thiết bị cảm biến chương 2

Chương 2
Đo điện áp DC - AC
Bài giảng ĐoĐiện 2015

2


Volt kế
Volt k ế được mắc song song tải → các ảnh hưởng gây sai số
 Do nội trở volt kế.
 Do tần số.
Trước khi nối volt kế

RE
RL

E

V RV

=
U

U0 =

RL
E
RE + RL

Khi nối volt kế
RL / / RV

RV
=
E
U0
RE + RL / / RV
RTH + RV

→ U < U0

Sai số
γ%

U0 −U
RTH
R
100%
100% ≈ TH 100%
=
U0
RTH + RV
RV

→ cần volt kế có nội trở lớn, với cấp chính xác là γ thì:
Bài giảng ĐoĐiện 2015

RV >

RTH

γ

3


Volt kế
Volt k ế từ điện DC
Cơ cấu từ điện có điện áp định mức 50-100mV→cần mắc
điện trở mở rộng thêm khi đo điện áp lớn
RM, IFS R
P
0

UM

=
RP RM (m − 1)

Hệ số mở rộng thang đo

UX

Sụt áp trên cơ cấu đo
RM, IFS R
1
UM

R2
U1

Bài giảng ĐoĐiện 2015

UX
m=
UM

UM=RMIFS

R3
U2

U3
4


Volt kế
Volt k ế từ điện AC loại chỉnh lưu
RMa RCu
L

RCu
RMa

C

RP

~ UX

~ UX

Mili volt AC

Volt AC

Bài giảng ĐoĐiện 2015

5


Volt kế
Volt k ế điện từ :AC-DC
Dùng đo điện áp DC và AC ở dãy tần công nghiệp.
Cuộn dây cố định có số vòng dây lớn (vài nghìn vòng)
→ cần bù tần số khi đo AC.
Mở rộng thang đo cũng bằng cách nối thêm điện trở RP
C
RM, IFS
0

UM

R2

R1
U1

R3
U2

U3

Volt k ế điện từ AC-DC
Bài giảng ĐoĐiện 2015

6


Volt kế
Volt k ế điện động :AC-DC

Cuộn dây cố định quấn dây nhỏ nhiều vòng.
Cuộn cố định và cuộn di động luôn mắc nối tiếp.
Mở rộng thang đo cũng bằng nhiều cách
•Nối thêm điện trở RP
•Thay đổi cách mắc song song hoặc nối tiếp cho 2
phần cuộn dây cố định.
1

1
2

1
2

2

UX
Bài giảng ĐoĐiện 2015

7

Điện thế kế DC
Dòng qua G : IG = 0 khi UX=UK

UX
G
IP
A

UK
RK
RP

E

UX

IP

RK
RP

Cần amper chính xác→bị giới hạn
bởi cấp chính xác của amper
2

UK

E

IP =
RP + RK
=
U K α RK I P (0 < α < 1)

1

E0

G

E

Bài giảng ĐoĐiện 2015

R0

Mạch điện thế kế DC dùng
nguồn pin mẫu
8


Điện thế kế DC

Galvanometer by Philip
Harris & Co. Birmingham.
Bài giảng ĐoĐiện 2015

9

Tangent Galvanometer

Bài giảng ĐoĐiện 2015

10


Volt kế điện tử

Bài giảng ĐoĐiện 2015

11


Volt kế điện tử
Tầng khuếch đại cho phép đo các điện áp nhỏ.
Tổng trở vào của volt kế được cải thiện.
Cách phân áp cho phép các thang đo có cùng tổng trở vào.
Mạch chức năng cho phép tạo ra dòng trung bình tỉ lệ với
trị hiệu dụng , trị đỉnh…

UX

Mạch phân áp

Bài giảng ĐoĐiện 2015

Khuếch đại
Chuyển đổi

Chỉ thị

12


Volt kế điện tử
VCC
Rb1

Tầng KĐ C chung KU = 1

VIN
Rb2

Re

UX

VOUT

RP R , I
M FS

VCC
Rb3

Rb1

VIN = 0 → VO1 = VO2

UX
VIN

Rb2

Re

VO2
VO1 RP
RM, IFS

Re

Rb4

VIN ≠ 0 → UX = VIN

VEE
Bài giảng ĐoĐiện 2015

13


Volt kế điện tử

Mạch đo có ngõ vào dùng JFET để có tổng trở vào lớn.
Kết hợp mạch phân tầm đo ở ngõ vào.
Bài giảng ĐoĐiện 2015

14


Volt kế điện tử
Mạch phân tầm đo ở ngõ vào. Z IN = R1 + R2 + R3 + R4
•UX: điện áp đo.
•UKD: điện áp cấp vào tầng khuếch đại.

R4

UX

R3
R2

Tầm đo lớn nhất V1.

V4

U X=
V=
U KD
1
1

V3

R1 + R2 + R3 + R4 Z IN
=
R1

R1

Tầm đo V2 < V1.

V2
V1

U X=
V=
U KD
2
2
UKD

R1

Bài giảng ĐoĐiện 2015

R1 + R2 + R3 + R4
Z IN
=
R1 + R2
R1 + R2

Tầm đo V3 < V2 < V1.
U X=
V=
U KD
3
3

R1 + R2 + R3 + R4
Z IN
=
R1 + R2 + R3
R1 + R2 + R3
15