trung thực cao tín hiệu quét tuyến tính phải thỏa mãn hai điều kiện: đường quét thuận phải tuyến tính T qth (thời gian quét thuận) >>Tqng (thời gian quét ngược) Nếu đường quét thuận không tuyến tính gây méo phi tuyến hay gọi méo dạng tín hiệu - Xét điều kiện lý tưởng đ/áp quét (Tqng = 0) không gây méo (10đ) Quá trình xét theo nguyên lý hiển thị dạng sóng dạng tín hiệu hình sine cho ta dạng tín hiệu hình vẽ: Trong điều kiện này, hình ảnh xuất hình đầy đủ chu kỳ tín hiệu điều có nghĩa hình dạng tín hiệu quan sát không bị méo - Xét điều kiện thực (Tqng # 0) gây méo rút kết luận (5đ) Trong điều kiện này, hình ảnh xuất hình bị phần khoảng thời gian quét ngược tín hiệu quét Điều có nghĩa hình dạng tín hiệu quan sát không giống hình dạng tín hiệu cần quan sát, tức gây méo dạng tín hiệu Mức độ gây méo dạng tín hiệu lớn tỉ lệ thời gian quét ngược với chu kỳ quét lớn hay nói cách khác, hình dạng tín hiệu quan sát ảnh có độ trung thực cao tín hiệu quét tuyến tính phải thỏa mãn hai điều kiện là: đường quét thuận phải tuyến tính Tqth >>Tqng 13.Vẽ sơ đồ khối giải thích cấu trúc DĐKĐT tia theo sơ đồ khối - Vẽ sơ đồ khối DĐKĐT loại tia (10đ) Sơ đồ khối dao động kí tương tự tia vẽ sau: - Giải thích cấu trúc, nhiệm vụ: CRT, kênh Y/X/Z: (10đ) CRT phận biến đổi điện – quang để hiển thị dạng sóng cần quan sát, thông thường sử dụng loại lái tia điện trường Kênh Y gọi kênh lái đứng, bao gồm: mạch vào, chuẩn biên, khuếch đại lặp lại trễ, khuếch đại kênh Y cặp phiến gây lệch tia điện tử theo phương thẳng đứng (cặp phiến YY) Kênh X gọi kênh lái ngang, bao gồm: chuyển mạch lựa chọn đồng bộ, khối đồng bộ, tạo quét tuyến tính, chuyển mạch lựa chọn chế độ quét, khuếch đại kênh Y cặp phiến gây lệch tia điện tử theo phương nằm ngang (cặp phiến XX) Kênh Z gọi kênh điều khiển cường độ chùm tia điện tử CRT, cung cấp điện áp điều khiển cường độ chùm tia điện tử ống tia điện tử tức điều chỉnh độ sáng dao động đồ hình nên gọi kênh điều chỉnh độ sáng 14.Hãy nêu chứng minh điều kiện đồng DĐKĐT với trường hợp thỏa mãn điều kiện - Điều kiện đồng biểu thức ĐKĐB: Tq = nTx (5đ) Điều kiện đồng điều kiện để đảm bảo cho hình ảnh tín hiệu xuất hình ổn định, không bị dịch chuyển Điều kiện đồng quét tuyến tính thể biểu thức: Tq = nTx (ghi rõ tham số này: Tq; Tx n) - Xét với xung quét lý tưởng Tq = Tx: hiển thị dạng ổn định chu kỳ tín hiệu (10đ) Để chứng minh điều kiện đồng xét nguyên lý hiển thị dạng sóng với điện áp quét có dạng lý tưởng (Tqng = 0, hay Tq = Tqth = Tx) theo đồ thị sau: Theo đồ thị này, thời điểm kết thúc chu kỳ quét (t4) thời điểm kết thúc chu kỳ tín hiệu cần quan sát dạng thời điểm bắt đầu chu kỳ hiển thị dạng tín hiệu sau hoàn toàn trùng với điểm xuất phát chu kỳ quét trước Điều có nghĩa hình dạng xuất hình chu kỳ quét sau trùng với hình dạng xuất chu kỳ quét trước hình dạng tín hiệu cần quan sát hình ổn định, không bị dịch chuyển - Mở rộng Tq = nTx hiển thị ổn định n chu kỳ tín hiệu nghiên cứu (5đ) 15.Chế độ quét tuyến tính DĐKĐT dùng để làm gì? Có loại quét tuyến tính nào, nêu đặc điểm ứng dụng loại - Mục đích nêu tên loại quét tuyến tính (5đ) Chế độ quét tuyến tính DĐKĐT sử dụng để quan sát dạng tín hiệu, có chế độ quét tuyến tính chế độ quét liên tục chế độ quét đợi - Chế độ quét liên tục? đặc điểm sử dụng (7.5đ) Là chế độ quét mà mạch tạo quét liên tục tạo điện áp điện áp nghiên cứu Đây chế độ quét sử dụng thông dụng dao động kí Điện áp quét biến đổi tuyến tính theo thời gian với độ phi tuyến cho phép ( 2- 5%) cho phép tia điện tử quét qua ảnh với tốc độ không đổi chu kỳ quét ảnh khác nhau.