Trng Cao ng Khoa in in t Chng O LNG V SAI S TRONG O LNG 1.1 I LNG O LNG Trong lnh vc o lng, da trờn tớnh cht c bn ca i lng o, chỳng ta phõn hai loi c bn - i lng in - i lng khụng in (non electrical) l nhng i lng vt lý, húa hc, sinh hc, y hc, khụng mang c trng ca i lng in Tựy thuc vo tng tớnh cht c th ca i lng o, chỳng ta t phng phỏp v cỏch thc o t ú thit k v ch to thit b o 1.1.1 i lng in c phõn hai dng: - i lng in tỏc ng (active) - i lng in th ng (passive) 1- i lng in tỏc ng i lng in ỏp, dũng in, cụng sut l nhng i lng mang nng lng in Khi o cỏc i lng ny, bn thõn nng lng s cung cp cho cỏc mch o Trong trng hp nng lng quỏ ln, s c gim bt cho phự hp vi mch o Vớ d nh phõn ỏp, phõn dũng Nu trng hp quỏ nh s khuch i ln cho mch o cú th hot ng c 2- i lng in th ng i lng in tr, in cm, in dung, h cm, cỏc i lng ny khụng mang nng lng cho nờn phi cung cp in ỏp hoc dũng in cho cỏc i lng ny a vo mch o Trong trng hp i lng ny ang l phn t mch in ang hot ng, chỳng ta phi quan tõm n cỏch thc o theo yờu cu Vớ d nh cỏch thc o núng ngha l o phn t ny mch ang hot ng hoc cỏch thc o ngui phn t ny ang ngng hot ng mi cỏch thc o s cú phng phỏp o riờng 1.1.2 i lng khụng in õy l nhng i lng hin hu i sng ca chỳng ta (nhit , ỏp sut, trng lng, m, pH, nng , tc , gia tc ) Giỏo trỡnh: o lng in t Trng Cao ng Khoa in in t Trong h thng t ng húa cụng nghip ngy nay, o lng v iu khin t ng húa cỏc i lng khụng in núi trờn, chỳng ta cn chuyn i cỏc i lng núi trờn sang i lng in bng nhng b chuyn i hoc cm bin hon chnh, thun li, chớnh xỏc, tin cy hn lnh vc o lng v iu khin t ng 1.2 CHC NNG V C TNH CA THIT B O LNG 1.2.1 Chc nng ca thit b o Hu ht cỏc thit b o cú chc nng cung cp cho chỳng ta kt qu o c i lng ang kho sỏt Kt qu ny c ch th hoc c ghi li sut quỏ trỡnh o, hoc c dựng t ng iu khin i lng ang c o Vớ d: h thng iu khin nhit , mỏy o nhit cú nhim v o v ghi la kt qu o ca h thng ang hot ng v giỳp cho h thng x lý v iu khin t ng theo thụng s nhit Núi chung thit b o lng cú chc nng quan trng l kim tra s hot ng ca h thng t ng iu khin, ngha l o lng quỏ trỡnh cụng nghip (industrial process measurements) õy cng l mụn hc ngnh t ng húa 1.2.2 c tớnh ca thit b o lng Vi nhiu cỏch thc o a dng khỏc cho nhiu i lng cú nhng c tớnh riờng bit, chỳng ta cú th phõn bit hai dng thit b o ph thuc vo c tớnh mt cỏch tng quỏt Vớ d: o dn in chỳng ta dựng thit b o dũng in thun tỳy in l micro ampe-k hoc mili ampe-k Nhng nu chỳng ta dựng thit b o cú s kt hp mch in t o dn in thỡ phi bin i dũng in o thnh in ỏp o Sau ú mch o in t o dũng in di dng in ỏp Nh vy gia thit b o in v thit b o in t cú c tớnh khỏc Cú loi thit b o, kt qu c ch th bng kim ch th (thit b o dng analog), cú loi bng hin s (thit b o dng digital) Hin loi hin th s ang thụng dng õy cng l mt c tớnh phõn bit ca thit b o Ngoi thit b o lng cũn mang c tớnh ca mt thit b in t (nu l thit b o in t) nh: tng tr nhp cao, nhy cao, h s khuch