Cơ sở đo lường điện tử part 7 ppt

121
Quan hӋ giӳa U
m
, U, U
0
:
VD:
h(6-7a) là ÿiӋn áp hình sin:
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp

0
0
1
T
Uutdt
T

³
m
b
U
k
U

0
d
U
k
U

k

b
: h͏ s͙ biên ÿ͡ cͯa tín hi͏u ÿi͏náp; k
d
: h͏ s͙ d̩ng cͯatínhi͏u ÿi͏náp
2. ;
m
UU
0
0,9UU
1, 41;
b
k
1,11
d
k
Hình 6-7a
122
h(6-7b) là ÿiӋn áp xung răng cѭa:

2
2
2
0
1
3
T
mmm
UUU
ut t U tdt
TT

T

³
0
2
m
U
U
1,73;
b
k 1,15
d
k
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Hình 6-7b
123
h(6-7c) là ÿiӋn áp xung vuông góc:
U = U
m
và U
0
= U
m
 k
b
= k
d
= 1
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp


:0
2
:
2
m
m
T
Ut
ut
T
UtT

dd
°
°

®
°
dd
°
¯
Hình 6-7c
124
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
6.2.2 Ĉo ÿi͏n áp 1 chi͉u
(a) Dùng vôn mét tͳÿi͏n:
-Dөng cөÿo: Vôn mét tӯÿiӋn, ÿѭӧc mҳc // vӟi mҥch có ÿiӋn áp cҫn ÿo sao cho
cӵc dѭѫng cӫa Vôn mét nӕi vӟi ÿiӇm có ÿiӋn thӃ cao và cӵc âm cӫa Vôn mét
nӕi vӟi ÿiӇm có ÿiӋn thӃ thҩp hѫn.
-Yêu cҫu: ÿiӋn trӣ vào cӫa vôn mét R

V
lӟn ÿӇ ÿҧm bҧo vôn mét ҧnh hѭӣng rҩt ít
ÿӃn ÿӃn trӏ sӕÿiӋn áp cҫn ÿo
- ĈӇ ÿo ÿiӋn áp lӟn Æ mҳc ÿiӋn trӣ phө vào mҥch ÿo:
U
ÿo max
= I
V
(R
p
+ R
V
)
V
VP
V
do
R
RR
U
U 

max
max
n
R
R
U
U
V

P
V
do
  1
max
max
; n : h͏ s͙ mͧ r͡ng thang ÿo
Hình 6-8
125
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
VD
* Vôn mét nhi͉u thang ÿo
- Ĉѭӧc cҩu tҥo tӯ mӝt dөng cөÿo ÿӝ lӋch, mӝt sӕÿiӋn trӣ phө và mӝt công
tҳc xoay
-2 mҥch vôn kӃ nhiӅu khoҧng ÿo thѭӡng dùng:
(H6-9a) ӣ 1 thӡi ÿiӇm chӍ có 1 trong 3 ÿiӋn trӣ phөÿѭӧc mҳc nӕi tiӃp vӟi máy
ÿo. Khoҧng ÿo cӫa vôn kӃ: U
ÿo
= I
V
(R
V
+ R
P
)
R
P
có thӇ là R
P1
, R

P2
, R
P3

VP
RnR 1
Hình 6-9a
126
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
(H6-9b) các ÿiӋn trӣ phөÿѭӧc mҳc nӕi tiӃp và mӛi chӛ nӕi ÿѭӧc nӕi vӟi mӝt
trong các ÿҫu ra cӫa công tҳc
Khoҧng ÿo cӫa vôn kӃ: U
ÿo
= I
V
(R
V
+ R
P
)
R
P
có thӇ là R
P1
, R
P1
+R
P2
, R
P1

