Bai 2 Cac loai co cau do thong dung

Khái niệm về cơ cấu đoCơ cấu đo I, U  Mạch đo: biến đổi đại lượng X thành đại lượng điện Y dòng điện hoặc điện áp  Cơ cấu đo: chuyển đổi đại lượng điện thành chuyển dịch cơ học sự thay

Bài 2

CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG

Nội dung

1 Khái niệm về cơ cấu đo.

2 Các loại cơ cấu đo

 Cơ cấu đo từ điện

 Cơ cấu đo điện từ

1 Khái niệm về cơ cấu đo

Cơ cấu đo

(I, U)

 Mạch đo: biến đổi đại lượng X thành đại lượng điện Y (dòng điện hoặc điện áp)

 Cơ cấu đo: chuyển đổi đại lượng điện thành chuyển dịch cơ học (sự thay đổi vị trí của

phần động so với phần tĩnh)

 Thiết bị chỉ thị: phản ánh độ lớn của đại lượng đo

thông qua chỉ số trên thang đo

Thiết bị chỉ thị

α = f(Y)

Mạch đo

Y

Nguyên lý hoạt động của CCĐ

 Biến đổi liên tục điện năng thành cơ năng làm quay phần động của nó Trong quá trình quay lực

sinh công cơ học, một phần thắng lực ma sát, một phần làm biến đổi thế năng phần động

I (hoặc U )  Wđtt  F  Mq  α

 Mô men quay

dtt q

C¬ cÊu ®o tõ điện

 Là CCĐ mà mô mem quay sinh ra do tương

tác giữa từ trường của nam châm vĩnh cửu

với từ trườngcủa khung dây có dòngđiện chạy qua

2 Các loại cơ cấu đo

Cơ cấu đo từ điện

C¬ cÊu ®o tõ ®iÖn

B -Cảm ứng từ

S - diện tích khung dây

n - số vòng của khung dây

D – hệ số lò so phản kháng

Cơ cấu đo từ điện

 Đặc điểm:

 Chỉ đo ở mạch một chiều

 Thang đo tuyến tính

 Công suất tiêu thụ nhỏ

 Chịu quá tải kém

 Cấu tạo phức tạp

 Ứng dụng: chế tạo ampemét, vônmét, dùng làm thiết

bị chỉ thị cho các vônmét điện tử và cầu đo

C¬ cÊu ®o điện tõ

 Là CCĐ mà mô mem quay sinh ra do tương

tác giữa từ trường của cuộn dây (phần tĩnh)

có dòng điện chạy qua với phần tử làm bằng vật liệu sắt từ (phần động)

Cơ cấu đo điện từ

C¬ cÊu đo ®iÖn từ

 T¹i thêi ®iÓm c©n b»ng m« men:

 Đo ở cả mạch một chiều và xoay chiều

 Thang đo phi tuyến

 Cấu tạo đơn giản

 Chịu quá tải tốt

 Ứng dụng: chế tạo ampe mét, vôn mét

 Phương trình thang đo:

C¬ cÊu ®o điện động

 Là CCĐ mà mô mem quay sinh ra do tương tác giữa từ trường của các cuộn dây (động và

tĩnh) khi có dòng điện chạy qua

Cơ cấu đo điện động

Cơ cấu đo điện động

M12 - hỗ cảm giữa

2 cuộn dây

 Phương trình thang đo:

 Phương trình thang đo: φ - góc lệch pha

giữa 2 dòng điện

 Với dòng điện một chiều, tại thời điểm cân bằng mô men

C¬ cÊu đo ®iÖn động

 Đặc điểm:

 Đo ở cả dòng một chiều và xoay chiều

 Thang đo phi tuyến

 Cấu tạo đơn giản

 Ứng dụng: chế tạo ampe mét, vôn mét, pha mét, tần

mét, oát mét

Cơ cấu đo tĩnh điện

 Là CCĐ mà mô mem quay sinh ra do tương tác giữa hai hoặc một số vật tích điện

Cơ cấu đo tĩnh điện

U – điện áp giữa 2 cực

Cơ cấu đo tĩnh điện

 Đặc điểm:

 Đo ở cả mạch một chiều và xoay chiều

 Thang đo phi tuyến

 Trở kháng vào lớn, năng lượng tiêu thụ nhỏ, dải tần

rộng

 Độ nhạy thấp

 Ứng dụng: chế tạo vônmét

Cơ cấu đo cảm ứng

 Cấu tạo:

 Phần tĩnh: các cuộn dây điện 2,3 có cấu tạo để khi có dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ

sinh ra từ trường móc vòng qua mạch từ và qua phần động, có ít nhất là 2 nam châm điện

 Phần động: đĩa kim loại 1 (thường bằng nhôm) gắn vào trục 4 quay trên trụ 5.

Cơ cấu đo cảm ứng

 Nguyên lý hoạt động:

Dựa trên sự tác động tương hỗ giữa từ trường xoay chiều (được tạo ra bởi dòng điện trong phần tĩnh) và dòng điện xoáy tạo ra trong đĩa của phần động, do đó cơ cấu này chỉ làm việc với mạch điện xoay chiều

Cơ cấu đo cảm ứng

 Nguyên lý hoạt động:

Khi I1, I2 vào các cuộn dây phần tĩnh → sinh ra các từ thông Ф1, Ф2 (các từ thông này lệch pha nhau góc ψ bằng góc lệch pha giữa các dòng điện tương ứng), từ thông Ф1, Ф2 cắt đĩa nhôm 1 (phần động) → xuất hiện trong đĩa nhôm các sức điện động E1, E2 (lệch pha với Ф1, Ф2 góc π/2) → xuất hiện các dòng điện xoáy I x1, Ix2 (lệch pha với E1, E2 góc α1, α2)

Cơ cấu đo cảm ứng

 Nguyên lý hoạt động:

Các từ thông Ф1, Ф2 tác động tương hỗ với các dòng điện Ix1, Ix2 → sinh ra các lực F1, F2 và các mômen quay tương ứng → quay đĩa nhôm (phần động) Mômen quay được tính:

với: C là hằng số.

f là tần số của dòng điện I1, I2.

ψ là góc lệch pha giữa I1, I2.

ϕ φ

f 1 2 C

Cơ cấu đo cảm ứng

 Các đặc tính chung:

 Điều kiện để có mômen quay là ít nhất phải có hai từ trường.

 Mômen quay đạt giá trị cực đại nếu góc lệch pha ψ giữa I1, I2 bằng π/2.

 Mômen quay phụ thuộc tần số của dòng điện tạo ra các từ trường.

 Chỉ làm việc trong mạch xoay chiều.

 Nhược điểm: mômen quay phụ thuộc tần số nên cần phải ổn định tần số.

 Ứng dụng:

Chủ yếu để chế tạo côngtơ đo năng lượng; có thể đo tần số…

BẢNG CÁC LOẠI

CƠ CẤU CHỈ THỊ CƠ ĐIỆN