GIÁO TRÌNH đo LƯỜNG điện điện TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP THANH HOÁ

Giáo trình này biên soạn ngắn gon dé hiểu bổ xung, cập nhật những kiến thức mới, chú trọng những nội dung cơ bản, những kỹ năng cốt yếu theo tính chất của ngành nghề đào tạo cho phù hợp

ĐO LƯỜNG ĐIỆN

(Dùng cho hệ Cao đẳng và Trung cap nghé)

ĐO LƯỜNG ĐIỆN

(Dùng cho hệ Cao đẳng và Trung cap nghé)

Lời nói đầu

Việc tổ chức biên soạn giáo trình phục vụ cho việc đào tao nghề Điện

công nghiệp, thuộc ba cấp trình độ: (Sơ cấp, Trung cấp và Cao đẳng nghé), la

một nhiệm vụ rất quan trong và cấp thiết hiện nay của Trường Cao đẳng nghề

Công nghiệp Thanh Hoá Chính vì lẽ đó, Khoa Điện đã có nhiều cổ găng để

biên soạn giáo trình các môn hoc/modul nghề phục vụ cho việc đào tạo nghề,

mhằm đáp ứng được yêu câu về dạy của giáo viên và học của Học sinh - Sinh

viên trong trường Sau thời gian nỗ lực hết mình của tập thể giảng viên của

khoa đã biên soạn và chỉnh sửa giáo trình của MODULE “ĐO LUI ỜNG

ĐIỆN”

Nội dụng của modul Äã biên soạn, xây dựng trên cơ sở kế thừa những

nội dùng được giảng dạy ở trường, kết hợp với những kiến thức, công nghệ mới,

nhằm đấp ứng yêu cẫu nâng cao chất lượng đào tao, tương xứng với cấp trình

độ và gắn với nhu cầu của người học Giáo trình này biên soạn ngắn gon dé

hiểu bổ xung, cập nhật những kiến thức mới, chú trọng những nội dung cơ bản,

những kỹ năng cốt yếu theo tính chất của ngành nghề đào tạo cho phù hợp và

theo chương trình kihung đào tạo nghệ của Tổng cục day nghề quy định

Nội dung của giáo trình được biên soạn với thời lượng 20 tiết lý thuyết

về 35 (iết thực hành, gầm: ‘

Đài 1: Dat cương về đo lường điện

Bài 2: Mội số cơ cầu đo chi thi kim

Bài 3: Đa các đại lương điện cơ bản

Bai 4: Đo các thông số của mạch điện

Bài 5: Sử dụng các loại máy đo thông dụng

Mặc dù đã có nhiều cổ gắng, xong chắc chắn không thể tránh khỏi hết

khiêm khuyết lất mong nhận được sự đóng góp ÿ kiến của đồng nghiệp trong

trường cũng như thông tin phản hỗi từ học sinh, sinh viên và bạn đọc, để lần tái

bản sau được hoàn thiện hơn Xin chân thành cảm ơn!

Nhóm tác giá

Lê Bá Kiện Lương Xuân Hòa

Lời nói đầu

Việc tổ chức biên soạn giáo trình phục vụ cho việc đào tao nghề Điện công nghiệp, thuộc ba cấp trình độ: (Sơ cấp, Trung cấp và Cao đẳng nghệ), là một nhiệm vụ rất quan trọng và cấp thiết hiện nay của Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Thanh Hoá Chính vì lẽ đó, Khoa Điện đã có nhiều cỗ gắng đã biên soạn giáo trình các môn họcÁHodHÏ nghề phục vụ cho việc đãa tạo nghề, mhằm đáp ứng được yêu câu về đạy của giáo viên và học của Học sinh - Sinh viên trong trường Sau thời gian nỗ lực hết mình của tập thể giảng viên của khoa đã biên soạn và chỉnh sửa giáo trình của MODULE “ĐO LƯỜNG ĐIỆN”

Nội dung của modul đã biền soạn, xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung được giảng dạy ở trường, kết hợp với những kiến thức, công nghệ mới, nhằm đập ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo, tương xứng với cấp trình

độ và gắn với như cầu của người học Giáo trình này biên soạn ngắn gọn dễ hiểu bỗ xung, cập nhật những kiến thức mới, chủ trọng những nội dung cơ bản, những kỹ năng cốt yếu theo tính chất của ngành nghề đào tạo cho phù hợp và theo chương trình khung đào tạo nghề của Tổng cục day nghệ quy định

Nội dụng của giáo trình được biên soạn với thời lượng 20 tiết lý thuyết

và 35 tiết thực hành, gồm: "

Bài 1: Đại cương về đo lưỡng điện Bài 2: Một số cơ cấu đo chỉ thị kim Bài 3: Đo các đại lương điện cơ bản Bài 4: Đo các thông số của mạch điện Bài 5: Sử dụng các loại máy đo thông dụng

Mặc dù đã có nhiều cỗ gắng, xong chắc chắn không thể trảnh khỏi hết

khiêm khuyết Rất mong nhận được sự đồng góp J kiến của đồng nghiệp trong trường cũng như thông tin phân hồi từ học sinh, sinh viên và bạn đọc, để lần tái bản sau được hoàn thiện hơn Xin chân thành cắm ơn!

Nhóm tác giả

Lê Bá Kiện Lương Xuân Hòa

Modul Bo lưng điện

BALI:

DAI CUONG VE DO LUONG DIEN

1, MỤC TIỂU CUA BÀI

~ Giải thích các khái niệm về đo lường, đo lường điện

~ Tính toán được sai số của phép đo, vận dụng phù hợp các phương pháp hạn

chế sai số

~ Ðo các đại lượng điện bằng phương pháp đo trực tiếp hoặc gián tiếp

II NOI DUNG CUA BAI

1, Khái niệm về đo lường điện

Trong thực tế cuộc sống quá trình cân, đo, đong, đếm điễn ra liên tục với

mọi đối tượng, việc cân, đo, đong, đếm này vô cùng cần thiết và quan trọng Với

một đối tượng cụ thể nào đó quá trình này diễn ra theo từng đặc trưng của chủng

loại đó, và với một đơn vị đã được định trước

Trong lĩnh vực kỹ thuật đo lường không chỉ thông báo trị số của đại lượng

cần đo mã còn lâm nhiệm vụ kiểm tra, điều khiển và xử lý thông tin

Đối với ngành điện việc đo lường các thông số của mạch điện là vô cùng

quan trọng Nó cần thiết cho quá trình thiết kế lắp đặt, kiểm tra vận hành cũng

như đò tìm hư hỏng trong mạch điện

Đo lường là quá trình so sánh đại lượng chưa biết với đại lượng đã biết

cùng loại được chọn làm mẫu (mẫu này được gọi là don vi)

Số đo là kết quả của quá trình đo, kết quả này được thể hiện bằng một con

số cụ thể,

1,1, Đụng cụ đo và mẫu đo

3.1.1 Dụng cụ do

Các dụng cụ thực hiện việc đo được gọi là dụng cụ đo như: đụng cụ đo

đòng điện (Ampemét), dụng cụ đo điện áp (VônméÐ, dụng cụ đo công suất

DAI CUONG VE ĐO LƯỜNG ĐIỆN

1 MỤC TIÊU CỦA BÀI

~ Giải thích các khái niệm về đo lường, đo lường điện

~ Tỉnh toán được sai số của phép đo, vận dụng phù hợp các phương pháp hạn chế sai số

- Do các đại lượng điện bằng phương pháp đo trực tiếp hoặc gián tiếp

IL NOI DUNG CUA BAI

1 Khai niệm về đo lường điện Trong thực tế cuộc sống quá trình cân, đo, đong, đếm điễn ra liên tục với mọi đối tượng, việc cân, đo, đong, đếm này vô cùng cần thiết và quan trọng Với

một đối tượng cụ thể nào đó quá trình này diễn ra theo từng đặc trưng của chủng

loại đó, và với một đơn vị đã được định trước

Trong lĩnh vực kỹ thuật đo lường không chỉ thông báo trị số của đại lượng cần do mã côn làm nhiệm vụ kiểm tra, điều khiển và xử lý thông tin

Déi với ngành điện việc đo lường các thông số của mạch điện là vô cũng quan trọng Nó cần thiết cho quá trình thiết kế lắp đặt, kiểm tra vận hành cũng như đò tìm hư hỏng trong mạch điện,

Đo lường là quá trình so sánh đại lượng chưa biết với đại lượng đã biết

cùng loại được chọn làm mẫu (mẫu này được gọi là đơn vị)

, Số đo là kết quả của quá trình đo, kết quả nảy được thể hiện bằng một con

số cụ thể

1.1 Dụng cụ đo và mẫu đo

1.1.1 Dụng cụ đo Các dụng cụ thực hiện việc đo được gọi là dụng cụ đo như: dụng cụ đo dòng điện (Ampemét), dụng cụ đo điện áp (Vônmét), dụng cụ đo công suất (Oátmét) v.v

Trường CBNCN Thanh Hòa Íthoa Điện

1.12, Mẫu đo: Là dụng cụ dụng để khôi phục một đại lượng vật lý nhất định có

trị số cho trước, mẫu đo được chia làm 2 loại sau:

~ Loại làm mẫu: Dùng để kiểm tra các mẫu đo và dụng cụ đo khác, loại

nảy được chế tạo và sử dụng theo tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo lâm việc chính

xác cao

~ Loại công tác: Được sử dụng đo lường trong thực tế, loại này gồm 2

nhóm sau:

e Mẫu đo và dụng cụ đo thí nghiệm

© Mau do va dung cy đo đúng trong sản xuất

1.3.1 Phương pháp đo trực tiến: Là phương pháp đo mã đại lượng cần đo được

so sánh trực tiếp với mẫu đo

Phương pháp này được chia thành 2 cách đo:

- Phương pháp đo đọc số thẳng,

- Phương pháp đo so sánh là phương pháp mà đại lượng cần đo được so

sánh với mẫu đo cùng loại đã biết trị số

Vĩ dụ: Dùng cầu đo điện đề đo điện trở, đồng cầu đo dé đo điện dung v.v

1.2.2 Phương pháp đo gián tiểp: Là phương pháp đo trong đó đại lượng cần do

sẽ được tính ra tử kết quả đo các đại lượng khác có liên quan

Kí dụ: Muốn đo điện áp nhưng ta không có Vônmét, ta đo điện áp bằng cách:

