Thiết bị đo địờn trở bằng phương phỏp U,I Phương phỏp đo đi n tr b ng so sỏnh v i Thi t b đo đ ờn tr b ng phương phỏp U,I Phương phỏp đo điện trở bằng so sỏnh với mẫu Phương phỏp đo đi
Trang 1Thiết bị đo địờn trở bằng phương phỏp U,I Phương phỏp đo đi n tr b ng so sỏnh v i
Thi t b đo đ ờn tr b ng phương phỏp U,I
Phương phỏp đo điện trở bằng so sỏnh với mẫu
Phương phỏp đo điện trở rất lớn và rất nhỏ
Phương phỏp đo điện trở rất lớn và rất nhỏ
Phương phỏp cầu xoay chiều đo R,L,C và hệ
số phẩm chất.
2
RP
CT
E0
Tác dụng của R ???
+
=
=
= +
=
Ω
0 0 CT
CT
0 P CT
U U I
I
U R R
Rx
CT
E0 của Rp???
max
=
→
= +
=
=
Ω
CT X
P CT 0 0 CT
I 0 R Khi
R R R I
( )1 U
+ +
=
R p = (U 0 /I CT ) – R CT bảo vệ cơ cấu
khỏi dũng điện cực đại
( )1 R R R I
X CT P CTX= + +
Xét thang đo theo biểu thức (1),
RX= 0 ↔UV= Umax vì ICT= Imax
R = ∞ ↔U = 0 vì I = 0
thang đo khắc độ theo điện áp
∞ RX>RΩ RX<RΩ 0 Thang chia độ
RX= ∞ ↔UV= 0 vì ICT= 0 Thang chia độ
ngược
R
R X
R P1
R P2
CT
I CC
E CT
I CC
Trang 2R P
RM
RX 1
2 CT
U0
RΩ= (RP+R)//RCT
CT P
R R R
R R R
R
+ +
ì +
=
CT
R
R
+ +
=
Khi RX = ∞ (hở mạch 1, 2) toàn bộ dòng nguồn cung cấp
qua cơ cấu chỉ thịX →chỉ thị là volmet đo điện áp nguồn→I
qua cơ cấu chỉ thị→chỉ thị là volmet đo điện áp nguồn→ICT
=max
Khi RX= 0 (ngắn mạch 1, 2) dòng chỉ thị qua 1, 2 không
→
X
chạy qua cơ cấu chỉ thị→ICT= 0
0 V
∞
RX= RΩ
max
Thang chia độ của volmet và
5
∞ 0
Thang chia độ của volmet và
ôm mét song song trùng nhau
Xác định khoảng đo điện trở của Ommet nối tiếp có các chỉ số kỹ thuật sau:
Điện áp cung cấp U0= 3V; điện trở phụ nối tiếp Rp= 30k Ω ; điện trở
điều chỉnh “0” RM=50 Ω nối song song với các cơ cấu chỉ thị : Ictmax=
50 à A, ng−ỡng nhạy ε =1 à A
50 à A, ng−ỡng nhạy ε =1 à A
Viết công thức tính toán điện trở đo theo giá trị của Ict.
