Tải bản đầy đủ

Đáp án ngân hàng câu hỏi thi của các học phần đào tạo theo hệ thống tín chỉ kỹ thuật đo lường 1a

TRƯỜNG ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
Bộ môn: Đo lường & ĐKTĐ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Thái nguyên ngày tháng năm 2008

ĐÁP ÁN NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI CỦA CÁC HỌC PHẦN
ĐÀO TẠO THEO HỆ THỐNG TÍN CHỈ
KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG 1a
1. Mã số học phần: 40251
2. Số tín chỉ:03
3. Ngành (chuyên ngành ) đào tạo:
Kỹ thuật điện, SPKT điện

4. Nội dung đáp án:
4.1. CÂU HỎI LOẠI 1 (2 ĐIỂM)
1. Trình bày sơ đồ cấu trúc thiết bị đo kiểu so sánh.

Đáp án:
1.1. cấu trúc thiết bị đo kiểu so sánh (0,5 điểm)
Trong thiết bị đo kiểu so sánh đại lượng vào x thường được biến đổi thành đại lượng
trung gian y
x
qua một phép biến đổi T:
y
x
= T.x
Sau đó y
x
được so sánh với đại lượng bù y
k
.
Có:

kx
yyy −=∆
Có thể căn cứ vào thao tác so sánh để
phân loại các phương pháp đo khác nhau.
1.2. Phân loại phương pháp đo căn cứ
vào điều kiện cân bằng (0,75 điểm)
a) Phương pháp so sánh kiểu cân b
1.4)
ằng(Hình
Trong phương pháp này, đại lượng vào so sánh: y
x
= const ; đại lượng bù y
k
=
const
Tại điểm cân bằng :
= y
y∆
x
- y
k
0→
b) Phương pháp so sánh không cân bằng (Hình 1.5)
Cũng giống như trường hợp trên song


0≠→∆
ε
y



1

1.3. Phân loại phương pháp đo căn cứ vào cách tạo điện áp bù (0,75 điểm)
a) Phương pháp mã hoá thời gian
Trong phương pháp này đại lượng vào y
x
= const còn đại lượng bù y
k
cho tăng tỉ lệ với
thời gian t:
y
k
= y
0.
t (y
0
= const)
Tại thời điểm cân bằng
y
x
= y
k
= y
0
.t
x
0
y
y
t
x
x
=→

Đại lượng cần đo y
x
được biến
thành khoảng thời gian t
x
Ở đây phép so sánh phải thực
hiện một bộ ngưỡng
)(
kx
yysigny
−=∆



kx
kx
yy
yy
<

=

0
1
b) Phương pháp mã hoá tần số
xung.
- Trong phương pháp này đại
lượng vào y
x
cho tăng tỉ lệ với đại
lượng cần đo x và khoảng thời gian t: y
x
= t.x, còn đại lượng bù y
k
được giữ không đổi.
Tại điểm cân bằng có:

2
y
x
=x.t
x
= y
k
=const
Suy ra f
x
= 1/t
x
= x/y
k.
Đại lượng cần đo x đã được
biến thành tần số f
x
. Ở đây phép so
sánh cũng phải thực hiện một bộ
ngưỡng .
1
()
0
kx
xk
kx
yy
ysigny y
yy


∆= − =

<


c) Phương pháp mã hoá số xung
Trong phương pháp này đại lượng vào y
x
=const, còn đại lượng bù y
k

cho tăng tỉ lệ với thời gian t theo quy luật bậc thang với những bước nhảy không đổi y
o

gọi là bước lượng tử.
T=const gọi là xung nhịp.
Ta có: Y
k
= y
o

()

=

n
i
iTt
1
1
Tại điểm cân bằng đại lượng vào y
x
được biến thành số xung N
x
.
y
x
= N
x
. y
0
Sai số của phương pháp này là không lớn hơn một bước lượng tử .
Để xác định được điểm cân bằng, phép so sánh cũng phải thực hiện một bộ ngưỡng
1
()
0
xk
xk
xk
yy
ysigny y
yy


