Giáo trình Đo lường điện tử

2. Đơn vị đo 3. Sai số và cách tính sai số 3.1. Khái niệm về sai số 3.2. Các loại sai số 3.3. Cách tính sai số 3.4. Phương pháp hạn chế sai số 4. Ký hiệu các loại cơ cấu đo 2 Bài 2: Đo các đại lượng điện cơ bản 20 3 16 1 1. Đo dòng điện 2. Đo điện áp 3. Đo điện trở 4. Đo Công suất tác dụng 5. Đo điện năng 3 Bài 3 : Sử dụng các loại máy đo thông dụng 36 7 28 1 1. Đồng hồ vạn năng 1.1. Đồng hồ vạn năng chỉ thị kim 1.2. Đồng hồ vạn năng hiển thị số 2. Ampe Kìm 3.Máy hiển thị sóng Osilloscope 4. Megomet 5. Thiết bị đo điện trở đất Cộng: 60 13 45 2 BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN Giới thiệu: TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 7 Đo lường là sự so sánh đại lượng chưa biết (đại lượng đo) với đại lượng đã được chuẩn hóa (đại lượng mẫu hoặc đại lượng chuẩn). Như vậy công việc đo lường là nối thiết bị đo vào hệ thống được khảo sát và quan sát kết quả đo được các đại lượng cần thiết trên thiết bị đo. Trong thực tế rất khó xác định ” trị số thực” của đại lượng đo. Vì vậy trị số đo được cho bởi thiết bị đo được gọi là trị số tin cậy được. Bất kỳ đại lượng đo nào cũng bị ảnh hưởng bởi nhiều thông số. Do đó kết quả đo ít khi phản ánh đúng trị số tin cậy được. Cho nên có nhiều hệ số ảnh hưởng trong đo lường liên quan đến thiết bị đo. Ngoài ra có những hệ số khác liên quan đến con người sử dụng thiết bị đo. Như vậy độ chính xác của thiết bị đo được diễn tả dưới hình thức sai số. Mục tiêu - Hiểu được khái niệm về đo lường, đo lường điện tử. - Tính toán được các loại sai số cuẩ phép đo. Nội dung chính: 1. Các khái niệm cơ bản 1.1. Khái niệm về đo lường điện tử - Đo lườnglà quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có được kết quả bằng số so với đơn vị đo (mẫu) Kết quả đo được biểu diễn dưới dạng: 0X X A  và ta có phương trình cơ bản X = A.X0 (1.1) X- đại lượng đo; X0- đơn vị đo; A- con số kết quả đo. Ví dụ: U=100V; U: điện áp; 100: con số kết quả đo; V: đơn vị đo. - Đo lường điện tử là đo lường mà trong đó đại lượng cần đo được chuyển đổi sang dạng tín hiệu điện mang thông tin đo và tín hiệu điện đó được xử lý và đo lường bằng các dụng cụ và mạch điện tử. + Nếu kết hợp đo lượng điện tử và các bộ biến đổi phi điện - điện (sensor - các bộ cảm biến) cho phép đo lường được hầu hết các đại lượng vật lý trong thực tế. - Đại lượng đo là các đại lượng vật lý chưa biết cần xác định tham số và đặc tính nhờ phép đo. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 8 - Tín hiệu đo: Tín hiệu điện mang thông tin đo. - Phép đo: Là quá trình xác định tham số và đặc tính của đại lượng vật lý chưa biết bằng các phương tiện kỹ thuật đặc biệt - hay còn được gọi là thiết bị đo. - Thiết bị đo: là phương tiện kĩ thuật để thực hiện phép đo có chức năng biến đổi tín hiệu mang thông đo thành dạng phù hợp cho việc sử dụng và nhận kết quả đo, chúng có những đặc tính đo lường cơ bản đã được qui định. Trong thực tế thiết bị đo thường được hiểu là máy đo (ví dụ: Máy hiện sóng,đồng hồ vạn năng, Ampe kìm ). - Phương pháp đo : Là cách thức thực hiện quá trình đo lường để xác định được tham số và đặc tính của các đại lượng đo. Phương pháp đo phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Phương pháp nhận thông tin đo từ đại lượng đo, phương pháp xử lý thông tin đo, phương pháp đánh giá, so sánh thông tin đo, phương pháp hiển thị, lưu trữ kết quả đo Mỗi loại máy đo có thể coi là một thiết bị đo hoàn chỉnh thực hiện theo một hay một vài phương pháp đo cụ thể nào đó. 1.2. Đối tượng của đo lường điện tử Đo lượng điện tử có phạm vi ứng dụng rất rộng rãi, đối tượng đo rất rộng. Tuy nhiên trong lĩnh vực điện tử - viễn thông, đối tượng của đo lường tập chủ yếu vào đối tượng: Hệ thống tham số và đặc tính của tín hiệu và của mạch điện tử. - Hệ thống tham số và đặc tính của tín hiệu điện tử: + Tham số về cường độ tín hiệu điện tử gồm: Cường độ dòng điện, điện áp, Công suất tác dụng của tín hiệu... + Tham số về thời gian gồm: Chu kỳ, tần số của tín hiệu, góc lệch pha giữa 2 tín hiệu cùng tần số, độ rộng phổ tín hiệu, độ rộng xung, độ rộng sườn trước, sườn sau ... + Đặc tính tín hiệu gồm: Phổ của tín hiệu, độ méo dạng của tín hiệu, hệ số điều chế tín hiệu... + Tín hiệu số gồm các tham số: Mức logic, tần số, chu kỳ... - Hệ thống tham số và đặc tính của mạch điện tử: + Các tham số về trở kháng: Trở kháng tương đương, dẫn nạp tương đương, điện trở, điện dung, điện kháng tương đương, trở kháng sóng, hệ số phản xạ, hệ số tổn hao, hệ số phẩm chất của mạch... + Đặc tính của mạch: Đặc tuyến Vôn-Ampe, Đặc tuyến biến độ - tần số, đặc tuyến Pha - tần số của mạch... Chú ý: Tùy theo dải tần và hệ thống tham số và đặc tính của tín hiệu và của mạch TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 9 điện tử cần đo cũng khác nhau. 1.3. Phân loại phép đo Có nhiều cách phân loại phương pháp đo, tùy thuộc vào phương pháp nhận kết quả đo, phương pháp xử lý thông tin đo, dải trình đo, điều kiện đo, sai số... - Đo trực tiếp : Là phương pháp đo mà kết quả đo nhận được trực tiếp trên thiết bị đo từ một lần đo duy nhất. Thông thường dùng các thiết bị đo tương ứng cho chính đối tượng cần đo. VD: Đo điện áp bằng vôn kế, đo tần số bằng tần số kế + Đặc điểm của phép đo trực tiếp là quá trình thực hiện đơn giản về biện pháp kỹ thuật, tiến hành đo được nhanh chóng và loại trừ được các sai số do tính tốn. - Đo gián tiếp : Là phương pháp đo mà kết quả đo nhận được từ biểu thức tính tốn các kết quả của phép đo trực tiếp các đại lượng vật lý khác nhau. VD: Đo công suất một chiều: P=U.I - đo điện áp và dòng điện bằng Vôn kế và Ampe kế. + Đặc điểm: nhiều phép đo và thường không nhận biết ngay được kết quả đo. + Đo thống kê: Là phương pháp thực hiện đo nhiều lần một đại lượng đo với cùng thiết bị đo và trong cùng điện kiện đo, kết quả đo được tính là giá trị trung bình thống kê của của các lần đo. Đặc điểm: Phương pháp này cho phép loại trừ các sai số ngẫu nhiên và thường dùng khi kiểm chuẩn thiết bị đo. Ngoài các phép đo cơ bản nói trên, còn một số các phương pháp đo khác thường được thực hiện trong quá trình tiến hành đo. 2. Đơn vị đo Đơn vị đo là giá trị đơn vị tiêu chuẩn về một đại lượng đo nào đo được quốc tế quy định mà mỗi quốc gia đều phải tuân thủ. Để cho nhiều nước có thể sử dụng một hệ thống đơn vị duy nhất người ta đã thành lập một hệ thống đơn vị chuẩn quốc tế (SI: System Internation) năm 1960. SI là hệ thống đơn vị đo lường thông dụng nhất, hệ thống này qui định các đơn vị cơ bản cho các đại lượng điện sau: ước đo điện áp ACV được thực hiện trình tự như sau: TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 10 SỐ ĐO = SỐ ĐỌC * (THANG ĐO / VẠCH ĐỌC) SỐ ĐO = SỐ ĐỌC * (THANG ĐO / VẠCH ĐỌC) Bước 1: Chuyển núm xoay vể thang đo phù hợp (một trong các thang ở khu vực ACV; màu đỏ). Khi chưa biết điện áp nằm trong khoảng nào thì ta chọn thang đo lớn nhất. Bước 2: Tiến hành đo: Chấm 2 que đo vào 2 điểm cần đo. Bước 3: Đọc trị số, cắt nguồn. Số đo sẽ được đọc ở 3 vạch phía dưới vạch đọc điện trở ( vạch 10, 50, 250). Tính giá trị đo được theo biểu thức như sau: Ví dụ: Đặt ở thang 50V – AC; đọc trên vạch 10 thấy kim đồng hồ chỉ 8 V thì số đo là: Số đo = 8* (50/10)= 40 (V) Chú ý: -Thang đo phải lớn hơn giá trị cần đo. Tốt nhất là giá trị cần đo khoảng 70% giá trị thang đo. - Phải cẩn thận tránh va quẹt que đo gây ngắn mạch và bị điện giật. - Không được để đồng hồ ở thang đo điện trở để đo điện áp. c. Đo điện áp một chiều Hình 3.12: Đo điện áp một chiều Đo điện áp một chiều DCV là đo ở trạng thái mạch có điện. Các bước đo điện áp DCV được thực hiện tình tự như sau: Bước 1: Chuyển núm xoay vể thang đo phù hợp (một trong các thang ở khu vực DCV). Khi chưa biết điện áp nằm trong khoảng nào thì ta chọn thang đo lớn nhất. Bước 2: Tiến hành đo: Chấm 2 que đo vào 2 điểm cần đo, que đỏ vào đầu có điện thế cao, que đen vào đầu có điện thế thấp. Bước 3: Đọc trị số: Số đo sẽ được đọc ở 3 vạch phía dưới vạch đọc điện trở ( vạch 10, 50, 250). Tính giá trị đo được theo biểu thức như sau: Ví dụ: Đặt ở thang 250V – DC; đọc trên vạch 50 thấy kim đồng hồ chỉ 20 V thì số đo là: TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 11 SỐ ĐO = SỐ ĐỌC * (THANG ĐO / VẠCH ĐỌC) Số đo = 20* (250/50)= 100 (V) d.Đo dòng điện một chiều: - Đo dòng điện là đo dòng điện chạy qua một điểm nào đó của mạch điện, khi đó đồng hồ vạn năng sẽ giống như là một Ampe kế và được mắc nối tiếp với điện trở tải. - Đo dòng điện một chiều DC.A là đo mạch ở trạng thái có điện. Các bước đo dòng điện một chiều DC.A được thực hiện như sau: Bước 1: Chuyển núm xoay về khu vực DC mA. Bước 2: Tiến hành đo: Cắt mạch, nối tiếp que đo vào 2 điểm cần đo.( Que đỏ vào nguồn dương, que đen vào đầu tải) Bước 3: Đọc trị số, Số đo sẽ được đọc ở 3 vạch phía dưới vạch đọc điện trở ( vạch 10, 50, 250), tính giá trị đo được theo biểu thức: Hình: 3.13: Đo dòng điện một chiều Chú ý: Khi không khẳng định được điểm có thế thấp, điểm có thế cao thì tiến hành đo nhanh, nếu thấy kim quay ngược thì đảo đầu que đo. e. Đo điện áp NULL Điện áp Null dùng để xác định điểm 0 của điện áp một chiều. Ứng dụng trong xác định chiều của điện áp một chiều và điện áp của nguồn điện một chiều. Hình 3.14: Đo điện áp DCV Null Chú ý : Cần chú ý điện áp DC (Null đo) chỉ nằm trong giải đồng hồ cho phép. Cách thức kết nối đo như sau : Bước 1: Chọn thang đo điện áp DCV null và dải đo phù hợp. Bước 2: Điều chỉnh nút 0 Ω để cho kim hiển thị giữa vạch chia ( - DCV-0- +DCV). Bước 3: Cho 2 que đo vào 2 đầu điện áp DC cần đo. Bước 4: Đọc giá trị hiển thị trên màn hình ( cung đo DC NULL) và xác định chiều của điện áp DC. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 12 + Nếu kim lệch về phía âm thì que đỏ sẽ là chiều âm, que đen chiều dương của nguồn. + Nếu kim lệch về phía dương thì que đỏ là dương và que đen là âm của nguồn điện Chú ý: Khi sử dụng đồng hồ vạn năng Đo điện trở, kiểm tra thông mạch và các linh kiện điện tử thì đo ở trạng thái không có điện. Tức là cần phải ngắt nguồn điện trước khi đo. Đo điện áp một chiều, điện áp xoay chiều, đòng điện một chiều thì đo ở trang thái có điện. Câu hỏi ôn tập Câu 1: Nêu chức năng của dồng hồ vạn năng chỉ thị kim? ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. Câu 2: Đặt ở thang 250V – DC; đọc trên vạch 50 thấy kim đồng hồ chỉ 25V thì số đo bao nhiêu? ............................................................................................................................. .............. ............................................................................................................................. .............. .................................................................................................................... ....................... Câu 3: Núm xoay đặt ở thang x1K; đọc được 15thì giá trị điện trở đo được là bao nhiêu? ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... Câu 4: Sử dụng đồng hồ vạn năng VOM (chỉ thị kim) đo điện áp xoay chiều, đặt khóa chuyển mạch ở chế độ (thang đo) nào? TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 13 A. DCV B.  