( )
( )
( // )
M CTX
I
=
RP
CT
E0 RM
Rx= 0
Rx CT
6
Nguyờn tắc là kiểm tra hệ số khuếch đại cũng
như điện trở của linh kiện
)ối với diod thỡ kiểm tra cỏc hệ số chỉnh lưu
Thử transitor:
Thử transitor:
◦ Rbvà RCthay đổi theo loại transitor cần thử
kiểm tra dũng khụng tải: IC0= (0.05-0.01)Icđm
(REkhụng nối vào cực B)
:
c cc cc B
Tớnh hệ số khuếch đại
Kết luận tự người dựng phải làm
B C
R C
U CC
R B :
c cc cc B
c B cc c
K t lu n t ngư i dựng ph i làm
B E
Cú 2 cỏch
◦ S d ng ngu n dũng
Cú 2 cỏch
◦ Sử dụng nguồn dũng
R I
ADC
◦ Dử dụng nguồn ỏp
R x I
◦ Dử dụng nguồn ỏp
R trong
R x
R trong
ADC
Trang 3ICC
Mạch thực hiện
R1
UK
Rx
R2
Ira
Ura
UX=IccRX
Do mạch khuếch đại thuật toán phản hồi áp
+
-R2
Do mạch khuếch đại thuật toán phản hồi áp nên có điện trở vào rất lớn không làm ảnh hưởng đến UXđầu vào
UX-Uk=∆UV
UX-Uk=∆UV
Hệ số khuếch đại của khuếch thuật toán rất lớn (105–106)
∆∆UV=Ura/K được coi là rất nhỏ Uratỉ lệ với UX tỉ lệ với
điện trở cần đo RX
Trang 4)iện trở đo và điện trở
mẫu nối tiếp
R M
mẫu nối tiếp
U X U M
U1 U2 M
x
M
x
U
R
R
U
U
=
=
◦ Cầu cân bằng
R1 R2 4
3
4 cc 2 1
2 cc
R R
R U R R
R U U
+
− +
=
∆
M
M
x
X R
U
U
R =
◦ Cầu cân bằng
Cầu không cân bằng
3
R
n
R 2
R 1
∆∆∆∆U U~
U ra
R 3
R 4
2
( 1)
x
c c
x
R U
R
U
n
∆
∆ ≈
-13
( 1)
U
n
R x
R x
+
∆
∆ =
Su
-độ nhạy cầu
14
Tiêu chuẩn đo điện trở cách điện
Tiêu chu n đo đi n tr cách đi n
Miliomet số
Miliomet số
)iện áp đo điện trở cách điện Uth=2 √ 2 Ulv
◦ U là đ ên tr đ nh m c làm vi c c a thi t b
)i n áp đo đi n tr cách đi n Uth=2 2 Ulv
◦ Ulvlà địên trở định mức làm việc của thiết bị
◦ Uthlà địên áp thử cách điện
◦ VD: )ịên áp làm việc 220V thì Uth = 500V
◦ VD: )ịên áp làm việc 220V thì Uth = 500V
◦ Do đó điện áp thử cách điện được chuẩn hoá 500V, 1000V, 1500V, 2500V
Meghomet
◦ tương tự: sử dụng logomet từ điện
◦ Meghomet số: sử dụng mạch chia điện tử
◦ Meghomet số: sử dụng mạch chia điện tử
Trang 5Cách điện khối là do
Cách điện khối là do
dòng rò xuyên qua vật liệu,
được đo theo sơ đồ a)
Cách điện mặt là do dòng
Cách điện mặt là do dòng
dò trên bề mặt vật liệu, được
đo theo sơ đồ b)
1- hai cực áp sát vật liệu cần
đo
2- cực phụ; 3- vật liệu cần đo
điện trở khối
Sử dụng màn chắn tĩnh điện, tất
cả dòng rò ảnh hưởng đến kết
17
cả dòng rò ảnh hưởng đến kết
quả đo đều được tập trung lại
nối với vỏ nối đất của dụng cụ
Yờu cầu Rcđ
>0.5M Ω
Yờu c u Rcđ
>0.5M Ω
R X
R M
I 1
I 2
=
= α
M
X R
R F I
I F 2 1
18
Ví dụ: Logomet: từ điện
δ
