Kỹ thuật điện đại cương - Chương 8 pptx

Năm 2008
120
Chơng 8. Đo lờng điện
Mục tiêu: Các cơ cấu đo, và các phơng pháp đo điện
Đ8-1. Những khái niệm chung về đo lờng điện
1. Định nghĩa:
Đo lờng là quá trình đánh giá định lợng đại lợng nào đó với đơn vị của nó.
Để tiến hành đo lờng một đại lợng nào đó ta cần các mẫu đo và dụng cụ đo.
Mẫu đo dùng để tạo ra đại lợng vật lý có trị số cho trớc nh các điện trở,
điện cảm và điện dung mẫu, pin mẫu Các dụng cụ đo dùng để gia công các
tín hiệu trong quá trình đo thành các dạng có thể theo dõi và điều chỉnh đợc.
2. Sơ đồ khối của dụng cụ đo
Theo quá trình đo thì dụng cụ đo có hai loại: dụng cụ đo trực tiếp và dụng cụ
đo kiểu so sánh.
a. Dụng cụ đo trực tiếp:
ở loại này đại lợng cần đo X đợc đa vào bộ phận chuyển đổi để chuyển
thành biến thiên của dòng điện hay điện áp theo X. Cơ cấu đo sẽ chuyển sự
biến thiên này thành chỉ thị bằng kim chỉ hay chỉ thị số (hình 8-1).
b. Dụng cụ đo kiểu so sánh
ở' dụng cụ đo kiểu so sánh đại lợng cần đo X đợc so sánh với một đại lợng
chuẩn X
C
, sai lệch |X - X
C
| sẽ đợc chuyển đổi thành biến thiên của dòng điện
hay điện áp, sau đó tác động vào cơ cấu đo. Chỉ thị có thể là kim chỉ hay chỉ
thị số (hình 8-2).
3. Sai số và cấp chính xác
Đo lờng bao giờ cũng có sai số. Đo lờng là quá trình loại trừ các sai số. Có
nhiều nguyên nhân dẫn đến sai số:

- Do sai số do dụng cụ.
- Do phơng pháp đo
- Do ảnh hởng của môi trờng xung quanh.
- Do ngời đo.
a) Sai số tuyệt đối.
hay I
X
Chuyển đổi
Cơ cấu đo
U
X
Chỉ thị

X

H8-1

hay I
X
Chuyển đổi
Cơ cấu đo
U
X
Chỉ thị

H8-2

X

So sánh

X
C

Năm 2008
121
Sai số tuyệt đối x là hiệu số giữa kết quả đo đợc X
đ
và trị số đúng X của đại
lợng cần đo: x = |X
đ
- X|
b) Sai số tơng đối.
Sai số tơng đối đợc tính bằng tỷ số giữa sai số tuyệt đối và trị số đo đợc
X
đ
. Sai số tơng đối thờng đợc tính bằng phần trăm. 100%
X
x
%
d
=
c) Sai số của dụng cụ đo
Sai số của dụng cụ đo
là tỷ số giữa sai số tuyệt đối với cỡ đo của dụng cụ.
Sai số của dụng cụ đo còn gọi là sai số tơng đối quy đổi.
100%
X
x
%
dm

=
Trong đó X
đm
là cỡ đo của dụng cụ. Nếu dụng cụ đo có chỉ thị kim chạy về hai
phía của thang đo thì X
đm
tính bằng tổng giá trị định mức của hai phía.
d) Sai số cơ bản của dụng cụ đo
Sai số cơ bản của dụng cụ đo là sai số của dụng cụ đo trong điều kiện làm việc
tiêu chuẩn (nhiệt độ 20
5
0
C), độ ẩm tơng đối là (65 15)% và áp suất khí
quyển (750
30)mmHg.
Căn cứ vào sai số cơ bản, ngời ta chia dụng cụ đo thành các cấp chính xác.
Ví dụ dụng cụ có cấp chính xác 1 có nghĩa là sai số tơng đối của dụng cụ ở
điều kiện làm việc tiêu chuẩn không vợt quá 1%.
Dụng cụ có cấp chính xác < 0,5 là cấp chính xác cao thờng dùng làm
dụng cụ mẫu. Các dụng cụ đo công nghiệp thờng có cấp chính xác từ 1
đến 2,5.
Ví dụ: Ampemét có thang đo 5A, cấp chính xác 1 thì sai số tuyệt đối phạm
phải là 5.1% = 0,05A.
Sai số tơng đối của phép đo đại lợng X là:
X
.D

x
= , trong đó D
x

là cỡ đo
của thang đo. Khi
X
D
x
1 sai số tơng đối của phép đo = và sẽ nhỏ nhất,
vì thế lúc đo một đại lợng nào đấy ta phải chọn dụng cụ có thang đo D
x
X
tức là số chỉ của dụng cụ phải ở phần cuối thang đo.
4. Các thông số của dụng cụ đo
Mục đích để đánh giávà sử dụng dụng cụ đo.
- Cỡ đo của thang đo là giá trị lớn nhất thang đo có thể đo đợc.
- Cỡ đo của dụng cụ đo là giá trị lớn nhất mà dụng cụ đo có thể đo đợc
- Độ nhạy
x

S

=
, độ nhạy càng cao càng tốt.

Năm 2008
122
Trong đó
là độ biến thiên của chỉ thị đo và x là biến thiên của đại lợng
cần đo.
Nếu dụng cụ đo gồm nhiều khâu chuyển đổi nối tiếp thì độ nhạy của chúng
bằng tích độ nhạy của từng khâu: S = S
1

ì S
2
ì ì S
n
.
- Công suất tiêu thụ của dụng cụ đo. Để đo đợc chính xác, công suất tiêu
thụ của dụng cụ đo phải nhỏ.
- Đặc tính động của dụng cụ đo đặc trng bằng thời gian ổn định của dụng
cụ. Đối với dụng cụ có kim chỉ, khi kim dao động nhỏ hơn 1% trị số của thang
đo thì coi nh đã ổn định.
- Số vạch chia trên thang đo, số vạch chia càng nhiều càng chính xác
- Cấp chính xác, cấp chính xác càng nhỏ càng tốt.
Đ8-2. Cơ cấu đo điện cơ
1. Các bộ phận chính của cơ cấu điện cơ.
Trong dụng cụ đo trực tiếp, cơ cấu biến đổi điện cơ có nhiệm vụ biến đổi
điện năng của đại lợng cần đo thành cơ năng làm dịch chuyển bộ phận chỉ
thị. Về cấu tạo cơ cấu điện cơ có hai phần chính: phần tĩnh và phần quay.
Theo phơng pháp biến đổi năng lợng điện từ thì cơ cấu điện cơ có các kiểu
từ điện, điện từ, điện động, cảm ứng và tĩnh điện.