∆= − =

<






2. Sai số phụ là gì, cho 2 ví dụ minh hoạ.
Đáp án:
2.1. Sai số phụ:(1 điểm)

3
* Thit b o phi thu nng lng t i tng o di bt kỡ hỡnh thc no bin
thnh i lng u ra ca thit b. Tiờu th nng lng th hin phn tỏc dng ca thit
b o lờn i tng o gõy ra nhng sai s m ta thng bit c nguyờn nhõn gi l sai
s ph v phng phỏp. Trong khi đo ta cố gắng phấn đấu sao cho sai số này không lớn
hơn sai số cơ bản của thiết bị.
Tổn hao năng l
ợng với mạch đo dòng áp là:
P
A
= R
A
. I
2
.
P
U
= U
2
/ R
V
.
Vậy ta tạm tính sai số phụ do ảnh hởng của tổng trở vào là:

I
= R
A
/ R
t
;
U
= R
t
/ R
V
.
R
A
: Điện trở của ampemet hoặc phần tử phản ứng với dòng
R
V
: Điện trở của vônmét hoặc phần tử phản ứng với áp
R
t
: Điện trở tải.

2.2.Vớ d minh ha (Mi vớ d c 0,5 im).
2.2.1 Vớ d 1 :
Phõn tớch sai s ph khi o ỏp trờn hỡnh 1.9.
Xột mch in nh hỡnh v
- Gi s cn kim tra in ỏp U
AO
Theo lý lch [ U
AO
]= 502 (V)
- Xỏc nh in ỏp trờn R
2
khi khụng cú Volmet (K
m) v khi cú Volmet (K úng):
+ Xột khi cha o (K m), ta cú ngay:
U
AO
= 50 (V)
+ Xột khi o (K úng).
Gi s R
V
= 100 k. Vy in ỏp o c:

4

55
'
2
55
55
2
5
2
1
55
2
100 10 .10
33,3( )
10 .10
10 10
10
10 10
V
VAO
V
V
V
RR
U
UU V
RR
RR
R
RR
== ⋅ = ⋅ =
++
+
+
+
+

Vậy điện áp U
AO
sai số từ 33,3 (V) lên 50 (V) chính là sai số phụ về phương pháp
do ảnh hưởng của Volmet sinh ra.
3. Trình bày nguyên lý làm việc của cơ cấu đo từ điện.
Đáp án:
3.1. Loại cơ cấu có một khung dây động (1 điểm)
1. Hình vẽ (0,5 điểm)

2. Nguyên lý làm việc (0,5 điểm)
Khi ta cho dòng điện một chiều I chạy vào khung dây, dưới tác dụng của từ trường
nam châm vĩnh cửu trong khe hở không khí, các c
ạnh của khung dây sẽ chịu tác dụng
một lực điện từ có trị số xác định theo biểu thức:
F BlWI=

Trong đó: B là trị số cảm ứng từ trong khe hở không khí
l
là Chiều dài tác dụng của khung dây
W là số vòng dây
I là trị số dòng điện
- Ta thấy 2 cạnh của khung dây cùng chịu tác dụng của lực F nhưng ngược chiều nhau
nên sẽ tạo ra mômen quay M
q
quay khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α. M
q

được tính theo biểu thức:

5
M
q
=
2
2
d
F BldWI BSWI==

d: Kích thước ngang của khung dây
.Sd=
:
l
diện tích bề mặt khung dây
Khi khung dây quay thì lò xo phản sẽ sinh ra mômen phản được tính:
M
p
= D.
α

Trong đó D là hệ số phản kháng phụ thuộc vào tính chất vật lý của lò xo.
Dưới tác động đồng thời của hai mômen quay và mômen phản, phần động của cơ cấu sẽ
dừng lại ở vị trí cân bằng:
M
q
= M
p
Ù BSWI=D
α
Ù
..
I
BSW
ISI
D
α
==

Ở đây
..
I
BSW
S const
D
==
là độ nhạy của cơ cấu theo dòng điện.
Ta thấy
α
tỉ lệ bậc nhất với I.
Vậy từ góc quay ta xác định được dòng điện cần đo
3.2.loại cơ cấu có hai khung dây động(Logomet từ điện) (1 điểm)
1. Hình vẽ (0,5 điểm)








