TAI LIEU ĐO LƯỜNG trung cap nghe 2010 pdf

TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
LỜI NÓI ĐẦU
Để dáp ứng nhu cầu giảng dạy và học tập của học sinh chuyên ngành Điện tử
Viễn thông, Công nghệ thông tin trong các trường Trung học Bưu chính Viễn thông
và Công nghệ thông tin. Khoa Điện tử Viễn thông của trường Trung học Bưu chính
Viễn thông và Công nghệ thông tin II biên soạn giáo trình Đo lường điện tử theo đề
cương môn học Đo lường điện tử do tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam xây
dựng và thông qua.
Giáo trình đo lường điện tử giới thiệu một số nội dung cơ bản về đo lường tín
hiệu điện tử nhằm giúp học sinh nắm được một số kiến thức cơ bản về công dụng,
tính năng kỹ thuật và cách sử dụng những dụng cụ, thiết bị đo cơ bản trong đo lường
điện tử. Từ đó trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản về đo lường để học sinh
có thể áp dụng trong quá trình thực hành cũng như ứng dụng trong công việc thực tế
trên dây truyền sản xuất sau này.
Giáo trình đo lường điện tử được biên soạn thành 3 bài, với thời lượng 5 tiết lý
thuyết + 25 giờ thực hành:
Bài 1: Các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lường
Bài 2: Sử dụng thiết bị đo VOM :
Bài 3: Sử dụng các thiết bị đo khác
Giáo trình đo lường điện tử được sử dụng làm tài liệu học tập cho đối tượng
học sinh trung cấp chuyên nghiệp đồng thời làm tài liệu tham khảo cho học sinh các
lớp trung cấp nghề các chuyên ngành về Điện tử Viễn thông và Công nghệ thông tin.
Trong quá trình thực hiện, tuỳ theo yêu cầu cụ thể từng chuyên ngành mà có thể điều
chỉnh số tiết trong từng chương cho phù hợp với thực tế khi có sự điều chỉnh đề
cương, chương trình của tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam.
Mặc dù đã cố gắng nghiên cứu tìm tòi và tham khảo những tài liệu liên quan
nhưng chắc chắn không tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong nhận được nhiều ý
kiến đóng góp của người sử dụng để giáo trình môn học Đo lường điện tử được bổ
sung sửa đổi hoàn thiện nhằm phục vụ có ích cho việc giảng dạy và học tập đạt hiệu
quả tốt. Xin chân thành cảm ơn.
Khoa Điện tử Viễn thông của trường Trung học Bưu chính Viễn thông và Công

nghệ thông tin II.
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 1
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
MỤC LỤC
TT NỘI DUNG Trang
Lời nói đầu 1
Mục lục 2
Bài 1: Các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lường 5
1. Các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lường 5
1.1 Định nghĩa về đo lường 5
1.2. Đại lượng đo lường: 5
2. Sai số của phép đo 6
2.1. Khái niệm về sai số 6
2.2. Phân loại sai số 7
3. Chức năng và phân loại thiết bị đo 9
3.1. Chức năng của thiết bị đo 9
3.2. Phân loại thiết bị đo 9
Bài 2: Sử dụng thiết bị đo VOM : 12
1. Cấu tạo đồng hồ đo VOM 12
1.1 Các thông số kỹ thuật của đồng hồ đo VOM 12
1.2 Các cơ cấu đo 13
1.3 Sơ đồ cấu tạo của VOM 25
1.4. Sơ đồ mặt máy và tác dụng của các núm khoá, que đo . . . 25
2. Đo điện trở bằng VOM 30
2.1 Các phương pháp đo điện trở của mạch điện và các linh kiện ĐT 30
2.2 Sử dụng đồng hồ đo VOM để đo điện trở: 40
3. Đo điện áp bằng VOM 41
3.1. Phương pháp đo điện áp : 41
3.2. Sử dụng đồng hồ đo VOM để đo điện áp: 47

4. Đo dòng điện bằng VOM
4. Đo dòng điện bằng VOM 53
4.1 Phương pháp đo dòng điện của mạch điện:
4.1 Phương pháp đo dòng điện của mạch điện: 53
4.2 Sử dụng đồng hồ đo VOM để đo dòng điện
4.2 Sử dụng đồng hồ đo VOM để đo dòng điện


:
: 60
5. Bảo quản đồng hồ V.O.M 61
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 2
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
Bài 3: Sử dụng các thiết bị đo khác 62
I Dao động ký: 62
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của ống tia điện tử (CRT) : 62
1.1. Cấu tạo : 62
1.2 Nguyên lý hoạt động 63
1.3. Đặc điểm, cơ cấu 65
1.4. Ứng dụng 65
2. Sơ đồ khối và chức năng của dao động ký : 65
2.1. Sơ đồ khối : 65
2.2. Chức năng các khối : 66
2.3. Máy dao động ký 1 tia : 66
2.4. Máy dao động ký 2 tia : 68
3. Ứng dụng của dao động ký : 71
3.1. Đo biên độ và tần số : 71
3.2. Đo sự chênh lệch pha giữa 2 tín hiệu : 73
4. Máy dao động ký ( hiện sóng ): 73

4.1. Tính năng kỹ thuật 73
4.2. Sơ đồ mặt máy và các chức năng của các phím thông dụng 74
4.3 Cách đưa tín hiệu vào máy và cho máy hiển thị : 76
II Máy phát sóng tín hiệu tiêu chuẩn: 76
1. Máy tạo tín hiệu (tạo dạng sóng) PM5136 76
1.1. Tính năng kỹ thuật 76
1.2. Khai thác các chức năng thông dụng của máy 77
2. Máy phát sóng AFG 320
77
1. Đặc Tính kỹ thuật:
77
1.2 Cấu tạo mặt máy: 79
1.3 Hướng dẫn sử dụng: 80
Tài liệu tham khảo 82
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 3
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
Bài I : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG
1. Các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lường
1.1. Định nghĩa về đo lường:
Đo lường là một khoa học về phép đo, phương tiện đo nhằm đảm bảo tính thống
nhất để đạt được mức độ chính xác cần thiết. Đo lường là một quá trình thu nhận và
đánh giá định lượng về các thông số kỹ thuật đặc trưng của các đại lượng cần đo bằng
thực nghiệm nhờ các phương tiện kỹ thuật đặc biệt để có kết quả bằng số so với đơn
vị đo cơ bản.
Kết quả đo lường là một giá trị bằng số A
X
, của tỉ số giữa đại lượng cần đo X và
đơn vị đo Xo. Nghĩa là A
X

chỉ rõ đại lượng cần đo lớn hơn (hay nhỏ hơn) bao nhiêu
lần so với đơn vị đo của nó.
Vậy kết quả quá trình đo có thể viết dưới dạng :