để thoả mãn điều kiện đồng Tq = nTt/h cho hình ảnh xuất ảnh ổn định - Chế độ quét đợi? Đặc điểm sử dụng (7.5đ) Mạch tạo quét tạo điện áp quét có tín hiệu kích thích (tín hiệu nghiên cứu) Khi tín hiệu nghiên cứu điện áp quét dễ dàng điều khiển thời gian quét khoảng rộng Chế độ thường sử dụng để quan sát xung có độ rộng nhỏ (τx ft/h) không phát nét ngắt quãng Chính nên phương pháp khó thực tần số cao, tần số chuyển mạch phải lớn bị hạn chế quan sát tín hiệu có tần số cao Trong dao động ký điện tử nhiều tia thường kết hợp phương pháp nêu để có giải tần làm việc rộng 10 35.Trình bày nội dung phương pháp sử dụng cầu điện cảm để đo thông số mạch điện - Dẫn dắt đến việc vẽ cầu tích điện trở để đo tham số cuộn cảm (10đ) Với cầu tích điện trở sử dụng để đo điện cảm nên gọi cầu điện cảm.Với kết cấu cầu đo hình vẽ Trong đó: Lx: điện cảm cần đo + Rx: điện trở tổn hao cuộn dây L x + Cc:điện dung chuẩn + - Nguyên lý đo tham số cuộn cảm (10đ) Điều chỉnh biến trở chuẩn R 1, R2, RC cho cầu cân lúc ta có: ŻX.ŻC = R1.R2 Trong đó: ŻX = RX + jωLX (tổng kháng cuộn dây) RC JωC C RC = ŻC = (tổng kháng 1 + JωC C RC RC + JωC C nhánh Rc//Cc) Khai triển điều kiện cân cầu ta có: R XRC + jωLXRC = R1R2 + jωCCRCR1RC Cân phần thực phần phức ta có: RXRC = R1R2 LXRC = CCRCR1R2 Từ tính tham số cuộn cảm: LX = CCR1R2 R1 R2 RX= RC 36.Đặc tuyến mạch điện gì, mạch điện bao gồm loại đặc tuyến vẽ đặc tuyến mạch điện nhằm mục đích gì? - Đặc tuyến mạch điện gì? (5đ) Đặc tuyến mạch điện đồ thị biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc tham số tín hiệu có mạch điện - Một mạch điện có đặc tuyến nào? Nêu cụ thể loại đặc tuyến: V-A, biên-tần pha – tần; biên độ (10đ) - Một mạch điện bao gồm có loại đặc tuyến như: đặc tuyến V-A, đặc tuyến tần số, đặc tuyến biên độ, Nhóm đặc tuyến V-A biểu diễn mối quan hệ dòng điện với điện áp mạch điện, bao gồm loại bản: o Đặc tuyến vào: quan hệ dòng điện lối vào với điện áp lối vào o Đặc tuyến ra: quan hệ dòng điện lối với điện áp lối o Đặc tuyến truyền đạt: quan hệ dòng điện lối với điện áp lối vào Nhóm đặc tuyến tần số biểu diễn phụ thuộc tham số tín hiệu với tần số tín hiệu lối vào mạch cực, nhóm bao gồm loại: o Đặc tuyến biên tần: quan hệ biên độ điện áp lối với tần số tín hiệu o Đặc tuyến pha tần: quan hệ phụ thuộc góc di pha với tần số tín hiệu Nhóm đặc tuyến biên độ biễu diễn phụ thuộc biên độ tín hiệu lối với biên độ tín hiệu lối vào, bao gồm: o Quan hệ biên độ điện áp với điện áp vào o Quan hệ biên độ dòng điện với dòng điện vào Mục đích việc vẽ đặc tuyến mạch điện (5đ) Mục đích việc vẽ đặc tuyến mạch điện để nghiên cứu tính chất mạch điện khả truyền đạt, mức độ gây méo phi tuyến, méo tần số 37.Nêu khái niệm đặc tuyến biên độ tần số tóm tắt phương pháp vẽ đặc tuyến biên độ - tần số mạch điện 24 - Khái niệm đặc tuyến biên-tần ý nghĩa đặc tuyến biên-tần (5đ) Đặc tuyến biên độ - tần số, gọi đặc tuyến biên tần, đồ thị biễu diễn mối quan hệ phụ thuộc biên độ tín hiệu đầu (hoặc hệ số truyền đạt) với tần số tín hiệu đầu vào mạng bốn cực biên độ tín hiệu đầu vào không thay đổi: K = K(f) U = U(f) Vẽ đặc tuyến tần số nhằm mục đích: + Đánh giá giải thông M4C: ΔF, đánh giá độ méo tần số KĐ + Đánh giá tính chọn lọc tần số khuếch đại cộng hưởng, chí đánh giá hệ số khuếch đại (truyền đạt ) mạch điện - Phương pháp khảo sát đồ thị (5đ) Là phương pháp vẽ đặc tuyến tay dựa số liệu đo đạc trình khảo sát mạch điện việc đo điện áp lối thay đổi tần số tín hiệu vào giữ nguyên biên độ tín hiệu vào - Phương pháp tự động vẽ đặc tuyến M4C sử dụng DĐK ĐT (10đ) Có thể sử dụng dao động ký điện tử để tự động vẽ đặc tuyến biên tần M4C theo sơ đồ khối sau: Trong đó: VCO tạo dao động có tần số điều khiển điện áp giải tần biến đổi rộng tốt Tín hiệu quét tuyến tính vừa đưa vào khiển dao động VCO vừa đưa vào cặp phiến XX để tạo trục tần số (f) Tín hiệu đầu M4C đưa qua chỉnh lưu lấy giá trị biên độ để đưa vào đầu vào kênh Y điều khiển tia điện tử lệch theo phương thẳng đứng tạo trục biên độ (U) Như dao động đồ hình hiển thị dao động ký điện tử biểu thị biên độ điện áp M4C theo tần số tín hiệu vào M4C tức đặc tuyển biên tần M4C 25 38.Khái niệm độ méo phi tuyến mạch điện trình bày nội dung phương pháp phân tích phổ đồng thời để đo độ méo phi tuyến - Khái niệm viết biểu thức xác định độ méo phi tuyến mạch điện (5đ) Méo phi