Thực hành đo lường và cảm biến điện tử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
-----  -----

THỰC HÀNH
ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN ĐIỆN TỬ

Biên soạn: TS. Nguyễn Đỗ Dũng
Bộ môn: Điện tử - Viễn thông

Tài liệu lưu hành nội bộ


BÀI THỰC HÀNH SỐ 1
ĐO ĐIỆN ÁP – DÒNG ĐIỆN
I. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
Tạo các kỹ năng sử dụng đồng hồ volt kế và ampe kế, đồng hồ VOM,
đồng hồ số để thực hiện các phép đo điện áp và dòng điện trong một mạch cụ
thể một cách đúng kỹ thuật, đúng phương pháp và đọc chính xác kết quả đo.
II. NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. THÍ NGHIỆM 1

A
UDC

A
R
10K

V

UDC

V

Hình 1

Hình 2

Bước 1: Lắp mạch như hình vẽ. Cấp nguồn.
Bước 2: Điều chỉnh nguồn UDC = 30V. Quan sát các chỉ số ở các đồng hồ. Ghi
kết quả vào bảng 1.
Kết quả đo

Hình 1

Hình2

UDC (V)
I(A)
Tính R
Nhận xét kết quả đo.
2. THÍ NGHIỆM 2

A

UDC

R1
10K

V1

R2
15K

V2

V

Hình 3

R
10K


Bước 1: Lắp theo sơ đồ hình 3.
Bước 2: Điều chỉnh nguồn UDC = 30V. Quan sát chỉ số ở các đồng hồ.
Bước 3: Tiến hành đo dòng điện và điện áp theo trình tự như bảng 2.
U1(V)

I1(A)

U2(V)

I2(A)

U(V)

I(A)

3. THÍ NGHIỆM 3
R1

A

A

R2
R3

A
UDC

V

Hình 4
Bước 1: Lắp theo sơ đồ hình 4 với R1 = R2 = R3 = 10K.
Bước 2: Điều chỉnh nguồn UDC = 30V. Quan sát chỉ số ở các đồng hồ.
Bước 3: Tiến hành đo dòng điện và điện áp theo trinh tự như bảng 3.
I1(A)

U1(V)

I2(A)

U2(V)

I(A)

U(V)

4. THÍ NGHIỆM 4
Bước 1: Lắp lại mạch như sơ đồ hình 1
Bước 2: Thay đổi nguồn DC cung cấp vào mạch khoảng 3 giá trị.
Quan sát các chỉ số trên đồng hồ, ghi kết quả đo vào bảng 4


U(V)

Lần đo/ đại lượng

I(A)

đo
Đo lần 1
Đo lần 2
Đo lần 3

5. THÍ NGHIỆM 5 (phương pháp dịng điện)

Bước 1: Lắp mạch theo sơ đồ hình vẽ. cấp nguồn 12V
Bước 2: Dùng đồng hồ số đo điện áp trên điện trở cần kiểm tra Rx lần lượt với
các giá trị điện trở mẫu trên hình vẽ. Sau đó dùng cơng thức
𝑅 =

𝐸 − 𝑈đ
𝑈đ

𝑅

Tính Rx
Bước 3: Thay Rx = 15K. thực hiện lại bước 2.

Điện trở cần
kiểm tra

Uđo

Uđo

(bằng vơn kế)

(bằng tính tốn)

RM

Rx
(Tính được)


(Điện trở
mẫu)

50K
14K
5K
Rx = 10K

2K
Điện trở Rx tính trung bình cộng:

Sai số tuyệt đối :
Sai số tương đối :
50K
Rx = 15K

14K
5K
2K


BÀI THỰC HÀNH SỐ 2
ĐO CÁC THAM SỐ TÍN HIỆU
(Tần số, pha, thời gian,)
I. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
- Giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học
- Yêu cầu hiểu được các chế độ quét trong Oscilloscope
-Yêu cầu sinh viên nắm vững các phương pháp đo tần số, pha, thời gian … bằng
Oscilloscope
II. NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. THÍ NGHIỆM 1: Đo tần số chưa biết
Bước 1: Kết nối hai bộ tạo tín hiệu là A và B với kênh 1 và 2 tương ứng.
Bước 2: Dùng máy phát tín hiệu A áp dụng dạng sóng hình sin tần số 1 kHz và
biên độ 2V đến kênh 1.
Bước 3: Dùng máy phát tín hiệu B áp dụng dạng sóng hình sin tần số 0,5 kHz
và biên độ 2V đến kênh 2.
Bước 4: Nhấn nút X-Y trên Ôxilo và quan sát màn hình. Vẽ biểu đồ của thu được
mẫu Lissajous.
Bước 5: Tương tự thay đổi tần số của cả hai máy phát điện và quan sát và ghi lại
các mẫu Lissajous khác nhau. Thực hiện đọc 5 kết quả cho tỷ lệ a / b khác nhau

và ghi lại đọc trong Bảng 1.

Ví dụ: Ta có dao động đồ Lissajou sau:


Việc áp dụng quy tắc này cho con số dưới đây cho tỷ lệ tần số: fy/fx = a/b =
5/2.

