Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN TÍCH HỢP: ĐO LƯỜNG ĐIỆN (MĐ11)
NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Lào Cai, năm 2017
-1-


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
BÀI 1: CƠ SỞ CHUNG VỀ KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG
1. ĐỊNH NGHĨA ĐO LƯỜNG VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ ĐO.

2
3
3

2. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA DỤNG CỤ ĐO LƯỜNG..…………………………………………….6
3. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA THIẾT BỊ ĐO…………………………………………………………….6
4. KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỔI ĐO LƯỜNG…..……………………………………………….6

BÀI 2: CÁC CƠ CẤU CHỈ THỊ CƠ ĐIỆN.
1. Cơ sở chung..
2.Cơ cấu chỉ thị từ điện.
3.Cơ cấu chỉ thị điện từ.
4. Cơ cấu chỉ thị điện động.
5. Cơ cấu chỉ thị cảm ứng.

BÀI 3: ĐO DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP
1. NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA VIỆC ĐO DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP.
2. Đo dịng điện.
3. Đo điện áp.
BÀI 4: ĐO CƠNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG.
1. Đo công suất và điện năng tác dụng trong mạch một pha.
2. Đo công suất và điện năng tác dụng trong mạch ba pha
BÀI 5: ĐO CÁC THÔNG SỐ CỦA MẠCH ĐIỆN
1. ĐO ĐIỆN TRỞ.
2. Đo điện cảm.
3. Đo điện dung
BÀI 6: SỬ DỤNG VOM
1. CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO
2. Sử dụng và cách bảo quản đồng hồ đo
BÀI 6: SỬ DỤNG VOM
1. CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO

14
14
16
16
17
19
21
21
21
27
34
34
41

54
54
54
58
54
54
54
54
54

2. Sử dụng

PHẦN V. TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO

66

-2-


Lời nói đầu
Mơn học kỹ thuật đo lường trình bày các kiến thức về kỹ thuật đo dùng trong
ngành điện hiện nay. Giới thiệu những phép đo cơ bản để ứng dụng cho nghề Điện
Công nghiệp.
Kỹ thuật Đo lường Điện là môn học nghiên cứu các cơ cấu đo, các phương
pháp đo các đại lượng vật lý: đại lượng điện: điện áp, dịng điện, cơng suất…
Bài giảng Kỹ thuật Đo lường Điện được biên soạn dựa trên các giáo trình và tài
liệu tham khảo mới nhất hiện nay, được dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các
ngành: Vận hành nhà máy thuỷ điện, Điện dân dụng, Cơ điện nông thôn, ...
Cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản và chuyên sâu về kỹ thuật đo
lường trong ngành Vận hành nhà máy thuỷ điện. Trình bày các dụng cụ đo, nguyên lý

đo và phương pháp đo các thơng số. Trên cơ sở đó, người học biết cách sử dụng dụng
cụ đo và xử lý kết quả đo trong cơng việc sau này.
Trong q trình biên soạn, đã được các đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến,
mặc dù cố gắng sửa chữa, bổ sung cho cuốn sách được hồn chỉnh hơn, song chắc
chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế.
Mong nhận được các ý kiến đóng góp của bạn đọc.

-3-


CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN
Tên mơ đun: Đo lường điện
Mã mơ đun: MĐ 11
Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 15giờ; Thực hành, bài tập, thảo
luận, thí nghiệm: 40giờ; Kiểm tra: 5giờ)
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN
- Vị trí mơ đun: Mơ đun được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học chung,
các môn học/ mô đun: Điện kỹ thuật, Vẽ kỹ thuật - Vẽ điện
- Tính chất của mơ đun: Là mơ đun cơ sở.
II. MỤC TIÊU MƠ ĐUN:
1. Kiến thức:
- Mơ tả được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cơ cấu đo thông dụng: từ điện,
điện từ, điện động, cảm ứng.
- Mô tả được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các dụng cụ đo thông dụng: am-pe
mét, vôn mét, ốt mét, VOM, cơng tơ, mê-gơm mét, Tê-rơ mét, cầu đo Wheastone,
máy hiện sóng, stroboscope.
- Vẽ được sơ đồ ngun lý mạch đo dịng điện, điện áp, cơng suất tác dụng, điện
năng tiêu thụ.
2. Kỹ năng:
- Lắp đặt, đấu nối được mạch đo dịng điện, điện áp, cơng suất tác dụng, điện năng

tiêu thụ.
- Đọc và giải thích được các ký hiệu ghi trên các đồng hồ và dụng cụ đo lường
- Sử dụng đúng các dụng cụ đo, đo được các đại lượng về điện: điện áp, cường độ
dịng điện, điện trở, cơng suất, điện năng, điện trở cách điện, điện trở tiếp đất, biên độ,
tần số.
- Bảo quản tốt các loại dụng cụ đo theo các qui định kỹ thuật.
3. Năng lực tự chủ và trách nhiệm.
- Chủ động lập kế hoạch, dự trù được vật tư, thiết bị.
- Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và tư duy khoa học trong công việc.
III. NỘI DUNG MÔ ĐUN:
1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:
Thời gian (giờ)
STT
1

Tên các bài trong mô đun
Bài 1: Cơ sở chung về kỹ thuật đo lường.

Tổng
số
4

Lý
TH, TL, Kiểm
thuyết BT, TN tra
1

3
-4-

2

3

4

1. Định nghĩa đo lường và phân loại thiết
bị đo.

1.5

0.5

1

2. Sơ đồ cấu trúc và chuyển đổi đo lường
của dụng cụ đo lường.

2.5

0.5

2

8

2

6

1. Cơ cấu chỉ thị từ điện

1.5

0.5

1

2. Cơ cấu chỉ thị điện từ.

2.5

0.5

2

3. Cơ cấu chỉ thị điện động.

1.5

0.5

1

4. Cơ cấu chỉ thị cảm ứng.

2.5

0.5

2

Bài 3: Đo dòng điện và điện áp.

