Tài liệu Thực hành môn Kỹ thuật đo lường TNUT

ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
KHOA ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐO LƯỜNG – ĐIỀU KHIỂN

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH
MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG 1

Biên soạn:

TS. Nguyễn Văn Chí

Thái nguyên, 2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

MỤC LỤC

I.

Nguyên tắc và quy trình thực hành

II.

Nội quy an toàn phòng thực hành 4

III. Quy tắc viết báo cáo thực hành

3

5

IV. Hướng dẫn sử dụng một số thiết bị đo cơ bản 6
Bài thực hành #1: Sai số trong đo lường và phép đo thống kê

20

Bài thực hành #2:

24

Đo lường dòng điện và điện áp một chiều

2
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

I.

NGUYÊN TẮC VÀ QUY TRÌNH THỰC HÀNH
1.

Sinh viên phải tham gia đầy đủ tất cả các bài thực hành theo lịch trình. Nếu sinh
viên bỏ 1 bài thực hành nào đó thì sinh viên sẽ được thực hành lại trong tuần cuối
cùng của học kỳ đó. Những sinh viên nghỉ quá 01 bài thực hành sẽ phải học lại
học phần này và đạt điểm “F”.

2.

Số sinh viên tối đa trong nhóm thực hành là 5 sinh viên

3.

Các buổi thực hành bắt đầu theo lịch của phòng thực hành, sinh viên đến muộn 15
phút sẽ coi như vắng mặt trong buổi thực hành đó.

4.

“Tài liệu thực hành” được phát cho sinh viên trước 1 tuần khi buổi thực hành diễn
ra. Sinh viên được tạo điều kiện để nghiên cứu các tài liệu thực hành, đọc các tài
liệu tham khảo cần thiết, làm các tính toán sơ bộ (nếu cần), và thu thập đủ kiến
thức về bài thực hành trước khi đến phòng thực hành. Điều này sẽ được kiểm tra
bởi giáo viên hướng dẫn và sẽ quyết định tới điểm của sinh viên.

5.

Hai bản sao "trang kết quả thực hành" để trống cần được chuẩn bị trước khi thực
hành. "Trang kết quả thực hành" được cho ở cuối mỗi phần thực hành. Tất cả các
kết quả thực nghiệm (và đồ họa nếu cần thiết) phải được viết trên những tờ giấy
này. Các giáo viên hướng dẫn thực hành phải ký vào. Một bản sao của tờ thực hành
này sẽ được nộp lại cho người hướng dẫn sau khi thực hành. Tờ còn lại sinh viên
giữ để sử dụng cho việc viết báo cáo.

6.

Sinh viên phải thực hiện tất cả các quy tắc an toàn đối với bản thân và các thiết bị.
Sinh viên phải chịu trách nhiệm thay thế các thiết bị hoặc dụng cụ bị hư hỏng do sử

dụng sai quy tắc.

7.

Sinh viên cần phải tuân theo tất cả các "Quy tắc an toàn" trong phòng thực hành.

8.

Sinh viên cần phải dọn vệ sinh sạch sẽ và sắp xếp gọn gàng đồ đạc và thiết bị sau
khi hoàn thành thực hành, đàm bảo phòng thực hành sạch sẽ và ngăn nắp. Tất cả
các thiết bị cần được tắt nguồn trước khi rời khỏi phòng thực hành.

9.

Sinh viên học lại nên tham dự các bài thực hành đầy đủ bao gồm việc nộp báo cáo
thực hành.

3
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

II.