Bảng 1: Đo tần số và quan sát dao động đồ Lissajous
Số ô tiếp

Số ô tiếp

Tần số

Tần số máy

Kết quả quan sát

tuyến dọc

tuyến

máy phát

phát A fV

được

ngang

A fH (KHz)

(KHz)

2

1

1

0,5

1

2

3

2

4

3

4

5

2. THÍ NGHIỆM 2: Đo độ lệch pha giữa 2 tín hiệu cùng tần số.

Bước 1: Lắp mạch theo hình vẽ:


Hoặc

Bước 2: Đưa tín hiệu hình sin có biên độ 4Vpp, vào hình có tần số: 10KHz từ
máy phát vào theo sơ đồ mạch. Dùng Oscilloscope đo tín hiệu ở đầu vào và đầu
ra của mạch cùng giá trị chuyển mạch thời gian Time/div. Quan sát dạng sóng
của tín hiệu.
Bước 3: Tính độ lệch thời gian ∆T, từ đó tính độ lệch pha ∆φ. Vẽ giản đồ thời
gian.


BÀI THỰC HÀNH SỐ 3
ĐO ĐIỆN TRỞ - ĐIỆN DUNG – ĐIỆN CẢM
(Dùng Oscillocope để đo)
I. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
- Giúp cho sinh viên thành thạo các dụng cụ đo và các phương pháp đo khác
nhau dùng Oscilloscope.
- Đo và đọc được các trị số của điện trở.
- Biết cách thực hiện các phương pháp đo đạt, kiểm tra các trị số của R, L, C.
II. NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. THÍ NGHIỆM 1 (đo điện trở bằng Oscillocope)

Bước 1: Lắp mạch như hình vẽ.
Bước 2: Từ máy phát âm tần lấy một tín hiệu hình sin có biên độ hiệu dụng 1V
(xác định bằng VOM) tần số 1Kz.
Bước 3: Dùng Oscillocope đo tín hiệu tại A, B. ghi nhận giá trị biên độ h1 vào
bảng. sau đó đo tín hiệu tại C, B ghi nhận giá trị biên độ h2 vào bảng.
Bước 4: Thay đổi biên độ hiệu dụng như trong bảng và thực hiện lại bước 3.

UAC (V)
1
2.5
3
4.5

h1(ô)

h2(ô)

𝑹𝟏 =

𝒉𝟏
𝑹
𝒉𝟐 𝟐


2. THÍ NGHIỆM 2 (đo điện cảm bằng Oscillocope)
Bước 1: Trước khi lắp mạch như hình vẽ, đo điện trở cuộn dây
Bước 2: Từ máy phát âm tần lấy một tín hiệu hình sin có biên độ hiệu dụng 3V
với tần số đặt vào cuộn dây là 5/10/20KHz.
Bước 3: đo điện trở của cuộn dây và dùng Oscillocope đo điện rơi trên cuộn
dây

Bước 4:
-

Cơng thức tính điện trở nguồn phát và giá trị cuộn dây:

-

Thay đổi tần số và cuộn dây như trong bảng và thực hiện lại bước 3.

f (KHz)

VL1

L1

VL2

5
10
20

3. THÍ NGHIỆM 3 (đo điện dung bằng Oscillocope)

L2


Cách 1: Đo theo tỉ lệ điện áp rơi
Bước 1: Lắp sơ đồ như hình vẽ.
Bước 2: Từ máy phát âm tần lấy một tín hiệu hình sin có biên độ hiệu dụng 2V
(xác định bằng VOM) tần số 1KHz.
Bước 3: Dùng Oscillocope đo tín hiệu tại D, E. ghi nhận giá trị h1 vào bảng. sau
đó đo tín hiệu tại F, E. Ghi nhận giá trị h2 vào bảng.
f(KHz)

h1(ô)

h2(ô)

𝑪=

𝒉𝟏 𝟏
𝒉𝟐 𝑹𝝎

1
2
3.5

Cách 2: Đo theo thời gian nạp của tụ C

Bước 1 và Bước 2: Các bước thực hiện tương tự như ở Cách 1, chú ý
thay tín hiệu hình sin bằng tín hiệu xung vng với tần số 1KHz.
Bước 3: Dùng Oscillocope đo Vxung và tính Vc, tnạp, C


Bước 4: Lặp lại các bước đo thêm 2, 3 tụ có trị số khác nhau. Ghi kết quả
đạt được vào bảng.
STT tụ C
1
2
3

VC

tnạp

C

BÀI THỰC HÀNH SỐ 4
KHẢO SÁT TÍN HIỆU TỪ MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG OP-AMP
I. MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU
- Nắm vững các phương pháp đo điện áp và đo cộng tín hiệu trên máy dao động
kỳ.
- Đo các thơng số từ các mạch khuếch đại được xây dựng từ thuật tốn op-amp
và các phần tử thụ động.
- Biết cơng dụng của các linh kiện điện tử sử dụng để đạt các yêu cầu trên.
II. NỘI DUNG