C. ACV D. DCmA Câu 5: Sử dụng đồng hồ vạn năng VOM (chỉ thị kim) đo thông mạch – hở mạch của mạch điện, đặt khóa chuyển mạch ở chế độ (thang đo) nào? A. Thang đo DCmA. B. Thang đo , x1 C. Thang đo DCV D. Thang đo , x10k. Câu 6: Dùng đồng hồ vạn năng VOM để đo điện áp pha của lưới điện 380V/220V, thì thang đo đặt ở vị trí: A. 1000 V B. 300 V hoặc 1000 V C. 250V D. Câu A và B đều đúng. Câu 7: Kết quả điện trở đo được phải nhân với 100, thì thang đo phải ở vị trí: A. X1 hoặc X1K B. X10K C. X100D. Cả A, B và C đều đúng. Câu 8: Khi không sử dụng, khoá chuyển mạch của VOM phải đặt ở vị trí: A. Rx1 B. OFF C. Bất kỳ D. Cả A, B và C đều đúng. Câu 9: Sử dụng đồng hồ vạn năng VOM (chỉ thị kim) để đo điện trở, đặt khóa chuyển mạch ở chế độ (thang đo) nào? A. ACV B. DCV C. DcmA D.  Câu 10: Khi đo điện trở có giá trị lớn bằng đồng hồ VOM để thang đo quá nhỏ thì: A. Kim lên nhiều vượt khỏi thang đo, không đọc được trị số B. Kim lên hầu như chỉ vị trí 0 ôm. C. Kim lên rất ít hầu như chỉ vị trí vô cùng D. Câu a và b đều đúng. 1.2. Đồng hồ vạn năng hiển thị số Đồng hồ vạn năng điện tử, còn gọi là đồng hồ vạn năng hiển thị số là loại thiết bị đo điện thông dụng nhất hiện nay cho những người làm công tác kiểm tra điện và điện tử. Kết quả của phép đo thường được hiển thị trên một màn tinh thể lỏng, giúp người đo dễ dàng đọc, tránh sai số. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 14 Hình 3.15: Đồng hồ vạn năng hiển thị số Sanwa CD 800a Cấu tạo và chức năng các phím của đồng hồ vạn năng hiển thị số Sanwa - Display: Màn hình hiển thị LCD - SELECT button: Nút lựa chọn thang đo - RANGE button: nút chọn đơn vị đo -RELATIVE button: Nút chọn chế đo tương đối. - DATA HOLD button: Nút lưu giữ giá trị đo. - Hz/%: nút chuyển chế độ đo tần số =>chu kỳ - POWER switch and FUNCTION switch: Núm chuyển mạch. Đóng mở nguồn và chuyển mạch các chức năng đo.Nếu bất nguồn đồng hồ mà không sử dụng thì sau 30 phút đồng hồ sẽ tự tắt. - Test probe red: que thử màu đỏ - Test probe black: que thử màu đen. Hình 3.16:Cấu tạo mặt ngoài của đồng hồ vạn năng hiển thị số Chức năng của đồng hồ vạn năng hiển thị số. Cụ thể đồng hồ vạn nằn hiển thị số Sanwa CD800a - Đo điện áp xoay chiều: giới hạn đo điện áp của đồng hồ là 600V - Đo điện áp một chiều: giới hạn đo điện áp của đồng hồ là 600V - Đo dòng điện xoay chiều: giới hạn đo dòng điện của đồng hồ là 40mA. - Đo dòng điện một chiều: giới hạn đo dòng điện của đồng hồ là 40mA. - Đo điện trở - Điện dung:Giới hạn đo điện dung là 100µF. - Kiểm tra thông mạch - Kiểm tra diode - Đo tần số a. Đo dòng điện Có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để đo dòng điện một chiều DC.A và dòng điện xoay chiều AC.A. Gới hạn đo dòng điện của đồng hồ là 40mA. Nếu dòng điện có giá trị TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 15 đo lớn hơn 40mA thì đồng đồ sẽ không hiển thị kết quả đo. Hình 3.17: Đo dòng điện một chiều * Các bước đo dòng điện một chiều Bước 1: Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang dòng điện mA, nhấn nút SELECT để dựa chọn chế đo đo dòng điện một chiều Bước 2 : Tắt nguồn điện của bo mạch thí nghiệm, mắc đồng hồ nối tiếp với bo mạch thí nghiệm.Kết nối que đo màu đỏ của đồng hồ về phía cực dương (+) và que đo màu đen về đầu tải. Bước 3: Bật điện cho mạch thí nghiệm, đọc kết quả trên màn hình LCD. Bước 4: Đưa 2 que đo ra khỏi bo mạch thí nghiệm *Các bước đo dòng điện xoay chiều Bước 1: Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang dòng điện mA, nhấn nút SELECT để dựa chọn chế đo đo dòng điện một chiều ~A. Bước 2: Tắt nguồn điện của bo mạch thí nghiệm, mắc đồng hồ nối tiếp với bo mạch thí nghiệm.Kết nối que đo màu đỏ của đồng hồ về phía cực dương (+) và que đo màu đen về đầu tải. Bước 3: Bật điện cho mạch thí nghiệm, đọc kết quả trên màn hình LCD. Bước 4: Đưa 2 que đo ra khỏi bo mạch thí nghiệm. b. Đo điện áp Có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện áp một chiều DC.V và điện áp xoay chiều AC.V. Gới hạn đo dòng điện của đồng hồ là 600V. Hình 3.18: Đo điện áp * Các bước đo điện áp một chiều - Bước 1: Đặt chuyển mạch của đồng hồ về thang đo điện áp, Nhấn nút SELECT đẻ lựa chọn chế đọ đo điện áp một chiều . - Bước 2: Tắt nguồn điện của bo mạch thí nghiệm, mắc đồng hồ song song với bo mạch thí nghiệm.Kết nối 2 que đo vào 2 điểm cần đo, que đo màu đỏ của đồng hồ về phía có điện thế cao ( hay cực dương) và que đo màu đen về phía có điện thế thấp (cực TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 16 âm ) của bo mạch thí nghiệm - Bước 3: Bật điện cho mạch thí nghiệm, đọc kết quả trên màn hình LCD. - Bước 4: Đưa 2 que đo ra khỏi bo mạch thí nghiệm * Các bước đo điện áp xoay chiều Bước 1: Đặt chuyển mạch của đồng hồ về thang đo điện áp, Nhấn nút SELECT để lựa chọn chế độ đo điện áp xoay chiều ~V. Bước 2: Tắt nguồn điện của bo mạch thí nghiệm, mắc đồng hồ song song với bo mạch thí nghiệm.Kết nối 2 que đo vào 2 điểm cần đo. Bước 3: Bật điện cho mạch thí nghiệm, đọc kết quả trên màn hình LCD. Bước 4: Đưa 2 que đo ra khỏi bo mạch thí nghiệm và tắt nguồn. c. Sử dụng đồng hồ vạn năng điện tử đo điện trở Chú ý: khi sử dụng dộng hồ vạn năng điện tử để đo điện trở luôn chú ý đo ở trạng thái mạch không có điện. Hình 3.19: Đo điện trở Các bước thực hiện: - Bước 1: Đặt núm chuyển mạch về thang đo điện trở, thông mạch, tụ điện, diode. Nhấn Nút SELECT để lựa chon chế độ đo điện trở Ω. - Bước 2: Đặt hai que đo vào hai đầu con điện trở - Bước 3: Đọc kết quả trên màn