Bài giảng Kỹ thuật đo lường

Nguy n Th Lan HươngMΒc ñích môn h2c Nghiên cΓu cơ sΙ k thu t ño lư5ng và vi%c ñ∋m b∋o cơ sΙ cho các thí nghi%m.. Nguyên tϑc ho7t ñ ng c;a các phương ti%n ño, các phương pháp ño các ñ7i l

Bài gi ng

K thu t ño lư ng

GV: TS.Nguy n th Lan H ng

B môn: K thu t ño và THCN

Hà n i 08/2007

Tài li%u tham kh∋o

1. Giáo trình ”
      

”, PGS Nguy n Tr2ng Qu4, Trư5ng Đ7i h2c Bách khoa Hà n i, 1996



               

, Ch; biên PGS.TS Ph7m Thư>ng Hàn, Nhà xu≅t b∋n Giáo dΒc, quyDn 1,

 

                     

, PGS Nguy n Tr2ng Qu4, Trư5ng Đ7i h2c Bách khoa Hà n i, 1996

Nguy n Th Lan Hương

MΒc ñích môn h2c

Nghiên cΓu cơ sΙ k thu t ño lư5ng và vi%c ñ∋m b∋o cơ

sΙ cho các thí nghi%m

Nguyên tϑc ho7t ñ ng c;a các phương ti%n ño, các phương pháp ño các ñ7i lư>ng v t lý

Các phương pháp ñánh giá sai sΜ c;a k4t qu∋ ño, các cơ

sΙ tiêu chuΝn hoá và chΓng thΟc

Hình thành kinh nghi%m ti4n hành thí nghi%m ño, kinh nghi%m làm vi%c vΠi các phương ti%n ño có trình ñ ñánh giá k4t qu∋ ño và sai sΜ phép ño

Chương 1 Các khái ni%m cơ b∋n c;a k thu t

ño lư5ng

Đo lư5ng

Đ nh nghĩa và phân lo7i phép ño

Khái ni%m vΥ      

và     

M t sΜ ñςc trưng c;a k thu t ño

Tín hi%u ño

Các ñiΥu ki%n ño.

Đơn v ño vaW chuΝn mΞu

Phương pháp ño vaW Phương ti nΨ ño

Ngư i quan s t v ñ nh gi k t qu

Nguy n Th Lan Hương

Đ nh nghĩa vΥ Đo lư5ng

Theo pháp l%nh “ ĐO LƯ⊥NG” c;a nhà nưΠc CHXHCN Vi%t nam

Chương 1α ñiΥu 1: Đo lư5ng là vi%c xác ñ nh giá tr c;a ñ7i lư>ng cβn ño

Chính xác hơn: Đo lư5ng là m t quá trình ñánh giá ñ nh lư ng c;a

m t ñ7i lư>ng cβn ño ñD có k4t qu∋ bχng s so vΠi ñơn v ño

Đ7i lư>ng ño ñư>c:

VΠi m t ñ7i lư>ng cβn ño là X ta có thD tìm ñư>c m t ñ7i lư>ng X ñD cho

m X >X và (mα1) X =X hay nói cách khác

Ánh x7 ñư>c X vào t p sΜ tΟ nhiên {N} vΠi ñ ño X

Đ nh nghĩa và phân lo7i phép ño

Phép ño là quá trình thΟc hi%n vi%c ño lư5ng

Phân lo i

Đo tr c ti p: Là cách ño mà k4t qu∋ nh n ñư>c trΟc ti4p tưW m t phép ño duy nh≅t

Đo gián ti p: Là cách ño mà k4t qu∋ ñư>c suy ra tưW sưΨ phΜi h>p k4t qu∋ c;a nhiΥu phép ño dùng cách ño trΟc ti4p.

Đo h p bô∀: Là cách ño gβn giΜng như phép ño gián ti4p nhưng sôλ lư>ng phép ño theo phép ño trΟc ti4p nhiΥu hơn vaW k4t qu∋ ño nh n ñư>c

thư5ng ph∋i thông qua gi∋i m t phương trình hay m t hêΨ phương trình

mà các thông sôλ ñam bi4t chính là các sôλ li%u ño ñư>c

Đo th#ng kê : ñêν ñ∋m b∋o ñôΨ chính xác c;a phép ño nhiΥu khi ngư5i ta ph∋i sưν dΒng phép ño thΜng kê TΓc là ph∋i ño nhiΥu lβn sau ñoλ l≅y giaλ tr trung bình

Đo lư ng h c: là ngành khoa h2c chuyên nghiên cΓu vêW các

phương pháp ñêν ño các ñ7i lư>ng khác nhau, nghiên cΓu vêW mΞu vaW

Nguy n Th Lan Hương

Vớ dΒα Phương trỡnh cơ b∋n c;a phộp ủo

ì

=

⇒

=

X: Đại l−ợng cần đo

X0: Đơn vị đo

Ax: Giá trị bằng số của đại l−ợng cần đo

Quá trình so sánh đại l−ợng cần đo với

mẫu ủD cho ra kết quả bằng số

Cú thD ủo m t ủ7i lư>ng

v t lý b≅t kỳ ủư>c

khụng???

Khụng, vỡ khụng ph∋i ủ7i lư>ng nào cũng

cú thD so sỏnh giỏ tr c;a nú vΠi mΞu ủư>c.

MuΜn ủo giỏ tr c;a m t ủ7i lư>ng v t lý b≅t kỳ ph∋i chuyDn ủρi ủ7i lư>ng này sang m t ủ7i lư>ng v t lý khỏc cú thD so sỏnh ủư>c giỏ tr c;a nú vΠi mΞu Hai lo7i chuyDn ủρi:

Cụng cΒ: c∋m bi4n (sensor, chuyDn ủρi sơ c≅p) Phương trỡnh cơ b∋n

Nguy n Th Lan Hương

 
      
 

    a           

              !

  "     

$ %

  &       ' ( 

   e  *

ữ

ữ













=

Vớ d(: Đo )ng su+t c h,c c−a m/t d0m bờ

tụng ch(i l c

=

Khi P ch−a tác động, cầu cân bằng

⇒ Ura= 0

l−ợng U Đo U → R → l

KP: Hệ số poisson.













=

Vớ dΒ (2)

CM??

ì

Nguy n Th Lan Hương

Xỏc ủ nh ủςc tớnh c;a dõy dΞn ủi%n

rt = r20 [ 1+α(t Κ 20) + β(tΚ20)2 ] α, β chưa biết











ư +

ư +

=

ư +

ư +

=

β α

β α

Đo điện trở ở nhiệt độ 20 0 C, t1 vΕ t2

⇒ Hệ 2 phương tr nh 2 ẩn α vΕ β.

α β

Cỏc phộp ủo trΟc ti4p???

1.2 Phương phỏp ủo (1)

Quỏ trỡnh ủo bi4n ủρi thτng

k4t qu∋

 

=

Nguy n Th Lan Hương

Phương pháp ño (2)

Quá trình ño kiDu so sánh





÷ 

Ví dΒ

Có m t vônmét ñư>c khϑc ñ như sau:

150V tương Γng 100 v7ch

Khi ño ñi%n áp Vônmét chϖ 120 v7ch, xác ñ nh k4t qu∋?

So sánh

Giá tr

=



=    

Nguy n Th Lan Hương

1.3 Đςc trưng c;a k thu t ño(1)

Tín hi%u ño & Các ñiΥu ki%n ño

Tín hi&u ño mang theo thông tin vêW ñΜi tư>ng cβn nghiên cΓu

Tín hi&u ño thê( hi&n ) 2 ph+n : Phβn ñ7i lư>ng vaW phβn d7ng tín hi%u

Ph n Đ3i l ng: thông tin vêW giaλ tr c;a ñΜi tư>ng ño

Ph n D3ng tín hi5u: thông tin vêW sưΨ thay ñρi tín hi%u ño

Gia công tín hi%u: là nghiên cΓu các quy lu t bi4n ñρi tín hi%u, xác ñ nh các lo7i tín hi%u, chuyDn các tín hi%u b≅t kyW vêW các tín hi%u có quy lu t ñêν ñánh giaλ chúng, chuyDn ñi xa, dùng vào vi%c ñiΥu khiDn hoςc phΒc hζi l7i tín hi%u ≅y khi cβn thi4t Xưν lyλ tín hi%u ño lư5ng: tΓc là áp dΒng các nguyên công vêW ño lư5ng lên các tín hi%u ñoλ, có nh{ng ñςc ñiDm riêng là v≅n ñêW bi4n các tín hi%u ñoλ thành sôλ vΠi m t sai sôλ xác ñ nh, ph∋n ∋nh ñ nh lư>ng ñ7i lư>ng cβn ño

Các ñi.u ki&n ño:Khi ti4n hành phép ño ta ph∋i tính ñ4n ∋nh hưΙng c;a môi trư5ng ñ4n k4t qu∋ ño vaW ngư>c l7i, khi sưν dΒng dΒng cΒ ño ph∋i không ñư>c ∋nh hưΙng ñ4n ñΜi tư>ng ño

Đςc trưng c;a k thu t ño(2)

Đơn v ño và chuΝn mΞu

Vi%c ñβu tiên c;a ño lư5ng h2c là xác ñ nh ñơn v ño và

nh{ng tρ chΓc cβn thi4t ñD t7o mΞu ñD ñ∋m b∋o cho k4t

qu∋ ño lư5ng chính xác, tin c y

Vi%c thành l p ñơn v , thΜng nh≅t ñơn v ño lư5ng là m t quá trình lâu dài, bi4n ñ ng Vi%c ñ∋m b∋o ñơn v , tρ chΓc kiDm tra, xác nh n, mang tính ch≅t khoa h2c, k thu t v|a

tρ chΓc và pháp l%nh

Vi%c thΜng nh≅t h% thΜng quΜc t4 vΥ ñơn v mang tính ch≅t hi%p thương và quy ưΠc α>


       a      

           
       

α> h% thΜng ñơn v IS (International Standard) ra ñ5i (1960) Do tρ chΓc quΜc t4

vΥ chuΝn phΒ trách ISO(International Standard

Organisation) gζm 7 ñ7i lư>ng chính

Nguy n Th Lan Hương

Đςc trưng c;a k thu t đo(3)

Phương pháp đo và Phương ti%n đo

Quá trình đo đư>c thΟc hi%n theo nh{ng bưΠc nh≅t đ nh, thΟc hi%n các thao tác đo lư5ng cơ b∋n

Th; tΒc ph i h>p các thao tác (nguyên cơng) đo lư5ng là phương pháp đo

Phương ti%n đo thD hi%n k thu t c;a m t phương pháp đo

cΒ thD α>Đ nh nghĩa “ Phương ti%n đo là t p h>p các phβn t•, các modul, các dΒng cΒ, các h% thΜng phΒc vΒ cho vi%c thu th p và x• lý sΜ li%u đo lư5ng”

Phân lo7i phương ti%n đo lư5ng

Đςc trưng c;a k thu t đo(4)

Ngư5i quan sát

Đoλ là ngư5i đo vaW gia cơng k4t qu∋ đo Nhi%m vΒ c;a

ngư5i quan sát khi đo là ph∋i nϑm đư>c phương pháp đo,

am hiDu vêW thi4t b đo mà mình sưν dΒng; kiDm tra điΥu ki%n đo; phán đốn vêW kho∋ng đo đêν ch2n thi4t b phuW h>p; ch2n dΒng cΒ đo phuW h>p vΠi sai sơλ yêu cβu vaW phuW h>p vΠi điΥu ki%n mơi trư5ng xung quanh; bi4t điΥu khiDn quá trình đo đêν cho ra k4t qu∋ mong muΜn; nϑm đư>c các

phương pháp gia cơng k4t qu∋ đo đêν ti4n hành gia cơng sơλ li%u thu đư>c sau khi đo Bi4t xét đốn k4t qu∋ đo xem đam đ7t yêu cβu hay chưa, cĩ cβn đo l7i hay khơng, hoςc ph∋i

Phân lo7i phương ti%n đo lư5ng

Đςc trưng c;a k thu t đo( 4)

Ngư5i quan sát

Đo? ? ngư5i đo vaW gia cơng k4t qu∋ đo Nhi%m vΒ c;a...

ngư5i quan sát đo ph∋i nϑm đư>c phương pháp đo,

am hiDu vêW thi4t b đo mà sưν dΒng; kiDm tra điΥu ki%n đo; phán đốn vêW kho∋ng đo đêν ch2n thi4t b phuW h>p; ch2n dΒng cΒ đo phuW h>p... h>p thao tác (nguyên cơng) đo lư5ng phương pháp đo

Phương ti%n đo thD hi%n k thu t c;a m t phương pháp đo

cΒ thD α>Đ nh nghĩa “ Phương ti%n đo t p h>p phβn t•, modul, dΒng