Tài liệu Đo các đại lượng cơ học docx

GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
1
C
C
H
H




N
N
G
G


1
1
6
6
.
.






O
O

C
C
Á
Á
C
C






I
I


L
L




N
N
G
G

C
C




H
H


C
C




(
(
3
3


L
L
T
T
)
)

16.1. C s chung và phân loi các phng pháp.
Các đi lng c hc bao gm: các đi lng v kích thc và khong cách,
các thông s ca các quá trình chuyn đng (vn tc, gia tc), các đi lng áp
sut, lc, ng sut…
16.1.1. Các phng pháp đo kích thc và di chuyn:
o kích thc, khong cách và di chuyn hoàn toàn ging nhau v phng
pháp. o kích thc đc phân làm hai loi: kích thc thng và kích thc góc.
o kích thc thng: đc thc hin trong mt di rng t vài phn
micrômet cho đn các khong cách hàng trm hoc hàng ngàn kilômét. Di kích
thc thng gp trong thc t có th chia thành mt s nhóm đc trng sau:
̇ o khong cách gia các vt th; đo mc: nc, xng, du trong các
thùng cha, trong máy bay, ôtô… có gii hn đo t 100mm ÷ 100m.
̇ o kích thc trong ngành c khí, ch to máy: t vài micrômét đn vài
mét.
̇ o đ bóng b mt chi tit gia công hoc chiu dày lp ph các chi tit:
có th t vài phn micrômét đn hàng chc micrômét.
̇ o khong cách ln hàng trm mét đn hàng nghìn kilômét.
Tu theo yêu cu ta có th dùng các loi chuyn đi và các phng pháp khác
nhau. Bng 16.1 là ch dn tóm tt các loi chuyn đi dùng đ đo kích thc và
di đo ca chúng:
Loi chuyn đi 0,1µm 1µm 10µm 100µm 1mm 10mm 100mm
Bin tr
Thc mã hóa
in dung
in cm
Tip xúc
in tr lc cng
Áp đin

Bng 16.1. Ch dn tóm tt các loi chuyn đi dùng đ đo kích thc và di đo
o kích thc góc: có th đo góc quay t 0 ÷ 360
0
, đc đo bng các phng
pháp đo thông thng hoc phng pháp quang hc và đt đ chính xác t 0,5’÷
1’. Di đo kích thc góc không vt quá D = 2000 ÷ 4000. Thông thng dng
c đo kích thc góc là các bin tr đo lng, có gii hn đo trên có th đt đn
360
0
nhng trên thc t ch thc hin đo các góc 90
0
, 60
0
hoc 10
0
÷ 15
0
vi
ngng nhy 10' ÷ 20'. Khi cn đo vi đ chính xác cao hn có th dùng phng
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
2
pháp ri rc hoá da trên các chuyn đi đin, đa mã hoá, h thng quang đin...
Các phng pháp này đt đc sai s 1÷ 30" và ngng nhy khong 1".
16.1.2. Các phng pháp đo các thông s chuyn đng:
Thông s chuyn đng thng đc chia thành hai dng: chuyn đng tnh
tin, chuyn đng quay và chuyn đng dao đng (dao đng thng hoc xon).
Nguyên lý c bn: thông s ca các chuyn đng là khong ri, tc đ và gia
tc. Quan h gia chúng là nhng phép vi tích phân đn gin. Nu ta gi giá tr
tc thi ca khong ri là x thì:

tc đ là:
dt
dx
x=
&
; gia tc là:
2
2
dt
xd
x =
&&

Vì vy mun tìm đc tc đ ta ch cn tích phân gia tc hoc tính khong ri
bng tích phân tc đ theo thi gian và ch cn đo mt trong ba thông s trên ta
có th xác đnh đc các thông s khác.
i vi các chuyn đng dao đng cng vy, ví d đi vi dao đng điu hoà
tsinA
ω
=x suy ra tc đ dao đng tAx
ωω
cos..=
&
và gia tc tAx
ωω
sin
2
−=
&&
.