hiển thị. - Bước 4: Đưa 2 que đo ra khỏi hai đầu con điện trở Chú ý: - Không bao giờ được đo điện trở trong mạch đang được cấp điện.Trước khi đo điện trở trong mạch hãy tắt nguồn trước. - Không để đồng hồ ở thang đo điện trở mà đo điện áp và dòng điện - Khi đo điện trở lớn (cỡ > 10kΩ), tay không được tiếp xúc đồng thời vào cả 2 que đo, vì nếu tiếp xúc như vậy điện trở của người sẽ mắc song song với điện trở cần đo làm giảm kết quả đo. d.Kiểm tra mạch điện TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 17 Hình 3.20: Kiểm tra thông mạch Bước 1: Đặt núm chuyển mạch về thang đo điện trở, thông mạch, tụ điện, diode. Bước 2: Nhấn Nút SELECT để lựa chon chế độ đo thông mạch . Bước 3: Đặt hai que đo vào hai đầu đoạn mạch cần kiểm tra Bước 4: Lắng nghe thấy đồng hồ phát ra âm thanh “ping”. Kết luận doạn mạch đó thông. Bước 5: Đưa 2 que đo ra khỏi hai đầu doạn mạch cần kiểm tra. Chú ý: Không bao giờ được đo thông mạch trong khi mạch đang được cấp điện.Trước khi đo thông mạch hãy tắt nguồn trước. e. Kiểm tra diode Hình 3.21: Kiểm tra Diode Bước 1: Đặt núm chuyển mạch về thang đo điện trở, thông mạch, tụ điện, diode. Bước 2: Nhấn Nút SELECT để lựa chọn chế độ đo diode . Bước 3: cho que đen vào catốt, que đỏ vào anốt. Bước 4: quan sat lắng nghe thấy đồng hồ không có hiện tượng gì. Bước 5: Đảo chiều que đo, cho que đen vào anode, que đỏ vào cathode của diode. Lắng nghe, quan sát thấy đồng hồ phát ra âm thanh “ping” và màn hình xuất hiện chữ “OL”. Bước 6: Đưa 2 que đo ra khỏi hai đầu con diode cần kiểm tra. Kết luận: diode còn tốt. Chú ý: Không bao giờ được kiểm tra diode khi mạch đang được cấp điện.Trước khi kiểm tra diode trong mạch hãy tắt nguồn trước. f. kiểm tra tụ điện Hình 3.22: Đo tụ điện Các bước thực hiện: Bước 1: Đặt núm chuyển mạch về thang đo điện trở, thông mạch, tụ điện, diode. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 18 Bước 2:Nhấn Nút SELECT để lựa chon chế độ đo tụ điện . Bước 3: Nhấn nút RELATIVE để cài đặt giá trị 0 trước khi vào đo tụ điện Bước 4: Cho que đỏ vào đầu dương của tụ điện, que đen vào đầu âm của tụ. Bước 5: đọc giá trị của tụ điện đo được Bước 6: Đưa 2 que đo ra khỏi hai đầu tụ điện cần kiểm tra. Chú ý:- Không bao giờ được đo tụ điện trong mạch đang được cấp điện. Trước khi đo tụ điện trong mạch hãy tắt nguồn trước. - Đồng hồ điện tử số Sanwa CD 800a chỉ đo được tụ điện dưới 100µF. g. Đo tần số Hình 3.23: Đo tần số Các bước đo tần số: Bước 1: Đặt núm chuyển mạch về thang đo Hz/%. Bước 2: Nhấn nút Hz/% lựa chọn Hz. Bước 3: cho hai đầu que đo vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều cần đo. Bước 4: Bật nguồn và đọc kết quả hiển thị trên màn hình. Bước 5: đưa hai que đo ra khỏi hai đầu đoạn mạch cần đo và tắt nguồn. Câu hỏi ôn tập Câu 1: Nêu chức năng của đồng hồ hiển thị số? ............................................................................................................................. .............. .................................................................................................................... ....................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 19 ............................................................................................................................. .............. Câu 2: Nêu chức năng của phím SELECT trong đồng hồ vạn năng Sanwa CD800a. A. Lựa chọn dải đo B. Lựa chọn đơn vị đo C. Giới hạn đo D. Cả 3 ý kiến trên đều sai Câu: 3: Nếu chức năng của phím HOLD trong đồng hồ vạn năng Sanwa CD800a A. Giới hạn đo B. Lưu giữ kết quả đo C. Lựa chọn thang đo D. Lựa chọn đơn vị đo Câu 4: Dùng đồng hồ vạn năng hiển thị số đo điện áp một chiều của cục Pin. Tính sai số tuyệt đối và sai số tương đối biết giá trị điện áp chuẩn là của Pin là 1,5V. ............................................................................................................................. .............. .................................................................................................................... ....................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. Câu 5: Cho điện trở có giá trị 1000Ω. Dùng đồng hồ vạn năng hiển thị số đo giá trị điện trở và tính sai số của phép đo. ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 20 Câu 6: Cho mạch điện như hình vẽ Dùng đồng hồ vạn năng hiển thị số đo - Giá trị của dòng điện chạy qua bóng đèn 3. - Giá trị của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch 2. Ampe kìm Khi một dây dẫn mang dòng điện sẽ tạo ra quanh nó một từ trường. Nếu dòng điện chạy trong dây dẫn là dòng xoay chiều thì từ trường do nó tạo ra là từ trường biến đổi. Cường độ của từ trường tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện. Ampe kìm dùng một biến dòng ‘tăng áp – giảm dòng’ để thực hiện việc đo dòng điện Ampe kìm là một máy biến dòng có lắp sẵn một ampe kế vào cuộn thứ cấp. Đường dây có dòng điện cần đo đóng vai trò cuộn sơ cấp. Mạch từ của Ampe kìm có thể mở ra như một chiếc kìm. Khi cần đo dòng điện của một đường dây nào đó chỉ việc mở mạch từ ra và cho đường dây đó vào giữa kìm rồi đóng mạch từ lại. Ampe kìm gắn trên kìm sẽ chỉ cho biết giá trị dòng điện cần đo. Chức năng chính của Ampe kìm là đo dòng điện xoay chiều (đến vài trăm ampe) mà không cần phải cắt mạch điện, thường dùng để đo dòng điện trên đường dây, dòng điện qua các máy móc đang làm việc ... Đồng hồ ampe kìm có một cơ cấu dạng mỏ kẹp làm bằng sắt từ để kẹp vòng quanh dây dẫn có dòng điện xoay chiều cần đo. Mỏ kẹp còn đóng vai trò là mạch từ của máy biến dòng. Cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng được bố trí nằm trong vỏ đồng hồ, các đầu dây ra của nó được nối với một đồng hồ đo dòng tiêu chuẩn. Và có thêm chức năng đo Volt AC / DC và đo điện trở. Cơ cấu chỉ thị có loại dùng kim, có loại dùng digital . Bộ phận chỉ thị đồng hồ sẽ chỉ dòng điện xoay chiều cần đoAmpe kìm có nhiều loại tùy thuộc vào nhà sản xuất, mỗi loại có những thông số kỹ thuật khác nhau, đặc biệt là về các cỡ đo. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 21 Hình 3.24: Ampe kìm a. Cấu tao, chức năng * Sử dụng Ampe kìm Ampe kìm là bộ biến đổi dòng điện có lõi sắt mà hình dáng bên ngoài giống như một cái kìm. Nếu người ta kẹp Ampe kìm vào dây dẫn điện, thì dây dẫn điện có tác dụng như cuộn sơ cấp của bộ biến dòng. Với Ampe kìm người ta có thể đocường độ dòng điện mà không cần ngắt dây dẫn ra. * Công dụng Chức năng chính của Ampe kìm là đo dòng điện xoay chiều (đến vài trăm A), thường dùng để đo dòng điện trên đường dây, dòng điện qua các máy móc đang làm việc. Ngoài ra trên Ampe kìm còn có các thang đo ACV, DCV và thang đo điện trở. * Cấu tạo bên ngoài 1.Current Sensing Clamp: Kìm kẹp cảm biến. 2. Barrier: Khung chắn 3.Jaw-opening handle: Chốt đóng mở 4.Main function selector: Núm lựa chọn chức năng chính 5. LCD display: Màn hình hiển thị 6. COM input terminal: Cổng COM 7.Positive input terminal: Cổng đầu vào 8. Data hold & Manual range button: Nút lưu giữ dữ liệu 9. Zero button: Nút chỉnh 0 Hình 3.25: Cấu tạo bên ngoài của Ampe kìm TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 22 10. Battery lid: hộp chứa pin 11. Rear case: Chú ý b. Cách sử dụng: * Đo dòng điện xoay chiều: Bước 1: Chuyển núm xoay sang khu vực ~A Bước 2: Ấn mở gọng kìm, kẹp đường dây cần đo vào giữa Bước 3: Đọc trị số dòng điện hiển thị trên màn hình * Đo các đại lượng còn lại: Ngoài chức năng ưu điểm của Ampe kìm là đo trực tiếp dòng điện xoay chiều khi nó đang hoạt động thì Ampe kìm còn có thế đo được hầu hết tất cả các đại lượng đo giống đồng hồ vạn năng. + Ưu điểm: gọn nhẹ, sử dụng thuận tiện, an toàn. Thường dùng để đo dòng điện trên đường dây, dòng điện chạy qua các máy móc đang vận hành mà không cần cắt mạch. + Nhược điểm: chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài. 3.MÁY HIỆN SÓNG (OSCILLOSCOPE) 3.1 Giới thiệu Trong lĩnh vực Điện, Điện tử, và Viễn thông có nhiều dạng tín hiệu khác nhau, mỗi dạng tín hiệu có một số tham số đặc trưng nào đó. Trong đo lường điện tử, một trong những yêu cầu cơ bản để xác định tín hiệu là quan sát dạng của tín hiệu. Hình 3.26: Máy hiển thị sóng - Máy hiện sóng (hay còn gọi là: Dao động ký, Oscilloscope) dùng để vẽ ra đồ thị của một tín hiệu điện. Trong hầu hết các ứng dụng, đồ thị chỉ ra tín hiệu thay đối thế nào theo thời gian: Trục dọc (Y) biểu diễn điện áp và trục ngang (X) biểu diễn thời gian. - Máy hiện sóng là thiết bị đo luôn song hành cùng các chuyên gia nghiên cứu về công nghệ và đông đảo những người làm nghề sản xuất, lắp ráp, sửa chữa các thiết bị Điên tử, CNTT, và công nghệ cao chuyên nghiệp. 3.2. Công dụng của máy hiện sóng - Nhận dạng tín hiệu một chiều hay tín hiệu xoay chiều (xung vuông, xung răng cưa, hình sin, tín hiệu hình, tín hiệu tiếng) TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 23 - Xác định rõ các giá trị thời gian, mức điện áp và đường đi của một tín hiệu. - Tính toán được tần số của một tín hiệu dao động. - Nhận thấy “các phần động” của một mạch điện được biểu diễn bởi tín hiệu. - Chỉ ra nếu một thành phần lỗi làm méo dạng tín hiệu. - Chỉ ra tín hiệu như thế nào là nhiễu và nếu có thì nhiễu thay đổi thế nào theo thời gian... - Với một bộ chuyển đổi thích hợp, máyhiện sóng có thể đo đạc được tất cả các kiểu hiện tượng về vật lí, âm thanh, áp lực cơ khí, áp suất, ánh sáng hoặc nhiệt độ, đo đạc sự rung của động cơ, đo đạc các sóng não... 3.3. Chức năng của các núm và phím điều khiển Hình 3.27: Cấu tạo bề mạt bên nghoài của máy hiển thị sóng -ON Indicator(32): đèn báo -INTENSITY Control(31): núm điều chỉnh sáng tối -POWER Pushbutton(30): nút bật tắt nguồn -TRACE ROTATION Control(29): núm điều chỉnh ngang -FOCUS Control(28): núm điều chỉnh độ nét của tín hiệu -CH 1 POSITION/PULL CHOP Control(27): điều chỉnh tín hiệu theo chiều dọc của kênh 1. -TRIGGER LEVEL/PULL (-) SLOPE Control(26): điều chỉnh mức khuếch đại của tín hiệu. -CH 2 POSITION/PULL INVERT Control(25): điều chỉnh tín hiệu theo chiều dọc của kênh 2. -Trigger COUPLING Switch(24): chuyển mạch kết nối nguồn tín hiệu -VARIABLE Sweep Control(22): núm điều chỉnh tốc độ quét ( hay còn gọi là núm điều chỉnh tần số) -HOLDOFF/PULL NORM TRIG Control(21): Núm điều chỉnh độ ổn định tín hiệu -X-Y (19): điều chỉnh tín hiệu trên màn hình hội tụ trên một điểm -POSITION/PULL X10 MAG Control(18): điều chỉnh tín hiệu theo chiều ngang TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 24 -EXTERNAL TRIGGER Jack(16): Jack lấy tín hiệu vào -Main Time Base TIME/DIV Control(15): Núm điều chỉnh tần số hay độ rộng xung. Cung cấp , lựa chọn tỷ lệ quét trên một đơn vị thời gian. -CH2AC-GND-DC Switch(14): chuyển mạch lựa chọn tín hiệu AC-GND-DC là chuyển mạch tín hiệu vào của kênh 2. -CH2 (Y) Input Jack(13): Jack cắm đầu vào của kênh 2 -CH 2 VARIABLE/PULL X5 MAG Control(11): Núm chỉnh biên độ trong phạm vi hẹp của kênh 2 ( hay gọi là núm chuẩn tín hiệu về mặt biên độ của kênh 2) -CH2 VOLTS/DIV Control(10): điều chỉnh biên độ xung của kênh 2 -CAL Terminal(9): điểm lấy tín hiệu xung chuẩn -GND: nối đất -CH1 VARIABLE/PULL X5 MAG Control(5): núm điều chỉnh biên độ trong phạm vi hẹp của kênh 1 ( hay gọi là núm chuẩn tín hiệu về mặt biên độ của kênh 2). - CH1 (X) VOLTS/DIV Control(4): điều chỉnh biên độ xung của kênh 1 - CH1(X) Input Jack(2): Jack cắm đầu vào kênh 1 - CH1 AC-GND-DC Switch(1): chuyển mạch lựa chọn tín hiệu AC-GND-DC là chuyển mạch đầu vào kênh 1. * Dây đo trong Osilloscope Một máy hiện sóng chỉ bắt đầu hoạt động khi bạn kết nối nó với tín hiệu cần đo và để có thể làm được điều này bạn cần phải có que đo (đầu dò). Que đo là một thiết bị đầu vào giúp truyền tín hiệu từ mạch đến máy hiện sóng. Que đo là một đầu nhọn giúp đo một điểm bất kỳ trên mạch mà bạn cần đo. Các dòng đầu do hiện nay có thể thiết kế dạng móc hoặc dạng kẹp giúp cho việc đo, kiểm tra của bạn diễn ra dễ dàng và thuận lợi hơn. Trên mỗi que đo sẽ được trang bị một kẹp nối đất, cần đảm bảo kết nối an toàn giữa kẹp này tới điểm nối đất trên mạch đang thử Thoạt nhìn, que đo có vẻ là một thiết bị đơn giản chỉ cần kết nối que đo với máy hiện sóng và chốt vào mạch là có thể thực hiện phép đo. Nhưng trên thực tế, đầu dò có rất nhiều thiết kế mà bạn có thể lựa chọn. Phổ biến nhất trong các loại que đo chính là loại que đo thụ động (passive probe) đi kèm theo máy. Hầu hết các que đo thụ động này đều có một lượng suy hao (Attenuated). Khi kết nối đầu dò với máy hiện sóng, trở kháng tiêu chuẩn trên máy hiện sóng là 1MΩ, tạo ra một bộ chia điện áp 1/10. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 25 Hình 3.28: Dây đo trong máy hiển thị sóng Các dòng que đo hiện đại được tích hợp một công tắc trên thân để có thể chọn giữa 10X và 1X Đầu 10X được gọi là đầu do suy hao. Đầu dò 1X được goi là đầu dò không suy hao Hình 3.29: Đầu dò của que đo Que đo suy hao được ứng dụng để cải thiện độ chính xác cho các phép đo ở tần số cao, nhưng nó cũng sẽ làm giảm biên độ tín hiệu mà cần đo. Để đo một tín hiệu với điện áp thấp, bạn nên sử dụng que đo 1X (không suy hao). 3.4. Phương pháp sử dụng máy hiện sóng 3.4.1. Làm quen với máy Bước 1: Kiểm tra máy hiện thị sóng và các phụ kiện kèm theo (dây nguồn, que đo...) Bước 2: Lựa chọn mức điện áp nguồn cung cấp cho máy là 220V/50Hz. Bước 3: Bật công tắc nguồn và điều chỉnh độ sáng tối, độ hội tụ, điều chỉnh theo chiều ngang, chiều dọc. Bước 4: Nối dây đo vào kênh CH1 và kênh CH2 Bước 5: Đặt chuyển mạch mức nhân tín hiệu vào của đầu dây đo ở mức (x1) 3.4.2. Phương pháp cân chỉnh chuẩn ở các kênh a. Cân chỉnh chuẩn kênh CH1: Bước 1: Lấy tín hiệu chuẩn ở CAL 1V đưa vào kênh CH1 Bước 2: Đưa tín hiệu hiển thị giữa màn hình + Thay đổi POSITION theo chiều ngang để chỉnh tín hiệu theo chiều ngang + Thay đổi POSITION của kênh CH1 theo chiều dọc để chỉnh tín hiệu theo chiều dọc Bước 3: Đặt chuyển mạch VOLT/DIV và TIME/DIV TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 26 + Chuyển mạch VOLT/DIV của kênh CH1 đặt ở mức 1V + Chuyển mạch A-TIME/DIV đặt ở mức 1mS Bước 4: Chỉnh tín hiệu dừng trôi trên màn hình Thay đổi núm HOLD OFF để chỉnh độ ổn định tín hiệu. Bước 5: Chỉnh biên độ tín hiệu + Thay đổi chiết áp VARIABLE PULL X5 MAG (chiết áp nhỏ đồng trục với chiết áp VOLT/DIV) + Kết hợp với thay đổi POSITION theo chiều dọc của kênh CH1 để tín hiệu hiển thị có biên độ = 1 ô trục tung = 1V ( chiều cao của tín hiệu bằng 1ô tung độ) Bước 6: Chỉnh chu kỳ của tín hiệu + Thay đổi chiết áp VARIABLE + Kết hợp với thay đổi POSITION theo chiều ngang để tín hiệu hiển thị có một chu kỳ = 1ô trục hoành độ = 0.001S Chú ý: Nếu ở bước 3 đặt chuyển mạch A-TIME/DIV ở mức 0.5ms thì tín hiệu hiển thị có một chu kỳ = 2ô trục hoành độ = 1ms=0.001s b. Cân chỉnh chuẩn kênh CH2 Bước 1: Lấy tín hiệu chuẩn ở CAL 1V đưa vào kênh CH2 Bước 2: Đưa tín hiệu hiển thị giữa màn hình + Thay đổi POSITION theo chiều ngang để chỉnh tín hiệu theo chiều ngang + Thay đổi POSITION của kênh CH2 theo chiều dọc để chỉnh tín hiệu theo chiều dọc Bước 3: Đặt chuyển mạch VOLT/DIV và TIME/DIV + Chuyển mạch VOLT/DIV của kênh CH2 đặt ở mức 1V + Chuyển mạch A-TIME/DIV đặt ở mức 1mS Bước 4: Chỉnh tín hiệu dừng trôi trên màn hình Thay đổi núm HOLD OFF để chỉnh độ ổn định tín hiệu. Bước 5: Chỉnh biên độ tín hiệu + Thay đổi chiết áp VARIABLE PULL X5 MAG (chiết áp nhỏ đồng trục với chiết áp VOLT/DIV) TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 27 + Kết hợp với thay đổi POSITION theo chiều dọc của kênh CH2 để tín hiệu hiển thị có biên độ = 1 ô trục tung = 1V ( chiều cao của tín hiệu bằng 1ô tung độ) Bước 6: Chỉnh chu kỳ của tín hiệu + Thay đổi chiết áp VARIABLE + Kết hợp với thay đổi POSITION theo chiều ngang để tín hiệu hiển thị có một chu kỳ = 1ô trục hoành độ = 0.001S Chú ý: Nếu ở bước 3 đặt chuyển mạch A-TIME/DIV ở mức 0.5ms thì tín hiệu hiển thị có một chu kỳ = 2ô trục hoành độ =1ms= 0.001s c. Cân chỉnh chuẩn đồng thời cả 2 kênh CH1 và CH2 Bước 1: Lấy tín hiệu chuẩn ở CAL 1V đưa vào cả 2 kênh CH1 và CH2 Bước 2: Đưa tín hiệu hiển thị giữa màn hình + Thay đổi POSITION theo chiều ngang để chỉnh tín hiệu theo chiều ngang + Thay đổi POSITION của kênh CH2 theo chiều dọc để chỉnh tín hiệu theo chiều dọc - Các bước còn lại làm giống như chỉnh từng kênh ở trên 3.4.3. Phương pháp đo tín hiệu (dạng sóng, đo biên độ, đo chu kỳ và tần số) Bước 1: Đưa tín hiệu vào kiểm tra, nếu chỉ đưa 1 tín hiệu vào ta có thể đưa vào kênh 1, ở Jắc 1 hoặc đưa vào kênh 2 ở Jắc 2. Lúc này VERTICAL MODE CH1 hoặc CH2 được ấn vào. - Nếu đưa 2 tín hiệu vào ta ấn cả CH1 và CH2. - Nếu muốn xem tín hiệu của 2 kênh tại cùng một thời điểm