- Ding ômmét đo điện trở của mạch

~ Dùng Ampemét đo đông điện di qua mach

Sau đó áp dụng các công thức hoặc các định luật đã biết để tính ra trị số

diện áp cần đo

2 Sai số và tính sai số

2.1 Sai số

Khi đo, số chỉ của dụng cụ đo cũng như kết qua tính toán luôn có sự sai

lệch với giá trị thực của đại lượng cần đo Lượng sai lệch nảy gọi là sai sô

Sai sô gôm 2 loại:

Trường CĐBNCN Thanh Hóa Khoa Điện

1.1.2 Mẫu đo: Là dụng cụ dùng đề khôi phục một đại lượng vật lý nhất định có trị số cho trước, mẫu đo được chia làm 2 loại sau:

- Loại làm mẫu: Dũng để kiểm tra các mẫu đo và dụng cụ do khác, loại này được chế tạo và sử dụng theo tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo làm việc chính xác cao

- Loại công tác: Được sử dụng đo lường trong thực tế, loại này gồm 2 nhóm sau:

© Mau do va dung cy do thi nghiệm

ø Mẫu đo và dụng cụ đo dùng trong sản xuất

1.3.1 Phương pháp đo trực tiếp: Là phương pháp đo mà đại lượng cần đo được

so sánh trực tiếp với mẫu đo

Phương pháp này được chia thành 2 cách đo:

- Phương pháp đo đọc số thăng

- Phương pháp đo so sánh là phương pháp mà đại lượng cần do được so

sánh với mẫn đo cùng loại đã biết trị số

Vĩ dự: Dùng cầu đo điện để đo điện trở, ding cầu đo dé đo điện dung v.v

1.2.2 Phương pháp đo gián tiến: Là phương pháp đo trong đó đại lượng cần do

sẽ được tính ra từ kết quả đo các đại lượng khác có liên quan

Ví dụ: Muỗn do điện áp nhưng ta không có Vônmét, ta đo điện áp bằng cách:

~ Dùng ômmét đo điện trở của mạch

- Dung Ampemét do dong dién di qua mach

Sau đó áp dung các công thức hoặc các định luật đã biết để tính ra trị số

điện áp cần đo

2 Sai số và tính sai số 2.1 Sai số

Khi đo, số chỉ của dụng cụ đo cũng như kết quả tính toán luôn có sự sai lệch với giá trị thực của đại lượng cần đo Lượng sai lệch này gọi là sai số

Sai số gồm 2 loại:

Modu† Đo lường điện

+ Sai số hệ thẳng: Là sai số cơ bản mã giá trị của nó luôn không đổi hoặc

thay đổi có quy luật Sai số này về nguyên tắc có thé loại trừ được

Nguyên nhân: Do quá trình chế tạo dụng cụ đo như ma sát, khắc vạch trên thang do vv

+ Sai số ngẫu nhiên: Là sai số mà giá trị của nó thay đỗi rất ngẫu nhiên do

sự thay đổi của môi trường bên ngoài (người sử dụng, nhiệt độ môi trường thay

đỗi, chịu ảnh hưởng của điện trường, từ trường, độ ẩm, áp suất .)

Nguyên nhân:

-_ Đo người đo nhìn lệch, nhìn nghiêng, đọc sai

- Dùng công thức tính toán không thích hợp, dùng công thức gin ding trong tính toán Nhiệt độ môi trường thay đổi, chịu ảnh hưởng của điện trường,

từ trường, độ Âm, áp suất v.v )

2.2 Phương pháp hạn chế sai số

Đề hạn chế sai số trong từng trường hợp, có các phương pháp sau:

+ Đối với sai số hệ thống: tiến hành đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình

Ai: giá trị thực của đại lượng cin do

Tinh sai sé niu sau:

+- Sai số tuyệt đối:

AA gọi là sai số tuyệt đối của phép đo

Từ đó, giá trị thực của lượng đo sẽ nằm trong phạm vì:

A-AA SÁi< A+AÁA

Modul Bo lường điện

+ Sai số hệ thống: Là sai số cơ bản mà giá trị của nỗ luôn không đổi hoặc

thay đổi có quy luật Sai số này về nguyên tắc có thể loại trừ được

Nguyên nhân: Do quá trình chế tạo dụng cụ đo như ma sát, khắc vạch trên thang do vv

+ Sai số ngẫu nhiên: LÀ sai số mà giá trị của nó thay đổi rất ngẫu nhiên đo

sự thay đổi của môi trường bên ngoài (người sử dụng, nhiệt độ môi trường thay

đỗi, chịu ảnh hưởng của điện trường, từ trường, độ ẩm, áp suất .)

Nguyên nhân:

~_ Do người đo nhìn lệch, nhìn nghiêng, đọc sai

- Dùng công thức tính toán không thích hợp, dùng công thức gần đúng trong tính toán Nhiệt độ môi trường thay đổi, chịu ảnh hưởng của điện trường,

từ trường, độ Âm, áp suất v.v

3.2, Phương pháp hạn chế sai số

Để hạn chế sai số trong từng trường hợp, có các phương pháp sau:

+ Déi với sai số hệ thống: tiến hành đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình

Ai: giá trị thực của đại lượng cần do

Tinh sat sé nine san:

+ Sai số tuyệt đỗi:

AA=|A,-Al (1.1)

AA gọi là sai số tuyệt đối của phép do

Từ đó, giá trị thực của lượng đo sẽ nằm trong phạm vì:

A-AASA,S At+AA

CĐNCN Thanh Hòa Khoa Diéa

Thực tế, AA rất khó xác định được chính xác, vì giá trị A nói chung, cũng

chỉ xác định qua các dụng cụ đo Vì thế, người ta chỉ xác định dược giá trị giới

hạn của AA, gọi là sai số tuyệt đối lớn nhdt MAmax -

+ Sai số tương đối:

Người ta dùng đại lượng: Bằng tỉ số giữa sai số tuyệt đối và kết quả ấo, gọi

là sai số tương đối của phép ấo, ký hiệu ya thường tính ra phần trăm

A i Phép đo có ya càng nhỏ thì càng chính xác

+ Sai số qui đôi Tạu

Sai số quy đỗi là ¿¡ số giữa sai số tuyệt đối và giới hạn đo của dụng cu do,

ký hiệu yạu thường tính theo phan tram

A, ~Al

dan

Aam: giới hạn đo của đụng cụ đo (giá trị lớn nhất của thang đo)

Quan hệ giữa sai số tương đối và sai số qui đôi:

Ở đây x, =A là hệ số sử dụng thang đo (K¿< D)

di

Néu Ky càng gần bằng 1 thì đại lượng do cảng gần bằng giới hạn do, AA

cảng bé thì phép đo cảng chính xác Thông thường phép đo càng chính xác khi

Kạ>1⁄2

Vị dụ: Một đòng điện có giá trị thực là 5A Dùng Anapemét có giới hạn đo

10A để đo dòng điện này Kết quả đo được 4,95 A

Tính sai số tuyệt đối, sai số tương đối, sai số qui đôi,

+ Sai số tương đối:

Người ta dùng đại lượng: Bằng tỉ số giữa sai số tuyệt đối và kết quả do, gọi

là sai số tương đổi của pháp đo, ký hiệu y thường tính ra phần trăm

Aam: giới hạn đo của dung cu do (gia tri lớn nhất của thang đo)

Quan hệ giữa sai số tương đôi và sai số qui đôi:

Tam =TCCT” TT EY Ba (14)

Oday K, = ~*~ 1a hé sé sit dung thang do (Ky <1)

dm

Néu Ky cang gan bang 1 thì đại lượng đo cảng gần bằng giới hạn do, AA

cảng bé thì phép đo cảng chính xác Thông thường phép do càng chính xác khi Kạ>1⁄2

Ví dụ: Một dòng điện có giá trị thực là 5A Dùng Ampemét có giới hạn do

10A để đo dòng điện này Kết quả đo được 4,95 A

Tính sai số tuyệt đối, sai số tương đối, sai số qui đổi

Giải:

+ Sai số tuyệt đối:

AA=|A,-Al=5-4,95 = 0,05 A

- Modul Do tưởng điện

+ Sai số tương đối:

+ Sai số qui déi:

Vas = AA 100% = 005 100», =0,5%

+ Cấp chính xác của dụng cụ đo

Khi chế tạo, người ta xét các yếu tố cơ bản gay ra sai s6 và từ đó quy định

"một sai số tuyệt đối lớn nhất, và coi là sai số cơ bản của dung cụ đo, AAg,

Chính sai số này đặc trưng cho độ chính xác của dụng cụ đo, nên được gọi

là cấp chính xác của dụng cụ đo, kỷ hiệu là y

Từ đó ta thấy nếu hệ số sử đụng thang đo cảng bé thì sai số càng lớn, tức

phép đo cảng kém chính xác Chính vì thế mà người ta quy định là nên chọn cỡ

đo sao cho số đo phải trên nửa gid tri của giới hạn đo

i

|

Modul Do hiông điện

+ Sai số tương đối:

Chính sai số này đặc trưng cho độ chính xác của dụng cụ đo, nên được gọi

là cấp chỉnh xác của dụng cụ đo, ký hiệu là y

AA

Y= Yate = “28.10%

dm

Nếu biết cấp chính xác của dụng cụ đo, ta dễ dàng tính ra sai số tuyệt đối

lớn nhất của dung cu do:

Từ đó ta thấy nếu hệ số sử dụng thang đo càng bé thì sai số càng lớn, tức

phép đo cảng kém chính xác Chính vì thế mà người ta quy định là nên chọn cỡ

đo sao cho số đo phải trên nửa giá trị của giới hạn đo

Trường CDNCN Thanh Hóa Khoa Dién

HÁN eee ớcntc-TEtEEEESTE012015T-E S.05 -EE EEEE-EU/7222.20777012017CCCDE-00G0.277 -/77.20.-0-20100-0P CCSEEEEDI

3.4, Điện trở và tiêu tụ cũng suất của dụng cụ đo

Dụng cụ đo phải thủ năng lượng từ đối tượng đo dưới những hình thức khác

nhau để biến thành đại lượng đầu ra của thiết bị Tiêu thụ năng lượng thé hiện ở

phản tác dụng của thiết bị đo lên đổi tượng và gây nên những sai số mà ta biết

được nguyên nhân gọi là sai số phụ về phương pháp Sai số này có thể loại trừ

bằng những biện pháp nội suy hay công thức hiệu chỉnh

Trong phép do người ta cố gắng phần đấu sao cho sai số này không vượt

quá sai số của dụng cụ

Trong các dụng cụ do đồng và áp sai số này thể hiện ở điện trở vào của

dụng cụ, trong trường hợp thiết bị đo cơ hợc thì sai số này thể hiện ở phản tác

dụng của dụng cụ

Các dụng cụ đo dòng và áp, công suất tiêu hao bởi thiết bị đo khi đo dòng

v2

Khi đo áp được tính là: AP = R (1.6)

