thuc hanh do dien.pdf

Tài liệu thực hành đo điện.

MỤC LỤC

1 Bài 1 Giới thiệu chung Sử dụng đồng hồ vạn năng……… …

Giới thiệu môn học………

Sử dụng đồng hồ vạn năng chỉ kim và hiện số………

2 Bài 2 Đo công suất dòng điện………

A Đo công suất………

I Lý thuyết………

1 Đo công suất một pha………

2 Đo công suất ba pha………

II Thực hành………

1 Đo công suất dòng 1 pha………

2 Đo công suất dòng 3 pha………

3 Bài 3 Sử dụng dao động ký………

A Sợi đo (Probe)………

B Ứng dụng dao động ký………

1 Đo biên độ và chu kỳ………

2 Đo góc lệch pha………

C Cách sử dụng dao động ký……… 4

Đo nhiệt độ………

Giới thiệu thiết bị dụng cụ………

Thực hành đo nhiệt độ………

4 Bài 5 Cấu tạo, sửa chữa các hư hỏnh ở đồng hồ vạn năng………

A Đồng hồ chỉ kim………

I Thao tác mở đồng hồ………

II Các hư hỏng thường gặp………

B Đồng hồ hiện số……… I

I Thao tác mở đồng hồ………

II Các hư hỏng thường gặp………

5 Bài 6 Các hư hỏng thường gặp ở dao động ký và cách khắc phục………

A Cấu tạo dao động ký………

I Sơ đồ khối………

II Ống phóng tia điện tử………

B Các hư hỏng thường gặp………

I Thao tác mở máy………

II Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục………

Tài liệu tham khảo………

Trang

2

2

2

5

5

5

5

7

8

8

8

11

11

12

12

16

16

16

18

18

18

18

18

18

21

21

23

24

24

24

25

26

26

26

27

Bài 1 Giới thiệu chung

Sử dụng đồng hồ vạn năng

Mục tiêu của bài giảng và tài liệu tham khảo

1 HS biết được những nguyên nhân gây tai nạn của các thiết bị và môi trường làm

việc, biết cách đề phòng chúng

2 Nắm được hệ thống các thiết bị và hệ thống các bài TH sẽ học

3 Biết được cấu tạo cơ bản và cách sử dụng một đồng hồ vạn năng (kim hoặc sô)

4 Sử dụng thành thạo để đo các đại lượng cơ bản trong điện tử

5 Tài liệu tham khảo:

- Kỹ thuật đo lường VIELINA - 2000

- Kỹ thuật đo – tập 1 Đo điện Nhà xuất nả đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh

- Kỹ thuật đo – tập 2 Đo điện tử Nhà xuất bản đại học Quốc gia Tp HCM

I Giới thiệu môn học, các dụng cụ thiết bị An toàn nhiệt điện và cháy nổ

1 Giới thiệu môn học, ý nghĩa và sự cần thiết trong ngành địên-điện tử

2 Các dụng cụ và thiết bị cần trong môn học :

Mỏ hàn, đồng hồ VOM kim và số, Watt kế 1 pha và ba pha; các cơ cấu đo cơ điện và điện tử; dao động ký; các cảm biến nhiệt độ; cảm biến quang…

3 An toàn khi sử dụng thiết bị và trong quá trình học

II Sử dụng đồng hồ vạn năng chỉ kim và hiện số

a Cấu tạo, chức năng, các chú ý khi sử dụng ………

- Cấu tạo của các loại đồng hồ Ưu khuyết điểm

- Các chức năng (ứng dụng) của chúng

- Giải thích các vạch trên mặt đồng hồ kim

- Giải thích chuyển dấu chấm thập phân trên đồng hồ số

b Đo điện trở: ………

- Các thao tác cơ bản

- Cách đọc trị số (chú ý đồng hồ kim)

- Thao tác khi đo điện trở lớn và điện trở bé

- Cách sử dụng các thang đo hợp lý để có phép đo chính xác

- Chú ý quá thang đo

c Đo transistor: ………

- Các thao tác xác định loại và chân transistor (đồng hồ kim)

- Kiểm tra Transistor tốt hay hỏng (đồng hồ số)

