giáo trình kỹ thuật đo lường

ĐỀ
CUƠNG
MÔN KT ĐO LƯỜNG
~
1
~
GV: NGUYỄN VĂN HOÀNG
BÀI 1: ĐẠI
C ƯƠNG
VỀ ĐO
LƯỜNG
ĐIỆN
I_ MỤC TIÊU: Sau khi học xong bài này học sinh sẽ:
Hiểu
được
các khái niệm về đo
lường,
đo
lường
điện.
Tính toán
được
sai số của phép đo, vận dụng phù hợp các
phương
pháp hạn chế sai số.
Đo các đại
lượng
điện bằng
phương
pháp đo trực tiếp hoặc gián tiếp.
II_ CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN:

1. Khái niệm về đo
lường
điện.
1.1 Khái niệm về đo l
ư
ờng.
Trong quá trình nghiên cứu khoa học nói chung và cụ thể là từ việc nghiên cứu, thiết kế,
chế tạo, thử nghiệm cho đến khi vận hành, sữa chữa các thiết bị, các quá trình công nghệ… đều
yêu cầu phải biết rõ các thông số của đối
tƣợng
để có các quyết định phù hợp. Sự đánh giá các
thông số quan tâm của các đối
tƣợng
nghiên cứu
đƣợc
thực hiện bằng cách đo các đại
lƣợng
vật
lý đặc
trƣng
cho các thông số đó.






 !"#$%
$&'(
Kết quả đo

lường
(A
x
) là giá trị bằng số,
được
định nghĩa bằng tỉ số giữa đại
lượng
cần đo (X) và
đơn vị đo (X
o
):
A
x
= X/X
o
.
1.1
Từ (1.1) có
phương
trình cơ bản của phép
đo:
X = A
x
.X
o
chỉ rõ sự so sánh X so với X
o
,
như
vậy muốn đo

được
thì đại
lượng
cần đo X phải có tính chất là
các giá trị của nó có thể so sánh
được,
khi muốn đo một đại
lượng
không có tính chất so sánh
đƣợc thường
phải chuyển đổi chúng thành đại
lượng
có thể so sánh
đ
ư
ợc.
Ví dụ: đo
được
dòng điện I=5A, có nghĩa là: đại
lượng
cần đo là dòng điện I, đơn vị đo là
A(ampe), kết quả bằng số là 5.
1.2 Khái niệm về đo
lường
điện.


)




)*)+, 
),)/,)-,)!,$%,0$1,)2,)$%0$134 
!"#$%$&'(
1.3 Các
phương
pháp đo.
 

 


567
phương
pháp đo là việc phối hợp các thao tác cơ bản trong quá trình đo, bao
gồm các thao tác: xác định mẫu và thành lập mẫu, so sánh, biến đổi, thể hiện kết quả hay chỉ thị
897trong thực tế
thường
phân thành hai loại
phương
pháp đo:
o
Phương
pháp đo biến đổi thẳng.
o
Phương
pháp đo so sánh.
:(;(:(
8'
++" <=(

- Định nghĩa: là
phương
pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu biến đổi thẳng, nghĩa là
không có khâu phản hồi.
- Quá trình thực hiện:
 Đại
lượng
cần đo X qua các khâu biến đổi để biến đổi thành con số N
X
, đồng thời
đơn
vị của đại
lượng
đo X
O
cũng
được
biến đổi thành con số N
O
.
~
2
~
GV: NGUYỄN VĂN HOÀNG
ĐỀ
CUƠNG
MÔN KT ĐO LƯỜNG
 Tiến hành quá trình so sánh giữa đại
lượng
đo và đơn vị (thực hiện phépchia N

X
/N
O
),
 Thu
được
kết quả đo: A
X
= X/X
O
= N
X
/N
O
.
Hình 1.1.
Lƣu
đồ
phƣơng
pháp đo biến đổi
thẳng.
Quá trình này
được
gọi là quá trình biến đổi thẳng, thiết bị đo thực hiện quá trình này gọi là
thiết bị đo biến đổi thẳng. Tín hiệu đo X và tín hiệu đơn vị X
O
sau khi qua khâu biến đổi (có thể
là một hay nhiều khâu nối tiếp) có thể
được
qua bộ biến đổi

tương
tự-số A/D để có N
X
và N
O
,
qua khâu so sánh có N
X
/N
O
.
Dụng cụ đo biến đổi thẳng
thường
có sai số
tương
đối lớn vì tín hiệu qua các khâu biến đổi sẽ
có sai số bằng tổng sai số của các khâu, vì vậy dụng cụ đo loại này
th
ư
ờng

được
sử dụng khi độ
chính xác yêu cầu của phép đo không cao lắm.
:(;(>(
8'
++$$(
- Định nghĩa: là
phương
pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu mạch vòng, nghĩa là có khâu

phản hồi.
- Quá trình thực hiện:
 Đại
lượng
đo X và đại
lượng
mẫu X
O
được
biến đổi thành một đại
lượng
vật lý nào đó
thuận tiện cho việc so sánh.
 Quá trình so sánh X và tín hiệu X
K
(tỉ lệ với X
O
) diễn ra trong suốt quá trình đo, khi
hai đại
lượng
bằng nhau đọc kết quả X
K
sẽ có
được
kết quả đo. Quá trình đo
như
vậy gọi là quá
trình đo kiểu so sánh. Thiết bị đo thực hiện quá trình này gọi là thiết bị đo kiểu so sánh (hay còn
gọi là kiểu bù).
Hình 1.2.

Lƣu
đồ
phƣơng
pháp đo kiểu so sánh.
- Các
phƣơng
pháp so sánh: bộ so sánh SS thực hiện việc so sánh đại
lượng
đoX và đại
lượng
tỉ lệ với mẫu X
K
, qua bộ so sánh có: ∆X = X - X
K
. Tùy thuộc vào cách so sánh mà sẽ có
các
phương
pháp sau:
 ?$9"#7
o Quá trình thực hiện: đại
lượng
cần đo X và đại
lượng
tỉ lệ với mẫu X
K
= N
K
.X
O
được

so sánh với nhau sao cho ∆X = 0, từ đó suy ra X = X
K
= N
K
.X
O
⇒
suy ra kết quả đo: A
X
= X/X
O
=
N
K
.
Trong quá trình đo, X
K
phải thay đổi khi X thay đổi để
được
kết quả so sánh là ∆X = 0 từ đó
suy ra kết quả đo
~
3
~
GV: NGUYỄN VĂN HOÀNG
ĐỀ
CUƠNG
MÔN KT ĐO LƯỜNG
o Độ chính xác: phụ thuộc vào độ chính xác của X
K

và độ nhạy của thiết bị chỉ thị
cân bằng (độ chính xác khi nhận biết ∆X = 0).
Ví dụ: cầu đo, điện thế kế cân bằng …
 ?$09"#7
o Quá trình thực hiện: đại
lượng
tỉ lệ với mẫu X
K
là không đổi và biết
trước,
qua bộ so sánh có
được
∆X = X - X
K
, đo ∆X sẽ có
được
đại
lƣợng
đo X = ∆X + X
K
từ đó có kết quả đo:
A
X
= X/X
O
= (∆X + X
K
)/X
O
.