Mômen quay của cơ cấu điện cơ là tốc độ biến thiên của năng lợng điện
từ W
đt
theo góc quay của phần động :

W
M
dt
q

=
.
Khi phần động quay, dây treo (hình 8-3a) hoặc lò xo phản kháng (hình 8-3b)
bị xoắn lại sinh ra mômen cản tỷ lệ với góc quay: M
c
= k.
Trong đó k là hệ số phụ thuộc vào vật liệu và kích thớc của lò xo hoặc dây
treo. Phần động sẽ ở vị trí cân bằng khi M
q
= M
c
, do đó góc quay
q
M
k
1
=

phụ thuộc vào đại lợng cần đo.
H8-3a
a) b)
c)

Năm 2008
123
Khi đo phần động dao động quanh vị trí cân bằng. Để dập nhanh dao động
này, cụ đo thờng có bộ phận cản dịu. Trong loại cản dịu kiểu không khí,
phần động là lá kim loại mỏng có thể chuyển động trong hộp rỗng khi kim
dao động, lực cản của không khí có tác dụng dập tắt nhanh dao động.Trong

loại cản dịu kiểu cảm ứng, phần động là khung nhôm để tạo nên khung dây.
Khi kim dao động khung nhôm dao động trong lòng của nam châm sinh ra
dòng điện cảm ứng trong khung nhôm. Tác dụng của từ trờng lên dòng cảm
ứng này có xu hớng làm tắt dần dao động.
Mômen cản dịu M
cd
tỷ lệ với tốc độ chuyển động của phần động :
d
t
d
KM
cdcd
= . ở đây K
cd
là hệ số cản dịu. Thời gian cản dịu của dụng cụ
nhiệt, dụng cụ tĩnh điện, dụng cụ dây treo có kim dài hơn 150 mm không đợc
vợt quá 6 giây còn các dụng cụ khác là 4 giây.
Ngoài ra còn có các bộ phận nh: đối trọng để cân bằng phần động, các
bộ phận hiệu chỉnh vị trí ban đầu của kim.
Bộ phận chỉ thị có thể kim chỉ chỉ thị ánh sáng, thiết bị ghi
2. Các ký hiệu ghi trên mặt của chỉ thị điện cơ.
Trên mặt dụng cụ đo điện cơ có ghi nhiều ký hiệu để chỉ dẫn khi sử dụng. Sau
đây là những ký hiệu chủ yếu:
- Đại lợng cần đo và thang đo của dụng cụ: V: vônmét; A: ampemét; W:
oátmét
- Kiểu cơ cấu đo
Cơ cấu đo Ký hiệu
Cơ cấu từ điện
Cơ cấu điện từ
Cơ cấu điện động

Cơ cấu cảm ứng
- Loại dòng điện:
Một chiều =
Xoay chiều ~
Xoay chiều ba pha
- Cấp chính xác: Ví dụ 1
- Cách đặt dụng cụ: Nằm
, đứng , nghiêng 60
0
.
- Điện áp thử cách điện 2kV
Ví dụ: Hình 8-4 giới thiệu dụng cụ đo là vonmét, kiểu điện từ, cấp chính xác
0.5, đặt đứng, điện áp thử cách điện 2kV.Vonmét có thang đo lớn nhất là
300V và có thể đo điện áp một chiều hoặc xoay chiều.
~ 0.5
2
V
300
0
H8-4
I
-


[

Năm 2008
124

3. Cơ cấu từ điện

a. Cấu tạo
Cơ cấu gồm khung dây động (1) có tiết diện dây nhỏ chuyển động trong lòng
nam châm vĩnh cửu NS có từ cảm cao (2). Để tạo nên từ trờng mạnh và đều
giữa phần động và phần tĩnh có hình trống (3) bằng vật liệu dẫn từ tốt. Ngoài
ra còn có lò xo phản kháng, trục và kim chỉ thị, cơ cấu biến đổi từ điện đợc
vẽ trên hình 8-5.
b. Nguyên lý làm việc
Cho dòng điện cần đo(I) vào
khung dây phần động. Dòng
điện chạy trong khung dây
nằm trong từ trờng của nam
châm vĩnh cửu (NS), sẽ chịu
tác dụng của lực điện từ và
tạo nên mômen làm quay
phần động. Mômen quay có
biểu thức:
M
q
= WBlI.d = K
q
I
Trong đó:
- W là số vòng dây của phần
động, B là cờng độ từ cảm
của nam châm.
- l là chiều dài tác dụng của
khung dây phần động
- d là chiều rộng của khung dây.
Phần động ở vị trí cân bằng khi mômen quay bằng mômen cản: K
q

.I = K.
Góc quay của phần động:
SII
K
K

q
==
(8-1)
Trong đó:
K
WBld
S =
là độ nhạy của dụng cụ đo.
c. Đặc điểm của dụng cụ
- Góc quay
tỷ lệ bậc nhất với dòng điện, nên dụng cụ chỉ đo đợc đại
lợng một chiều và thang đo chia đều. Để đo dòng điện xoay chiều cần có bộ
phận chỉnh lu dòng điện xoay chiều ra một chiều.
- Dụng cụ có độ nhạy cao vì từ trờng của nam châm vĩnh cửu mạnh.
- Độ chính xác cao, ít chịu ảnh hởng của từ trờng ngoài, tiêu thụ năng
lợng ít.
4
2
4
3
1
kim
2
H8-5

Năm 2008
125
- Khả năng quá tải kém vì dây quấn phần động có tiết diện bé (d = 0,01mm).
d. Lôgômét từ điện
Là cơ cấu đo từ điện, nhng phần động có 2 khung dây đợc gắn trên cùng
trục quay, khi có 2 dòng điện I
1
và I
2
chạy qua chúng sinh ra hai mômen quay
ngợc chiều nhau(hình 8-6).
()
11q1q1
IBKM = ;
(
)
22q2q2
IBKM
=

ở vị trí cân bằng
q2q1
MM
=
hay
() ()
22q211q1
IBKIBK =

()
()
BK
BK
I
I
1q1
2q2
2
1
=
hay là:








=
2
1
I
I
f

Góc quay
là hàm số của tỷ số giữa hai
dòng điện. Lôgômet thờng chế tạo làm

Mêgômmet.
4. Cơ cấu điện từ ( Hình 8-7)
a. Cấu tạo
ở cơ cấu kiểu điện từ phần tĩnh là cuộn dây (1) có dòng điện cần đo chạy
qua, còn phần động là miếng sắt non (2) đặt lệch tâm có thể quay trong khe
cuộn dây phần tĩnh. Ngoài ra còn có bộ phận cản dịu kiểu không khí (3), lò xo
phản kháng (5), kim chỉ thị.
b. Nguyên lý làm việc
Cho dòng điện cần đo(I) vào cuộn dây phần tĩnh, cuộn dây tĩnh trở thành nam
châm điện, hút miếng sắt non vào lòng cuộn
dây làm phần động quay đi góc
. Khi đó cuộn
dây tích luỹ năng lợng từ trờng là:

2
M
LI
2
1
W =
.
Sự biến thiên năng lợng từ trờng gây mômen
quay là:

L
I
2
1

W

M
2
M
q


=


=

ở vị trí cân bằng M
q
= M
c
hay:

L
I
2
1
K
2


=

Góc quay của phần động sẽ là:

L

I
2
K
1

2


=
= S I
2
(8-2)
c. Đặc điểm của cơ cấu
- Góc quay tỷ lệ với bình phơng của dòng điện nên thang đo chia không
đều.
1
2
4
3
H8-7

R
1
N
S
I
2
I
1
R

0
R
X
+

-
H8-6

Năm 2008
126
- Dụng cụ có thể đo đợc dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều, vì
khi thay đổi chiều dòng điện trong cuộn dây phần tĩnh các miếng thép luôn
đợc từ hoá cùng cực tính. Hình dáng miếng thép đợc chế tạo sao cho

L



giảm theo góc quay
để thang đo có thể chia tơng đối đều.
- Dụng cụ chịu ảnh hởng của từ trờng ngoài, vì khe hở không khí giữa
phần động và phần tĩnh lớn, hơn nữa từ trờng bản thân của cơ cấu cũng nhỏ.
- Độ chính xác thấp do có tổn hao trong lõi thép
- Khả năng quá tải cao, vì cuộn dây có dòng điện cần đo là phần tĩnh nên tiết
diện dây có thể lớn.
- Cơ cấu đơn giản, rẻ tiền, chủ yếu dùng để đo dòng điện và điện áp xoay
chiều tần số công nghiệp.
5. Cơ cấu điện độ(hình 8-8).
a. Cấu tạo
Cơ cấu gồm 2 cuộn dây. Cuộn dây phần tĩnh có tiết diện lớn, ít vòng dây và

thờng chia làm hai nửa cuộn dây.
Cuộn dây phần động là một khung dây giống nh cơ cấu đo từ điện. Ngoài ra
còn có kim chỉ thị, bộ phận cản dịu kiểu cảm ứng.
b. Nguyên lý làm việc
Khi cho dòng điện cần đo I
1
và I
2
vào cuộn dây phần tĩnh và khung dây
phần động, năng lợng từ trờng tích luỹ
trong lòng cuộn dây.

21
2
22
2
11M
IMIIL
2
1
IL
2
1
W ++=

Trong đó L
1
, L
2
là điện cảm của cuộn

dây không phụ thuộc vào góc quay
. M
là hỗ cảm của hai cuộn dây, M thay đổi
khi phần động quay.
Mômen quay:

M
II

W
M
21
M
1


=


=
ở vị trí cân bằng M
q
= M
c
hay:
K.

M
II
21

=



Góc quay của phần động sẽ là:

M
K
II

21


= = SI
1
I
2
(8-3)
c. Đặc điểm
Lõi thép
C.dây
K. dây
H8-8


Năm 2008
127
- Mômen quay tỷ lệ với tích số I
1
I

2
. Nếu khung dây phần động mắc song
song với tải còn cuộn dây tĩnh mắc nối tiếp với tải, thì mômen quay tỷ lệ với
công suất tải tiêu thụ, nên dụng cụ có thể dùng để đo công suất.
- Độ nhạy của dụng cụ thấp, vì hỗ cảm giữa hai cuộn dây nhỏ.
- Chịu ảnh hởng nhiều của từ trờng ngoài.
- Độ chính xác cao vì không có tổn hao trong lõi thép.
- Khả năng quá tải kém vì cuộn dây phần động kích thớc nhỏ.
- Cấu tạo phức tạp đắt tiền.
Để tăng độ nhạy ngời ta chế tạo cơ cấu sắt điện động (hình 8-6) trong đó
cuộn dây phần tĩnh có lõi sắt từ, làm tăng từ thông của cuộn dây và do đó tăng
mômen quay.
6. Cơ cấu cảm ứng.
a. Cấu tạo
Phần tĩnh của cơ cấu có 2 cuộn dây lõi thép. Cuộn dòng điện có tiết diện
dây lớn, số vòng ít mắc nối tiếp với tải. Cuộn điện áp có số vòng dây nhiều và
tiết diện dây bé nối song song với tải (hình 8-9).
Phần động của cơ cấu là đĩa nhôm
gắn với trục quay và bộ phận chỉ thị.
b. Nguyên lý làm việc.
Cho dòng điện i vào cuộn dòng
điện, sẽ tạo nên từ thông

i
trùng với
pha dòng điện, từ thông

i
xuyên qua
đĩa nhôm cảm ứng trong đĩa nhôm

dòng điện i
1
.
Đặt điện áp vào cuộn điện áp, dòng
điện i
u
qua cuộn dây điện áp sẽ tạo nên
từ thông

u
. Từ thông
u
làm cảm ứng
trong đĩa nhôm dòng i
2
.
Dòng điện i
1
nằm trong từ trờng B
u
, dòng điện i
2
mằn trong từ trờng B
i
,

chịu tác dụng lực tạo thành mô men làm đĩa nhôm quay. Mômen quay đợc
tính bằng biểu thức:

.PKUIcosK.sinK.f.M

ppiuq
=

=
=
Đĩa nhôm quay trong từ trờng của nam châm vĩnh cửu sẽ sinh ra mômen
cản tỷ lệ với tốc độ quay: M
c
= K
c
.n. Khi M
q
= M
c
thì đĩa quay với tốc độ đều:
K
p
.P = K
c
.n
Tích phân 2 vế phơng trình trên trong khoảng thời gian từ t
1
đến t
2
ta có:


===
2
1

ccp
2
1
p
NKndtKPtKPdtK
I
U
Z
t

H8-9

Năm 2008
128
Hay là:
.N
K
K
AP.t
p
c
==
= CN (8-4)
Trong đó: A là điện năng tiêu thụ
N là số vòng quay của đĩa trong khoảng thời gian từ t
1
đến t
2
.

p
c
K
K
= C là hằng số của dụng cụ.
c. Đặc điểm của cơ cấu
- Số vòng quay của phần động tỷ lệ với điện năng tiêu thụ, nên cơ cấu đợc
chế tạo làm công tơ đo điện năng.
- Độ chính xác thấp vì khi làm việc dòng điện xoáy trong đĩa nhôm gây tổn
hao công suất.
- Cơ cấu phụ thuộc vào tần số.
Đ8-3. Đo lờng số
Ngày nay đo lờng số là tiến bộ kỹ thuật quan trọng trong các dụng cụ đo vì
có độ chính xác cao và gắn liền với hệ thống tính toán, điều khiển tự động.
1. Sơ đồ khối của chỉ thị số.