8

2

6

1. Đo dòng điện

4

1

3

2. Đo điện áp

4
16

1
4

3
9

4

1

3

9

3

6

Bài 2: Các cơ cấu chỉ thị cơ điện.

Bài 4: Đo công suất và điện năng.
1. Đo công suất và điện năng trong mạch
một pha.
2. Đo công suất và điện năng trong mạch
ba pha.

3

3

3. Kiểm tra
5

6

Bài 5: Đo các thông số của mạch điện.

4

1

3

1. Đo điện trở

2

0.5

1.5

2. Đo điện cảm, điện dung

2

0.5

1.5

4

1

3

1

0.5

0.5

2. Sử dụng VOM đo các đại lượng. Cách
bảo quản đồng hồ đo

3

0.5

2.5

Bài 7: Sử dụng M

4

1

3

1. Công dụng, cấu tạo. Các cực của M .

2

0.5

1.5

2. Kiểm tra M . Cách đo và bảo quản
đồng hồ đo.

2

0.5

1.5

4

1

3

1. Công dụng, cấu tạo. Các cực của
Têra .

2

0.5

1.5

2. Kiểm tra Têra . Cách đo. Cách bảo
quản đồng hồ đo.

2

0.5

1.5

4

1

3

Bài 6: Sử dụng VOM.
1. Công dụng, cấu tạo

7

8

9

Bài 8: Sử dụng Tera

Bài 9: Sử dụng máy hiện sóng (OSC)

3

-5-


10

1. Sơ đồ khối OSC.

2

0.5

1.5

2. Cách đo. Cách bảo quản

2

0.5

1.5

Bài 10: Sử dụng Am pe kìm.

4

1

1

1. Cơng dụng, cấu tạo.

1

0.5

0.5

0.5

0.5

1
2.Sử dụng Ampe kìm đo các đại lượng. Cách bảo

2

quản đồng hồ đo.
2

3. Kiểm tra

Tổng cộng:

60

15

40

5

2. Nội dung chi tiết:
Bài 1: Cơ sở chung về kỹ thuật đo lường

Thời gian: 4 giờ

Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Trình bày được các kiến thức chung về kỹ thuật đo lường;
- Định nghĩa, phân loại được cách thực hiện phép đo;
- Nhận biết được sơ đồ cấu trúc của các dụng cụ đo, các đặc tính tĩnh và đặc tính
động của thiết bị đo;
- Trình bày được khái niệm, phân loại các bộ chuyển đổi đo lường.
- Rèn luyện tính chính xác, tư duy khoa học, sáng tạo.
Nội dung:
1. Định nghĩa đo lường và phân loại thiết bị đo:
1.1. Định nghĩa;
1.2. Phân loại cách thực hiện phép đo;
1.3. Các đặc trưng của kỹ thuật đo lường;
1.4. Phân loại thiết bị đo.
2. Sơ đồ cấu trúc và chuyển đổi đo lường của dụng cụ đo lường:
2.1. Sơ đồ cấu trúc của dụng cụ đo lường
2.1.1. Phân loại dụng cụ đo;
2.1.2. Sơ đồ khối của dụng cụ đo.
2.2. Khái niệm về chuyển đổi đo lường:
2.2.1. Định nghĩa về chuyển đổi đo lường;
2.2.2. Phân loại chuyển đổi đo lường;
2.2.3. Một số chuyển đổi thường gặp.
-6-


Bài 2: Các cơ cấu chỉ thị cơ điện

Thời gian: 8 giờ

Mục tiêu của bài:

Học xong bài này, người học có khả năng:
- Mơ tả được ngun lý làm việc, các chi tiết cơ khí chung của chỉ thị cơ điện;
- Mô tả được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại cơ cấu chỉ thị.
- Nhận biết được các cơ cấu chỉ thị cơ điện thông qua ký hiệu; giải thích được các
ký hiệu trên các đồng hồ đo.
- Rèn luyện tính chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo.
Nội dung:
1. Cơ cấu chỉ thị từ điện:
1.1 Cấu tạo;
1.2. Nguyên lý làm việc;
1.3. Đặc tính và ứng dụng.
2. Cơ cấu chỉ thị điện từ:
2.1. Cấu tạo;
2.2. Nguyên lý làm việc;
2.3. Đặc tính và ứng dụng.
3. Cơ cấu chỉ thị điện động:
3.1. Cấu tạo;
3.2. Nguyên lý làm việc;
3.3. Đặc tính và ứng dụng.
4. Cơ cấu chỉ thị cảm ứng :
4.1. Cấu tạo;
4.2. Nguyên lý làm việc;
4.3. Đặc tính và ứng dụng.
Bài 3: Đo dịng điện và điện áp

Thời gian: 8 giờ

Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Trình bày được những u cầu cơ bản của việc đo dòng điện, điện áp.

- Tóm tắt được nội dung các phương pháp đo dịng điện và điện áp.
- Vẽ được sơ đồ nguyên lý mạch đo dòng điện, điện áp điện 1 chiều và xoay chiều.
- Lắp đặt, đấu nối mạch đo dòng điện, điện áp điện 1 chiều và xoay chiều trên tủ
điện; trên bàn thực hành. Đọc được kết quả đo.
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo.