o Độ chính xác: độ chính xác của phép đo chủ yếu do độ chính xác của X
K
quyết định, ngoài ra
còn phụ thuộc vào độ chính xác của phép đo ∆X, giá trị của ∆X so với X (độ chính xác của phép
đo càng cao khi ∆X càng nhỏ so với X).
Phương
pháp này
thƣờng được
sử dụng để đo các đại
lượng
không điện,
như
đo ứng
suất
(dùng mạch cầu không cân bằng), đo nhiệt độ…
 ?$0@7
o Quá trình thực hiện: dựa trên việc so sánh các trạng thái đáp ứng của thiết bị đo khi chịu tác
động
tương
ứng của đại
lượng
đo X và đại
lượng
tỉ lệ với mẫu X
K
, khi hai trạng thái đáp ứng bằng
nhau suy ra X = X
K
.
Đầu tiên

dưới
tác động của X gây ra một trạng thái nào đo trong thiết bị đo, sau đó thay X
bằng đại
lƣợng
mẫu XK thích hợp sao cho cũng gây ra đúng trạng thái
nhƣ
khi X tác động, từ đó
suy ra X = X
K
.
Nhƣ
vậy rõ ràng là X
K
phải thay đổi khi X thay đổi.
o Độ chính xác: phụ thuộc vào độ chính xác của X
K
.
Phƣơng
pháp này chính xác vì khi thay
X
K
bằng X thì mọi trạng thái của thiết bị đo vẫn giữ nguyên.
Thƣờng
thì giá trị mẫu
đƣợc đƣa
vào
khắc độ
trƣớc,
sau đó qua các vạch khắc mẫu để xác định giá trị của đại
lƣợng

đo X. Thiết bị đo
theo
phƣơng
pháp này là các thiết bị đánh giá trực tiếp
nhƣ
vônmét, ampemét chỉ thị kim.
 ?$@7
o Quá trình thực hiện: so sánh cùng lúc nhiều giá trị của đại
lƣợng
đo X và đại
lƣợng
mẫu X
K
,
căn cứ vào các giá trị bằng nhau suy ra giá trị của đại
lƣợng
đo.
Ví dụ: xác định 1 inch bằng bao nhiêu mm: lấy
thƣớc
có chia độ mm (mẫu),
thƣớc
kia theo
inch (đại
lƣợng
cần đo), đặt điểm 0 trùng nhau, đọc
đƣợc
các điểm trùng nhau là: 127mm và 5
inch, 254mm và 10 inch, từ đó có đƣợc:
1 inch = 127/5 = 254/10 = 25,4 mm
Trong thực tế

thƣờng
sử dụng
phƣơng
pháp này để thử nghiệm các đặc tính của các cảm biến
hay của thiết bị đo để đánh giá sai số của chúng. Từ các
phƣơng
pháp đo trên có thể có các cách
thực hiện phép đo là:
- Đo trực tiếp : kết quả có chỉ sau một lần đo
- Đo gián tiếp: kết quả có bằng phép suy ra từ một số phép đo trực tiếp
- Đo hợp bộ:
nhƣ
gián tiếp
nhƣng
phải giả một
phƣơng
trình hay một hệ
phƣơng
trình mới có
kết quả
- Đo thống kê: đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình mới có kết quả
2
~
4
~
GV: NGUYỄN VĂN HOÀNG
ĐỀ
CUƠNG
MÔN KT ĐO LƯỜNG
B À I 3

: ĐO CÁC ĐẠI
LƢỢNG
ĐIỆN CƠ BẢN
I_ MỤC TIÊU: Sau khi học xong bài này học sinh sẽ:
Đo, đọc chính xác trị số các đại
lƣợng
U, I, R, L, C, f, P, A.
Lựa chọn phù hợp
phƣơng
pháp đo chó từng đại
lƣợng
cụ thể.
Sử dụng và bảo quản các loại thiết bị đo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
II_ NỘI DUNG:
1. CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN:
1.1_ ĐO DÒNG ĐIỆN ( I )
1.1.1. Cơ sở chung.
Trong các đại
lƣợng
điện, dòng điện và điện áp là các đại
lƣợng
cơ bản nhất. Vì vậy trong
công nghiệp cũng
nhƣ
trong các công trình nguyên cứu khoa học
ngƣời
ta luôn quan tâm đến các
phƣơng
pháp và thiết bị đo dòng điện. Các

ph
ƣ
ơng
pháp đo dòng điện phổ biến gồm:
-
Phƣơng
pháp đo trực tiếp: dùng các dụng cụ đo dòng điện
nhƣ
ampemét, miliampemét,
micrô ampemét để đo dòng và trực tiếp đọc kết quả trên thang chia độ của dụng cụ đo.
-
Phƣơng
pháp đo gián tiếp: có thể dùng vônmét đo điện áp rơi trên một điện trở mẫu (mắc
trong mạch có dòng điện cần đo chạy qua ); thông qua
phƣơng
pháp tính toán ta sẽ
đƣợc
dòng
điện cần đo.
-
Phƣơng
pháp so sánh: đo dòng điện bằng cách so sánh dòng điện cần đo với dòng điện mẫu,
chính xác; ở trạng thái cân bằng của dòng cần đo và dòng mẫu sẽ đọc
đƣợc
kết quả trên mẫu. Có
thể so sánh trực tiếp và so sánh gián tiếp.
1.1.2. Nguyên lý đo chung:
Để đo dòng điện
ngƣời
ta

thƣờng
dùng các ampemet từ điện, điện
tƣ,
điện động, từ điện
chỉnh
lƣu…mắc
nối tiếp với mạch cần đo
nhƣ
hình vẽ.
A
I
U R
t
+ +
A
−
−
I
U R
t
a) Đo dòng điện
−
b) Đo dòng điện
Hình 3.1: nguyên lý đo dòng
c) Hình ảnh ampemét
1.1.3. Các dụng cụ đo dòng điện.
:(:(;(:(AB%&-CC )7
Các yêu cầu cơ bản bao gồm công suất tiêu thụ và dải tần hoạt động.
 D0$1BC7khi đo dòng điện ampemét
đƣợc

mắc nối tiếp với các mạch cần đo. Nhƣ
vậy ampemét sẽ tiêu thụ một phần năng
lƣợng
của mạch đo từ đó gây sai số
phƣơng
pháp đo
dòng. Phần năng
lƣợng
này còn
đƣợc
gọi là công suất tiêu thụ của ampemét P
A
đƣợc
tính:
P
A
= I
A .
R
A
với: I
A
là dòng điện qua ampemét (có thể xem là dòng điện cần đo)
R
A
là điện trở trong của ampemét.
Trong phép đo dòng điện yêu cầu công suất tiêu thụ P
A
càng nhỏ càng tốt, tức là yêu cầu R
A