Đaị lợng cần đo x đợc đa vào bộ biến đổi, để biến đổi thành số xung N tỉ
lệ với độ lớn của x. Số xung N đợc đa vào bộ mã hoá thành tín hiệu cơ số 2-
10, sau đó đợc xử lý, rồi đến bộ giải mã, tín hiệu mã 2-10 đợc biến đổi
thành mã thập phân và đa ra bộ phận hiển thị.
2. Mã số.
Mã số là các ký hiệu để thể hiện tập hợp số và có thể viết, đọc bất kỳ số nào.
Ví dụ mã 10, mã 2.
a. M 2: Mã 2 có 2 ký hiệu 0 và 1.
Ví dụ số 12 = 1100 = 2
3
+ 2
2
+ 2
1

+ 2
0
=
8
ì1+ 4ì1+ 2ì0+1ì0. Các số 8; 4; 2; 1
gọi là trọng số. Để đổi 1 số từ cơ số 10
sang cơ số 2, thì ta chia liên tiếp số cơ số
10 cho 2 và số d trong phép chia đọc
ngợc là số biểu diễn trong hệ 2.
b. M 2 -10.(BCD).
Giải mã
Hiển thị
Biến đổi X
Mã hoá
X(t)
Xử lý
12 2
0 6 2
0 3 2
1 1
12 = 1100

Năm 2008
129
Các ký hiệu từ 0
ữ9 trong mã 10 đợc biểu diễn sang mã 2, sau đó ghép vào
mã 10 thành mã 2-10.
Ví dụ: 12340 = 0001 0010 0011 0100 0000;
56789 = 0100 0101 0111 1000 1001.
3. Bộ mã hoá.Thiết bị kỹ thuật để thực hịên mã hoá là trigơ.

Trigơ có 2 đầu vào R và S, 2 đầu ra là Q và
Q rất tiện cho việc mã hoá cơ số 2.










Khi đa xung U vào cả 2 đầu của Trigơ thì ở 2 đầu ra cho 2 xung vuông ngợc
pha nhau.
Nếu nối liên tiếp các trigơ nh hình8-11a thì tín hiệu ra có dạng 8-11b.

x
o

U
vào

x
1

Q
S Q

R
y
o

y
1

H8-10

t
y
o
t
y

1
U
vào
t
x
t
y
31
t
y
41
t
y
21
t H8-11b
y
1
t
y
10
y
11
y
20
y
21

y
31
y

30

y
41

y
40

Q Q

R S
1
x
H8-11a
2
Q
Q


R S
Q Q

R S
3
Q
Q


R S
4

Năm 2008
130
Để thể hiện mã 2-10 ít nhất phải có 4 trigơ. Các số mã 2-10 thể hiện bằng
trigơ theo qui luật 2
n
với n là số trigơ. Bốn trigơ thể hiện đuợc 16 số, muốn thể
10 số trong mã 2 -10 phải có phản hồi khi có xung thứ 9.
Khi có xung thứ 9 thì tất cả các trigơ phải ở trạng thái 1 và khi có mã thứ 10,
thì tất cả các trigơ phải chuyển về trạng thái 0 và đa điều khiển sang 4 tri gơ
tiếp theo, tơng tự nh đếm hết hàng đơn vị sang hàng chục.
Hình 8-11a phản hồi thực hiện ở trigơ cuối trở về trigơ 3 và 2. Khi có xung
thứ 8 vào thì đầu ra của trigơ 4 xuất hiện tín hiệu phản hồi về 2 và 3 đa chúng
về trạng thái 1.
Số xung
Trạng thái trig
ơ
Trigơ 4 Tri gơ 3 Tri gơ 2 Tri gơ 1
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
P
-h 1 1 1 0
9 1 1 1 1

10 0 0 0 0

4. Bộ giải mã (hình 8-13)
Bộ giải mã có nhiêm vụ biến đổi tín hiệu mã
2-10 đã đợc máy xử lý thành mã thập phân để
đa ra bộ phận chỉ thị.
Luật làm việc của bộ giải mã 7 thanh nh
sau: tín hiệu vào là mã 2-10, đầu ra là các vạch
sáng từ a đến g, ứng với các số từ 0 đến 9, số
10 trở về chỉ số 0.
Ví dụ: muốn hiển thị số 5 thì a, f, g, c, d
sáng.




a
b
c
g
f
d
e
a
c
g
f
d
H8-12

Năm 2008
131
Luật làm việc của bộ giải mã 7 thanh

Chữ
số
Tín hiệu vào mã 2-10
Tín hiệu ra
(LED sáng)
23 22 21 20 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
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 0 1 1 0 1 1 0 1 1
6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1
7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

8+P.h
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1

9 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
10 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

Các bộ giải mã đợc chế tạo dới dạng vi mạch họ 74, ví dụ vi mạch SN74247

Vi mạch SN74247 có các đầu ra hở cực góp. Nó đợc dùng điều khiển bộ
chỉ thị LED có chung Anốt +5V, dòng Anốt từ 5mA
ữ 20mA.
5. Thiết bị thể hiện số
Trong đo lờng kí thuật số bộ phận chỉ thị thờng có 2 loại:
a. Chỉ thị số bằng đèn phóng điện nhiều cực (hình 8-14).
Ph



BGM
SN74
247



2
3
2

2
2
1
2
0

a
4
a
3

a
2
a
1

a
b
c
g
f
d
e
a
b
c
d
e
f
g

TIL 308
H8-13

7 5
H8-14

Năm 2008
132
Đó là một đèn neon gồm 1 anốt và 10 catốt có hình các số từ 0 đến 9. Khi có
điện áp giữa anốt và catốt nào thì catốt đó sẽ sáng lên và con số đó xuất hiện.
Ưu điểm của chỉ thị này là có độ sáng rõ, nhng tiêu thụ công suất lớn, điện
áp cao. Hiện nay không dùng nữa.
b. Chỉ thị diốt phát quang hoặc tinh thể lỏng 7 thanh (hình 8-12)
Điốt phát quang là chất bán dẫn phát sáng khi đặt vào điện áp một chiều,
còn tinh thể lỏng dới tác dụng của điện áp sẽ chuyển pha từ trạng thái trong
suốt sang trạng thái mờ và ta có thể nhìn thấy màu sắc ở nền đằng sau. Tinh
thể lỏng tiêu thụ công suất rất nhỏ (0,1
àA một thanh) còn điốt phát quang là
10mA. Hiện nay tinh thể lỏng đợc sử dụng nhiều dới dạng vi mạch.

Đ8- 4 Đo dòng điện và điện áp
Trong các đại lợng điện, dòng điện và điện áp là hai đại lợng cơ bản nhất có
quan hệ chặt chẽ với nhau.
1. Đo dòng điện
Để đo dòng điện ta mắc nối tiếp ampemét với mạch điện cần đo.
Để đo dòng điện một chiều có thể dùng các ampemét từ điện và điện từ. Để
mở rộng thang đo với dòng điện một chiều ngời ta dùng điện trở sơn R
S
nối
song song với cơ cấu đo (hình 8-15).