Voi Ra, R, 1d dién trở của Amét (điện trở cuộn dong) và Vôn mét (điện trở của

Với: R¿ là điện trở tải

Các tiêu chuẩn khác được xét riêng rẽ đối với từng thiết bị khi cần thiết,

Các đặc tính trên liên quan chặt chế với nhau và ia có nhiều biện pháp để nâng

cao một đặc tính nào đó của thiết bị đo bằng cách sử dụng sự dư thừa của các

đặc tính khác

3 Biễu diễn số đo

Kết quả đo được biểu diễn dưới dạng:

SS EE PBI EE ETT ET TA ATT :

v o

Trung CBNCN Thanh Hóa thoa Điện

2.4 Điện trở và tiêu tltụ công suất của dụng cụ do Dụng cụ đo phải thu năng lượng từ đối tượng đo dưới những hình thức khác

nhau để biển thành đại lượng đầu ra của thiết bị Tiêu thụ năng lượng thể hiện ở

phản tác dụng của thiết bị đo lên đối tượng và gây nên những sai số mà ta biết được nguyên nhân gọi là sai số phụ về phương pháp Sai số này có thể loại trừ bằng những biện pháp nội suy hay công thức biệu chỉnh

Trong phép đo người ta cỗ gắng phan dau sao cho sai số này không vượt qua sai số của dụng cụ

Trong các dụng cụ đo dòng và áp sai số này thể hiện ở điện trở vào của dụng cụ, trong trường hợp thiết bị đo cơ hợc thì sai số này thể hiện ở phản lắc dụng của dụng cụ

Các dụng cụ đo dòng và áp, công suất tiêu hao bởi thiết bị đo khi đo đông

2

Với Rạ, R„ là điện trở của Amét (điện trở cuộn dòng) và Vôn mét (diện trở của cuộn áp)

Sai số phụ do ảnh hưởng của tốn hao được lính

cao một đặc tính nào đó của thiết bị đo bằng cách sử dụng sự dư thừa của các đặc tính khác

3 Biễu diễn số đo

Kết quả đo được biểu diễn dưới dạng:

A laconsé két qua do

Ví dụ: I=5A thì: Đại lượng đo la: dong dién (1)

Con số kết quả đo là: 5

4 Hệ đơn vị đo

4.1, Giới thiệu hệ ST: Hệ thống đơn vị đo lường thông dụng nhất, hệ thống này

qui định các đơn vị cơ bản cho các đại lượng sau:

- Độ dài: tính bằng mét (m)

~ Khối lượng: tính bằng kilôgam (kg)

~ Thời gian: tính bằng giây (s)

~ Dòng điện: tính bằng Ampe (A)

4.2 Bội và trức số của đơn vị cơ bản

In CAU HOI VA BAI TAP

A, Câu hồi trắc nghiệm

Đọc kỹ các câu hỏi chọn và tô đen ý trả lời đúng nhất vào các ô ở các cột

Modul Da trong dién

Asc vatacé X=AX) (18)

Xo

Trong đó: X là đại lượng đo

Xo 1a don vi do

A lacon sé két qua do

Ví dụ:I=5A thì: Đại lượng đo là: dong dién (1)

Đơn vị đo là: Ampe (A)

Con số kết quả đo là: 5

4, Hệ đơn vị đo

4.1 Giới thiệu hệ Sĩ: Hệ thống đơn vị áo lường thông dụng nhất, hệ thống này

qui định các đơn vị cơ bản cho các đại lượng sau:

- Độ đài: tính bằng mét (m)

- Khối lượng: tính bằng kilôgam (kg)

- Thời gian: tính bằng giây (s)

- Dòng điện: tính bằng Ampe (A)

4.2 Bội và ước số của đơn vị cơ bản

TH, CÂU HỘI VÀ BÀI TẬP

A Cau hai trắc nghiệm Đọc kỹ các câu hỏi chọn và tô đen ý trả lời đúng nhất vào các ô ở các cột tương ứng

Trường CĐNCN Thanh Hóa Khoa Điện

Trưởng CĐNCN Thanh tióa Khoa Diện

cần đo và giá trị đo được trên mặt đồng hồ đo được gọi là:

a Sai số phụ;

b, Sai số cơ bản;

e Sai số tuyệt đối;

d Sai số tương đối,

12 Tỷ lệ giữa sai số tuyệt đối và giá trị thực cần đo (tính

theo %4) được gọi là:

a Sai số tương đối;

b Sai số phụ;

c Sai số cơ bản;

d, Tỷ lệ phần trăm của sai số tuyệt đối

1.1 Giá trị bằng hiệu số giữa giá trị đúng của đại lượng cần đo và giá trị đo được trên mặt đồng hồ do được gọi là:

a Sai số phụ;

b Sai số cơ bản;

c Sai số tuyệt đối;

d Sai số tương đối

13

số tương đối 1,5% thì sai số tuyệt đối lớn nhất có thể cô

142 Tỳ lệ giữa sai số tuyệt đối và giá trị thực cần đo (tính

theo %4) được gọi là:

a Sai số tương đối;

B Bai tip:

1.4 Nêu các định nghĩa về đo lường

1,5 Phương pháp đo là gì? Có mấy phương pháp đo?

1.6 Đơn vị đo là gì? Thế nảo gọi là đơn vị tiêu chuẩn?

10

Khi đo điện áp xoay chiều 220V với dụng cụ đo có sai

số tương đối 1,5% thì sai số tuyệt đối lớn nhất có thể có

1.4 Nêu các định nghĩa về đo lường

1.5 Phương pháp đo là gì? Có mấy phương pháp đo?

1.6 Đơn vị đo là gì? Thế nào gọi là đơn vị tiêu chuẩn?

tk

Trường CDNCN Thanh Hóa Khoa Điện

BAL 2:

CÁC LOẠI CƠ CÁU DO THONG DUNG

I MỤC TIỂU CUA BAI

© Phan tích được cấu tạo, nguyên lý của các loại cơ cầu đo thông dụng như:

từ điện, điện từ, điện động

e Lựa chọn phù hợp các loại cơ cấu đo trong từng trường hợp sử dụng cụ

thể

© Sit dung và bảo quản các loại cơ cầu đo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

II NỘI BUNG CỦA BÀI

1 Nguyên tắc chung của các loại cơ cấu đo chỉ thị kim

Hiện nay ta chỉ học các cơ cấu chỉ thị kết quả đo bằng kim, còn các cơ cấu

chỉ thị kết quả đo bằng số được đề cập trong phần thiết bị đơ lường chỉ thị số

Đối với các cơ cấu chỉ thị kim khi thực hiện một phép đo luôn tuân theo

trình tự sau:

"Tín hiệu của đại lượng cần đo được dua vào mạch đo và được biến đổi

thành đại lượng điện, đại lượng điện này được dưa vào cơ cầu đo và kết quả đo

được đưa ra khối chỉ thị sơ đồ được hình thành

1.1 Sơ đồ khỗi

Chuyên đôi sơ cấp |_———| Mạch đø |————>| Cơ cầu chỉ thị

Hình 2.1 Sơ đồ khối cũa cơ cầu đo

e Chuyển đỗi sơ cấp làm nhiệm vụ biến đổi các đại lượng đo thành tín hiệu

điện Đó là khâu quan trọng nhất của thiết bị đo

øMạch đo là khâu gia công thông tin đo sau chuyên đổi sơ cấp, làm nhiệm

xứ lý để nâng cao đặc tính của dụng cụ đo

2Cơ cấu chỉ thị đo là khâu cuỗi cùng của dụng cụ thể hiện kết quả đo đưới

dạng con số với đơn vị

Có 3 cách thể hiện kết quả đo:

v Chỉ thị bằng kim

vˆ Chỉ thị bằng thiết bị tự ghỉ

Y Chi thi duéi dang con sé

Trường CĐNCN Thanh Hóa Khoa n Điện

BÀI2:

CÁC LOẠI CƠ CẤU BO THONG DUNG

1.MỤC TIÊU CỦA BÀI

ø Phân tích được cấu tạo, nguyên lý của các loại cơ cấu đo thông dụng như:

từ điện, điện từ, điện động

e Lua chọn phù hợp các loại cơ cấu đo trong từng trưởng hợp sử dụng cụ thê

© Sir dung va bảo quản các loại cơ cấu đo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

IL NOI DUNG CUA BAI

1 Nguyén tắc chung của các loại cơ cấu đo chỉ thị kim Hiện nay ta chỉ học các cơ cấu chỉ thị kết quả đo bằng kim, còn các cơ cấu chỉ thị kết quả đo bằng, số được đề cập trong phần thiết bị đo lường chỉ thị sé Đối với các cơ cấu chi thi kim khi thực hiện một phép đo luôn tuân thco trình tự sau:

Tín hiệu của đại lượng cần đo được đưa vào mạch đo và được biến đổi thành đại lượng điện, đại lượng điện này được đưa vào cơ cấu do và kết quả đo được đưa ra khối chỉ thị sơ đồ được hình thành

Hình 2.1 Sơ đồ khối của cơ cấu đo

eChuyén déi sơ cấp làm nhiệm vụ biến đổi các đại lượng đo thành tín hiệu

điện Đó là khâu quan trọng nhất của thiết bị đo

eMạch đo là khâu gia công thông tin do sau chuyển đổi sơ cấp, làm nhiệm

xử lý để nâng cao đặc tính của dụng cụ đo

eCo cdu chi thị đo là khâu cuối cùng của dụng cụ thể hiện kết quả đo dưới dang con 36 voi don vi

Có 3 cách thể hiện kết quả đo:

a Modul Do hréng điện

" Phần tĩnh: Có nhiệm vụ biến đổi điện năng đưa vào thành cơ năng tác

» Phần động: Gắn liên với kim, góc quay của kim xác định trị số của đại

lượng được đưa vào cơ cấu đo

z Khối chi thi, 1.2 Nguyên lý

Với các loại máy đo chỉ thị kim nêu trên tuy về cấu trúc có khác nhau nhưng chúng có chung một nguyên tắc sau:

Khi dòng điện chạy trong từ trường sẽ sinh ra một lực điện từ, lực này sẽ sinh ra một mômen quay làm quay kim chỉ thị một góc œ, góc quay œ của kim

luôn tỷ lệ với đại lượng cần đo ban đầu nên người ta sẽ đo góc lệch này để biết

giá trị của đại lượng cần đo

2 Cơ cấu từ điện

Modul Bo luồng điện

Như vậy cơ cầu do bao gồm có phan tĩnh và phần động:

* Phần tĩnh: Có nhiệm vụ biến đổi điện năng đưa vào thành cơ năng tác dụng lên phần động

" Phần động: Gắn liền với kim, gộc quay của kim xác định trị số của đại lượng được đưa vào cơ cấu đo

" Khối chỉ thị

1.2 Nguyên lý Với các loại máy đo chỉ thị kim nêu trên tuy về cấu trúc có khác nhau nhưng chúng có chung một nguyên tắc sau:

Khi dòng điện chạy trong từ trường sẽ sinh ra một lực điện từ, lực này sẽ sinh ra một mômen quay làm quay kim chỉ thị một góc œ, góc quay œ của kim luôn tỷ lệ với đại lượng cần đo ban đầu nên người ta sẽ đo góc lệch này để biết

giá trị của đại lượng cần do

2, Cơ cầu từ điện

fe

Hình 2.2b:

„ Hình 22a Ký hiện cơ cấu từ điện có

2.2, Sơ đồ cầu tạo

Kim chỉ th

Khe hi cuc tit

Nam chim

Lai sit non

Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo cơ cấu đo kiểu từ điện,

+ Khung quay: Khung quay bằng nhôm hình chữ nhật, trên khung có quấn

dây đồng bọc Emay Toàn bộ khối lượng khung quay phải càng nhỏ cảng tốt để

Trưởng CĐNCN Thanh Hóa Khaa Điện

sao cho mômicn quán tính cảng nhỏ cảng, tốt Toản bộ khung quay được đặt trên

trục quay hoặc treo bởi dây treo

+ Nam châm vĩnh cửu: Khung quay được đặt giữa hai cực tir N-S của nam

châm vĩnh cửu

+ Lõi sắt non hình trụ nằm trong khung quay tương đối đều,

+ Kim chỉ thị được gắn chặt trên trục quay hoặc dây treo Phía sau kim chỉ thị có mang đối trọng dé sao cho trong tâm của kim chỉ thị nằm trên trục quay

hoặc dây treo

+ Lò xo đối kháng (kiểm soát hoặc dây treo có nhiệm vụ kéo kửmn chỉ thị

về vị trí ban đầu điểm 0) và kiểm soát sự quay của kim chỉ thị,

2.3 Sơ đồ nguyên l7

F

E=W.E;¿=B.LL (2.1)

Trong đó; VN: số vòng đây quẫn của cuộn dây,

B: mật độ từ thông xuyên qua khung đây

L¿ chiều đải của khung dây

1: cường độ dòng điện

Lực điện từ này sẽ sinh ra một mômen quay M,:

b

Trong đó: b là bề rộng của khung đây

Trường CBNCN Thanh Hòa wwe Khoa Bién

sao cho mômen quán tính cảng nhỏ càng tốt Toàn bộ khung quay được đặt trên trục quay boặc treo bởi dây treo,

+ Nam châm vĩnh cửu: Khung quay được đặt giữa hai cực từ N-5 của nam châm vĩnh cửu

+ Lõi sắt non hình trụ nằm trong khung quay tương đối đều

+ Kim chỉ thị được gắn chặt trên trục quay hoặc đây treo Phía sau kim chỉ thị có mang đối trọng để sao cho trọng (âm của kim chỉ thị nằm trên trục quay hoặc dây treo

+ Lô xo đối kháng (kiém soát) hoặc dây treo có nhiệm vụ kéo kim chỉ thi

về vị trí ban đầu điểm 0) và kiểm soát sự quay của kim chỉ thị

3.3 Sơ dé nguyên [ÿ

Nguyên lý hoạt động Khi có dòng điện cần đo Ï đi vào cuộn đây trên khung quay sẽ tác dụng với từ trường ở khe hở tạo ra lực điện từ F đặt vào hai cạnh khung dây:

Fa=B.EL Nếu khung dây có W vòng, thì mỗi cạnh khung dây sẽ có một lực là:

E= W.Fa=BIL (2.1)

Trong đá: N: số vòng dây quẫn của cuộn dây

B: mật độ từ thông xuyên qua khung day

L: chiều đài của khung đây

I: cường độ dòng điện

Lực điện từ này sẽ sinh ra một mômen quay M,:

M,= 22 =B.L.W.b (2.2) Trong đó: b là bề rộng của khung dây

14

ìn

Modul Đo lưòng điện

Nên: Mạ= W.B.SI coi BWS = kị= hằng số thì:

M=k I (2.3) Mômen quay này làm phần động mang kim đo quay đi một góc œ nào đồ

và lô xo đối kháng bị xoắn lại tạo ra mômen đối kháng My tỷ lệ với góc quay œ

Mạyc=D.œ — (Œ là độ cửng của lò xo) Kim của cơ cầu sẽ đứng lại khi hai mômen trên bằng nhau: M = Mạ

Từ đó: K,1=D.a

K Sastl=Sl (94)

Với K, BSW hoặc a@=SI (2.5)

Chế tạo khó khăn, giá thành đất

Tu ý: Muốn đo được các đại lượng xoay chiều phải qua cơ cầu nắn đồng

3.4.2 Ủng dụng

San xuất các dụng cụ do:

- Do dong dién: miliAmpemeét, Ampemét

~ Do dién ap: miliVénmét, Vanmét

+ Đo điện trở: ômmét

a ® a

chi aay thi

và lò xo déi kháng bị xoắn lại tạo ra mômen đối kháng Mạy tỷ lệ với góc quay œ

Mạy=D.œ — (K là độ cửng của lò xo}

Kim của cơ cầu sẽ đứng lại khi hai mômen trên bằng nhau: M = Mẹ

Từ đó: K,1 =D

K

=.=.TJ=§T (94)

Với K, BSW hoặc œ=S§1I (2.5)

S gọi là độ nhạy của cơ cấu đo từ điện (A/mm) Cho biết dòng điện cần thiết chạy qua cơ cầu đo để kim đo lệch được bao nhiêu mm hay bao nhiêu vạch

Kết luận: Qua biểu thức trên ta thấy rằng gúc quay a của kim đo tỷ lệ với đòng điện cân đo và độ nhạy của cơ cấu đo, đồng điện và độ nhạy càng lớn thì góc quay càng lớn Ộ

Từ góc œ của kim ta suy ra giá trị của đại lượng cần đo

2.4 Đặc điểm và ứng dụng

2.4.1 Đặc điểm

vˆ Độ nhạy cao nên có thể đo được các đồng điện một chiều rất nhỏ

(từ 1013210 2A),

v/ Tiêu thụ năng lượng điện ít nên độ chính xác rất cao

# Chỉ đo được đồng và áp một chiều

¥ Kha năng quá tải kém vì khung đây quay nên chỉ quấn được đây cỡ nhỏ

v Chế tạo khó khăn, giá thành đắt

Tu ý: Muốn đo được các đại lượng xoay chiều phải qua cơ cầu nắn đông 2.4.2 Ứng dung

Sân xuất các dụng cụ đo:

- Do dong dién: miliAmpemét, Ampemét

- Do điện áp: milVônmét, Vônmét,

- Đo điện trở: ômmét,

Trường CDNCN Thanh Hòa Khoa Điện

3 Cơ cấu đo kiểu điện từ

3.1 Ký hiệu

Hình 2.5: Ký hiệu cơ cấu đo điện từ 3.2 Sơ đồ cầu tạo

Phần tĩnh: Gồm cuộn dây phần tĩnh (tròn hoặc phẳng), không có lõi thép

Phần động: Gồm lá thép non hình bán nguyệt gắn lệch tâm trên trục Trên

trục còn có lò xo đối kháng, kim và bộ phận căn dịu kiểu không khí,

Hình 2.6: Cơ cần đo điện từ

1 Cuộn dây phần nh: 4, Trục quay

2 Rãnh hẹp 3 Bộ cần dịu kiểu không khí

3 Phiển tháp 6 kẻ xo đối kháng

Dưới tác dụng của Mẹ kim sẽ quay một góc œ Lò xo s0 (6) sẽ bị xoắn do

đó sinh ra mômen đối kháng tỷ lệ với góc quay a

Mạy =Ka.œ Kim sẽ ngừng quay khi 2 mômen trên cân bằng, nghĩa là:

Ka

KP V=K,a>o K =K,a>a=—f (2.6) 2.6

16

Truéng CDNCN Thanh Hóa Khoa Điện

3 Cơ cấu đo kiểu điện từ

3.1 Kỹ hiệu

Hình 2.5: Ký biệu cơ cấu đo điện từ 3.2 Sơ đồ câu tạo

Phần tĩnh: Gồm cuộn dây phần tĩnh (tròn hoặc phẳng), không có lõi thép

Phẩn động: Gồm lá thép non hình bán nguyệt gắn lệch tâm trên trục Trên trục còn có lò xo đối kháng, kim và bộ phận cản địu kiểu không khí

3.3 Nguyên lý hoạt động

Khi có dòng điện cần đo I đi vào cuộn dây phần tĩnh thì nó sẽ trở thành một nam châm điện và phiến thép (3) sẽ bị hút vào rãnh (2) Lực hút này tạo ra một mômen quay trục M,=K,P

Hình 2.6: Cơ cấu đo điện từ

1 Cuộn dây phần tnh 4, Truc quay

2 Rénh hep 5 B6 can diu kiéu khong khí

3 Phién thép 6 Lò xo đối kháng

Đưới tác dụng của Mạ kim sẽ quay một góc œ Lò xo so (6) sẽ bị xoắn do

đó sinh ra mômen đổi kháng tỷ lệ với góc quay a

Ma =Kạ.ơ Kim sẽ ngừng quay khi 2 mômen trên cân bằng, nghĩa là:

K

16

tột

do

Modul Bo tudng điện

Thực ra ở vị trí cân bằng kim chưa đừng lại ngay mà đao động qua lại xung quanh vị trí đó nhưng nhờ có bộ cản địu bằng không khí sẽ dập tất qua trinh dao động này

3.4 Đặc điềm và ứng dụng 3.4.1 Đặc điễm

- Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ

- Do duoc điện một chiều và Xoay chiều,

~ Khả năng quá tải tốt vì có thể chế tạo cuộn đây phần tĩnh với tiết điện đây

lớn

- Do cuộn đây có lõi là không khí nên từ trường yếu, vì vậy độ nhạy kém

và chịu ảnh hưởng của tử trường ngoài

- Cấp chính xác thấp

~ Thang chia không đều

3.4.2, Ung dung

- Chế tạo các dụng cụ đo thông dụng Vônmét, Ampemét đo AC

~ Dùng trong sản xuất và phòng thí nghiệm

41, Kỹ hiện

4.2, So do citu tao Yin 2.7: KY higu co cfu do dign dong

Cơ cấu đo điện động (Hình 2.8) gồm có cuộn đây phần tĩnh 1, được chia

thành 2 phần nối tiếp nhau để tạo ra từ trường đều khi có đòng điện chạy qua

Phần động là khung đây 2 đặt trong cuộn đây tĩnh và gắn trên trục quay Hình

ding cuộn dây có thể tròn hoặc vuông, Cả phần động và phần tinh được bọc kín

bằng mân chắn từ để tránh ảnh hưởng của từ trường ngoài đến sự làm việc của

cơ cầu đo

Modul Do lường điện

Thực ra ở vị trí cân bằng kim chưa đừng lại ngay mà dao động qua lại xung quanh vị trí đó nhưng nhờ có bộ cần địu bằng không khí sẽ dập tắt quá trình dao động này

3.4 Đặc điễm và ứng dung

3,4,1 Đặc điễm

- Cầu tạo đơn giản, đễ chế tạo, giá thành rẻ

- Ðo được điện một chiều và xoay chiều

~ Khả năng quá tải tốt vì có thể chế tạo cuộn dây phần tĩnh với tiết điện đây

lớn

- Do cuộn đây có lõi là không khí nên từ trường yếu, vì vậy độ nhạy kém

và chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài

- Cấp chính xác thấp

~ Thang chia không đều

3.4.2 Ứng dụng

- Chế tạo các dụng cụ đo thông dụng Vônmét, Ampemét đo AC

~ Dùng trong sản xuất và phòng thí nghiệm

4 Cơ cầu do dign ding ˆ`

4.1 Ký hiệu

4.2 Šơ đỗ câu l#Ð - Hình 2.7: Ký hiệu cơ cầu đo điện động

Cơ cấu đo điện động (Hình 2.8) gồm có cuộn day phan tĩnh 1, được chia

thành 2 phần nối tiếp nhau để tạo ra từ trường đều khi có dòng điện chạy qua

Phần động là khung dây 2 đặt trong cuộn dây tĩnh và gắn trên trục quay Hình dang cuộn dây có thể tròn hoặc vuông Cả phần động và phần tĩnh được bọc kín

bằng màn chắn từ để tránh ảnh hưởng của từ trường ngoài đến sự làm việc của

cơ cầu đo.

Trường CBNCN Thanh Hóa Khoa Điện

Hình 2.8: Cấu tạo cơ cấu đo điện động

1ị- Dòng điện chạy trong cuộn dây 1 1ạ- Dàng điện chạy trong cuộn dây 2 4.3 Nguyên lý hoạt động

Khi có dòng điện 1ị, lạ (DC hoặc AC) đi vào cuộn dây di động và cổ định

Hoặc wy, =k, G fiat) Gong dign AC)

Dudi tác dung của Mạ kim sẽ quay đi 1 góc œ, lỗ xo xoắn sinh ra mômen

đối kháng Mue= Kc œ (K, là hằng số xoắn của lò xo) kim ngừng quay khi Mẹ

can bang My

Hình 2.8: Cấu tạo cơ cấu đo điện động

?r- Dòng điện chạy trong cuộn đây I 1- Dòng điện chạy trong cuộn dây 2 4.3 Nguyên [ý hoạt động

Khi có dòng điện l, lạ (DC hoặc AC) đi vào cuộn đây di động và cổ định

Hoặc My, = i finan (dòng điện AC) Dưới tác dụng của Mụ kim sẽ quay đi 1 góc œ, lò xo xoắn sinh ra mồmen đối khang Mas Ko a (K, là hằng số xoắn của lò xo) kim ngững quay khi Mụ cân bằng Mạy

Nếu ic = const thì thang đo tuyến tính theo l, lạ

4.4 Dặc điềm và ting dung

Cơ cấu do điện động có thể dùng trong mạch một chiều và xoay chiều, thang do không đều, có thể dùng để chế tạo Vônmét, Ampemét và Oátmét có độ chính xác cao, với cấp chính xác 0,1 + 0,2 Nhược điểm là tiêu thụ công suất lớn

5, Cơ cấu đo sắt điện động

5.1 Cấu tao và nguyên {j làm việc

Cơ cầu sắt điện động gdm khung đây tĩnh (1), mạch từ (2) nhằm tạo ra từ trường trong khe hở không khí Khung dây động (3) được gẵn với trục quay cùng kim chỉ thị, lỗ xo phản kháng và bộ phận cản dịu hình 2.9

- Cơ cấu sắt điện động và lôgômét sắt điện động có thể đo đồng một chiều

hoặc xoay chiều Từ trường qua khung dây lớn nên ít chịu ảnh hưởng của từ

trường ngoài

~ Tôn hao sắt từ lớn, độ chính xác không cao

~ Thường dùng chế tạo các dụng cụ đo dòng, áp, công suất và góc lệch pha

6 Cơ cấu đo chỉ thị số

5, Cơ cấu đo sắt điện động

5.1 Cau tao va nguyên lý làm việc

Cơ cấu sắt điện động gồm khung đây tĩnh (1), mạch từ (2) nhằm tạo ra từ trường trong khe hở không khí Khung đây động (3) được gắn với trục quay cùng kim chỉ thị, lò xo phản kháng và bộ phận cân dịu hình 2.9

5.2 Légémeét sit dién dong Lôgômét sắt điện động cấu tạo tương tự như cơ cấu sắt điện động, nhưng phần động gồm hai khung dây đặt chéo nhau 60° và gắn trên trục quay cùng với kim chỉ thị

I, cos(,Iy)

Góc quay: œ= {

%3 Đặc điểm ting dung

- Cơ cầu sắt điện động và lôgômét sắt điện động có thể đo đồng một chiều

hoặc xoay chiều, Từ trường qua khung đây lớn nên it chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài

- Tén hao sắt từ lớn, độ chính xác không cao

~ Thường dùng chế tạo các dụng cụ đo đông, áp, công suất và góc lệch pha

6 Cơ cầu đo chỉ thị số

Trưởng CĐNCN Thanh Hóa thoa Điện

Từ những năm ở thập kỹ 80 đến nay đã xuất hiện và sử dụng rộng rãi cơ

cấu do chỉ thị số Ưu điểm của chỉ thị số là thuận lợi cho việc đọc ra kết quả,

phủ hợp và thuận lợi cho những đối thoại giữa máy và người Sơ đồ khối của cơ

cầu đo hiện số ở hình (2-10)

6.1 Nguyễn [ý của chỉ thị số

Hình 2-10 là sơ đồ khối của bộ chỉ thị số ong đó đại lượng đo x() qua bộ biến đôi thành xung (BĐ3O, số xung N tỷ lệ với độ lớn x(Ð) được đưa vào bộ mã

hoá (Mũ), bộ giải mã (GM) và đèn hiện số

Các khâu mã hoá, giải mã và đèn hiện số tạo thành bộ chỉ thị số, đ2~—~Tt 3 24 ~ << Ta me 2 TT Ca me H22 mm eae 02 ¬

Là thiết bị đúng dễ biến đổi từ mã cơ số 2 hoặc mã 2-10 thành mã cơ số 10,

nghĩa là thể hiện ra dưới dạng số thập phân Ngày nay các bộ giải mã được chế

tạo dưới dạng vi mạch (hình 2-] 1)

Vi mạch 8N 74247 có các đầu ra hở cực góp dùng diều khiển LED có

chung Anét +5V Các điện trở Rụ,, R; để hạn ché dang Anét (5 ~20 mA)

Truong CBNCN Thanh Hóa Khoa Điện

Từ những năm ở thập kỷ 80 đến nay đã xuất hiện và sử dụng rộng rãi cơ

cấu đo chỉ thị số Ưu điểm của chỉ thị số là thuận lợi cho việc đọc ra kết quả, phù hợp và thuận lợi cho những đối thoại giữa máy và người Sơ đề khối của cơ

cầu đo hiện số ở hình (2-10) 6.1 Nguyên lp của chỉ thị số

Hình 2-10 là sơ đề khối của bộ chỉ thị số trong đó đại lượng đo x() qua bộ

biển đổi thành xung (BĐX), số xung N tỷ lệ với độ lớn x(f) được đưa vào bộ mã

hoá (MH), bộ giải mã (GM) và đèn hiện số

Các khâu mã hoá, giải mã và đèn biện số tạo thành bộ chỉ thị số

Là thiết bị dùng để biến đổi từ mã cơ số 2 hoặc mã 2-10 thành mã cơ số 10,

nghĩa là thể hiện ra dưới dạng số thập phân Ngày nay các bộ giải mã được chế

tạo dưới dạng vĩ mạch (hình 2-11)

Vi mạch 5N 74247 có các đầu ra hở cực góp dùng điều khiển LED có

chung Anôt +5V, Các điện tro R, , Ry dé han ché dang Anét (5 ~20 mA)

20

Bảng 2-1: Nguyên lý làm việc của bộ giãi mã bảy thanh,

Diu ra LED bay thanh

6.3 Bộ hiện số (chỉ thị số)

6.3,1 Hiện số bằng điệt phát quang

“Khi có sự tái hợp các phần tử mang điện xuất hiện tại lớp tiếp xúc p-n định

thiên thuận (như các điện tử từ n sang tái hợp với lỗ trống ở p) chúng sẽ phát ra

năng lượng dưới đạng nhiệt và ánh sáng Nếu vật liệu bán din trong suốt thì ang

dng được phát ra và lớp tiếp xúc là nguồn sáng (gọi là điệt phát quang, L.ED),

Hình 2-12a là mặt cắt của LED thông thường và hình 2-12b là cách bố trí

bộ hiện số LED 7 thanh, Các đèn LED nảy có Anôt chung (hình 2-12e) hoặc tất

cả các catôt chung Độ sụt áp trên LED định thiên thuận là 1,2V và dòng điện

thuận khoảng 20mA

21

lận rãi cơ

t qua,

ua bộ 3Ô mã

& 10,

c ché

Modu Đo lường điện

Bảng 2-1: Nguyên lý làm việc của bộ giải mã bảy thanh,

Đầu ra LED bảy thanh

6.3 Bộ hiện số (chỉ thị số)

6.3.1 Hiện số bằng diét phát quang

"Khi có sự tái hợp các phần tử mang điện xuất hiện tại lớp tiếp xúc p-n định

thiên thuận (như các điện tử từ n sang tái hợp với lỗ trắng ở p) chủng sẽ phát ra năng lượng đưới dạng nhiệt và ánh sáng Nếu vật liệu bán dẫn trong suốt thì ang

ang được phát ra và lớp tiếp xúc là nguồn sáng (gọi 1a didt phat quang, LED)

Hình 2-12a là mặt cắt của LED thông thường và hình 2-12b là cách bố trí

bộ hiện số LED 7 thanh Các đèn LED này có Anôt chung (hình 2-12e) hoặc tắt

cả các catôt chung Độ sụt áp trên LED định thiên thuận là 1,2V và đồng điện thuận khoảng 20mA

21

Tưởng CDNCN Thanh Hòa Khoa Điện

Mang kim logi néi catôt

“Ảnh sáng phát ra

Hình 2-13 là cầu tạo của đèn hiện số tinh thé lỏng Tỉnh thể lỏng là một

trong các hợp chất hữu cơ có tính chất quang học, chúng được đặt thành lớp

giữa các tắm kính với các điện cực trong suốt kết tuả ở mặt trong Dòng toàn

phan ding dé kích hoạt tính thể lỏng khoảng 300U:A, nguồn cung cấp là nguồn

xoay chiều (hình sỉn hoặc vuông)

đặt gương trang Các điện cực trong Thuỷ Tinh thé

Truoag CONCN Thanh Hoa Kiioa Disa

Mang kim loại nổi catét

mang điện 4—— Loại nôpitaxi

Mang vang ndi catét

Chấm thập e C

phân Ap

= ( el

Hình 2-12 Bộ hiện số 7 thanh

6.3.2 Bộ hiện sé tinh thé léng (LCD)

Hình 2-13 là cấu tạo của đèn hiện số tỉnh thể lỏng Tỉnh thể lỏng là một

trong các hợp chất hữu cơ có tính chất quang học, chúng được đặt thành lớp giữa các tắm kính với các điện cực trong suốt kết tu ở mặt trong Dòng toàn

phần dùng để kích hoạt tỉnh thể lỏng khoảng 300A, nguồn cung cấp là nguồn

xoay chiều (hình sỉn hoặc vuông)

Hình 2-13: Cấu tao 6 tinh thé ling

Modul Do liréng điện

7, Cơ cầu đo cảm ứng 7.1 Câu tạo

Cơ cấu cảm ứng có nguyên lý cầu tạo như hình 2.14, trong đó phần tĩnh có hai khung đây 1 và 2, cơ cấu

Ú¡ xuyên qua đĩa nhôm, dong dién in

vào trong khung đây 2 tạo ra từ thông

(h› cũng xuyên qua đĩa nhôm,

sức điện động e; chim pha hon 4,

Đo có sự tương hỗ giữa từ thông ủy, ủ; với các dòng dién i,; va ig ma sinh

rq các lực F¡ và T; và các mô men tương ứng làm quay đĩa nhôm

Ta xét các mômen thành phân như sau:

1 toàn nguồn

Niotiuit Da tuông điền

7 Cơ cấu đo cầm ứng 7.1 Câu tạo

Cơ cầu cảm ứng có nguyên lý

cầu tạo như hình 2.14, trong đó phần tinh có hai khung đây 1 va 2, cơ cấu

$ị xuyên qua đĩa nhôm, đỏng điện ï;

vào trong khung dây 2 tạo ra từ thông Ú; cũng xuyên qua đĩa nhôm,

Từ thông ủi cảm ứng trên đĩa nhôm

Hình 2.15: Đỗ thi vecto sức điện động e¡ chậm pha hơn ủi

nhôm côn có thành phần cảm kháng

Đo có sự tương hỗ giữa từ thông éy, be với các dòng điện la và lạ mà sinh

ra các lực F) và F và các mô men tương ứng làm quay đĩa nhôm

Ta xét các mômen thành phần như sau:

Trường CĐNCN Thanh Hoa Khoa Điện

Mi là mômen sinh ra đo ú¡ tác động lên i„

My là mômen sinh ra do ú¡ tác động lên i,g Mại là mémen sinh ra do ¿; tác động lên i„ị Mạ¿ là mômen sinh ra do ú; tác động lên ig Giá trị tức thời của mômnen quay M;(0Q do sự tác động tương hỗ giữa $, va dòng tức thời lại là:

Mx = Carpal cos ($2 La) = Cortzlaa cos (1/2) = 0 Mémen quay sẽ là tổng hợp các mômen thành phan Mi, Miz, May, Mạ;

Mù; và Mại có dấu ngược nhau do vậy mômen tổng sẽ kéo đĩa nhôm về một phía duy nhất:

Mạ =- Mạ; + Mại = Chai la sing + Cay2l„¡sine (2.11)

Nếu dòng điện tạo ra $y va dp 1 hinh sin và đĩa nhôm là déng nhất (chỉ có

điện trở thuần) thì các dòng điện xoáy I„¡ và lụa sẽ tỷ lệ với tần số và từ thông

sinh ra nó

Tức là: lạị= Cột, lạ =Ca¿Rhy (2.12)

Do vay

Mg = Ciod; Caf by sing + Cord, C5, sing

Truong CANCN Thanh Hoa Khoa Diện

My, la mômen sinh ra do $, tác động 1én iy,

My là mômen sinh ra do $, tac dong lén ig Mại là mômen sinh ra do ¿› tác động lên ix;

Mz là mômen sinh ra do ủ¿ tác động lên i¿;

Giá trị tức thời của mômen quay M¡() do sự tác động tương hỗ giữa ủị và dòng tức thời lại là:

Mai = Caidalas 605 (2 Iu1) = Cardaler 608 (/2-0) = Cardalasing

Moo = Carbal,a cos (2,12) = Carfal,g cos (n/2) = 0 Mômen quay sẽ là tông hop cdc mémen thanh phdn My, Mia, Mai, Moz

My va M2, có dấu ngược nhau do vậy mômen tông sẽ kéo đĩa nhôm về một

phía duy nhất:

Mg =~ Mi+ May = Ciabibe sing + Carpal,sing 2.11)

Néu dong dign tao ra; va 14 hinh sin va đĩa nhôm là đồng nhất (chỉ có

điện trở thuần) thì các dòng điện xoáy lạ và lạ; sẽ tỷ lệ với tần số và từ thông

sinh ra nó

Tức là: Ia = Col, Lạ =Cafl (2.12)

Do vay

Mg = Cirbr Caf 2 sing + Coyh2 Cafipy sing

= (Cr2Cy + CarCs) fide sing

24

Mod! Đo tường điện

Với C= CụC¡ + Cạ¡C; là hằng số của cơ cấu chỉ thị cảm ứng 7.3 Đặc diễm và ứng dụng

+ Điều kiện để có mô men quay là phải có hai từ trường, mô men quay cực đại khi sine = 1, có nghĩa là góc lệch pha giữa hai tir thong $1 va $› là n/2

+ Có cấu cảm ứng dùng để chế tạo các dụng cụ đo công suất và các đồng

hồ đo đếm điện năng

+ Cơ cầu phụ thuộc tần số, độ chính xác thấp vì khi làm việc đồng điện

xoáy trong đĩa nhôm gây tôn hao công suất

CAU HOI VA BAI TAP:

1, Nêu nguyên lý làm việc của máy đo chỉ thị kim và các chỉ tiết chung của máy đo chỉ thị kim?

2 Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm, ứng dụng của các chỉ các cơ cầu đo từ điện, điện từ, điện động?

25

Nên

ad, va

tới và

Modul Đo hưởng điện

Với C= CụC¿ + C¿¡C; là hằng số của cơ cấu chỉ thị cảm ứng

7.3 Đặc điểm và ứng dựng + Điều kiện để có mô men quay là phải có hai từ trường, mô men quay cực

đại khí sine = 1, có nghĩa là góc lệch pha giữa hai từ thông $, vA dy 1a 1/2 + Có cầu cảm ứng dùng để chế tạo các dụng cụ đo công suất và các đồng

hồ đo đếm điện ning

+ Cơ cầu phụ thuộc tần số, độ chính xác thấp vì khi làm việc đồng điện xoáy trong đĩa nhôm gây tôn hao công suất

CAU HOI VA BAI TAP:

1 Nêu nguyên lý lam việc của máy do chỉ thị kim và các chỉ tiết chung của máy đo chỉ thị kim?

2 Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm, ứng dụng của các chỉ

các cơ cầu đo từ điện, điện từ, điện động?

Trưởng CBNCN Thanh Hòa Khoa Điện

BÀI 3:

ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN

1.MỤC TIÊU CỦA BÀI

~ Đo, đọc chính xác trị số các đại lượng điện U, I, R, L„ C, tần số, công suất và

điện năng

~ Lựa chọn phù hợp phương pháp đo cho từng đại lượng cụ thể

- Sử dụng và bảo quản các loại thiết bị đo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

U NOI DUNG

1 Do déng dién

1.1 Đo dòng điện một chiều (DC)

LLL Dung cu do: Dung cu dé do dong điện đọc thing người ta dùng Ampemét,

Rạ là điện tré trong cla Ampemét <> gay sai số

Mặt khác, khi đo Ampemét tiêu thụ một lượng công suất: P, =PR,

Tu do dé phép đo được chính xác thì Ra phải rất nhỏ

1.2 Mở rộng giới hạn do cha Ampemiót

ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN

IL.MỤC TIÊU CUA BÀI

- Đo, đọc chỉnh xác trị số các đại lượng điện U, I, R, L, C, tần số, công suất và điện năng

- Lựa chọn phù hợp phương pháp đo cho từng đại lượng cụ thể,

~ Sử dụng và bảo quản cáo loại thiết bị đo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

Ui NOI DUNG

Từ đó để phép đo được chính xác thì Rạ phải rất nhỏ

1.2 M6 rong gidi han do cho Ampemét 1.2.1 Ampernet từ điện

26

Khi dòng điện cần do vượt quá giới hạn đo của cơ cầu đo người ta mở rộng

thang đo bằng cách mắc những điện trở song song với cơ cấu đo gọi là Shunt

(đây là phương pháp phân mạch) (hình 3.2)

Khi dòng điện cần đo vượt quá giới bạn đo của cơ cầu đo người ta mở rộng

thang đo bằng cách mắc những điện trở song song với cơ cấu đo gọi là Shunt

(đây là phương pháp phân mạch) (hình 3.2)