càng
nhỏ càng tốt.
 E!7khi đo dòng điện xoay chiều, tổng trở của ampemét còn chịu ảnh hƣởng
của tần số:
Z = R + X
với: X
A
≈ ωL
A
là thành phần trở kháng của cuộn dây ampemét.
Để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo, dụng cụ đo xoay chiều phải
đƣợc
thiết kế chỉ để
đo ở các miền tần số sử dụng nhất định (dải tần nhất định). Nếu dùng dụng cụ đo dòng ở miền tần
số khác miền tần số thiết kế sẽ gây ra sai số do tần số.
:(:(;(>(D6+FG7
 DHI'"!7các ampemét một chiều
đƣợc
chế tạo chủ yếu dựa trên cơ cấu chỉ thị
từ điện với các đặc tính cơ bản sau:
-1
- Dòng cho phép:
thƣờng
là 10
-2
÷ 10 A
- Cấp chính xác: 1,5; 1; 0,5; 0,2; cao nhất có thể đạt tới cấp 0,05.
- Điện trở cơ cấu: khoảng từ 20Ω ÷ 2000Ω.
Vì vậy muốn sử dụng cơ cấu này để chế tạo các dụng cụ đo dòng điện lớn hơn dòng qua cơ cấu
chỉ thị, phải dùng thêm một điện trở sun phân nhánh nối song song với cơ cấu chỉ thị từ điện

(hình 3.2.):
Hình 3.2. Mắc điện trở sun phân nhánh nối song song với cơ cấu chỉ thị từ điện
Sơ đồ cấu tạo của ampemét từ điện trên hình 3.1.
 DJ)/$6+FGK)L67
Dựa trên các thông số của cơ cấu chỉ thị từ điện và dòng điện cần đo, có thể tính giá trị điện
trở sun phù hợp cho từng dòng điện cần đo là:
R

=




r
ct


s
n −
1
với: r
ct
: điện trở trong của cơ cấu chỉ thị từ điện.
I
n
=
I
ct
: hệ số mở rộng thang đo của Ampemét.
I : dòng điện cần đo.

I
ct
: dòng cực đại mà cơ cấu chỉ thị chịu đƣợc.
Đối với các ampemét đo dòng điện nhỏ hơn 30A thì sun đặt trong vỏ của ampemét. Còn
các ampemét dùng đo dòng điện lớn hơn hoặc bằng 30A thì sun đặt ngoài vỏ (coi
nhƣ
một phụ
kiện kèm theo ampemét; phần này sẽ nghiên cứu trong mục đo dòng điện lớn).
 DJ)/$6+FGK)67trên cơ sở mắc sun song song
với cơ cấu chỉ thị có thể chế tạo ampemét từ điện có nhiều thang đo.
` Hình 3.3. Mắc R
s
trong ampemét có nhiều thang đo.
Hình 3.3. là sơ đồ ampemét từ điện 4 thang đo (I
1
, I
2
, I
3
, I
4
). Các điện trở sun R
S1
, R
S2
, R
S3
,
R
S4

mắc nối tiếp với nhau rồi nối song song với r
ct
.
Để giữ cho cấp chính xác của ampemét từ điện không thay đổi ở các giới hạn đo khác
nhau,
phải chế tạo sun với độ chính xác cao hơn độ chính xác của cơ cấu từ điện ít nhất là một cấp.
Ví dụ cơ cấu từ điện có cấp chính xác 0,5 thì sun phải có cấp chính xác 0,2. Thƣờng
chế tạo sun bằng mangannin và chỉnh định rất chính xác.
Bài tập1: Chọn điện trở sun cho ampemet từ điện một thang đo……………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
Bài tập2: Chọn điện trở sun cho ampemet từ điện nhiều thang đo…………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
1.1.4. Cách sử dụng và bảo quản:
 Cách sử dụng:
o Ampemet phải mắc nối tiếp với mạch cần đo và lắp đúng quy định kiểu đặt trên ampemet,
chú ý đối với ampemet một chiều cần phải mắc đúng cực tính.
o Chọn ampemet có thang đo hợp lý. Khi đo dòng định mức thì chọn thang đo theo dòng
định mức, nếu đo dòng khởi động thì chọn thang đo theo dòng khởi động.
 Bảo quản:
Ampemet phải
đƣợc

lắp đặt nơi khô ráo, thoáng mát, khi không sử dụng cần
đƣợc
lau chùi
sạch sẽ, và để nơi khô ráo, khi vận chuyển tránh để va chạm tốt nhất để trong hộp xốp.
1.1.5. Cách chọn: loại Ampemet (ampe AC or ampe DC), thang đo, dãy tần số
1.2_ ĐO ĐIỆN ÁP
1.2.1. Cơ sở chung.
Khi đo điện áp, vônmét
đƣợc
nối song song với nguồn trong mạch đo. Khi sử dụng vônmét
để đo điện áp cần
lƣu
ý các sai số sinh ra trong quá trình đo, bao gồm:
- Sai số do ảnh
hƣởng
của vônmét khi mắc vào mạch đo.
- Sai số do tần số.
V
Hình 3.11. Cách mắc vônmét vào mạch cần
đo.

1.2.2. Nguyên lý đo chung:
Để đo điện áp
ngƣời
ta
thƣờng
dùng các vônmet từ điện, điện từ, điện động, từ điện chỉnh
lƣu…mắc
song song với mạch cần đo
nhƣ

hình vẽ.
+
V
U
∼


R
t
a) Đo điện áp AC
U

−
+
−

R
t
−
b) Đo điện áp
Hình 3.12: sơ đồ nguyên lý đo
1.2.4. Cách sử dụng và bảo quản:
c) Hình ảnh vonmet
 Cách sử dụng:
o Vônmet phải mắc song song với nguồn cần đo, chú ý đối với Vônmet một chiều cần phải
mắc đúng cực tính.
o Chọn vônmet có thang đo hợp lý so với nguồn cần đo, lắp đặt đúng với ký hiệu quy định
về kiểu đặt ghi trên đồng hồ
(thƣờng
vonmet khi lắp đặt phải đặt kiểu thẳng đứng)

 Bảo quản:
Vônmet phải
đƣợc
lắp đặt nơi khô ráo, thoáng mát, khi không sử dụng cần
đƣợc
lau chùi sạch
sẽ, và để nơi khô ráo, khi vận chuyển tránh để va chạm tốt nhất để trong hộp xốp.
1.2.5. Cách chọn: Loại Vonmet (vonmet AC or vonmet DC), thang đo, dãy tần số…
−
MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH
 Đo dòng điện.
• Đo dòng điện xoay chiều (AC.A)
I
∼
A
I
1
I
2
I
∼
A
∼
U
R
t
∼
A
1
R

1
∼
A
2
R
1
• Đo dòng điện một chiều (DC.A)
+

I
−
A
I
1
I
2
+
A
I
−
U
R
t
−

−
−
A
1
R

1
−
A
2
R
1
 Đo điện áp.
• Đo điện áp xoay chiều (AC.V)
U
∼
U
R
1
∼
U
1
∼
U
∼
U
R
t
∼
R
1
∼
U
2
• Đo điện áp một chiều (DC.V)
…………………………………………………………………………………….