-7-


Nội dung:
1. Đo dòng điện:
1.1. Đo dòng điện một chiều;
1.2. Đo dòng điện xoay chiều.
2. Đo điện áp:
2.1. Đo điện áp một chiều
2.2. Đo điện áp xoay chiều
Bài 4: Đo công suất và điện năng

Thời gian: 16 giờ

Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Trình bày được những yêu cầu cơ bản của việc đo công suất, điện năng;
- Vẽ được sơ đồ nguyên lý mạch đo công suất, đo điện năng mạch một pha; ba pha.
- Lắp đặt, đấu nối được mạch đo công suất, đo điện năng mạch một pha; ba pha
trên tủ điện; trên bàn thực hành. Đọc được kết quả đo.
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo.
Nội dung:
1. Đo công suất và điện năng trong mạch một pha:
1.1. Đo công suất tác dụng bằng ốt mét điện động;

1.2. Đo cơng suất phản kháng một pha;
1.3. Đo điện năng tiêu thụ bằng công tơ cảm ứng một pha.
2. Đo công suất và điện năng tác dụng trong mạch ba pha:
2.1. Đo công suất tác dụng trong mạch ba pha
2.2. Đo công suất phản kháng trong mạch ba pha;
2.3. Đo điện năng tiêu thụ trong mạch ba pha.
3. Kiểm tra.
Bài 5: Đo các thông số của mạch điện

Thời gian: 4 giờ

Mục tiêu:
- Đo, đọc chính xác trị số các đại lượng R, L, C
- Lựa chọn phù hợp phương pháp đo cho từng đại lượng cụ thể.
- Sử dụng và bảo quản các loại thiết bị đo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, nghiêm túc trong cơng việc.
Nội dung:
1. Đo điện trở.
2. Đo điện cảm, điện dung.
-8-


Bài 6: Sử dụng VOM

Thời gian: 4 giờ

Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Mơ tả được Cấu tạo chung của VOM.
- Sử dụng thành thạo VOM để đo các đại lượng.

- Thực hiện bảo quản dụng cụ đo đúng quy trình kỹ thuật.
- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, nghiêm túc trong cơng việc.
Nội dung:
1. Công dụng, cấu tạo.
2. Sử dụng VOM đo các đại lượng. Cách bảo quản đồng hồ đo
Bài 7: Sử dụng Mê ga Ôm

Thời gian: 4 giờ

Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Mơ tả được cấu tạo chung, các cực, cách kiểm tra, cách đấu dây của Mê ga Ôm.
- Sử dụng thành thạo Mê ga Ôm để đo điện trở cách điện của thiết bị điện hạ áp.
- Thực hiện bảo quản dụng cụ đo đúng quy trình kỹ thuật.
- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, nghiêm túc trong cơng việc.
Nội dung:
1. Công dụng, cấu tạo. Các cực của M .
2. Kiểm tra M . Cách đo. Cách bảo quản đồng hồ đo.
Bài 8: Sử dụng Tê ra Ôm

Thời gian: 4 giờ

Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Mô tả được cấu tạo chung, các cực, cách kiểm tra, cách đấu dây của Tê ra Ôm.
- Sử dụng thành thạo Tê ra Ôm để đo điện trở tiếp đất của hệ thống chống sét.
- Thực hiện bảo quản dụng cụ đo đúng quy trình kỹ thuật.
- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, nghiêm túc trong công việc.
Nội dung:
1. Công dụng, cấu tạo. Các cực của Têra .

2. Kiểm tra Têra .Cách đo. Cách bảo quản đồng hồ đo.
Bài 9: Sử dụng máy hiện sóng (OSC)

Thời gian: 4 giờ

Mục tiêu của bài:
Học xong bài OSC này, người học có khả năng:
- Mơ tả được cấu tạo, sơ đồ khối của OSC. - Sử dụng OSC để đo các đại lượng điện áp, dòng điên, tần số, góc pha.
-9-


- Thực hiện bảo quản dụng cụ đo đúng quy trình kỹ thuật.
- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, nghiêm túc trong công việc.
Nội dung:
1. Sơ đồ khối OSC.
2. Cách đo.Cách bảo quản.
Bài 10: Sử dụng Ampe kìm

Thời gian: 4 giờ

Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Mơ tả được Cấu tạo chung của VOM.
- Sử dụng thành thạo VOM để đo các đại lượng.
- Thực hiện bảo quản dụng cụ đo đúng quy trình kỹ thuật.
- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, nghiêm túc trong công việc.
Nội dung:
1. Công dụng, cấu tạo.
2. Sử dụng Ampe kìm đo các đại lượng. Cách bảo quản đồng hồ đo
3. Kiểm tra

IV. ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN MƠ ĐUN:
1. Phịng học chun mơn: Đo lường điện.
2. Trang thiết bị máy móc:
+ Bàn thực hành đo lường; Bàn thí nghiệm mạch điện xoay chiều một pha, 3
pha.
+ Tủ điện.
+ Bộ đồ nghề điện, cơ khí cầm tay.
+ Các loại dụng cụ đo: VOM/DVOM, M, am pa kìm, OSC, Tê-ra-ôm...
+ Động cơ điện xoay chiều một pha, ba pha
+ Mơ hình bổ cắt các loại cơ cấu đo, Cầu đo.
3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu.
+ Dây dẫn điện: Dây đơn có đầu cốt trịn.
+ Dây điện mềm có đầu cốt dẹt.
4. Các điều kiện khác
- Yêu cầu về giáo viên giảng dạy theo Thông tư 08/2017/TT-BLĐTBXH ban
hành ngày 10 tháng 03 năm 2017 của Bộ Trưởng Bộ Lao động Thương binh và Xã hội
quy định chuẩn về chuyên môn, nghiệp vụ của nhà giáo giáo dục nghề nghiệp.

- 10 -


- Đề cương, giáo án, bài giảng môn học.
- Hệ thống câu hỏi, bài tập.
- Máy vi tính, máy chiếu đa năng
V. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ:
1. Nội dung:
- Kiến thức: thông qua các bài kiểm tra bằng hình thức trắc nghiệm hoặc tự luận
những nội dung về khái niệm, giải thích ký hiệu, đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc
cơ cấu đo.