Dòng điện qua cơ cấu đo là:
ccs
s
A
RR
R
I.I
+
=

Trong đó: I là dòng điện cần do, R
cc
là điện trở của cơ cấu đo.
Nếu muốn mở rộng thang đo n lần tức là:
s
ccs
A
R
RR
n
I
I
+
==
Suy ra điện trở của sơn R
s
là:
1n
R
R

cc
s

=

Hình 8-15 là sơ đồ sơn của dụng cụ từ điện có nhiều thang đo. Để đo dòng điện
xoay chiều tần số công nghiệp có thể dùng các ampemét điện từ hay điện
động. Với dòng điện xoay chiều ngời ta dùng máy biến dòng để mở rộng
thang đo. Ampemet điện từ nhiều thang đo đợc chế tạo bằng cách chia cuộn
H8-15
I
cc

A
R
s

I
I
s

H8-16
A
R
1

R
3

R

2
R
4

I
1
I
3

I
2
I
4

W/2 W/2
H8-17
I
2I
W/2
W/2

Năm 2008
133
dây tĩnh thành nhiều phần bằng nhau và có thể thay đổi cách nối để có các
thang đo khác nhau.(hình 8-17)
Để đo dòng điện xoay chiều bằng dụng cụ từ điện ngời ta phải chỉnh lu
dòng điện xoay chiều thành một chiều.
Để đo dòng điện DC nhỏ thì dùng
àA điện tử. Hình 8-18 là sơ đồ nguyên lý
của

àA điện
tử.
Dòng cần đo
đa vào cực B
của T là I
đ
.
Nếu hệ số
truyền đạt của
T là

T
và biết
I
ct
là dòng định
mức của cơ
cấu đo, thì
àA
đo đợc dòng
điện là:
I
đ
= I
ct
/
T

2. Đo điện áp
Để đo U ngời ta dùng vonmet mắc song song với mạch cần đo. Muốn kết

quả đo chính xác, thì điện trở trong của vonmet phải lớn.
Để mở rộng thang đo ngời ta dùng điện trở phụ mắc nối tiếp với cơ cấu đo
(hình 8-19). Giả sử cơ cấu đo có điện áp định mức
(U
cc
), là điện áp làm cho kim chỉ hết thang đo,
muốn mở rộng thang đo m lần nghĩa là U/U
cc
= m
thì:

1m
U
UU
R
R
cc
cc
cc
p
=

= hay là R
p
= R
cc
(m - 1).
Trong đó: R
cc
điện trở của cơ cấu.

Khi cần đo điện áp lớn (cỡ kV) ngời ta dùng máy
biến điện áp để hạ điện áp cao xuống điện áp thấp.
Để nâng cao độ chính xác của phép đo, ngời
ta tiến hành đo bằng phơng pháp bù, là so sánh
điện áp cần đo U
x
với điện áp mẫu đã biết U
k
có
độ chính xác cao (hình 8-20). Độ chênh lệch điện
áp :
U = U
x
- U
k
đợc phát hiện bằng cơ cấu chỉ không.
H8-19
V
I
R
p
H8-20
E
x

E
N

G
U

K
2
2
R
K

I
p

1
1
E
CC

R
N

R
đc
K
H8-18a
I
đ

I
đ
R
đc

R

o

I
E
o

E
R
b

I
ct

T
K
E

R
b1
R
đc

R
b2
R
e
R
1
R
2

R
o
I
I
ct
H8-18b
T
D


Năm 2008
134
Để đo U có tần số lớn, dùng vônmet điện tử. Điện áp cần đo đợc chỉnh lu
và đa vào bộ khuyếch đại một chiều (hình 8-21).
Đầu ra của khuyếch
đại một chiều là cơ cấu
từ điện.
Ưu điểm của vonmet
điện tử là có độ nhạy
cao, điện trở vào lớn có
thể đạt tới 100 M

công suất tiêu thụ rất
ít, khoảng tần số làm
việc rộng, dễ dàng điều
chỉnh và mở rộng
thang đo.

Đ8-5. Đo các thông số mạch điện

1. Đo điện trở
a. Phơng pháp Volmet và Ampemet
Để đo điện trở ta có thể dùng Ampemet đo dòng
điện I và Volmet đo điện áp U trên R. Điện trở cần đo:

I
U
R
x
= .
Trên hình 8-22 có: R
x
+ R
a
= U/I, điện trở Ampemet
R
a
gây sai số của phép đo, nếu điện trở cần đo nhỏ thì
ảnh hởng của điện trở Ampemet R
a
càng lớn, vì thế sơ đồ dùng để đo điện trở
trung bình và lớn.
Trên hình 8-23 có:

vx
R
U
R
U
I

+= do đó:
v
v
v
x
R
1
U
I
1
UIR
U.R
R

=

=

Điện trở Volmet R
v
gây sai số của phép đo, nếu
điện trở cần đo càng nhỏ thì điện trở Volmet R
v
ảnh
hởng càng ít vì thế sơ đồ dùng để đo điện trở nhỏ.
b. Ôm mét (hình 8 - 24)
Nếu điện áp U là không đổi thì điện trở tỷ lệ nghịch với dòng điện I, do đó
biết dòng điện suy ra ngay điện trở.
Hình 8-24 là sơ đồ nguyên lý của ômmét. Dòng điện:
H8-24

I
R
p

à
A
E
R
X
H8-21
H8-22
R
X

A
I
V
H8-23
R
X

A
I
V

Năm 2008
135

()
x

xccp
Rf
RRR
E
I =
++
=

ở đây R
p
là điện trở phụ để điều chỉnh vị trí không, R
cc
là điện trở của cơ cấu
từ điện.
c. Mêgômmét
Là dụng cụ đo điện trở lớn. Trong mêgômmét cơ cấu đo là lôgômét từ điện,
nguồn điện là máy phát điện một chiều quay tay có điện áp từ 500V đến
1000V (hình 8-25).
Trên hình 8-25 dòng điện
x1p1
1
Rrr
U
I
++
=
và
2p2
2
rr

U
I
+
=

Trong đó r
1,
r
2
là điện trở của cuộn dây phần
động
p1
r ,
p2
r là điện trở phụ để điều chỉnh.
Góc quay
của mêgômmét tỷ lệ với tỷ số của
hai dòng điện nghĩa là:









++
+
=

=
x1p1
2p2
2
1
Rrr
rr
f
I
I
f

d. Cầu điện trở
Để đo điện trở chính xác hơn thì dùng phơng pháp so sánh với điện trở mẫu
bằng cầu điện trở. Hình 8-26 là sơ đồ của cầu đo điện trở, điện trở cần đo R
x
là
một nhánh của cầu, các điện trở mẫu R
2
, R
3
, R

1
có thể điều chỉnh đợc. Nguồn
cung cấp E nối vào một đờng chéo của cầu, còn đờng chéo kia là cái chỉ
không.
Điều chỉnh các điện trở để điện kế chỉ không, khi đó cầu cân bằng nên:

4321
II;II ==
Nên
3311
IRIR =
và
4x4422
IRIRIR
=
=

Chia các biểu thức trên cho nhau ta đợc:

1
3
2
x
R
R
R
R
=
hay là
1

32
x
R
RR
R =

Trong các cầu đo, thờng tỷ số R
2
/R
1
chọn
bằng 1, 10, 100.
Khi đo các điện trở rất nhỏ, ảnh hởng của điện trở dây nối và điện trở tiếp
xúc là đáng kể, để loại bỏ các ảnh hởng này ngời ta thờng dùng cầu kép.
2. Đo tổng trở
r
p1
r
p2
R
x
+
-
H8-25

R
2
R
X
R

1
R
3
E

H8-26
I
1
I
3
I
2
I
4

Năm 2008
136
Tổng trở của mạch điện
jXRZ
+
=
có thể đo gián tiếp bằng Ampemet,
Volmet và oátmét, hoặc đo trực tiếp bằng các cầu đo tổng trở. Trong cách đo
gián tiếp ta có các biểu thức tính toán:

I
U
Z =
;
2

I
P
R =
;
22
RZX

=

Để đo chính xác, ta dùng các cầu đo xoay
chiều. Khi cầu cân bằng quan hệ của các tổng
trở các nhánh tơng tự ở cầu đo điện trở.
a. Cầu đo điện dung C
Trên hình 8-27 là cầu đo điện dung của tụ
điện có tổn hao ít. Tụ gồm điện dung C
x
nối
tiếp với r
x
. Các điện trở mẫu R
2
, R
4
, điện dung
mẫu C
3
đợc nối nối tiếp với điện trở r
3
để cùng tính chất với C
x

và r
x
.
Khi cầu cân bằng:
3241
ZZZZ
=

ở đây:
x
x1
Cj
1
rZ

+=
;
22
RZ
=
;
3
33
Cj
1
rZ

+=
;
44

RZ
=

Suy ra:
4
2
3x
R
R
rr =
và
2
4
3x
R
R
CC =

Đối với tụ điện có tổn hao lớn C
x
đợc xem nh nối song song với r
x
.
Ta có:
x
x
1
Cj
r
1

1
Z
+
=
;
22
RZ
=
;
3
3
3
Cj
r
1
1
Z
+
=
;
44
RZ =
Khi cầu cân bằng có:
3
3
4
x
x
2
Cj

r
1
R
Cj
r
1
R
+
=
+

Từ đó suy ra:
2
4
3x
R
R
CC =
;
4
2
3x
R
R
rr =

b. Cầu đo điện cảm
Để đo điện cảm L
x
của cuộn dây thì dùng cầu xoay chiều hình 8-28.

Ta có:
xx1
LjrZ +=
22
rZ = ;
33
rZ = ;
44
4
4
rCj1
r
Z
+
=

H8-27
e
G
r
3

R
4

r
X

R
2

I
~
C
X

C
3

H8-28
G
R
3
r
x

R
2

~
L
X

e
R
4

C
4

I

Năm 2008
137
Cầu cân bằng khi:
()
32
44
4xx
rr
rCj1
rLjr
=
+

+

Suy ra:
4
3
2x
r
r
rr =
;
324x
rrCL =

Đ
8-6. Đo công suất và điện năng

1. Oátmét một pha kiểu điện động
Hình 8-29 là sơ đồ nguyên lý của oátmét một pha kiểu
điện động. Cuộn dây dòng điện đợc nối tiếp với phụ tải
cần đo. Cuộn dây điện áp đợc nối song song với mạch
cần đo. Góc quay của cơ cấu điện động tỷ lệ với công suất tác dụng P =
UIcos
.
2. Đo công suất tác dụng của mạch ba pha
Để đo công suất của mạch ba phaY
o
ta
có thể dùng các Wmet mắc nh hình 8-30.
AAAA
cosIUP =
BBBB
cosIUP =
CCCC
cosIUP =

CBA3pha
PPPP ++=
Có thể dùng 2 Wmet nối nh hình 8-29 để
đo công suất mạch ba pha ba dây, trong đó
Wmet thứ nhất đo công suất.

(
)
AACAAC1
I.UcosIUW

r
r
=
Wmet thứ hai đo công suất

(
)
BBCBBC2
I.UcosIUW
r
r
=
Trong đó:

CAAC
UUU
r
rr
=

CBBC
UUU
rrr
=
Vậy tổng số chỉ của 2 Wmet là:
(
)
(
)
(

)
BACBBAABCBACA21
IIUIUIUIUUIUUWW
rr
r
r
r
r
r
r
r
r
rrr
++=+=+
Vì
CBA
III
rrr
=+ nên ta có:

pha
3CCCBBBAAA21
PcosIUcosIUcosIUWW =

+

+

=+

A

B

C

O
H8-30
W
W
W
H8-29
W
I
U

Z
R
p
A

B

C
H8-31
W

Năm 2008
138
3. Đo công suất phản kháng trong mạch ba pha

Để đo công suất phản kháng của mạch ba pha đối xứng ta dùng oát met mắc
nh hình 8-30 trong đó Wmet một pha có dòng điện I
A
còn điện áp dây là U
BC
.
Chỉ số của Wmet sẽ là:

()
3
Q
sinIUIUcosIUW
3pha
ddABCABC
===
rr

Do đó công suất phản kháng của mạch ba pha
sẽ là:

P3Q
3pha
=

Đ
8-7. Đo lờng các đại lợng không điện
1. Những khái niệm chung
Các đại lợng không điện nh nhiệt độ, vận tốc, gia tóc, ứng suất có thể
đo đợc một cách chính xác bằng phép đo lờng điện. Ưu điểm cơ bản của
phơng pháp đo là có độ chính xác cao, có thể đo tự động, đo từ xa và tự ghi

kết quả.
Sơ đồ khối của dụng cụ đo các đại lợng không điện có các khâu chủ yếu
sau đây: (hình 8-31).
- Chuyển đổi đo lờng: để biến đổi các đại lợng không điện thành tín hiệu
điện
- Các khâu trung gian nhằm khuyếch đại tín hiệu, bù ảnh hởng của nhiệt độ
hay tần số.
- Cơ cấu đo lờng ở đầu ra nh Volmet, điện thế kế thờng có thang chia
theo đại lợng không điện.