R
x
1.2_ ĐO CÁC ĐẠI
L
Ƣ
ỢNG
R – L – C
1.2.1. ĐO ĐIỆN TRỞ ( R )
1.2.1.1. Ý nghĩa và yêu cầu của việc đo điện trở
 Ý nghĩa
Điện trở là một thông số rất quan trọng của mạch điện và các hệ thống cung cấp điện, tuy nhiên
phần lớn các giá trị của chúng thay đổi theo nhiệt độ theo điều kiện môi
trƣờng.
Vì vậy khi lắp
ráp, vận hành các mạch điện, khi thí nghiệm, nghiệm thu các mạch điện, các hệ thống cung cấp
điện, các hệ thống tự động hoá ta phải tiến hành đo và kiểm tra các giá trị điện trở.
 Phân loại
Điện trở thông
thƣờng đƣợc
phân ra thành ba nhóm:
+ Điện trở nhỏ là các điện trở có giá trị R < 1Ω;
+ Điện trở trung bình là các điện trở có giá trị là 1Ω ≤ R < 0,1 MΩ
+ Điện trở lớn các điện trở có giá trị R ≥ 0,lMΩ
:(>(:(>(
8M'
++ +(
Theo định luật ôm ta có R = U/I
nhƣ
vậy ta có thể dùng vonmet và ampemet để xác định điện
trở

theo

sơ

đồ

sau:

Hình 3.17. Đo điện trở bằng vônmét và ampemét
Dựa vào số chỉ của ampemét và vônmét xác định
đƣợc
giá trị điện trở
'
=

U
x
I
Giá trị thực R
x
của điện trở cần đo
đƣợc
xác định theo cách mắc ampemét và vônmét trong
mạch
nhƣ
sau:
Hình a ta có:
R
=

U
=



U



=




U

I

x
I
−

I
v
I
−


U

R
v
Hình b ta có:
R
x
=
U

−

U
A
I

x
=

U

−
I .
R

A
I
Nhƣ
vậy giá trị R'
x
tính theo độ chỉ của ampemét và vônmét sẽ có sai số. Sai số trong sơ
đồ

hình
a) do độ chỉ của ampemét là tổng dòng qua vônmét và dòng qua R
x
tức là sai số phụ thuộc
điện trở trong của vônmét (R
v
).Sai số trong sơ đồ hình b) do độ chỉ của vônmét là tổng điện áp rơi
trên ampemét và điện trở rơi trên R
x
, tức là sai số phụ thuộc điện trở trong của ampemét (R
A
).
Nhƣ
vậy để bảo đảm sai số nhỏ nhất thì để đo điện trở R
x
tƣơng
đối nhỏ nên dùng sơ đồ
hình a), còn đo điện trở R
x
tƣơng
đối lớn thì dùng sơ đồ hình b).
:(>(:(;(
8M'
++N +7
 Đo điện trở bằng ôm mét (Ohmmeter).
Ôm mét là thiết bị điện xách tay dùng để đo điện trở trung bình 1Ω ≤ R < 0,1 MΩ
 OPBQR60 7xuất phát từ định luật Ôm .
R =
U
I

Nếu giữ cho điện áp U không thay đổi thì dựa vào sự thay đổi dòng điện qua mạch khi điện trở
thay đổi có thể suy ra giá trị điện trở cần đo. Cụ thể nếu dùng mạch đo dòng điện
đƣợc
khắc độ
theo điện trở R thì có thể trực tiếp đo điện trở R. Trên cơ sở đó
ngƣời
ta chế tạo các ôm kế đo
điện trở.
 890 7phụ thuộc vào cách sắp xếp sơ đồ mạch đo của ôm kế có
thể chia ôm kế thành hai loại:
• Ôm kế nối tiếp
• Ôm kế song song
 S % +7
Là ôm có điện trở cần đo R
x
đƣợc
nối tiếp với cơ cấu chỉ thị từ điện (H.3.18a):
Hình 3.18. Ôm kế nối
tiếp:
a) Sơ đồ nguyên lý b) Đặc tính thang chia độ
Trong sơ đồ cấu tạo có R
p
là điện trở dùng để bảo đảm sao cho khi R
x
= 0 thì dòng qua cơ cấu
chỉ thị là lớn nhất (lệch hết thang chia độ), tác dụng là để bảo vệ cơ cấu chỉ thị khỏi dòng quá lớn.
R
M
: là biến trở điều chỉnh không.
R

x
: điện trở cần xác định.
CT: cơ cấu chỉ thị. U
0
: nguồn 1 chiều.
với một cơ cấu nhất định sẽ có I
ctmax
= I
ctđm
nhất định và r
ct
= r
ctđm
nhất định.
Từ nhận xét trên ta có thể vẽ đặc tính thang chia độ ôm kế nối tiếp
nhƣ
hình 3.18b. Ta nhận thấy
rằng thang chia độ của ôm kế
ngƣợc
với thang chia độ của vônmét (khi cùng sử dụng một cơ cấu
chỉ thị: ví dụ
nhƣ
trong đồng hồ vạn năng chỉ thị kim).
Từ biểu thức tính I
ct
thấy rằng độ chỉ của ôm kế rất phụ thuộc nguồn cung cấp U
0
thƣờng
bằng
pin nếu nguồn thay đổi giá trị sẽ gây sai số. để khắc phục điều này

ngƣời
ta mắc thêm biến trở R
M
để điều chỉnh khi U
0
thay đổi.
Trƣớc
khi đo điện trơ ta chập hai đầu que đo (R
x
=0) rồi điều chỉnh
biến trở R
M
để kim lên giá trị lớn nhất ( kim chỉ zêro, I
ct
= I
ctmax
)
 S $'@$$7
Là ôm kế có bộ phận chỉ thị của ôm kế nối song song với điện trở cần đo (H. 319a). Ôm kế
loại này dùng để đo điện trở
tƣơng
đối nhỏ (R
x
< kΩ).
Hình 3.19. Ôm kế sơ đồ song song
a) Sơ đồ nguyên lý b) Đặc tính thang chia độ
Vì điện trở cần đo R
x
mắc song song với cơ cấu chỉ thị nên khi R
x

= ∞
(chƣa
mắc R
x
vào
mạch đo) thì dòng qua chỉ thị sẽ lớn nhất (I
ct
= I
ctmax
= I
ctđ.m
).
Nếu R
x
≈ 0 thì hầu
nhƣ
không có dòng qua cơ cấu chỉ thị: I
ct
≈ 0.
Nhƣ
vậy thang đo của ôm kế
loại này chung chiều với thang đo của vônmét (H.3.19b). Điều chỉnh thang đo của ôm kế khi
nguồn cung cấp thay đổi
(thƣờng
điều chỉnh ứng với R
x
= ∞ tức là hở mạch đo) bằng cách dùng
chiết áp R
M
 Đo điện trở bằng Mêgômmet.