o
X
X
X
A =

Từ đó ta có : X = A
X
. X
0
(1 – 1)
Trong đó : X: đại lượng cần đo
X
0
: đơn vị đo
A
X
: kết quả đo
Phương trình (1 – 1) gọi là phương trình cơ bản của phép đo. Nó thể hiện phép
so sánh đại lượng cần đo với mẫu và cho ra kết quả bằng số. Từ đó cũng thấy rằng:
không phải đại lượng nào cũng đo được trực tiếp, bởi vì không phải đại lượng nào
cũng cho phép so sánh các giá trị của nó. Vì thế để đo được các đại lượng này thì ta
cần phải biến đổi chúng thành những đại lượng có thể so sánh được, đó là phép đo
gián tiếp.
Thông qua đo lường người ta đánh giá được chất lượng, giá trị của các đối tượng
được đo. Vì vậy đo lường chính xác bao nhiêu thì việc đánh giá đối tượng đo sẽ chính

xác bấy nhiêu. Các phương tiện kỹ thuật đặc biệt dùng để đo lường gọi chung là
phương tiện đo lường.
Ngành Khoa học chuyên nghiên cứu về các phương pháp để đo các đại lượng
khác nhau, nghiên cứu về mẫu và đơn vị đo được gọi là đo lường học.
Ngành Kỹ thuật chuyên nghiên cứu và áp dụng các thành quả của đo lường học
vào phục vụ sản xuất và đời sống gọi là kỹ thuật đo lường.
1.2. Đại lượng đo lường:
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 4
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
1.2.1 Đại lượng điện:
Đại lượng điện là những đại lượng liên quan đến tín hiệu điện như là các thông
số của mạch điện: ví dụ điện trở, điện cảm, điện dung v.v Hoặc là đại lượng mà bản
thân nó mang năng lượng điện như suất điện động, điện áp, dòng điện, công suất, từ
thông v.v Trong các đại lượng điện thì dòng điện và điện áp là các đại lượng cơ bản
nhất.
Đo lường những tín hiệu điện có rất nhiều mục đích khác nhau. Có thể đo lấy
kết quả để phục vụ sửa chữa, hiệu chỉnh các thiết bị, máy móc điện tử khác. Có thể là
đo lấy kết quả để nghiên cứu chế tạo các thiết bị máy móc mới. Có thể đo để lấy kết
quả điều chỉnh, điều khiển một hệ thống thiết bị phục vụ nghiên cứu, sản xuất, đời
sống.v.v
Đo lường những tín hiệu điện có ý nghĩa rất quan trọng trong khoa học kỹ thuật
và đời sống. Nhờ kết quả đo và những thông tin về các giá trị của các đại lượng được
đo mà con người đã tạo ra được rất nhiều thiết bị kỹ thuật phục vụ cho nghiên cứu và
đời sống. Đồng thời nhu cầu phát triển khoa học kỹ thuật và đời sống đã tác động trở
lại đối với các thiết bị, dụng cụ đo lường làm cho nó ngày càng hoàn thiện, càng đi
sâu vào chuyên môn hoá.
1.2.2 Đại lượng không điện:
Đại lượng không điện là những đại lượng vật lý như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm,
lưu lượng, cường độ gió, nồng độ vật chất v.v. Các đại lượng này chiếm đa phần

trong các hệ thống thông tin đo lường và điều khiển tự động.
Để đo lường những đại lượng không điện này nhất thiết phải chuyển đổi các đại
lượng này thành các đại lượng điện nhờ các bộ chuyển đổi đo lường sơ cấp, sau đó
đưa vào mạch đo để tính toán, gia công tin tức và đưa kết quả ra bộ chỉ thị thể hiện
kết quả đo.
2. Sai số trong các phép đo
2.1. Khái niệm về sai số:
Sai số là sự sai khác giữa giá trị thực cần đo và giá trị đo được.
Không có linh kiện hoặc thiết bị đo nào hoàn toàn chính xác, tất cả đều có một
sai số hoặc độ không chính xác nào đó. Điều quan trọng là cần hiểu rõ những sai số
đó và chúng kết hợp với nhau như thế nào để tạo ra sai số lớn hơn trong các hệ thống
đo. Mặc dù trong một số trường hợp, các sai số có thể triệt tiêu lẫn nhau gần như
hoàn toàn, song luôn luôn phải giả định những tổ hợp sai số xấu nhất.
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 5
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
Khi thực hiện một phép đo, do nhiều yếu tố khách quan, chủ quan như: thiết bị
đo, phương pháp đo, mức độ cẩn thận khi đo mà kết quả đo lường thường khác với
giá trị chính xác của đại lượng cần đo nên có sai số gọi là sai số của phép đo. Giá trị
chính xác (giá trị đúng) của đại lượng cần đo thường không biết trước. Nên khi đánh
giá sai số của phép đo thường ta phải sử dụng giá trị thực X
th
là giá trị đại lượng đo
xác định được với mật độ chính xác nào đó. Tức là ta chỉ có sự đánh giá gần đúng kết
quả đo của phép đo mà thôi.
Ngoài những sai số do thiết bị đo, thì không tránh khỏi một sai số nào đó do
người điều khiển hoặc người quan sát gây ra. Cũng như vậy, ngay khi các sai số của
thiết bị là rất nhỏ, song hệ thống sử dụng thiết bị đo vẫn có thể gây ra một sai số hệ
thống. Sai số có nguồn gốc không thể giải thích được được gọi là sai số ngẫu nhiên.
Chỗ nào cần độ chính xác cực cao, thì có thể giảm đến mức tối thiểu các sai số bằng

cách đo nhiều lần từng thiết bị đo và xác định giá trị trung bình.
2.2. Phân loại sai số:
2.2.1 Sai số tuyệt đối: là hiệu giữa giá trị đại lượng đo X và giá trị thực X
th
:
∆X = X - X
th
(1 – 2)
Sai số tuyệt đối đặc trưng cho chất lượng của phép đo. Sai số tuyệt đối có giá trị
dương (+) nghĩa là kết quả đo vượt quá giá trị thực. Ngược lại, sai số tuyệt đối có giá
trị âm (-) nghĩa là kết quả của phép đo nhỏ hơn giá trị thực.
2.2.2 Sai số tương đối γ
X
: là đại lượng được tính bằng phần trăm của tỉ số giữa
sai số tuyệt đối và giá trị thực:
100x
X
X
th
X
∆
=
γ
(%) (1 – 3)
Vì X
th
≈ X nên ta có :
100x
X
X