ta ấn tiếp DUAL. - Chú ý: Lúc này chuyển mạch AC- GND- DC được đưa về AC, hoặc DC và không điều chỉnh VARIABLE CH1, VARIABLE CH2. - Tín hiệu hiện thị trên màn hình chưa ổn định thì ta điều chỉnh HOLD OFF và TIME/DIV. - Muốn điều chỉnh tín hiệu dịch lên hoặc dịch xuống theo trục tung ta điều chỉnh POSITION và POSITION. - Muốn điều chỉnh tín hiệu dịch theo trục hoành ta điều chỉnh POSITION. - Muốn thay đổi biên độ ta điều chỉnh VOLT/DIV. Bước 2 : Quan sát dạng tín hiệu. Để quan sát dạng tín hiệu trong từng chu kỳ ta sử TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 28 dụng chuyển mạch SEC/DIV. - Nếu muốn quan sát tín hiệu trong phạm vi nhỏ ta điều chỉnh DELAY TIME POSITION. Bước 3: Tính giá trị biên độ và tần số. Giá trị biên độ: Giá trị biên độ của tín hiệu được tính theo trục tung. Mỗi ô của tung độ có giá trị bằng giá trị của VOLT/DIV đang đặt, để đọc chính xác giá trị ta đưa chuyển mạch TIME/DIV về X-Y. - Đo biên độ : Ví dụ: VOLT/DIV đang đặt ở mức 2V, tung độ có chiều cao = 2 ô nên U = 2V x 2 ô = 4V - Đo tần số : Giá trị tần số: Tần số tín hiệu đang đo tính theo công thức: f = 1/ số ô hoành độ nhân với giá trị thời gian của thang đo Ví dụ: Chuyển mạch TIME/DIV để ở thang đo 2ms, mỗi chu kỳ = 2 ô hoành độ, vậy f = 1 2∗0,002 = 250 (Hz). 3.5. Một số ứng dụng của máy hiện sóng a. Đo điện áp đỉnh đỉnh (Peak to Peak Voltage) - Điện áp đỉnh đỉnh của tín hiệu (Vpp) là điện áp được tính từ đỉnh dưới đến đỉnh trên của tín hiệu. Thứ tự tính Vpp trên máy hiện sóng: a. Đọc giá trị Vol/div b. Đọc số ô theo chiều dọc c. Vpp = số ô theo chiều dọc ×Vol/Div Thí dụ: a/ Tính điện áp đỉnh đỉnh (Vpp) của dạng sóng sau, giả sử ta đang đặt vị tríVolt/div = 50mv. Theo hướng dẫn trên ta dễ dàng tính được: Điện áp đỉnh- đỉnh (Vpp) là: TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 29 Vpp = 3 ô x 50mv = 150mV b. Tính chu kỳ (T) và tần số (f) của tín hiệu Thứ tự để tính chu kỳ, tần số của tín hiệu Bước 1. Đọc số Time/div. Bước 2. Đếm số ô theo chiều ngang 1 chu kỳ. Bước 3. Chu kỳ của tín hiệu: T = số ô/1T xTime/div. Bước 4. Tần số của tín hiệu f =1/T nếu { 𝑇 = 𝑠 → 𝑓 = 𝐻𝑧 𝑇 = 𝑚𝑠 → 𝑓 = 𝐾𝐻𝑧 𝑇 = 𝜇𝑠 → 𝑓 = 𝑀ℎ𝑧 Thí dụ: Khi đo trên máy hiện sóng, tín hiệu có dạng sóng như hình dưới đây, vị trí Time/div đang bật là 5ms, tính chu kỳ, tần số của tín hiệu. Biết Time/div = 5ms → T = 4 x 5 = 20ms f = 1/T=1/0,02 = 50Hz Nếu số ô của một chu kỳ là số lẻ, số ô/1 chu kỳ được đếm sẽ không chính xác, do đó ta phảiđếm chu kỳ tương ứng với số ô chẵn, sau đó lấy số chu kỳ chia cho số ô để biết được “số ôtrong một chu kỳ”. c. Tính điện áp DC của tín hiệu Thứ tự thực hiện tính điện áp DC của tín hiệu Chỉnh tia sáng nằm ở tâm màn hình. - Khi đo điện áp DC tia sáng bị dịch chuyển theo chiều dọc. - Điện áp DC: VDC = số ô dịch chuyển ×volt/div. Thí dụ: Biết Vol/div = 5V/ô →VDC = 2 × 5 = 10 V Điện áp DC của tín hiệu là 10VDC d. Đo độ lệch pha giữa hai tín hiệu - Bật máy về chế độ hiển thị 2 kênh. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 30 - Độ lệch pha của tín hiệu: + Tính số ô trên một chu kỳ (n) + Tính số ô lệch nhau giữa 2 chu kỳ (m) + Độ lệch pha: 360×𝑚 𝑛 Ví dụ: Time/div = 0.5ms, m = 1, n = 4 Độ lệch pha: 360×1 4 =900 3.6 OSCILLOCOPE SỐ Osilloscope điện tử số có các ưu điểm là: - Duy trì hình ảnh dạng của tín hiệu trên màn hình với khoảng thời gian không hạn chế. - Tốc độ đọc có thể thay đổi trong giới hạn rộng. - Các đoạn hình ảnh lưu giữ có thể xem lại được ở tốc độ thấp hơn nhiều, tốc độ quét có thể tới 1cm/1h. - Tạo được hình ảnh dao động đồ tốt hơn, tương phản hơn loại Osilloscope tương tự. - Đơn giản hơn trong sử dụng, vận hành. - Có thể truyền trực tiếp số liệu của tín hiệu cần quan sát dưới dạng số, ghép trực tiếp với máy tính hay được xử lý trong Osilloscope. Hình 3.30: Máy Osilloscope số Hình 3.31: Máy Osilloscope số cầm tay Câu hỏi ôn tập Câu 1: Tính Vpp của dạng sóng sau, biết vị trí Volt/div của máy hiện sóng đang đượcđặt ở vị trí: 0.5V. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 31 Theo hướng dẫn trên ta dễ dàng tính được: Vpp = 4 x 0.5V = 2V Câu 2: Tính chu kỳ, tần số các tín hiệu sau: a. Biết Time/div = 0.5ms ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. b. Biết Time/div = 50µs ............................................................................................................................. .............. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 32 .................................................................................................................... ....................... ............................................................................................................................. .............. ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. 4. Mego met Mêgômet là loại máy đo dùng đo điện trở lớn hàng M, thường dùng để kiểm tra điện trở cách điện của thiết bị. Điện trở cách điện là hạng mục kiểm tra đầu tiên để đánh giá sơ bộ về tình trạng cách điện của các thiết bị điện Để đánh giá sự biển đổi của dòng điện rò qua cách điện theo thời gian, khi đo điện trở cách điện xác định thêm hệ số hấp thụ và hệ số phân cực Hình 3.32: Megomét 4.1. Cấu tạo Hình 3.33: Cấu tạo Megomet 1. Núm xoay chuyển chức năng đo. 2. Phím MEASURE : Nhấn để bắt đầu đo điện trở cách điện và đo điện trở thấp. 3. Phím LIGHT : Dùng để bật đèn nền. 4. 