tuyến méo dạng tín hiệu, méo phi tuyến độ phi tuyến hệ đặc tuyến vonampe mạng cực gây Méo phi tuyến làm phát sinh tần số lạ (hài bậc cao) lối làm cho dạng tín hiệu không giống dạng tín hiệu vào Độ méo phi tuyến M4C có ký hiệu (γ) xác định theo biểu thức: U 22 + U 22 + + U n2 γ= 100% U1 Trong đó: + U1 giá trị hiệu dụng hài + Ui giá trị hiệu dụng hài bậc cao thứ i - Nêu tóm tắt nội dung phương pháp phân tích phổ đồng thời nguyên lý xác định độ méo phi tuyến (10đ) Phương pháp phân tích phổ đồng thời bao gồm n lọc mắc song song với có độ rộng giải thông ∆f Các lọc có tần số cộng hưởng trung tâm cách độ rộng giải thông Sau lọc có vônmét để đo điện áp đầu chúng Các vonmet thị giá trị đỉnh thành phần phổ tần số từ f ÷ fn Tín hiệu chuẩn sine đưa vào M4C cần đo độ méo phi tuyến, tín hiệu lối đưa vào lối vào thiết bị phân tích phổ, lọc tương ứng có phổ tần bị tác động vonmet tương ứng giá trị điện áp tương đương với biên độ thành phần phổ tần số Từ số vôn mét ta xác định độ méo phi tuyến mạch điện theo U 22 + U 22 + + U n2 biểu thức: γ = 100% U1 - Nêu đặc điểm phương pháp (5đ) Là phương pháp đo gián tiếp nên độ xác không cao, mặt khác tính bất khả thi nguyên lý phân tích phổ đồng thời dẫn đến hạn chế phương pháp đo 26 39.Khái niệm độ méo phi tuyến mạch điện trình bày nội dung phương pháp tổng hợp thành phần sóng hài để đo độ méo phi tuyến - Khái niệm viết biểu thức xác định độ méo phi tuyến mạch điện (5đ) Méo phi tuyến méo dạng tín hiệu, méo phi tuyến độ phi tuyến hệ đặc tuyến vonampe mạng cực gây Méo phi tuyến làm cho phát sinh tần số lạ (hài bậc cao) lối làm cho dạng tín hiệu không giống dạng tín hiệu vào Độ méo phi tuyến M4C có ký hiệu (γ) xác định theo biểu thức: U 22 + U 22 + + U n2 100% U1 Trong đó: + U1 giá trị hiệu dụng hài + Ui giá trị hiệu dụng hài bậc cao thứ i γ= - Vẽ sơ đồ khối phương pháp (5đ) Có thể sử dụng phương pháp tổng hợp thành phần sóng hài để đo độ méo phi tuyến theo sơ đồ khối sau: - Nguyên lý đo độ méo phi tuyến (10đ) Nguyên lý xác định độ méo phi tuyến phương pháp sau: + Khi chuyển mạch vị trí (1) đo điện áp hiệu dụng tổng (U l), + Khi vị trí đo điện áp hiệu dụng lọc bỏ thành phần hài (UII) Từ ta xác định hệ số méo phụ γ p γp = U II = UI Và tính γ : γ = U 22 +U32 U12 +U 22 γp 1-γ2p 100% 27 40.Nêu khái niệm, dạng tín hiệu điều chế biên độ trình bày phương pháp sử dụng DĐKĐ chế độ quét tuyến tính để đo độ sâu điều chế - Phương trình tín hiệu điều biên với tin tức đơn tần (5đ) Phương trình tín hiệu điều biên với tin tức tín hiệu đơn tần Ω: UAM(t) = U0m( 1+msinΩt)sinωt Trong đó: + U0m biên độ sóng mang cao tần + m hệ số điều chế + Ω tần số tín hiệu tin tức + ω tần số sóng mang cao tần - Dạng tín hiệu điều biên nói (7.5đ) Dạng tín hiệu AM với tải tin đơn tần Ω sau: Tín hiệu điều biên nói có thành phần biên độ là: Um = U0m (1+msinΩt) + Đạt giá trị cực đại Umax sinΩt = 1, tức Umax = U0m(1+m) + Đạt giá trị cực tiểu Umin sinΩt = -1, tức Umin = U0m (1-m) Từ rút độ chênh lệch biên độ: ∆U = Umax - Umin = 2mU0m ΣU = Umax + Umin = 2U0m Vậy ta có: ∆U U max − U m= m= 2U m U max + U - Nguyên lý đo đo sâu điều chế sử dụng dao động ký ĐT chế độ quét tuyến tính (7,5đ) Sử dụng dao động kí điện tử chế độ quét tuyến tính, đồng trong: tín hiệu điều chế biên độ đưa vào đầu vào kênh Y điều chỉnh VOLT/DIV TIME/DIV để hình ảnh dễ quan sát (thông thường cho hiển thị 2÷3 chu kỳ tín hiệu điều chế) Hình ảnh xuất ảnh dao động kí có dạng tín hiệu điều biên sau: Dựa vào hình ảnh này, đo độ dài A&B sau: + Đo khoảng lệch cực đại A tương đương biên độ đạt giá trị cực đại (2Umax) + Đo khoảng lệch cực tiểu B tương đương biên độ đạt giá trị cực tiểu (2Umin) Từ xác định độ sâu điều chế m: U max − U 2(U max − U min) = m = U max + U 2(U m· + U min) A− B tức là: m = A+ B 28 41.Nêu khái niệm tín hiệu điều chế biên độ trình bày phương pháp sử dụng DĐKĐ chế độ quét tròn để đo độ sâu điều chế - Phương trình tín hiệu điều biên với tin tức đơn tần (5đ) Phương