i n nh v cú tin cy m bo cho kt qu o Cũn cú thờm chc nng, truyn v Giỏo trỡnh: o lng in t Trng Cao ng Khoa in in t nhn tớn hiu o lng t xa (telemetry) õy cng l mụn hc quan trng lnh vc o lng iu khin t xa 1.3 CHUN HểA TRONG O LNG 1.3.1 Cp chun húa Khi s dng thit b o lng, chỳng ta mong mun thit b c chun húa (calibzate) c xut xng ngha l ó c chun húa vi thit b o lng chun (standard) Vic chun húa thit b o lng c xỏc nh theo bn cp nh sau: Cp 1: Chun quc t (International standard) - cỏc thit b o lng cp chun quc t c thc hin nh chun ti Trung tõm o lng quc t t ti Paris (Phỏp), cỏc thit b o lng chun húa cp ny theo nh k c ỏnh giỏ v kim tra li theo tr s o tuyt i ca cỏc n v c bn vt lý c hi ngh quc t v o lng gii thiu v chp nhn Cp 2: Chun quc gia - cỏc thit b o lng ti cỏc Vin nh chun quc gia cỏc quc gia khỏc trờn th gii ó c chun húa theo chun quc t v chỳng cng c chun húa ti cỏc vin nh chun quc gia Cp 3: Chun khu vc - mt quc gia cú th cú nhiu trung tõm nh chun cho tng khu vc (standard zone center) Cỏc thit b o lng ti cỏc trung tõm ny ng nhiờn phi mang chun quc gia (National standard) Nhng thit b o lng c nh chun ti cỏc trung tõm nh chun ny s mang chun khu vc (zone standard) Cp 4: Chun phũng thớ nghim - tng khu vc s cú nhng phũng thớ nghim c cụng nhn chun húa cỏc thit b c dựng sn xut cụng nghip Nh vy cỏc thit b c chun húa ti cỏc phũng thớ nghim ny s cú chun húa ca phũng thớ nghim Do ú cỏc thit b o lng c sn xut c chun húa ti cp no thỡ s mang cht lng tiờu chun o lng ca cp ú Cũn cỏc thit b o lng ti cỏc trung tõm o lng, vin nh chun quc gia phi c chun húa v mang tiờu chun cp cao hn Vớ d phũng thớ nghim phi trang b cỏc thit b o lng cú tiờu chun ca chun vựng hoc chun quc gia, cũn cỏc thit b o lng ti vin nh chun quc gia thỡ phi cú chun quc t Ngoi theo nh k c t phi c kim tra v chun húa li cỏc thit b o lng Giỏo trỡnh: o lng in t Trng Cao ng Khoa in in t 1.3.2 Cp chớnh xỏc ca thit b o Sau c xut xng ch to, thit b o lng s c kim nghim cht lng, c chun húa theo cp tng ng nh ó cp trờn v s c phũng kim nghim nh cho cp chớnh xỏc sau c xỏc nh sai s (nh nh ngha di õy) cho tng tm o ca thit b Do ú s dng thit b o lng, chỳng ta nờn quan tõm n cp chớnh xỏc ca thit b o c ghi trờn mỏy o hoc s tay k thut ca thit b o t cp chớnh xỏc ny chỳng ta s ỏnh giỏ c sai s ca kt qu o Vớ d: Mt vụn-k cú ghi cp chớnh xỏc l 1, ngha l gii hn sai s ca nú cho tm o l 1% 1.4 CHT LNG CA O LNG 1.4.1 c tớnh ca cỏch thc o S hiu bit v c tớnh ca cỏch thc o rt cn thit cho phn ln vic chn la thit b o thớch hp cho cụng vic o lng Nú bao gm hai c tớnh c bn - c tớnh tnh (static) - c tớnh ng (dynamic) 1.4.2 c tớnh tnh (static) Tng quỏt: c tớnh tnh ca thit b o l c tớnh cú c thit b o c s dng o cỏc i lng cú iu kin khụng thay i mt quỏ trỡnh o Tt c cỏc c tớnh tnh ca cỏch thc o cú c nh mt quỏ trỡnh nh chun Mt s c tớnh c din t nh sau: - Mc chớnh xỏc (sai s) - phõn gii: khong chia nh nht