Ví dụ: Logomet: từ điện
Nam châm tạo ra từ trường, khi có I1 qua
khung dây 1 thi từ trường của nam châm
tác động lên khung dây 1 tạo nên lực làm
S N
tác động lên khung dây 1 tạo nên lực làm
khung dây quay
φ1,φ2 : Từ thông của nam châm móc vòng
qua khung dây 1 và 2
I2
I1
qua khung dây 1 và 2
M1 và M2 ngược nhau Các giá trị cực đại
của M1 và M2 lệch nhau một gócδ
M = M
α φ
φ
d I
M
I
W e
1 1
1
1
1
=
=
) (
2
1 1
2 2 1
φ α
φ α
φ
f d
d d I
I d
d I d
d
M1 = M2
α φ α
d
d I
M
d I
M
2 2
2
1
1
=
2 2
1
α
φ α
α
d
d I d
d
=
2
1
I
I F
α
α
I2
U0
Mạch logomet điện tử được tạo ra bằng cỏch
Tx TM
RM Rx được tạo ra bằng cỏch
so sỏnh khoảng thời gian txvà tMthụng qua
U0
R x
Phát U
bộ tớch phõn hai sườn xung
tx/tM = UM/Ux= Rx/RM
R
ADC (ICL7107)
Dựng ICL 7107 làm chế độ logomet
U X high
I M +500V
U
1
R U
Uref= X=
U ref high
U X high U
0
1
R U R R U
M X X
⋅
=
→
=
2
1 2
1000
R
R R
R N
R R
U R R
U N
M
X X
x M X
U ref low
U X low 0
Trang 6Mạch logomet RM RX
Mạch logomet
điện tử được tạo
ra bằng cách so
sánh khoảng
Ph¸t U
∫∫∫∫ dt SS
U0
sánh khoảng
thời gian tx và tM
thông qua bộ
U0
+500V
thông qua bộ
tích phân hai
I M +500V
U
sườn xung
tx/tM = UM/Ux =
Rx /RM
Dùng ICL 7107
U ref high
U X high U
0
1
R U U R R
U
U
M X X
Dùng ICL 7107
làm chế độ
U ref low
U X low 0
⋅
=
→
=
2
1 2
1000
R
R R
R N
R R
U R
R
U
N
M
X X
x M
X
Máy phát điện quay tay 1 chiều Máy phát ngh t
Máy phát đi n quay tay 1 chi u
Máy phát nghẹt
R
T 1
W 1
R 2
R R
T 2
1
W
U 2
U 1
W 2
22
Trang 7Vấn đề đo địờn trở nhỏ là loại bỏ được ảnh
V n đ đo đ ờn tr nh là lo i b đư c nh
điện trở 4 đầu:
◦ hai đầu cho dũng chạy qua I I
◦ hai đầu cho dũng chạy qua
◦ hai đầu cho điện ỏp
U X U
Ux được đấu vào UinH g; cũn Us đưa vào Uref
U X
U X
Ux được đấu vào UinHịg; cũn Us đưa vào Uref của 7107
=
X
U
U U
U
N 1000 1000
26
=
=
s ref
X
U U
N 1000 1000
m 4 2
2
U =0
R1 i 1 R2
2
4 2 1 2
m
m 4 2
2
1
R
R i i
R
IR
+
=
−
=
→
i 2 R 3 i2 R4
UG=0
I+i1
i 1
1
3 2 1
1
X
X 3 2
1
1
R
R i i
R
IR
IR R
i
R
i
−
=
→
+
RX a Y b Rm
I- i2 I+i1
I+i 1
U 0
2 2
4 2 1
2
m
1 2 1
1
X
R R
R i i
R
R
R
=
−
=
Khoảng đo của cầu Kelvin :
10àΩ ữ1Ω
Độ chính xác của phép đo: ± 1
2
1
3 2 1
1
2 X
m
R R R
R i i
R
R R
−
0,2%
Rm : điện trở mẫu có giá trị nhỏ.
R1, R2, R3, R4 : điều chỉnh đ−ợc
27 2
1 m
X
R
R
R
R1, R2, R3, R4 : điều chỉnh đ−ợc
để cầu cân bằng, phải luôn giữ tỉ số R1/R2=R3/R4
28
Trang 8a Điều kiện cân bằng cầu
4
3 2
1
Z
Z Z
a Điều kiện cân bằng cầu
Phân tích
điều kiện cân bằng cầu???