Mê gôm mét là dụng cụ đo xách tay
đƣợc
dùng rỗng rãi để đo điện trở lớn R > 0.1MΩ nhƣ
điện trở cách điện dây cáp điện, động cơ, máy phát điện, máy biến áp động lực
Mê gôm met gồm 2 bộ phận chính: nguồn cao áp và bộ phận chỉ thị.
 Nguồn cao áp
đƣợc
cung cấp từ 1 máy phát quay tay hoặc từ pin thông qua mạch nhân áp.
nguồn cao áp cấp điện áp từ 500V – 2500V.
1.2.2_ Đo điện cảm (L):
:(>(>(:(T))!)$%+U1-9P7
Cuộn cảm lý
tƣởng
là cuộn dây chỉ có thành phần điện kháng X
L
=ωL hoặc chỉ thuần khiết là
điện cảm L,
nhƣng
trong thực tế các cuộn dây bao giờ cũng có một điện trở nhất định. Điện trở càng
lớn phẩm chất của cuộn dây càng kém. Q là thông số đặc
trƣng
cho phẩm chất của cuộn dây, nó
đƣợc
tính bằng:
1.2.3_ Đo điện dung (C):
Đối với tụ điện lí
tƣởng
thì không có dòng qua hai tấm bản cực tức là tụ điện không tiêu thụ
công suất.
Nhƣng

thực tế vẫn có dòng từ cực này qua lớp điện môi đến cực kia của tụ điện, vì vậy
trọng tụ có sự tổn hao công suất.
Thƣờng
sự tổn hao này rất nhỏ và
ngƣời
ta
thƣờng
đo góc tổn hao
(tgδ) của tụ để đánh giá tụ điện. Để tính toán, tụ điện
đƣợc
đặc
trƣng
bởi một tụ điện lý
tƣởng
và
một thuần trở mắc nối tiếp nhau ( đối với tụ có tổn hao ít) hoặc mắc song song với nhau (đối với tụ
có tổn hao lớn), trên cơ sở đó xác định góc tổn hao của tụ (H.3.26 a,b): với δ là góc tổn hao của tụ
điện
đƣợc
tạo bởi véctơ U và véctơ U
C
1.3. ĐO TẦN SỐ, CÔNG SUẤT, ĐIỆN NĂNG
:(;(:(VWXO?Y
T)(
- W$%*Z7ZFFP47
đƣợc
xác định bởi số các chu kỳ lặp lại của sự thay đổi tín hiệu trong
một đơn vị thời gian. Tần số là một trong các thông số quan trọng nhất của quá trình dao động có
chu kỳ.
- D[*WF+F-,WFPF47là khoảng thời gian nhỏ nhất mà giá trị của tín hiệu lặp lại

độ lớn của nó (tức là thoả mãn
phƣơng
trình u(t) = u(t + T) ).
Quan giữa tần số và chu kỳ của tín hiệu dao động là:
f [Hz] = 1 / T(s)
- W$% 7là dụng cụ để đo tần số. Ngoài ra còn có thể đo tỉ số giữa hai tần số, tổng của hai tần
số, khoảng thời gian, độ dài các xung
1.3.2._ ĐO CÔNG SUẤT:
1.3.2.1. Khái quát chung:
Công suất đại
lƣợng
cơ bản của phần lớn các đối
tƣợng,
quá trình và hiện
tƣợng
vật lý.
Vì
vậy việc xác định công suất là một phép đo rất phổ biến. Việc nâng cao độ chính xác của phép đo
đại
lƣợng
này có ý nghĩa rất to lớn trong nền kinh tế quốc dân, nó liên quan đến việc tiêu thụ
năng
lƣợng,
đến việc tìm những nguồn năng
lƣợng
mới, và việc tiết kiệm năng lƣợng.
Ngƣời
ta chia công suất thành 3 loại sau:
• Công suất tác dụng ( công suất thực, công suất hữu công) P: KW
• Công suất phản kháng ( công suất ảo, công suất vô công) Q: KVAr

• Công suất biểu kiến (công suất danh định, công suất toàn phần) S: KVA
Trong
chƣơng
trình này ta chỉ nghiên cứu đo công suất thực, để đo công suất thực ta có thể
dùng nhiều
phƣơng
pháp
nhƣ: 8M'
++'),
8M'
++),
8M'
++)
)(
8M'
++$$,
Thông
thƣơng ngƣời
ta hay dùng Woat kế điện động
(phƣơng
pháp điện) để đo công suất
thực.
Woat kế điện động
đƣợc
chế tạo
dƣa
trên cơ cấu điện động có sơ đồ nguyên lý
nhƣ
hình
vẽ.

Hình 3.32: Sơ đồ nguyên lý Woat mét điện động 1
pha
- Cuộn dây phần tĩnh a còn gọi là cuộn dòng có điện trở nhỏ
đƣợc
mắc nối tiếp với phụ tải R
L
,
- Cuộn dây phần động b còn gọi là cuộn áp có điện trở lớn
đƣợc
mắc nối tiếp với điện trở phụ
R
P
và mắc song song với nguồn.
1.3.3_ ĐO ĐIỆN NĂNG (A: KW.h)
:(;(;(:( T7
Điện năng là năng
lƣợng
điện tiêu thụ trong một thời gian. A = P.t (kw.h), và là một đại
lƣợng
cơ bản. Vì vậy việc xác định điện năng là một phép đo rất phổ biến. Việc nâng cao độ
chính xác của phép đo đại
lƣợng
này có ý nghĩa rất to lớn trong nền kinh tế quốc dân, nó liên
quan đến việc tiêu thụ năng
lƣợng.
để đo điện năng
ngƣời
ta sử dụng công tơ điện hay còn gọi là
điện năng kế, công tơ điện
đƣợc

chế tạo dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng
:(;(;(>()2:+6(
Năng
lƣợng
trong mạch xoay chiều một pha
đƣơc
tính: A = P.t (Kw,h)
với: P = U.I.cosϕ là công suất tiêu thụ trên tải.
Dụng cụ đo để đo năng
lƣợng
là công tơ. Công tơ
đƣợc
chế tạo dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng.
Hình 3.41 chỉ rõ sơ đồ cấu tạo của một công tơ một pha dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng:
 D17
nhƣ
hình 3.41 gồm các bộ phận chính :
Hình 3.41:_ Sơ đồ cấu tạo công tơ 1pha
- Cuộn dây 1 (tạo nên nam châm điện 1): gọi là cuộn áp
đƣợc
mắc song song với nguồn. Cuộn
này có số vòng dây nhiều, tiết diện dây nhỏ để chịu
đƣợc
điện áp cao.
- Cuộn dây 2 (tạo nên nam châm điện 2): gọi là cuộn dòng
đƣợc
mắc nối tiếp với phụ tải. Cuộn
này dây to, số vòng ít, chịu
đƣợc
dòng lớn.

- Đĩa nhôm 3:
đƣợc
gắn lên trục tì vào trụ có thể quay tự do giữa hai cuộn dây 1, 2.
- Hộp số cơ khí: gắn với trục của đĩa nhôm.
- Nam châm vĩnh cửu 4: có từ
trƣờng
của nó xuyên qua đĩa nhôm để tạo ra mômen hãm.
 ?'@PBQ7 hình 3.42
1
2
3
4
U R
t
Hình 3.42_ sơ đồ nguyên lý công tơ 1pha
 OPBQ)7(xem cơ cấu thỉ thị cảm ứng)
M
q
= k.P
tức là mômen quay tỉ lệ với công suất phụ tải.
:(;(;(;()2;+6(
Cũng giống
nhƣ trƣờng
hợp đo công suất, đo năng
lƣợng
trong mạch 3 pha ta cũng sử dụng
phƣơng
pháp 1 công tơ, 2 công tơ, hay 3 công tơ một pha:
-
Trƣờng

hợp sử dụng
phƣơng
pháp 1 côngtơ khi mà phụ tải hoàn toàn đối xứng: năng lƣợng
tổng bằng 3 lần năng
lƣợng
của một pha.
-
Trƣờng
hợp sử dụng
phƣơng
pháp 2 côngtơ khi phụ tải bất kỳ, và mạch chỉ có 3 dây: năng
lƣợng
tổng bằng tổng năng
lƣợng
của hai công tơ.
-
Trƣờng
hợp sử dụng
phƣơng
pháp 3 côngtơ khi mạch có 4 dây (nghĩa là tải hình sao có dây
trung tính) và đặc tính của phụ tải có thể đối xứng hay không đối xứng: năng
lƣợng
tổng bằng
tổng năng
lƣợng
của ba công tơ.
Tuy nhiên trong thực tế
ngƣời
ta sử dụng công tơ 3 pha. Côngtơ 3 pha có hai loại:
+ Loại 2 phần tử (dựa trên

phƣơng
pháp 2 công tơ)
+ Loại 3 phần tử (dựa trên
phƣơng
pháp 3 công tơ)
2_ CÔNG TÁC CHUẨN BỊ:
>(:(\]
M7
Dây điện, băng keo cách điện, đinh vít, cuộn cảm, tụ điện, diot, …
>(>(ECC7 Các loại kìm, tuốc nơ vít dẹp, tuocnovit bake. dao, kéo, phích cắm, bóng đèn tròn,
đuôi bóng đèn tròn
>(;( W "7vôn mét một chiều và, ampemet, ôm mét, cầu đo điện trở, cầu đo điện cảm, cầu đo
điện dung, công tơ 3pha, công tơ 1pha, oat kế 1pha, oát kế 3pha, nguồn điện 3pha 4 dây,
máy
biến
áp…
3_ TRÌNH TỰ THỰC HIỆN.
3.1. Kiểm tra thiết bị.
- Ampemet, Vonmet.
- Ommet, cầu đo điện trở, cầu đo điện cảm.
- Tần số kế, oatmet, công tơ điện.
3.2. Lăp đặt mạch điện theo sơ
đồ:
- Lắp mạch điện đo dòng điện.
- Lắp mạch điện đo điện áp.
- Lắp mạch điện đo điện trở.
- Lắp mạch điện đo điện dung.
- Lắp mạch điện đo điện cảm.
- Lắp mạch điện đo tần số.
- Lắp mạch điện đo công suất.

+ Đo công suất 1 pha.
+ Đo công suất 3 pha.
- Lắp mạch điện đo điện năng.
+ Đo điện năng 1 pha.
+ Đo điện năng 3 pha trực tiếp.
3.3. Kiểm tra mạch điện, cấp nguồn thử.
- Kiểm tra mạch điện.
- Cấp nguồn thử.
- Đọc các thông số đo
đƣợc
và các kí hiệu trên đồng hồ.
B À I 3

: CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG
I_ MỤC TIÊU: Sau khi học xong bài này học sinh sẽ:
Phân tích
đƣợc
cấu tạo, nguyên lý của các cơ cấu đo thông dụng
nhƣ:
điện từ, từ điện, điện
động, cảm ứng.
Lựa chọn phù hợp các loại cơ cấu đo trong từng
trƣờng
hợp sử dụng cụ thể.
Sử dụng và bảo quản các loại cơ cấu đo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
II_ NỘI DUNG:
1. CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN:
1.1 Khái niệm về cơ cấu đo
tƣơng
tự.

1.1.1 Khái niệm:
Dụng cụ đo
tƣơng
tự có số chỉ là đại
lƣợng
liên tục tỉ lệ với đại
lƣợng
đo liên tục.
Thƣờng
sử
dụng các chỉ thị cơ điện có tín hiệu vào là dòng điện, tín hiệu ra là góc quay của kim chỉ hoặc bút
ghi trên giấy (dụng cụ tự ghi). Những dụng cụ đo này là dụng cụ đo biến đổi thẳng: đại
lƣợng
cần
đo X
nhƣ
điện áp, dòng điện, tần số, góc pha …
đƣợc
biến đổi thành góc quay α của phần
động
(so
với phần tĩnh), tức là biến đổi từ năng
lƣợng
điện từ thành năng
lƣợng
cơ học. Từ đó có biểu
thức quan hệ:
với X là đại
lƣợng
điện.

α = f ( X )
Các cơ cấu chỉ thị này
thƣờng
dùng trong các dụng cụ đo các đại
lƣợng:
dòng điện, điện
áp,
công suất, tần số, góc pha,điện trở…của mạch điện một chiều và xoay chiều tần số công
nghiệp.
1.1.2 Những bộ phận chính của cơ cấu đo
tƣơng
tự
Một dụng cụ đo
lƣờng
điện gồm 2 phần: cơ cấu đo và mạch đo
- Cơ cấu đo gồm 2 phần chính: phần tĩnh và phần động. phần tĩnh có nhiệm vụ biến đổi điện
năng thành cơ năng tác dụng lên phần động
- Mạch đo: dùng để biến đổi các đại
lƣợng
cần đo thành các đại
lƣợng
tác dụng trực tiếp vào cơ
cấu đo là dòng điện hay điện áp.
Cơ cấu đo gồm những bộ phận chính sau:
c)
5
1
0
2
0