2. Nguyên lý làm việc (0,5 điểm)
Khi ta cho các dòng một chiều I
1
,
I
2
chạy vào các cuộn dây động. Dưới tác dụng của từ trường nam châm vĩnh cửu sẽ tạo ra
các mô men quay M
1
, M
2
với:
M
1
= B
1
S
1
W
1
I
1
.
M
2
= B
2
S
2
W
2
I
2
.
Vì khe hở không khí là không đều cho nên cảm ứng từ B phụ thuộc vị trí của khung dây
động:
B
1
=
( )
α
1
f
Æ M
1
=
( )
α
1
f
S
1
W
1
I
1
;
B
2
= f
2
( )
α

--> M
2
=
( )
α
2
f
.S
2
W
2
I
2
.

6
Vỡ khụng cú lũ xo phn nờn phn ng s cõn bng khi M
1
= M
2
.
Ta cú:
()

1
f
S
1
W
1
I
1
=
( )

2
f
.S
2
W
2
I
2
Vy
()
()
1
2
222
111
I
I
WSf
WSf
=



Gii phng trỡnh ny ta tỡm c quan h:

=








1
2
I
I
f


4. Trỡnh by nguyờn lý lm vic ca c cu o in ng.
ỏp ỏn:
4.1.Loại có một khung dây động(1 im)
1. Hỡnh v (0,5 im)
cuộn dây động
cuộn dây tĩnh







Hình 2.6 Cơ cấu chỉ thị điện động



2. Nguyên lý làm việc(0,5 im)
-Xét khi cho các dòng điện một chiều I
1
và I
2
vào các cuộn dây phần tĩnh và động,
trong lòng cuộn dây tĩnh sẽ tồn tại một từ trờng. Từ trờng này sẽ tác động lên dòng điện
chạy trong cuộn dây động và tạo ra mô men quay: :
M
q
=
d
dW
e

Năng lợng từ trờng tích luỹ trong lòng cuộn dây là:

2112
2
22
2
11
2
1
2
1
IIMILILW
e
++=


7
Trong đó L
1
, L
2
là điện cảm của các cuộn dây và chúng không phụ thuộc vào góc
quay . M
12
là hỗ cảm của hai cuộn dây, M
12
thay đổi khi phần động quay.
Mô men quay M
q
=
21
12
II
d
dM
d
dW
e

=


- Xét khi hai dòng điện đa vào các cuộn dây là dòng điện xoay chiều thì:
M
q
(t) =
21
12
ii
d
dM


giả sử i
1
= I
1m
sint và i
2
=I
2m
sin(t-)
Do phần động có quán tính mà không kịp thay đổi theo giá trị tức thời cho nên thực
tế lấy theo giá trị trung bình trong một chu kỳ:
M
q
=

T
o
q
dt)t(M
T
1
=


T
mm
dt
d
dM
ttII
T
0
12
21
)sin(sin
1


=


cos
21
12
II
d
dM

Với là góc lệch pha giữa hai dòng điện; I
1
, I
2
là các giá trị hiệu dụng của dòng
điện lần lợt chạy trong các cuộn dây tĩnh và động.
Tóm lại, trong mọi trờng hợp ta đều có:



cos...cos
2121
12
IIKII
d
dM
M
q
==

Khi M
q
= M
p





cos
21
12
II
d
dM
= D


Vậy



cos...cos
1
21121
12
IIKII
d
dM
D
==


Loại có hai khung dây động hay lôgômét điện động(1 im)
ỏp ỏn:
1. Hỡnh v
(0,5 im)
i
1
i
Nam châm vĩnh
Khung dây động
Cuộn dây tĩnh
i
2
2. Nguyên lí làm việc
Khi cho hai dòng điện xoay chiều i,
i
1
, i
2
lần lợt chạy vào cuộn dây tĩnh và
các cuộn dây động, trong lòng cuộn dây
tĩnh sẽ có một từ trờng. Từ trờng này
sẽ tác động lên dòng điện chạy trong các
cuộn dây động sinh ra các mô men M
q1
,
M
q2
.
Hình 2.7 Lôgômét điện động