NỘI QUY AN TOÀN PHÒNG THÍ NGHIỆM

1. Nghiêm cấm các hành vi ăn, uống, hút thuốc, ngủ gật trong phòng thực hành

2. Tránh gây mất trật tự
3. Đồ trang sức, trang phục, theo quan điểm của nhân viên phòng thực hành, là có hại thì
không được đeo, mặc trong khi làm việc với các máy móc thiết bị trong phòng thực
hành. Tất cả người sử dụng phải mang giày đầy đủ (không dép) và mặc quần áo dài.
Tóc dài phải cột lại phía sau một cách cẩn thận. Không được đeo vòng cổ.
4. Bàn ghế chỉ dành cho thiết bị thực hành. Không để áo khoác, áo len, cặp và đồ dùng
cá nhân không liên quan khác lên bàn ghế.
5. Giữ không gian làm việc của bạn gọn gàng và đặt tất cả các thiết bị không thực sự
dùng cho việc tiến hành thực hành sang một bên.
6. Đi lại từ tốn tránh va chạm vào các thiết bị
7. Đảm bảo rằng có ít nhất 3 người luôn ở phòng thực hành
8. Nghiêm cấm mở (bóc) bất kì thiết bị nào trong phòng thực hành
9. Sử dụng dây nguồn và cầu chì phù hợp. Thay thế dây nguồn nếu nó nứt, hỏng hoặc
mất bất kì chân nào. Sử dụng các dây nối chỉ khi cần thiết và chỉ là tạm thời.
10. Điện áp một chiều hiệu dụng trên 50V DC luôn nguy hiểm. Biện pháp ngăn ngừa bổ
cần được thực hiện khi sử dụng điện áp lớn.
11. Luôn luôn thận trọng khi cấp điện vào mạch thực hành. Một số linh kiện trong mạch
như là tụ điện, điện cảm có thể tạo ra điện áp cao dù khi đó điện áp cấp cho mạch
thấp.
12. Nghiêm cấm cầm các thiết bị vẫn mang điện khi mà tay, chân hoặc cơ thể ướt hoặc đổ
mồ hôi, khi đứng trên mặt sàn ướt hoặc bề mặt kim loại.
13. Nghiêm cấm trong khi thao tác với một mạch có điện áp hoặc dòng điện mà bỏ 1 tay
vào túi áo hoặc sau lưng.
14. Tất cả các vụ tai nạn, trong đó có vết thương nhỏ và tất cả các điều kiện nguy hại phải
được báo cáo ngay cho nhân viên phòng thực hành.

4
Nguyễn Văn Chí

2017

Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

III. QUY TẮC VIẾT BÁO CÁO THỰC HÀNH
Mỗi sinh viên của mỗi nhóm cần phải nộp báo cáo thực hành trong 1 tuần sau khi hoàn
thành buổi thực hành. Sinh viên nộp báo cáo muộn sẽ bị trừ 2 điểm. Báo cáo sẽ không được
chấp nhận nếu nộp chậm sau 2 tuần.
Các bản báo cáo thực hành bao gồm các mục sau:
1. Trang bìa báo cáo: trang bìa của báo cáo để trống có thể được tìm thấy ở phần phụ
lục. Sinh viên cần hoàn thành trang này và để nó ở trang đầu tiên của bản báo cáo.
2. Công việc sơ bộ: Nên có các đoạn lý thuyết ngắn và phương pháp thực hành. Không
được viết lặp lại các phần đã nêu trong tài liệu hướng dẫn này. Các mục bên dưới đây
phải được viết bằng chính sự hiểu biết của sinh viên:
a) Mục tiêu kỹ thuật của bài thực hành
b) Các phép tính toán và câu trả lời.
3. Mô hình thực hành: mục này bao gồm:
a) Bản vẽ rõ ràng về mô hình thực hành (chỉ ra tất cả các dụng cụ đo lường, với tên
các loại và nhãn),
b) Danh mục thiết bị: danh sách nên bao gồm tên thiết bị, tên của nhà sản xuất và số
lượng thiết bị
c) Danh sách các linh kiện điện tử và các công cụ, thiết bị khác có liên quan được
dùng trong thực hành
4. Kết quả thực hành: Phần này nên bao gồm:
a) Kết quả tính toán trong phần công việc sơ bộ ở dạng bảng,
b) Tất cả các giá trị đo ở dạng bảng,
c) Tất cả các đồ thị đường với các tiêu đề, đơn vị, và tỷ lệ phù hợp trên cả hai trục
tọa độ, trên mỗi đồ thị
5. Kết luận: bao gồm:
a) Tất cả các thảo luận về kết quả thực hành

b) Nhận xét về sự khác nhau giữa kết quả thực nghiệm và kết quả lý thuyết
c) Nguyên nhân sinh có thể ra các lỗi và cách làm giảm các lỗi này,
d) Ý kiến cá nhân về bài thực hành.

5
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

Mặc dù các bản báo cáo thực hành có thể được viết bằng tay với các loại mực khác
nhau nhưng yêu cầu phải rõ ràng và sạch sẽ. Điểm có thể bị trừ nếu mà bản báo cáo không
được trình bày một cách rõ ràng. Điểm được đánh giá thông qua chất lượng của báo cáo thay
vì độ dài. Hiểu biết của sinh viên thông qua trả lời các câu hỏi của báo cáo, trình bày kết quả
báo cáo sau khi thực hành sẽ rất có giá trị và quyết định đến điểm thực hành. Sự rõ ràng về ý
tưởng, suy nghĩ và hiểu biết là các yếu tố cần thiết để đạt điểm cao.

IV.