trình tín hiệu điều biên với tin tức tín hiệu đơn tần Ω: UAM(t) = U0m( 1+msinΩt)sinωt Trong đó: + U0m biên độ sóng mang cao tần + m hệ số điều chế + Ω tần số tín hiệu tin tức + ω tần số sóng mang cao tần - Dạng tín hiệu điều biên nói (7.5đ) Dạng tín hiệu AM với tải tin đơn tần Ω sau: Tín hiệu điều biên nói có thành phần biên độ là: Um = U0m (1+msinΩt) + Đạt giá trị cực đại Umax sinΩt = 1, tức Umax = U0m(1+m) + Đạt giá trị cực tiểu Umin sinΩt = -1, tức Umin = U0m (1-m) Từ rút độ chênh lệch biên độ: ∆U = Umax - Umin = 2mU0m ΣU = Umax + Umin = 2U0m Vậy ta có: ∆U U max − U m= m= 2U m U max + U - Nguyên lý đo đo sâu điều chế sử dụng dao động ký ĐT chế độ quét tròn (7.5đ) Tín hiệu điều chế biên độ cần đo dưa vào đầu vào khuếch đại kênh X đầu vào kênh Y thông qua di pha 90 lúc dao động đồ hình vòng xuyến tròn đồng tâm (nếu biên độ nhau) – vòng xuyến elíp đồng tâm (nếu biên độ khác nhau) Dựa vào hình ảnh hiển thị trên, đo độ dài A&B sau: + Đo đường kính vòng (hoặc bán trục lớn ngoài) A tương đương biên độ đạt giá trị cực đại (U max) + Đo đường kính vòng (hoặc bán trục lớn trong) B tương đương biên độ đạt giá trị cực tiểu (U min) U max − U 2(U max − U min) A− B = m= tức là: m = U max + U 2(U m· + U min) A+ B 29 42.Nêu khái niệm tín hiệu điều chế biên độ trình bày phương pháp tách sóng kép để đo độ sâu điều chế tín hiệu điều chế biên độ - Phương trình tín hiệu điều biên với tin tức đơn tần (5đ) Phương trình tín hiệu điều biên với tin tức tín hiệu đơn tần Ω: UAM(t) = U0m( 1+msinΩt)sinωt Trong đó: + U0m biên độ sóng mang cao tần + m hệ số điều chế + Ω tần số tín hiệu tin tức + ω tần số sóng mang cao tần - Dạng tín hiệu điều biên nói (7.5đ) Dạng tín hiệu AM với tải tin đơn tần Ω sau: Tín hiệu điều biên nói có thành phần biên độ là: Um = U0m (1+msinΩt) + Đạt giá trị cực đại Umax sinΩt = 1, tức Umax = U0m(1+m) + Đạt giá trị cực tiểu Umin sinΩt = -1, tức Umin = U0m (1-m) Từ rút độ chênh lệch biên độ: ∆U = Umax - Umin = 2mU0m ΣU = Umax + Umin = 2U0m Vậy ta có: ∆U U max − U m= m= 2U m U max + U - Vẽ mạch điện nêu nguyên lý đo độ sâu điều chế (7.5đ) Sử dụng tách sóng để tách hai thành phần tín hiệu điều biên AM: Tín hiệu điều chế biên độ tách sóng đỉnh thông qua ốt D, mạch lọc C 1/L1/C2 lọc bỏ thành phần sóng mang lại thành phần chiều tin tức (U AB) Điện áp đo von met từ điện chiều V2 để đọc giá trị trung bình U2 = U0m Thành phần tin tức tụ C3 lọc bỏ thành phần chiều sau đo vonmet U1 ∆U giá trị đỉnh V1 để đọc giá trị U1 = , ta có hệ điều chế: m = U 2` Nếu ta giữ cho U2 = U0m = 1V Von met đỉnh V chuẩn trực tiếp đọc giá trị m từ ÷ 100% 43.Nêu khái niệm tín hiệu điều chế tần số phương pháp đo độ di tần cực đại tín hiệu điều tần 30 - Phương trình tín hiệu điều tần với tin tức đơn tần (5đ) Một điện áp sóng mang cao tần điều chế tần số với tin tức tuý điều hoà có biểu thức sau: UFM(t) = U0mcosω[(1+mf sinΩt)]t, đó: + U0m biên độ sóng mang cao tần + ω : tần số sóng mang cao tần : ω = 2πf + Ω: Tần số tin tức điều chế: Ω = 2πF ∆ω ∆f = + mf: số điều chế xác định biểu thức sau: m f = Ω F (∆f độ lệch tần số tín hiệu sóng mang cao tần bị điều chế tần số hay gọi độ di tần) - Dạng tín hiệu điều tần nói (5đ) Dạng tín hiệu điều tần với tín hiệu tin tức đơn tần thể hình vẽ: Thực tế mạch điều chế tần số mạch dao động tự kích có tần số điều khiển điện áp tín hiệu tin tức (Bộ dao động VCO) với với độ di tần xác định: ∆f = auF Trong đó: a hệ số tỷ lệ mạch điều chế; u F điện áp tức tin tức đưa vào mạch điều chế Nếu uF = UΩmcos Ωt ∆f = aUΩm cos Ωt = ∆fm cos Ωt , ∆fm = aUΩm gọi độ di tần cực đại tín hiệu điều chế tần số - Vẽ sơ đồ khối nêu nguyên lý đo độ di tần cực đại (10đ) Dựa vào biểu thức ∆fm = aUΩm nguyên lý đo độ di tần cực đại tín hiệu điều tần tách sóng tần số theo sơ đồ khối sau: Tín hiệu điều tần (UFM) cần đo khuếch đại lên đủ lớn sau qua mạch hạn biên để giữ cho biên độ không đổi nhằm hạn chế can nhiễu ảnh hưởng đến độ xác Bộ tách sóng điều tần tách thành phần