- Kỹ năng: Đánh giá thông qua các bài tập thực hành lắp đặt đấu nối, sử dụng thiết
bị đo để đo các đại lượng điện và không điện.
- Năng lực tự chủ và tự chịu trách nhiệm: Có ý thức chấp hành nội quy học tập;
Tác phong và trách nhiệm trong công việc.
2. Phương pháp đánh giá:
- Kiểm tra lý thuyết với các nội dung đã học có liên hệ với thực tiễn
- Thực hành: Kiểm tra và đánh giá các kĩ năng lắp ráp và sửa chữa mạch điện
- Đánh giá trong quá trình học:
+ Câu hỏi truy vấn
+ Kiểm tra: Viết
+ Thực hành lắp mạch
- Đánh giá cuối môn học: Kiểm tra (thi): tích hợp (viết phần lý thuyết và kỹ
năng lắp mạch và sửa chữa mạch phần thực hành)
- Thang điểm 10.
VI. HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MÔ ĐUN:
1. Phạm vi áp dụng chương trình:
Chương trình mơ đun này được sử dụng để giảng dạy cho trình độ Cao đẳng
Điện cơng nghiệp
2. Hướng dẫn về phương pháp giảng dạy, học tập mô đun:
* Đối với giảng viên
- Trước khi giảng dạy, giáo viên cần căn cứ vào nội dung của từng bài học để
chuẩn bị đầy đủ các điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng dạy học.
- Bố trí thời gian làm các bài thực hành lắp đặt, đấu nối, sử dụng thiết bị đo để đo
các đại lượng điện và khơng điện.
- Sử dụng các mơ hình cắt bổ, để mô tả cấu tạo, nguyên lý làm việc của cơ cấu
đo..
- Cần tập trung cả lớp để hướng dẫn ban đầu: Phần này giáo viên cần thao tác
mẫu cho sinh viên quan sát.
- 11 -

- Tùy vào thiết bị có của phịng chun mơn nhưng mỗi nhóm nên tối đa là 3 sinh
viên. Phần này giáo viên nên quan sát từng nhóm và sửa sai tại chỗ.
- Tập trung cả lớp để rút kinh nghiệm sau mỗi ca thực tập: Phần này giáo viên
cho sinh viên nêu lên những vướng mắc trong ca thực tập và đưa ra phương pháp khắc
phục.
* Đối với người học:
+ Với lý thuyết: Nên nhẩm – nhớ - ghi chép. Khi học cần hiểu bản chất vấn đề.
+ Với phần thực hành: Phải luyện tập để hình thành kỹ năng có thể hình thành kỹ
năng từ thao tác mẫu của giảng viên, cũng có thể hình thành từ việc vận dụng một cách
sáng tạo, linh hoạt của bản thân.
3. Những trọng tậm cần chú ý:
- Các cơ cấu chỉ thị cơ điện;
- Đo dòng điện và điện áp;
- Đo công suất và điện năng.
4. Tài liệu tham khảo:
-

Đo lường và điều khiển bằng máy tính- Ngơ Diên Tập - NXB khoa học kỹ
thuật, 1997

-

Giáo trình đo lường các đại lượng điện và khơng điện- Nguyễn Văn Hịa - Vụ
trung học chuyên nghiệp - Dạy nghề - Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002

-

Kỹ thuật đo- Nguyễn Ngọc Tân - NXB khoa học kỹ thuật

-

Cảm biến và ứng dụng - Dương Minh Trí - NXB khoa học kỹ thuật

- 12 -


BÀI 1: CƠ SỞ CHUNG VỀ KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG
Trong q 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 q trình
cơng nghệ… đều u cầu phải biết rõ các thơng số của đối tượng để có các quyết định
phù hợp. Sự đánh giá các thông số quan tâm của các đối tượng nghiên cứu được thực
hiện bằng cách đo các đại lượng vật lý đặc trưng cho các thơng số đó.
1. ĐỊNH NGHĨA ĐO LƯỜNG VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ ĐO:
1.1 Định nghĩa
Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết quả
bằng số so với đơn vị đo. Kết quả đo lường (Ax) là giá trị bằng số, được định nghĩa
bằng tỉ số giữa đại lượng cần đo (X) và đơn vị đo (Xo):
Kết quả đo được biểu diễn dưới dạng: A =
và ta có X = A.X0
Trong đó: X - đại lượng đo
X0 - đơn vị đo
A - con số kết quả đo.
Từ (1.1) có phương trình cơ bản của phép đo: X = Ax . Xo , chỉ rõ sự so sánh X
so với Xo, 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
được thường phải chuyển đổi chúng thành đại lượng có thể so sánh được.
1.2 Phân loại cách thực hiện phép đo
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. Các phương pháp đo khác nhau phụ thuộc vào các phương pháp nhận
thông tin đo và nhiều yếu tố khác như đại lượng đo lớn hay nhỏ, điều kiện đo, sai số,
yêu cầu…
Tùy thuộc vào đối tượng đo, điều kiện đo và độ chính xác yêu cầu của phép đo
mà người quan sát phải biết chọn các phương pháp đo khác nhau để thực hiện tốt quá
trình đo lường. Có thể có nhiều phương pháp đo khác nhau nhưng trong thực tế thường
phân thành 2 loại phương pháp đo chính là phương pháp đo biến đổi thẳng và phương
pháp đo kiểu so sánh.
1.2.1. Phương pháp đo biến đổi thẳng
- Định nghĩa: là phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu biến đổi thẳng,
nghĩa là khơng có khâu phản hồi.
- Quá trình thực hiện:
* Đại lượng cần đo X qua các khâu biến đổi để biến đổi thành con số NX, đồng thời
đơn vị của đại lượng đo XO cũng được biến đổi thành con số NO.
* Tiến hành quá trình so sánh giữa đại lượng đo và đơn vị (thực hiện phép chia
NX/NO),
* Thu được kết quả đo: AX = X/XO = NX/NO .
- 13 -


Hình 1.1. Lưu đồ phương 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 XO 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 NX và NO , qua khâu so sánh có NX/NO.
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
thường được sử dụng khi độ chính xác yêu cầu của phép đo không cao lắm.
1.2.2.Phương pháp đo kiểu so sánh:
- Định nghĩa: là phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu mạch vịng, nghĩa

là có khâu phản hồi.
- Q trình thực hiện:
+ Đại lượng đo X và đại lượng mẫu XO được biến đổi thành một đại lượng vật
lý nào đó thuận tiện cho việc so sánh.
+ Q trình so sánh X và tín hiệu XK (tỉ lệ với XO) diễn ra trong suốt quá
trìnhđo, khi hai đại lượng bằng nhau đọc kết quả XK 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 cịn gọi là kiểu bù).