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐO CƠ BẢN

1. MỤC ĐÍCH
Nắm được cách sử dụng các thiết bị đo như đồng hồ VOM kim và VOM số, Vôn kế,
Ampe kế, Ampe kìm…để thực hiện đo các đại lượng điện thường gặp một cách đúng kỹ
thuật, đúng phương pháp và đọc chính xác kết quả đo.
Phần này sinh viên tự đọc và tự thực hành trên phòng thực hành theo yêu cầu của
giáo viên hướng dẫn trong khi thực hành bài số 1 và số 2.
2. CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG:

- Đồng hồ VOM chỉ thị kim.
- Đồng hồ VOM chỉ thị số.
- Dao động ký.
- Máy phát sóng.
- Oát kế.
3. QUY TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ
3.1. ĐỒNG HỒ VOM CHỈ THỊ KIM
Chức năng:
- DCV: 0.25/2.5/5/10/50/100V (20kΩ/V)/500V (9kΩ/V)
- ACV: 10/50/250/500 (9kΩ/V)
- DCA: 50µ/2.5m/25m/0.25A
- Điện trở: 2k/20k/200k/2MΩ
- Điện dung: 500µF
- Băng thông: 40~100kHz

6
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

- Pin: R6Px2
- Cầu chì: Ø6.3x30mm (250V/0.5A)
- Kích thước/cân nặng: 144x99x41/270g
- Phụ kiện: Sách hướng dẫn sử dụng, đầu que đo
3.1.1. Giới thiệu về đồng hồ vạn năng ( VOM)

Đồng hồ vạn năng ( VOM ) là thiết bị đo không thể thiếu được với bất kỳ một kỹ sư

điện nào, đồng hồ vạn năng có 4 chức năng chính là đo điện trở, đo điện áp DC, đo điện áp
AC và đo dòng điện.
Ưu điểm của đồng hồ là đo nhanh, kiểm tra được nhiều loại linh kiện, kiểm tra được
quá trình phóng nạp của tụ điện, tuy nhiên đồng hồ này có hạn chế về độ chính xác và có trở
kháng thấp khoảng 20K/Vol do vây khi đo vào các mạch cho dòng thấp thường bị sụt áp.
3.1.2. Hướng dẫn đo điện áp xoay chiều.

Sử dụng đồng hồ vạn năng đo áp AC
Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo về các thang AC, để thang AC cao hơn
điện áp cần đo một nấc, Ví dụ nếu đo điện áp AC220V ta để thang AC 250V, nếu ta để thang

7
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

thấp hơn điện áp cần đo thì đồng hồ báo kịch kim, nếu để thanh quá cao thì kim báo thiếu
chính xác.
* Chú ý – chú ý :
Tuyết đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện khi đo vào điện áp xoay
chiều => Nếu nhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay lập tức !

Để nhầm thang đo dòng điện, đo vào nguồn AC => sẽ hỏng đồng hồ

Để nhầm thang đo điện trở, đo vào nguồn AC=> sẽ hỏng các điện trở trong đồng hồ.
Nếu để thang đo áp DC mà đo vào nguồn AC thì kim đồng hồ không báo , nhưng đồng hồ
không ảnh hưởng .

8
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

Để thang DC đo áp AC đồng hồ không lên kim tuy nhiên đồng hồ không hỏng.
3.1.3. Hướng dẫn đo điện áp một chiều DC bằng đồng hồ vạn năng.
Khi đo điện áp một chiều DC, ta nhớ chuyển thang đo về thang DC, khi đo ta đặt que
đỏ vào cực dương (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn, để thang đo cao hơn điện áp cần
đo một nấc. Ví dụ nếu đo áp DC 110V ta để thang DC 250V, trường hợp để thang đo thấp
hơn điện áp cần đo => kim báo kịch kim, trường hợp để thang quá cao => kim báo thiếu
chính xác.

Dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp một chiều DC
* Trường hợp để sai thang đo :
Nếu ta để sai thang đo, đo áp một chiều nhưng ta để đồng hồ thang xoay chiều thì
đồng hồ sẽ báo sai, thông thường giá trị báo sai cao gấp 2 lần giá trị thực của điện áp DC, tuy
nhiên đồng hồ cũng không bị hỏng .

9
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

Để sai thang đo khi đo điện áp một chiều => báo sai giá trị.
* Trường hợp để nhầm thang đo
Chú ý – chú ý : Tuyệt đối không để nhầm đồng hồ vào thang đo dòng điện hoặc thang đo
điện trở khi ta đo điện áp một chiều (DC) , nếu nhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay !!