X
∆
≈
γ
(%)
2.2.3 Sai số chủ quan:
Là sai số gây ra do người sử dụng. Ví dụ: do mắt kém, do đọc lệch, do sự lơ
đễnh, do cẩu thả.v.v. Khi sử dụng dụng cụ đo chỉ thị số thì hầu như không có sai số
loại này.
2.2.4 Sai số hệ thống:
Là thành phần sai số của phép đo luôn không đổi hay là thay đổi có quy luật khi
đo nhiều lần một đại lượng đo. Quy luật thay đổi có thể là một phía (dương hay âm),
có chu kỳ hay theo một quy luật phức tạp nào đó.
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 6
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
Sai số hệ thống không đổi bao gồm sai số do khắc độ thang đo, sai số do hiệu
chỉnh dụng cụ đo không chính xác (chỉnh 0 không đúng), sai số nhiệt độ tại thời điểm
đo.v.v. . .
Việc phát hiện sai số hệ thống thực sự là không đơn giản, nhưng nếu đã phát
hiện được thì việc đánh giá và loại trừ nó sẽ không khó khăn.
Việc loại trừ sai số hệ thống có thể thực hiện bằng cách phân tích lý thuyết,
kiểm tra dụng cụ đo trước khi sử dụng nó, chuẩn trước khi đo, chỉnh 0 trước khi đo,
tiến hành nhiều phép đo bằng phương pháp khác nhau, sử dụng phương pháp thế, sử
dụng bù sai số ngược dấu. Trong trường hợp sai số hệ thống không đổi thì có thể đưa
vào một lượng hiệu chỉnh hay một hệ số hiệu chỉnh để cân bằng sai số. Lượng hiệu
chỉnh là giá trị cùng loại với đại lượng cần đo được đưa thêm vào kết quả đo nhằm
loại bỏ sai số hệ thống. Hệ số hiệu chỉnh là số được nhân với kết quả đo nhằm loại bỏ
sai số hệ thống. Trong thực tế không thể loại bỏ hoàn toàn sai số hệ thống.
2.2.5 Sai số ngẫu nhiên:

Là thành phần sai số của phép đo thay đổi không theo một quy luật nào cả mà
ngẫu nhiên khi thực hiện nhiều lần một phép đo duy nhất.
Giá trị và dấu của sai số ngẫu nhiên không thể xác định được, vì sai số ngẫu
nhiên gây ra do những nguyên nhân mà tác động của chúng không giống nhau trong
mỗi lần đo. Lượng sai số ngẫu nhiên cũng không thể xác định được. Để phát hiện sai
số ngẫu nhiên, người ta thực hiện lặp lại nhiều lần đo cùng một đại lượng và sử dụng
toán học thống kê và lý thuyết xác suất.
2.2.6 Các nguồn sai số:
Có nhiều loại sai số do các nguồn gây ra sai số như sau:
- Sai số phương pháp: Là sai số sinh ra do sự không hoàn thiện của phép đo và
sự không chính xác của biểu thức lý thuyết cho ta kết quả của đại lượng đo.
Sai số phương pháp bao gồm sai số do sự tác động của dụng cụ đo lên đối tượng
đo, sai số liên quan đến sự không xác định của các thông số của đối tượng đo.
- Sai số thiết bị: Độ chính xác của các cơ cấu, các khối trong thiết bị đo, các
mẫu.v.v. gây nên sai số.
- Sai số bên ngoài: Là sai số do ảnh hưởng của điều kiện bên ngoài lên đối
tượng đo và thiết bị đo. Ví dụ: Những yếu tố của môi trường ngoài như sự biến động
của nhiệt độ, độ ẩm của không khí, từ trường bên ngoài, độ rung, độ lệch áp suất
trung bình, bụi bẩn.v. v. vượt quá điều kiện tiêu chuẩn. Các thông tin đo lường bao
giờ cũng gắn chặt với môi trường sinh ra đại lượng đo. Khi tiến hành phép đo ta phải
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 7
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
tính đến ảnh hưởng của môi trường bên ngoài có thể ảnh hưởng đến kết quả của phép
đo và ngược lại dụng cụ đo phải không được ảnh hưởng đến đối tượng đo.
Những yếu tố này phải nằm trong điều kiện cho phép thì kết quả của phép đo
mới chính xác. Mỗi dụng cụ đo yêu cầu các điều kiện khác nhau tuỳ theo đặc tính kỹ
thuật của từng thiết bị.
3. Chức năng và phân loại thiết bị đo :
3.1. Chức năng của thiết bị đo:

Thiết bị đo là phương tiện kỹ thuật được sử dụng để thực hiện quá trình đo
lường và tiến hành xử lý, gia công các tín hiệu mang thông tin đo thành dạng tiện lợi
cho người quan sát biết được kết quả đo lường. Thiết bị đo còn có khả năng tạo ra các
hình dạng của tín hiệu theo một tỷ lệ nhất định nào đó so với tín hiệu, so sánh được
những thay đổi khi cho nhiều tín hiệu chạy qua một mạch điện, vẽ được những đặc
tuyến các thông số của mạch điện hoặc phần tử mạch điện v.v. Ngoài việc đo lường
các đại lượng điện, thiết bị đo còn có thể đo lường các đại lượng không điện. Chúng
có những tính chất đo lường học, tức là những tính chất có ảnh hưởng đến kết quả và
sai số của phép đo.
Thiết bị đo lường gồm nhiều loại như: thiết bị mẫu, các bộ chuyển đổi đo lường,
các dụng cụ đo lường, các tổ hợp thiết bị đo lường và các hệ thống thông tin đo
lường. Các thiết bị đo ngoài những chức năng riêng nổi bật của nó, nhưng tổng quát
có thể liệt kê một số chức năng chính của thiết bị đo như sau:
-Thực hiện phép so sánh với mẫu chuẩn.
-Gia công các tín hiệu mang thông tin đo lường.
-Chuyển đổi các đại lượng cần đo thành dạng thích hợp.
- Định lượng đại lượng cần đo với một độ chính xác nhất định.
- Hiển thị kết quả đo cho người đo quan sát được.
3.2. Phân loại thiết bị đo:
Thiết bị đo thực hiện quá trình đo bằng phương tiện kỹ thuật. Thiết bị đo là sự
thể hiện phương pháp đo bằng các khâu chức năng cụ thể. Với sự phát triển của kỹ
thuật điện tử và công nghệ vi điện tử, ngày nay các khâu chức năng của thiết bị đo
được chế tạo hàng loạt và thương phẩm hoá. Ta có thể chia thiết bị đo thành nhiều
loại tuỳ theo chức năng, cách biến đổi đại lượng đo, theo phương pháp đo, theo đại
lượng đo.v.v.
3.2.1. Theo chức năng của thiết bị đo:
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 8
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
Phân loại theo chức năng của thiết bị đo người ta có thể phân thiết bị đo thành