thit b o ỏp ng c - nhy - sai bit ca tr s o c vi tr s tin cy c - Tr s o chp nhn c qua xỏc sut ca tr s o 1.4.3 nh ngha sai s o lng o lng l s so sỏnh i lng cha bit (i lng o) vi i lng c chun húa (i lng mu hoc i lng chun) Nh vy cụng vic o Giỏo trỡnh: o lng in t Trng Cao ng Khoa in in t lng l ni thit b o vo h thng c kho sỏt, kt qu o cỏc i lng cn thit thu c trờn thit b o Trong thc t khú xỏc nh tr s thc cỏc i lng o Vỡ vy tr s o c cho bng thit b o c gi l tr s tin cy c (expected value) Bt k i lng o no cng b nh hng bi nhiu thụng s Do ú kt qu o ớt phn nh ỳng tr s tin cy c Cho nờn cú nhiu h s (factor) nh hng o lng liờn quan n thit b o Ngoi cú nhng h s khỏc liờn quan n ngi s dng thit b o Nh vy chớnh xỏc ca thit b o c din t di hỡnh thc sai s 1.4.4 Cỏc loi sai s Sai s tuyt i: e = Yn Xn e: sai s tuyt i; Yn: tr s tin cy c; Sai s tng i (tớnh theo %): e r = X n Yn 100% Yn X n Yn Yn chớnh xỏc tng i: A = chớnh xỏc tớnh theo %: Xn: tr s o c a = 100% e r = (Aì100%) Vớ d: in ỏp hai u in tr cú tr s tin cy c l 50V Dựng vụn- k o c 49V Nh vy sai s tuyt i: e = 1V Sai s tng i: e r = 1V 100% = 2% 50V chớnh xỏc: A = 10,02 = 0,98, a = 98% = 100% 2% Tớnh chớnh xỏc (precision): Xn Xn Xn Xn : Tr s trung bỡnh ca n ln o Vớ d:Xn = 97, tr s o c Xn = 101,1 tr s trung bỡnh ca 10 ln o Tớnh chớnh xỏc ca cỏch o: Giỏo trỡnh: o lng in t 97 101,1 = 96% 96% 101,1 Trng Cao ng Khoa in in t Sai s ch quan: Mt cỏch tng quỏt sai s ny li lm ca ngi s dng thit b o v ph thuc vo vic c sai kt qu, hoc ghi sai, hoc s dng sai khụng ỳng theo qui trỡnh hot ng Sai s h thng (systematic error): ph thuc vo thit b o v iu kin mụi trng Sai s thit b o: cỏc phn t ca thit b o, cú sai s cụng ngh ch to, s lóo húa s dng Gim sai s ny cn phi bo trỡ nh k cho thit b o Sai s nh hng iu kin mụi trng: c th nh nhit tng cao, ỏp sut tng, m tng, in trng hoc t trng tng u nh hng n sai s ca thit b o lng Gim sai s ny bng cỏch gi cho iu kin mụi trng ớt thay i hoc b chớnh (compensation) i vi nhit v m Dựng bin phỏp bo v chng nh hng tnh in v t trng nhiu Sai s h thng chu nh hng khỏc trng thỏi tnh v trng thỏi ng trng thỏi tnh sai s h thng ph thuc vo gii hn ca thit b o hoc qui lut vt lý chi phi s hot ng ca nú trng thỏi ng sai s h thng s khụng ỏp ng theo tc thay i nhanh theo i lng o Sai s ngu nhiờn (random error): Ngoi s hin din sai s ch quan cỏch thc o v sai s h thng thỡ cũn li l sai s ngu nhiờn Thụng thng sai s ngu nhiờn c thu thp t mt s ln nhng nh hng nhiu c tớnh toỏn o lng cú chớnh xỏc cao Sai s ngu nhiờn thng c phõn tớch bng phng phỏp thng kờ Vớ d: gi s in ỏp c o bng mt vụn-k c c cỏch khong phỳt Mc dự vụn-k hot ng iu kin mụi trng khụng thay i, c chun húa trc o v i lng in ỏp ú xem nh khụng thay i, thỡ tr s c ca vụn-k cú thay i chỳt ớt S thay i ny khụng c hiu chnh bi bt k phng phỏp nh chun no khỏc, vỡ sai s ngu nhiờn gõy 1.4.5 Cỏc ngun sai s Thit b o khụng o c tr s chớnh xỏc vỡ nhng lý sau: Khụng nm vng nhng thụng s o v iu kin thit k Thit k nhiu khuyt im Giỏo trỡnh: o lng in t Trng Cao ng Khoa in in t Thit b o hot ng khụng n nh Bo trỡ thit b o kộm Do ngi hnh thit b o khụng ỳng Do nhng gii hn ca thit k 1.4.6 c tớnh ng Mt s rt ớt thit b o ỏp ng tc thi vi i lng o thay i Phn ln nú ỏp ng chm hoc khụng theo kp s thay i ca i lng o S chm chp ny ph thuc c tớnh ca thit b o nh tớnh quỏn tớnh, nhit dung hoc in dung c th hin qua thi gian tr ca thit b o Do ú s hot ng trng thỏi ng hoc trng thỏi giao thi ca thit b o cng quan trng nh trng thỏi tnh i vi i lng o cú ba dng thay i nh sau: Thay i cú dng hm bc theo thi gian Thay i cú dng hm tuyn tớnh theo thi gian Thay i cú dng hm iu hũa theo thi gian c tuyn ng ca thit b o Tc ỏp ng trung thc Tớnh tr Sai s ng ỏp ng ng bc zero (bc khụng) Mt cỏch tng quỏt tớn hiu o v tớn hiu ca thit b o c din t theo phng trỡnh sau õy: an d n x0 d n x d x0 a + + + a1 + a x0 n n n dt dt dt = bm d m xi d m xi d xi + b + + b1 + b0 x0 m m m dt dt dt xo - tớn hiu ca thit b o; x i - tớn hiu o ao ữ an - thụng s ca h thng o gi s khụng i bo ữ bn - thụng s ca h thng o gi s khụng i Khi a0 ,b0 khỏc khụng ( 0) thỡ cỏc giỏ tr a, b khỏc bng khụng (= 0) Giỏo trỡnh: o lng in t Trng Cao ng Khoa in in t Phng trỡnh vi phõn cũn li: a b0 = b0 xi ; x0 = b0 b xi ; K = : nhy tnh a0 a0 Nh vy õy l trng hp i lng vo v i lng khụng ph thuc vo thi gian, l iu kin lý tng ca trng thỏi ng Vớ d nh s thay i v trớ chy ca bin tr tuyn tớnh theo i lng o ỏp ng ng bc nht Khi cỏc giỏ tr , bi , a0 , b0 khỏc khụng ( 0), cũn cỏc giỏ tr cũn li bng khụng (= 0): a1 dx0 + a0 x0 = b0 xi dt Bt k thit b o no tha phng trỡnh ny c gi l thit b bc nht Chia hai v phng trỡnh trờn cho a0 ta cú: a1 d x0 b b dx x0 = xi Hoc: + x0 = xi ; (D + 1) x0 = K xi + a dt a0 a0 dt Vi: D = a1 b0 dt ; = a : thi hng; K = a : nhy tnh dt 0 Thi hng cú n v l thi gian, ú nhy tnh K cú n v l n v ca tớn hiu ra/tớn hiu vo Hm truyn hot ng (transfer function) ca bt k thit b o bc nht: x0 K = xi D + Vớ d c th ca thit b o bc nht l nhit k thy ngõn ỏp ng ng ca thit b bc hai, c nh ngha theo phng trỡnh dx d x0 a a1 + + a0 x0 = b0 xi dt dt Phng trỡnh trờn c rỳt gn li: ( vi: n = D D2 + 1) x0 = K xi + n n a0 - tn s khụng m t nhiờn, radian/thi gian b0 : t s m; = Giỏo trỡnh: o lng in t a1 b0 ;K= a a0 a2 Trng Cao ng Khoa in in t Bt k thit b o no tha phng trỡnh ny gi l thit b o bc hai Thụng thng loi thit b o bc nht ch hot ng o vi i lng cú nng lng Vớ d: loi cõn dựng lũ xo n hi (lc k) cú nng lng l c nng, nhit k cú nng lng l nhit nng Loi thit b o bc hai cú s trao i gia hai dng nng lng Vớ d: nng lng tnh in v t in mch LC, c th nh ch th c cu in t kt hp vi mch khuch i 1.4.7 Phõn tớch thng kờ o lng S phõn tớch thng kờ cỏc s liu o rt quan trng, t ú chỳng ta xỏc nh cỏc kt qu o khụng chc chn (cú sai s ln) sau cựng cho s phõn tớch thng kờ cú ý ngha, phn ln s liu o lng ũi hi sai s h