Trường hợp để nhầm thang đo dòng điện khi đo điện áp DC => đồng hồ sẽ bị hỏng !

10
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

Trường hợp để nhầm thang đo điện trở khi đo điện áp DC => đồng hồ sẽ bị hỏng các điện
trở bên trong!
3.1.4. Hướng dẫn đo điện trở và trở kháng.
Với thang đo điện trở của đồng hồ vạn năng ta có thể đo được rất nhiều thứ.
•

Đo kiểm tra giá trị của điện trở

•

Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn dây dẫn

•

Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn mạch in

•

Đo kiểm tra các cuộn dây biến áp có thông mạch không

•

Đo kiểm tra sự phóng nạp của tụ điện

•

Đo kiểm tra xem tụ có bị dò, bị chập không.

•

Đo kiểm tra trở kháng của một mạch điện

•

Đo kiểm tra đi ốt và bóng bán dẫn.

* Để sử dụng được các thang đo này đồng hồ phải được lắp 2 Pịn tiểu 1,5V bên trong, để xử
dụng các thang đo 1KΩ hoặc 10KΩ ta phải lắp Pin 9V.
3.1.5. Đo điện trở :

11
Nguyễn Văn Chí

2017

Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

Đo kiểm tra điện trở bằng đồng hồ vạn năng
Để đo tri số điện trở ta thực hiện theo các bước sau :
•

Bước 1 : Để thang đồng hồ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để thang ×1Ω
hoặc ×10 Ω, nếu điện trở lớn thì để thang ×1KΩ hoặc 10KΩ. => sau đó chập hai que
đo và chỉnh triết áp để kim đồng hồ báo vị trí 0Ω.

•

Bước 2 : Chuẩn bị đo .

•

Bước 3 : Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo ,
Giá trị đo được = chỉ số thang đo × thang đo
Ví dụ : nếu để thang × 100 Ω và chỉ số báo là 27 thì giá trị là = 100 × 27 = 2700 Ω =
2,7 KΩ

•

Bước 4 : Nếu ta để thang đo quá cao thì kim chỉ lên một chút, như vậy đọc trị số sẽ
không chính xác.

•

Bước 5: Nếu ta để thang đo quá thấp , kim lên quá nhiều, và đọc trị số cũng không
chính xác.
Khi đo điện trở ta chọn thang đo sao cho kim báo gần vị trí giữa vạch chỉ số sẽ cho
độ chính xác cao nhất.

3.1.6 – Dùng thang điện trở để đo kiểm tra tụ điện
Ta có thể dùng thang điện trở để kiểm tra độ phóng nạp và hư hỏng của tụ điện , khi
đo tụ điện , nếu là tụ gốm ta dùng thang đo ×1KΩ hoặc 10KΩ, nếu là tụ hoá ta dùng thang ×
1Ω hoặc × 10Ω.

12
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

Dùng thang × 1KΩ để kiểm tra tụ gốm
Phép đo tụ gốm trên cho ta biết :
•

Tụ C1 còn tốt => kim phóng nạp khi ta đo

•

Tụ C2 bị dò => lên kim nhưng không trở về vị trí cũ

•

Tụ C3 bị chập => kim đồng hồ lên = 0 Ω và không trở về.

Dùng thang × 10 Ω để kiểm tra tụ hoá
Ở trên là phép đo kiểm tra các tụ hoá, tụ hoá rất ít khi bị dò hoặc chập mà chủ yếu là bị
khô ( giảm điện dung) khi đo tụ hoá để biết chính xác mức độ hỏng của tụ ta cần đo so sánh
với một tụ mới có cùng điện dung.

13
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1
•

Ở trên là phép đo so sánh hai tụ hoá cùng điện dung, trong đó tụ C1 là tụ mới còn C2
là tụ cũ, ta thấy tụ C2 có độ phóng nạp yếu hơn tụ C1 => chứng tỏ tụ C2 bị khô ( giảm
điện dung )

•

Chú ý khi đo tụ phóng nạp, ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ phóng nạp.

3.1.6. Hướng dẫn đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng.
Cách 1 : Dùng thang đo dòng
Để đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu thụ và chú ý là
chỉ đo được dòng điện nhỏ hơn giá trị của thang đo cho phép, ta thực hiện theo các bước sau
•

Bươc 1 : Đặt đồng hồ vào thang đo dòng cao nhất .

•

Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ về chiều dương, que đen về chiều âm

•

Nếu kim lên thấp quá thì giảm thang đo

•

Nếu kim lên kịch kim thì tăng thang đo, nếu thang đo đã để thang cao nhất thì đồng
hồ không đo được dòng điện này.

