Bài giảng kỹ thuật đo lường: Chương 5 CƠ CẤU CHỈ THỊ

CHƯƠNG 5

CÁC CƠ CẤU
CHỈ THỊ


t1.KHÁI NIỆM CHUNG
 Cơ cấu chỉ thị dùng để hiển thị kết quả đo.
 Chỉ thị điện cơ: chủ yếu là dụng cụ kim
quay, tịnh tiến hoặc băng giấy.
 Chỉ thị điện tử: chủ yếu là dao động kí,
monitor…
 Chỉ thị điện tử số: LED, đèn catod nguội,
LCD, …


NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CCCT
TƯƠNG TỰ
X

Cơ cấu
cảm biến
cơ-điện

Ux

Chỉ thị
điện-cơ

dWe
Mq 

d
M c  D

M

Mq1

Mc

/2

1 2 3



M c  f ( )
Mq  Mc


CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA CƠ
CẤU CƠ ĐIỆN
 Trục và trụ, (dây căng và dây treo).
 Lò xo phản kháng.
 Kim và chỉ thị bằng ánh sáng.
 Thang đo.
 Bộ phận cản dịu.



CƠ CẤU CHỊ THỊ TỪ ĐIỆN

1. Nam châm

2. Lò xo xoắn

4. Thước hình cung

5.Cuộn dây

3. Chốt giữ lò xo
6. Kim


NGUYÊN LÝ :

W  .I  Bsw I
Mq

dW

 BswI
d

MC  M q
D  BswI

1
BswI
 
D

Nhận xét:
 Đo dòng điện DC.
Thang chia độ đều.

 Quán tính nhỏ, đo được tín hiệu yếu.
 Độ bền cơ học kém.
Dùng đo áp, dòng, điện trở…


CCCT LOGOMET TỪ ĐIỆN
M1

I2

M2

I1

dW1
d 1
W1  1 I1  M 1 
 I1
d
d
dW2
d 2
W2   2 I 2  M 2 
 I2
d

d
d1 / d I 2
M1  M 2 

 f ( )
d 2 / d I1
 I2 
  g  
 I1 
- Thang đo đều

- Đo một chiều
 NHẬN XÉT:

- Độ bền cơ học kém
- Đo điện trở, tổng trở…


CƠ CẤU CHỊ THỊ ĐIỆN TỪ

Phần tĩnh: cuộn dây 1 bên trong có khe hở không khí.
Phần động: lõi thép 2 được gắn lên trục quay 5.
Bộ phận cản dịu không khí 4.
Kim chỉ 6, đối trọng 7.
Lò xo cản 3, bảng khắc độ 8.


NGUYÊN LÝ:
1 2
dW 1 2 dL

W  LI  M q 
 I
2
d 2 d
M c  D
Mq  Mc

Đặc tính
thang đo

I2
dL
d

1 2 dL
 
I
 f (I 2 )
2 D d
 NHẬN XÉT:
 Dụng cụ dùng đo cả xoay
chiều lẫn một chiều.
Thang chia độ không đều.

 Độ bền cơ học tốt.
 Độ chính xác không cao.
 Độ nhạy thấp


CCCT LOGOMET ĐIỆN TỪ

1
1
2
W1  L1 I1 ;
W2  L2 I 22
2
2
dW1
1 2 dL1
M1 
 I1
d
2
d
dW2
1
dL2
M2 
 I 22
d
2
d
M1  M 2
 I12
   f  2
 I2





 Dùng đo cả xoay chiều và một chiều.

 NHẬN XÉT:

 Thang đo không đều.
 Đo điện trở, điện cảm, điện dung…


CCCT ĐIỆN ĐỘNG
Phần tĩnh: cuộn dây 1
(được chia thành hai phần
nối tiếp nhau)
Trục quay chui qua khe hở
giữa hai phần cuộn dây
tĩnh.
Phần động: khung dây 2.
Lò xo cản, bộ phận cản dịu và kim chỉ thị.
Cả phần động và phần tĩnh được bọc kín bằng màn
chắn để ngăn chặn ảnh hưởng của từ trường ngoài.


DÒNG MỘT CHIỀU
1
1
2
W  L1 I1  L2 I 22  M 12 I1I 2
2
2
dM 12

dW
 M q  I1 I 2
d
d
M c  D
Mq  Mc
dM12
1
   I1I 2
D
d


DÒNG XOAY CHIỀU
dM 12
mq 
I1m sin tI 2 m sin t   
d
1 T
M q   mq dt
T 0
T
1 dM 12

I1m I 2 m  sin t sin t   dt
0
T d
dM 12

I1m I 2 m cos 

2d

M q  M C  D
1 dM12 I1m I 2 m
1 dM12

cos  
I1 I 2 cos 
D d
D d
2 2


 NHẬN XÉT:
 Dùng đo mạch một chiều và xoay chiều.
 Thang đo không đều.
 Có độ chính xác cao khi đo trong mạch điện
xoay chiều.
 Công suất tiêu thụ lớn.
 Chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài, muốn
làm việc tốt phải có bộ phận chắn từ. Độ nhạy
thấp vì mạch từ yếu.


LOGOMET ĐIỆN ĐỘNG
dM 1I
M 1  I1 I cos  cos I , I1 
d

γ

M1

α

M2

I2

Fccos α

Fc
Fqcos (γα)

I1

dM 2 I
M 2  I 2 I cos     cos I , I 2 
d
dM 1I dM 2 I
M1  M 2 ;

d
d
 I1 cos I , I1  

  f 
 I 2 cos I , I 2  
 NHẬN XÉT:
 Dùng cho pha kế, tần số kế, điện dung kế.

CCCT SẮT ĐIỆN ĐỘNG
mq  Bt s2 wwi2
1

i1

1 T
M q   mq dt
T 0
 Bs2 w2 I 2 cos  B, I 2 
B 

kI1

M q  ks2 w2 I1 I 2 cos  I1 , I 2   D
2
i2
1. cuộn dây

2. khung quay
3. mạch từ

3



1


ks2 w2 I1 I 2 cos  I1 , I 2 
D

 Mômen quay lớn.
 NHẬN XÉT: Dùng đo xoay chiều.
 Có độ chính xác thấp.


CCCT CẢM ỨNG
I1

I2

Φ1

i1

Φ2

i2

M q  Cf11 2 sin 
 NHẬN XÉT:

Dùng đo tần số, từ thông, công
suất, góc pha, điện năng.

ix1

ix2

e

e1



CƠ CẤU CHỈ THỊ TỰ GHI

CC SẮT ĐIỆN
ĐỘNG

CC TỪ ĐIỆN

CC ĐIỆN TỪ


CCCT ĐIỆN TỬ SỐ
x(t)

BĐX

MH

GM
BỘ CHỈ THỊ SỐ

4

DAO ĐỘNG KÝ

DAO ĐỘNG KÝ MỘT TIA

DAO ĐỘNG KÝ HAI TIA