+R
P2
+R
P3
VD
* Ĉ͡ nh̩y cͯa vôn mét
-là tӍ sӕ giӳa ÿiӋn trӣ toàn phҫn và chӍ sӕÿiӋn áp toàn thang cӫa vôn mét
Æ ÿѫn vӏ: :/V, ÿӝ nhҥy càng lӟn thì vôn mét càng chính xác
VD: mӝt vôn mét có: Rtp = R
V
+ R
P
= 1M:, dөng cөÿo 100V trên toàn thang
Æ ÿӝ nhҥy cӫa vôn mét: ?1M:/100V = 10k:/V
Hình 6-9b
A
B
C
D
127
(b) Dùng vôn mét s͙
- S˯ÿ͛kh͙i ÿ˯n gi̫n:
+ T.B.V gӗm: * bӝ lӑc tҫn thҩp ÿӇ cho U
ÿo
không còn thành phҫn sóng hài
* bӝ phân áp: thay ÿәi thang ÿo
* bӝ chuyӇn ÿәi phân cӵc ÿiӋn áp: thay ÿәi cӵc tính cӫa U
ÿo
+ Bӝ biӃn ÿәi ÿiӋn áp - khoҧng thӡi gian: biӃn ÿәi trӏ sӕ U
ÿo

ra khoҧng thӡi gian
't ÿӇ ÿiӅu khiӇn cәng ÿóng mӣ
+ Cәng: biӃn ÿәi khoҧng thӡi gian 't thành cәng
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Hình 6-10
128
+ Bӝ tҥo xung ÿӃm: tҥo ra các xung ÿӃm có tҫn sӕ nhҩt ÿӏnh ÿѭa tӟi Cәng.
ChӍ các xung ÿӃm xuҩt hiӋn trong khoҧng thӡi gian 't ӭng vӟi cәng mӣ mӟi
thông qua ÿѭӧc cәng tӟi bӝÿӃm xung
+ BӝÿӃm xung: ÿӃm các xung trong khoҧng thӡi gian 't
+ ThiӃt bӏ hiӇn thӏ sӕ: chuyӇn ÿәi tӯ sӕ xung ÿӃm ÿѭӧc thành chӳ sӕ hiӇn thӏ
-S
˯ÿ͛ kh͙i chi ti͇t:
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Nguӗn
ÿiӋn áp
mүu
Tҥo xung
ÿӃm chuҭn
So
sánh
Trigger Khoá
BӝÿӃm
xung
Giҧi mã
và chӍ thӏ
BӝÿiӅu khiӇn
U
x
ĈK2

ĈK2
+ -
C
CM
ÿiӋn tӱ
E
0
R
U
ss
R
S
U
T
U
ch
U
0
N
x
xung
xoá
xung
chӕt
s
n
p
+
-
Hình 6-11 S˯ÿ͛kh͙i Vônmét s͙ thͥi gian xung

ĈK1
Mҥch
vào
129
b/ Nguyên lý làm vi͏c:
-Khichѭa ÿo, khoá S hӣ (không ӣ vӏ trí nҥphoһc phóng).
-QuátrìnhbiӃn ÿәi ÿѭӧcthӵchiӋntheo2 bѭӟctíchphânsau:
+ Bѭӟc1: Tҥit
1
, bӝÿiӅu khiӇn ÿѭaraxungÿiӅu khiӇn ĈK1 ÿѭakhoáS vӅ vӏ trí
n, ÿiӋnápU
x
qua mҥch vào Æ qua R nҥpchoC Æ U
C
tăng.
+ Bѭӟc2: ÿӃnthӡi ÿiӇmt
2
, bӝÿiӅu khiӇn ÿѭa ra xung ÿiӅukhiӇn ĈK2 ÿѭaS vӅ
vӏ trí p và kӃt thúc quá trình nҥp, C sӁ phóng ÿiӋnqua nguӗn ÿiӋnápmүu(nguӗn
ÿiӋn áp không ÿәi, 1 chiӅuE
0
), U
C
giҧm ÿӃnthӡi ÿiӇmt
3
Æ U
C
= 0, bӝ so sánh
ÿѭaraxungso sánhU
SS