8







=






=


22
2
2
11
1
1
,cos.
,cos.
IIII
d
dM
M
IIII
d
dM
M
q
q



Với M
1
, M
2
là hệ số hỗ cảm giữa cuộn dây tĩnh và lần lợt các cuộn dây động.
Ngời ta bố trí sao cho các mômen này ngợc chiều nhau, vậy khi cân bằng phần
động, ta có M
q1
= M
q2












=






=









11
22
2
1
22
2
11
1
,cos
,cos
,cos.,cos.
III
III
d
dM
d
dM
IIII
d
dM
IIII
d
dM




Giải phơng trình trên, ta đợc:










=
11
22
cosI
cosI
f

Với I
1,
I
2
là các giá trị hiệu dụng của các dòng điện i
1
, i
2
;

1
,

2
là góc lệch pha giữa
dòng điện i , i
1
và i , i
2

5. Trỡnh by mch bin i t c s 10 sang ch th 7 thanh
ỏp ỏn:
Đầu vào là các số tự nhiên từ 0

9, đầu ra là chỉ thị bảy thanh bằng điốt phát quang.
Xuất phát từ thực tế ta có bảng trạng thái nh sau (1 im):
Bả
ng 2.2 Bảng trạng thái biến đổi từ số nhị phân sang thập phân
Trạng thái các phần tử
Số thập phân
Y
1
Y
2
Y
3
Y
4
Y
5
Y
6
Y
7
0 (X
0
) 1 1 1 1 1 1 0
1 (X
1
) 0 1 1 0 0 0 0
2 (X
2
) 1 1 0 1 1 0 1
3 (X
3
) 1 1 1 1 0 0 1
4 (X
4
) 0 1 1 0 0 1 1
5 (X
5
) 1 0 1 1 0 1 1
6 (X
6
) 1 0 1 1 1 1 1
7 (X
8
) 1 1 1 0 0 0 0

9
8 (X
8
) 1 1 1 1 1 1 1
9 (X
9
) 1 1 1 1 0 1 1

Từ bảng trạng thái ta có thể viết đợc phơng trình nh sau (với số thứ tự các thanh
nh phần trớc) (1 im)
Y
1
= X
0
+ X
2
+X
3
+ X
5
+ X
6
+X
7
+ X
8
+ X
9

Y
2
= X
0
+X
1
+ X
2
+X
3
+X
4
+X
7
+ X
8
+ X
9

Y
3
= X
0
+ X
1
+X
3
+X
4
+ X
5
+ X
6
+X
7
+ X
8
+ X
9

Y
4
= X
0
+ X
2
+X
3
+ X
5
+ X
6
+ X
8
+ X
9

Y
5
= X
0
+ X
2
+ X
6
+ X
8

Y
6
= X
0
+ X
4
+ X
5
+ X
6
+ X
8
+ X
9

Y
7
= X
2
+X
3
+X
4
+ X
5
+ X
6
+ X
8
+ X
9

Từ đây ta có thể thiết lập mạch logic sau:
OR

Y
7
OR

Y
6
Y
5
OR

Y
4
OR

OR

Y
3
Y
2
OR

X
0
X
1
X
2
X
4
X
6
X
8
X
3
X
5
X
7
X
9
Y
1
OR

Hình 2.18 Mạch biến đổi từ
mã thập phân sang chỉ thị 7 thanh


6. Tớnh toỏn sai s ngu nhiờn vi s ln o cú hn (n 30 ).(2 im)

10
Đáp án:
Quá trình gia công được tiến hành theo các bước như sau:
+ Bước1: Tính giá trị trung bình
Kỳ vọng toán học được lấy là trung bình cộng của n lần đo.
[]
n
x
xxxM
n
k
i
d

=
===
1

+ Bước 2: Xác định các sai số dư
ii
xx
δ
= −
;
_
1in=

+ Bước 3: Độ lệch bình quân phương của đại lượng đo
()
2
2
11
11
nn
ii
ii
x
xx
nn
δ
σ
==