các loại sau:
- Mẫu: Là thiết bị đo để khôi phục một đại lượng vật lý nhất định. Những thiết
bị mẫu phải có độ chính xác rất cao từ 0,001% đến 0,1% tuỳ theo từng cấp, từng loại.
Ví dụ: Cân dòng điện với độ chính xác 0,001%. Điện trở mẫu cấp 1 với độ chính
xác 0,01%, cấp 2 có độ chính xác 0,1%.
- Dụng cụ đo lường điện: Là dụng cụ đo bằng điện để gia công các thông tin đo
lường, tức là tín hiệu điện có quan hệ hàm số với các đại lượng vật lý cần đo và thể
hiện kết quả đo dưới dạng con số, đồ thị hoặc bảng số.
Tuỳ theo cách biến đổi tín hiệu và chỉ thị, dụng cụ đo được chia thành dụng cụ
đo tương tự (Analog) và dụng cụ đo chỉ thị số (Digital).
+ Dụng cụ đo tương tự là dụng cụ đo mà kết quả đo là một hàm liên tục của quá
trình thay đổi đại lượng đo. Các dụng cụ này gồm dụng cụ đo chỉ thị kim và dụng cụ
đo tự ghi.
+ Dụng cụ đo chỉ thị số là loại dụng cụ đo mà kết quả đo được thể hiện bằng số.
- Chuyển đổi đo lường: Là loại thiết bị để gia công tín hiệu thông tin đo lường
để thuận tiện cho việc truyền, biến đổi, gia công tiếp theo hoặc lưu trữ, nhưng không
cho ra kết quả trực tiếp. Có 2 loại chuyển đổi :
+ Chuyển đổi các đại lượng điện thành các đại lượng điện khác:
Như các bộ phân áp, phân dòng, biến áp, biến dòng, các bộ biến đổi tương tự -
số (A/D), các bộ biến đổi số - tương tự (D/A) v.v. . .
+ Chuyển đổi các đại lượng không điện thành các đại lượng điện:
Đây là các bộ chuyển đổi sơ cấp, là bộ phận chính của đầu đo hay bộ cảm biến.
Ví dụ: Các chuyển đổi lực căng, chuyển đổi nhiệt điện trở, cặp nhiệt, chuyển đổi
quang điện.
- Hệ thống thông tin đo lường: Là tổ hợp các thiết bị đo và những thiết bị phụ để
tự động thu thập số liệu từ nhiều nguồn khác nhau, truyền các thông tin đo lường qua
các khoảng cách theo kênh thông tin và chuyển nó về một dạng để tiện cho việc đo và
điều khiển.
Có thể phân hệ thống thông tin đo lường thành nhiều nhóm :
+ Hệ thống đo lường: là hệ thống đo và ghi lại các đại lượng đo.

+ Hệ thống kiểm tra tự động: là hệ thống thực hiện nhiệm vụ kiểm tra các đại
lượng đo. Nó cho ra kết quả lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng chuẩn.
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 9
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
+ Hệ thống chẩn đoán kỹ thuật: là hệ thống kiểm tra sự hoạt động của đối tượng
cần kiểm tra để chỉ ra chỗ hỏng hóc cần sửa chữa.
+ Hệ thống nhận dạng: là hệ thống kết hợp việc đo lường, kiểm tra để phân loại
đối tượng tương ứng với mẫu đã cho.
Ví dụ: máy kiểm tra và phân loại sản phẩm.
+ Tổ hợp đo lường tính toán: là tổ hợp thiết bị đo bao quát toàn bộ các chức
năng của các thiết bị nói trên. Đó là sự ghép nối hệ thống thông tin đo lường với máy
tính. Nó có thể tiến hành đo, nhận dạng, phân loại, chẩn đoán và cả điều khiển đối
tượng nữa.
3.2.2. Phân loại theo phương pháp biến đổi:
Phân loại theo phương pháp biến đổi tín hiệu của thiết bị đo người ta có thể phân
thiết bị đo thành các loại sau:
- Thiết bị đo biến đổi thẳng: là thiết bị đo mà đại lượng cần đo được qua một
hoặc nhiều khâu biến đổi để cho ra kết quả đo, không có khâu phản hồi từ kết quả đo
đến đại lượng cần đo.
- Thiết bị đo kiểu so sánh: là thiết bị đo thực hiện việc so sánh giữa kết quả đo
với đại lượng cần đo để cho ra kết quả đo.
3.3.3 Theo phương pháp cho ra kết quả đo:
Phân loại theo phương pháp cho ra kết quả đo của thiết bị đo người ta có thể
phân thiết bị đo thành các loại sau:
- Thiết bị đo tương tự:
Thiết bị đo tương tự bao gồm:
+ Thiết bị đo chỉ thị bằng kim chỉ: kết quả đo được đọc ở số chỉ của kim lên mặt
khắc độ sẵn.
+ Thiết bị đo chỉ thị bằng thiết bị tự ghi: kết quả đo được ghi lại dưới dạng

đường cong phụ thuộc thời gian.
- Thiết bị đo chỉ thị số:
Thiết bị đo chỉ thị số là dụng cụ đo mà trong đó đại lượng đo liên tục được biến
đổi thành tín hiệu rời rạc để xử lý và sau đó kết quả đo được chỉ thị bằng số.
3.3.4. Theo đại lượng đo:
Phân loại theo đại lượng đo có thể chia thành các loại thiết bị đo mang tên đại
lượng đo. Ví dụ: Vôn kế, ohm kế, Ampe kế.v.v.
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 10
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
BÀI 2: SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO VOM
I. Mục tiêu:
- Trình bày đúng sơ đồ khối và các thông số kỹ thuật của máy đo VOM
- Chọn đúng loại máy đo VOM cho công việc sửa chữa các thiết bị điện dân
dụng
- Trình bày đúng thứ tự thao tác các máy đo VOM để đo điện trở, điện áp, dòng
điện của mạch điện và linh kiện điện tử.
- Sử dụng thành thạo máy đo VOM đo điện trở, điện áp, dòng điện của mạch
điện và linh kiện điện tử.
- Bảo quản tốt máy đo.
II. Trang thiết bị:
- Đồng hồ vạn năng chỉ thị kim.
- Đồng hồ vạn năng chỉ thị số.
- các linh kiện điện tử, bộ nguồn, bo mạch thực hành.
III. Nội dung:
1. Cấu tạo đồng hồ đo VOM
1.1 Các thông số kỹ thuật của đồng hồ đo VOM
Đồng hồ vạn năng có khả năng đo được điện áp một chiều (VDC), điện áp xoay
chiều (VAC), cường độ dòng điện một chiều, điện trở Ω ngoài ra đồng hồ vạn năng
còn có thể đo được dòng xoay chiều, công suất, điện dung và điện cảm chính vì nó

có nhiều chức năng như vậy nên đồng hồ vạn năng còn được gọi là đồng hồ đo đa
dụng và tên thông dụng là VOM.
* Tính năng kỹ thuật
- Độ nhạy: Độ nhạy của đồng hồ đo vạn năng biểu thị bởi dòng điện qua cơ cấu
đo làm kim chỉ thị quay hết thang đo. Dòng điện chạy qua càng bé thì V.O.M có độ
nhạy càng cao. Độ nhạy của V.O.M được ghi bởi quy ước điện trở vào tương ứng với
mỗi vôn (Ω/v).
Ví dụ: Một đồng hồ có 5000Ω/v tương ứng dòng điện chạy qua cơ cấu làm kim
quay hết thang đo là 200µA. Nghĩa là số ghi Ω/v càng lớn, dòng điện làm kim quay
hết thang đo càng bé, V.O.M có độ nhạy càng cao.
- Cấp chính xác: vì V.O.M được chế tạo để có khả năng đo được điện áp, cường
độ dòng điện, điện trở do vậy các linh kiện ở mạch đo được tận dụng phối hợp nên
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 11
1
2
3
4
5
5
6
7
N S
Hình 2.1: Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị từ điện
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
V.O.M bao giờ cũng có cấp chính xác kém hơn với các đồng hồ đơn lẻ như vônmét
hoặc Ampmet
- Tính thăng bằng và khả năng sử dụng:
+ V.O.M có tính thăng bằng tốt thì có thể đo tốt ở mọi tư thế đo.
+ V.O.M phải có nhiều khả năng đo với nhiều thang đo để cho phép đo được