- Xác định hệ số khuyếch đại dòng  của transistor

d Đo, kiểm tra Diode, SCR, Triac, LED… ………

- Các thao tác cơ bản

- Kiểm tra các linh kiện tốt hay hỏng

- Lắp thêm các mạch bổ trợ để kiểm tra các linh kiện điện tử công suất

Các hướng dẫn cụ thể:

Đối với đồng hồ kim

Trên thực tế có rất nhiều loại đồng hồ vạn năng chỉ kim, đều dùng cơ cấu chỉ thị từ điện nhưng khác nhau chủ yếu ở dòng IGMAX vàđiện trở thuần cuộn dây RG Đồng hồ nào có các giá trị này càng nhỏ càng chính xác và đắt tiền

Các loại đồng hồ khác nhau có thể có có nhiều chức năng khác nhau, nhưng các chức năng sau không thể thiếu: đo điện trở, đo điện áp AC và DC, đo dòng điện AC và DC

Hình dưới mô tả mặt chia độ của đồng hồ chỉ kim hiệu DEREE model DE-360TRe

Ở góc dưới cùng bên trái có ghi độâ nhạy của đồng hồ là 20 k /V khi đo điện áp DC và 9 k /V khi đo điện áp AC

Trên mặt chia độ có một vạch gương dùng để đọc chính xác vị trí của kim (chọn vị trí quan sát

sao cho kim và ảnh của nó trùng nhau)

Đo điện trở: Vạch chia độ đọc điện trở ở trên cùng và không đều nhau

Khi đo ta chuyển sang chế độ đo điện trở, lúc đó giá trị điện trở bằng giá trị đọc được trên mặt chia độ nhân với giá trị thang đo

Mặt chia độ của VOM chi kim

Ví dụ: thang đo X100 , kim chỉ 15, tức giá trị điện trở là 15X100 = 1500

Chú ý: Mỗi lần chuyển thang đo (tầm đo) phải chỉnh 0 bằng cách chập hai đầu que đo vào

nhau và xoay núm ADJ trên đồng hồ để kim chỉ 0

Không được chạm tay vào hai đầu que khi đo nhất là đo điện trở có giá trị lớn

Đo điện áp DC hoặc AC

Nếu dùng thang đo 250V thì xem vạch chia độ thứ 2 và đọc theo giá trị trên vạch

Nếu dùng thang 50V thì xem vạch chia độ thứ 2 và đọc theo giá trị ở hàng số thứ 3 (hàng 10,20…50)

Nếu đo điện áp DC với các thang 0,1; 0,5; 2,5; và10 cũng sử dụng vạch chia độ thứ 2 và đọc theo giá trị ở hàng số thừ 3 như trên, nhưng giá rị thật sẽ là:





Riêng thang đo điện áp 10VAC , sử dụng vạch chia độ màu đỏ có ghi AC Đặc điểm của thang này phần đầu phi tuyến do điện áp mất trên diod chỉnh lưu Giá trị điện áp đo được chính là số chỉ của kim trên vạch chia độ

Chú ý khi đo điện áp: phán đoán điện áp cần đo để đặt thang đo thích hợp, không nên đề điện áp cần đo quá lớn so với thang đo gây hỏng cơ cấu đo

Trường hợp không đoán được, nên để thang đo lớn nhất có thể đươc, thử đo và ước lượng độ lớn sau mới chuyển thang đo

Đo dòng một chiều DCA

Xem vạch chia độ thứ 2 và đọc trên hàng số thứ 3 (chỉ ra bởi DCV.A trên mặt chia độ), giá trị cường độ dòng điện sẽ là:

Sau khi do xong dòng điện, cần phải chuyển ngay sang chế độ đo khác

Đối với đồng hồ số

Sử dụng đồng hồ vạn năng hiện số dễ hơn sử dụng đồng hồ kim, vì mọi giá trị đều được hiển thị bằng số thập phân, và thậm chí còn có cả dấu thập phân nữa

Ở đồng hồ hiện số model DT-830B, phần đo cường độ dòng điện có hai khoảng đo lớn: đo 200mA và 10A

Khoảng đo 200mA có 4 tầm đo : 200A, 2000A 20mA và 200mA, sử dụng chốt cắm que

đo chung với các chế đọâ đo điện trở, điện áp, điod…

Khoảng đo 10A sử dụng chốt cắm que đo riêng

Chú ý: luôn luôn chuyển qua chế độ đo khác sau khi đo dòng, tránh hư hỏng đồng hồ