==
− −
∑∑
=
1
2
11








∑∑
==
n
n
x
x
n
i
n
i
i
i

+ Bước 4: Xác định độ lệch bình quân phương trung bình đại số
Nếu ta lấy kết quả là giá trị trung bình của n lần đo thì phương sai sẽ giảm đi
n

lần

()
()
2
2
11
1
nn
ii
xi i
x
xx
nn n
n
1
δ
σ
σ
==

== =
− −
∑ ∑

+ Bước 5: Sai số ngẫu nhiên được tính:
∆x = k
st
.
x
σ

Trong đó: k
st
là hệ số Student, nó phụ thuộc vào số lần thu thập n và xác suet yêu
cầu p. Hệ số k
st
được tra trong sổ tay kỹ thuật: k
st
= f(n,p)
+ Bước 6 : Kết quả đo được tính

()
2
11
1
1
nn
ii
i
ii
st
x x
x
n
xx x k
nnn
==
⎛⎞

⎜⎟

=±∆= ±

∑∑



Chú ý: Trong thực tế có những lần thu thập số liệu cho kết quả không đáng tin cậy
(và ta thường gọi là nhiễu của tập số liệu). Ta phải loại bỏ lần đo này nhờ thuật toán sau:
Sau khi tính
σ
ta so sánh các
i
δ
với 3
σ
với i=1 đến n, nếu lần đo nào có
3
i
δ δ

thì

11
phi loi b ln o ú v tớnh li t u vi ( n-1) phộp o cũn li. Cú th chng minh
rng vic loi b ú ó m bo tin cy 99,7%.

7. Tớnh toỏn sai s giỏn tip, cho vớ d.
ỏp ỏn:
7.1.
Tớnh toỏn sai s giỏn tip
(
1 im)

Giả sử có 1 phép đo gián tiếp đại lợng y thông qua các phép đo trực tiếp
x
1
,x
2
,..x
n

y = f (x
1
,x
2
,x
n
)
Ta có:
n
dx
x
y
dx
x
y
dx
x
y
dy


+


+


= ...
21

Sai số tuyệt đối của phép đo gián tiếp đợc đánh giá




22
22
12
12
1
... (1 20)
n
nk
nk
k
yy y y
yx x x x
xx x x
=



= + + + =







x
1
,

x
2
,

x
n
: sai số tuyệt đối của phép đo các đại lợng trực tiếp x
1
,
x
2
,x
n
.
Sai số tơng đối của phép đo gián tiếp đợc tính là:
222
2
2
2
1
2
1
21 n
xxx
n
n
y
...
x
y
y
x
...
x
y
y
x
y
y
+++=



















++



















=

=

Trong đó:

x1
,

x2
, ,

xn
là sai số tơng đối của các phép đo trực tiếp x
1
, x
2
,,x
n
Bảng 1.2 Bảng tính sai số tuyệt đối và sai số tơng đối của 1 số hàm y thờng gặp

Hàm y
Sai số tuyệt đối

y
Sai số tơng đối
y/y
y
=

x
1
+ x
2
()()
2
2
2
1
xx +

()()
2
21
2
2
2
1
)xx(
xx
+
+


x
1
.x
2
() ()
2
1
2
2
2
2
2
1
xxxx
+

2
2
2
2
1
1









+










x
x
x
x

2
1
x
x

() ()
4
2
2
1
2
2
2
2
2
1
x
xxxx +


2
2
2
2
1
1









+










x
x
x
x

x
n
xnx
n

1









x
x
n



12




7.2. Ví dụ (1 im)
Ngời ta sử dụng Ampemét và Volmét để đo điện trở bằng phơng pháp gián tiếp.
Ampemét có thang đo là 1A, cấp chính xác là 1. Volmét có thang đo là 150V, cấp chính
xác 1.5. Khi đo ta đợc số chỉ của hai đồng hồ là: I = 1A, U =100V
Hãy tính sai số tuyệt đối và tơng đối của phép đo điện trở trên.
Bài làm
+ Sai số tuyệt đối của Ampemét là:

I = D
I


% = 1. 1/100 = 0.01(A)
+ Sai số tuyệt đối của Volmét là:


U = D
u

% = 150.1.5/100=2.25(V)
+ Giá trị điện trở theo phép đo là:
R = U/I =100/1 =100(

)
+ Sai số tuyệt đối của phép đo điện trở là:


R =
=
+
=
+

46.2
1
01.0*10025.2*1
222
4
2222
I
IUUI

+ Sai số tơng đối của phép đo điện trở
22
100





+





=

=
IUR



IUR
*100 =

%4.2100*024.0100*
1
01.0
100
25.2
22
==






+













13



8. Trỡnh by nguyờn lý lm vic ca c cu o cm ng.
ỏp ỏn:
8.1.Hỡnh v (1 im).
Hình 2.12 Đồ thị vectơ

1

2
I
1
I
2
E
1
E
2
I
x1
I
x2


1


8.2.Nguyên lý làm việc(1 im)
Khi cho dòng điện i
1
vào cuộn dây 1 thì cuộn dây 1 tạo ra từ thông

1
xuyên qua đĩa
nhôm, dòng điện i
2
vào trong cuộn dây 2 tạo ra từ thông

2
cũng xuyên qua đĩa nhôm.
Từ thông

1
cảm ứng trên đĩa nhôm sức điện động e
1
chậm pha hơn

1
một góc

/2.
Từ thông

2
cảm ứng trên đĩa nhôm sức điện động e
2
chậm pha hơn

2
một góc

/2.
Vì đĩa nhôm đợc coi nh rất nhiều vòng dây đặt sát nhau, cho nên E
1
, E
2
sẽ tạo ra
trên đĩa nhôm các dòng điện xoáy i
x1
và i
x2
chậm pha hơn so với e
1
và e
2
các góc

1


2

vì ngoài điện trở thuần còn có thành phần cảm ứng, tuy nhiên do các thành phần cảm ứng
đó rất nhỏ nên ta giả thiết các góc

1


1


0
Do có sự tơng hỗ giữa từ thông

1
,

2
với các dòng điện i
x1
và i
x2
mà sinh ra các lực
F
1
và F
2
và các mô men tơng ứng làm quay đĩa nhôm
Ta xét các mômen thành phần nh sau:
M
11
là mômen sinh ra do

1
tác động lên i
x1
M
12
là mômen sinh ra do

1
tác động lên i
x2
M
21
là mômen sinh ra do

2
tác động lên i
x1
M
22
là mômen sinh ra do

2
tác động lên i
x2
Giá trị tức thời của mômen quay M
1t
do sự
tác động tơng hỗ giữa

1
và dòng tức thời i
x1
là:
Hình 2.11 Cơ cấu chỉ thị cảm ứng
I
x1
I
x2
M
21
M
12
F
2
F
1

14
M
1t
= C

1
i
x1
C: là hệ số tỷ lệ
Giả sử:

1
=

1m
sin

t, i
x1
=I
x1m
sin(

t -

), với

là góc lệch pha giữa

1
và i
x1
M
1t
= C

1m
I
x1m
sin

t sin(

t -

)
Vì phần động có quán tính cho nên ta có mômen là đại lợng trung bình trong một
chu kỳ T.
M =

=
T
0
m1xm1
T
0
t1
dt)tsin(tsinIC
T
1
dtM
T
1

= C

1
I
x1
cos


Ta xét lần lợt các mômen trên
M
11
= C
11

1
I
x1
cos (

1,
I
x1
) = C
11

1
I
x1
cos (

/2) = 0
M
12
= C
12

1
I
x2
cos (

1,
I
x2
) = C
12

1
I
x2
cos (

/2 +

) = -C
12

1
I
x2
sin


M
21
= C
21

2
I
x1
cos (

2,
I
x1
) = C
21

2
I
x1
cos (

/2-

) = C
21

2
I
x1
sin


M
22
= C
22

2
I
x2
cos (

2,
I
x2
) = C
22

2
I
x2
cos (

/2) = 0
Nh vậy mômen quay sẽ là tổng các mômen thành phần: M
q
= M
12
+ M
21

M
12
và M
21
có dấu ngợc nhau do vậy mômen tổng sẽ kéo đĩa nhôm về một phía duy
nhất:
M
q
= - M
12
+ M
21
= C
12