4
Z
- Cân bằng về Modul:
z1z4= z2z3 (1)
bằng cầu???
z1z4= z2z3 (1)
- Cân bằng về pha:
ϕ1+ϕ4=ϕ2+ϕ3 (2)
Để có thể cân bằng cầu theo phương trình (1) và (2) là vô cùng khó khăn→để giản tiện thường chọn 2 trong 4 nhánh là thuần trở
30
nhánh là thuần trở
c1 Cầu xoay chiều đo điện dung tổn hao ít
CX
1 R Z
ω
+
=
n n 3 X X 4
C j
1 R R C j
1 R R
ω
+
=
+
→
RX
C n
Z1
Z
R3
R
n n 2
X C j
1 R Z
C j ω
ω
+
=
4 n n
3 X X
n n 3 X X 4
R C
1 j R R
C
1 j R
C j C
j
ω ω
ω ω
ư
=
ư
C n
Rn
4
R
n n
X
R R R R R
R
R
ì
=
=
→
=
Cân bằng cầu ???
n n
X n
X
R R
R R
R R R
R
R
R
R
ì
=
=
→
=
→
4 3 4 3 4
3
n n
R
R R
R C C R C R
ω
n X
C R R
C R C R
→
3 3 4
3 ω
ω
Dựng cầu cõn bằng [1-93]
Dựng c u cõn b ng [1-93]
x
Cx
Rx
Cn
Rn
R4
n 3
4 x n 4
3
R
R C
; R R R
Trang 9b Chỉ thị :
b Chỉ thị :
Chỉ báo dùng cho cầu xoay chiều, thường
CT
Điện áp
ra cầu
Nếu điện áp ra cầu xoay chiều nhỏ, có thể dùng
thêm bộ khuếch đại
CT
33
Cỏch này cú thể xỏc định dũng điện nhỏ hơn 1àA Cỏch này cú thể xỏc định dũng điện nhỏ hơn 1àA
34
L x
R x
R 3
Z1=RX+j ω LX
R n
Z2=(RL+Rn) + j ω Ln
Z3=R3; Z4=R4
R L
R 4
L n
X X
L X
4
n n
L 2
X X 1
L j R R R L j R R
L j R R Z
ω ω
ω
+ +
= +
+ +
=
) (
) (
R 1
L X
RX
ĐN
3
4 n L 3 X n L 3 X 4
L R L L R L R
R R R R R R R R R R
ì
=
→
=
→
+
=
→ +
=
→
ω ω
) (
) (
Rn 1 2
L
n 4
3 X n 3 X
R
R L L R L
Ln
Bản thân cuộn mẫu có điện trở thuận R , nên điện trở mẫu phải bố
Làm sao chỉnh được cõn bằng
cả pha và biờn ?
Bản thân cuộn mẫu có điện trở thuận RL, nên điện trở mẫu phải bố trí để có thể đổi qua lại giữa 2 nhánh 1 và 2 để cầu cân bằng
Giả sử RX> R4→công tắc để ở nhánh 1
Trang 10điều kiện cộng hưởng
C x
Phỏt
ω V 1 V 2
L 0
C
0
0 01
1
L C
ω =
C x
ω0 V 1 V 2
A1
C n
A1
giữ nguyên tần số ω0, và xoay tụ xoay C0đến vị trí
cộng hưởng C02, như vậy
1 ) C C ( L 1
x 02 0 0
+
= ω
37
Mắc điện cảm mẫu vào mạch , C0ở giá tị C01(vạch 0 ở thang
đo C ứng với giá trị L của điện cảm )
đo C ứng với giá trị L0của điện cảm )
0 1
L C
w =0
0 01
L C
01
02
x x
C
C
L C = L C đ =
38
Ta có :
Trong đó : R X-điện kháng của mạch đo C/L
X
Q =
Trong đó : X-điện kháng của mạch đo C/L
R: Điện trở thuần của mạch và tgδ=1/Q Tại giá trị cộng hưởng X =X và X=0; I=U /R
Tại giá trị cộng hưởng XL=XCvà X=0; I=U1/R
Lúc đấy điện áp C0(tức C02) sẽ là:
R C
U I C
1
Ue
ω
= ω
= Nếu ta đặt giá trị U1=1V thì V2 Chỉ Q
R C
L 0
C x
Phỏt
ω0 V1 V2
C n
Mạch đo tần số
Trang 11Chuyển đổi điện áp
Chuyển đổi điện áp
Force de
contre-réaction
qui agit sur le
capteur
41
Đo tần số giao động
42
C
C
7400 7400
C