Bài giảng kỹ thuật đo lường: Chương 8: ĐO ĐIỆN ÁP

Chương 8:
ĐO ĐIỆN ÁP


t1. KHÁI NIỆM CHUNG
Đo điện áp rất cần thiết
 Phạm vi đo: từ vài microvôn đến hàng
nghìn kilovôn.


Dụng cụ đo điện áp
gọi là vôn kế hoặc
vônmet.



t1. KHÁI NIỆM CHUNG (tt)


Vôn met lý tưởng có tổng trở bằng vô cùng.



Vôn met thực tế có tổng trở Rv.
E.Rt
E
E
U t  E  I .rn  E 
rn 

Rt  rn

Rt  rn 1  rn / Rt

Vậy UtYE khi rn<
I

E
rn

Ut

Rt

Khi có thêm Rv thì:
V

E
E
Ut 
Rt // Rv 
r
r
rn  Rt // Rv
1 n  n
Rt Rv
Vậy Ut YE khi rn<
Như vậy khi mắc vônmet vào mạch tải,
sẽ làm cho điện áp trên tải sụt xuống.

t2. CÁC LOẠI VÔN MET TƯƠNG TỰ


VÔN MET TỪ ĐIỆN
U ct
Ux
I ct 

Rct RP  Rct
Rp
Ict
UX



Rct

Ux
RP  Rct
 n  1Rct
U ct
Ux
n
: hệ số mở rộng thang
U ct đo về áp

Các loại VÔN MET khác đều tính tương tự.

Để mở rộng thang đo ta
mắc nối tiếp các điện
trợ phụ.
Khi đo điện áp xoay chiều cần phối hợp với mạch
chỉnh lưu.


t3. ĐO ĐIỆN ÁP BẰNG P.P SO SÁNH


U

CƠ SỞ CỦA P.P SO SÁNH
 So sánh điện áp cần đo Ux với điện áp rơi trên điện trở
mẫu Uk (phương pháp bù).
Uk = I.Rk: điện áp mẫu, có độ
CT
chính xác cao.
I
U = Ux-Uk : CT: bộ phận chỉ
zero.
D
Ux  Khi U  0 : điều chỉnh con
Rk
trượt D để U = 0.
Uk
 Khi U = 0 tức Ux = Uk , đọc trị
số điện trở Rk tương ứng ta có
giá trị điện áp Ux

Các loại dụng cụ bù điện áp khác nhau chỉ khác ở cách tạo
điện áp mẫu Uk , nguyên lý thì giống nhau.


1. ĐIỆN THẾ KẾ MỘT CHIỀU ĐIỆN TRỞ LỚN

IP dòng công tác
EN, pin mẫu
Rk điện trở mẫu

E N 1,0186 V
Ip 

 0,1 mA
RN 10186 
E X  U k  I P .Rk 

EN
.Rk
RN

Muốn đo điện áp lớn (hàng chục, hàng trăm vôn)  dùng
mạch phân áp kết hợp với điện thế kế một chiều điện trở lớn.


2. Đ.T.K. MỘT CHIỀU ĐIỆN TRỞ NHỎ

IP dòng công tác
EN pin mẫu
Rk điện trở mẫu

n

I p  I ra  E N . g i
i 1

n

U X  U k  Rk .I P  Rk .E N . g i
i 1

• Đo được điện áp nhỏ và rất nhỏ.
• Giảm được sai số do suất điện động tiếp xúc và điện
trở tiếp xúc.


3. ĐIỆN THẾ KẾ XOAY CHIỀU





NGUYÊN LÝ CHUNG: so sánh điện áp cần đo
với điện áp rơi trên điện trở mẫu khí có dòng
công tác đi qua.
Chỉnh định dùng ampemet có độ chính xác cao.
Muốn UX cân bằng với Uk cần cân bằng về
modun và pha, tức phải thõa mãn:
 Cùng

tần số.
 Bằng nhau về trị số.
 Ngược pha nhau 1800.


3. ĐIỆN THẾ KẾ XOAY CHIỀU


Hai loại điện thế kế xoay chiều:
 Điện

thế kế xoay chiều tọa độ cực.
 Điện thế kế xoay chiều tọa độ Đềcác.


ĐIỆN THẾ KẾ XOAY CHIỀU TỌA ĐỘ CỰC
IP: dòng công tác
R: điện trở mẫu
Bộ điều chỉnh pha: cân bằng
về pha và là nguồn cho
mạch tạo dòng công tác

U X  U k  R.I P
• Khó xác định vị tí ổn định của phần quay ứng với góc pha
• Khi quay roto, IP thay đổi nên khó điều chỉnh cân bằng.


t4. VÔNMET ĐIỆN TỬ


CẤU TRÚC CHUNG: kết hợp các bộ chỉnh lưu,

khuếch đại và cơ cấu từ điện.
UX


~U
X

=UX

Điều
Chế

C.T






C.T

Giải điều
Chế

C.T


VÔNMET BÁN DẪN MỘT CHIỀU



CẤU TRÚC CHUNG: kết hợp các bộ chỉnh lưu,

khuếch đại và cơ cấu từ điện.


t5. VÔNMET CHỈ THỊ SỐ


BỘ CHUYỂN ĐỔI A/D VÀ HIỂN THỊ SỐ


t6. ĐO ĐIỆN ÁP CAO
•
•
•
•

Mắc sun để mở rông thang đo, kiểu này chỉ dùng cho điện áp dưới
1000vôn
Với cao thế ta dùng máy biến điện áp
Khi điện áp nhỏ hơn 10 kV, dùng TU 3 pha
Khi điện áp lớn hơn 10kV, dùng TU 1 pha
U1
B

B

I1
H

H



U2
Đặc tính từ hóa máy biến áp

Đặc tính từ hóa của TU

16


BIẾN ĐIỆN ÁP - TU

U1

U2

u1
i1 
 I11
Z1
di1 k 2 du1
u2  k 2

dt Z1 dt

U1 w1
K=
=
U2 w 2


MẠCH ĐO ĐIỆN ÁP CAO


MỘT SỐ HÌNH DẠNG CỦA TU


Cắt ngang một TU 172kV