1
I
x2
sin

+ C
21

2
I
x1
sin


Nếu dòng điện tạo ra

1


2
là hình sin và đĩa nhôm là đồng nhất(chỉ có điện trở
thuần) thì các dòng điện xoáy I
x1
và I
x2
sẽ tỷ lệ với tần số và từ thông sinh ra nó
Tức là: I
x1
= C
3
f

1
, I
x2
=C
4
f

2
Do vậy
M
q
= C
12

1
C
4
f

2
sin

+ C
21

2
C
3
f

1
sin


= (C
12
C
4
+ C
21
C
3
) f

1

2
sin


= Cf

1

2
sin


Với C = C
12
C
4
+ C
21
C
3
là hằng số của cơ cấu chỉ thị cảm ứng
trong đĩa nhôm gây tổn hao công suất.

4.2. CU HI LOI 2 (2 IM)
1. Yờu cu v in tr khi o dũng v ỏp.
ỏp ỏn:
1.1.Khi đo dòng điện (1 im)
Sai số phụ trong quá trình đo lờng sẽ đợc tính:

15

A
I-I
I
A A
tA t
p
R R
R RR


==
+
, vì R
A

<<
R
t
A

R
t
U
Ta thấy sai số do A gây ra đối với
mạch tải càng nhỏ nếu điện trở của
Ampemét càng nhỏ so với điện trở tải.
Hình 3.1 Sơ đồ đo dòng điện
Với một phụ tải có điện trở là R
t
, cấp chính xác của Ampemét sử dụng là

(hoặc độ
chính xác yêu cầu của mạch lấy tín hiệu dòng là

) thì điện trở của Ampemét phải đảm
bảo điều kiện sao cho :


P




, hay ta có R
A

R
t



Nếu không đảm bảo điều kiện trên, sai số phụ gây ra sẽ lớn hơn sai số yêu cầu, lúc
đó ta phải sử dụng công thức hiệu chỉnh:
)(I
R
R
II
pA
t
A
A
+=








+=
11

1.2.Khi đo điện áp (1 im)
Xét khi cha mắc volmet vào mạch, điện áp
trên tải đợc tính:
.
t
t
tn
E R
U
R R
=
+

Trong đó: E là sức điện động của nguồn, R
r
là điện trở tải, R
n
là nội trở của nguồn
Xét khi mắc volmet vào mạch, điện áp U
v
do volmet đo đợc sẽ là:
0
tv
v
v
UR
U
R R
=
+
; với
0
tn
tn
R R
R
R R
=
+

Sai số phụ

P
do volmét gây ra
đợc
tính:
R
n

00
0tvv
R R
URRR

+
tv
p
UU


==

(Nếu
R
0
<< R
V
)
Ta thấy sai số phụ do volmet gây ra càng nhỏ nếu điện trở của nó càng lớn so với
điện trở tải. Vì thế yêu cầu đối với volmet là điện trở càng lớn càng tốt. Thực tế trên các
thiết bị đo hiện đại hoặc trên đồng hồ vạn năng ngời ta ghi tổng trở vào của nó .
V

R
t
U
t
R
v
E

U
v
Hình 3.3 Sơ đồ đo điện áp

16
Với một phụ tải có điện trở R
t
đặt trong mạch có điện trở nguồn R
n
, nếu dùng
volmet cấp chính xác

(hoặc độ chính xác yêu cầu của mạch lấy tín hiệu áp là

) thì điện
trở của volmet phải đảm bảo điều kiện sao cho

P




, hay ta có:
0
;
v
R
R



Nếu không đảm điều kiện trên, sai số phụ do volmet gây ra lớn hơn sai số của bản
thân cơ cấu chỉ thị và ta phải dùng công thức hiệu chỉnh.
U
t
= (1 +

p
) U
v




2. Cỏc phng phỏp m rng gii hn o khi o dũng in.
ỏp ỏn:
2.1.
Đối với Ampemét một chiều(1 im)
Điện trở sun đợc mắc song song với cơ cấu đo nh hình vẽ 3.7 (Shunt = rẽ nhánh)