.
Xung ĈK2 và xung U
SS
sӁÿѭӧc ÿѭavàoÿҫuvàothiӃtlұp (S) và xoá (R) cӫa
Trigger Æ ÿҫuracӫa Trigger là xung vuông có ÿӝ rông T
x
, xung này sӁÿiӅu
khiӇn ÿóng mӣ khoá ÿӇ chophépxungÿӃmchuҭn qua khoá Æ kích thích cho bӝ
ÿӃm xung.
Giҧ sӱ trong thӡigianT
x
có N
x
xung qua khoá, sӕ xung N
x
ÿѭӧc ÿѭaqua mҥch
giҧimãvàchӍ thӏÿӇbiӇuthӏ kӃtquҧ U
DC
cҫn ÿo.
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
130
* Xác ÿӏnh U
x
=f(N
x
):
-Quá trình C nҥp:
K
v
: hӋ sӕ truyӅn ÿҥtcӫamҥch vào.

Giҧ sӱ trong thӡigianbiӃn ÿәi, U
x
=const:
vӟiT
1
= t
2
-t
1
- Quá trình C phóng:
vӟiT
x
=t
3
-t
2
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
³

2
1

1
)(
1
t
t
xvcn
dtUK
RC

tUU
RC
TUK
ttUK
RC
U
xv
xvn
1
12

)(
1
0 
x
xv
c
n
t
t
cc
TE
RCRC
TUK
tU
ttE
RC
U
dtE
RC

tUtU

1

)(
)(.
1
.
1
)()(
0
1
3
230
023
3
2



³
131
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
chx
xv
xc
TN
E
TUK
TtU .

0)(
0
1
3
o
T
ch
: chu kǤ cӫa xung ÿӃmchuҭn.
const
TK
ET
S
NSN
TK
ET
U
v
ch
xx
v
ch
x
o
o
1
0
0
0
1

0
.
.

.
.
x
k
x
NU .10 o
(thѭӡng chӑnS
0
=10
k
vӟi k=0, ±1,…)
c/ Gi̫n ÿ͛ thͥi gian: hình 6-12
t
t
t
t
t
t
N
x
xung
T
x
C phóng
C nҥp
t

1
t
2
t
3
T
1
ĈK
1
ĈK
2
t
1
t
2
U
n
U
ÿk
U
c
U
ss
U
T
U
ch
U
ÿ
Hình 6-12

132
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
d/ Ĉánh giá sai s͙:
-Saisӕ T
ch
, K
v
, E
0
, T
1
.
-Saisӕ lѭӧng tӱ (do xҩpxӍ T
x
vӟiN
x
).
-Saisӕ do ÿӝ trӉ cӫa các Trigger.
-Saisӕ do nhiӉutácÿӝng tӯÿҫu vào. Tuy nhiên, vӟiphѭѫng pháp tích phân 2
lҫn, có thӇ loҥitrӯ hoàn toàn nhiӉuchukǤ nӃuchӑnT
1
= n.T
nh
vӟiT
nh
là chu kǤ
ÿӝ nhiӉu.
133
6.2.3 Ĉo ÿi͏n áp xoay chi͉u
Sѫÿӗkhӕi cӫa vôn mét ÿo ÿiӋn áp xoay chiӅu có trӏ sӕ lӟn

Sѫÿӗkhӕi cӫa vôn mét ÿo ÿiӋn áp xoay chiӅu có trӏ sӕ nhӓ
Thi͇t b͓ vào: gӗm các phҫn tӱÿӇbiӃn ÿәi ÿiӋn áp ÿo ӣÿҫu vào nhѭ bӝ phân áp,
mҥch tăng trӣ kháng vào vӟi mөc ÿích là ghép U
ÿo
mӝt cách thích hӧp vӟi
mҥch ÿo là vôn mét.
B͡ tách sóng: biӃn ÿәi ÿiӋn áp xoay chiӅu thành dòng ÿiӋn hay ÿiӋn áp 1 chiӅu.
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Thi͇tb͓
vào
Tách
sóng
KĈ dòng
1 chi͉u
Thi͇tb͓ ch͑
th͓ kim
Thi͇tb͓
vào
KĈÿi͏náp
xoay chi͉u
Tách
sóng
Thi͇tb͓ ch͑
th͓ kim
134
Các loҥi mҥch tách sóng:
a) Tách sóng ÿӍnh (biên ÿӝ)
- Là tách sóng mà U
ra
trӵc tiӃp tѭѫng ӭng vӟi trӏ sӕ biên ÿӝ cӫa U