•

Chỉ số kim báo sẽ cho ta biết giá trị dòng điện .

Cách 2 : Dùng thang đo áp DC
Ta có thể đo dòng điện qua tải bằng cách đo sụt áp trên điện trở hạn dòng mắc nối với tải,
điện áp đo được chia cho giá trị trở hạn dòng sẽ cho biết giá trị dòng điện, phương pháp này
có thể đo được các dòng điện lớn hơn khả năng cho phép của đồng hồ và đồng hồ cũmg an
toàn hơn.
Cách đọc trị số dòng điện và điện áp khi đo như thế nào ?

* Đọc giá trị điện áp AC và DC
Khi đo điện áp DC thì ta đọc giá trị trên vạch chỉ số DCV.A
•

Nếu ta để thang đo 250V thì ta đọc trên vạch có giá trị cao nhất là 250, tương tự để
thang 10V thì đọc trên vạch có giá trị cao nhất là 10. trường hợp để thang 1000V

14
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

nhưng không có vạch nào ghi cho giá trị 1000 thì đọc trên vạch giá trị Max = 10, giá
trị đo được nhân với 100 lần.
•

Khi đo điện áp AC thì đọc giá trị cũng tương tự. đọc trên vạch AC.10V, nếu đo ở
thang có giá trị khác thì ta tính theo tỷ lệ. Ví dụ nếu để thang 250V thì mỗi chỉ số của
vạch 10 số tương đương với 25V.

•

Khi đo dòng điện thì đọc giá trị tương tự đọc giá trị khi đo điện áp

3.1.7. Các yêu cầu trước khi thực hiện phép đo:
+ Xác định loại đại lượng cần đo: Áp DC; Áp AC; Dòng DC; Điện Trở R….
+ Ước lượng trị số tối đa có thể có.
+ Chọn thang đo có trị số lớn hơn trị số ước lượng. (Giá trị ghi trên thang đo là trị số tối đa có
thể đo được. Vì vậy tuyệt đối không được đo trị số vượt quá thang đo. Nếu trị số đo thực tế
quá nhỏ so với giới hạn của thang đo thì kim lệch rất ít và kết quả đo khó đọc; khi đó ta chọn
thang đo thấp hơn sao cho kim chỉ thị lệch khoảng 2/3 mặt chỉ thị để kết quả đo đọc được dễ

dàng).
+ Xác định phương pháp đo.
3.1.8. Thực hiện các phép đo cụ thể :
a. Đo điện trở :
+ Chọn thang đo điện trở và thang đo thích hợp.
+ Đặt hai que của đồng hồ đo vào hai đầu điện trở cần đo.
+ Đọc kết quả đo.
Chú ý : Khi đo điện trở, điện trở phải được cách ly hoàn toàn với mạch (đo nguội).
-

Mỗi khi chuyển thang đo của thang đo điện trở, ta cần phải chỉnh 0 cho Vôn
kế thì kết quả đo mới chính xác. Cách chỉnh “0” cho Vôn kế như sau: chập hai
đầu que đo lại với nhau và điều chỉnh nút “ADJ” sao cho kim chỉ thị chỉ đúng
tại vạch số 0 rồi mới đo.

b. Đo điện áp DC:
+ Chọn thang đo điện áp một chiều và thang đo thích hợp.
+ Đặt hai que của đồng hồ đo vào hai đầu cần đo điện áp.
+ Đọc kết quả đo.
c. Đo điện áp AC:

15
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

+ Chọn thang đo điện áp xoay chiều và thang đo thích hợp.

+ Đặt hai que của đồng hồ đo vào hai đầu cần đo điện áp.
+ Đọc kết quả đo.
d. Đo dòng điện DC:
+ Chọn thang đo dòng điện một chiều và thang đo thích hợp.
+ Đặt nối tiếp hai que của đồng hồ đo vào hai đầu cần đo dòng điện.
+ Đọc kết quả đo.
3.2. ĐỒNG HỒ VÔN KẾ CHỈ THỊ SỐ

Wellink HL-1230
Chức năng:
-

Đo điện áp xoay chiều và một chiều

-

Đo dòng điện xoay chiều và một chiều

-

Đo điện trở

-

Đo tần số
Đo điện dung

-

Đo hfe của Transistor

-

Đo kiểm tra di-ốt

-

Đo kiểm tra dây dẫn

16
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

Các nút chức năng:
- Display Panel:

Màn hình hiển thị số.

- Power Switch :

Công tắc mở hay ngắt nguồn.