tin tức khỏi sóng mang cao tần để có điện áp tin tức là: uF = UΩmcos Ωt Do đó, vôn met đỉnh thị kết chuẩn thang đo trực tiếp đọc kết độ di tần cực đại: ∆fm = aUΩm Bộ tạo tín hiệu điều tần chuẩn phục vụ cho mục đích chuẩn vạch chia vôn mét để đọc giá trị độ di tần cực đại (Hz) 44.Nêu khái niệm phổ tần số tín hiệu phương pháp phân tích phổ song song để xác định phổ tần số tín hiệu - Khái niệm phổ tần số tín hiệu, có đồ thị minh họa (6đ) 31 Phổ tần số tín hiệu thành phần tần số tạo thành tín hiệu Đồ thị phổ đồ thị biểu diễn biên độ thành phần tần số có tín hiệu Ví dụ: với tín hiệu điều biên đơn âm: u AM(t) = U0m(1+ mcos Ωt) cos ωt; khai triển viểu diễn theo đồ thị phổ sau, đó: Thành phần tần số ω có biên độ là: U0m + mU 0m Thành phần tần số ω+Ω có biên độ: + mU 0m Thành phần tần số ω-Ω có biên độ: + - Nguyên lý phân tích phổ chung phương pháp (7đ) Nguyên lý chung thiết bị phân tích phổ đồng thời sử dụng (n) khung cộng hưởng để chọn lọc thành phấn tần số sử dụng (n) vôn mét đỉnh để đo biên độ thành phần Với khung cộng hưởng có hệ số phẩm chất cao độ rộng giải thông ∆f xếp liên giá trị cộng hưởng giải tần từ fmin ÷fmax Như để phân tích phổ tần số tín hiệu giải tần từ f ÷fmax.thì cần f − f phải có n khung cộng hưởng (bộ lọc): n = max ∆f Mỗi lọc lọc lấy thành phần tần số giải phổ tần tín hiệu nghiên cứu mà biên độ đo vonmet, tần số tần số cộng hưởng khung cộng hưởng Từ số vôn mét giá trị tần số cộng hưởng cụ thể khung vẽ đồ thị phổ tần số tín hiệu cần phân tích - Mạch điện nguyên lý phân tích phổ mạch điện (7đ) Mạch điện phương pháp hình vẽ: Nguyên lý phân tích phổ phương pháp theo nguyên lý chung Tín hiệu cần phân tích phổ đưa đồng thời vào (n) lọc Các vonmet thị giá trị đỉnh thành phần phổ tần số từ f1 ÷ fn Nếu tín hiệu nghiên cứu có phổ tần số nằm giải từ f1÷fn có tín hiệu vào, lọc tương ứng có phổ tần bị tác động vonmet tương ứng giá trị điện áp tương đương với biên độ thành phần phổ tần số Từ xác định đồ thị phổ tín hiệu nghiên cứu - 45.Vẽ sơ đồ khối giải thích nguyên lý phân tích phổ phương pháp phân tích phổ Vẽ sơ đồ khối thiết bị phân tích phổ (5đ) 32 Có thể sử dụng dao động ký điện tử kết hợp với lọc dải hẹp để phân tích vẽ phổ tần số tín hiệu cách tự động theo sơ đồ khối sau: - Giải thích nguyên lý tự động vẽ phổ tần theo sơ đồ khối (15đ) Nguyên lý điều hưởng tự động nhờ điện áp quét tuyến tính dao động kí điện tử: + Tín hiệu quét vừa đưa vào cặp phiến lệch ngang XX vừa đưa vào dao động điều tần (VCO) lọc dải hẹp để thực thay đổi tần số tạo dao động nội nhằm mục đích tạo trục tần số (trục hoành) + Tín hiệu cần phân tích phổ trộn phi tuyến với tần số dao động sau dao động điều tần để có nhiều thành phần tần số lối + Khối khuếch đại trung tần khuếch đại tín hiệu lối tần số không thay đổi fTT = fn - ft/h Do đó, điện áp quét tuyến tính thay đổi từ U qmin đến Uqmax tần số fn dao động điều tần thay đổi từ f nmin đến fnmax khuếch đại trung tần khuếch đại thành phần tần số tín hiệu cần phân tích phổ từ f ~ fmax + Bộ chỉnh lưu đỉnh tách lấy giá trị đỉnh (biên độ) thành phần để đưa tới đầu vào kênh lái đứng Y để tạo trục biên độ Do đó, hình dạng dao động đồ ảnh đồ thị phổ tín hiệu cần nghiên cứu + Bộ chuẩn trục tần số tạo dao động có tần số xác định nhằm vạch đánh dấu mốc tần số trục tần số 46.Nêu khái niệm, cấu trúc nguyên lý đặc điểm phép đo lường đại lượng không điện - Khái niệm phép đo lường đại lượng không điện (5đ) Có thể dùng phép đo điện học để đo đại lượng không điện nhiệt độ, áp suất, mức chất lỏng, mà việc đo trực tiếp chúng gặp nhiều khó khăn 33 Bằng cách sử dụng biến đổi trung gian kết hợp với dụng cụ đo điện đo đại lượng không điện nói Phép đo gọi đo lường đại lượng không điện phương pháp điện hay gọi tắt đo lường đại lượng không điện - Nêu ưu điểm (đặc điểm) (5đ) Phép đo đại lượng không điện có ưu điểm bật sau: + Có thể thay đổi độ nhạy dụng cụ đo cách đơn giản phạm vi rộng đại lượng cần đo + Có thể đo đại lượng từ không biến đổi đến biến đổi nhanh + Có khả đo xa, cho phép tập trung hoá lúc đo nhiều đại lượng khác + Có thể tham gia trình tự động hoá điều khiển hệ thống + Có thể đo đại lượng mà phương pháp khác không đo - Vẽ sơ đồ cấu trúc nguyên lý giải thích (10đ) Cấu trúc dụng cụ đo đại lượng không điện sau: Bao gồm phận độc lập: + Bộ phận cảm biến hay gọi biến đổi đo lường mắt xích trung tâm thiết bị, có nhiệm vụ biến đổi đại lượng không điện cần đo (x) giá trị điện áp dòng điện tương ứng: U(I) = f (x) Bộ biến đổi đo lường định độ xác thông số không điện cần đo + Thiết bị xử lý tập hợp mạch đo, xử lý tín hiệu điện biến đổi, nguồn cung cấp bố trí thành khối độc lập + Hiển thị kết đo: trực tiếp hiển thị kết đại lượng không điện cần đo đặt vị trí thuận tiện cho việc theo dõi, vận hành hệ thống 47.Nêu đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng biến đổi điện trở - Đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng BĐ đ trở loại tiếp xúc (6đ) Là loại biến đổi chuyển động học thành đóng mở tiếp điểm điện Do đối tượng biến đổi di chuyển học không hạn chế 34 Ví dụ biến đổi điện trở loại tiếp xúc hình vẽ: Khi kích thước sản phẩm (1) thay đổi, trượt (3) bị di chuyển dẫn đến thay đổi việc đóng mở tiếp điểm hệ tiếp điểm (4) Loại biến đổi điện trở thông thường sử dụng để kiểm tra chất lượng (kích thước) sản phẩm - Đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng BĐ điện trở loại biến trở (7đ) Cấu tạo biến đổi loại thực chất biến trở Có hai dạng biến trở loại dịch chuyển tịnh tiến mạch đo hình (a) - R = a.l loại dịch chuyển góc quay mạch đo hình (b) - R = a.α Loại biến đổi điện trở kiểu biến trở có ứng dụng rộng thực tế đo khe hở chi tiết máy hay đo độ lệch li tâm - Đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng biến đổi điện trở loại điện trở Tenro (7đ) Là loại biến trở sử dụng hiệu ứng Tenrô Hiệu ứng Tenrô thay đổi điện trở vật dẫn có biến đổi học Đối tượng biến đổi chuyển động học hữu hạn, trọng lượng hay lực Phổ biến loại điện trở Tenrô là: + Điện trở loại dây, + Điện trở loại mỏng + Điện trở loại màng Có hai cách dùng điện trở Tenrô cho biến đổi đo lường: + Cách dùng hiệu ứng Tenrô dạng nén thể tích Đối tượng biến đổi áp lực chất khí hay chất lỏng Điện trở Tenrô có dạng cuộn dây đặt môi trường có áp lực cần đo + Cách dùng hiệu ứng Tenrô trạng thái co giãn Khi điện trở dạng tự dán ép chi tiết tĩnh chi tiết động Đối tượng biến đổi dịch chuyển nhỏ chi tiết động Điện trở Tenro thường ứng dụng cho phép đo trọng lượng, đo lực hay vi dịch chuyển học hữu hạn 48.Nêu đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng biến đổi tĩnh điện áp điện - Đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng biến đổi tĩnh điện (10đ) Bộ biến đổi tĩnh điện biến đổi điện dung Đối tượng biến đổi dịch chuyển học hữu hạn 35 Với C = ε S C biến đổi : ε, S d thay đổi d Thông thường thay đổi d dùng phổ biến có dung kháng tỷ lệ thuận với 1 = d = k d dịch chuyển d: X C = ωC ωε S Bộ biến đổi điện dung thường có cấu tạo vi sai để nâng độ xác độ nhạy (hình b): Bao gồm điện cực hình thành điện dung C C2 Trong cực tĩnh cực động Khi di chuyển thay đổi C C2 ngược dẫn đến độ nhạy biến đổi tăng lên Bộ biến đổi điện dung thường sử dụng để đo khe hở chi tiết máy vi dịch chuyển học hữu hạn - Đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng biến đổi áp điện (10đ) Cấu tạo chất có hiệu ứng áp điện thạch anh, titanat bari,….và sử dụng hiệu ứng áp điện thuận: có xuất điện tích mặt số chất áp điện có tác dụng ứng suất học Đối tượng biến đổi lực, đại lượng suất điện động áp điện Dưới tác dụng lực, điện tích xuất bề mặt phần tử áp điện trì phóng điện có nghĩa trở kháng vào mạch đo phải lớn (= ∞) thực tế phận biến đổi áp điện sử dụng để biến đổi lực động Khi lực tác động biến đổi, điện lượng bổ sung để tạo dòng điện cho mạch đo Bộ biến đổi áp điện dùng để đo đại lượng động Công suất biến đổi nhỏ nên phải dùng khuếch đại phải dùng cáp bọc kim