thng phi nh so vi sai s ngu nhiờn Khi o mt i lng bt k no m bit kt qu o ph thuc vo nhiu yu t, thỡ nhng yu t ny u quan trng Theo iu kin lý tng, mc nh hng ca cỏc thụng s phi c xỏc nh cho vic o lng nu cú sai s phi c gii thớch v hiu c nguyờn nhõn gõy sai s Nhng s phõn tớch sai s khụng c tỏch s liu ó c c nh cỏc kt qu o lng í ngha s hc ca s o nhiu ln: hu ht giỏ tr o chp nhn c v bin s o cú ý ngha s hc ca thit b o c c nhiu ln o S gn ỳng tt nht cú th cú s ln c ca cựng mt i lng o phi ln í ngha s hc ca n ln o c xỏc nh cho bin s x c cho bng biu thc: x= x1 + x + + x n n ú: x - tr trung bỡnh; xn - tr s x ln o th n; n - s ln o lch lch ln o th 1: d1 = x1 x lch ln o th 2: d = x x lch ln o th n: d n = xn x Giỏo trỡnh: o lng in t Trng Cao ng Khoa in in t Vớ d: x1 = 50,1 ; x = 49,7 ; x3 = 49,6 ; x4 = 50,2 í ngha s hc: x= 50,1 + 49,7 + 49,6 + 50,2 199,6 = = 49,9 4 lch ca tng giỏ tr o: d1 = 50,1 49,9 = 0,2; d2 = 49,7 49,9 = -0,2 d3 = 49,6 49,9 = -0,3; d4 = 50,2 49,9 = 0,3 Tng i s ca cỏc lch: d tot = 0,2 0,2 + 0,3 0,3 = Nh vy tng i s cỏc lch ca cỏc ln o so vi ý ngha s hc x bng khụng thỡ khụng cú s phõn tỏn ca cỏc kt qu o xung quanh x lch trung bỡnh: cú th dựng nh mt biu thc ca tớnh chớnh xỏc ca thit b o lch trung bỡnh cng nh thỡ biu thc o cng chớnh xỏc Biu thc lch trung bỡnh D c xỏc nh: D= d1 + d + + d n n Vớ d: D ca cỏc tr s o ca vớ d trc D= 0,2 + 0,2 + 0,3 + 0,3 Sai s ngu nhiờn: thng c tớnh trờn c s ng phõn b Gauss ca lch chun: e Rd = d12 + d 22 + + d n2 n( n 1) v gii hn ca sai s ngu nhiờn: lim( e Rd ) = 4,5 e Rd Nhng tr s no cú lch vt quỏ gii hn ca sai s ngu nhiờn u c loi b Vớ d: kt qu o in tr c thc hin tỏm ln o nh sau R1 = 116,2 ; R2 = 118,2 ; R3 = 116,5 ; R4 = 117,0 R5 = 118,2 ; R6 = 118,4 ; R7 = 117,8 ; R8 = 118,1 Tr trung bỡnh ca in tr: R = R1 + R2 + + R8 = 117,8 lch ca cỏc ln o: d1 = 1,6 ; d2 = 0,4 ; d3 = 0,7 ; d4 = 0,8 Giỏo trỡnh: o lng in t 10 Trng Cao ng Khoa in in t Hỡnh 6.15: S dao ng ký Hỡnh 6.16: S trỡnh by tớn hiu hai kờnh trờn mn nh chu k th nht tớn hiu quột ngang phi hp vi tớn hiu sin cho kờnh A Giỏo trỡnh: o lng in t 143 Trng Cao ng Khoa in in t chu k th hai ca tớn hiu quột ngang phi hp vi tớn hiu dng rng ca ca kờnh B (H.6.16c) Kt qu l hai tớn hiu hai kờnh cựng xut hin trờn mn nh 6.5 THANH O (PROBE) CA DAO NG Kí Thanh o ca dao ng ký cú hai mc thay i in ỏp - Mc in ỏp 1: - Mc in ỏp 10: in dung Cc: in dung ký sinh ca dõy dn Ci: in dung ngừ vo quột dc Ri: in tr vo ca ngừ quột dc trng hp ny tng tr vo ca ngừ quột dc: Trng hp o cú b gim 10:1 (H.6.18) Trong o cú in tr R1, t C1, Cs (thay i) Cc cú in ỏp vo V1 ca ngừ vo quột dc Vi: t: C2 = Cs + Cc + Ci ú o cú: Vi = V thỡ: Ngha l: hoc: Nh vy cho tớn hiu ngừ vo quột dc gim i 10 ln v khụng ph thuc vo tn s tớn hiu thỡ phi tha thờm iu kin sau: R1 = 9Ri Giỏo trỡnh: o lng in t , ú 144 Trng Cao ng Khoa in in t Hỡnh 6.17: Thanh o khụng cú gim ỏp Hỡnh 6.18: Thanh o cú