Slide đo độ di pha trong kỹ thuật đo lường

Pha mét dùng mạch đa hài đồng bộ• Các điện áp hình sin cần đo độ di pha được đưa vào 2 đầu vào I và II • Điện áp hình sin được biến đổi thành các xung vuông nhờ Mạch Khuyếch đại hạn chế

ĐO ĐỘ DI PHA

 1.1 Đo di pha bằng pp đo khoảng thời

+ Khoảng thời gian giữa 2 xung

gần nhau của 2 điện áp đo tỉ lệ

với góc di pha của chúng.

ω= 2πT và φ=ωΔTT và φ=ωΔTT

φ = 2πT và φ=ωΔT (rad ) hay φrad ) hay φ 0 = 360 0

 

Pha mét dùng mạch đa hài đồng bộ

• Các điện áp hình sin cần đo độ di pha được đưa vào 2 đầu vào I và II

• Điện áp hình sin được biến đổi thành các xung vuông nhờ Mạch Khuyếch đại hạn chế và Đa hài đồng bộ, rồi được đưa đến Mạch vi phân phân bố.

• (rad ) hay φCác chu kì dao động bản thân của bộ đa hài được chọn sao cho nó lớn hơn chu kì của điện áp đo có tần số thấp nhất)

• Đầu ra của Mạch vi phân phân bố là các xung nhọn, được đưa tới khống chế hai bộ Đa hài đồng bộ I và II.

• Đầu ra của 2 bộ đa hài này được đưa tới một mạch tổng hợp, mạch này có đồng hồ để đo thời gian lệch giữa các xung, cũng là góc di pha φ của 2 điện áp.

Mạch vi phân phân bố:

đầu ra của nó đưa tới

đầu vào Bộ đa hài đồng

bộ I chỉ các xung nhọn

dương tương ứng với

sườn trước của xung vuông

đường thứ nhất và các xung

nhọn âm (rad ) hay φhình d) tương ứng

với sườn sau của xung vuông

đường thứ 2

• Đưa tới Bộ đa hài đồng

bộ II chỉ các xung nhọn

dương (rad ) hay φhình d) của đườngthứ 2 và các xung nhọn âm (rad ) hay φhình c) đường thứ nhất

xác định độ rộng của cácxung đưa ra (rad ) hay φhình đ, e)

I0= Im

φ0 = 1800 Im

 

• Trigger: tạo ra xung vuông có độ rộng và chu

kỳ T chính là nhờ Ux1, Ux2 (rad ) hay φUx1 được đưa vào đầu thiết lập S của Trigger, Ux2 được đưa vào đầu xoá R của Trigger)

• Tạo xung đếm chuẩn có chu kỳ Tch (rad ) hay φchu kì đếm chuẩn)

• Tạo xung đo: chia tần số xung đếm chuẩn tạo ra xung

đo có độ rộng Tđo

 Hình 5.17 - Sơ đồ khối của phamet số

b/ Nguyên lý làm việc:

Xung UT từ Trigger sẽ điều

khiển đóng mở khóa 1.Mỗi

khi có xung,xung đếm Uch

từ bộ tạo xung điếm chuẩn

sẽ được đưa qua khóa 1 và

đầu ra của khóa 1 là xung Unx

là một chuỗi gồm nhiều nhóm

xung đếm và được đưa vào

khóa 2

• Xung đo Uđ

điều khiển đóng mở khoá 2

trong thời gian có xung đo Tđo

.

• Ta có góc lệch pha giữa 2 tínhiệu U1 (rad ) hay φt) và U2 (rad ) hay φt) là

ΔTφ=3600 , ΔTT = nTch

(rad ) hay φn là số xung của 1 nhóm xung,

Tch là chu kỳ xung đếm chuẩn)

 

1.3 Đo độ di pha bằng phương pháp vẽ dao động đồ

1 Phương pháp dùng

quét tuyến tính:

U1 = Um1 sin (rad ) hay φ ωt + φ1)

U2 = Um2 sin (rad ) hay φ ωt + φ2)

Volts/div (rad ) hay φCH1 và CH2)

POS-Y (rad ) hay φCH1)

POS-X

*Dao động đồ sẽ có dạng đường thẳng hoặc đường Elip

+ Xác định gốc trung tâm của dao động đồ: đưa

các chuyển mạch kết nối đầu vào của cả 2 kênh về

vị trí GND, trên màn hình sẽ là 1 điểm sáng, dịch

chuyển điểm sáng đó về chính giữa màn hình

+ Đưa các chuyển mạch kết nối đầu vào về vị trí AC,

khi đó sẽ nhận được dao động đồ có dạng đường thẳng hoặc Elip

+ Xác định góc lệch pha:

|sin ΔT φ| = = ═> |ΔT φ| = arcsin (rad ) hay φ

= arcsin (rad ) hay φ

 

I1.Đo khoảng thời gian

* Máy đếm điện tử

+ Các thiết bị đo số dùng để đo các thông số của tín

hiệu như : tần số mét số,pha-mét số,…và các loại máy

đo dùng để đo các thông số của mạch điện như : đo

điện dung,điện trở,đo hệ số phẩm chất,đo tổn hao, hầu như có chung một bộ phận cơ sở là máy đếm điện tử chỉ thị số

a,Cấu tạo sơ đồ khối

b,Các nguồn gây sai số của thiết bị đếm điện tử

có 3 nguồn gây sai số chủ yếu :

+, Sai số của nguồn tín hiệu tần số chuẩn là : do

nguồn tạo dao động tần số chuẩn có tần số không ổn định,khi đo tần số cao thì sai số này tương đối đáng kể

+, Sai số do các flip-flop là sai số do các tri-gơ được

sử dụng trong thiết bị như tri-gơ mạch cửa, tri-gơ

mạch điều khiển, tri-gơ mạch đếm.

