bài giảng kỹ thuật đo điện- điện tử, chương 17 docx

Chương 17: Máy đo hiện số đo các đại
lượng khó lượng tử hoá trực tiếp
 Dễ mã hoá theo góc pha (
X
).
 Dễ mã hoá theo thời gian (f
X
).
 Dễ mã hoá theo tần số (T
X
).
Rồi dùng thiết bò đo góc, thời gian hoặc tần số.
2.
Máy đo hiện số : đo các đại lượng khó lượng tử hoá trực
tiếp nhưng dễ so sánh logic như lực, moment.
Đối với loại này người ta xây dựng theo sơ đồ kín từng
phần và toàn phần cùng với sử dụng bộ biến đổi ngược.
II. Sai số của máy đo hiện số.
Chủ yếu là do:
 Sai số do lượng tử hoá theo thời gian hoặc do lượng tử hoá
giá trò.
 Sai số so sánh.
1. Sai số do lượng tử hoá theo thời gian.
Trong đó: Tx: thời gian cần đo.
T
N
: thời gian theo xung đếm được.
Sai số:
T=T
X
-T

N
.
0
0max
1
f
TT

T
x
T
0
T
N
Xung khởi
Xung tắt
Sai số tương đối: %100
1
max
N
t


Vậy tần số xung đếm càng lớn thì sai số càng nhỏ.
2. Sai số do lượng tử hoá giá trò.
3. Sai số so sánh:
do so sánh với đại lượng mẫu gây ra.
III. Các bộ phận cơ bản của máy đo hiện số:
1. Bộ biến đổi tương tự – mã:
Tín hiệu vào :liên tục.

Tín hiệu ra :mã.
Bao gồm không gian, thời gian, tần số, điện áp…
a) Bộ biến đổi không gian – mã:
1
2
3
4
X
N

X
e

X
Ta dễ dàng nhận thấy

X
max
=

X
e
(X
e
: bước lượng tử hoá theo giá trò)
Và sai số tương đối:
%100
1
max
N

t


Trong đó: N là số bước lượng tử hoá.
Vậy để giảm sai số lượng tử hoá theo giá trò người
ta phải tăng số bước lượng tử hoá.
Nguyên tắc: đem đại lượng cần biến đổi so sánh với đại
lượng mẫu đã được mã hóa tín hiệu ở đầu ra.
Ví du
ï: bộ biến đổi độ dài – mã:
Đầu vào: độ dài Lx biến đổi liên tục.
Đầu ra : cho ra mã tương ứng (ví dụ mã nhò phân)
Độ dài cần đo giả sử là lx. Chổi quét sẽ chuyển dòch vò trí
liên tục cho đến khi độ dài ấy tương ứng với dãy 2
0
, 2
1
,
….2
4
Các hàng của mã ứng với các ô dẫn điện (gạch chéo) sẽ có
tín hiệu là 1, các ô cách điện sẽ không có tín hiệu.
L
x
=12l=0.2
4
+ 1.2
3
+ 1.2
2

+ 0.2
1
+ 0.2
0
=01100
Nếu
l=12mm thì l
x
=12mm
(10)
=01100
(2)
.
b) Bộ biến đổi thời gian – mã:
Xung tắtû
Xung mở
K
Tạo xung nhòp f
0
Đếm
xung
Chỉ thò





Trigger: 2 trạng thái cân bằng bền tạo ra Tx ứng với khoảng
thời gian chuyển đổi giữa xung mở
và xung tắt .

 Tạo xung nhòp ( mẫu để so sánh) có tần số f
0
, chu kỳ T
0
.
Các chu kỳ T
0
sẽ lấp đầy khoảng Tx.
 Ở đầu ra khoá K sẽ là số chu kỳ T
0
của xung nhòp =>
đưa vào bộ đếm và chỉ thò.
0
0
0
1
f
NNTT
T
T
N
x
x

c) Bộ biến đổi tần số – mã:
t
t
t
t
t

x
1
2
3
4
5
Tx
T
0
t
K
Tạo xung
Đếm
xung
Chỉ
thò




Chia
xung
Phát xung
chuẩn
f
x
T
0
KT
0

Trigger
f
0
 Ở đầu ra bộ tạo xung có xung chu kỳ Tx=1/f
x
.
 Bộ phát xung chuẩn (nhòp) có T
0
=1/f
0
.
 đầu ra có bộ chia xung CX, và sau bộ Trigger tạo xung
có độ rộng: T
d
= kT
0
và khoá K đóng mở theo chu kỳ Td
này và số xung Nx của Tx chỉ đi qua trong thời gian T
d
=
KT
0
.

0
KT
T
N
d
đi qua bộ đếm vào chỉ thò

d) Bộ biến đổi điện áp – mã:
Có 2 cách:
 Biến đổi điện áp về dạng thời gian – mã:
 Biến đổi điện áp về dạng tần số – mã:
 Bộ biến đổi điện áp – thời gian –mã:
Gồm 2 bộ:
- Bộ biến đổi điện áp – thời gian.
- Bộ biến đổi thời gian –mã.