Bài giảng Đo lường điện: Bài 2 - KS. Lê Thị Thu Hường

Bài giảng Đo lường điện: Bài 2 được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên trình bày được các loại cơ cấu chỉ thị trong đo lường; trình này được các ứng dụng của cơ cấu chỉ thị trong đo lường; đọc đúng giá trị hiển thị trên cơ cấu chỉ thị. Mời các bạn cùng tham khảo!

Gi ng viên: ả  LÊ TH  THU H Ị ƯỜ NG

Email: Huongltt@pvmtc.edu.vn Mobile: 098.962.2866

BÀI 2: S  D NG CÁC C  C U CH  TH   Ử Ụ Ơ Ấ Ỉ Ị

TRONG ĐO L ƯỜ NG 

Sau khi học xong bài 2, người học có khả năng:

ØTrình bày được các loại cơ cấu chỉ thị trong đo lường;

ØTrình này được các ứng dụng của cơ cấu chỉ thị trong đo lường;

ØĐọc đúng giá trị hiển thị trên cơ cấu chỉ thị

ØThái độ nghiêm túc trong giờ học

ØCẩn thận, tỉ mỉ trong quá trình đọc thiết bị

Cơ cấu điện từ

Khái niệm chung: Cơ cấu chỉ thị là một phần của thiết bị đo dùng để

hiển thị kết quả đo Cơ cấu chỉ thị của các đồng hồ đo lường các đạilượng điện được phân thành 2 nhóm chính:

•Cơ cấu chỉ thị bằng kim (hay cơ điện)

•Cơ cấu điện tử

Đại lượng cần đo sẽ biến đổi thành

góc quay của kim chỉ thị, thông qua

việc chuyển đổi năng lượng điện

từ thành năng lượng cơ học

Cơ cấu chỉ thị cơ điện bao gồm hai

phần: phần tĩnh và phần động

(phần quay)

Nguyên lý chung: khi có dòng điện qua cơ cấu sẽ sinh ra 1 lực điện từ,

làm kim chỉ thị bị lệnh 1 góc α

• Cơ cấu đo từ điện

• Cơ cấu đo điện từ

• Cơ cấu đo điện động

• Cơ cấu đo cảm ứng

Tùy theo phương pháp biến đổi năng lượng điện từ người ta chia thành

cơ cấu chỉ thị cơ điện:

• Cơ cấu đo từ điện

• Cơ cấu đo điện từ

• Cơ cấu đo điện động

• Cơ cấu đo cảm ứng

Khi có dòng điện một chiều đi

vào cuộn dây trên khung quay

sẽ sinh ra một từ trường B

Từ trường này sẽ tác động

với từ trường của nam châm

vĩnh cửu tạo ra một lực điện

từ và sinh ra một momen

quay Mq tác động lên phần

động

• Độ nhạy và độ chính xác cao, có thể đạt cấp chính xác 0,5%.

•Vì góc quay tuyến tính theo dòng điện cho nên thang có khoảng

chia đều

•Kết quả đo ít chịu ảnh hưởng từ trường ngoài, vì từ trường cơ cấu

do nam châm vĩnh cửu tạo ra tương đối lớn

•Công suất tiêu thụ nhỏ từ 250µW ÷ 200µW, nên ảnh hưởng không

đáng kể đến chế độ mạch đo

•Độ cản dịu tốt và độ nhạy không đổi trong suốt thang đo

• Khả năng chịu quá tải kém nên thường dễ bị hư hỏng nếu

dòng điện quá mức đi qua

•Không đo được dòng xoay chiều

•Đối với khung quay có dây xoắn dễ bị hư hỏng khi bị chấn động

mạnh hoặc di chuyển quá mức giới hạn.Do đó cần đệm quá mức khi

cho cơ cấu hoạt động

•Kết quả đo chịu ảnh hưởng của nhiệt độ

•Cấu tạo phức tạp, giá thành cao

dụng cụ đo cần độ nhạy và độ chính xác cao

Cuộn dây: hình trụ rỗng hoặc

•Cấu tạo đơn giản, rẻ tiền.

• Khả năng chịu quá tải cao

• Có thể đo trực tiếp được cả đại lượng một chiều và xoay chiều

Nhựơc điểm:

• Dễ chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài

• Độ chính xác thấp

• Thang chia độ không đều

• Năng lượng tiêu hao lớn

Phạm vi ứng dụng:

Chỉ thị từ điện dùng để chế tạo Ampe kế, Ohm kế,Volt kế, hoặc các dụng

cụ đo công nghiệp với độ chính xác thấp

Cuộn dây cố định:

Cuộn dây 1 mắc nối

tiếp cuộn dây 2 tạo ra

từ trường khi có dòng

điện chạy qua

•Đo được dòng điện DC và AC.