chính xác.
Khi đo tuỳ trị số cần đo ta chọn thang đo thích hợp. Ví dụ số cần đo trong
khoảng 1,5vDC ta sử dụng thang 2,5vdc thay vì thang 10vdc.
1.2 Các cơ cấu đo
1.2.1. Cơ cấu chỉ thị từ điện
1.2.1.1. Cấu tạo :
Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị từ điện được mô tả ở hình 2.1 gồm các bộ phận :
- Nam châm vĩnh cửu (1): nam châm thường có nhiều hình dạng khác nhau như
mô tả ở hình 2.2.
Giữa hai cực của nam châm thường đặt một lõi sắt non hình trụ tròn (2). Hai cực
nam châm và lõi sắt non được bố trí sao cho hình thành một khe hở nhỏ và đều gọi là
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 12
Hình 2.2 Một số loại nam châm vĩnh cửu được sử
dụng trong cơ cấu chỉ thị từ điện.
F
F
Hình 2.3 Ngẫu lực FF tác dụng lên khung
dây khi có dòng điện chạy qua.
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
khe hở công tác. Nhờ việc bố trí như trên, trong khe hở này từ trường có cường độ rất
lớn. Giữa khe hở công tác người ta đặt một khung dây (3), hai đầu khung dây được
gắn hai bán trục (4). Hai đầu của hai bán trục này được đặt lên hai ổ trục (không vẽ
trong hình) để có thể quay được với ma sát nhỏ. Ở mỗi bán trục có gắn 1 lò xo phản
kháng dạng xoắn ốc (5). Hai lò xo ở hai đầu có chiều xoắn ngược nhau nhằm tạo ra
mô men cản lớn và giữ cho khung cân bằng ở vị trí ban đầu, đồng thời 2 lò xo cũng
được dùng làm dây dẫn để dẫn dòng điện vào và ra khỏi khung dây. Trên một bán
trục có gắn một kim chỉ thị (6). Đầu kim chỉ thị di chuyển trên mặt của bảng chia độ
(7). Bên ngoài cơ cấu có vỏ bảo vệ. Để cơ cấu chỉ thị hoạt động tốt thì yêu cầu nam
châm vĩnh cửu phải tạo ra từ trường mạnh, ổn định theo thời gian và nhiệt độ. Trị số

của cảm ứng từ B trong khe hở công tác càng lớn thì mô men quay tạo ra càng lớn, độ
nhạy của dụng cụ đo càng cao, ít chịu ảnh hưởng của từ trường bên ngoài, do đó tăng
độ chính xác của dụng cụ đo.
1.2.1.2. Nguyên lý làm việc :
Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây theo một chiều xác định thì dưới tác dụng
của từ trường của dòng điện trong khung dây và từ trường trong khe hở công tác, trên
hai cạnh của khung dây (nằm trong khe hở công tác) sẽ chịu tác động của một ngẫu
lực như mô tả ở hình 2.3.
Hai lực này cùng phương ngược chiều tác động vào hai cạnh của khung dây làm
cho khung dây chuyển động quay lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α nào đó. Khi mô
men quay của khung bằng mô men cản của các lò xo phản kháng thì khung dây dừng
lại.
Mô men quay được tính theo công thức :
α
d
dW
M
e
q
=
. (2 – 1)
Trong đó: We là năng lượng điện từ, tỉ lệ với độ lớn của từ thông φ trong khe hở
công tác và dòng điện I chạy qua khung dây : We = φ.I (2 – 2)
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 13
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
với φ = B.S.ω.α (2 – 3)
B: độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu.
s: diện tích của khung dây.
ω: số vòng của khung dây.

α: góc lệch của khung dây so với vị trí ban đầu
Vì các giá trị B, S, ω là những số không đổi nên ta có:
IsB
d
IsBd
d
Id
M
q

) ()(
ω
α
αω
α
φ
===
(2 – 4)
Mô men cản được tính theo công thức: M
C
= D.α (2 – 5)
Ở vị trí cân bằng ta có :
M
q
= M
C
⇔ B.s.ω.I = D.α ⇒ α =
IsB
D

1
ω
(2 – 6)
Vì B, s, ω, D là hằng số nên góc lệch α tỉ lệ bậc nhất với dòng điện chạy trong
khung dây.
1.2.1.3. Đặc tính của cơ cấu chỉ thị từ điện :
Cơ cấu chỉ thị từ điện có một số đặc tính cơ bản sau đây:
+ Góc α tỉ lệ thuận với dòng điện I nên cơ cấu chỉ thị từ điện chỉ sử dụng trong
mạch 1 chiều.
+ Góc lệch α tỉ lệ bậc nhất với dòng điện I nên bảng chia độ được chia đều.
+ Độ nhạy của cơ cấu S =
ω

1
sB
D
là đại lượng không đổi trong toàn thang đo.
+ Độ chính xác cao vì các phần tử của cơ cấu có độ ổn định cao, ảnh hưởng của
từ trường bên ngoài không đáng kể, công suất tiêu thụ nhỏ nên ít ảnh hưởng đến chế
độ đo của mạch đo, độ cản dịu tốt.
+ Nhược điểm của cơ cấu chỉ thị từ điện là cấu tạo tương đối phức tạp, khả năng
chịu quá tải kém, bị ảnh hưởng của nhiệt độ.
1.2.1.4. Ứng dụng:
Cơ cấu chỉ thị từ điện thường được ứng dụng trong các trường hợp sau đây :
+ Dùng để chế tạo các ampe kế, vôn kế, ôm kế nhiều thang đo, dải đo rộng.
+ Dùng để chế tạo các điện kế có độ nhạy cao để đo điện lượng, đo dòng điện và
điện áp rất nhỏ (có thể đo được dòng nhỏ tới 10
-12
A và điện áp nhỏ tới 10
-4

V).
+ Dùng cơ cấu chỉ thị từ điện trong một số mạch đo không điện.
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 14
Bảng chia độ
+
x 100
Ω
x 100
Ω
x 100
Ω
x 100
Ω
x 100
Ω
x 100
Ω
x 100
Ω
x 100 Ω
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
+ Dùng để chế tạo các dụng cụ đo tương tự như máy đo tần số, chu kỳ, pha,
công suất.v.v.
+ Dùng kết hợp với một số bộ biến đổi như mạch chỉnh lưu, cặp nhiệt để đo
được dòng và áp xoay chiều.
1.2.2. Cơ cấu chỉ thị điện động :
1.2.2.1. Cấu tạo :
Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị điện động được mô tả ở hình 2.4 gồm có 3 cuộn dây
L

1
, L
2
, L
3
mắc nối tiếp với nhau. Trong đó các cuộn dây tĩnh L
1
và L
3
hoàn toàn giống
nhau về vật liệu cấu tạo, kích thước, số vòng được mắc nối tiếp nhau để tạo ra từ
trường đều khi có dòng điện chạy qua. Phần động là khung dây L
2
đặt trong cuộn dây
tĩnh. Các cuộn L
1
, L
2
và L
3
được đặt sao cho L
2
có thể chuyển động dễ dàng trong
khoảng giữa L
1
và L
3
. Hình dạng cuộn dây có thể tròn hoặc vuông. Cuộn L
2
được gắn

trên 1 trục quay, 2 đầu trục quay được đặt lên 2 trụ đỡ để trục có thể quay với ma sát
nhỏ, trên trục có gắn các lò xo phản kháng, kim chỉ thị. Đầu kim chỉ thị chuyển động
trên một bảng chia độ (trục quay, trụ đỡ, lò xo phản kháng không được vẽ trong
hình). Trong một số trường hợp thì L
2
không được mắc nối tiếp với L
1
và L
3
.
Hình 2.4 Cấu tạo cơ cấu chỉ thị điện động
Cả phần động và phần tĩnh được bọc kín bằng màn chắn từ để tránh ảnh hưởng
của từ trường ngoài đến sự làm việc của cơ cấu chỉ thị.
1.2.2.2. Nguyên lý hoạt động :
Nếu chúng ta cho dòng điện chạy qua các cuộn dây theo chiều như mô tả ở hình
1.6a, lúc này các cuộn dây L
1
, L
2
và L
3
đều trở thành các nam châm điện. Người ta
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 15
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
phải cuốn các cuộn dây sao cho các nam châm L1 và L2 ngược cực tính với L3 như
mô tả trên hình 2.5a.
Lúc này cực bắc của nam châm L
1
đẩy cực bắc của nam châm L

2
, cực nam của
nam châm L
3
đẩy cực nam của nam châm L
2
. Cuộn L
2
chịu tác động của một ngẫu lực
và quay khỏi vị trí cân bằng ban đầu một góc α kéo theo các bộ phận gắn trên trục
quay cũng quay một góc α. Nếu đảo chiều dòng điện qua cơ cấu chỉ thị thì cực tính
của các nam châm cũng thay đổi như mô tả ở hình 2.5 b. Lúc này cực nam của nam
châm L
1
đẩy cực nam của nam châm L
2
, cực bắc của nam châm L
3
đẩy cực bắc của
nam châm L
2
. Cuộn dây L
2
chịu tác động của ngẫu lực và cũng quay theo chiều kim
đồng hồ, lệch khỏi vị trí cân bằng ban đầu một góc α. Trong cả 2 trường hợp thì từ
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
x 100 Ω
x 100 Ω
x
10

0
Ω
x
10
0
Ω
x
10
0
Ω
x
10
0
Ω
x
10
0
Ω
S
Hướng chuyển
động của kim
S
S
S
N
N
N
Hình 2.5 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu chỉ thị điện động
a)
b)

Trang 16
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
trường tác động lên dòng điện chạy trong khung dây và tạo nên mô men quay được
tính theo công thức :
α
d
dW
M
e
q
=
(2 – 7)
Trong đó: W
e
là năng lượng điện từ
Nếu dòng điện đi vào các cuộn dây là dòng một chiều I thì được tính theo công
thức :
We =
2
1
(L
1
+L
2
+L
3
)I
2
+ MI
2

. (2 – 8)
Trong đó: M là hệ số hỗ cảm giữa các cuộn dây tĩnh và động.
I: dòng điện một chiều chạy qua các cuộn dây.
L
1
, L
2
, L
3
: hệ số tự cảm của các cuộn dây, với L
1
= L
3
.
Vì giá trị L
1
, L
2
,L
3
không đổi trong khi khung dây quay nên:
2
I
d
dM
d
dW
M
e
q

αα
==
(2 – 9)
ở vị trí cân bằng ta có : M
q
= M
C
α
α
.
2
DI
d
dM
=⇔
2

1
I
d
dM
D
α
α
=⇒
(2 – 10)
Trong trường hợp cuộn L
2
không mắc nối tiếp với L
1

và L
3
, lúc này gọi dòng qua
các cuộn dây L
1
, L
3
là I
1
, dòng qua cuộn L
2
là I
2
thì ta có :
21

1
II
d
dM
D
α
α
=
(2 – 11)
Cũng trong trường hợp này nếu dòng i
1
, i
2
là các dòng xoay chiều thì ta có mô

men quay tức thời :

α
d
dM
iim
qt
12
21
=
(2 – 12)
Mô men quay trung bình trong một chu kỳ được tính theo biểu thức :

∫
=
T
qtqtb
dtm
T
M
0
1
(2 – 13)
Nếu i
1
= I
1m
sin ωt, i
2
= I

2m
sin ( ωt – φ ) thì từ (2 – 12) và (2 – 13) ta có :
( )
dt
d
dM
ttII
T
M
T
mmqtb
α
ϕωω
12
0
21
sinsin
1
∫
−=
(2 – 14)
ϕ
α
cos
21
12
II
d
dM
M

q
=
(2 – 15)
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 17
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
φ là góc lệch giữa i
1
và i
2
. Ở điều kiện cân bằng M
q
= M
c

ϕ
α
α
cos
12
21
d
dM
IID
=
(2 – 16)
góc quay α được tính theo công thức :

ϕ
α

α
cos
1
21
II
d
dM
D
=
(2 – 17)
ϕ: góc lệch pha của 2 dòng điện I
1
và I
2
.
Từ các công thức trên ta thấy rằng cơ cấu chỉ thị điện động có thể dùng cho
mạch một chiều và mạch xoay chiều, thang đo không đều.
1.2.2.3. Đặc điểm của cơ cấu chỉ thị điện động :
+ Có thể dùng trong mạch một chiều và xoay chiều.
+ Góc lệch α tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện (hoặc tích các dòng I
1
và
I
2
), nên bảng chia độ không đều.
+ Trong mạch xoay chiều mô men quay tỉ lệ với các giá trị hiệu dụng của dòng
điện. Vì vậy có thể sử dụng cơ cấu chỉ thị điện động để chế tạo Watt kế.
+ Ưu điểm lớn của cơ cấu chỉ thị điện động là có độ chính xác cao. Khi đo trong
mạch xoay chiều, do không sử dụng các vật liệu sắt từ, có nghĩa là loại bỏ được sai số
do dòng xoáy hoặc bão hoà từ.

+ Nhược điểm là công suất tiêu thụ của dụng cụ đo điện động lớn, nên không
thích hợp để đo các mạch công suất nhỏ.
+ Mô men quay của cơ cấu chỉ thị điện động thường nhỏ, vì từ trường do các
cuộn dây sinh ra yếu, từ thông lại khép kín, mạch qua không khí nên có tổn hao lớn.
Do đó, cơ cấu chỉ thị điện động chịu ảnh hưởng nhiều của từ trường bên ngoài.
+ Độ nhạy thấp vì mạch từ yếu.
1.2.2.4. Ứng dụng :
Cơ cấu chỉ thị điện động thường được sử dụng để chế tạo các vôn kế, ampe kế,
watt kế một chiều và xoay chiều công nghiệp, tần số 50 đến 60 Hz. Các pha kế để đo
góc lệch pha hoặc hệ số công suất. Các thiết bị đo này có độ chính xác cao, với cấp
chính xác 0,1 đến 0,2. Nhưng có nhược điểm là công suất tiêu thụ lớn.
1.2.3. Cơ cấu chỉ thị số :
1.2.3.1. Cấu tạo :
Trong dụng cụ đo chỉ thị số người ta sử dụng rất nhiều các thành tựu kỹ thuật
điện tử và kỹ thuật máy tính để biến đổi và chỉ thị đại lượng đo. Cơ cấu chỉ thị số
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 18
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
hiện nay có nhiều loại khác nhau rất phong phú, đa dạng, nhưng cấu tạo chung đều
theo sơ đồ khối tổng quát như mô tả ở hình 2.6 bao gồm những khối sau :
Trong đó : X(t) là đại lượng cần đo.
- Khối biến đổi xung : có nhiệm vụ biến đổi đại lượng cần đo X(t) thành 1 dạng
tín hiệu xung phù hợp để xử lý trong cơ cấu chỉ thị số. Có thể có nhiều bước biến đổi
thành tín hiệu xung, trong đó số xung tỷ lệ với độ lớn của đại lượng cần đo X(t) như
hình 2.7b.
- Khối mã hoá có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu sau khi đã xử lý bởi khối biến đổi
xung thành tín hiệu số ở dạng mã số xác định. Có nhiều loại mã số khác nhau như mã
cơ số 10, mã cơ số 2, mã BCD, mã cơ số 8, mã cơ số 16. Để thực hiện mã hoá người
ta thường dùng các bộ Trigơ. Hình 1.8 là sơ đồ của một Trigơ gồm 2 đầu vào S và R,
1 đầu vào chung T, 2 đầu ra Q và với tín hiệu ra y

0
và y
1
. Các bộ Trigơ được mắc
với nhau thành các mạch đếm. Trong thực tế người ta thường dùng mạch đếm thang
mười để tiện quan sát và dễ đọc. Mạch đếm thang 10 gồm 4 Trigơ mắc nối tiếp nhau
và có khâu phản hồi. Như vậy tín hiệu sau khi mã hoá đã thành tín hiệu số theo mã
BCD.
- Khối giải mã có nhiệm vụ giải mã từ tín hiệu số mã cơ số 2 hoặc mã BCD
thành mã cơ số 10, để tạo ra các tín hiệu điều khiển mạch hiển thị (ví dụ mạch giải
mã BCD ra 7 thanh), nghĩa là thể hiện ra dưới dạng thập phân. Ngày nay các bộ giải
mã được chế tạo ra dưới dạng vi mạch ( Hình 2. 8 ).
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 19
Biến
đổi
xung
Mã
hoá
Giải
mã
Hiển thị
X(t)
Hình 2.6 Sơ đồ khối của bộ chỉ thị số.
S
R
Q
Q
T
x

0
x
1
y
0
y
1
U vào
y
0
U vào
y
1
t
t
t
Hình 2. 7 a) Trigơ b) Tín hiệu vào và ra của Trigơ
Q
a
b
g
R
1
R
2
R
7
2
3
2

2
2
1
2
0
a
b
g
c
d
e
f
+ 5 VU
cc
Bộ
giải
mã 7
thanh
Hình 2.8 Bộ giải mã 7 thanh
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
Vi mạch SN 74247 có các đầu ra hở cực góp dùng điều khiển LED có chung
anod + 5V. Các điện trở R
1
… R
7
để hạn chế dòng đốt anod (5 – 20 mA)
- Mạch hiển thị: Dùng để hiển thị kết quả đo bằng số. Có nhiều phương pháp để
hiển thị số :
+ Hiển thị bằng diode phát quang LED : Các LED được bố trí thành hình số 8 và
được đấu với mạch giải mã. Tương ứng với mạch giải mã đưa tín hiệu theo mã cơ số

10 đưa đến các đèn LED, làm cho các LED phân cực thuận sẽ phát ra ánh sáng. Tuỳ
theo các LED phát sáng mà hiển thị các con số khác nhau. Ngày nay để việc sử dụng
thuận tiện người ta chế tạo thành LED 7 thanh được tạo thành một khối. Hình 2.9a
thể hiện cách bố trí các LED thành bộ hiện số 7 thanh gồm có 7 thanh LED a,b,c,d,e,f
được bố trí như hình số 8. Dấu chấm để thể hiện số thập phân. Các đèn LED này có
anod được mắc chung với nhau như hình 1.10b, gọi là loại LED 7 thanh có anod
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 20
a
b
c
d
e
f
g
Dấu chấm
thập phân
a b c d e f g
+ V
Hình 2.9 Bộ hiện số 7 thanh.
a)
b)
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
chung hoặc có loại có katod được mắc chung với nhau gọi là loại katod chung. Độ sụt
áp trên LED định thiên thuận là 1,2 V và dòng điện thuận khoảng 20 mA.
+ Đèn hiện số tinh thể lỏng (LCD) :
Hình 2.10 là cấu tạo của đèn hiện số tinh thể lỏng. Tinh thể lỏng là một trong
những hợp chất hữu cơ có tính chất quang học. chúng được đặt thành lớp giữa các
tấm kính với các điện cực trong suất kết tủa ở mặt trong. Dòng toàn phần dùng để
kích hoạt tinh thể lỏng khoảng 300 μA, nguồn cung cấp là nguồn xoay chiều hình sin

hoặc vuông.
1.2.3.2. Nguyên lý làm việc :
Đại lượng đo X(t) qua bộ biến đổi thành xung BĐX với số xung N tỷ lệ với độ
lớn X(t). Sau đó được đưa vào bộ mã hoá để biến đổi tín hiệu xung thành tín hiệu số
ở dạng mã xác định. Có nhiều loại mã khác nhau như mã cơ số 10, mã cơ số 2, mã
BCD, mã cơ số 8, mã cơ số 16. Để thực hiện mã hoá người ta thường dùng các bộ
Trigơ. Hình 2.7b cho thấy dạng sóng của tín hiệu vào và ra của Trigơ. Tín hiệu vào từ
bộ biến đổi đưa vào Trigơ để kích cho Trigơ lật trạng thái. Đầu ra có tín hiệu y
0
và y
1
ngược pha nhau. Các bộ Trigơ được mắc với nhau thành các mạch đếm. Trong thực
tế người ta thường dùng mạch đếm thang mười để tiện quan sát và dễ đọc. Mạch đếm
thang 10 gồm 4 Trigơ mắc nối tiếp nhau như hình 2.11. Do mắc 4 Trigơ nối tiếp, nếu
thực hiện đếm bình thường thì có thể tới 16 trạng thái. Để có thể chuyển đổi thành
mạch đếm 10 thì 4 Trigơ trên được đấu thêm khâu phản hồi. Khi đếm đến xung thứ 9
thì tất cả các Trigơ đều chuyển về trạng thái 1 và ở xung thứ 10 thì các Trigơ trở về 0.
Như vậy tín hiệu sau khi mã hoá đã thành tín hiệu số theo mã BCD.
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 21
Thuỷ
tinh
Tinh thể lỏng Các điện cực trong suốt
và bộ lọc quang học phân
cực
Khoảng trống
Mặt gương
trong ô phản xạ
Mặt phông
a)

