Cấu Tạo, Ký Hiệu Nguyên Lý Làm Việc:

- Lần 1 ta đo được giá tri của điện áp là X1 = 222V.

- Lần 2 ta đo được giá tri của điện áp là X2 = 218V.

- Lần 3 ta đo được giá tri của điện áp là X3 = 217V.

- Lần 4 ta đo được giá tri của điện áp là X4 = 223V. Giá trị trung bình, độ lệch của từng giá trị đo.

1. Giới thiệu

BÀI 3 : THIẾT BỊ CƠ ĐIỆN

Mã mô đun:MĐ 13 -03

- Trong việc kiểm tra các thông số vào, ra về các đại lương đo hay đơn vị đo rất quan trọng trong các ngành kỹ thuật như cơ khí, điện, điện tử……như vậy chúng ta cần có những thiết bị đo cho đúng với yêu cầu.

- Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động các thiết bị đo lường dùng kim và chỉ thị số thông dụng trong kỹ thuật điện, điện tử.

Có thể bạn quan tâm!

• Đo lường điện tử Nghề Điện tử công nghiệp - CĐ-TC - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp - 1
• Đo lường điện tử Nghề Điện tử công nghiệp - CĐ-TC - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp - 2
• Đo lường điện tử Nghề Điện tử công nghiệp - CĐ-TC - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp - 4
• Hướng Dẫn Sử Dụng Vom/dvom Vạn Năng
• Đo Điện Áp 1 Chiều (Dc ): Biết R = 1K

Xem toàn bộ 86 trang tài liệu này.

- Sử dụng VOM/DVOM đo đạt và ghi nhận đúng các thông số theo yêu cầu kỹ thuật

- Chấp hành đúng quy trình, quy định của xưởng,

- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.

2. Nội dung bài:

2.1.Thiết bị đo kiểu nam châm vĩnh cửu với cuộn dây quay

2.1.1. Cấu tạo, ký hiệu nguyên lý làm việc:

a. Ký hiệu:

Hình 3.1a: Ký hiệu cơ cấu từ điện

Hình 3.1b: Ký hiệu cơ cấu từ điện

có chỉnh lưu

b. ơ đồ cấu tạo:

Kim chỉ thị

Khe hở cực từ

Nam châm

N

Cực từ



S

Cuộn dây

Lỏi sắt non

Lò xo

Đối trọng

Hình 3.2: ơ đồ cấu tạo cơ cấu đo kiểu từ điện.

+ Khung quay: khung quay bằng nhôm hình chữ nhật, trên khung có quấn dây đồng bọc vecni. Toàn bộ khối lượng khung quay phải càng nhỏ càng tốt để sao cho mômen quán tính càng nhỏ càng tốt. Toàn bộ khung quay được đặt trên trục quay hoặc treo bởi dây treo.

+ Nam châm vĩnh cửu: khung quay được đặt giữa hai cực từ N-S của nam châm vĩnh cửu.

+ Lõi sắt non hình trụ nằm trong khung quay tương đối đều.

+ Kim chỉ thị được gắn chặt trên trục quay hoặc dây treo. Phía sau kim chỉ thị có mang đối trọng để sao cho trọng tâm của kim chỉ thị nằm trên trục quay hoặc dây treo.

+ Lò xo đối kháng kiểm soát) hoặc dây treo có nhiệm vụ kéo kim chỉ thị về vị trí ban đầu điểm 0) và kiểm soát sự quay của kim chỉ thị.

c. ơ đồ nguyên lý:

N

F

b

F ‘

S

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu đo kiểu từ điện

d. Nguyên lý hoạt động:

- Khi có dòng điện cần đo I đi vào cuộn dây trên khung quay sẽ tác dụng với từ trường ở khe hở tạo ra lực điện từ F:

F = N.B.l.L (3.1)

Trong đó:

N: số vòng dây quấn của cuộn dây.

B: mật độ từ thông xuyên qua khung dây.

L: chiều dài của khung dây. I: cường độ dòng điện.

Lực điện từ này sẽ sinh ra một mômen quay Mq:

M  2F b NBILb

q2

(3.2)

Trong đó:

b là bề rộng của khung dây

L.b = S là diện tích của khung dây.

Nên: Mq = N.B.S.I (3.3)

Mômen quay này làm phần động mang kim đo quay đi một góc  nào đó và lò xo đối kháng bị xoắn lại tạo ra mômen đối kháng Mđk tỷ lệ với góc quay .

Mđk = K. K là độ cứng của lò xo)

Kim của cơ cấu sẽ đứng lại khi hai mômen trên bằng nhau.

Mq = M đk N.B.S.I = K. (3.4)

Đặt  = C.I (3.5)

C gọi là độ nhạy của cơ cấu đo từ điện A/mm). Cho biết dòng điện cần thiết chạy qua cơ cấu đo để kim đo lệch được 1mm hay 1 vạch.

Kết luận: qua biểu thức trên ta thấy rằng góc quay  của kim đo tỷ lệ với dòng điện cần đo và độ nhạy của cơ cấu đo, dòng điện và độ nhạy càng lớn thì góc quay càng lớn.

