Cơ cấu chỉ thị tự ghi trong kỹ thuật đo lường điện tử

c Nguyên lí hoạt động chung - Đầu vào: là các đại lượng đo biến thiên theo thời gian it - Đầu ra: là sự biến thiên của góc lệch αt.. + x = Kt: Biến thiên của đại lượng đo theo thời gia

Cơ cấu chỉ thị tự ghi

Cơ cấu chỉ thị tự ghi

_ C s chung c a các c c u ơ sở chung của các cơ cấu ở chung của các cơ cấu ủa các cơ cấu ơ sở chung của các cơ cấu ấu

ch th t ghi ỉ thị tự ghi ị tự ghi ự ghi.

_ Ch th t ghi có t c đ c th p ỉ thị tự ghi ị tự ghi ự ghi ốc độc thấp ộc thấp ấu

_ Ch th t ghi có t c đ trung bình ỉ thị tự ghi ị tự ghi ự ghi ốc độc thấp ộc thấp _ Ch th t ghi có t c đ c cao ỉ thị tự ghi ị tự ghi ự ghi ốc độc thấp ộc thấp .

Cơ sở chung của chỉ thị tự ghi

M c đích ục đích

s d ng ử dụng ục đích Nguyên lí

làm ho t ạt

đ ng ộc thấp chung

Phân lo i ạt

Các v n đ ấu ề

c n gi i ần giải ải quy t trong ết trong

các c c u ơ sở chung của các cơ cấu ấu

ch th t ỉ thị tự ghi ị tự ghi ự ghi.

ghi

C u t o ấu ạt

chung

Cơ sở chung của các cơ cấu chỉ thị tự ghi

a)M c đích ục đích.

_ Được sử dụng trong các máy tự động nhằm ghi lại ử dụng ục đích c s d ng trong các máy t đ ng nh m ghi l i ự ghi ộc thấp ằm ghi lại ạt

nh ng tín hi u đo thay đ i theo th i gian, bi u di nững tín hiệu đo thay đổi theo thời gian, biểu diễn ệu đo thay đổi theo thời gian, biểu diễn ổi theo thời gian, biểu diễn ời gian, biểu diễn ểu diễn ễn

thông qua b n vẽ hay hình nh hi n th ải ải ểu diễn ị tự ghi

b)C u t o chung ấu tạo chung ạo chung.

G m 2 ph n: ồm 2 phần: ần:

_ Ph n 1 ần: : Th hi n quan h ểu diễn ệu đo thay đổi theo thời gian, biểu diễn ệu đo thay đổi theo thời gian, biểu diễn y = = f(i) α = f(i)

Bi n thiên c a góc l ch theo th i gian ết trong ủa các cơ cấu ệu đo thay đổi theo thời gian, biểu diễn α theo thời gian ời gian, biểu diễn

Bao g m : C c u ch th đi n đ ngồm : Cơ cấu chỉ thị điện động ơ sở chung của các cơ cấu ấu ỉ thị tự ghi ị tự ghi ệu đo thay đổi theo thời gian, biểu diễn ộc thấp

( 1, 2, 3, 4) và bút ghi (5)

Hình.1

Yêu cầu : cơ cấu chỉ thị điện động

cần có momen quay lớn để thắng

lực ma sát giữa đầu bút và giấy ghi

_ Phần 2 : Thực hiện chuyển động

thể hiện quan hệ x =k(t)

Bao gồm : Cơ cấu đồng hồ (6), bộ

giảm tốc (8), quả rulo (9), băng

giấy (7)

Hình.2

c) Nguyên lí hoạt động chung

- Đầu vào: là các đại lượng đo biến thiên theo thời gian i(t)

- Đầu ra: là sự biến thiên của góc lệch α(t).

- Đường ghi trên băng giấy là sự phối hợp của 2 chuyển động :

+ y = α = f(i): Biến thiên của góc lệch α theo dòng điện tức thời,

được thực bởi cơ cấu chỉ thị cơ điện

+ x = K(t): Biến thiên của đại lượng đo theo thời gian, thực hiện

bởi cơ cấu đồng hồ

d) Phân loại

- Theo cách ghi :

+ Ghi bằng mực trên giấy, trên giấy nến, giấy than do bút chì

vạch nên

- Theo tốc độc ghi :

Tốc độ thấp, tốc độ trung bình, tốc độ cao

e) Các v n đ c n gi i quy t trong các c c u ch th t ấu tạo chung ề cần giải quyết trong các cơ cấu chỉ thị tự ần: ải quyết trong các cơ cấu chỉ thị tự ết trong các cơ cấu chỉ thị tự ơ cấu chỉ thị tự ấu tạo chung ỉ thị tự ị tự ự ghi.

- Nâng cao t c đ ghi : ốc độ ghi : ộ ghi :

+ Yêu cầu phải có mômen quay đủ lớn (để thắng lực ma sát của bút ghi tì lên băng giấy)

+ Có cách ghi vừa đơn giản, nhanh và đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu

Cơ cấu chỉ thị tự ghi có tốc độ thấp

a) Cấu tạo: Gồm 2 phần.