chống nhiễu Ưu điểm biến đổi áp điện kích thước nhỏ, cấu tạo đơn giản, độ tin cậy cao có khả đo đại lượng biến đổi nhanh 49.Nêu đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng biến đổi nhiệt điện Các biến đổi nhiệt điện loại chuyển đổi nhiệt độ sang điện Đối tượng biến đổi nhiệt độ Có hai loại biến đổi nhiệt điện cặp nhiệt điện điện trở nhiệt - Đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng biến đổi nhiệt điện kiểu cặp nhiệt điện (10đ) Cặp nhiệt điện loại cảm biến nhiệt cấu tạo ba hiệu ứng Peltier, Thomson, Sheebek Bao gồm dẫn khác loại nối với phía Khi hai đầu cặp có chênh lệch nhiệt độ xuất suất điện động cảm ứng nhiệt phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ: eAB = f(t1-t0) Như vậy, đối tượng cần biến đổi nhiệt độ đầu nối cặp nhiệt điện đại lượng điện áp (suất điện động cảm ứng nhiệt) Cặp nhiệt điện sử dụng để đo nhiệt độ: + Ở nhiệt độ 1100 0C vật liệu chế tạo cặp nhiệt điện Crôm – Alumen Crôm – Copen + Ở nhiệt độ khoản từ 1100 - 1600 0C sử dụng cặp kim loại quý Bạch Kim – Rôđi + Ở nhiệt độ 1600 0C vật liệu chế tạo cặp phải chịu nhiệt độ cao - Đặc điểm cấu tạo khả ứng dụng biến đổi nhiệt điện kiểu điện trở nhiệt (10đ) Là điện trở chế tạo từ vật dẫn hay bán dẫn có hệ số nhiệt lớn ► Điện trở nhiệt kiểu dây làm vật dẫn bạch kim mảnh quan hệ điện trở với nhiệt độ không tuyến tính: R T = R0 (1 + AT + BT2); Trong R0 giá trị điện trở 0C; A, B hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào vật liệu tạo điện trở nhiệt ► Điện trở nhiệt dạng khối chế tạo hỗn hợp nhiều ô xít kim loại khác (Đồng, B Cacbon, Magan) liên kết thành khối với giá trị điện trở xác định: R = Ae − T , T 36 A, B số phụ thuộc vào kích thước, hình dáng điện trở nhiệt chất liệu tạo nên điện trở Ưu điểm loại có hệ số nhiệt lớn so với loại dây dẫn ► Điện trở nhiệt âm chế tạo chất bán dẫn tạp có nồng độ thấp lượng liên kết nhỏ để có hệ số nhiệt điện trở lớn Giá trị điện trở xác định biểu thức: RT = Ae β /T , Trong đó: + A - số phụ thuộc vào loại, nồng độ chất bán dẫn, kích thước hình dáng nhiệt điện trở + β - số phụ thuộc vào tính chất vật lý chất bán dẫn + T - nhiệt độ tuyệt đối Do đó, hệ số nhiệt điện trở chất bán dẫn mang dấu âm nên gọi điện trở nhiệt âm Do đối tượng biến đổi biến đổi nhiệt độ nên thường ứng dụng để đo nhiệt độ thấp - 50 Nêu đối tượng biến đổi khả ứng dụng biến đổi quang điện Đối tượng biến đổi biến đổi quang điện (4đ) Các biến đổi ánh sáng (quang) thành điện áp dòng điện tỷ lệ với cường độ ánh sáng tế bào quang điện Vậy đối tượng biến đổi loại ánh sáng - Bốn khả ứng dụng biến đổi quang điện (16đ) Có bốn khả ứng dụng biến đổi quang điện sau: + Đối tượng A nguồn lượng phát xạ ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện Thông thường quang thông phụ thuộc nhiệt độ nên dùng để biến đổi nhiệt - quang - điện Do đó, khả ứng dụng trường hợp để đo cường độ ánh sáng nhiệt độ cao + Nguồn sáng Đ chiếu qua đối tượng A, bị hấp thụ phần (tuỳ thuộc đối tượng A) đến tế bào quang điện Các biến đổi loại thường dùng để so sánh màu đo độ đục chất lỏng độ suốt chất khí + Nguồn sáng Đ chiếu lên đối tượng A, bị A phản xạ có tia chiếu vào tế bào quang điện Cường độ tia sáng phản xạ thu phụ thuộc vào bề mặt phản xạ A Các biến đổi loại thường dùng để đo độ phản xạ, độ ẩm, vận tốc quay trục quay + Nguồn sáng Đ chiếu vào tế bào quang điện bị đối tượng A che chắn phần (hoặc tất cả) Độ che chắn nhiều hay phụ thuộc vào vị trí kích thước đối tượng A Các biến đổi loại thường sử dụng để đo khe hở chi tiết khí kích thước sản phẩm 37 - - -Lưu ý: - Mỗi đề thi bao gồm 50 câu hỏi nêu Mỗi câu có số điểm Các câu hỏi đề thi không trùng nội dung chương Phần in nghiêng phần hướng dẫn ôn tập, không in vào đề thi Sinh viên không mang tài liệu vào phòng thi 38 [...]