Giá tr biên đ ca di chuyn x, tc đ
x
&
và gia tc x
&&
có th tìm đc bng cách
đo tn s ω và biên đ dao đng A:
AXAXAX
2
;;
ωω
===
&&&

Ngc li biên đ dao đng có th xác đnh đc khi bit tn s ω theo các giá
tr x, x
&
và x
&&
.
Trong thc t thng gp các dao đng (đ rung) din ra vi tn s rt cao vì vy
đ tích phân hoc vi phân các thông s đó ngi ta dùng các mch đin vi phân
và tích phân.
Ngoài vic đo các thông s chuyn đng ca vt th rn còn cn phi đo
thông s chuyn đng ca các cht lng và khí nh du, nc, hi, và các thành
phn hoá hc khác. Nhng thông s đó là lu tc q và lu lng Q ca cht lng
và khí. Quan h gia lu lng và lu tc cng là quan h vi, tích phân. Bit lu
tc q có th tích phân nó đ suy ra lu lng Q ca cht đo trong thi gian xét và
ngc li lu tc q s là đo hàm ca lu lng Q.
Các dng c đo ph bin: cn c vào đi lng đo ngi ta đt cho dng c

nhng tên khác nhau: dng c đo tc đ và khong ri gi là máy đm hoc đng
h đo tc đ, đo tc đ quay ca vt gi là tc đ k, đo tc đ dòng chy gi là
lu tc k, đo lu lng là lu lng k. Dng c đo thông s chn đng gi là
chn đng k, đo gia tc gi là gia tc k...
V khong đo: khong đo ca phép đo thông s ca chuyn đng rt rng có
th ti D = 10
6
và ln hn nhng ngi ta thng chia thành nhng khong nh.
Ví d: tc đ chuyn đng ca các con tàu v tr t 8000
÷
12000 m/s, tc đ
ca máy bay hin đi t 30
÷
1000m/s. Tc đ chuyn đng ca các phng tin
giao thông 10 - 60m/s, tc đ chuyn đng ca các thit b công nghip t 10
÷

0,01m/s hoc tc đ rt thp đn 10
-7
m/s nh đ lng ca qung.
Khong đo ca phép đo tc đ quay: tc đ quay ca máy móc hin đi cng
có khong đo rt rng, t vài phn trm vòng phút đn 3.10
5
vòng/phút.
Khong đo ca phép đo gia tc: khong đo càng ln t 20.000 m/s
2
đn 10
-5
m/s
2

.
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
3
Chn phng pháp và dng c nào là tùy thuc vào yêu cu c th và nhng yêu
cu k thut.
Chn dng c đo tùy theo yêu cu v đ chính xác: khi yêu cu đo vi đ
chính xác không cao ngi ta dùng phng pháp bin đi trc tip đi lng đo
thành sc đin đng hay dòng đin, đo các thông s đin suy ra đi lng đo.
Phng pháp có đ chính xác cao là phng pháp tn s, đó là phng pháp bin
các thông s chuyn đng thành tn s và đo tn s đ suy ra đi lng đo.
16.1.3. Các phng pháp đo lc, ng sut và áp sut:
Trong quá trình nghiên cu c lý tính ca các vt chu lc, các kt cu c hc
đi vi ngành ch to máy cng nh ngành khác thì quá trình đo lc, ng sut và
áp sut chim mt khi lng tng đi ln.
Phm vi đo: phm vi đo lc rt rng, t nhng giá tr rt nh đn nhng giá
tr ln, t phép đo tnh (các lc tác đng là nhng đi lng không đi) đn
nhng xung lc tác dng vi tc đ rt cao nh s va chm, sóng xung kích... Do
vy phi chia thành nhiu di đo khác nhau, tng ng vi mi di đo có th s
dng các phng pháp và thit b phù hp. c bit  di đo thp 10
-5
N tr
xung phi dùng các phng pháp đc bit đ đm bo đ chính xác yêu cu.
i vi đo áp sut, di đo thng t 0 ÷ 10
10
N/m
2
, ngng nhy ca thit b
đo t 0,1 ÷ 0,01N/m
2