Hình 1.2. Lưu đồ phương pháp đo kiểu so sánh.
* Các phương pháp so sánh: bộ so sánh SS thực hiện việc so sánh đại lượng đo X và
đại lượng tỉ lệ với mẫu XK, qua bộ so sánh có: ΔX = X - XK. Tùy thuộc vào cách so
sánh mà sẽ có các phương pháp sau:
- So sánh cân bằng:
Quá trình thực hiện: đại lượng cần đo X và đại lượng tỉ lệ với mẫu XK = NK.XO
được so sánh với nhau sao cho ΔX = 0, từ đó suy ra X = XK = NK.XO
suy ra kết quả đo: AX = X/XO = NK. Trong quá trình đo, XK phải thay đổi khi X
thay đổi để được kết quả so sánh là ΔX = 0 từ đó suy ra kết quả đo.
Độ chính xác: phụ thuộc vào độ chính xác của XK và độ nhạy của thiết bị chỉ
thị cân bằng (độ chính xác khi nhận biết ΔX = 0).
Ví dụ: cầu đo, điện thế kế cân bằng
- 14 -


- So sánh khơng cân bằng:
Q trình thực hiện: đại lượng tỉ lệ với mẫu XK là không đổi và biết trước, qua
bộ so sánh có được ΔX = X - XK, đo ΔX sẽ có được đại lượng đo X = ΔX + XK từ đó có
kết quả đo: AX = X/XO = (ΔX + XK)/XO.
Độ chính xác: độ chính xác của phép đo chủ yếu do độ chính xác của XK quyết
định, ngồi ra cịn phụ thuộc vào độ chính xác của phép đo ΔX, giá trị của ΔX so với

X (độ chính xác của phép đo càng cao khi ΔX càng nhỏ so với X).
Phương pháp này thường được sử dụng để đo các đại lượng không điện, như đo
ứng suất (dùng mạch cầu không cân bằng), đo nhiệt độ…
- So sánh khơng đồng thời:
Q 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 XK, khi
hai trạng thái đáp ứng bằng nhau suy ra X = XK .
Đầu tiên dưới tác động của X gây ra một trạng thái nào đo trong thiết bị đo,
sau đó thay X bằng đại lượng mẫu XK thích hợp sao cho cũng gây ra đúng trạng thái
như khi X tác động, từ đó suy ra X = XK. Như vậy rõ ràng là XK phải thay đổi khi X
thay đổi.
Độ chính xác: phụ thuộc vào độ chính xác của XK. Phương pháp này chính xác
vì khi thay XK bằng X thì mọi trạng thái của thiết bị đo vẫn giữ nguyên. Thường thì
giá trị mẫu được đưa vào khắc độ trước, sau đó qua các vạch khắc mẫu để xác định giá
trị của đại lượng đo X. Thiết bị đo theo phương pháp này là các thiết bị đánh giá trực
tiếp như vônmét, ampemét chỉ thị kim.
- So sánh đồng thời:
Quá trình thực hiện: so sánh cùng lúc nhiều giá trị của đại lượng đo X và đại
lượng mẫu XK, căn cứ vào các giá trị bằng nhau suy ra giá trị của đại lượng đo.
Ví dụ: xác định 1 inch bằng bao nhiêu mm: lấy thước có chia độ mm (mẫu),
thước kia theo inch (đại lượng cần đo), đặt điểm 0 trùng nhau, đọc được các điểm
trùng nhau là: 127mm và 5 inch, 254mm và 10 inch, từ đó có được:1 inch = 127/5 =
254/10 = 25,4 mm
Trong thực tế thường sử dụng phương 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 phương 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: như gián tiếp nhưng phải giả một phương trình hay một hệ
phương trình mới có kết quả

- Đo thống kê: đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình mới có kết quả

2. Sơ đồ cấu trúc của dụng cụ đo lường:
2.1. Phân loại dụng cụ đo;
* Theo cách biến đổi có thể phân thành:
- 15 -


+ Dụng cụ đo biến đổi thẳng: là dụng cụ đo đại lượng cần đo X được biến đổi thành
lượng ra Y theo một đường thẳng khơng có khâu phản hổi
+ Dụng cụ đo kiểu biến đổi bù: là loại dụng cụ đo có mạch phản hồi với các chuyển
đổi ngược biến đổi đại lượng ra Y thành đại lượng bù

để bù với tín hiệu đo X

* Theo phương pháp so sánh
+ Dụng cụ đo đánh giá trực tiếp: là dụng cụ được khắc độ theo đơn vị của đại lượng đo
từ trước, khi đo đại lượng đo so sánh với nó để cho ra kết quả đo
+ Dụng cụ đo kiểu so sánh: Là dụng cụ đo thực hiện việc so sánh qua mỗi lần đo
* Theo phương pháp đưa ra thông tin
+ Dụng cu đo tương tự là dụng cụ có chỉ số là một hàm liên tục của đại lượng đo:
Dụng cụ đo tương tự bao gồm dụng cụ đo có kim chỉ, dụng cụ đo kiểu tự ghi (kết quả
đo được ghi lại dưới dạng đường cong phụ thuộc thời gian)
+ Dụng cụ đo chỉ dố: Là dụng cụ trong đó đại lượng đo liên tục được biến đổi thành
rời rạc và kết quả đo thể hiện dưới dạng số
* Theo đại lượng đo: Các dụng cụ được mang tên đại lượng đo như Vônmét,
Ampemét, Oátmét..
* Theo điều kiện đo: Đo ngoài trời, trong nhà, dưới nước...
* Theo kết cấu: đo 1 chiều, đo xoay chiều
* Theo loại dòng điện: Đo 1 chiều, đo xoay chiều