•Độ chính xác tương đối cao

Nhựơc điểm:

• Dễ chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài

• Độ thang đo của chỉ thị không tuyến tính

•Kết quả đo chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài

•Cấu tạo tương đối phức tạp

•Độ nhạy thấp và tiêu thụ công suất tương đối lớn

•

Phạm vi ứng dụng:

Chỉ thị từ điện dùng để chế tạo Ampe kế, Ohm kế,Volt kế, hoặc các dụng

cụ đo công nghiệp, dụng cụ tự ghi

02 nam châm điện đươc tạo bởi 2

cuộn dây có dòng điện I1, I2

Nam châm vĩn cửu

Phần động:

Đĩa nhôm

Trục quay

Cơ cấu cấu ứng làm việc dựa

trên từ thông xoay chiều được

tạo ra ở phần tĩnh khi có dòng

điện, từ thông này sinh ra một

dòng điện xoáy (dòng Phu-cô)

chạy trong phần động, lực tác

động tương hỗ này làm quay

phần động

Đặc điểm và phạm vi ứng dụng:

Đặc điểm:

• Điều kiện để có mômen quay phải có từ trường xoay chiều

• Mômen quay đạt giá trị cực đại khi góc lệch pha giữa hai từ trường là π/2

• Mômen quay phụ thuộc vào tần số f của dòng điện tạo ra các từ trường

• Chỉ làm việc với dòng điện xoay chiều

Phạm vi ứng dụng: Dùng chế tạo ra công tơ cảm ứng đo điện năng

sở đo đại lượng điện áp và mạch

xử lí cho ra tín hiệu phù hợp cho

việc hiển thị

Ưu điểm:

• Độ chính xác cao

• Chỉ thị kết quả dưới dạng số nên rất dễ đọc.

• Có khả năng tự chọn thang đo và phân cực

hình cảm ứng.

•Cơ cấu điện tử chỉ thị bằng ống tia âm cực (CRT)

•Cơ cấu điện tử chỉ thị bằng diode phát quang (LED)

•Cơ cấu điện tử chỉ thị bằng tinh thể lỏng (LCD)

Cơ cấu điện tử chỉ thị bằng ống tia âm cực (CRT): cơ cấu sử dụng ống

tia âm cực (CRT: Cathode Rays Tube) là cơ cấu chỉ thị tự ghi dùng ghi lại

Cathode phát xạ ra điện tử (electron) Chùm tia điện tử xuất phát từ súng được gia tốc bởi cao áp dương đặt ở Anode, điện tử sẽ bay đến đập vào màn phát quang của đèn và tạo ra điểm sáng.

Điện trường quét được tạo ra bằng cách đặt điện áp răng cưa lên tấm lệch ngang (hai bản cực X), tín hiệu cần biểu diễn trên màn hình sẽ đặt vào tấm lệch dọc (hai bản cực Y) bằng kim loại ở bên trong đèn để lái chùm tia theo chiều dọc

Điện trường này sẽ tạo ra lực tác dụng tổng hợp lên chùm tia điện tử đi ngang qua nó quét lên màn phát quang tạo ra các điểm sáng trên màn hình

Phương pháp này được sử dụng trong hệ thống quét của dao động ký tương tự (CRO: Cathode Ray Oscilloscope)

được mạch xử lí chuyển đổi thành tín hiệu số sẽ qua mạch giải mã kích các Led 7 đoạn phát sáng thành hình những con số để thể hiện kết quả đo được.

Cơ cấu điện tử chỉ thị bằng tinh thể lỏng (LCD): là loại thiết bị hiển thị

cấu tạo bởi các tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng có khả năng thay đổi tính phân cực của ánh sáng và do đó thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua khi kết hợp với các kính lọc phân cực

Màn hình LCD mỏng hơn nhiều so với công nghệ ống tia âm cực (CRT)

và tiêu thụ ít năng lượng hơn so với màn hình LED

đổi tính phân cực của ánh sáng và do đó thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua khi kết hợp với các kính lọc phân cực.

Màn hình LCD mỏng hơn nhiều so với công nghệ ống tia âm cực (CRT)

và tiêu thụ ít năng lượng hơn so với màn hình LED

v Những nội dung chính:

• Cơ cấu đo từ điện

• Cơ cấu đo điện từ

• Cơ cấu đo điên động

• Cơ cấu đo cảm ứng

• Cơ cấu đo điện tử

B. Xoay chiều

C. Dạng bất kỳ

D. Tất cả các đáp án còn lại đều đúng

Câu 2: Cơ cấu chỉ thị điện từ hoạt động đối với dòng điện:

A. Một chiều

B. Xoay chiều

C. Dạng bất kỳ

D. Tất cả các đáp án còn lại đều đúng

B. Xoay chiều

C. Dạng bất kỳ

D. Tất cả các đáp án còn lại đều đúng

Câu 4: Cơ cấu chỉ thị nào sau đây hoạt động đối với dòng xoay chiều:

A. Từ điện và điên từ

B. Từ điện và điên động

C. Điên từ và điện động

D. Tất cả các đáp án còn lại đều đúng

Câu 6: Quan hệ ngõ vào và ra của cơ cấu chỉ thị điện từ là một hàm:

B. Watt kế

C. công tơ cảm ứng đo điện năng

D. Tất cả các đáp án còn lại đều sai

Câu 8: Cơ cấu điện tử chỉ thị bằng ống tia âm cực (CRT) được ứng

dụng trong:

A. Dụng cụ tự ghi

B. Đồng hồ đo điện vạn năng

C. Công tơ điện vạn năng

D. Tất cả các đáp án còn lại đều đúng

Gi ng viên: ả  LÊ TH  THU H Ị ƯỜ NG

Email: Huongltt@pvmtc.edu.vn Mobile: 098.962.2866

Thank You!

WWW.PVMTC.EDU.VN