Chế độ do hệ số khuyếch đại transistor: Chuyển mũi tên của công tắc đến hFE, tuỳ theo

loại transistor là NPN hay PNP ta cắm vào connector có 8 lỗ , chú ý cắm các chân của transistor đúng với các ký hiệu E,C,B ghi trên các lỗ

Giá trị hiển thị trên mặt đồng hồ là hệ số khuyếch đại dòng hFE của transistor

Câu hỏi:

1 Tại sao khi đo điện trở chúng ta không được chạm vào hai đầu que đo

2 Tại sao vạch chia độ ở mặt đồng hồ chế độ đo điện trở không đều

3 Vì sao trong chế độ đo điện trở cần có nút chỉnh điểm 0

4 Vì sao khi đo dòng điện xong ta phải chuyển sang chế độ đo đại lượng khác

5 Vì sao thang đo 10VAC các vạch chia độ không đều

Bài 2 Đo công suất dòng điện

Mục tiêu của bài giảng và tài liệu tham khảo

1 Biết được nguyên tắc đo công suất dòng điện

2 Biết được cấu tạo cơ bản và cách lắp ráp sử dụng một Watt kế

3 Sử dụng thành thạo để đo công suất mạch điện

4 Tài liệu tham khảo:

- Kỹ thuật đo lường VIELINA - 2000

- Kỹ thuật đo – tập 1 Đo điện Nhà xuất nả đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh

Các dụng cụ thiết bị cần thiết:

1 Ampe kế và Vôn kế một chiều, xoay chiều

2 Tải điện trở : 10/ 50W; 100?50W; 220/50W mổi thứ 6 cái; Bóng đèn tròn

24W/24V: 6 cái; Cuộn cảm 100 – 200 mmH: 6 cái; Tụ điện xoay chiều: 1uF – 4,7uF: mỗi thứ 3 cái

3 Watt kế 1 pha: < 200 W: 6 cái; Watt kế 3 pha < 500W: 3 cái

4 Biến thế 1 pha 220/24V/100W: 3 cái; Biến thế 3 pha 380/24V/ 200W: 3 cái

A – Đo công suất

I Lý thuyết

Người ta phân công suất thành các loại sau:

+ Công suất hiệu dụng (công suất hữu ích), P = U.I cos Đơn vị đo vatt - W

+ Công suất phản kháng (công suất vô ích) Q = U.I.sin Đơn vị voltampe reactive -VAr + Công suất biểu kiến (công suất danh định) S = U.I Đơn vị đo volt-ampe - VA

U và I là các giá trị hiệu dụng,  là góc lệch giữa điện áp của hai đầu đoạn mạch và dòng điện qua đoạn mạch đó

Công suất hữu ích của mạch điện – với dòng điện và điện áp có dạng sin - được xác định

một cách tổng quát : P = U.I cos; cos gọi là hệ số công suất

Trường hợp mạch điện xoay chiều, nếu tải là thuần trơ,û góc lệch  = 0, do vậy P = U.I Trong trường hợp mạch điện một chiều, góc lệch  = 0, không phụ thuộc tính chất của tải (tính cảm, tính dung.) do vậy P = U.I

Để sử dụng nguồn Ac có hiệu quả, người ta phải tìm cách nâng hệ số cos lên gần bằng 1 Thực tế các thiết bị tiêu thụ điện thường có cos từ 0,65 đến 0,95

Công suất phản kháng đặc trưng cho khả năng trao đổi năng lượng điện từ trường giữa tải và

nguồn, chỉ xuất hiện khi tải có tính cảm hoặc tính dung hoặc cả hai Đặc điểm của loại công suất này không tạo ra công hữu ích (không có lợi) sin gọi là hệ số phản kháng

Công suất biểu kiến là tổng vectơ của công suất hữu ích và công suất phản kháng

2 2

Q P S Q P

S     Từ nay về sau khi nói công suất của mạch điện là nói công suất hữu ích, còn để chỉ công suất khác thì nói rõ là công suất phản kháng hoặc công suất danh định