và di đo thc t D = 10
11
. Cng nh đo lc, không có các
dng c đo áp sut trong toàn khong đo, thng các dng c đc chia thành
nhiu di đo khác nhau vi D = 10
3
÷ 10
4
. i vi phép đo áp sut cao hoc rt
thp thng dùng nhng phng pháp đo đc bit: ví d nh khi đo áp sut thp
(đ chân không) ngi ta s dng phng pháp đo mt đ cht khí.
o ng sut trong ca các loi vt liu thng nm trong các khong đo 0 ÷
150.10
7
N/m
2
. Mc đích ca phép đo này là có th xác đnh sc bn ca các chi
tit máy. Trong thc t ngi ta ch quan tâm ti ng sut t 10
7
N/m
2
tr đi. Nh
vy khong đo ng sut D = 150 và có th ch to loi dng c đo ng sut vn
nng đ xác đnh sc bn ca vt liu.
Các phng pháp đo: đ đo lc, ng sut và áp sut có th dùng các loi
chuyn đi khác nhau vi các phng pháp khác nhau, thông thng có hai
phng pháp đo:
̇ Phng pháp đo trc tip: là phng pháp s dng các chuyn đi có đi
lng vào tng ng vi các lc, ng sut, áp sut cn đo; đi lng ra
đc bin thành các đi lng đin, các thông s đin. Mch đo và ch th

cho kt qu đo không thông qua h dn truyn trung gian.
̇ Phng pháp đo gián tip: thng s dng các phn t đàn hi, các h
dn truyn, bin lc, ng sut, áp sut thành di chuyn. Các chuyn đi đo
các đi lng di chuyn t đó suy ra các đi lng cn đo.
Hai phng pháp trên đc s dng rng rãi, s dng phng pháp nào tùy
thuc yêu cu và nhim v thc hin chúng.
o lc, ng sut và áp sut phn ln có th đa v phép đo
l∆ hoc ll /∆ vì:
El
l
σ
=
∆

GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
4
vi: l - chiu dài ca đi tng đo; ∆l - đ bin thiên theo chiu dài.
σ - ng sut c ca vt liu; E - môđun đàn hi.
Mch đo thng là mch cu, kt hp vi các tng khuch đi và chnh lu. Ch
th là các dng c ch th c đin, t ghi, đin t và các dng c s.
16.2. o góc quay, khong cách và di chuyn.
16.2.1. o kích thc và di chuyn thng:
o kích thc và di chuyn thng có nhiu phng pháp khác nhau, di đây
là mt s thit b đo dùng trong ngành ch to máy.
a) Thit b đo kích thc và di chuyn nh: có cu to nh hình 16.1:

Hình 16.1. Cu to ca thit b đo kích thc và di chuyn nh
Cu to: chuyn đi đin cm mc kiu vi sai vi hai đin tr R to thành
mch cu bn nhánh. Mch cu đc cung cp bng ngun đin áp xoay chiu

n đnh.
Nguyên lý hot đng:  trng thái bình thng khi lõi thép di đng 1 nm  v
trí gia ca khe h không khí thì mch cu cân bng, đin áp ra trên đng chéo
mch cu bng không.
Khi có đi tng cn đo vi đ dày x tác đng thì lõi thép 1 s di chuyn khi
v trí gia ca khe h không khí làm cho mch cu mt cân bng và trên đng
chéo mch cu xut hin mt hiu đin áp U t l vi đ dày x. in áp này
đc đa vào chnh lu và chuyn thành thành dòng đin mt chiu, s dng
miliampemét đo dòng đin này t đó suy ra giá tr ca đ dày x. Thng đ
thun tin thì miliampemét đc khc đ trc tip theo kích thc.
c đim: thit b có gii hn đo t 0,03÷ 0,3 mm và 0,02÷0,12mm. c tính
tnh trong gii hn đo là tuyn tính.  chính xác cp 1÷ 4, đ nhy có th đt ti
5µA/µm.
Do cu to đn gin, ngun cung cp xoay chiu tn s 50Hz nên thit b đc
s dng rng rãi trong ngành ch to máy.
b) o di chuyn thng bng bin áp vi sai tuyn tính (Linear Variable
Differential Transformer - LVDT): có cu to nh hình 16.2: gm có: cun s
cp (Primary) đc ni vi đin áp xoay chiu; hai cun th cp (Secondary 1 và
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
5
Secondary 2) đc b trí đi xng so vi cun s cp; nòng st t di chuyn
đc.
Nguyên lý hot đng: s dch chuyn cn đo tác đng lên nòng st t, s dch
chuyn ca nòng st t s làm bin đi đ ghép gia cun s cp và th cp làm
thay đi đin áp ra xoay chiu trên hai cun th cp, đin áp này s t l vi đ
dch chuyn.
Hai cun th cp đc mc xung đi sao cho sut đin đng cm ng ca chúng
ngc pha nhau, đin áp ra V
net

là:
21
VVV
net
+=

Hình 16.2. Cu to ca bin áp vi sai tuyn tính LVDT
in áp ra thng đc bin đi thành đin áp mt chiu bng mch chnh
lu, sau đó qua mch lc và mch khuch đi nh s đ hình 16.3. in áp ra
mt chiu s đa đn c cu ch th hoc các khâu khác:

Hình 16.3. X lý tín hiu đin áp ra ca LVDT
b) Thit b đo chiu dày ca lp ph các chi tit dùng chuyn đi iôn: có cu
to nh hình 16.4.
Cu to và nguyên lý hot đng: tia bc x ly t ngun 1 (cht Tali 204), tia
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
6
này chiu vào chi tit cn đo có chiu dày lp ph 2. Khi tia bc x chiu lên b
mt chi tit thì s b phn x li, tia phn x đc thu vào bình iôn hoá 3 to
thành các dòng iôn. Bình iôn hoá 4 đc cung cp bng ngun iôn hoá 5 (cht Ta
li 204) nhng có đ hot đng yu hn dùng đ cân bng dòng iôn hoá ban đu.
Tia bc x 5 đc điu chnh nh tm chn 6. in áp cung cp đt lên v bình
iôn hoá 3 và 4 có du ngc nhau do đó dòng iôn hoá chy qua đin cc chung 7
và qua đin tr R là hiu ca hai dòng iôn trong bình 3 và 4.

Hình 16.4. Thit b đo chiu dày ca lp ph các chi tit dùng chuyn đi iôn
 chnh không ban đu (khi chi tit cha có lp ph), tm chn 6 đc di
chuyn sao cho đ ln ca hai dòng iôn hoá trong bình 3 và 4 bng nhau v
môđun nhng ngc nhau v du, do đó dòng đin ra bng không.

Khi chi tit đo có lp ph, đ phn x ca tia bc x vào bình 3 thay đi làm
cho dòng iôn hoá thay đi và hiu đ ln ca hai dòng đin khác không. in áp
ri trên đin tr R t l vi đ dày lp ph trên chi tit. Do tín hiu ra rt nh,
nên đc khuch đi bng b khuch đi đin lng 8 sau đó đa vào khuch đi
mt chiu 9 và đa ra ch th.
 cung cp đin áp tht n đnh cho bình iôn hoá và các tng khuch đi,
ngun cung cp 10 có h s n đnh rt cao. Sai s đo khi khc đ theo mu cho
trc đt ti ± 2%.
c) Thit b đo kích thc rt nh: đ đo kích thc rt nh nh đ bóng b
mt các chi tit gia công (∇7÷∇14) có th s dng thit b đo đ bóng nh loi
KB-7 có s đ cu to nh hình 16.5:
Cu to: cun dây cm ng 1 đc đt  gia khe h nam châm vnh cu 2
có th di chuyn dc trc mch t. Cun dây đc gn vào kim 4 và lò xo 5.
Toàn b chuyn đi đt lên chi tit cn đo đ bóng bng chân 3 có đng kính
ln.
Nguyên lý hot đng: khi bánh rng và đng c D quay, chuyn đi di chuyn
tnh tin trên b mt chi tit vi tc đ 10 ÷ 20 m/s. Khi di chuyn, do đ nhp
nhô ca b mt chi tit nên cun dây 1 gn kim nhn cng b di đng và cm ng
ra sc đin đng t l vi đ nhp nhô ca chi tit. Vi đ nhp nhô nh (∇14)
thì sc đin đng cm ng rt nh do đó tín hiu ra đc đa qua khuch đi 6
có h s khuch đi ln và chia thành nhiu gii hn đo khác nhau, sau đó qua b
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
7
tích phân 8, qua khuch đi 9 và đa vào ch th (CT). Ch th đc khc đ theo
giá tr trung bình ca biên đ dao đng do đ nhp nhô b mt và xác đnh đ
bóng ca chi tit gia công.