1. THÍ NGHIỆM 1
in

in

H.1 a) Mạch khuếch đại đảo

H.1 b) Mạch khuếch đại không đảo


Bước 1: Lắp mạch điện như hình vẽ H.1. Cấp nguồn cho IC: 12V.
Bước 2: Nối nguồn ngõ vào (in) của IC với điện áp Uv = 0V (nối đất – Ground).
Dùng VOM đo điện áp ra của mạch (out).
Bước 3: Cấp tín hiệu hình sin ngõ vào của hình H.1 có tần số như hình vẽ và
biên độ theo các trường hợp sau:
a) Uv = 10 Vp-p
b) Uv = 24 Vp-p
Bước 4: Dùng Oscilloscope đo và vẽ lại quan hệ pha và biên độ tín hiệu của tín

hiệu ngõ vào và ngõ ra trong cả hai trường hợp a) và b) của Bước 3.
Bước 5: Nhận xét kết quả đạt được ở Bước 2 và Bước 4 (Giải thích các kết quả
đó).

2. THÍ NGHIỆM 2:

A

B

H.2 a) Mạch phân áp

H.2 b) Mạch cộng đảo


Bước 1: Lắp mạch điện như hình vẽ H.2. Cấp nguồn cho IC: 12V.
Bước 2: Dùng VOM đo mạch phân áp ở hai điểm A và B của hình H.2 a). Sau
đó, mắc mạch phân áp vào hai ngõ vào của mạch H.2 b). Dùng VOM đo tín
hiệu ngõ ra của mạch cộng đảo. Dùng Oscilloscope đo và vẽ lại quan hệ tín
hiệu ngõ vào và ngõ ra.
Bước 3: Cấp tín hiệu hình sin và xung hình vng ngõ vào của hình H.2 b) có
tần số như hình vẽ và biên độ theo các trường hợp sau:
a) Tín hiệu sin Uv1 = 10 Vp-p; tín hiệu xung vng Uv2 = 4 Vp-p
b) Tín hiệu sin Uv1 = 10 Vp-p; tín hiệu xung vuông Uv2 = 10 Vp-p
Bước 4: Dùng Oscilloscope đo và vẽ lại quan hệ pha và biên độ của tín hiệu ngõ
vào và ngõ ra trong cả hai trường hợp a) và b) của Bước 3.
Bước 5: Nhận xét kết quả đạt được ở Bước 2 và Bước 4.


BÀI THỰC HÀNH SỐ 5

KHẢO SÁT CÁC MẠCH TẠO CÁC DẠNG SĨNG TÍN HIỆU
I. MỤC ĐÍCH - U CẦU
- Nắm vững các mạch tạo hiệu: xung vuông, tam giác, răng cưa và hình sin…
- Nắm vững các phương pháp đo điện áp và đo cộng tín hiệu trên máy dao động
kỳ.
- Đo các thông số từ các mạch được xây dựng từ IC thuật toán (Op-amp) hoặc
IC 555 và các phần tử thụ động.
- Biết công dụng của các linh kiện điện tử sử dụng để đạt được các thông số u
cầu.

II. NƠI DUNG THỰC HÀNH
1. THÍ NGHIỆM 1

H.1 a) Mạch tạo tín hiệu xung vng dùng Op-amp


R

H.1 b) Mạch tạo tín hiệu xung vng dùng IC 555

Bước 1: Lắp mạch điện như hình vẽ H.2. Cấp nguồn cho IC thuận tốn:
12V.
Bước 2: Dùng Oscilloscope đo tín hiệu ngõ ra và quan sát mối quan hệ tín hiệu
ngõ ra và ngõ vào của mạch (hình H.1 a)) trong hai trường hợp:
a) C = 400 nF
b) C = 0,1uF
Bước 3: Dùng Oscilloscope đo tín hiệu ngõ ra và quan sát mối quan hệ tín hiệu
ngõ ra và ngõ vào của mạch (hình H.1 b)) trong hai trường hợp:
a) C = 400 nF và C = 0,1uF
b) C = 400 nF và điện trở R ở mạch phân áp lần lượt thay các giá trị: 560,

1K, 10K.
Bước 4: Nhận xét kết quả đạt được ở Bước 2 và Bước 3.

2. THÍ NGHIỆM 2


H.2 Mạch tạo xung tam giác
R

H.3 Mạch tạo xung răng cưa
Bước 1: Lắp mạch điện như hình vẽ H.2 và H.3. Cấp nguồn cho IC thuận
toán: 12V.
Bước 2: Dùng Oscilloscope đo tín hiệu ngõ ra và quan sát mối quan hệ tín hiệu
ngõ ra và ngõ vào của mạch (hình H.2) trong hai trường hợp:
a) C = 400 nF
b) C = 0,1uF
Bước 3: Dùng Oscilloscope đo tín hiệu ngõ ra và quan sát mối quan hệ tín hiệu
ngõ ra và ngõ vào của mạch (hình H.1 b)) trong hai trường hợp:
a) C = 200 nF và C = 0,1uF
b) C = 200 nF và điện trở R ở mạch phân áp lần lượt thay các giá trị: 560,
1K, 1,5K.
Bước 4: Nhận xét kết quả đạt được ở Bước 2 và Bước 3.