1 - Đo công suất xoay chiều một pha.(công suất hữu ích)

1 dùng vôn kế và ampe kế: Trường hợp nguồn điện xoay chiều tải thuần trở hay nguồn

điện một chiều ta có thể dùng vôn kế và ampe kế

để xác định công suất hữu ích P = U.I

phương pháp này cần phải tính kết qủa

và mắc sai số lớn (Hình 2-1)

2 Phương pháp đọc thẳng- dùngOátmét(Watt kế)

a) Watt kế điện động:

Watt kế điện động hoặc sắt điện động sử dụng cơ

cấu đo điện động hoặc sắt điện động được dùng rất

phổ biến để đo công suất hữu ích trong mạch điện Hình 2-1 Đo công suất bằng

Hình 2-2 là sơ đồ nguyên lý của watt kế điện động, ampe kế và vôn kế

trong đó cuộn dây tĩnh A được mắc nối tiếp với

tải R, cuộn dây động B mắc song song với nguồn cung cấp, PP là điện trở phụ

Khi có điện áp U đặt lên cuộn dây động và dòng điện chạy qua cuộn dây tĩnh, dưới tác dụng của lực điện từ kim watt kế lệch một góc  Người ta đã chứng minh được rằng góc  tỷ lệ với công suất tiêu thụ trên tải ,  = K U.I cos = K.P Với K – hệ số tỷ lệ

Hình 2-2 Watt kế điện động cuộn áp mắc trước (a)

Và cuộn áp mắc sau (b)

Watt kế điện động có cực tính, khi đảo đầu của một trong hai cuộn dây, kim watt kế quay ngược lại, vì vậy đầu các cuộn dây có đánh dấu * Khi nối cần phải nối các đầu * với nhau Watt kế điện động thường có nhiều thang đo theo dòng và áp, muốn thay đổi tầm đo dòng, cuộn dòng chia làm hai phần ứng với hai tầm đo Còn để thay đổi tầm đo điện áp sử dụng các điện trở phụ mắc nối tiếp vào cuộn áp

Để tránh ảnh hưởng của tổng trở cuộn dòng lên phép đo, khi tải có công suất lớn (giá trị tổng trở nhỏ) nên mắc cuộn áp sau (hình 43b.), lúc đó lấy giá trị điện áp thật sự trên tải

Ưu điểm của watt kế điện động : có độ chính xác cao, cấp chính xác = 0,1% đến 0,5 %

Dùng tốt nhất ờ dòng DC họăc AC tần số dưới 200Hz

Khuyết điểm: Từ trường yếu, momen quay nhỏ dễ bị ảnh hưởng bởi từ trường ngoài, không

chịu được quá tải, giá thành cao…

Để tránh các khuyết điểm trên người ta dùng cơ cấu sắt điện động, tuy nhiên đối với cơ cấu này tạo nên những sai số do tính phi tuyến của đuờng cong từ hoá, dòng điện xoáy và tính trễ của lõi sắt từ

2 – Đo công suất dòng ba pha

1 Đo công suất ba pha bốn dây

Trường hợp hệ thống điện bốn dây (ba dây pha một dây trung tính), nếu dùng 3 watt kế độc

lập như hình 2-3, công suất của tải ba pha bằng tổng 3 công suất một pha:

P = P1 + P2 +P3 = VAIAcosA + VBIBcosB + VCICcosC

Trong thực tế người ta sử dụng loại watt kế ba pha ba phần tử như hình 2-4 Điều khác biệt

ở đây là ba cuộn áp có cùng trục quay Như vậy mômen làm quay phần động là tổng mômen của ba phần tử, kim sẽ chỉ thị tổng của ba công suất ba tải

Hình 2-3 Đo công suất ba pha

bốn dây

2 Đo công suất tải ba pha ba dây:

Trong mạch điện này, chỉ có ba

dây pha không có dây trung tính do

vậy dòng trung tính bằng 0

Đối với mạch ba pha cân bằng:

Trường hợp tải đấu hình sao có thể lấy được điểm trung tính, sử dụng 1 watt kế đo công suất

một pha rồi nhân 3 kết quả.(Hình 2-6a) Lưu ý cách đấu dây khác với cách đấu trường hợp ở