Rạ, điện trở trong của cơ cầu đo

Rg: dién tré cia Shunt

n¿ cho biết khi có mắc Shuni thì thang đo của Ampemét được mở rộng nụ

lân so với lúc chưa mắc Shunt

Trưởng CDNCN Thanh Hỏa Khoa Điện Trướng CĐNCN Thanh Hóa toa Diện

đề mỡ rộng giới hạn đo đề mở rộng giới hạn đo

* Điện trở shunt có thể tính theo cách sau: Rg =- len RA _ Œ®) : * Dién tro shunt có thể tính theo cách sau: R, lem Ry (*)

Mach do kiéu Shunt Ayrton có 3 thang do 1, 2, 3: ị Mach do kiểu Shunt Ayrton có 3 thang đo 1, 2, 3:

“ Khí khóa K ở vị trí 1: cỡ đo nhỏ nhất ro = Khi khóa K ở vị trí 1: cỡ do nhỏ nhất

+ Điện trở Shunt ở vị trí 1 : ' + Điện trở Shunt ở vi tri 1

ooo:

ƒ dụ: Cho cơ cầu đo có nội tro Ra = 1kQ Dong điện lớn nhất qua cơ cấu là

50iLA, Tính các dién tro Shunt 6 thang do 1 (ImA), thang do 2 (10mA), thang

Vĩ dụ: Cho cơ cấu đo có nội trở Rạ = 1kOQ Dòng điện lớn nhất qua cơ cấu là

50A Tính các điện trở Shunt ở thang đo 1 (1mA), thang đo 2 (10mA), thang

Trưởng CDNCN Thanh Hoa Khoa Dién

+ Rey =R, +R, = Lem Ra tRy _ 50/102(k9+R,) _ Lk@+R,

Rg = Ri + Ry + Ry = 0,526 + 4,737 + 47,337 = 52,62

Rg = Ry + Ry 0,526 +4,737 = 5,263 2 Rg3 = Ry = 0,526 Q

1.2.2 Ampemet dién tir

Thay đổi số vòng dây quấn cho cuộn đây cố định với lực điện từ F không

dỗi: Fal =n b=njyh (3.7)

Yị dụ; F = 300 Ampe/ vòng cho 3 thang đo:

Lh=1A; Iạ=5A; =10A

Khi đó: nị= 300 vòng cho thang đo 1A

n¿= 60 vòng cho thang đo 5A

ns= 30 vòng cho thang đo 10A

1.2.3 Amupernet điện động

Mắc song song các điện trở Shunt với cuộn dây đi động Cách tính điện trở

Shunt giống như với cách tính ở cơ cấu từ điện

1.3 Đo dòng điện xoay chiều (AC)

Ro aR, wlemmeRy +Ry+Ry _ 50.10% kQ4+R,+R,) 1kO+R,+R,

oe Tay ~ Tes mae 99950.10% 1999

Rg, = Ri + Rat Ry = 0,526 + 4,737 + 47,337 = 52,6 Q

Rg = Ry + Rạ= 0,526 +4,737 = 5,263 Q Rgy = Ry = 0,526 Q

Vidu: F = 300 Ampe/ vòng cho 3 thang đo:

L=1A; b=5A; = LŨA

Khi dé: a; = 300 vong cho thang do LA

nạ= 60 vòng cho thang đo 5A

Tạ = 30 vòng cho thang đo 10A 1.2.3 Ampemet dién ding

Mắc song song các điện trở Shunt với cuộn đây di động Cách tính điện trở Shunt giống như với cách tính ở cơ cầu từ điện

1.3 Đo dòng điện xoay chiều (ÁC) 1.3.1 Nguyên lý đo

30

Cơ cầu điện từ và điện động đều hoạt động được với dòng điện xoay chiều,

đo đó có thể đùng hai cơ cấu này trực tiếp và mở rộng thang đo như Ampemét

đo đòng điện một chiều

Riêng cơ cấu từ điện khi dùng phải biến đổi dòng điện xoay chiều thành đồng điện một chiều Ngoài ra do tính chính xác của cơ cấu từ điện nên cơ cấu

này rất thông dụng trong phần lớn Ampemét (trong máy đo vạn năng: VOM) 1.3.2 Mở rộng thang đo

- Đùng điện trở Shunt và điệt cho cơ cấu từ điện: (Ampemét chỉnh lưu)

Tinh 3.5: Ampemét chính lưu

Điôt mắc nối tiếp với cơ cấu, đo dé dang dién igg, qua co cấu, đông còn lại

qua dién tré Shunt

a, Bừ tân số của Ampemét chỉnh lưu bằng

CUỘN cảm b._ Đù tấn số của Ampemét chỉnh lưu bằng tụ điện C

Hình 3.6: Các phương pháp bù tần số của Ampemét chỉnh lưu Nói chung các Ampemét chỉnh lưu có độ chính xác không cao do hệ số

chỉnh lưu thay đỗi theo nhiệt độ, thay đổi theo tần số Vì vậy cần phải bù nhiệt

độ và bù tần số Dưới đây là các sơ đò bù tần số của các Ampemét chỉnh lưu

Modul Do lướng diện

Cơ cấu điện từ và điện động đều hoạt động duge voi dong điện xoay chiều,

do đó có thể dùng hai cơ cầu này trực tiếp và mở rộng thang đo như Ampemét

đo dòng điện một chiều

Riêng cơ cấu từ điện khi ding phải biến đổi đòng điện xoay chiều thành

đồng điện một chiều Ngoài ra đo tính chính xác của cơ cấu từ điện nên cơ cấu này rất thông dung trong phần lớn Ampemét (trong máy đo vạn năng: VOM) 1.3.2 Mở rộng thang do

~ Dùng điện trở Shunt và điôt cho cơ cấu từ điện: (Ampemẻt chỉnh lưu)

Hình 3.5: Ampemét chỉnh lưu Điôt mắc nối tiếp với cơ cầu, do dé dong dién ig qua co cu, dong còn lại qua điện trở Shunt

a Bù tấn số của Amipemót chính hưu bằng

cugn cam b, Bù tận số của Ampemit chính heu bằng tụ điện Œ

Hình 3.6: Các phương pháp bù tần số của Ampemét chỉnh hru Nói chung các Ampemét chỉnh lưu có độ chính xác không cao đo hệ số

chỉnh lưu thay đổi theo nhiệt độ, thay đổi theo tần số Vì vậy cần phải bù nhiệt

độ và bù tần số Dưới đây là các sơ đò bù tẦn số của các Ampemét chỉnh lưu

bằng cuộn cảm và tụ điện C

31

Trường CDNCN Thanh Hóa Khoa Điện

Mặt khác các Ampemét từ điện chỉnh lưu được tính toán với đồng điện có

dang hình sin, hệ số hình đáng Kạu = 1,1

BSW

as

Dk tid

Khi đo với các dòng điện không phải bình sin sẽ gây sai số

Ưu điểm của dụng cụ này là độ nhạy cao, tiêu thụ công suất nhỏ, có thể

làm việc ở tần số 500 Hz + 1kHz,

Nhược điểm: độ chính xác thấp

- Ampemét điện từ là dụng cụ đo dòng điện dựa trên cơ cấu chỉ thị điện từ

Mỗi cơ cấu điện từ được chế tạo với số Ampe và số vòng nhất định

Vị dụ:

Cuộn dây tròn có TW = 200A vòng, cuộn đẹt có IW =100+150A vòng do

đó khi mở rộng thang do chỉ cần thay đổi sao cho TW là hằng số, bằng cách chia

đoạn đây thành nhiều đoạn bằng nhau và thay đổi cách nổi phép các đoạn đó

như hình 37a để đo dòng điện nhỏ, hình 3.7b để đo đông điện trung bình, và

hình 3.7c để do dòng điện lớn

gO 6g SV tg

a Dodéng điện nhỏ & Do dong dién trung bình

e Đo đông điện lớn

Hình 3.7: Mỡ rộng thang đo của Ampemét điện từ

-_Ampemét điện động: Thường sử dụng đo dòng điện ở tần số 50Hz hoặc cao

hơn (400 + 2000) với độ chính xác cao (cấp 0,5 + 0,2)

Trường CĐNCN Thanh Hóa Khoa Điện

Mặt khác các Ampemét từ điện chính lưu được tính toán với dòng điện có

dạng hinh sin, hé sé hinh ding Kya = 1,1

= BSW

Dk,

Khi đo với các dòng điện không phải hình sin sẽ gây sai số

Ưu điểm của dụng cụ này là độ nhạy cao, tiêu thụ công suất nhỏ, có thể

làm việc ở lần số 500 Hz + 1kHz

Nhược điểm: độ chính xác thấp

- Ampemét dién từ là dụng cụ đo dòng điện đựa trên cơ cấu chỉ thị điện tử

Mỗi cơ cấu điện từ được chế tạo với số Ampe và số vòng nhất định

Vị dụ:

Cuộn đây tròn có TW = 200A vòng, cuộn đẹt có TW =100+150A vòng do

đó khi mở rộng thang do chỉ cần thay đổi sao cho IW là hằng số, bằng cách chia đoạn đây thành nhiều đoạn bằng nhau và thay đổi cách nối ghép các đoạn đó như hình 3.7a để đo dòng điện nhỏ, bình 3.7b để đo đồng điện trung bình, và

4 Đa dòng điện nhỏ b Đo dông điện trung bình

Hình 3.7: Mỡ rộng thang đo của Ampemét điện từ -_ Ampemét điện động: Thường sử dụng đo dòng điện ở tần số 50Hz hoặc cao hơn (400 + 2000) với độ chính xác cao (cấp 0,5 + 0,2)

nối tiếp hoặc song song (hình 3.8) trừ

- Khi đồng điện cần đo nhỏ hơn 0,5A người ta mắc nối tiếp cuộn đây tĩnh

(AILA2) và cuộn dây động (hình 3.8a)

~ Khi dòng điện cần đo lớn hơn 0,5A cuộn đây tĩnh và cuộn đây động được

* Khi cần đo các đồng điện lớn, để mở rộng thang do người ta con dùng

máy biến dòng diện (BỊ) như hình 3,8

- Cuộn sơ cấp W, được mắc nỗi tiếp với mạch điện có dong I, céin do

~ Cuộn thứ cấp Wạ mắc nối tiếp với Ampemét có đòng diện I„ chạy qua

Tùy theo đồng điện cần đo mà cuộn dây tĩnh và cuộn đây động được mắc

nỗi tiếp hoặc song song (hình 3.8),

- Khi đông điện cần đo nhỏ hơn 0,5A người ta mắc nối tiếp cuộn đây tĩnh

(AA) va cugn day dong (hinh 3.8a)