- mA/A:Sử dụng ổ cắm này và Com khi thực hiện chức năng đo dòng điện xoay chiều và một
chiều nhỏ hơn 1A.
- 10A: Sử dụng ổ cắm này và Com khi thực hiện chức năng đo dòng điện xoay chiều và một
chiều từ 1A đến 10A.

- V: Sử dụng ổ cắm này và Com khi thực hiện chức năng đo điện áp xoay chiều đến 750V và
áp một chiều từ đến 1000V.
- Ω: Sử dụng ổ cắm này và Com khi thực hiện chức năng đo điện áp xoay chiều đến 750V và
áp một chiều từ đến 1000V.
- DC/AC: Công tắc gạt sang trái đo DC. Công tắc gạt sang phải đo AC.
- Hz : Switch chỉ vị trí này khi muốn đo tần số đến 100kHz.
- Cx: Dùng để đo tụ điện từ 2nF đến 20µF.
- DH: Công tắc này gạt sang phải khi muốn giữ lại giá trị đang đo.
- COM: Sử dụng ổ cắm này và một trong các ổ cắm VΩmA, 10A khi muốn thực hiện một
trong các chức năng đo dòng điện, điện áp, điện trở, tần số.
3.3. ĐỒNG HỒ AMPE KÌM

Kyoritsu – 2017
Chức năng:
- Loại : Hiển thị số - ф55mm

17
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

- Đo áp AC: 40/400/750V
- Đo áp DC: 40/400/1000V
- Đo điện trở: 400/4000Ω.
- Đo dòng điện: 400/2000A
- Đo tần số: 10~4000Hz.
- Phụ kiện: đầu que đo

Đo điện áp, điện trở, tần số giống như Vôn kế. Đo dòng điện thì sử dụng mỏ kẹp.

18
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
KHOA ĐIỆN TỬ
BÔN MÔN ĐO LƯỜNG - ĐIỀU KHIỂN

BÁO CÁO THỰC HÀNH
MÔN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG 1

Tên bài thực hành: ………………………………………………………..
Nhóm thực hành số: ………………………………………………………
Thành viên trong nhóm: ………………………………………………….

Biên soạn: TS. Nguyễn Văn Chí
Mã số sinh viên: …………………………..
Họ và tên sinh viên: …………………………

Ngày thực hành:
Điểm:

Hạn nộp báo cáo thực hành:
Điểm trừ (do nộp trễ):

Kết quả:

Thời gian trễ:
Chữ ký:

19
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

KHOA ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN
MODUL THÍ NGHIỆM ĐO LƯỜNG – ĐIỀU KHIỂN

BÀI THỰC HÀNH SỐ 1:
SAI SỐ TRONG ĐO LƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO THỐNG KÊ
MỤC TIÊU
Nghiên cứu các nguồn gây ra sai số trong đo lường
Đánh giá sai số ngẫu nhiên của phép đo thống kê
THIẾT BỊ VÀ LINH KIỆN
1. 30 điện trở giống nhau có cùng giá trị mã màu
2. 1 đồng hồ vạn năng số
KHÁI QUÁT CHUNG
Sai số được xác định là sai lệch giữa giá trị đo được và giá trị thực của đại
lượng đo. Khi chúng ta thực hiện các phép đo thì sai số là điều không thể tránh khỏi
bởi vì không phép đo nào có thể đạt được giá trị chính xác của một lượng bất kỳ. Có

một số nguyên nhân gây ra sai số trong bất kỳ kết quả của phép đo thực nghiệm nào.
Các mối quan tâm chính về việc phân tích kết quả của phép đo là nguồn gây ra sai số
và mức độ mà sai số đó ảnh hưởng đến giá trị của kết quả đo.
Sai số của phép đo bao gồm 3 thành phần chính:
1. Sai số thô
2. Sai số hệ thống
3. Sai số ngẫu nhiên
Để loại bỏ sai số thô thì cần thực hiện phép đo một cách chuẩn xác. Luôn tuân
thủ các quy tắc của phép đo, không chỉ dựa vào một lần đo, làm nhiều phép đo và
đánh giá kết quả.
Sai số hệ thống do các thiết bị đo (sai số thiết bị) và các điều kiện bên ngoài
(sai số môi trường). Bài thực hành 2 sẽ trình bày về sai số thiết bị.
Phép đo thống kê là phép đo được thực hiện trên một số lượng rất lớn kết quả
của các phép đo để xác định sự thay đổi có thể xảy ra trong các giá trị của toàn bộ
phép đo điều này dẫn đến các các sai số ngẫu nhiên.
Trong điều kiện lý tưởng, khi sử dụng một số lượng lớn kết quả của các phép
đo cho ta biết sự phân bố của các kết quả đo, khi số lượng phép đo là rất lớn thì giá trị
trung bình của các kết quả đo sẽ tiệm cận đến giá trị thực của đại lượng đo. Ở mỗi bên
20
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