0
4
0
8
6
2
2
5
0
5
0
1
0
2
k
1
k
η
5
0
0
0
0
0
1
0
0
2
0
0

5
0
5
0
1
0
2
30
20
Ω
DCV.A
100
20
4
150
30
1
Ω
ACV
AC 10V AC 10V
Hình 2.1. Các bộ phận và chi tiết chung của cơ cấu chỉ thị cơ điện.
- Trục và trụ:
+ Trục:
Đƣợc
làm bằng thép cứng có tiết diện tròn hai đầu trục có hình nón. Trục đảm bảo cho
phần động quay trên trục
nhƣ:
khung dây, kim chỉ, lò xo cản…
+ Trụ:
Thƣờng

làm bằng đá cứng hoặc đồng, mặt trụ
đƣợc
khoét lõm hình nón để đặt cố định
trục.
- Lò xo phản kháng:
Thƣờng
làm bằng thép cứng hoặc hợp kim đồng, lò xo phản kháng có cấu tạo hình xoắn ốc
dùng để tạo ra mômen cản (có mômen cản riêng D) và dẫn dòng điện vào khung dây. Với những
cơ cấu có độ nhảy cao thì lò xo phản kháng
đƣợc
thay thế bằng dây căng hoặc dây treo. Dây căng
và dây treo
đƣợc
sử dụng khi cần giảm mômen cản để tăng độ nhạy của cơ cấu chỉ thị.
- Kim chỉ:
Đƣợc
làm bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm dùng để chỉ giá trị đo
đƣợc
ở thang chia độ,
kim
đƣợc
gắn vào trục quay, độ di chuyển của kim trên thang chia độ tỉ lệ với góc quay α.
- Thang đọc:
Thang đọc
đƣợc
chế tạo từ nhôm lá, trên mặt khắc vạch chia độ, dùng để đọc các giá trị đo
đƣợc
của đại
lƣợng
đo, có nhiều loại thang chia độ khác nhau tùy thuộc vào cấp độ chính xác và

bản chất của cơ cấu chỉ thị. để tránh sai số khi đọc đôi khi
ngƣời
ta đặt
gƣơng
phản chiếu phía
dƣới
thang đo.
- Bộ phận cản dịu:
Có tác dụng rút ngắn quá trình dao động của phần động, xác lập vị trí cân bằng nhanh chóng.
Có hai loại cản dịu: cản dịu không khí và cản dịu kiểu cảm ứng.
+ Cản dịu kiểu không khí (a) gồm một hộp kín trong đó có lá nhôm chuyển động gắn liền với
trục quay. Khi phần động của cơ cấu chuyển động lá nhôm chuyển động theo tạo nên lực cản làm
giảm quá trình dao động.
+ Cản dịu cảm ứng từ (b) gồm những lá nhôm mỏng có dạng hình quạt di chuyển trong khe hở
của nam châm vĩnh cửu, khi lá nhôm chuyển động từ
trƣờng
xuyên qua lá nhôm tạo nên dòng
cảm ứng trong lá nhôm chống lại sự di chuyển đó.
1.1.3 ^OPBQ)7
Khi cho dòng điện vào một cơ cấu chỉ thị cơ điện, do tác động của từ
trƣờng
(do nam
châm
vĩnh cửu hoặc do dòng điện
đƣa
vào sinh ra) lên phần động của cơ cấu đo sẽ sinh ra mômen quay
M
q
tỷ lệ với độ lớn của dòng điện I
đƣa

vào cơ cấu:
trong đó: W
e
: năng
lƣợng
điện từ trƣờng
α: góc lệch của phần động
M
=

d

w

e
q
d
α
Nếu đặt vào trục của phần động một lò xo cản, khi phần động quay lò xo bị xoắn lại sinh ra
mômen cản M
c
tỷ lệ thuận với góc lệch α và
đƣợc
tính:
M
C
=
D.α
trong đó D là hệ số phụ thuộc vào vật liệu và kích
thƣớc

lò xo. Khi mômen cản bằng mômen
quay, phần động của cơ cấu dừng lại ở vị trí cân bằng:
Phƣơng
trình trên là
ph
ƣ
ơng
trình đặc tính thang đo, cho biết đặc tính thang đo và tính chất của
cơ cấu chỉ thị.
1.2 Các loại cơ cấu đo thông dụng.
1.2.1 Cơ cấu đo từ điện:
:(>(:(:4D17gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:
Hình 2.2 Cơ cấu đo từ
điện
- 857gồm: nam châm vĩnh cửu 1 tạo ra từ
trƣờng
cố định, thang đọc 8 để đọc giá trị đo
đƣợc
và trụ 9 dùng để làm giá đỡ cho trục quay.
- 87 gồm: khung dây quay 4
đƣợc
quấn lên lõi thép 2. Khung dây
đƣợc
gắn vào trục
quay 3 (hoặc dây căng, dây treo). Trên trục quay có hai lò xo cản 5 mắc
ngƣợc
chiều nhau dùng
tạo ra momen cản và để
đƣa
dòng điện vào khung dây, đối trọng 7 dùng để thăng bằng kim chỉ 6.

:(>(:(>4OPBQ)7
Khi có dòng điện chạy qua khung dây 5 (phần động),
dƣới
tác động của từ
trƣờng
nam châm
vĩnh cửu 1 (phần tĩnh) sinh ra mômen quay M
q
làm khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α.
Mômen quay
đƣợc
tính theo biểu thức:
M

=

dw
e
q
d
α
w
e
: là năng
lƣợng
điện từ tỷ lệ với độ lớn của từ thông trong khe hở không khi và dòng điện trong
khung dây.
W
e
= Ø.I = BSWIα

B: độ từ cảm của nam châm vĩnh cữu.
S: tiết diện của khung dây.
W: số vòng dây của khung dây.
α: góc lệch của khung dây khỏi vị trí ban đầu.
từ trên ta có:
M
=

dw
e


=

dBSIW

α

=

BSWI
q
d
α
d
α
Tại vị trí cân bằng, mômen quay bằng mômen cản:
1.2.1.4) Ứng dụng:
- Cơ cấu chỉ thị từ điện dùng để chế tạo ampemét vônmét, ômmét nhiều thang đo và có dải đo
rộng; độ chính xác cao (cấp 0,1 ÷ 0,5).

- Chế tạo các loại ampemét, vônmét, ômmét nhiều thang đo, dải đo rộng.
- Chế tạo các loại điện kế có độ nhạy cao có thể đo
đƣợc:
dòng đến 10
- Làm chỉ thị trong các mạch đo các đại
lƣợng
không điện khác nhau
- Chế tạo các dụng cụ đo điện tử
tƣơng
tự: vônmét điện tử, tần số kế điện tử, pha kế điện tử
:(>(>(D'1L)K(
:(>(>(:4D17gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:
- Phần tĩnh7là cuộn dây 1 bên trong có khe hở không khí (khe hở làm việc) và thang đọc 8.
- Phần động7là lõi thép 2
đƣợc
gắn lên trục quay 5, lõi thép có thể quay tự do trong khe
làm việc của cuộn dây. Trên trục quay có gắn: bộ phận cản dịu không khí 4, kim chỉ 6, đối
trọng 7. Ngoài ra còn có lò xo cản 3.
Hình 2.3. Cấu tạo chung của cơ cấu chỉ thị điện từ.
:(>(>(>4OPBQ)7
Dòng điện I chạy vào cuộn dây 1 (phần tĩnh) tạo thành một nam châm điện hút lõi thép 2
(phần động) vào khe hở không khí vớimômen quay:
với:
w

e
=
L.I
2
2

M

=

dw
e

q
d
α
L: điện cảm của cuộn dây.
I: dòng điện chảy trong cuộn dây.
:(>(>(;4DHI7
- Góc quay α tỉ lệ với bình
phƣơng
của dòng điện, tức là không phụ thuộc vào chiều của dòng
điện nên có thể đo trong cả mạch xoay chiều hoặc một chiều.
- Thang đo không đều, có đặc tính phụ thuộc vào tỉ số dL / dα là một đại
lƣợng
phi tuyến.
- Cản dịu
thƣờng
bằng không khí hoặc cảm ứng.
-
Ƣu
điểm: cấu tạo đơn giản, tin cậy, chịu
đƣợc
quá tải lớn.
-
Nhƣợc