Ta có: I = I
0
+ I
s

0
0
0
0
I
R
R
I
R
R
I
I
s
s
s
s
==

Từ đó ta có:
0
00
1
I
s
R
I IIK
I
I
s
I
0
R
0
R
s
R

=+=



Hình3.7 Phơng pháp mở rộng thang đo cho
Ampemét một chiều

Với K
I
= 1 +
s
R
R
0
, gọi là hệ số phân dòng của Ampemét.
Cực áp
Cực dòng
Khi biết R
0
, dòng điện định mức lệch toàn thang đo I
0
, dòng cần
đo I, ta có thể tính đợc:
0
0
1
Is
I
I R
KR
IK
==

(3-5)
2.2.Đối với Ampemét xoay chiều (1 im)
a. Phơng pháp chia nhỏ cuộn dây
Hình 3.8

17

I

W W W W

W
W
W
W
2I




W
W
W
W
4I



Hình 3.9 Phơng pháp chia nhỏ cuộn dây




a. Phơng pháp dùng biến dòng điện
Ta có: I
1
W
1


I
2
W
2

A
W
2
W
1
I
2
I
1
B
I
Hay I
1
/I
2
= W
2
/W
1
= K
I
, K
I
gọi là
hệ số máy biến dòng
Thông thờng, để dễ ràng cho việc chế
tạo và sử dụng W
1
chỉ có một vòng, ứng với
dòng điện I
1
ở chế độ định mức theo một dãy
số u tiên nào đó; W
2
nhiều vòng hơn ứng
với dòng I
2
ở chế độ định mức là: I
2đm
= 1 A
hoặc I
2đm
= 5 A
Hình 3.10 Sơ đồ dùng B
I
để đo dòng điện
VD: Máy biến dòng : 100/5 ; 200/5; 300/ 5

3. Cỏc phng phỏp m rng gii hn o khi o in ỏp.
ỏp ỏn:
3.1.Phơng pháp dùng điện trở phụ (1 im)

R
0
U
x
U
0
R
p
Với: R
0
điện trở của cơ cấu đo
R
p
là điện trở phụ
U
0
điện áp đặt lên cơ cấu
U
x
điện áp cần đo
Ta có:
0
0
000
0
R
RR
U
U
RR
U
R
U
p
x
p
x
+
=
+
=

Hình3.13 Mở rộng thang đo cho
Volmét

18
Đặt: K
u
=
0
0
0
R
RR
K
U
U
p
u
x
+
=


K
u
R
0
= R
0
+ R
p


R
p
=R
0
(K
u
-1)
K
u
: Gọi là hệ số mở rộng thang đo: K
u
=
0
U
U
x

Ví dụ: Sơ đồ điện của 1 Volmét có 3 giới hạn đo

R
p3
R
p2
R
p1
U
3
(-)
U
2
(-)
U
1
(-)






Hình 3.14 Sơ đồ volmét có 3 thang đo

3.2.Phơng pháp dùng biến điện áp (1 im)
Vì volmet có điện trở lớn nên có thể coi biến điện áp luôn làm việc ở chế độ không tải:
Ta có:
11
22
U
UW
K
UW
=

U
1

W
2
W
1
V
Để tiện trong quá trình sử dụng và chế tạo
ngời ta quy ớc điện áp định mức của biến điện
áp phía thứ cấp bao giờ cũng là 100V. Còn phía
sơ cấp đợc chế tạo tơng ứng với các cấp của
điện áp lới. Khi lắp hợp bộ giữa biến điện áp và
Volmét ngời ta khắc độ Volmét theo giá trị
điện áp phía sơ cấp
Hình 3.15 Dùng B
U
đo điện áp lớn
Giống nh Biến dòng điện, biến điện áp là p
phải đựơc kiểm định trớc khi lắp đặt
hần tử có cực tính, có cấp chính xác, và

4. Trỡnh by nguyờn lý lm vic ca in th k t ng t ghi.
ỏp ỏn:
4.1.S túm tt nguyờn lý (1im)
Loại này thờng dùng đo nhiệt độ lò tôi, ram, nhiệt luyện,dùng nhận dạng các đối
tợng là lò gia nhiệt
- Sơ đồ tóm tắt nguyên lý nh hình 3.23


19
R
1
Băng giấy

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×