_ Phần 1: đo giá trị tức thời của đại

lượng đo, là cơ cấu chỉ thị sắt điện động,

gồm mạch từ (1), cuộn dây (4), lõi từ (2)

khung dây (3) gắn với kim (gắn với bút

ghi)

Hình 3

Phần 2:

Thể hiện sự biến thiên theo thời gian

của đại lượng đo, gồm cơ cấu đồng hồ

là động cơ đồng bộ 6, bộ giảm tốc 8,

quả rulô 9, băng giấy 7

b) Ứng dụng

Được sử dụng khi tín hiệu cần đo có tần số thấp: dưới 10Hz

Hình.4

Cơ cấu chỉ thị tự ghi có tốc độ trung bình

a) Cơ cấu chỉ thị tự ghi có tốc độ trung bình sử dụng cơ cấu điện từ

Cấu tạo

- Phần 1: đo giá trị tức thời của

đại lượng đo

- Phần 2: thể hiện sự biến thiên

theo thời gian của đại lượng đo

Hình.5

- Nguyên lý hoạt động

Dòng điện cần đo vào cuộn dây 2 tạo ra từ trường hút lõi từ

3, ở trạng thái cân bằng lực hút này cân bằng với lực đàn hồi của

lá mỏng 4, sự dao động của dòng cần đo sẽ được vẽ trên băng giấy

- Đặc tính

Có độ nhạy cỡ 0,2mm/mA, độ lệch

cực đại của bút ghi là 5mm, tần số

riêng của phần động là 70Hz

- Ứng dụng

Trong các thiết bị y tế như: điện tâm

đồ, điện não đồ…; các thiết bị tự

ghi trong công nghiệp

Hình.6

b) C c u ch th t ghi có t c đ trung bình s d ng c ơ cấu chỉ thị tự ấu tạo chung ỉ thị tự ị tự ự ốc độ ghi : ộ ghi : ử dụng cơ ục đích ơ cấu chỉ thị tự

c u t đi n ấu tạo chung ừ điện ện

Cấu tạo

- Phần 1: đo giá trị tức thời của

đại lượng đo

- Phần 2: thể hiện sự biến thiên

theo thời gian của đại lượng đo

Nguyên lý hoạt động: dòng điện cần đo đi vào cuộn dây 4 tác

động tương hỗ với từ trường trong khe hở sinh ra mômen làm quay phần động mang kim chỉ thị vạch lên băng giấy ghi lại giá trị tức thời của đại lượng đo, đồng thời băng giấy được cơ

cấu đồng hồ quay quanh rulô ghi lại sự biến thiên theo thời gian của đại lượng đo

Hình.7

Cơ cấu chỉ thị có tốc độ cao

a, Sử dụng các cơ cấu điện có tần số dao động riêng cao:

_ Cấu tạo : Gồm 1 nam châm vĩnh cửu (1), cuộn dây (2), kim

chỉ thị (4) có gắn với tấm đàn hồi (3)

_ Nguyên lí : Lực từ sinh ra từ

sự tương tác giữa dòng điện Ix với

nam châm (1) làm quay cuộn dây (2),

và kim chỉ thị (4)

_ Các đặc tính: Độ nhạy đạt được cỡ

0,5 mm/mA, độ dài thang đo cỡ 10mm

Có thể ghi các địa lượng có tần số lớn

Ứng dụng: Ghi các đại lượng có tần số lớn, có

tần số đao động riêng cỡ 750Hz

Hình 8

b , Dao động kí ánh sáng :

_ Cấu tạo : Phần động gồm các đầu cực (2) , khung dây 3 căng gắn

bởi dây căng (5) vào 2 đầu (7) (8), đầu dây (5) có gắn mảnh gương nhỏ (4), trên thành ống đối diện gương có lỗ quét (6)

_ Nguyên lí : Dòng điện trong khung dây (3) sinh momen làm lệch

gương (4), tia sáng qua lỗ 6 tới

gương sinh ra tia phản xạ bị

lệch 1 góc α Tia phản chiếu

in lên băng giấy ảnh, băng giấy

chuyển động với tốc độ phù hợp với tần số tín hiệu cần đo

_ Ứng dụng: Dùng đo tín hiệu có tần số lên tới 800Hz.

Hình 9

c) Cơ cấu chỉ thị điện tử

Cấu tạo :

Là ống phóng tia điện tử, phần chỉ thị của

dao động kí điện tử.

Bộ phận chính là súng phóng điện tử được

đặt trong một ống phóng bằng thủy tinh

đã hút khí tạo chân không, gồm: catốt K,

cực điều khiển tia điện tử ĐT, annốt A1 và

A2, bản cực điều chỉnh lệch phương thẳng

đứng Y, cặp bản cực điều chỉnh lệch

phương ngang X, các điện trở điều chỉnh

R1và R2, màn hình phủ huỳanh quang.

Điện áp cần đo thường được đưa vào bản

cực Y còn bản cực X được đưa tín hiệu

phụ tùy thuộc vào mục đích của phép đo

Hình 12 Sơ đồ khối ống phóng tia điện tử

Nguyên lý hoạt động:

Điện tử sinh ra từ cực catốt K hội tụ tại

cực điều khiển tia

điện tử ĐT (UĐT < UK nên chùm tia điện tử

hội tụ) sau đó được tăng tốc bởi điện

trường của annốt A1, A2 bay về phía cặp bản

cực điều chỉnh lệch phương thẳng

đứng Y, cặp bản cực điều chỉnh lệch phương

ngang X, bay đến đạp vào màn hình

(được phủ chất huỳnh quang) làm phát sáng

màn hình tại những điểm có điện tử đập

vào Các điện trở R1 để điều chỉnh độ sáng,

điện trở R2 điều chỉnh tiêu cự của điểm sáng Hình 14 Sơ đồ khối ống phóng tia điện tử

Ứng dụng:

Được sử dụng khi khi tần số tín hiệu cần đo rất cao (trên 800Hz)

nhằm quan sát, nhớ và ghi lại tín hiệu cần đo, các dao động

ký điện tử ngày nay có

thể quan sát tín hiệu đến 10MHz Dao động ký điện tử

thường được ứng dụng để

quan sát các loại tín hiệu khác nhau có dải tần rộng, ngoài

ra có thể sử dụng để đo

điện áp, tần số, tỉ số tần số, đo góc lệch pha…