vào
. Phҫn tӱÿӇ
gim giӳ lҥi trӏ sӕ biên ÿӝ cӫa U
ÿo
là tөÿiӋn. TөÿiӋn ÿѭӧc nҥp tӟi giá trӏÿӍnh cӫa
U
ÿo
thông qua phҫn tӱ tách sóng.
- Mҥch có thӇ dùng diode hoһcTransistor. Ӣÿây ta dùng mҥch tách sóng ÿӍnh
dùng diode.
+mҥch tách sóng ÿӍnh có ÿҫuvàomӣ:
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp


sin
xm
Ut U t
Z

I
n
I
p
R
t
C
U
X
D
-U

m
U
m
C
nҥp
C
phóng
U
C
=U
m
t
U
X
(t)
Hình 6-13
135
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Nguyên lý làm viӋc:
-TrongnӱachukǤ (+) ÿҫu tiên, D thông, C ÿѭӧcnҥp ÿiӋn nhanh qua trӣ
R
Ĉ thông
vӟihҵng sӕ nҥp W
n
=R
Ĉ thông
.C và U
C
tăng ÿӃn khi U
C

 U
x
(t). Lúc này
D tҳtvàtө C sӁ phóng ÿiӋnqua R
t
vӟihҵng sӕ phóng W
p
=R
t
.C
-Khi U
C
giҧm ÿӃnkhiU
C
< U
x
(t) thì tө lҥi ÿѭӧcnҥp.
NӃuchӑn W
n
<< W
p
thìsauvàichukǤ U
C
có giá trӏ không ÿәivàxҩpxӍ U
m
Nhұnxét: - dҧi tҫn rӝng
-nӃu ÿiӋnápÿocócҧ thành phҫn1 chiӅuthìÿiӋn áp ÿӗng hӗ
ÿo ÿѭӧcU
Rt
=U

0
+U
m
136
+ Mҥch tách sóng ÿӍnh có ÿҫuvàoÿóng
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp

t
m
UUt
x
U
Z
sin
0

Nguyên lý làm viӋc:
Cho ÿiӋn áp vào hình sin, trong 1/2 nӱachukǤ
(+) ÿҫutiênD thông, C ÿѭӧcnҥp ÿiӋnvӟihҵng
sӕ nҥp W
n
=R
D thông
. C và U
C
tăng ÿӃnkhiU
C
>
U
X

(t). Lúc này D tҳtvàtө C sӁ phóng ÿiӋn qua
R
t
vӟihҵng sӕ phóng W
p
=R
t
.C ; và U
C
giҧm ÿӃn
khi U
C
< U
X
(t) tө lҥi ÿѭӧcnҥp.
NӃuchӑn W
n
<< W
p
:C.R
Dth
<<R
t
C
R
D th
<< R
t
Thì sau 1 sӕ chu kǤ t/hiӋutө C sӁÿѭӧcnҥp
U

C
# U
0
+U
m
.




