ĐO LƯỜNG ĐIỆN
2.1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ CẤU ĐO.
Cơ cấu đo là thành phần cơ bản để tạo nên các dụng cụ và thiết bị đo lường ở dạng tương tự (analog) và hiện số Digitans.
– Ở dạng tương tự (analog) 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:
với X là đại lượng điện.
Các cơ cấu chỉ thị này thường dùng trong các dụng cụ đo các đại lượng: dòng điện, điện áp, công suất, tần số, góc pha, điện trở…của mạch điện một chiều và xoay chiều tần số công nghiệp.
– Hiện số (Digitans) là cơ cấu chỉ thị số ứng dụng các kỹ thuật điện tử và kỹ thuật máy tính để biến đổi và chỉ thị đại lượng đo.
Có nhiều loại thiết bị hiện số khác nhau như: đèn sợi đốt, đèn điện tích, LED 7 thanh, màn hỡnh tinh thể lỏng LCD, màn hình cảm ứng…
2.2. CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO.
2.2.1. Cơ cấu đo từ điện..
* lôgômét từ điện (Permanent Magnet Moving Coil).
a) Cấu tạo chung: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:
– 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 không 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 lò xo cản 7 mắc ngược nhau, kim chỉ thị 2 và thang đo 8.
Hình 2.1. Cơ cấu chỉ thị từ điện.
b) Nguyên lý làm việc chung: khi có dòng 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. Mômen quay được tính theo biểu thức:
c) Các đặc tính chung: từ biểu thức (5.1) suy ra cơ cấu chỉ thị từ điện có các đặc tính cơ bản sau:
– Chỉ đo được dòng 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 ngoài không 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 tuyến tính theo dòng 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 vônmét, ômmét 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: dòng 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, công 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 dòng, áp xoay chiều.
d) Lôgômét từ điện: là loại cơ cấu chỉ thị để đo tỉ số hai dòng điện, hoạt động theo nguyên lý giống cơ cấu chỉ thị điện từ, chỉ khác là không có lò xo cản mà thay bằng một khung dây thứ hai tạo ra mômen có hướng chống lại mômen quay của khung dây thứ nhất.
Nguyên lý làm việc: trong khe hở của từ trường của nam châm vĩnh cửu đặt phần động gồm hai khung quay đặt lệch nhau góc δ (300 ÷ 900). Hai khung dây gắn vào một trục chung. Dòng điện I1 và I2 đưa vào các khung dây bằng các dây dẫn không mômen.
Hình 2.2. Lôgômét từ điện
– Dòng I1 sinh ra mômen quay Mq:
– Dòng I2 sinh ra mômen cản Mc:
với Ф1, Ф2: từ thông của nam châm móc vòng qua các khung dây, thay đổi theo α.
Dấu của Mq và Mc ngược nhau. Các giá trị cực đại của các mômen lệch nhau góc δ.
Ở trạng thái cân bằng có:
=
với f1(α), f2(α) là các đại lượng xác định tốc độ thay đổi của từ thông móc vòng.
Từ biểu thức trên có:
Đặc tính cơ bản: góc lệch α tỉ lệ với tỉ số của hai dòng điện đi qua các khung dây.
Ứng dụng: lôgômét từ điện được ứng dụng để đo điện trở, tần số và các đại lượng không điện.
* lôgômét điện từ.
a) Cấu tạo chung: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:
– Phần tĩnh: là cuộn dây 1 bên trong có khe hở không 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 không khí 4, kim chỉ 6, đối trọng 7. Ngoài ra còn có lò xo cản 3, bảng khắc độ 8.
b) 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 không khí với mômen quay.
c) Các đặc tính chung:
– Góc quay α tỉ lệ với bình phương của dòng điện, tức là không phụ thuộc vào chiều của dòng 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/dαlà 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 không 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 ngoài (do từ trường của cơ cấu yếu khi dòng nhỏ).
d) 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.
BÀI VIẾT THÁNG 12 – THẦY VŨ VĂN THÁI
* CHÍNH SÁCH HỖ TRỢ HỌC SINH
– Có ký túc xá cho học sinh ở xa
– Bộ đội xuất ngũ: giảm trực tiếp 3.000.000
– Công an xuất ngũ, học sinh có hoàn cảnh đặc biệt (hộ nghèo, mồ côi, khuyết tật, dân tộc thiểu số…): giảm 10% đến 30% học phí
– Cam kết học sinh ra trường làm được nghề
– 100% học sinh được giới thiệu việc làm miễn phí sau khi tốt nghiệp
* HỒ SƠ NHẬP HỌC:
– Chứng minh thư (bản photo hoặc công chứng)
– Giấy khai sinh (bản photo hoặc công chứng)
– 4 ảnh (3×4)
– Tiền học phí ngành muốn học
* ĐỊA CHỈ NHẬP HỌC:
Trung tâm dạy nghề Thanh Xuân
Trụ sở chính: Số 1, Xa La, Hà Đông, Hà Nội (đối diện bênh viện quân y 103)
* MỌI CHI TIẾT XIN LIÊN HỆ:
Phòng Tuyển Sinh: 0987 47 66 88 – 0913 69 33 03- 02422 40 40 40
🛑Website: https://thanhxuan.edu.vn
🛑Facebook: Trung tâm dạy nghề Thanh Xuân
🛑Youtube: Trung tâm giáo dục nghề nghiệp Thanh Xuân
🛑Tiktok: Dạy nghề Thanh Xuân – Số 1 Xa La
Giới Thiệu Trung Tâm Giáo Dục Nghề Nghiệp Thanh Xuân XEM TẠI ĐÂY