... giải thích mạch đo của phương pháp bolomet sử dụng cầu không cân bằng (10đ) Cấu trúc của phương pháp đo công suất sử dụng điện trở nhiệt bao gồm 2 phần là cầu đo và mạch đo: + Khung đo là nơi chứa điện trở nhiệt + Cầu đo để thực hiện biến đổi và lấy kết quả đo Mạch đo công suất của phương pháp điện trở nhiệt với cầu đo cân bằng như hình vẽ: Mô tả chi tiết của cầu: + Điện trở nhiệt từ khung đo Rt + Các... dùng các phép đo điện đã học để đo các đại lượng không điện như nhiệt độ, áp suất, mức chất lỏng, mà việc đo trực tiếp chúng sẽ gặp rất nhiều khó khăn 33 Bằng cách sử dụng các bộ biến đổi trung gian kết hợp với các dụng cụ đo điện chúng ta có thể đo được các đại lượng không điện nói trên Phép đo này được gọi là đo lường các đại lượng không điện bằng phương pháp điện hay gọi tắt là đo lường các đại... đo dòng điện và điện áp 1 chiều? (5đ) Do phương trình đặc tính thang đo của cơ cấu từ điện là bậc nhất: α = S.I cho nên cơ cấu từ điện có thể trực tiếp đo được dòng điện một chiều hay điện áp một chiều có giá trị nhỏ Để đo dòng điện một chiều bằng cơ cấu từ điện, người ta mắc nối tiếp cơ cấu đo với dòng điện cần đo sao cho chiều dòng điện cần đo sẽ đi vào cực (+) và đi ra cực (-) của cơ cấu đo Để đo. .. mạch đo công suất như hình vẽ: 16 25.Trình bày nguyên lý đo công suất sử dụng cầu cân bằng của phương pháp sử dụng điện trở nhiệt - Nêu cấu trúc của phương pháp Bô-lô-met, vẽ mạch điện và giải thích mạch đo của phương pháp bolomet sử dụng cầu cân bằng (10đ) Cấu trúc của phương pháp đo công suất sử dụng điện trở nhiệt bao gồm 2 phần là cầu đo và mạch đo: + Khung đo là nơi chứa điện trở nhiệt + Cầu đo. .. 2UIcosφ + 2UIcos(2ωt + φ) Tín hiệu ra này bao gồm 2 thành phần: + Thành phần 1 chiều: 2UIcosφ tỷ lệ với công suất cần đo và + Thành phần xoay chiều có tần số tăng gấp 2 lần: 2UIcos(2ωt + φ) Dùng bộ lọc điện dung loại bỏ thành phần cao tần 2UIcos(2ωt + φ) ta có thành phần 1 chiều UIcosφ chính là công suất cần đo 15 24.Nêu hiệu ứng Hall và nguyên lý đo công suất sử dụng hiệu ứng Hall - Hiệu ứng Hall (10đ)... phép đo Mặt khác khi mắc ammet ở vị trí có điện thế thấp còn đảm bảo an toàn cho người đo và thiết bị đo 11 20.Tại sao cơ cấu từ điện có thể đo được dòng điện và điện áp 1 chiều? Nguyên tắc của phép đo dòng điện và điện áp một chiều này là gì? Làm thế nào để mở rộng thang đo cho ammet và vônmét loại này, Cho ví dụ minh họa - Viết phương trình đặc tính thang đo của cơ cấu từ điện => có thể trực tiếp đo. .. I2R Rt R2 = R1.R3→ PRt = 0 t 0 ; (Dòng I0 được đo bằng M 2) Khi đưa công suất cần đo vào 4 khung đo thì cầu mất câng bằng, điều chỉnh VR để cân bằng trở lại lúc đó: I '2 R P’ = 0 t 0 (dòng I’0 cũng được đo bằng M2) Do đó công suất đo được sẽ là: 4 R t 0 '2 2 P = P’ Rt - P Rt hay P = (I 0 − I 0 ) => là phương pháp đo gián tiếp 4 26.Trình bày nguyên lý đo công suất sử dụng cầu không cân bằng trong phương... cấu từ điện, người ta mắc song song và cùng cực cơ cấu đo với điện áp cần đo - Mở rộng thang đo dòng điện cho cơ cấu từ điện cho ví dụ (7,5đ) Để mở rộng thang đo cho một ammet từ điện chúng ta mắc điện trở song song với cuộn dây phần động như hình vẽ: Ví dụ cho cơ cấu từ điện đo được dòng max DC 500μA , với R n = 500Ω tính R S để ammet có thể đo được dòng điện DC500mA: + IS = I – Im = 500.10 -3 – 0,5.10... 1 chiều - Nguyên lý đo công suất sử dụng cầu không cân bằng (10đ) Khi chưa có công suất cao tần đưa vào khung đo, điều chỉnh VR để cầu cân bằng, khi đưa công suất cần đo vào cầu đo làm thay đổi giá trị điện trở nhiệt làm cho cầu mất cân bằng Mức độ mất cân bằng của cầu tỉ lệ với công suất cần đo nên cơ cấu đo có thể được chuẩn trực tiếp để đọc giá tri công suất => là phương pháp đo trực tiếp 17 27.Vẽ... sóng để tách hai thành phần trong tín hiệu điều biên AM: Tín hiệu điều chế biên độ được tách sóng đỉnh thông qua đi ốt D, được mạch lọc C 1/L1/C2 lọc bỏ thành phần sóng mang chỉ còn lại thành phần 1 chiều và tin tức (U AB) Điện áp này được đo bởi một von met từ điện 1 chiều V2 để đọc giá trị trung bình U2 = U0m Thành phần tin tức được tụ C3 lọc bỏ thành phần một chiều sau đó được đo bởi một vonmet U1