0Ω ADJ : Dùng để zero về điểm 0 trước khi đo ở chức năng điện trở thấp. 5. Phần tấm mặt chỉ thị 6. Phần thang chia cho điện trở cách điện : Màu xanh là giá trị đọc cho ở 250V, 500V và màu đỏ giá trị đọc cho ở 1000V 7. Phần thang chia cho đo điện trở thấp : Thang chia đa năng có 3/10/30Ω 8. Phần thang chia đo điện áp AC 9. Kim chỉ thị TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 33 10. Phần điều chỉnh kim về vị trí 0. 11. Đầu kết nối EARTH : Vị trí kết nối của que đen 12. Đầu kết nối LINE : Vị trí kết nối của que đỏ. 13. Đèn chỉ thị của PIN : Màu xanh PIN còn tốt, Màu đỏ Pin con trung bình, không sáng Pin đã hết. 14. Đèn chỉ thị khi có điện áp cao ra que đo. 15. Phần kết nối với dây đeo 16. Phần để que đo khi không sử dụng thiết bị 4.2. Đo điện trở cách điện Đây là chức năng để đo cách điện của vật liệu tránh trường hợp có dòng điện dò vỏ. Tiêu chuẩn cách điện của từng thiết bị có trong quy chuẩn khi sản xuất. Trong chức năng này cần chú ý tránh trường hợp sốc điện (Phải đo khi thiết bị không hoạt động, ngắt hoàn toàn với điện lưới) và không được ngắn mạch đo thiết bị như vậy sẽ sinh ra hỏng thiết bị. Các bước đo điện trở cách điện như sau: Bước 1: Trước tiên chúng ta cần phải tắt hết nguồn điện trước khi đo điện trở cách điện Bước 2: Xác định thang đo phù hợp Sử dụng phím xoay chức năng chuyển về vị trí điện áp thử cho thiết bị. Các cấp điện áp thử 250VDC, 500VDC, 1000VDC. Nếu hệ thống lưới điện bạn sử dụng 220V khi đó bạn phải sử thang đo 500V Và cứ như thế chúng ta theo nguyên tắc 1/2 (Lưới điện bao nhiêu thì chúng ta sử dụng thang đo gấp đôi) Bước 3: Tiến hành đo Kết nối que đo đen vào phần kết nối đất của thiết bị cần đo Kết nối que đỏ vào phần đường mạch cần đo. Nhấn phím MEASURE để bắt đầu quá trình đo. Bước 4: Đọc kết quả đo: Khi phím MEASURE được nhấn. Đọc giá trị kim chỉ thị trên vạch chia tương ứng với điện áp thử đã chọn. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 34 Chú ý: + Nếu kim về vô cùng thì điện hiện phép đo. MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình vẽ Trang Hình 2.1: sơ đồ mắc Ampe kế 15 Hình 2.2: Ampe kế DC 16 Hình 2.3: Mở rộng thang đo 16 Hình 2.4: Sơ đồ mắc điện trở Shunt để mở rộng giới hạn đo 17 Hình 2.5: Mạch đo kiểu ShuntAyrton 17 Hình 2.6: Ampe kế xoay chiều 19 Hình 2.7 Sơ đồ mắc vôn mét 22 Hình 2.8: Vôn kế một chiều 22 Hình 2.9 Sơ đồ cơ cấu đo 23 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 35 Hình 2.10: Mạch đo điện trở dùng Vôn kế và Ampe kế 26 Hình 2.11: Mạch nguyên lý của ôm mét nối tiếp 26 Hình 2.12: Ôm kê chỉ thị mắc nói tiếp 27 Hình 2.13: Đấu song song Rx với cơ cấu đo 28 Hình 2.14: Mạch đo công suất dùng Vôn kế và Ampe kế 29 Hình 2.15: Đo công suất một chiều bằng Oat kế 30 Hình 2.16: Cấu tạo của Oát kế 31 Hình 2.17: Đo công suất xoay chiều bằng Oát kế. 32 Hình 2.18: Hai cách nối Oát kế 32 Hình 2.19: Thay đổi cỡ đo của Oát kế 33 Hình 2.20: sơ đồ dùng một Oát kế đo công suất mạch 3 pha đối xứng 34 Hình 2.21 : Sơ đồ dùng 2 Oátmét một pha đo công suất mạch ba pha ba dây 34 Hình 2.22 : Sơ đồ dùng Oát kế ba pha hai phần tửđo công suất mạch ba pha ba dây 35 Hình 2.23 : Sơ đồ dùng 3 Oátmét một pha đo công suất mạch ba pha 35 Hình 2.24: Sơ đồ dùng Oátmét ba pha ba phần tửđo công suất mạch ba pha 36 Hình 2.25: Cấu tạo công tơ điện 1 pha 37 Hình 2.36: Cấu tạo công tơ điện 3 pha 38 Hinh 2.27: Sơ đồ đấu dây công tơ điện 1 pha 39 Hình 2.28: Sơ đồ đấu dây công tơ điện 3 pha 40 Hình 3.1: Cấu tạo mặt ngoài của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim 36 Hình 3.2: Đồng hồ vạn năng chỉ thị kim Sanwa YX360TRF 37 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 36 Hình 3.3: phần hiển thị và tỷ lệ đọc 37 Hình 3.4: Quy trình đo điện trở 39 Hình 3.5: Kiểm tra thông mạch 39 Hình 3.6: Kiểm tra chạm vỏ. 40 Hình 3.7: Kiểm tra tụ điện. 40 Hình 3.8: Kiểm tra, xác định cực tính điôt 41 Hình 3.9: Ký hiệu của Transistor 41 Hình 3.10: Cách xác định chân Transistor 42 Hình 3.11: Đo điện áp xoay chiều 42 Hình 2.12: Đo điện áp một chiều 43 Hình: 3.13: Đo dòng điện một chiều 44 Hình 3.14: Đo điện áp DCV Null 45 Hình 3.15: Đồng hồ vạn năng hiển thị số Sanwa CD 800a 47 Hình 3.16: Cấu tạo mặt ngoài của đồng hồ vạn năng hiển thị số 48 Hình 3.17: Đo dòng điện một chiều 49 Hình 3.18: Đo điện áp 50 Hình 3.19: Đo điện trở 51 Hình 3.20: Kiểm tra thông mạch 51 Hình 3.21: Kiểm tra Diode 52 Hình 3.22: Đo tụ điện 53 Hình 3.23: Đo tần số 53 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 37 Hình 3.24: Ampe kìm 56 Hình 3.25: Cấu tạo bên ngoài của Ampe kìm 57 Hình 3.26: Máy hiển thị sóng 58 Hình 3.27: Cấu tạo bề mạt bên nghoài của máy hiển thị sóng 59 Hình 3.28: Dây đo trong máy hiển thị sóng 61 Hình 3.29: Đầu dò của que đo 61 Hình 3.30: Máy Osilloscope số 68 Hình 3.31: Máy Osilloscope số cầm tay 68 Hình 3.32: Megomet 75 Hình 3.33: Cấu tạo Megomet 76 Hình 3.34: Tera met 78 Hình 3.35: Cấu tạo Teramet 79 Hình 3.36: Nguyên lý đo điện trở tiếp đia 80 Hình 3.37: Phương pháp đo điện trở tiếp địa 81 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 38 MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng biểu Trang Bảng 1.1: Bảng các đại lượng điện 9 Bảng 1.2: Ký hiệu các loại cơ cấu đo 11 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN ĐO LƯỜNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Vũ Xuân Giáp,Giáo trình Đo lường điện tử, NXB Hà Nôi, 2005 [2]. Nguyễn Thanh Hòa, Bùi Đăng Sảng, Hoàng Sỹ Hồng, Giáo trình Đo lường điện và cảm biến đo lường, NXB Giáo Dục, 2005 [3]. Nguyễn Thị Thúy Hiền, Phạm Thúy Hòe, Đoàn Năng Trình, Giáo trình Đo lường điện, Hà Nội, 2013. [4]. Sanwa, Sách hướng dẫn sử dụng đồng hồ vạn năng chỉ thị kim, đồng hồ vạn năng hiển thị số, Ampe kìm.