* Theo điện áp: hạ áp, cao áp

2.2. Sơ đồ khối của dụng cụ đo.
Mỗi dụng cụ đo thường gồm ba khâu chính: Chuyển đổi sơ cấp, mạch đo, cơ
cấu chỉ thị

- Chuyển đổi sơ cấp làm nhiệm vụ biến đổi các đại lượng đo thành tín hiệu điện, là
khâu quan trọng nhất của thiết bị do.
- Mạch đo là khâu gia công thông tin đo sau chuyển đổi sơ cấp làm nhiệm vụ tính tốn
và thực hiện sơ đồ mạch. Mạch đo thường là mạch điện tử vi xử lý để nâng cao đặc
tính của dụng cụ đo

- 16 -


- Cơ cấu chỉ thị là khâu cuối cùng của dụng cụ thể hiện kết quả đo dưới dạng con số so
với đơn vị. Có 3 cách thể hiện kết quả đo: chỉ thị bằng kim, chỉ thị bằng thiết bị tự ghi,
chỉ thị bằng con số. Có ba cách thể hiện kết quả đo
+ Chỉ thị bằng kim
+ Chỉ thị bằng thiết bị tự ghi
+ Chỉ thị dưới dạng con số

3. Các đặc tính của thiết bị đo:
3.1. Các đặc tính tĩnh của thiết bị đo;
a. Sai số
b. Điện trở đầu vào, đầu ra
3.2. Các đặc tính động của thiết bị đo.
4. Khái niệm về chuyển đổi đo lường:
4.1. Khái niệm;
Là chuyển đổi từ tín hiệu khơng điện thành các tín hiệu điện được ứng dụng trong

hệ thống cảm biến: quang nhiệt, lưu lượng, áp suất....

4.2. Định nghĩa về chuyển đổi đo lường;
Là chuyển đổi từ tín hiệu khơng điện thành các tín hiệu điện được ứng dụng trong
hệ thống cảm biến: quang nhiệt, lưu lượng, áp suất....

4.3. Phân loại chuyển đổi đo lường;
* Định nghĩa chuyển đổi đo lường: * Phân loại chuyển đổi đo lường:
- Theo biến đổi: Biến đổi thẳng, biến đổi bù (là loại dụng cụ có mạch phản hồi với các
biến đổi ngược biến đổi đại lượng ra Y thành Xk để bù với tín hiệu đo).
- Theo phương pháp so sánh: dụng cụ đánh giá trực tiếp, dụng cụ đo kiểu so sánh
- Phương pháp đưa ra thông tin: Dụng cụ đo tương tự, dụng cụ đo kiểu kim chỉ, dụng
cụ đo tự ghi (kết quả đo đưa ra kiểu đường cong phụ thuộc thời gian), dụng cụ đo chỉ
thị số

4.4. Một số chuyển đổi thường gặp.
Một số chuyển đổi thường gặp: chuyển đổi điện trở, chuyển đổi điện cảm,
chuyển đổi hỗ cảm, chuyển đổi áp từ, chuyển đổi điện dung, chuyển đổi nhiệt điện

- 17 -


BÀI 2: CÁC CƠ CẤU CHỈ THỊ CƠ ĐIỆN
Dụng cụ đo tương tự có số chỉ là đại lượng liên tục tỉ lệ với đại lượng đo liên
tục. Thường sử dụng các chỉ thị cơ điện có tín hiệu vào là dịng 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 lượng cần đo X như điện áp, dòng điện, tần số, góc pha
… được biến đổi thành góc quay α của phần động (so với phần tĩnh), tức là biến đổi từ
năng lượng điện từ thành năng lượng cơ học.
Từ đó có biểu thức quan hệ: α = f ( X )

với X là đại lượng điện.
Các cơ cấu chỉ thị này thường dùng trong các dụng cụ đo các đại lượng: dịng
điện, điện áp, cơng suất, tần số, góc pha, điện trở…của mạch điện một chiều và xoay
chiều tần số công nghiệp.
1. CƠ SỞ CHUNG
1.1. Nguyên lý làm việc của các cơ cấu chỉ thị cơ điện
Khi cho dòng điện vào một cơ cấu chỉ thị cơ điện, do tác động của từ trường
(do nam châm vĩnh cửu hoặc do dòng điện đưa vào sinh ra) lên phần động của cơ cấu
đo sẽ sinh ra mômen quay Mq tỷ lệ với độ lớn của dòng điện I đưa vào cơ cấu:

Trong đó:

We: năng lượng điện từ trường
α: góc lệch của phần động
Nếu đặt vào trục của phần động một lò xo cản, khi phần động quay lò xo bị
xoắn lại sinh ra mômen cản Mc tỷ lệ thuận với góc lệch α và được tính:
Mc = D . 
Trong đó D là hệ số phụ thuộc vào vật liệu và kích thước lị xo.
Khi mơmen cản bằng mômen quay, phần động của cơ cấu dừng lại ở vị trí cân
bằng:
(1)
Phương trình (1) là phương trình đặc tính thang đo, cho biết đặc tính thang đo
và tính chất của cơ cấu chỉ thị.
M
M