Từ góc  của kim ta suy ra giá trị của đại lượng cần đo.

e. Đặc điểm và ứng dụng:

+ Đặc điểm:

- Độ nhạy cao nên có thể đo được các dòng điện một chiều rất nhỏ từ 10-1210-14)

- Tiêu thụ năng lượng điện ít nên độ chính xác rất cao.

- Chỉ đo được dòng và áp một chiều.

- Khả năng quá tải kém vì khung dây quay nên chỉ quấn được dây cỡ nhỏ.

- Chế tạo khó khăn, giá thành đắt.

* Muốn đo được các đại lưọng xoay chiều phải qua cơ cấu nắn dòng.

+ Ứng dụng:

Được dùng để sản xuất các dụng cụ đo:

- Đo dòng điện: MiliAmpemét, Ampemét.

- Đo điện áp: MiliVônmét, Vônmét.

- Đo điện trở: ômmét.

2.2. Ampe đo điện một chiều

2.2.1 Nguyên lý cấu tạo

Dụng cụ để đo dòng điện đọc thẳng người ta dùng Ampemét.

A

Ký hiệu:

- Phương pháp đo:

Khi đo Ampemét được mắc nối tiếp với phụ tảI hình 3.1)

+ 

I

+

Rm

A

-

U

Rt phụ tải

- 

Hình 3.4: sơ đồ mắc Ampemét

Ta có: Rtđ = Rt + Rm Trong đó:

Rm là điện trở trong của Ampemét  gây sai số Mặt khác, khi đo Ampemét tiêu thụ một lượng công suất:

m

A

P I 2 R .

Từ đó để phép đo được chính xác thì Rm phải rất nhỏ.

2.2.2. Phương pháp mở rộng thang đo

Khi dòng điện cần đo vượt quá giới hạn đo của cơ cấu đo người ta mở rộng thang đo bằng cách mắc những điện trở song song với cơ cấu đo gọi là Shunt đây là phương pháp phân mạch)

Ta có: ISRS = IA Rm hay

Trong đó:

I S Rm I A RS

(3.1)

Rm: điện trở trong của cơ cấu đo RS: điện trở của Shunt

Từ 3.1) ta suy ra:

I S I A

I A

Rm RS

RS

Vì: I = IA + IS là dòng điện cần đo nên ta có:

Đặt

I Rm RS I A RS

n  1 Rm

 1 Rm

RS

(3.2)

R

i

S

Ta suy ra I = ni IA

(n  1 Rm i R

là bội số của Shunt)  Cách tính điện trở

Shunt

S

ni: cho biết khi có mắc Shunt thì thang đo của Ampemét được mở

rộng ni lần so với lúc chưa mắc Shunt.

Từ 3.1) ta thấy, nếu RS càng nhỏ so với Rm thì thang đo được mở rộng càng lớn.

* Điện trở shunt có thể tính theo cách sau:

RS 

I A. max Rm I I

(3.3)

Trong đó:

tai

A. max

Itải là dòng điện qua tải

IAmax là dòng điện lớn nhất của thang đo. Đơn vị là A)

R Rm

(3.4)

n

i

S  1

* Ampemét được mắc nhiều điện trở Shunt khác nhau để có nhiều thang đo khác nhau như hình vẽ Hình 3.2).

I

IA

Rm

IS

C

RS

R1

Shunt

R2

1

R3

2

3

Hình 3.5: Sơ đồ mắc điện trở Shunt để mở rộng giới hạn đo

* Có thể dùng cách chuyển đổi thang đo theo kiểu Shunt Ayrton Hình 3.3):

IA

Im

C

I

R1

R2

R3

I1

I2

1

K

I3

2

3

19

Hình 3.6: Mạch đo kiểu Shunt Ayrton

Mạch đo kiểu Shunt Ayrton có 3 thang đo 1, 2, 3:

 Khi khóa K ở vị trí 1: thang đo nhỏ nhất.

+ Điện trở Shunt ở vị trí 1:

RS1 = R1 + R2 + R3

+ Nội trở của cơ cấu là Rm

 Khi khóa K ở vị trí 2:

+ Điện trở Shunt ở vị trí 2:

RS2 = R1 + R2

+ Nội trở của cơ cấu là Rm + R3

 Khi khóa K ở vị trí 3:

+ Điện trở Shunt ở vị trí 3:

RS2 = R1

+ Nội trở của cơ cấu là Rm + R3 + R2

Ví dụ: Cho cơ cấu đo có nội trở Rm = 1k .Dòng điện lớn nhất qua cơ cấu là 50A. Tính các điện trở Shunt ở thang đo 1 1mA), thang đo 2 10mA), thang đo 3 100mA).

Giải:

 ở thang đo 1: 1mA):

áp dụng công thức:

RS 

I A. max Rm I I

Ta có:



tai



A. max

I R

50 106 1 

RS1

R1 R2 R3

A. max m

52,6

 ở thang đo 2: 10 mA):

Itai

I A. max

950 10 3

áp dụng công thức:

RS 

I A. max Rm I I

tai A. max

Ta có:

IA. max (Rm R3 )

50 106 (1.kR ) 1.kR

3 3

RS 2 R1 R2 

Itai



I A. max

9950 103

199

 ở thang đo 3: 100 mA):