- Khi đông điện cần đo lớn hơn 0,5A cuộn đây tĩnh và cuộn dây động được ghép song song (hình 3.8b)

Ampemét điện động có độ chính xác cao nên được sử dung lim dung cu mẫu, Các phần từ R„ L trong sơ đỗ dùng để bù sai số tần số và tạo cho đồng điện

ở 2 cuộn đây trùng pha nhau ‘

* Khi cần đo các dòng điện lớn, để mở rộng thang do người ta còn đùng máy biến dòng diện (B1) như hình 3.8

* Cầu tạo của biển đòng gồm có 2 cuộn dây:

Hình 3.9: Sơ đô cấu tạo BI

- Cuộn sơ cấp W\ được mắc nối tiếp với mạch điện có dòng I cần đo

~ Cuộn thứ cấp W¿ mắc nối tiếp với Ampemét có dòng điện I; chạy qua

Trường CðNCN Thanh Hóa Khoa Điện

* Để đâm bảo an toàn cuộn thứ cấp luôn luôn được nỗi đất

Cuộn thứ cấp được chế tạo với dòng điện định mức là 5A Chẳng hạn, ta thường gặp máy biến dòng có dòng điện định mức là: 15/5A; 50/5A; 70/5A;

100/5A (Trừ những trường hợp đặc biệp

Ta có tỷ số biến đòng K,= hà wy, L Ww, (3.9)

Ly s6 Kj bao gid ciing duge tink sfin ki thiét ké BI nén khi trên ampemót

có số đo lạ ta đễ dang tinh ngay duge 1,

Vị dụ: Biến dòng điện có dòng điện định mức là 600/5A; W = 1 vòng

Xác định số vòng của cuộn thứ cấp và tìm xem khi ampemét thứ cp chil

=2,85A thì dòng điện cuộn sơ cấp là bao nhiêu

Ampe kim la mét may biến đồng cô lấp sẵn một ampemét vào cuộn thứ

cấp Đường dây có đòng điện cần đo đồng vai trò cuộn so cấp Mạch từ của

Ampe kìm có thể mở ra như một chiếc kìm Khi cần đo đòng điện của một

đường đây nào đó chỉ việc mở mạch từ ra và cho dường dây đó vào giữa kìm rồi

đóng mạch từ lại Ampe mét gắn trên kim sẽ chỉ cho biết giá trị dòng điện cần

do

Chức năng chính của Ampe kim là đo dòng điện xoay chiều (đến vài trăm

ampe) mà không cần phải cắt mạch điện, thường ding để do dòng điện trên

đường day, dong điện qua các máy móc đang làm việc

Trưởng CĐNCN Thanh Hóa Khoa Diện

* Để đảm bảo an toàn cuộn thứ cấp lôn luôn được nối đất

Cuộn thứ cấp được chế tạo với đông điện định mức là 5A Chẳng bạn, ta

thường gặp máy biến đông có dòng điện định mức là: 15/5A; 50/5A; 70/5A; 100/5A (Trữ những trường hợp đặc biệU)

J ok,

Ta có tỷ số biến đồng K, =

Tỷ số K; bao giờ cũng được tính sẵn khi thiết kế BI nên khi trên ampemét

có số đo l; ta đễ dàng tính ngay được Ï¡

Ví dụ: Biến đồng điện có dòng điện định mức là 600/5A; W = 1 vòng

Xác định số vòng của cuộn thứ cấp và tìm xem khi ampemét thứ cấp chỉ l;

= 2,85A thì dòng điện cuộn sơ cấp là bao nhiêu Giải:

- Tỷ số biến dòng: K, = =120

- Số vòng cuộn thứ cấp W¿ = KịW¡= 120 vòng

~ Dòng điện sơ cấp lị = Kị lạ =120 x 2,85 = 342A

13.3 Ampe kim Ampe kim là một máy biến dòng có lắp sẵn một ampemét vào cuộn thứ cấp Đường dây có dòng điện cần đo đóng vai trò cuộn sơ cấp Mạch từ của

Ampe kừm có thể mở ra như một chiếc kìm Khi cần đo dòng điện của một

đường đây nào đó chỉ việc mở mạch từ ra và cho đường dây đỏ vào giữa kìm rồi đóng mạch từ lại Ampe mét gắn trên kim sé chỉ cho biết giá trị dòng điện cần

do

Chức năng chính cha Ampe kim 1a do dong điện xoay chiều (đến vài trim ampe) mà không cần phải cắt mạch điện, thường dùng để đo dòng điện trên đường đây, dòng điện qua các máy móc đang làm việc

34

Moduit Đo lường điện

Ngoài ra trên Ampe kim cn c6 cdc thang do ACV, DCV và thang do điện trở

một

trôi

Modul Do tung dién

Ngoai ra trén Ampe kim còn có các thang đo ACV, DCV và thang đo điện trở

+ Nhược điểm: Chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài

2 Đo điện áp 2.1 Dụng cụ đo tà phương pháp đo

2.1.1 Dụng cụ do: Dé do dién áp đọc thẳng trị số ta dùng Vônmét,

Ký hiệu:

2.1.2 Phương pháp do Khi đo Vônmét được mắc song song với đoạn mạch cần đo Hình 3.10

Trường CĐNCN Thanh Hóa Khoa Diện

Tụ

ry= Hằng số, biết ly suy ra điện áp U

Dòng qua cơ cấu ly làm quay kim một góc tỷ lệ với dòng điện ly cũng

chính tỷ lệ với điện áp cần đo U, Trên thang đo ta phi thẳng trị số điện áp

Mặt khác Vônmét cũng tiêu thụ một lượng côn suất Py av => ry cang

lớn thì Py càng nhỏ điện áp U đo được càng chính xác

2.2 Đo diện úp một chiều ĐC

3.2.1 Nguyên lp do

Điện áp được chuyển thành dong điện đo đi qua cơ cấu do

Nếu cơ cấu đo có I„u„ và điện trở nói tiếp R thì:

Lag = de Ren, S$ MAX uy ị

Với r„ là điện trở trong của cơ cầu đo

Tổng trở vào Vôn kế: Zy = R.+ry

Các cơ cấu từ điện, điện từ, điện động đều được dùng làm Vônmét DC

Bằng cách nối tiếp điện trở để hạn chế đông điện qua cơ cầu chỉ thị, Riêng cơ

cầu điện động cuộn dây di động và cuộn đây cố định mắc nói tiếp

2.2.2 Mỡ rộng giới hạn do

Mỗi cơ cấu đo chỉ giới hạn đo được một giá trị nhất định Vì vậy, để mở

rộng giới hạn đo của Vônmét (Khi điện áp cần đo vượt quá giới hạn đo cho phép

của Vônmét) người ta mắc thêm một điện trở phụ Rp nối tiếp với cơ cấu do

Hình 3.11a

R, Uely 2 1=Ðv

Từ (1) suy raly gây sai số, muốn giảm sai số thì phải tăng điện trở rv

2

aw => ry cing

ty

lớn thì Py càng nhỏ dién ap U do duge cang chinh xac

2.2 Đo diện áp một chiều DC

2.2.1 Nguyên lý do Điện áp được chuyển thành dòng điện đo đi qua cơ cấu đo

Nếu cơ cấu đo có I„„ và điện trở nỗi tiếp R thi:

Các cơ cấu từ điện, điện tử, điện động đều được dúng làm Vônméi ĐC

3.3.2 Mỡ rộng giới hạn do

Mỗi cơ cầu đo chỉ giới hạn do được một giá trị nhất định Vì vay, dé mo

rộng giới hạn đo của Vônmét (Khi điện áp cần đo vượt quá giới hạn đo cho phép của Vônmét) người ta mắc thêm một điện trở phụ Rẹ nối tiếp với cơ cấu do Hình 3.l1a

Tacé: Up= Rp => [ale

Hình 3.12a: Dùng điện trở phy (R,) để `

mỡ rộng giới hạn đo cho Vônmót ; cảng

Hình 3.12a: Dùng điện tré phy (Rp) để

mỡ rộng giới hạn đo cho Vônmét

Hệ số nụ cho biết khi mắc điện trở phụ thì thang đo của Vônmét được mở

rộng nụ lần

Nếu R, rat Ién so véi ry thi thang ảo càng được mở rộng,

Rp càng lớn so với ry thì cỡ đo càng được mở rộng

Muôn có nhiều thang đo khác nhau ta đùng mạch đo như sau:

iy Ra Tee Re

UW Ur Us

Hình 3.12b: Mở rộng giới hạn đo cho vôn mét nhiều cỡ

37

Trường CĐNCN Thanh Hóa Khoa Điện

Đây cũng là mạch đo điện áp DC thường dùng trong đo vạn năng

Tổng trở vào của Vônmét thay đổi theo thang đo nghĩa là tổng trở vào cảng

lớn thì thang đo điện áp càng lớn Cho nên người ta dùng trị số độ nhạy © /

VDC của Vônmét để xác định tổng trở vào cho mỗi thang đo

Vĩ dụ: Vônmét có độ nhạy 20kQ / VDC

+ Ở thang đo 10V tổng trở vào là:

Z›; =10v.20 kQ / VDC = 200 kQ

Hình 3.13: Mạch đo điên áp DC nhiều cỡ đo

2.3 Do dién ip AC

phải mắc nối tiếp điện trở với cơ cấu đo như Vônmét DC Vì hai cơ cấu này hoạt |

động với trị hiệu dụng của dòng xoay chiền Riêng cơ cấu từ điện phải dùng

phương pháp biến đổi như ở Ampemét tức là dùng điôt chỉnh lưu '

Trường CĐNCN Thanh Hóa Khoa Điền

Đây cũng là mạch đo điện áp DC thường dùng trong do vạn năng,

Tổng trở vào của Vônmét thay đổi theo thang đo nghĩa là tổng trở vào cảng

lớn thì thang đo điện áp cảng lớn Cho nên người (a dùng trị số độ nhạy Q / VDC của Vônmét để xác định tổng trở vào cho mỗi thang đo

phải mắc nỗi tiếp điện trở với cơ cầu đo như Vônmét DC Vì hai cơ cầu này hoạt

động với trị hiệu dụng của dòng xoay chiều, Riêng cơ cấu từ điện phải dùng

phương pháp biến đổi như ở Ampemét tức là đùng điôt chỉnh lưu

38