( r1 + rV) = r2 = r3 với rV là trở kháng cuộn áp (Hình 2-6)

Trường hợp tải đấu kiểu tam giác , watt kế mắc theo sơ đồ (Hình 2-6)

II Thực hành

Giới thiệu các Watt kế 1 và 3 pha Các ký hiệu trên Watt kế, cách đấu nối với tải

1 Đo công suất dòng 1 pha

1 Dùng Ampe kế và Vôn kế

Lắp mạch như hình 2-1 trong hai trường hợp: nguồn 1 chiều và xoay chiều

Tính toán kết quả

Sử dụng tải là bóng đèn tròn Cấp điện áp theo giá trị danh định ghi trên bóng đèn để đèn sáng bình thường Tính toán và so sánh với giá trị công suất danh định của đèn Giải thích

2 Dùng Watt kế chuyên dụng

Mắc mạch theo sơ đồ hình 4-2a và 4-2b Dùng các tải ở mục trước, đo và so sánh hai kết quả Chú ý khi tải lớn và bé, xác định cách mắc tối ưu (sai số nhỏ nhất)

2 Đo công suất dòng 3 pha

1 Đo công suất ba pha bốn dây

a Trường hợp tải cân bằng: dùng 1 Watt kế 1 pha mắc theo sơ đồ hình 2-6 a,b,c,d

b Trường hợp tải ko cân bằng: dùng ba Watt kế 1 pha hoặc 1 Watt kế ka pha mắc như hình 2-3 và 2-4

2 Đo công suất ba pha ba dây mắc theo sơ đồ hình 2-4

Hình 3-6 Đo công suất 3 đối xứng

Tải đấu tam giác

3 Dòng điện ba pha 3 dây và ba pha 4 dây giống và khác nhau như thế nào?

4 Giải thíc khái niệm mạch ba pha cân bằng và không cân bằng Thế nào là lấy được dây trung tính và không lấy được dây trung tính trong mạch ba pha cân bằng

-

Bài 3 Sử dụng dao động ký (DĐK)- Oscilloscope

Mục tiêu của bài giảng và tài liệu tham khảo

1 Biết được hình dạng bên ngoài, công dụng các nút chỉnh

2 Biết được cấu tạo que đo, sự ảnh hưởng của nó đối với kết quả đo

3 Sử dụng thành thạo để đo và kiểm tra tín hiệu: Tần số, biên độ, góc lệch pha…( nhất là đọc nhanh được tần số tín hiệu )

4 Tài liệu tham khảo:

- Kỹ thuật đo – tập 2 Đo điện tử Nhà xuất nả đại học Quốc gia Tp HCM

- Giáo trình đo lường các đại lượng điện và không điện.Vụ trung học chuyên nghiệp và dạy nghề –Nhà xuất bản giáo dục

Các dụng cụ thiết bị cần thiết:

1 Dao động ký 2 tia: 6 cái

2 Máy phát tín hiệu vuông+ tam giác+ sin (có thể thay đổi được tần số và biên độ): 6 cái

A Sợi đo (Probe) của dao động ký

Sợi đo của dao động ký được cấu tạo dạng cáp đồng trục, lõi dây dẫn là hợp kim đặc biệt có độ đồng chất cao và đồng đều suốt cả chiều dài sợi Ở đầu và cuối sợi, chổ các khớp nối

không hàn dính mà được tiếp xúc lỏng Hình 3-1

Hình 3-1 Sợi đo của dao động ký (Probe)

Trên sợi đo, phần đầu có mũi nhọn để gí vào điểm cần đo Cũng có thể sử dụng bao chụp

phần đầu đo, lúc đó đầu đo trở thành cái móc giữ chặt điểm đo

Sợi đo của dao động ký thường có công tắc gạt mằm trên phần tay nắm dùng để thay đổi

thang đo Có hai mức :

- Mức đo điện áp 1:1 : tức là tín hiệu vào đi thẳng đến ngõ vào dao động ký

- Mức đo điện áp : 10:1 : tức là tín hiệu đã bị chia 10 trước khi đi dến ngõ vào

Ngoài ra trên sợi đo ở phần chỗ gắn với lối vào (connector) có vít chỉnh giá trị của tụ điện