b)
Hình 2.10 Cấu tạo ô tinh thể lỏng và bộ hiện số 7 thanh
x
y
10
y
11
y
20
y
21
y
30
y
31
y
40
y
41
S R
S R
S R S R
1 2 3 4
Hình 2.11 Sơ đồ logic của mạch đếm thập phân
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
Dựa vào các trạng thái đầu ra của bộ đếm 10 ta có thể vẽ được biểu đồ xung của
các đầu ra như hình 2.12. Với các trạng thái đầu ra có thể lập được bảng trạng thái
các đầu ra theo mã BCD. Như vậy ta đã thực hiện được quá trình mã hoá tín hiệu.
Tiếp theo là quá trình giải mã được thực hiện. Đó là quá trình chuển đổi từ mã
cơ số 2 hoặc mã BCD thành mã cơ số 10, nghĩa là thể hiện dưới dạng số thập phân.

Ngày nay người ta thường chế tạo bộ giải mã thành IC. Bộ giải mã sẽ thực hiện
chuyển đổi từ mã BCD thành tín hiệu tương ứng để đưa đến điều khiển cho các LED
7 thanh tương ứng sáng để hiển thị chữ số quan sát được trên bộ chỉ thị hiện số.
Chữ số Đầu vào mã nhị phân Đầu ra LED 7 thanh
Z 2
3
2
2
2
1
2
0
a b c d e f g
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 22
y
21
y
11
x
y
31
t
t
t
Hình 2. 12 Biểu đồ xung các đầu ra của mạch đếm
t

t
y
41
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
5 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1
6 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1
7 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0
8 + ph 1 1 1 0
ph
1 1 1 1 1 1 1
9 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Bảng trên minh hoạ sự làm việc của bộ giải mã 7 thanh.
1.2.3.3. Đặc tính :
- Độ sụt áp trên LED định thiên thuận là 1,2 V và dòng thuận tiêu biểu để cho độ
chói hợp lý là khoảng 20 mA.
- Ưu điểm của bộ hiển thị số dùng LED 7 thanh là khả năng làm việc từ nguồn
điện áp một chiều thấp, bền, khả năng chuyển đổi mạch nhanh và kích thước nhỏ.
- Nhược điểm chính của bộ hiển thị số dùng LED 7 thanh là đòi hỏi dòng tương
đối lớn.
- Đối với bộ chỉ thị số tinh thể lỏng có nguồn điển hình là sóng xung vuông đỉnh
tới đỉnh là 8 V, tần số 60 Hz.
- Ưu điểm của bộ chỉ thị số tinh thể lỏng là tốn rất ít năng lượng, dòng toàn phần
chạy qua 4 bộ hiện số 7 đoạn nhỏ thường là khoảng 300 μA.
- Nhược điểm của bộ chỉ thị số tinh thể lỏng là phải đòi hỏi nguồn điện áp xoay
chiều hoặc dưới dạng sóng sin hoặc xung vuông. Sở dĩ như vậy vì dòng điện một
chiều tạo ra sự mạ các điện cực của ô có thể làm hỏng dụng cụ.
1.2.3.4. Ứng dụng :

Cơ cấu chỉ thị số được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị đo hiện số như : Ampe
kế, vôn kế, Watt kế, đồng hồ đo vạn năng hiện số, thiết bị đo cảm kháng, dung kháng,
đo tần số, đo chu kỳ …
Ngoài ra còn được ứng dụng nhiều trong các thiết bị đo các đại lượng điện và
đại lượng không điện khác nhau. Nó còn có thể kết hợp với các bộ phận khác trong
thiết bị đo.
1.3 Sơ đồ cấu tạo của VOM
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 23
Tiếp điểm động
Bảng chuyển mạch chọn khoảng đo
15 V
1,5 V
Điện trở
cần đo R
x
14 Ω140 Ω1470 Ω20 KΩ236 KΩ
9 KΩ
900 Ω 90 Ω 10 Ω
x 1 Ω
5 KΩ
37,5 µA
x 10 Ωx 1 KΩx 10 KΩ
x 100 Ω
Điều chỉnh 0 ( chỉnh tới 2,875 kΩ)
Hình 2.13 Mạch thang đo đối với ohm kế nhiều
khoảng đo điển hình
3,82KΩ
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
1.4. Sơ đồ mặt máy và tác dụng của các núm khoá, que đo . . .

Trong phần này ta xét sơ đồ mặt máy của đồng hồ SUNWA, vì loại đồng hồ này
tương đối thông dụng.
-  và  là hai vị trí cắm que đo. : cắm que đen, : cắm que đỏ.
-  là thang chuyển mạch đo. Khi ta cần đo đại lượng nào thì chuyển thang đo
về vị trí đo đại lượng đó.
* Đo điện áp 1 chiều: Chuyển thang đo về thang DC-V. Trong thang này gồm
các vị trí 0,1V, 0,5V, 2,5V, 10V, 50V, 250V, 1000V. Đo điện áp ở khoảng nào thì đặt
thang đo ở vị trí đó. Ví dụ, đo điện áp ở khoảng 10 đến 49 Vôn thì đặt thang ở 50V.
Lưu ý khi đặt thang bao nhiêu thì đọc kết quả tương ứng với thang đó (Trên mặt
chỉ thị được đánh giá với 3 thang chính là 10V, 50V và 250V). Nếu đặt đồng hồ ở
thang đo 2,5V thì đọc kết quả ở thang 250V và chia cho 100, nếu đặt thang ở 0,5V thì
đọc ở thang đo 50V và chia cho 100…
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 24
Một số loại đồng hồ vạn năng trong thực tế
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT &CNTT II Giaó trình : Kỹ thuật đo lường
* Đo điện áp xoay chiều: Chuyển thang đo về thang AC-V, thao tác và đọc kết
quả như đo điện áp một chiều.
* Đo dòng điện 1 chiều: Chuyển thang đo về thang DC-mA (Lưu ý loại đồng
hồ này chỉ đo được dòng điện cực đại là 250 mA). Đồng hồ này có các thang đo:
50µA, 2,5mA, 25mA, 250mA. Cách đọc kết quả tương tự như đo DC-V.
- Dùng cho Hệ THN - ĐTVT
Trang 25
Một số loại đồng hồ vạn năng trong thực tế
1
2
3
4
5
7

8
10
9
Hình 2.14 Sơ đồ mặt máy của đồng hồ SAMWA
6