M

M

c1

c2

- 18 -


Hình 2.2. Xác định vị trí cân bằng αc bằng đồ thị.
Vị trí cân bằng αc có thể xác định bằng đồ thị như hình 5.2: ứng với các dịng
điện I khác nhau có các góc lệch α khác nhau tương ứng với giá trị đo được.
Ngồi hai mơmen cơ bản trên trong thực tế phần động của cơ cấu chỉ thị cơ
điện cịn chịu tác dụng của nhiều mơmen khác: mômen ổn định, mômen ma sát,
mômen cản dịu, mômen động lượng…với các tính chất và tác dụng khác nhau.
1.2. Các chi tiết cơ khí chung của cơ cấu chỉ thị cơ điện

Hình 2.1. Các bộ phận và chi tiết chung của cơ cấu chỉ thị cơ điện.
- Trục và trụ: đảm bảo cho phần động quay trên trục như: khung dây, kim chỉ,
lò xo cản…
- Lò xo phản kháng hoặc dây căng và dây treo: tạo ra mômen cản (có mơmen
cản riêng D) và dẫn dịng điện vào khung dây. Dây căng và dây treo được sử dụng khi
cần giảm mômen cản để tăng độ nhạy của cơ cấu chỉ thị.
- Kim chỉ: được gắn vào trục quay, độ di chuyển của kim trên thang chia độ tỉ lệ
với góc quay α.
- Thang đo: là mặt khắc độ khắc giá trị của đại lượng đo.
- Bộ phận cản dịu: có tác dụng rút ngắn q trình dao động của phần động, xác
lập vị trí cân bằng nhanh chóng.
1.3. Các ký hiệu quy ước trên mặt dụng cụ đo.
+
: Cơ cấu đo kiểu điện từ
+∩

: Cơ cấu đo kiểu từ điện

+
: Đặt vng góc
+ 2,5 or 1,5… Cấp chính xác của dụng cụ đo
+ 5A (or 10A; 30A; 100A...) giới hạn đo lớn nhất của đồng hồ.
2.CƠ CẤU CHỈ THỊ TỪ ĐIỆN
2.1. Cấu tạo
- 19 -


- Phần tĩnh: gồm: nam châm vĩnh cửu 1; mạch từ và cực từ 3 và lõi sắt 6 hình
thành mạch từ kín. Giữa cực từ 3 và lõi sắt 6 có có khe hở khơng khí đều gọi là khe hở
làm việc, ở giữa đặt khung quay chuyển động.
- Phần động: gồm: khung dây quay 5 được quấn bắng dây đồng. Khung dây
được gắn vào trục quay (hoặc dây căng, dây treo). Trên trục quay có hai lị xo cản 7
mắc ngược nhau, kim chỉ thị 2 và thang đo 8.

Hình 2.3. Cơ cấu chỉ thị từ điện.
2.2 Nguyên lý làm việc
Khi có dịng điện chạy qua khung dây 5 (phần động), dưới tác động của từ
trường nam châm vĩnh cửu 1 (phần tĩnh) sinh ra mômen quay Mq làm khung dây lệch
khỏi vị trí ban đầu một góc α. Mơmen quay được tính theo biểu thức:

Với:

B: độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu
S: tiết diện khung dây
W: số vịng dây của khung dây.

Tại vị trí cân bằng, mômen quay bằng mômen cản:

Với một cơ cấu chỉ thị cụ thể do B, S, W, D là hằng số nên góc lệch α tỷ lệ bậc
nhất với dịng điện I chạy qua khung dây.
2.3 Các đặc tính và ứng dụng
Từ biểu thức (5.1) suy ra cơ cấu chỉ thị từ điện có các đặc tính cơ bản sau:
- Chỉ đo được dịng điện một chiều.
- Đặc tính của thang đo đều.
- Độ nhạy
là hằng số.
- Ưu điểm: độ chính xác cao; ảnh hưởng của từ trường ngồi khơng đáng kể
(do từ trường là do nam châm vĩnh cửu sinh ra); công suất tiêu thụ nhỏ nên ảnh hưởng
không đáng kể đến chế độ của mạch đo; độ cản dịu tốt; thang đo đều (do góc quay
- 20 -


tuyến tính theo dịng điện).
- Nhược điểm: chế tạo phức tạp; chịu quá tải kém (do cuộn dây của khung quay
nhỏ); độ chính xác của phép đo bị ảnh hưởng lớn bởi nhiệt độ, chỉ đo dòng một
chiều.
- Ứng dụng: Cơ cấu chỉ thị từ điện dùng để chế tạo ampemét vơnmét, ơmmét
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 được: dịng đến 10-12A, áp
đến 10-4V, đo điện lượng, phát hiện sự lệch điểm không trong mạch cần đo hay trong
điện thế kế.
. Sử dụng trong các mạch dao động ký ánh sáng để quan sát và ghi lại các giá trị
tức thời của dòng áp, cơng suất tần số có thể đến 15kHz; được sử dụng để chế tạo các
đầu rung.
. Làm chỉ thị trong các mạch đo các đại lượng không điện khác nhau.

. Chế tạo các dụng cụ đo điện tử tương tự: vônmét điện tử, tần số kế điện tử,
pha kế điện tử…
. Dùng với các bộ biến đổi khác như chỉnh lưu, cảm biến cặp nhiệt để có thể đo
được dịng, áp xoay chiều.
3. Cơ cấu chỉ thị điện từ
3.1 Cấu tạo: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:
- Phần tĩnh: là cuộn dây 1 bên trong có khe hở khơng khí (khe hở làm việc).
- Phần động: là lõi thép 2 được 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 khơng khí 4,
kim chỉ 6, đối trọng 7.
Ngồi ra cịn có lị xo cản 3, bảng khắc độ 8.