00
sin sin 1
3
2 , 1,2, 2
2
2 , 1,2, 0
2
Rt x C m m m
Rt m
Rt
UUUUU tUU U t
tkk UU
tkk U
ZZ
S
ZS
S
ZS
|
   

  
 
U
C
U
D
R
t
U
X
D
C
0
U
0
t
U
X
(t)
-2U
m
-U
m
t
-U
m
Hình 6-14
137
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
b) Mҥch tách sóng trung bình:

Có nhiӋmvө biӃn ÿәi ÿiӋn áp xoay chiӅu thành ÿiӋnáp1 chiӅucógiátrӏ trung
bình tӹ lӋ vӟitrӏ sӕÿiӋn áp trung bình cӫa ÿiӋnápvào.
Thѭӡng dùng các mҥch chӍnh lѭucҧ chu kǤ hoһcnӱachukǤ.
+ Mҥch chӍnh lѭunӱachukǤ:
D
1
là chӍnh lѭunӱachukǤ. D
2
là ngăn không ÿӇ ÿiӋn
áp ngѭӧc quá lӟn ÿánh thӫng D
1
ÿһtlênVônkӃ và
làm cho ÿiӋntrӣ trong mҥch tách sóng ÿӗng ÿӅutrong
cҧ chu kǤ.
ChӑnR
t
>> R
D1
thuұn
R
t
+R
D1th
=R
2
+R
D2th
R
t
D

1
D
2
R
2
Ki͋um̷c 2 diode //
R
t
D
Ki͋um̷c 1 diode
U
tb
=U
m
/S
U
m
0
U
Rt
Hình 6-15
138
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
+ChӍnh lѭucҧ chu kǤ:
U
tb
=2U
m
/S
U

m
0
U
RV
t
D
1
D
2
D
3
D
4
U
x AC
V
Hình 6-16
c) Mҥch tách sóng hiӋudөng
NhiӋmvө: BiӃn ÿәi ÿiӋnápxoaychiӅu thành 1 chiӅucógiátrӏ tӹ lӋ vӟigiátrӏ
hiӋudөng cӫa ÿiӋnápxoaychiӅu.
Tách sóng
hiӋu dөng
U
XAC
U
RDC
=k.U
Xhd
139
ĈӇ tách sóng hiӋudөng cҫnphҧinhӳng bѭӟcsau:

+Bình phѭѫng ÿiӋn áp: dùng mҥch bình phѭѫng ÿiӋnáphoһcdùngmҥch có ÿһc
tuyӃn Vôn-Ampe bұc2 (i=S
0
U
X
2
)
+Lҩy tích phân, và dùng các mҥch khai cănhoһc dùng phѭѫng pháp khҳc ÿӝ
thang ÿo.
Ta xét mҥch tách sóng hiӋudөng dùng các mҥch có ÿһctuyӃnVôn-Ampebұc2:
ĈӇ tăng khҧ năng ÿo ÿiӋnáphiӋudөng Æxây dӵng các mҥch có ÿһctuyӃnVôn-
Ampe bұc2 bҵng cách xҩpxӍÿһctuyӃn thành nhӳng ÿoҥntuyӃn tính liên tiӃp
nhau.
Giҧ sӱ xây dӵng mҥch có ÿһctuyӃnxҩpxӍ thành 4 ÿ
oҥnnhѭ hình vӁ (0yU
1
),
(U
1
yU
2
), (U
2
yU
3
), (U
3
yf).
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp


³


Tt
t
dtt
x
U
T
hd
U
0
0
2
1
140
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
4 ÿoҥntѭѫng ӭng vӟi các khâu diode mҳc liên tiӃpvӟinhaunhѭ sѫÿӗ:
-Diode D
i
ÿѭӧcphâncӵcbӣicһp ÿiӋntrӣ R
i
và R
i
’ ÿӇ ÿiӇmlàmviӋccӫa chúng
là U
i
(i=1, 2, 3)
-Tính toán mҥch nhѭ sau:
Giҧ sӱ cҫnxҩpxӍÿһctuyӃn: i=S

0
U
2
mA
D
1
R
1
R
2
R
3
U
3
R
3
’
0
R
2
’R
1
’
U
X
i
D0
i
D2
R

0
i
D1
i
D3
E
n
i
A
D
2
D
3
U
1
U
2
Hình 6-17