Hình 16.5. Thit b đo kích thc rt nh: thit b đo đ bóng
c đim: ngng nhy và đ chính xác ca thit b b hn ch do nhiu gây

nên khi t trng ca nam châm vnh cu cng nh t trng và nhit đ bên
ngoài thay đi. Hin tng này đc khc phc bng cách qun thêm cun dây
bù 7 c đnh trên nam châm, khi t trng trong cun dây đo và cun bù thay đi
do các yu t bên ngoài gây nên, chúng đc bù ln nhau. Mt khác sc đin
đng trong cun dây cm ng 1 không ch ph thuc vào s di chuyn ca nó mà
còn ph thuc vào tc đ kéo ca đng c.
Sai s ca thit b ph thuc vào gii hn đo và đ nhy ca nó. Sai s c bn
ca thit b là ±10%.
d) o di chuyn bng thc mã hóa: đây là phng pháp đo di chuyn đt
đc đ chính xác cao. Di chuyn c hc đc truyn qua mt thc di đng,
thc này có th là mt thc trong sut trên nó đc khc vch chia đ đen,
trng. Các vch trng cho ánh sáng xuyên qua hoc phn x tr li. Mt h thng
quang hc chiu ánh sáng qua thc khc vch. Khi thc di chuyn, các tia ánh
sáng qua vch trng, đen đn t bào quang đin và to thành các xung đin.
Các xung đin đc đa qua b đm đn ch th đ ch mc di chuyn, ta có:
0
.dND
xx
=
vi: D
x
- khong di chuyn ca thc.
N
x
- s xung đm đc
d
0
- giá tr ca mt vch đo.
Hin nay bng phng pháp khc vch ngi ta có th chia đc ti 2000 vch
trên mt milimét dài.

Ngoài phng pháp khc vch trên ngi ta còn s dng thc mã hoá.
Thc mã hoá là mt thc gm nhiu di khc vch quan h vi nhau theo mt
mã nht đnh, thông thng là mã nh phân. Khi ánh sáng đi qua là 1, ánh sáng b
ngn li là 0. Tu theo con s cn đm ta xác đnh s phn t đm và s dòng
trên thc mã hoá. Mi bc ca thang đo làm thay đi trng thái ca mt hoc
nhiu phn t ca b khoá, sau khi gii mã kt qu đc th hin bng các con
s. ây là c s ca phép đo di chuyn bng các thit b s.
16.2.2. o khong cách:
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
8
o khong cách có nhiu phng pháp khác nhau, thông dng nht là phng
pháp đm s vòng ca mt bánh xe, sau đó kt hp vi kích thc bánh xe đ
suy ra quãng đng. Phng pháp này thng dùng cho các loi xe ôtô và môtô.
Ngày nay các phng pháp hin đi hn có th bin đi tc đ quay ca bánh
xe thành tn s ca mt dãy xung, thit b đm s đm s xung và đa kt qu
quãng đng tng ng lên mt bng s hoc đa đn thit b điu khin.
Tc đ và quãng đng đi ca mt tên la lúc ri b phóng có th đc xác
đnh bng cách ng dng hiu ng Dople. Hiu ng này cho bit khi hai vt tin
gn nhau, tn s s thay đi, nh đó có th suy ra tc đ ca tên la do s thay
đi tn s ca b phát sóng đt  đu tên la qua đó có th điu khin đc tc
đ và tính đc quãng đng đi ca tên la.
Phng pháp vô tuyn đnh v tia laze đo khong cách ln: phng pháp đo
khong cách ln (hàng triu kilômét) ngày nay đc s dng nhiu là phng
pháp vô tuyn đnh v tia laze (H.16.6a,b):

a) b)
Hình 16.6. o khong cách ln bng phng pháp vô tuyn đnh v tia laze:
a) S đ tng quan quá trình đo
b) S đ nguyên lý ca thit b đo

B phát công sut ln 1 phát xung ngn (c micrô giây) hoc tia laze hng
v phía đi tng cn đo khong cách 2. Sau khi gp đi tng, sóng hoc tia
laze phn x li và đc thu bng thit b thu đ nhy cao. o khong thi gian
t lúc phát đn lúc thu tín hiu phn x có th tính đc khong cách ca đi
tng cn đo:
2
.ct
D =
vi: t - thi gian tính t khi phát đn lúc thu tín hiu.
c - tc đ truyn ca sóng vô tuyn và laze.
D - khong cách cn đo.
Ví d: đ đo khong cách gia hai vt th bng thit b đo laze -314 vi đ
xa 2000m có th đt sai s ± 2 cm.
S đ nguyên lý ca thit b đo khong cách và di chuyn bng tia laze nh
hình 16.6b:
Nguyên lý hot đng: ngun laze bc x thành dòng ánh sáng  đc phân
thành hai tia 
1
và 
2
nh gng lch 2. Tia 
1
phn x t gng 2 qua gng 3
chiu vào phn t quang đin 1. Tia 
2
cng đi qua gng 2 đn đi tng cn
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
9
đo 4 và đc phn x li qua gng 2 đn phn t quang đin 1. Ti phn t