của giá trị thực thì tần suất xuất hiện của các kết quả đo sẽ giảm, điều này thể hiện
thông qua đồ thị phân bố sai số trong Hình 1.1
Trung bình cộng của các n phép đo là ước lượng tốt nhất đại diện cho giá trị
thực. Nó có thể được xây dựng như:

n

x + x + ... + x n i∑=1 x i
x = 1 2
=
n
n
trong đó n là số lần đo, x i là giá trị đọc được ở phép đo thứ i.

(1.1)

Độ lệch chuẩn hay độ lệch bình quân của phép đo là ước lượng có độ chính xác
nhất được xác định bởi công thức:
n

δ12 + δ 2 2 + ... + δ n 2

∑ δi

2

, n →∞
=
n −1
n −1
trong đó δ i là sai lệch của phép đo i so với giá trị trung bình δ i = x i − x .

σ=

i =1

(1.2)

F (x )

x
3σ 2σ

σ

−
1
F (x ) =
e
2πσ

σ 2σ 3σ
( x −x )
2σ 2

(1.3)

Hình 1.1 Đồ thị phân bố tần suất xuất hiện của kết quả đo trong phép đo thống kê để đánh
giá sai số ngẫu nhiên

PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH
1. Đo giá trị của từng điện trở bằng đồng hồ số. Ghi lại các giá trị đó vào Bảng
1.1 (các giá trị điện trở đo được).
2. Chọn 8 điện trở ngẫu nhiên từ tổng số 30 sau đó đo và ghi lại các giá trị điện
trở đo được của chúng vào Bảng 1.1 (tập mẫu 1)

21
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

3. Trộn tất cả các điện trở lại với nhau và chọn ngẫu nhiên 12 điện trở. Điện trở
được chọn có thể có hoặc không trùng với các điện trở ở bước trước. Tiếp đến
đo và ghi lại các giá trị của 12 điện trở đó vào Bảng 1.1 (tập mẫu 2).
4. Trộn tất cả các điện trở lại và chọn ngẫu nhiên 16 điện trở rồi tiến hành đo và
ghi lại các giá trị của chúng vào Bảng 1.1 (tập mẫu 3).
5. Sử dụng các giá trị điện trở đo được vẽ biểu đồ cột, hoặc biểu đồ tần suất các
giá trị điện trở đo được.
6. Chia trang giấy vẽ thứ 2 thành 3 cột. Vẽ biểu đồ tần suất (giá trị điện trở đo
được với tần suất xuất hiện) cho 3 tập mẫu.
7. Nối các điểm đỉnh của từng đồ thị bằng một đường cong. Nếu số lượng điện trở
trong các mẫu lớn thì ta có đường cong phân bố xấp xỉ thống thường như được
trình bày ở Hình 1.1. Tuy nhiên các đường cong của bạn có thể bị gấp khúc bởi
vì số lượng các điện trở ít.
8. Tính toán và ghi vào Bảng 1.1 độ lệch chuẩn σ đối với tất cả thành phần trong
từng từng tập mẫu.
9. Ghi vào Bảng 1.2 tập mẫu (1, 2 hoặc 3) miêu tả rõ ràng nhất tổng số đối với độ
lệch chuẩn.
CÂU HỎI
1. Độ lệch trung bình là gì? Đánh giá độ lệch trung bình của các các kết quả đo
trong Bảng 1.1 và tìm ra kết quả đo tốt nhất đối với độ lệch trung bình.
2. Sai số ngẫu nhiên là gì? Đánh giá sai số ngẫu nhiên của các mẫu trong Bảng

1.1 và tìm ra kết quả đo tốt nhất đối với sai số ngẫu nhiên

22
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

KẾT QUẢ THỰC HÀNH
Tên bài thực hành
Nhóm #
Họ và tên sinh viên : …..
Ngày thực hành
Họ và tên giáo viên HD
Kết quả thực hành
Giá trị
Tập mẫu 1
điện trở

: Sai số đo lường và phép đo thống kê
: …..
: …..
: …..

Tập mẫu 2

Chữ ký: …..

Tập mẫu 3

Tập mẫu tốt nhất
Tập mẫu tốt thứ 2
Tập mẫu kém nhất

Tập mẫu 1

σ = ............
Tập mẫu 2

σ = ............
Tập mẫu 3

σ = ............

