khái niệm cơ sở đo lường và cơ cấu chỉ thị tự ghi

 Khái niệm đo lường, đo lường điện tửĐo lường : Là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo.. Kết quả đo lường: Ax=X/X0 Trong đó: Ax:

Cơ sở đo lường

điện tử

Và cơ cấu chỉ thị

tự ghi

Cơ sở đo lường điện tử

1 Khái niệm đo lường, đo lường điện tử.

2 Các đơn vị đo lường

 Khái niệm đo lường, đo lường điện tử

Đo lường : Là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần

đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo.

Kết quả đo lường:

Ax=X/X0

Trong đó:

Ax: giá trị bằng số của đại lượng cần đo

X: đại lượng cần đo

X0: đơn vị đo

Đặc trưng cơ bản của đo lường là đảm bảo tính thống nhất vì độ chính xác cao Trong kỹ thuật điện và điện tử, vấn đề được quan tâm đầu tiên về đo lường là đo lường tín hiệu điện.

Ngành khoa học nghiên cứu về các phương pháp để đo các đại lượng khác nhau,nghiên cứu về mẫu đo và đơn vị đo được gọi

là đo lường học.

Ngành khoa học nghiên cứu và áp dụng các thành tựu đo lường vào đời sống và sản xuất được gọi là kỹ thuật đo lường

Đo lường điện tử: là đo lường mà trong đó đại lượng cần đo được chuyển sang dạng tín hiệu điện mang thông tin đo và tín hiệu đó được xử ký và đo

lường bằng các dụng cụ và mạch điện tử

Thiết bị điện tử dùng để xác định giá trị được gọi là thiết bị đo điện tử

VD: Đồng hồ đo được trị số của điện trở, điện áp, dòng điện trong mạch điện

Kết quả đo phụ thuộc vào giới hạn đo

Vai trò của đo lường:

Hoạt động đo lường là hoạt động thiết lập, sử dụng chuẩn đo lường, thiết bị đo; kiểm định, hiệu chuẩn, thử nghiệm phương tiện đo; kiểm định, hiệu chuẩn, thử nghiệm chuẩn đo lường; sản xuất, kinh doanh, nhập khẩu, sử dụng phương tiên đo; định lượng đối với hàng đóng gói sẵn, thực hiện phép đo Chính vì thế, đo lường có phạm vi ảnh hưởng rộng lớn và quan hệ mất thiết với đời sống

 Hệ thống đơn vị quốc tế SI gồm 2 nhóm đơn vị:

 + Đơn vị cơ bản được thể hiện bằng các đơn vị chuẩn với độ chính xác cao nhất mà khoa học và kĩ thuật hiện đại có thể thực hiện được

 + Đơn vị dẫn xuất là đơn vị co liên quan tới các đơn vị cơ bản bởi những quy luật thể hiện bằng các biểu thức

Khái niệm về đơn vị đo là: giá trị đơn vị tiêu chuẩn về 1 đại lượng đo nào đó được quốc tế quy định mà mỗi quốc gia phải tuân theo

Mẫu là: thiêt bị đo để khôi phục một đại lượng vạt lí nhất định Những dụng

cụ mẫu phải đạt độ chính xác rất cao từ 0.001% đến 0.1% tùy theo từng cấp, từng loại

VD: Cân dòng điện đến độ chính xác 0.001% Điện trở mẫu cấp I với độ

chính xác 0.01%, cấp II độ chính xác đến 0.1%

Chuẩn bảo đảm tạo ra những đại lượng có đơn vị chính xác nhất định của mối quốc gia

Các đơn vị đo lường

Các đại lượng Tên đơn vị Kí hiệu

Các đại lượng cơ

bản

Các đại lượng điện

Điện áp, thế điện động Vôn V Cường độ điện trường Vôn/mét V/m

Đơn vị đo dẫn

xuất không thứ

nguyên

Góc Radian RadGóc khối Steradian Sr

 Mét (m): đơn vị đo chiều dài tương đương với chiều dài quãng đường đi được của một tia sáng trong chân không trong khoảng thời gian 1/299 792 458 s.

 Kilogram (kg): đơn vị khối lượng bằng khối lượng tiêu chuẩn quốc

tế (quả cân hình trụ bằng hợp kim platin-iridi)

 Giây (s): đơn vị thời gian bằng chính xác 9 193 631 770 chu kỳ của bức xạ ứng với sự chuyển tiếp giữa 2 mức trạng thái cân bằng siêu tinh tế của nguyên tử Xezi-133 tại nhiệt độ Kelvin

 Ampe (A): đơn vị đo lường cường độ dòng điện là dòng điện cố định, nếu nó chạy trong 2 dây dẫn song song dài vô hạn có tiết diện không đáng kể, đặt cách nhau 1 m trong chân không thì sinh

ra 1 lực giữa 2 dây này = 2.10-7 N/m

 Kelvin (K): đơn vị đo nhiệt độ nhiệt động học (nhiệt tuyệt đối) là 1/273.16 (chính xác) của nhiệt độ nhiệt động học tại điểm cân bằng

3 trạng thái của nước

 Mol (mol): đơn vị đo số hạt cấu thành thực tế bằng với số nguyên

tử trong 0.012 kilogram cacbon-12 nguyên chất

 Candela (Cd): đơn vị đo cường độ chiếu sáng là cường độ chiếu sáng theo 1 hướng cho trước của 1 nguồn phát ra bức xạ đơn sắc với tần số 540x1012 Hz

Cơ cấu chỉ thị tự ghi

Cơ cấu chỉ thị tự ghi

Cơ sở chung của chỉ thị tự ghi

Cơ sở chung của các cơ cấu chỉ thị

tự ghi

a)Mục đích

_ Được sử dụng trong các máy tự động nhằm ghi lại

những tín hiệu đo thay đổi theo thời gian, biểu diễn

thông qua bản vẽ hay hình ảnh hiển thị

_ Phần 1 : Thể hiện quan hệ y = = f(i) y = = f(i) α α

Biến thiên của góc lệch α theo thời gian

Bao gồm : Cơ cấu chỉ thị điện động

( 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

thể hiện quan hệ x =k(t)

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).

+ y = α = f(i): Biến thiên của góc lệch α theo dòng điện tức thời, được thực bởi cơ cấu chỉ thị cơ điện.

bởi cơ cấu đồng hồ.

d) Phân loại

+ Ghi các đường cong liên tục, rời rạc, in số.

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

+ Ghi bằng cách thay đổi vật chất phủ trên bề mặt vật mang.

- Theo tốc độc ghi :

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

e) Các vấn đề cần giải quyết trong các cơ cấu chỉ thị

tự ghi.

- Nâng cao tốc độ ghi :

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

yêu cầu.

Cơ cấu chỉ thị tự ghi có tốc độ thấp

_ Phần 1: đo giá trị tức thời của đại

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

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.

Trong các thiết bị y tế như: điện tâm

đồ, điện não đồ…; các thiết bị tự

ghi trong công nghiệp

Hình.6

b) Cơ cấu chỉ thị tự ghi có tốc độ trung bình sử

dụng cơ cấu từ điện

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.

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:

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

nam châm (1) làm quay cuộn dây (2),

và kim chỉ thị (4)

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 :

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)

(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

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

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,