Sau đây ta sẽ giới thiệu sơ lợc một số chuyển đổi và mạch đo một số đại
lợng không điện.
2. Các chuyển đổi đo lờng
Chuyển đổi đo lờng có nhiệm vụ biến các đại lợng không điện cần đo
thành các đại lợng điện. Theo nguyên lý tác động chuyển đổi đo lờng có
các loại:
- Chuyển đổi điện trở
- Chuyển đổi điện từ
A

B

C
H8-30
Đ
ại lợng

không điện

Chuyển
đổi

Mạch đo

Cơ cấu đo
H8-31

Năm 2008
139
- Chuyển đổi tĩnh điện
- Chuyển đổi điện tử
- Chuyển đổi hoá điện
a. Chuyển đổi nhiệt điện
Trong chuyển đổi nhiệt điện, sự biến thiên của nhiệt độ dẫn tới sự xuất hiện
sức điện động cảm ứng của cặp nhiệt điện, hay dẫn tới thay đổi trị số nhiệt
điện trở. Thiết bị chính là 1 cặp nhiệt điện. Quá trình đo liên hệ chặt chẽ với
môi trờng xung quanh, diện tích trao đổi nhiệt, tốc độ chuyển động của môi
truờng, nồng độ của môi truờng dẫn điện vì thế các chuyển đổi nhiệt điện
không những chỉ dùng đo nhiệt độ mà còn dùng để đo ẩm độ, tốc độ, di
chuyển.
b. Chuyển đổi điện trở
Biến trở (hình 8-32) là một ví dụ đơn giản nhất của chuyển đổi.
Điện trở của biến trở:
l
l
RR
x

x
=
Trong đó:
- R là điện trở toàn bộ của biến trở.
- l chiều dài toàn bộ biến trở
- l
x
khoảng di chuyển của con chạy tính từ đầu biến trở. Biến trở loại này
dùng để đo di chuyển thẳng. Nếu chế tạo biến trở quay quanh trục có thể dùng
để đo di chuyển góc.
c. Chuyển đổi nhạy với lực căng
Cấu tạo gồm miếng giấy mỏng làm đế, trên đó dán một sợi
dây mảnh hình răng lợc (hình 8-33) bằng constantan nicrom.
Mặt trên chuyển đổi lại dán một lớp giấy mỏng để bảo vệ.
Chuyển đổi đợc dán lên trên các chi tiết cần đo biến dạng,
sao cho các dây răng lợc theo chiều biến dạng.
Sự biến thiên của điện trở chuyển đổi:
E

K.
R
R
=

Trong đó: K là độ nhạy của chuyển đổi,
là ứng suất tác dụng lên chuyển đổi,
E là môđun đàn hồi
d. Chuyển đổi điện từ
Là chuyển đổi trong đó đại lợng không
điện (thờng là các di chuyển thẳng hay

quay) dẫn đến thay đổi điện cảm, hỗ cảm hoặc xuất hiện sức điện động cảm
ứng ở cuộn dây. Hình 8-34 vẽ nguyên lý của một số chuyển đổi điện từ. Sự
di chuyển của phần động mạch từ làm thay đổi điện cảm của cuộn dây.
e. Chuyển đổi điện dung
A
R
E
H8-32
H8-33
H8-34

Năm 2008
140
Điện dung của tụ điện:
d
S
C =

Trong đó:
là hằng số điện môi; S là điện tích bản cực; d là khoảng cách giữa
các bản cực.
Sự thay đổi khoảng cách giữa hai điện cực, góc quay hay chiều dày của điện
môi có thể dẫn tới biến thiên của điện dung tụ điện.
3. Một số mạch đo lờng các lợng không
điện
a. Đo ứng suất
Để đo ứng suất tại một điểm ngời ta
dán chuyển đổi nhạy với lực căng và là một
nhánh của cầu (hình 8-35). Sự biến thiên của
điện áp ra trên đờng chéo của cầu đợc

khuyếch đại và đa vào cơ cấu đo.
b. Đo nhiệt độ
Ta dùng các chuyển đổi nhiệt ngẫu hoặc
nhiệt điện trở. Hình 8-36 là sơ đồ nguyên lý
của thiết bị đo nhiệt độ bằng nhiệt ngẫu.
Mạch đo bằng phơng pháp bù. Dòng điện
làm việc xác định chính xác bằng pin mẫu E
và điện trở mẫu.

Đ 8-8 dao động ký
I. Công dụng của dao động ký.
Dao động ký đợc sử dụng trong nghiên cứu khoa học, trong dạy học, y học, và
trong sản xuất.
Trong dạy học dao động ký đợc dùng trong thí nghiệm:
- Để nghiên cứu và so sánh các dạng sóng điện.
- Đo các thông số của dòng điện và mạch điện.
- Để chỉnh sửa các máy điện và điện tử
- Để tổng hợp các dao động điện.
- Để phát hiện các dòng điện nhỏ
II. Cấu tạo của dao động ký
1. ống phóng tia điện tử (hình 8-37).
ống phóng tia điện tử gồm một ống thuỷ tinh có độ chân không cao (10
-6

mHg), có 2 phần thân đèn và cổ đèn. Cổ đèn có dạng hình trụ bên trong đặt
R
1

R
2

E
R
3
C Đ
K Đ
G
H8-35
R
1

R
2

R
3

R
4
R
b

R
5

E
T
mV

H8-36

Năm 2008
141
các điện cực.Thân đèn có dạng hình nón cụt. Phần đáy đèn là màn hình M bên
trong phủ lớp phát quang.
2. Các điện cực
- Sợi đốt FF để đốt nóng Ka tốt
- Ka tốt để phát xạ điện tử khi bị đốt nóng.
- A
1
, A
2
là 2 anốt có
điện áp dơng hơn Katốt,
A
1
có điện áp hàng trăm
vôn, còn A
2
có điện áp
hàng nghìn vôn có nhiệm
vụ hội tụ, hút e về phía
màn hình và tăng tốc
chùm điện tử.
- Lới G đặt giữa K
và A
1
có điện áp âm hơn
K. Có nhiệm vụ khống
chế số điện tử bay về

phía màn hình.
- Các chiết áp R
1
, R
2
,
R
3
lần lợt nối với G, A
1
,
A
2
để điều chỉnh điện áp đặt vào các cực này.
- Các bản cực Y
1
, Y
2
đặt nằm ngang. Điện áp đặt vào Y
1
, Y
2
làm tia điện
tử chuyển động dọc theo trục Y. Tín hiệu cần nghiên cứu đặt vào hai bản cực
này.
- Hai bản cực X
1
, X
2
đặt thẳng

đứng, Điện áp đặt vào X
1
X
2
làm tia
điện tử lệch theo phơng ngang (x).
3. Độ nhạy của ống phóng điện tử .
Nếu đặt u = U vào hai bản Y
1
Y
2
,
trên màn hình chùm tia điện tử bị lệch
đi một khoảng y theo phơng đứng, tỷ
số a
y
= y/U gọi là độ nhạy theo chiều
dọc của ống phóng điện tử, đơn vị độ
chia/vôn(div/vol).
at
x
t
t
t


t
n
T
q

0
A
B
H8-38
1
F
KĐX
KĐY
QX
KG
A
1
A
2
Y
1
Y
2
X
2
X
1
M

R
3
R
2
R
1

2
K
-
+
F
H8-37
1

Năm 2008
142
Nếu đặt u = U vào hai bản X
1
X
2
trên màn hình vạch sáng lệch đi theo
phơng ngang độ dài x, tỷ số a
x
= x/ U gọi là độ nhạy theo chiều ngang của
ống phóng điện tử .
Độ nhạy còn đợc định nghĩa: a
y
= U/y; a
x
= U/x đơn vị vôn / độ chia
4. Các bộ khuyếch đại KĐY và KĐX
Các tín hiệu đa vào 2 bản Y và X thờng có trị số nhỏ, còn điện áp cần để
làm lệch tia điện tử tới hàng chục vôn, hàng trăm vôn, nên tín hiệu trớc khi
đa đến các bản cực X, Y phải đợc khuyếch đại. Các bộ khuyếch đại KĐY
và KĐX có hệ số khuyếch đại là b
y

và b
x
. Để điều chỉnh hệ số KĐ b
x
và b
y

ngời ta đa ra mặt máy các núm điều chỉnh gồm hai núm chỉnh thô và chỉnh
tinh có đơn vị là vôn/vạch hoặc mV/div.
5. Bộ phát tín hiệu quét Q
X
.
Bộ phát tín hiệu quét Q
X
tạo ra tín hiệu dạng u
x
= at hình 8-2, gọi là bộ tạo
tín hiệu quét.Tín hiệu quét đợc đa vào 2 bản X, để kéo tia điện tử theo
phơng x.