quang đin, hai tia 
1
và 
2
đc xp chng. Khi đi tng đo di chuyn, tng
cng đ sáng ca hai tia laze cng thay đi. Nh thit b đm 5 có th tính đc
khong di chuyn ca đi tng đo 4. Nu gi L
x
là khong di chuyn ca đi
tng đo, k là s chu k tính ca tia laze và  là đ dài ánh sáng ta có quan h:
2
.
λ
kL
x
=
Vi thit b trên, khi đo khong di chuyn c 1m thì sai s t 0,1÷1µm.
16.2.3. o góc quay:
a) Thit b đo góc da trên các chuyn đi bin tr (Angle Potentionmeter):
có u đim là đ chính xác cao (sai s ch c 0,05÷0,03%); công sut ra ln,
không cn khuch đi tín hiu; cu to ca thit b đn gin.
Hình 16.7 là chuyn đi bin tr loi MY-62 đc ch to hàng lot trong
công nghip dùng đo góc quay:


Hình 16.7. Chuyn đi bin tr đo góc quay loi MY-62
Nguyên lý hot đng: di chuyn góc cn đo qua tay gt 1 tác đng lên con
trt 2 làm con trt di chuyn trên bin tr 3, giá tr ca bin tr 3 t l vi góc
quay cn đo.
c đim: đin tr ca bin tr khong 250, góc quay toàn phn là 60

0
. Sai
s c bn không quá ±0,3
0
.
Ngoài chuyn đi bin tr còn có th dùng các chuyn đi đin cm, đin
dung phi hp vi các mch đin t đ đo góc quay.
b) Thit b đo góc quay bng chuyn đi cm ng: có s đ nguyên lý nh
hình 16.8.
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
10
Nguyên lý hot đng: khi đa x rãnh 1 quay đi mt góc  (tng ng vi n
rãnh) s làm cho t thông móc vòng trong cun dây cm ng 2 thay đi to ra
mt sc đin đng cm ng, sut đin đng này đc tính bng:
dt
d
WE
c
Φ
−= .

vi: W: s vòng ca cun dây cm ng 2
 : t thông móc vòng trong cun dây cm ng 2

Hình 16.8. S đ nguyên lý ca thit b đo góc quay bng chuyn đi cm ng
Tn s ca sut đin đng t l vi s rãnh quay ca đa n. Tn s này qua b
bin đi tn s sang đin áp [f/U] s chuyn thành tín hiu đin áp đ đa vào ch
th (CT). Ch th đc khc đ theo góc quay.
c) Thit b dùng chuyn đi đin cm đo góc quay trong không gian hai

chiu: có s đ nguyên lý nh hình 16.9:

Hình 16.9. S đ nguyên lý ca thit b dùng chuyn đi đin cm
đo góc quay trong không gian hai chiu
Nguyên lý hot đng: lõi thép phn ng 1 có hai bc t do, di chuyn đc
theo trc Y và trc X. Hai chuyn đi đin cm mc vi sai 2 và 3 ni vi hai
mch cu không cn bng C
x
, C
y
có ngun cung cp là đin áp xoay chiu tn s
500Hz. Tín hiu ra ca mch cu đa vào chnh lu nhy pha (CL
x
, CL
y
) và đa
đn ch th (CT
x
, CT
y
) đ ch góc quay 
x
, 
y
. Gii hn đo ca thit b là 2,5
0
và
ngng nhy 0,5'.
16.2.4. o mc:
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC

GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
11
a) Phng pháp đo mc nc dùng các b bin đi t l  dng dn truyn
bng tay gt hoc dây curoa kt hp vi chuyn đi bin tr: là phng pháp
đo mc nc đn gin. Hình 16.10 là cu to ca thit b đo mc nc đc sn
xut hàng lot dùng trong công nghip:

Hình 16.10. Cu to ca thit b đo mc nc dùng các b bin đi t l  dng
dn truyn bng tay gt hoc dây curoa kt hp vi chuyn đi bin tr
Cu to và nguyên lý hot đng: phao ni 1 phn ánh mc nc cn đo đc
ni vi si dây 2 gn vào puli 3. Khi puly quay, trc 4 gn vi con trt 5 quay
theo và trt trên bin tr 6 làm thay đi đin tr ca bin tr t l vi mc nc
cn đo. u dây ra ca bin tr đc mc vào mch đo.
Khi thit k, đng kính ca puli đc tính sao cho chu vi ca nó có đ dài đúng
bng khong cách mc nc cn đo.
 gi cho dây treo phao luôn đc cng ngi ta gn thêm lò xo xon 7 và c
cu cam 8 đ puli ch có th quay đc mt vòng.
c đim: vi thit b này có th đo đc khong thay đi t vài chc
centimét đn vài mét vi sai s c bn là ± 0,5% trong gii hn thang đo.
b) Thit b đo mc nc dùng chuyn đi đin dung: cng đc s dng
rng rãi. Có s đ cu to nh hình 16.11:
Nguyên lý hot đng: chuyn đi đin dung đc mc vào mt nhánh cu
không cân bng MC, nhánh th hai gm t đin C
1
(có đin dung c vài pF) và
mt t đin khác C
2
mc song song (có đin dung c vài chc pF) thông qua
khoá K. Hai nhánh khác ca mch cu là cun dây th cp ca máy bin áp BA.
Cu đc cung cp bng mt máy phát đin áp cao tn MF (1÷ 10MHz). in áp

ra ca cu đc chnh lu qua b chnh lu CL.
iu chnh cho kim ch th có giá tr cc đi bng cách đóng khoá K và điu
chnh giá tr ca bin tr R. Ch th là mt miliampemét (hoc đin th k t
đng).
c đim: phng pháp này có u đim là đt đc đ tuyn tính trong
khong đo ln. Khong đo t 0 ÷ 5m. Thit b có th đo đc mc nc  nhit
đ ±100
0
C và áp sut ca bình t 0 ÷ 10
6
N/m
2
. Sai s ca thit b c ±2,5 %. Sai
s ph 1% khi nhit đ thay đi 10
0
C.
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 16: O CÁC I LNG C HC
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in
12

Hình 16.11. S đ cu to ca thit b đo mc nc dùng chuyn đi đin dung
Thit b này thng đc ng dng đ đo mc nc ca các cht lng d bay
hi, d n và n mòn. Khi đó chuyn đi đin dung 1 là thanh kim loi mng ph
lp chng n mòn hoá hc đt gia thùng kim loi đng cht lng 2. Khi thùng
rng, đin dung ca thùng thp, lúc đy cht lng đin dung tng lên.
16.3. o vn tc, gia tc và đ rung.
16.3.1. o vn tc bng máy phát tc đ (Tachometer Generator):
Tc đ k thng dùng nht là máy phát tc đ. Máy phát tc đ có th chia
thành hai loi, máy phát mt chiu và máy phát xoay chiu.
Máy phát tc đ mt chiu (DC tachometer generator): là máy phát đin có

sc đin đng ra t l vi tc đ. Trc quay ca máy phát đc ni vi trc quay
ca đi tng đo. Khi đi tng đo quay, máy phát quay to ra sc đin đng t
l vi tc đ quay. o sc đin đng bng các dng c do đin áp có th suy ra
tc đ.
Máy phát tc đ xoay chiu (AC tachometer generator): có quan h gia sc
đin đng và tc đ quay cng nh máy phát tc đ mt chiu, nhng đin áp ra
là đin áp xoay chiu có tn s t l vi tc đ quay:
60
.na
f =
vi: a - s đôi cc ca máy phát; n - tc đ quay; f - tn s ra
o đin áp U hoc tn s f có th xác đnh đc tc đ đi vi các máy phát tc
xoay chiu, các ch th kèm theo thng là tn s k vì đo tn s, sai s nh hn
và không b ph thuc vào cu to ca máy phát mà ch ph thuc vào cách b trí
s lng cc.
16.3.2. o tc đ quay bng phng pháp bin tc đ quay thành tn s
(Encoder):
Ngoài các máy phát tc, ngày nay đo tc đ quay bng phng pháp bin tc
đ quay thành tn s đc s dng khá rng rãi. Quá trình bin đi tc đ quay
thành tn s có th thc hin bng nhiu cách: bng mch t, bng quang hc …
Thit b đo tc đ quay bng cách bin tc đ quay thành tn s bng mch
t: hình 16.12 là s đ ca thit b đo tc đ quay bng cách bin tc đ quay
thành tn s bng mch t: