Cơ sở đo lường điện tử - 4 pot

115
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Thay ÿәi R
S
bҵng các giá trӏ khác nhau Æ các thang ÿo khác nhau
Ví dө
•Ampe mét nhi͉u thang ÿo
-Thay ÿәi vӏ trí CM ( B, C, D) Æ ÿo ÿѭӧc các dòng có trӏ sӕ khác nhau
Chú ý
: s͵ dͭng công t̷c ÿóng r͛i c̷t ÿ͋ dͭng cͭ không b͓ m̭t s˯n
Æ
tránh ÿ͋
dòng qua quá lͣn gây h͗ng
1

n
R
R
A
S
Hình 6-2
116
-Sѫn Ayrton: bҧo vӋ cuӝn dây cӫa khӓi bӏ dòng quá lӟn khi CM giӳa các sѫn
-Phân tích:
CM ӣ B: R
A
// (R
1
nt R
2
nt R

3
)
CM ӣ C: (R
A
nt R
3
) // (R
1
nt R
2
)
CM ӣ D: (R
A
nt R
2
nt R
3
) // R
1
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Hình 6-3
117
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Sai s͙ do nhi͏t ÿ͡:
-Cuӝn dây trong dөng cөÿo TĈNCVC ÿѭӧc quҩn bҵng dây ÿӗng mҧnh, và ÿiӋn
trӣ cӫa nó có thӇ thay ÿәi ÿáng kӇ theo nhiӋt ÿӝ
-I chҥy qua cuӝn dâyÆnung nóng nóÆR
cuӝn dây
thay ÿәi Æ sai sӕ phép ÿo dòng
-Khҳc phөc: mҳc R

bù
bҵng Mangan hoһc Constantan vӟi cuӝn dây (Mangan hoһc
Constantan có hӋ sӕÿiӋn trӣ phө thuӝc t
0
bҵng 0)
nӃu R
bù
= 9 R
cuӝn dây
Æ R
A
= R
bù
+ R
cuӝn dây
= 10R
cuӝn dây
thì khi R
cuӝn dây
thay ÿәi
1% sӁ khiӃn cho R
A
thay ÿәi 0,1%
R
S
cNJng ÿѭӧc làm bҵng Mangan hoһc Constantan ÿӇ tránh sӵ thay ÿәi ÿiӋn trӣ
theo t
0
Hình 6-4
118

6.1.2 Ĉo dòng ÿi͏n xoay chi͉u hình sin
Cѫ cҩu ÿo ÿiӋn tӯÿѭӧc dùng phә biӃn
ĈӇ mӣ rӝng giӟi hҥn ÿo Æ dùng biӃn áp dòng ÿiӋn (bӝ biӃn dòng)
Bӝ biӃn dòng biӃn ÿәi I cҫn ÿo có trӏ sӕ lӟn sang dòng ÿiӋn có trӏ sӕ nhӓ mà cѫ
cҩu ÿo ÿiӋn tӯ có thӇ làm viӋc ÿѭӧc.
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Hình 6-5
Cuӝn dây W
1
mҳc nt vӟi mҥch có dòng
ÿiӋn cҫn ÿo
Cuӝn dây W
2
mҳc vӟi ampe mét ÿiӋn tӯ
Sӕ vòng W
2
> sӕ vòng W
1
I
ÿo
= n.I
A
n
W
W
I
I
A
do

1
2
max
max
1
2
W
W
n
vͣi là h͏ s͙ bi͇n dòng
119
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
Chú ý: dòng qua c˯ c̭u ÿo không ÿ˱ͫc v˱ͫt quá I
A max
-ĈӇ có các thang ÿo khác nhau Æ cҩu tҥo bӝ biӃn dòng vӟi cuӝn thӭ cҩp có nhiӅu
ÿҫu ra.
Hình 6-6
120
6.2 Ĉo ÿiӋn áp
6.2.1 Ĉ̿c ÿi͋m & yêu c̯u
-Phép ÿo dӉ tiӃn hành, thӵc hiӋn nhanh chóng, ÿӝ chính xác cao.
-Khoҧng giá trӏÿiӋn áp cҫn ÿo rӝng (vài PV-vài trăm KV), trong dҧi tҫn sӕ rӝng
(vài % Hz – hàng nghìn MHz), và dѭӟi nhiӅu dҥng tín hiӋu ÿiӋn áp khác nhau
-ThiӃt bӏÿo ÿiӋn áp phҧi có Z
vào
lӟn
* Các tr͓ s͙ÿi͏n áp c̯n ÿo
-trӏ sӕÿӍnh (U
m
), trӏ sӕ hiӋu dөng(U

hd
, U),
,
trӏ sӕ trung bình(U
tb
, U
0
)
ĈiӋn áp có chu kì dҥng không sin:
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp

2
0
1
T
Uutdt
T

³
2222 2
01 2
0

n
k
k
UUUU U


¦

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
141
x1123
x
AD0
0
0
2
x
x1A101
0
1x21 23

AD0D1 x
01
1
2
x2A202
2x312 3
A
Voi 0 U U : D ,D ,D tat
U
ii
R
R?
U
UU iiSU
R
Voi U U U : D thong, D , D tat
11
ii i U
RR
R?
UU iiSU
Tuong tu voi U U U : D , D thong, D tat
i
d
½

°
°
o
¾

°
o
°
¿
d
½
§·
 
°
¨¸
o
¾
©¹
°
o
¿
d

`
D0 D1 D2 2
3x123
A D0D1D2D3
x3
0123
n. i
i
ii
ii
iii R?
voi U U :D ,D ,D thong

ii ii i
1111
UR?
RRRR
ER
U
RR'
Biet R Tinh duoc R '
 o


§·
o
¨¸
©¹


o
Chѭѫng 6. Ĉo dòng ÿiӋnvàÿiӋnáp
i
A
S
0
U
3
2
S
0
U
2

2
S
0
U
1
2
i
D0
i
D0
+
i
D1
i
D0
+
i
D1
+
i
D2
i
D0
+
i
D1
+
i
D2
+

i
D3
U
X
U
X
'i
A
Hình 6-18
142
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
7.1 Khái niӋm
Công sṷt: năng lѭӧng ÿiӋn tӯ trѭӡng tiêu thө trên tҧi trong mӝt ÿѫn vӏ thӡi gian.
Mҥch ÿiӋn mӝt chiӅu: P = U.I
Mҥch ÿiӋn xoay chiӅu: p = u.i
Mҥch ÿiӋn có dҥng ÿiӅu hoà:
: CS thӵc hiӋn
CS phҧn kháng: Q = U.I sinM
Mҥch ÿiӋn hoҥt ÿӝng ӣ chӃÿӝxung ÆCS xung (P
xung
): là trӏ sӕ CS trung bình
trong khoҧng t/g có xung (W)
M
³
oscIUpdt
T
P
T
0

1
Z
R
Mcos
22
XRZ 
;
³
W

T
xung
uidtP
0
1
³

T
tb
uidt
T
P
0
1
T
PP
xungtb
W

;

143
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
-Lѭӧng trình ÿo CS: 10
-6
W y 10
7
W
- Ĉѫn vӏÿo CS: oát (W)
- Ĉѫn vӏÿo CS tѭѫng ÿӕi: dBW, dBmW: dùng ÿӇ so sánh các mӭc CS ӣ các vӏ
trí khác nhau.
7.2 Các phѭѫng pháp ÿo công suҩt
Ĉ̿c ÿi͋m ÿo CS ͧ t̯n s͙ cao:
-BiӃn ÿәi CS vӅÿҥi lѭӧng trung gian rӗi ÿo ÿҥi lѭӧng ÿó
-Sai sӕ cӫa phép ÿo phө thuӝc vào sӵ phӕi hӧp trӣ kháng giӳa nguӗn phát và
phө tҧi, phө thuӝc vào tҫn sӕ và các tác ÿӝng c
ӫa môi trѭӡng.
Các ph˱˯ng pháp ÿo CS ͧ t̯n s͙ cao:
-Ĉo CS dùng chuyӇn ÿәi Hall (dùng cho cҧ t/sӕ thҩp và t/sӕ cao)
-Ĉo CS bҵng cách ÿo ÿiӋn áp trên tҧi thuҫn trӣ
-Ĉo CS bҵng ÿiӋn trӣ nhiӋt
1
lg10
P
P
D
D : CS tѭѫng ÿӕi; P: trӏ sӕ CS W(mW) tҥi mӝtvӏ trí nào ÿó;
P
1
: trӏ sӕ CS ban ÿҫu (1W hoһc1mW)
144

Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
Ĉo CS ͧ t̯n s͙ th̭p: dùng phѭѫng pháp nhân
Ph˱˯ng ti͏n ÿo công sṷt: oát mét, gӗm oát mét ÿo CS hҩp thө và oát mét ÿo
CS truyӅn thông.
-Oát mét ÿo CS hҩp thө
: là phѭѫng tiӋn ÿo CS tiêu tán trên tҧi phӕi hӧp cӫa
chính phѭѫng tiӋn ÿo ÿó(hình 7-1). Nó hҩp thө toàn bӝ CS cӫa nguӗn phát khi
nguӗn phát ÿó không mҳc tҧi ngoài
-Oát mét ÿo CS truyӅn thông:
là phѭѫng tiӋn ÿo CS truyӅn theo ÿѭӡng truyӅn
tӟi tҧi (hình 7-2). Nó chӍ hҩp thө mӝt phҫn năng lѭӧng cӫa nguӗn phát còn
phҫn lӟn năng lѭӧng truyӅn tӟi tҧi riêng cӫa nó.
Hình 7-1
T̫i h̭p
thͭ
Bi͇n ÿ͝i
năng l˱ͫng
Thi͇t b͓
ch͑ th͓
Oát mét
P
Hình 7-2
T̫i
th͹c
Bi͇n ÿ͝i
năng l˱ͫng
Thi͇t b͓
ch͑ th͓
Oát mét
P

145
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
7.2.1. Ph˱˯ng pháp nhân:
- Khi dòng ÿiӋn là ÿiӅu hoà thì CS tác dөng cҫn ÿo trên tҧi:
-Ĉo CS trên tҧi có thӇ thӵc hiӋn trӵc tiӃp bҵng cách dùng 1 thiӃt bӏ nhân ÿӇ
nhân ÿiӋn áp và dòng ÿiӋn trên tҧi.
-Sѫÿӗkhӕi:
M cosUIP

>@
2
21
2
2121
4
1
xxxxxx 

MZ Z tIxtUx sin,sin
21
Hình 7-3
B͡
t͝ng
B͡ bình
ph˱˯ng
B͡
t͝ng
Ĉ͛ng h͛
tͳÿi͏n
B͡ÿ̫o

c͹c
B͡ÿ̫o
c͹c
B͡ bình
ph˱˯ng
B͡
t͝ng
x
1
x
2
x
1
-x
2
x
1
-x
2
(x
1
-x
2
)
2
x
1
+x
2
(x

1
+x
2
)
2
-(x
1
-x
2
)
2
4x
1
x
2
x
2
146
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
- ĈiӋn áp ÿѭӧc ÿo bҵng mӝt ÿӗng hӗ tӯÿiӋn mҳc song song vӟi 1 tөÿiӋn. ChӍ
sӕ cӫa ÿӗng hӗ là thành phҫn 1 chiӅu: 2UIcosM, là CS cҫn ÿo trên tҧi.
-Phҫn tӱ có ÿһc tuyӃn bұc 2: lҩy phҫn ÿҫu cӫa ÿһc tuyӃn V-A cӫa ÿiӕt hoһc
transistor. (yêu cҫu ÿèn phҧi có ÿһc tuyӃn ÿӗng nhҩt).
-Sai sӕ: r
(5-10)%
7.2.2. Ĉo CS dùng chuy͋n ÿ͝i Hall:
  
M
Z
Z

ttUIxx sinsin44
21

MZM tUIUI 2cos2cos2
-ChuyӇn ÿәi Hall ÿѭӧc cҩu tҥo bҵng
bҧn mӓng chҩt bán dүn ÿѫn tinh thӇ
(Si hoһc Ge) vӟi 2 cһp cӵc ÿһt vuông
góc vӟi nhau và nҵm trên các thành
hҽp cӫa bҧn tinh thӇ (Hình 7-4).
Hình 7-4
147
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
-cһp cӵc dòng D ÿѭӧc cҩp I mӝt chiӅu hoһc xoay chiӅu, cһp cӵc áp A cho ra
ÿiӋn áp tӍ lӋ vӟi tích cӫa I và tӯ cҧm tác ÿӝng vuông góc lên bӅ mһt cӫa tinh thӇ.
-Sӭc ÿiӋn ÿӝng Hall:
e
H
= K
H
.B.i (*)
K
H
: hӋ sӕ chuyӇn ÿәi, phө thuӝc vào vұt liӋu, kích thѭӟc, hình dҥng cӫa tҩm bán
dүn và nhiӋt ÿӝ môi trѭӡng.
-NӃu B ~ U
t
; i ~ I
t
 e

H
= K
H
.K
I
.U
t
.I
t
K
I
: hӋ sӕ tӍ lӋ
Ӣ mҥch ÿiӋn 1 chiӅu, sӭc ÿiӋn ÿӝng Hall :
e
H
= K
H
.K
I
.P
t
Ӣ mҥch ÿiӋn xoay chiӅu hình sin, sӭc ÿiӋn ÿӝng Hall:
e
H
= K
H
.K
I
.U
m

.I
m
.sin(Zt).sin(Zt-M)
= K
H
.K
I
.U.I.cos M -K
H
.K
I
.U.I.cos(2Zt-M)
NӃu mҳc vào 2 cӵc áp 1 dөng cө tӯÿiӋn thì chӍ sӕ cӫa dөng cөÿótӍ lӋ vӟi P
tb
trong mҥch dòng xoay chiӅu Æ thang ÿo cӫadөng cө có thӇÿѭӧc khҳc ÿӝ trӵc
tiӃp theo ÿѫn vӏ CS.
148
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
Tӯ (*)  muӕn e
H
tăng thì hoһc i tăng, hoһc B tăng; thѭӡng tăng B vì i tăng Æ
tăng nhiӋt ÿӝ cӫa bán dүn (ít dùng)
ĈӇ tăng B cҫn ÿӏnh hѭӟng và gҳn chuyӇn ÿәi Hall ӣ vӏ trí thích hӧp trong ӕng
sóng và cáp ÿӗng trөc, hoһc sӱ dөng môi trѭӡng có ÿӝ tӯ thҭm cao.
˰u ÿi͋m:
- Không có sai sӕ do mҩt phӕi hӧp trӣ kháng.
- Quán tính nhӓ
-Dҧi tҫn rӝng
-Cҩu trúc
ÿѫn giҧn

Nh˱ͫc ÿi͋m:
-e
H
phө thuӝc mҥnh vào nhiӋt ÿӝ
149
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
7.2.3 Ĉo CS b̹ng pp ÿo ÿi͏n áp trên t̫i thu̯n trͧ:
- Phѭѫng pháp ÿo công suҩt bҵng cách ÿo ÿiӋn áp trên tҧi thuҫn trӣ là cѫ sӣÿӇ
chӃ tҥo oát-mét ÿo công suҩt hҩp thө cӫa nguӗn phát vӟi 1 tҧi mүu thuҫn trӣ.
Tҧi mүu là 1 ÿiӋn trӣ bӅ mһt hoһc dҥng khӕi có cҩu trúc ÿһc biӋt.
C̭u t̩o
: phҫn ÿiӋn trӣ có dҥng hình trө lõi
bҵng gӕm, trên phӫ lӟp than chì ÿһc biӋt; màn
chҳn phӕi hӧp nҵm dӑc theo theo chiӅu dài cӫa
phҫn ÿiӋn trӣ, có ÿѭӡng kính biӃn thiên theo
hàm mNJ.
Vӟi kӃt cҩu nhѭ vұy sóng ÿiӋn tӯ lan truyӅn tӯ
nguӗnphát tӟi không bӏ méo, tҧi là thuҫn trӣ
phӕi hӧp trӣ kháng tӕt vӟi ngu
ӗn phát.
ĈӇ phӕi hӧp trӣ kháng, ÿiӋn trӣ bӅ mһt toàn
phҫn R
t
theo dòng 1 chiӅu phҧi bҵng trӣ kháng
sóng U cӫa cáp ÿӗng trөc vӟi mөc ÿích
Oát mét
Vôn mét
Ĉtӱ
R
t

’
U=R
t
R
t
Tӟi
cáp
ÿӗng
trөc
vӟi trӣ
kháng
sóng
U
màn chҳnphӕi hӧp
Hình 7-5
150
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
ÿӇ giҧm viӋc mҩt phӕi hӧp trӣ kháng khi mҥch vào cӫa Vôn mét mҳc song
song vӟi tҧi.
ĈӇ mӣ rӝng phҥm vi ÿo công suҩt, Vôn –mét chӍÿo mӝt phҫn ÿiӋn áp trên tҧi.
ĈӇ mӣ rӝng dҧi tҫn ta thѭӡng dùng Vôn-mét ÿiӋn tӱ loҥi tách sóng biên ÿӝ có
ÿҫu vào mӣ.
Khi có phӕi hӧp trӣ kháng công suҩt tiêu thө trên tҧi ÿѭӧc xác ÿӏnh thông qua
giá trӏ biên ÿӝ U
m
và giá trӏ hiӋu dөng U cӫa ÿiӋn áp rѫi trên tҧi R
t
Công suҩt trên tҧi R
t
thông qua giá trӏÿiӋn áp U

m
’ mà vôn mét ÿo ÿѭӧc bҵng:
-Vôn mét ÿѭӧckhҳc ÿӝ thang ÿo theo ÿѫn vӏ công suҩt.
Sai s͙
: sai sӕ do lӋch phӕi hӧptrӣ kháng; sai sӕ cӫaR
t
; sai sӕ cӫa Vôn mét.
Sai sӕ tәng d 20% công suҩt ÿo.
Oát mét loҥi này ÿo ÿѭӧcCS ÿӃnhàngchөc nghìn W ӣ dҧi tҫn ÿӃn vài GHz
t
m
t
R
U
R
U
P
2
2
2

2'
2'
2
m
t
t
U
R
R

P
151
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
7.2.4 Ĉo công sṷt dùng ÿi͏n trͧ nhi͏t
Oát mét dùng ÿiӋn trӣ nhiӋt ÿѭӧc xây dӵng trên cѫ sӣ mҥch cҫu ÿiӋn trӣ, ӣ 1
trong nhӳng nhánh cӫa chúng mҳc ÿiӋn trӣ nhiӋt. Thѭӡng dùng ÿӇ ÿo CS nhӓ
tӯ hàng chөc mW (t/sӕ hàng chөc GHz).
a/ C̭u t̩o cͯa ÿi͏n trͧ nhi͏t:
*Cҩu tҥo cӫa Bôlômét
:là 1 sӧi dây ÿiӋn trӣ rҩt mҧnh làm bҵng bҥch kim hay
vônfram, ÿѭӧc ÿһt trong bình thuӹ tinh (hình 7-6).
Hình 7-6
+ Trong bình có chӭa khí trѫ hay có ÿӝ chân không
cao ÿӇ giҧm sӵ truyӅn nhiӋt ra môi trѭӡng và tăng
tӕc ÿӝ ÿӕt nóng dây ÿiӋn trӣ.
+ChiӅu dài cӫa sӧi dây ÿiӋn trӣ phҧi thoҧ mãn ÿk:
ÿѭӧc ÿӗng ÿӅu; O
min
: ÿӝ dài cӵc tiӇu cӫa bѭӟc sóng
ÿiӋn tӯ cӫa nguӗn công suҩt cҫn ÿo.
8
min
O
l
, ÿӇ sӵ phân bӕ dүn ÿiӋn trên sӧi dây
152
Chѭѫng 7. Ĉo công suҩt
+ Quan hӋ giӳa ÿiӋn trӣ cӫa Bôlômét và công suҩt cҫn ÿo (hình 7-7):
R
b

= R
0
+ aP
b
R
0
:ÿiӋn trӣ cӫa Bôlômét khi P = 0;
a,b : hӋ sӕ tӍ lӋ, phө thuӝc kích thѭӟc, vұt liӋu cӫa bôlômét
+ Dҧi ÿiӋn trӣ cӫa bôlômét: hàng chөc ÿӃn vài trăm ôm vӟi ÿӝ nhҥy
(3y12):/mW
Hình 7-7