điểm: độ chính xác không cao nhất là khi đo ở mạch một chiều sẽ bị sai số (do hiện
tƣợng
từ trễ, từ
dƣ…);
độ nhạy thấp; bị ảnh
hƣởng
của từ
trƣờng
ngoài (do từ
trƣờng
của cơ cấu
yếu khi dòng nhỏ).
:(>(>(_4`-C7
Thƣờng đƣợc
sử dụng đẻ chế tạo các loại ampemét, vônmét trong mạch xoay chiều tần số
công nghiệp với độ chính xác cấp 1÷2. Ít dùng trong các mạch có tần số cao.
:(>(;(D'1L)(
:(>(;(:4D17
nhƣ
hình 2.4.: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:
- Phần tĩnh7gồm: cuộn dây 1
(đƣợc
chia thành hai phần nối tiếp nhau) để tạo ra từ
trƣờng
khi có
dòng điện chạy qua. Trục quay chui qua khe hở giữa hai phần cuộn dây tĩnh.
- Phần động7gồm một khung dây 2 đặt trong lòng cuộn dây tĩnh. Khung dây 2
đƣợc
gắn với
trục quay, trên trục có lò xo cản, bộ phận cản dịu và kim chỉ thị.

Cả phần động và phần
tĩnh

đƣợc
bọc kín bằng màn chắn để ngăn chặn ảnh
hƣởng
của từ
trƣờng ngoài.
Hình 2.4. Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị điện động.
:(>(;(>4OPBQ)7
Khi có dòng điện I
1
chạy vào cuộn dây 1 (phần tĩnh) làm xuất hiện từ
trƣờng
trong lòng cuộn
dây. Từ
trƣờng
này tác động lên dòng điện I
2
chạy trong khung dây 2 (phần động) tạo nên mômen
quay làm khung dây 2 quay một góc α.
Mômen quay
đƣợc
tính:
:(>(;(;4DHI7
- Có thể dùng trong cả mạch điện một chiều và xoay chiều.
- Góc quay α phụ thuộc tích (I
1
.I
2

) nên thang đo không đều
- Trong mạch điện xoay chiều α phụ thuộc góc lệch pha ψ giữa hai dòng điện nên có thể ứng
dụng làm Oátmét đo công suất.
-
Ƣu
điểm cơ bản: có độ chính xác cao khi đo trong mạch điện xoay chiều.
-
Nhƣợc
điểm: công suất tiêu thụ lớn nên không thích hợp trong mạch công suất nhỏ. Chịu ảnh
hƣởng
của từ
trƣờng
ngoài, muốn làm việc tốt phải có bộ phận chắn từ. Độ nhạy thấp vì mạch từ
yếu.
:(>(;(_4`-C7
Chế tạo các ampemét, vônmét, óatmét một chiều và xoay chiều tần số công nghiệp; các pha
kế để đo góc lệch pha hay hệ số công suất cosφ. Trong mạch có tần số cao phải có mạch bù tần số
(đo
đƣợc
dải tần đến 20KHz).
>(>(_(D'1L!a7
Hình 2.5. Cơ cấu chỉ thị cảm ứng.
>(>(_(:4D17
nhƣ
hình 2.5.: gồm phần tĩnh và phần động.
- Phần tĩnh: các cuộn dây điện 2,3 có cấu tạo để khi có dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ sinh
ra từ
trƣờng
móc vòng qua mạch từ và qua phần động, có ít nhất là 2 nam châm điện.
- Phần động: đĩa kim loại 1

(thƣờng
bằng nhôm) gắn vào trục 4 quay trên trụ 5.
:(>(_(>4OPBQ)7
Dựa trên sự tác động
tƣơng
hỗ giữa từ
trƣờng
xoay chiều
(đƣợc
tạo ra bởi dòng điện trong
phần tĩnh) và dòng điện xoáy tạo ra trong đĩa của phần động, do đó cơ cấu này chỉ làm việc với
mạch điện xoay chiều: Khi dòng điện I
1
, I
2
vào các cuộn dây phần tĩnh → sinh ra các từ thông
Ф
1
, Ф
2
(các từ thông này lệch pha nhau góc ψ bằng góc lệch pha giữa các dòng điện
tƣơng
ứng),
từ thông Ф
1
, Ф
2
cắt đĩa nhôm 1 (phần động) → xuất hiện trong đĩa nhôm các sức điện động
tƣơng
ứng E

1
, E
2
(lệch pha với Ф
1
, Ф
2
góc π/2) → xuất hiện các dòng điện xoáy I
x1
, I
x2
(lệch pha
với E
1
, E
2
góc α
1
, α
2
). Các từ thông Ф
1
, Ф
2
tác động
tƣơng
hỗ với các dòng điện I
x1
, I
x2

→ sinh ra
các lực F
1
, F
2
và các mômen quay
tƣơng
ứng → quay đĩa nhôm (phần động).
Mômen quay
đƣợc
tính:
M
q
=

C
.

f

.
θ
1
.
θ
2

.S
i
n

Ψ
Với: c là hằng số.
f là tần số của dòng điện I
1
, I
2
ψ là góc lệch pha giữa I
1
, I
2
:(>(_(;4DHI7
- Điều kiện để có mômen quay là ít nhất phải có hai từ trƣờng.
60
0
- Mômen quay đạt giá trị cực đại nếu góc lệch pha ψ giữa I
1
, I
2
bằng π/2.
- Mômen quay phụ thuộc tần số của dòng điện tạo ra các từ trƣờng.
- Chỉ làm việc trong mạch xoay chiều.
-
Nhƣợc
điểm: mômen quay phụ thuộc tần số nên cần phải ổn định tần số.
:(>(_(;4`-C7
Chủ yếu để chế tạo côngtơ đo năng
lƣợng;
có thể đo tần
số…
Ý NGHĨA CỦA MỘT SỐ KÝ HIỆU TRÊN DỤNG CỤ ĐO

TƢƠNG
TỰ
TT KÝ HIỆU Ý NGHĨA CÁC KÝ HIỆU
1 Cơ cấu đo kiểu từ điện
2 Cơ cấu đo kiểu điện từ
3 Cơ cấu đo kiểu điện động
4 Cơ cấu đo kiểu cảm ứng
5 Kiểu đặt thẳng đứng
6 Kiểu đặt nằm
7 Kiểu đặt nghiêng 1 góc 60
o
8
0.5
or
0.5
Cấp độ chính xác