7. Bộ nguồn cung cấp năng lợng cho các mạch và cao áp cho A nốt.
III . Tổng hợp hai dao động vuông góc.
+ Nếu chỉ đa tín hiệu u
1
= U
m1
sint vào Y
1
Y
2

trên màn hình quan sát thấy
một vạch sáng thẳng đứng, độ dài của vạch sáng tỉ lệ với biên độ U
m1
của u
1
.
Giả sử độ dài của vạch sáng là 2y
0
thì y
0
= K
y
.U
m1
trong đó K
y
là hệ số truyền
kênh Y, phụ thuộc vào bộ KĐY và độ nhạy theo chiều dọc của ống phóng
điện tử. và K
y
= b
y
.a
y
trong đó b
y
độ nhạy của bộ KĐY và a
y
độ nhạy của ống
phóng điện tử

+ Nếu chỉ đa vào X
1
X
2
điện áp u
2
= U
m2
sin (t +) thì trên màn hình quan
sát thấy một vạch sáng nằm ngang độ dài là 2x
0
= 2K
x
.U
m2
trong đó U
m2
là
biên độ của u
2
, và K
x
= b
x
.a
x
là độ nhậy của dao động ký theo chiều ngang gọi
là hệ số truyền kênh X, b
x
là độ nhạy của bộ KĐX.

+ Nếu đồng thời đa cả 2 tín hiệu u
1
và u
2
vào 2 bản Y và 2 bản X thì tia
điện tử sẽ tham gia đồng thời 2 dao động, chuyển động của tia điện tử là
chuyển động tổng hợp của 2 dao động vuông góc (vì các bản Y, X đặt vuông
góc).
x = K
x
. u
2
= x
0
sint ; y = K
y
. u
1
= y
0
sin(t +).Với y
0
= K
y
. U
m1
; x
0
= K
x

.
U
m2

Lúc này tia điện tử chuyển động theo phơng trình:

Năm 2008
143

=+
2
00
2
0
2
0
sincos
xy
xy
2)
y
y
()
x
x
(
(1).
Phơng trình (1) là phơng trình của đờng đờng elíp, dạng của elip phụ
thuộc vào góc
.

- Khi = 0 và = thì trên màn hình là đờng thẳng
- Khi = /2 là elip vuông
- Khi = /2 và x
0
= y
0
là đờng tròn
- Khi 0 là elíp xiên
+ Nếu đặt u
x
= at có dạng trên H8-39 vào 2 bản X
1
X
2
, chấm sáng trên
màn hình M sẽ dịch chuyển ngang và quét từ trái sang phải với vận tốc không
đổi, đạt độ lệch cực đại nào đó rồi nhanh chóng trở lại vị trí ban đầu. Quá
trình này cứ tiếp diễn tuần hoàn với chu kì quét bằng T
q
và tần số quét là:
f
q
= 1/T
q
(Hz)
Nếu đặt đồng thời vào Y
1
Y
2
điện áp u

y
=
U
my
sin.t thì tia điện tử chuyển động theo
theo phơng trình y = U
my
sin(.x/K
x
a)
Vì : x = K
x
.u
x
= K
x
.at t =x/ (K
x
a) thì y =
U
my
sin.x/(K
x
a). Chùm tia điện tử sẽ vẽ
trên màn hình tín hiệu y = y( x) đồng dạng
tín hiệu u
y
= U
my
sint.

Kết luận: nếu cho vào hai bản Y tín hiệu
u
y
= sint và vào 2 bản X tín hiệu x
x
= at thì
trên màn hình xuất hiện dạng tín hiệu đặt
vào 2 bản Y.
Bộ phận tạo ra tín hiệu u
x
= at có dạng nh hình H8-39 gọi là bộ phận quét
tín hiệu.Tín hiệu u
x
= at gọi là tín hiệu quét, đoạn OA đờng quét thuận, AB
đờng quét ngợc.
Gọi chu kì của tín hiệu cần nghiên cứu là T và chu kì của tín hiệu quét là
T
q
thì:
- Nếu T = T
q
trên màn hình quan sát đợc 1 chu kì dao động của u
y

- Nếu nT = T
q
(với nN) trên màn hình quan sát đợc n chu kỳ của u
y
.
- Nếu T

q
= nT và n N thì trên màn hình có đờng chuyển động phức tạp.
at
u
x
t
t
t

t
n
T
q
0
A
B
H8-39

Năm 2008
144
Để điều chỉnh T
q
trên mặt máy có 2 núm Time/ div, điều chỉnh thô và tinh, hai
núm này còn gọi là núm đồng bộ, hay núm chỉnh thời gian t, có đơn vị ms
/div.

IV. Dao động ký 2 tia (hình 8- 40)
V. Đo đạc bằng dao động ký 2 tia.
1. Đo U.
+ Đóng K xuống 2 (ấn nút X-Y) để nối hai bản X với bộ KĐX.

+ Dùng tín hiệu chuẩn xác định gía trị điện áp cho một độ chia trên trục y.
- Đa điện áp chuẩn U
c
vào 2 bản Y(vào CH1), điều chỉnh KĐY để điện áp
tín hiệu chuẩn có vạch sáng dài tơng ứng là y
o
độ chia. Giá trị một độ chia:
u
o
=2U
c
/y
o
trong ví dụ u
o
= 2ì1/ y
o
. Giữ nguyên núm KĐY.
- Đa điện áp U
x
cần đo vào CH1, trên màn hình xuất hiện vệt sáng độ dài là
y thì giá trị của U
mx
là: U
mx
= u
o
y/2 (vôn)
K G A
1

A
2
Y
22
Y
21
Y
11
Y
21
KĐY1

X
1
X
2
KĐY
KĐX

1

QX
2

K

+
-

H8.40b - Dao động ký 2 tia
K
2
G
2
A
12
A
22
Y
21
Y
22
X
1
X
2
Y
21
Y
22
K
1
G
1
A
11
A
21