(trimmer) để phối hợp trở kháng và thay đổi điện dung ký sinh của dây đo để tín hiệu đo được

không bị méo dạng

Ví dụ như khi ta đo tín hiệu xung vuông, nếu trên màn hình tín hiệu bị méo (bị tích phân hay

vi phân) ta cần chỉnh vít để có được dạng xung vuông

I – Đo biên độ và chu kỳ

1 Đo biên độ

Khi tín hiệu đưa đến lôí vào, độ lớn của nó tác động lên bản làm lệch dọc làm cho tia điện

tử di chuyển theo chiều dọc Trên mặt hiển thị có chia thành từng hàng và từng cột nhỏ

(Div) Giá trị thật của tín hiệu bằng số ô theo chiều dọc nhân với số chỉ trên công tắc

2 Đo chu kỳ (tần số)

Hai kênh cùng chung một công tắc đặt TIME/DIV ( thời gian / vạch) Chu kỳ của tín hiệu

bằng số ô theo chiều ngang của một chu kỳ nhân với số chỉ trên công tắc TIME/DIV

- Ở kênh A: hai chu kỳ chiếm 8,8 vạch, vậy một chu kỳ chiếm 4,4 vạch Công tắc TIME/DIV chỉ 0,5ms, vậy :

ms T

f ms

2,2

112

,25,0.4,

ms T

f ms

73,0

11

73,06

5,0.8,8

Hai tín hiệu trên hình 3-3 có cùng tần số và lệch nhau thời gian t, từ đó ta tính được góc

lệch pha giữa hai tín hiệu:

360360

AC

AB T

Chú ý khi đo góc lệc pha của hai tín hiệu:

Cần phải đồng bộ để cho hai tín hiệu ổn

định trên màn hình bằng cách chỉnh núm

xoay TRI LEVEL 12 Đồng thời chỉnh

mức 0 (GND) cho hai kênh bằng cách nhấn

nút GND và xoay nhẹ các núm POSITION

của cả hai kênh cho đến khi hai vạch sáng

trùng nhau và nằm trên vạch chính giữa

màn hình, sau đó nhấn trả lại hai nút này

Hình 3-3 Hai tín hiệu cùng tần số lệch pha

C - Cách sử dụng dao động ký

Hình 3-4 là mặt trước của một giao động ký Đài Loan mã số OSC-1030, hai tia, tần số

30Mhz

Bên trái là màn hình và bên phải là khối các phím chức năng

- Núm 1: FOCUS: chỉnh độ hội tụ của hai tia- khi vạch sáng bị nhoè ta chỉnh núm này

- Núm 2: Inten: chỉnh sáng tối tia điện tử

- Núm 3: CH1 POSITION: chỉnh lên xuống (theo chiều dọc) của kênh 1

Hình 3-4 Mặt trước của dao động ký

- Công tắc 4: Chọn kênh 1, hoặc kênh 2, hoặc cả hai kênh, hoặc lấy tổng hai kênh

- Nút 5: chọn tỷ lệ X1 hoặc X5 cho biên độ tín hiệu Khi chọn X5 giá trị biên độ đọc được bằng 5 lầ giá trị thật

- Tác dụng như núm 3, dùng cho kênh 2

- Nút 7: dùng để đảo giá trị ở kênh 2

- Núm 8: di chuyển tia theo chiều ngang (chiều X)

- Núm 9 và nút 11: khi nhấn nút 11 và xoay núm 9 sẽ thay đổi gía trị TIME/DIV Trả nút

11 sẽ vô hiệu hoá mún 9 (TIME/DIV bị khoá)

- Nut 10: tác dụng như nút 5 , nhưng ứng dụng cho chu kỳ

- Núm 12 TRI LEVEL: núm chỉnh đồng bộ Khi quan sát đồng thời hai tín hiêu, có thể chúng sẽ không ổn định, xoay nhẹ sẽ làm cho chúng đứng yên

- Nút 13 SLOPE: chọn gốc thời gian bắt đầu suờn lên (+) hay sườn xuống (-) của tín hiệu

- Nút 14: Chọn chế độ bình thường hoặc chế độ kênh 1 biểu diễn trên tục X, còn kênh 2 biểu diễn trên trục Y

- Công tắc 15, MODE: thường sử dụng ở chế độ OUTO