Vẽ đồ thị phân bố tần suất xuất hiện của kết quả đo cho từng tập mẫu

23
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

KHOA ĐIỆN TỬ
BÔN MÔN ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN
MODUL THÍ NGHIỆM ĐO LƯỜNG – ĐIỀU KHIỂN
BÀI THỰC HÀNH SỐ 2

ĐO LƯỜNG DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU DC
MỤC TIÊU
Nắm được cách đo dòng điện và điện áp một chiều trong mạch
Nắm được cách sử dụng đồng hồ vạn năng
THIẾT BỊ VÀ LINH KIỆN
1. Đồng hồ vạn năng số
2. Đồng hồ vạn năng cơ
3. Nguồn một chiều (12VDC)
4. Điện trở (100 ohm, 1k ohm, 10k ohm)
KHÁI QUÁT CHUNG
Hai đại lượng thường được sử dụng quan trọng nhất là dòng điện và điện áp.
Dòng điện là lượng nối tiếp và được đo bởi ampe kế. Điện áp được xác định thông qua
2 điểm và được đo bằng việc nối áp kế qua 2 điểm đó.

I

R1

+
EN

R2

U

-

+

R1

Hở mạch
ở đây

A

EN

-

a)

+

R1

R2

b)

EN

R2

V

c)
Hình 2.1 (a) Mạch điện, (b) cách đo dòng điện (c) cách đo điện áp: Dòng điện được đo
bằng cách mắc nối tiếp ampe kế với điện trở; điện áp được đo bằng cách nối song song áp kế
với nó.

24
Nguyễn Văn Chí

2017


Tài liệu hướng dẫn thực hành môn học Kỹ thuật đo lường 1

Để loại bỏ ảnh hưởng của tải thì nội trở của ampe kế cần phải rất nhỏ và nội trở
của áp kế cần phải rất lớn so với điện trở của mạch. Nếu không thì ampe kế hoặc vol
kế sẽ thay đổi các điều kiện hoạt động của mạch và dẫn tới sai số.
Sai số của phép đo bao gồm 3 thành phần chính:
1. Sai số thô
2. Sai số hệ thống
3. Sai số ngẫu nhiên
Để loại bỏ sai số thô thì cần thực hiện phép đo một cách chuẩn xác. Luôn tuân thủ
các quy tắc của phép đo, không chỉ dựa vào một lần đo, làm nhiều phép đo và đánh
giá kết quả.
Sai số hệ thống do các thiết bị đo (sai số thiết bị đo) và các điều kiện bên ngoài
(sai số môi trường). Sai số thiết bị đo được đưa ra trong sách hướng dẫn sử dụng của
thiết bị đối thông qua cấp chính xác.
∆x
γ % = ins 100% ≜ Class { }
(2.1)
Sx
trong đó γ % là sai số tương đối của thiết bị đo hay còn gọi là cấp chính xác của thiết
bị đo Class. Sai số của các thiết bị đo tương tự thường được thể hiện thông qua cấp
chính xác của thiết bị đo. Cấp chính xác của thiết bị đo chỉ ra sai số tương đối của
thiết bị đo ∆x ins tương ứng với độ lệch toàn thang đo (giá trị thang đo lớn nhất S x ) .

Sai số phụ khi đo dòng điện và điện áp bằng ampe kế và vol kế có thể được
tính toán dựa các công thức tương ứng sau:
∆I
R
γI =
=
(2.2)
I
R + RN

γV =

∆V
Rth
=
V
R + Rth

(2.3)

trong đó R là nội trở của đồng hồ đo, RN là điện trở tương đương Norton và Rth là điện
trở tương đương Thevenin của mạch. Điện trở tương đương của Vol kế tương tự thay
đổi theo dải đo, gọi S là đầu vào trở kháng/V, ví dụ như “20KΩ/V”. Giá trị này được
cho trước tương ứng với vol kế sử dụng khi thực hành. Nếu thang đo của vol kế là SV
thì nội trở của vol kế tương tự là:

R = S × SV

(2.4)

Nội trở của áp kế số thường là hằng số hoặc lớn hơn 1MΩ. Nội trở của ampe
kế thay đổi theo dải đo của thiết bị đo và có thể biết được qua việc xem sách hướng
dẫn sử dụng thiết bị.
Sai số tương đối của phép đo bằng tổng sai số phụ tải và sai số thiết bị đo với
giả sử các sai số khác không đáng kể.
25
Nguyễn Văn Chí

2017