Hình 2.5. Cấu tạo chung của cơ cấu chỉ thị điện từ.
3.2 Nguyên lý làm việc
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 khơng khí với mômen quay:
với
Với L là điện cảm của cuộn dây, suy ra:

- 21 -


Tại vị trí cân bằng có:

là phương trình thể hiện đặc tính của cơ cấu chỉ thị điện từ.
3.3 Các đặc tính và ứng dụng
- Góc quay α tỉ lệ với bình phương của dịng điện, tức là khơng phụ thuộc vào
chiều của dịng 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 lượng

phi tuyến.
- Cản dịu thường bằng không khí hoặc cảm ứng.
- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, tin cậy, chịu được quá tải lớn.
- Nhược điểm: độ chính xác khơng cao nhất là khi đo ở mạch một chiều sẽ bị
sai số (do hiện tượng từ trễ, từ dư…); độ nhạy thấp; bị ảnh hưởng của từ trường
ngồi(do từ trường của cơ cấu yếu khi dịng nhỏ).
Ứng dụng: thường được 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.
4. Cơ cấu chỉ thị điện động
4.1 Cấu tạo: như hình vẽ gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:

- Phần tĩnh: gồm cuộn dây 1 (được chia thành hai phần nối tiếp nhau) để tạo ra
từ trường khi có dịng điện chạy qua. Trục quay chui qua khe hở giữa hai phần cuộn
dây tĩnh.
- Phần động: gồm một khung dây 2 đặt trong lòng cuộn dây tĩnh. Khung dây 2
được gắn với trục quay, trên trục có lị 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 ngồi.
4.2 Ngun lý làm việc
Khi có dịng điện I1 chạy vào cuộn dây 1 (phần tĩnh) làm xuất hiện từ trường
trong lòng cuộn dây. Từ trường này tác động lên dòng điện I2 chạy trong khung dây 2

- 22 -


(phần động) tạo nên mômen quay làm khung dây 2 quay một góc α.
Mơmen quay được tính:

Với: We là năng điện điện từ trường.

Có hai trường hợp xảy ra:
- I1, I2 là dòng điện một chiều:

Với: M12 là hỗ cảm giữa cuộn dây tĩnh và động.
- I1 và I2 là dịng điện xoay chiều:

Với: ψ là góc lệch pha giữa I1 và I2.

Hình 2.7. Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị điện động.
4.3 Các đặc tính và ứng dụng
- Có thể dùng trong cả mạch điện một chiều và xoay chiều.
- Góc quay α phụ thuộc tích (I1.I2) nên thang đo không đều
- Trong mạch điện xoay chiều α phụ thuộc góc lệch pha ψ giữa hai dịng điện
nên có thể ứng dụng làm Oátmét đo công suất.
- Ưu điểm cơ bản: có độ chính xác cao khi đo trong mạch điện xoay chiều.
- Nhược điểm: công suất tiêu thụ lớn nên khơng thích hợp trong mạch cơng suất
nhỏ. Chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài, muốn làm việc tốt phải có bộ phận chắn từ.
Độ nhạy thấp vì mạch từ yếu.
Ứng dụng: chế tạo các ampemét, vơnmét, óatmét một chiều và xoay chiều tần
số công nghiệp; các pha kế để đo góc lệch pha hay hệ số cơng suất cosφ.
Trong mạch có tần số cao phải có mạch bù tần số (đo được dải tần đến 20KHz).
5. Cơ cấu chỉ thị cảm ứng.
5.1 Cấu tạo chung:
Như hình 2.11: gồm phần tĩnh và phần động.
- 23 -


- Phần tĩnh: các cuộn dây điện 2,3 có cấu tạo để khi có dịng điện chạy trong
cuộn dây sẽ sinh ra từ trường móc vịng qua mạch từ và qua phần động, có ít nhất là 2
nam châm điện.

- Phần động: đĩa kim loại 1 (thường bằng nhôm) gắn vào trục 4 quay trên trụ 5.

Hình 2.10. Cơ cấu chỉ thị cảm ứng.
5.2 Nguyên lý làm việc
Dựa trên sự tác động tương hỗ giữa từ trường xoay chiều (được tạo ra bởi dòng
điện trong phần tĩnh) và dòng điện xốy tạo ra trong đĩa của phần động, do đó
cơ cấu này chỉ làm việc với mạch điện xoay chiều:
Khi dòng điện I1, I2 vào các cuộn dây phần tĩnh → sinh ra các từ thông Ф 1, Ф2
(các từ thơng này lệch pha nhau góc ψ bằng góc lệch pha giữa các dịng điện tương
ứng), từ thơng Ф1, Ф2 cắt đĩa nhôm 1 (phần động) → xuất hiện trong đĩa nhôm các
sức điện động tương ứng E1, E2 (lệch pha với Ф1, Ф2 góc π/2) → xuất hiện các dịng
điện xốy Ix1, Ix2 (lệch pha với E1, E2 góc α1, α2).
Các từ thông Ф1, Ф2 tác động tương hỗ với các dòng điện Ix1, Ix2→ sinh ra các
lực F1, F2 và các mômen quay tương ứng → quay đĩa nhơm (phần động).
Mơmen quay được tính:
Mq = C.f.1.2.Sin
Với: C là hằng số
f là tần số của dòng điện I1, I2
ψ là góc lệch pha giữa I1, I2
5.3 Các đặc tính và ứng dụng
- Điều kiện để có mơmen quay là ít nhất phải có hai từ trường.
- Mơmen quay đạt giá trị cực đại nếu góc lệch pha ψ giữa I1, I2 bằng π/2.
- Mômen quay phụ thuộc tần số của dòng điện tạo ra các từ trường.
- Chỉ làm việc trong mạch xoay chiều.
- Nhược điểm: mômen quay phụ thuộc tần số nên cần phải ổn định tần số.
Ứng dụng: chủ yếu để chế tạo côngtơ đo năng lượng; có thể đo tần số…

- 24 -

Bảng A. Bảng tổng kết các loại cơ cấu chỉ thị cơ điện

- 25 -