+, Bản thân của tín hiệu còn là nguồn gây sai số do sự

không đồng bộ của xung cửa và xung đếm.Trong

khoảng thời gian bằng độ rộng xung cửa có thể làm cho số lượng xung đếm lớn hơn hay bé hơn so với trị

số trước,tùy vào thời điểm đóng mở cửa xung

Bộ đếm trong thiết bị đo số

Bộ đếm trong thiết bị số được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau,trong thiết bị điều

khiển,trong máy tính,máy đo để phân chia tần số,điều khiển thiết bị làm việc theo chương trình

a) Cấu tạo

Trong may đo sử dụng thông dụng là tri-gơ tĩnh, mỗi tri-gơ đóng vai trò một phần tử nhớ nhị phân, phần tử nhớ có hai trạng thái cân bằng ổn định của flip-flop Mỗi trạng thái biểu thị bằng một mã cơ số 2

b, bộ đếm nhị phân

Bộ đếm nhị phân thường gồm nhiều mạch

tri-gơ nối tiếp nhau,thường dùng bộ đếm nhị phân để chia tần,bộ chia thời gian trong các thiết bị đo nhiều kênh

Ví dụ về bộ đếm cộng:

Dung lượng đếm là K==16 Bộ đếm có 16 trạng thái

ổn định khác nhau để biểu diễn 16 số theo mã cơ số 2 với từ mã 4 bit (rad ) hay φtừ 0000 đến 1111)

 

Ví dụ về bộ đếm trừ

Giả sử bộ đếm đã có số 1100 Khi có 1 xung đếm vào

T1, vì ghép ở đầu ra A của tri-gơ, nên T1 chuyển từ 0

→ 1, từ A 1 có xung tác động lên T 2 làm T 2 chuyển từ

0 → 1, và A2 ghép sang T3, làm T3 chuyển từ 1 → 0, T4không có tác động gì nên vẫn ở trạng thái 1 Kết quả là sau khi đếm 1 xung bộ đếm có số 1011 tương ứng bớt

đi 1 đơn vị, tiếp tục như thế thì sẽ đếm đến 0000

Ví du bộ đếm thuận nghịch

Bộ đếm này có thể thực hiện theo cách cộng hoặc theo cách trừ

C, Bộ đếm thập phân

Trong kỹ thuật đo lường phải dùng bộ đếm thập phân

vì lý do đơn giản là con người chúng ta đã quen sử

dụng cơ số 10 trong đo đếm

Có 2 phương pháp thực hiện cấu tạo đếm thập phân chủ yếu là :

+ Dùng các phần tử có 10 trạng thái ổn định

+ Dùng cách mắc nối tiếp các mạch đếm nhị phân và

có thực hiện phản hồi

Bộ giải mã trong thiết bị đo số

Công dụng : khi thiết bị đo số làm việc,đầu ra của bộ

đếm là dãy số nhị phân,để tiện cho việc quan sát và đọc kết quả đo cần phải chuyển đổi thành dãy số thập phân và được đưa tới thiết bị chỉ thị để hiện thị kết quả đo được,đó là nhiệm vụ của bộ giải mã

Cấu tạo bộ giải mã 2-10

sơ đồ logic

Tối thiểu phải dùng 4

tri-giơ để tạo nên bộ đếm

cơ số 10,số trạng thái là

24 = 16 dùng 10 thừa 6

trạng thái

Nguyên tắc cấu tạo: Trước tiên thực hiện giải mã

giữa hai biến nào đó, kết quả được một biến mới

(rad ) hay φgiải mã bậc 1) Sau đó tiếp tục giải mã biến giữa biến mới này với biến logic thứ 3(rad ) hay φgiải mã bậc 2), cứ thế tiếp tục Như vậy khi chọn biến logic cho bậc giải mã, bậc thấp rất quan trọng, nó quyết định số phần tử logic dùng cho mạch giải mã

Bộ giải mã nhiều bậc

giữa các đôi biến một Sau đó lấy đầu ra của hai bậ giải mã bậc thấp làm đầu vào của bộ giải mã bậc cao hơn.sự lựa chọn biến để tổ hợp giải mã trước sau

cũng có quyết định đến số lượng phần tử logic của mạch điện

Bộ giải mã hỗn hợp

Mạch giải mã hỗn hợp cho phép giảm đáng kể các phần tử cần thiết để thực hiện toán tử logic, do đó mạch điện cũng đơn giản đi rất nhiều.End