gim ỏp 10:1 Vớ d 6.3 ; Cc (cha bit); Ci =10pF ;Cs l t in thay i (cú tr s ln nht 100pF), suy mun cho mch o l b gim 10:1 v khụng ph thuc tn s tớn hiu thỡ: Suy ra: Cs + Cc = 80 pF Khi ú nu Cc khong t 1pF n 80pF thỡ chỳng ta thay i c Cs tha iu kin trờn Trong trng hp Cc > 80pF thỡ phi thay i C1 cho phự hp Gi s Cc = 100pF, thỡ C1 phi thay tr s ln hn (vớ d C1 = 15pF) Khi ú: Cs + 100pF = (135pF 10pF); iu chnh: Cs = 25pF Khi a tớn hiu xung vuụng vo, s cú nh hng n dng ca tớn hiu t C1 v C2 nh ó núi trờn Nu tớn hiu xung vuụng xut hin trờn mn nh cú dng hỡnh 6.19a Giỏo trỡnh: o lng in t 145 Trng Cao ng Khoa in in t Hỡnh 6.19: Cỏc dng tớn hiu xung vuụng ỏp ng vi tớn hiu xung vuụng a vo ngừ quột dc ỏp ng ca mch RC ngừ vo ca dao ng ký khụng thớch hp vi tn s cao (b chớnh tn s yu) Khi ú chỳng ta iu chnh Cs tớn hiu xung vuụng cú dng nh hỡnh 6.19c (b chớnh tn s ỳng) Nu tớn hiu xut hin cú dng nh hỡnh 6.19b mch RC ỏp ng quỏ mc i vi cnh lờn v xung ca xung Chỳng ta phi iu chnh t Cs cú ỏp ng nh dng hỡnh 6.19c 6.6 B TO TR i vi tớn hiu kho sỏt cú tn s cao, cho tc bay ca chựm tia in t catt n bn lch dc hoc lch ngang, phự hp vi tc truyn ca tớn hiu t ngừ vo n bn cc lch dc hoc lch ngang, ngi ta thng cho tớn hiu i qua b to tr (vỡ tc truyn tớn hiu ln hn tc bay ca in t) B to tr thng cú hai dng loi dõy song hnh hoc dõy ng trc, cú hai dng mch nh sau: Hỡnh 6.20: Mch to tr Khi tớn hiu i qua mt mch LC, nú s cú thi gian tr l: Giỏo trỡnh: o lng in t 146 Trng Cao ng Khoa in in t Khi ú tớn hiu i qua n b s cú thi gian tr: T = nt V in tr ti R = L.C cú s iu hp tng tr, giỳp cho cụng sut tớn hiu khụng b suy gim - Loi dõy ng trc Khi tớn hiu truyn qua dõy cú thi gian tr V: tc truyn tớn hiu, vi cỏp ng trc , L, C l in cm v in dung ca Hỡnh 6.21: Cu to ca dõy ng trc 1- Lừi polyetilene 2- Dõy kim loi xon c 3- Lp cỏch in 4- Dõy dn ngoi 5- V bc bo v Vớ d 6.4: Cỏp ng trc cú Xỏc nh t Gii: Thi gian tr t ca tớn hiu truyn qua dõy Do ú tc truyn tớn hiu: 6.7 NG DNG CA DAO NG Kí 6.7.1 o biờn v chu k o biờn : Ph thuc vo nỳt phõn tm o (theo n v Volt/Div) Giỏo trỡnh: o lng in t 147 Trng Cao ng Khoa in in t Vớ d 6.5: Nh hỡnh 6.22 biờn nh ca cỏc tớn hiu: o chu k: ph thuc vo nỳt chu k ca tớn hiu quột rng ca (n v àsec/div) Hỡnh 6.22: Cỏch tớnh biờn v chu k ca tớn hiu quan sỏt Chu k ca tớn hiu A: Chu k ca tớn hiu B: 6.7.2 o s lch pha gia hai tớn hiu (H.6.23) Giỏo trỡnh: o lng in t 148 Trng Cao ng Khoa in in t Hỡnh 6.23: Cỏch tớnh s lch pha gia hai tớn hiu A v B Tớn hiu A v B cú s lch pha c tớnh theo trc thi gian: m suy gúc lch pha tng ng vi t: Dựng hỡnh Lissajous o s chờnh lch pha gia hai tớn hiu (H.6.24) Tớn hiu A a vo ngừ quột dc, tớn hiu B a vo ngừ quột ngang A, B cựng pha: hỡnh Lissajous l ng thng (H.6.24c) A, B trỏi pha (H.6.24d) A, B lch pha 900 (H.6.24e) A, B lch pha bt k hỡnh elip (H.6.24f, g) Giỏo trỡnh: o lng in t 149 Trng Cao ng Khoa in in t Hỡnh 6.24: Dựng hỡnh Lissajous o s lch pha gia hai tớn hiu Vớ d: v phớa phi) (trng hp hỡnh elip (trng hp elip v phớa trỏi) Giỏo trỡnh: o lng in t 150 Trng Cao ng Khoa in in t Hỡnh 6.25: Cỏch tớnh tr, tf 6.7.3 o thi gian lờn tr ca xung: theo nh ngha t 10% biờn n 90 % biờn V thi gian xung Cũn tc ỏp ng ca xung cnh lờn 6.7.4 V c tuyn V-I ca linh kin in t V c tuyn (H.6.26a) Mch c phõn cc bi tớn hiu rng ca hoc tớn hiu sin, in ỏp hai u in tr R1 vo ngừ dc Y, cú in ỏp hai u diod a vo ngừ quột ngang X (im ni mass ca dao ng ký) c tuyn c xut hin trờn mn nh dao ng ký (H.6.26b) - V c tuyn IC = f(V CE ) Giỏo trỡnh: o lng in t 151 Trng Cao ng Khoa in in t Cc nn c phõn cc bi in ỏp mt chiu V thay i, àA- k theo dừi dũng phõn cc I B in ỏp ca tớn hiu rng ca c cung cp cho cc C-E ca transistor (cú th cung cp bi tớn hiu sin nhng phi mc ni tip vi diod chnh lu bỏn k dng cung cp cho Hỡnh 6.26: Mch v c tuyn Id = f(Vd) v Ic = f(V CE ) ca diod v transistor a) Mch v c tuyn V - I ca diod b) c tuyn V - I ca diod trờn mn hỡnh dao ng ký c) Mch v c tuyn V CF - I C ca transistor theo thụng s I B d) c tuyn V CF - I C trờn mn hỡnh dao ng ký 6.8 VễN K T GHI KT QU (Voltmeter Recorder) Giỏo trỡnh: o lng in t 152 Trng Cao ng Khoa in in t Nguyờn lý hot ng: Dựng phng phỏp o in ỏp bng bin tr t cõn bng (self balancing potentiometer) (xem hỡnh 6.27) s c khuch i bi A, iu khin ng c servo M quay theo chiu kim ng h nu V >0 hoc quay ngc li nu V [...]... BỊ ĐO ĐIỆN TỬ Tổng quát thiết bị đo điện tử thường được cấu tạo bằng ba phần như sau: Cảm biến Giáo trình: Đo lường điện tử Bộ chế biến tín hiệu Bộ chỉ thị Kquả 11 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Cảm biến: Phần tử biến đổi các đại lượng đo không điện sang đại lượng điện Bộ phận này chỉ có khi thiết bị đo điện tử đo các đại lượng trong công nghiệp Bộ chế biến tín hiệu: Biến đổi tín hiệu điện (điện. .. những thiết bị đo mới sử dụng lần đầu 1.8 HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG 1.8.1 Hệ thống đo lường dạng tương đồng (Analog) Giáo trình: Đo lường điện tử 13 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Hệ thống đo lường một kênh (H.1.1) Tín hiệu đo được tạo ra từ cảm biến đo lường (transducer) do đại lượng đo tác động vào Tín hiệu này đi qua mạch chế biến tín hiệu (signal conditioner) Sau đó đi vào bộ phận trình bày kết quả... lường điện tử 35 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Hình 2.21: Mạch đo điện áp Hình2.22: Mạch đo điện áp của cơ cấu điện động Nguyên lý đo( H.2.21): Điện áp đo đuợc chuyển thành dòng điện đo đi qua cơ cấu chỉ thị Nếu cơ cấu chỉ thị có I max và điện trở nối tiếp thì: I đo = Vđo ≤ I max , với Rm là nội trở của cơ cấu R + Rm (2.18) Tổng trở vào của Vônkế: Z v = R + Rm Các cơ cấu từ điện, điện từ và điện. .. nhiều tầm đo thì dùng nhiều điện trở shunt, mỗi tầm đo có một điện trở shunt, khi chuyển tầm đo là chuyển điện trở shunt (H.2.13) Giáo trình: Đo lường điện tử 29 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Hình 2.13: Mạch đo dòng có nhiều tầm đo Hình 2.14: Mạch shunt Ayrton Hoặc dùng cách chuyển tầm theo kiểu shunt Ayrton (H.2.14) Mạch đo kiểu shunt Ayrton có 3 tầm đo B, C, D Khi khóa A ở vị trí B (tầm đo nhỏ... của đại lượng đo Tại nơi nhận tín hiệu lại phải giải mã hoặc giải điều chế (demodulation – DEMOD) để lấy lại từng tín hiệu đo Đây cũng là hình thức đo lường từ xa (telemety) cho nhiều đại lượng đo Hình 1.2: Hệ thống đo lường tương đồng nhiều kênh 1.8.2 Hệ thống đo lường dạng số (Digital) (H.1.3) Giáo trình: Đo lường điện tử 15 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Hình 1.3: Hệ thống đo lường số kết hợp... dòng điện 2.2 ĐO DÒNG MỘT CHIỀU (DC) VÀ XOAY CHIỀU (AC) 2.2.1 Đo dòng DC Giáo trình: Đo lường điện tử 28 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Nguyên lý đo: cả ba cơ cấu chỉ thị đã nói ở trên đều hoạt động với dòng DC cho nên được dùng làm bộ chỉ thị ampe-kế DC Nhưng cần phải mở rộng tầm đo (Range) cho thích hợp Mở rộng tầm đo: để cho ampe-kế có nhiều tầm đo thích hợp, mạch đo phải có sự mở rộng tầm đo. .. đo lường dạng số còn có ưu điểm là sự hoạt động thông minh nhờ vào chương trình phần mềm (software) cài đặt vào máy tính để xử lý tín hiệu đo lường và điều khiển hệ thống tự động hóa 1.8.3 Tính linh hoạt trong sự điều khiển từ xa thiết bị đo lường Giáo trình: Đo lường điện tử 16 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Hình 1.4: Hệ thống thu nhận và xử lý dữ liệu dùng mạch giao tiếp RS232 Hệ thống đo lường. .. có dòng điện Kẹp đo dòng điện (clamp ammeter) là một ứng dụng của biến dòng với cơ cấu điện từ và diod chỉnh lưu có phần mở rộng tầm đo (H.2.20) Hình 2.20: Kẹp đo dòng 2.2.3 Ảnh hưởng của Ampe – kế trên mạch đo Mỗi Ampe- kế đều có nội trở riêng của nó và có thể thay đổi theo mỗi tầm đo Giáo trình: Đo lường điện tử 34 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Ví dụ: Ampe- kế cơ cấu điền từ ở tầm đo 1mA,... hiện sự điều khiển (Chúng ta sẽ đề cập đến vấn đề này ở một chương sau) Giáo trình: Đo lường điện tử 17 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Giáo trình: Đo lường điện tử 18 Trường Cao Đẳng– Khoa Điện – Điện tử Chương 2 THIẾT BỊ CƠ ĐIỆN 2.1 CƠ CẤU CHỈ THỊ KIM Hiện nay cơ cấu chỉ thị kết quả vẫn còn dùng kim chỉ thị kết quả Do đó tôi trình bày tóm lược cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cơ cấu dạng... Hình 2.12: Mạch đo dòng Mở rộng tầm đo cho cơ cấu từ điện Dùng điện trở shunt (H.2.12) I = Im + Is Dòng điện đo: trong đó: (2.14) I m : dòng điện qua cơ cấu chỉ thị I s : dòng điện đi qua điện trở shunt Điện trở shunt Rs được xác định: I max Rm I t − I max Rs = trong đó: (2.15) Rm : điện trở nội của cơ cấu chỉ thị I max : dòng điện tối đa của cơ cấu chỉ thị It : dòng điện tối đa của tầm đo Ví dụ 2.1: