Giáo trình Đo lượng điện tử
Đơn vị đo khối lượng (kg):
Kilôgam là đơn vị đo khối lượng, một trong bảy đơn vị đo cơ bản của hệ đo lường quốc tế (SI), được định nghĩa là "khối lượng của khối kilôgam chuẩn quốc tế, mẫu chuẩn một kilogramme là một hình ống trụ hợp kim gồm 90% platin và 10% iridi, có đường kính 39 mm, cao 39 mm” thể hiện ở hình 1.1
Mẫu này được chế tạo vào năm 1879 ở Luân Dôn và hiện được bảo quản, đậy kín bởi một chuông kính, đặt tại Văn phòng Quốc tế về Đo lường, ở vùng Sèvres - Paris.
Hình 1.1
Tuy nhiên, sau hơn 100 năm được chế tạo ra, mẫu chuẩn này đã bị biến đổi. Một vấn đề rất quan trọng là hiện nay kilôgam có xu hướng mất bớt khối lượng với thời gian do bị mòn đi (bằng khoảng một hạt cát có đường kính 0,4 mm). Đối với chúng ta, điều này chẳng hề hấn gì. Nhưng các nhà khoa học không chấp nhận như vậy bởi vì đơn vị trọng lượng là cơ sở cho nhiều đơn vị đo lường khác, và khoa học đòi hỏi phải chính xác không cho phép một sự sai lệch như vậy. Cần phải tìm một mẫu chuẩn khác theo đúng định nghĩa, tức là có thuộc tính không thay đổi của tự nhiên. Nói một cách khác, mẫu chuẩn phải là phi vật thể.
Đa phần mỗi quốc gia tuân thủ hệ đo lường quốc tế đều có bản sao của khối kilôgam chuẩn, được chế tạo và bảo quản y hệt như bản chính, và được đem so sánh lại với bản chính khoảng 10 năm một lần.
Chữ kilô (hoặc trong viết tắt là k) viết liền trước các đơn vị trong hệ đo lường quốc tế để chỉ rằng đơn vị này được nhân lên 1000 lần. Tại Việt Nam, kilôgam còn thường được gọi là cân trong giao dịch thương mại đời thường.
1.1.3 Đơn vị đo thời gian giây (s):
Giây (viết tắt là s theo chuẩn quốc tế và còn có kí hiệu là ″ ) là đơn vị đo thời gian, là một đơn vị cơ bản trong hệ đo lường quốc tế (SI). Định nghĩa quen thuộc của giây vốn là khoảng thời gian bằng 1/60 của phút, hay 1/3600 của giờ.
Hay Giây là một khoảng thời gian bằng 9.192.631.770 lần chu kỳ của thời lượng bức xạ tương ứng trong sự chuyển tiếp giữa hai mức năng lượng trong trạng thái cơ bản của nguyên tử Cs133 (Xêzi ). Trong vật lí người ta còn sử dụng các đơn vị nhỏ hơn như mili giây (một phần nghìn giây), micrô giây (một phần triệu giây), hay nano giây (một phần tỉ giây)
1.1.4 Đơn vị đo cường độ dòng điện ( A):
Ampe là cường độ của dòng điện không đổi khi chạy qua trong hai dây dẫn thẳng, tiết diện nhỏ, rất dài, song song với nhau và cách nhau 1m trong chân không thì trên mỗi mét dài của mỗi dây có một lực từ bằng 2.10-7 N (Niutơn) trên một mét chiều dài. Ampe có ký hiệu là A, là đơn vị đo cường độ dòng điện I trong hệ SI, lấy tên theo nhà Vật lý và Toán học người Pháp André Marie Ampère.
1.1.5 Đơn vị đo nhiệt độ ( K):
Trong hệ thống đo lường quốc tế, Kelvin là một đơn vị đo lường cơ bản cho nhiệt độ. Nó được kí hiệu bằng chữ K. Mỗi độ K trong nhiệt giai Kelvin (1K) tương ứng bằng một độ trong nhiệt giai Celsius (1°C) , Thang nhiệt độ này được lấy theo tên của nhà vật lý, kỹ sư người Ireland William Thomson, nam tước Kelvin thứ nhất.
Nhiệt độ trong nhiệt giai Kelvin đôi khi còn được gọi là nhiệt độ tuyệt đối, do 0K ứng với nhiệt độ nhỏ nhất mà vật chất có thể đạt được. Tại 0K, trên lý thuyết, mọi chuyển động nhiệt hỗn loạn đều ngừng. Thực tế chưa quan sát được vật chất nào đạt tới chính xác mức 0K, chúng luôn có nhiệt độ cao hơn 0K một chút, tức là vẫn có chuyển động nhiệt hỗn loạn ở mức độ nhỏ.
Độ Celsius (°C hay độ C) là đơn vị đo nhiệt độ được đặt tên theo nhà thiên văn học người Thụy Điển Anders Celsius (1701–1744). Ông là người đầu tiên đề ra hệ thống đo nhiệt độ căn cứ theo trạng thái của nước với 100 độ là nước đá đông và 0 độ là nước sôi ở khí áp tiêu biểu (standard atmosphere) vào năm 1742. Hai năm sau nhà khoa học Carolus Linnaeus đảo ngược hệ thống đó và lấy 0 độ là nước đá đông và 100 là nước sôi. Hệ thống này được gọi là hệ thống centigrade tức là bách phân và danh từ này được dùng phổ biến cho đến nay mặc dù kể từ năm 1948, hệ thống nhiệt độ này đã chính thức vinh danh nhà khoa học Celsius bằng cách đặt theo tên của ông. Một lý do nữa Celsius được dùng thay vì centigrade là vì thuật ngữ "bách phân" cũng được sử dụng ở lục địa châu Âu để đo một góc phẳng bằng phần vạn của góc vuông
- Có thể biến đổi bằng công thức từ 0C sang K bởi công thức sau:
t° = T -273,15 T = 273,15+ t°
(0°C tương ứng với 273,15 K hay 0K = - 273,150C)
Trong đó:
t0: Kí hiệu nhiệt độ Celcius, đơn vị 0C
T: Kí hiệu nhiệt độ giai Kelvin, đơn vị K
Chú ý: là không dùng chữ "độ K" (hoặc "0K") khi ghi kèm số, chỉ kí hiệu K thôi, ví dụ 45K, 779K, chứ không ghi 45 độ K (hoặc 450K), và đọc là 45 Kelvin, 779 Kelvin, chứ không phải "45 độ Kelvin",.
- Trong đời sống ở Việt Nam và nhiều nước, nó được đo bằng 0C (10C trùng 274,15K)
- Trong đời sống ở nước Anh, Mỹ và một số nước, nó được đo bằng 0F (10F trùng 255,927778K, 10C bằng 1.80F).
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
129 trang
9560
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Đo lượng điện tử
..................................... - Thay đổi nút chỉnh TIME/DIV. Quan sát tín hiệu trên dao động ký. Tín hiệu thay đổi như thế nào?. Xác định chu kỳ, tần số tín hiệu hiển thị trên dao động ký cho mỗi trường hợp. Chu kỳ, tần số của tín hiệu có thay đổi khi thay đổi giá trị TIME/DIV không?. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Thay đổi vị trí x1, x10 trên que đo. Quan sát tín hiệu trên dao động ký Tín hiệu thay đổi như thế nào?. Xác định chu kỳ, tần số tín hiệu hiển thị trên dao động ký cho mỗi trường hợp. Chu kỳ, tần số của tín hiệu có thay đổi khi thay đổi vị trí x1, x10 trên que đo? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ BÀI 2: TÌM HIỂU MÁY PHÁT SÓNG - Quan sát máy phát sóng. Ghi lại các nút có trên máy phát sóng. Chức năng của từng nút. - Các dây nối vào OUTPUT, bật POWER. 1. Thay đổi dạng sóng tín hiệu. Thay dổi tuần tự các phím trong FUNCTION, quan sát dạng sóng trên dao động ký, vẽ dạng sóng. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2. Thay đổi dạng sóng tín hiệu. - Tạo sóng sin tần số 50hz. Quan sát tín hiệu trên dao động ký và vẽ dạng sóng quan sát được. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Thay đổi nút AMPLITUDE trên máy phát sóng đồng thời quan sát tín hiệu trên dao động ký, biên độ của tín hiệu có thay đổi không? Tần số của tín hiệu có thay đổi không? ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Khi thay đổi nút AMPLITUDE, biên độ của tín hiệu thay đổi từ bao nhiêu đến bao nhiêu? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Nhấn phím -30dB biên độ của tín hiệu thay đổi không? Tần số của tín hiệu có thay đổi không? Độ nhay bằng bao nhiêu? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Reset và thay đổi OFFSET. Quan sát tín hiệu trên dao động ký và vẽ dạng sóng. Nhận xét. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 3. Thay đổi tần số tín hiệu - Tạo sóng hình sin, chọn nút 1 trên RANGE Hz/ GATE TIME. - Thay đổi nút MAIN trên máy phát sóng đồng thời quan sát tín hiệu trên dao động ký, biên độ của tín hiệu có thay đổi không? Tần số của tín hiệu có thay đổi không? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Khi thay đổi MAIN, biên độ/ tần số của tín hiệu thay đổi từ bao nhiêu đến bao nhiêu? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Khi thay đổi FINE, biên độ/ tần số của tín hiệu thay đổi từ bao nhiêu đến bao nhiêu? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Thay đổi các nút trên RANGE Hz/ GATE TIME. Quan sát tín hiệu trên dao động ký. Biên độ của tín hiệu có thay đổi không? Tần số của tín hiệu có thay đổi không? Thay đổi như thế nào? ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... . 4. Thay đổi chu kỳ làm việc (Duty cycle) - Tạo sóng vuông, chọn nút 100Hz trên RANGE Hz/ GATE TIME. - Nhấn núm RAMP/PULSE vào trong, quan sát tỷ lệ chu kỳ làm việc với chu kỳ của tín hiệu quan sát được. Vẽ dạng sóng. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ - Kéo núm RAMP/PULSE ra ngoài, điều chỉnh và quan sát tỷ lệ chu kỳ làm việc với chu kỳ của tín hiệu quan sát được. Tỷ lệ này thay đổi trong phạm vi từ đâu đến đâu? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Bài 3: KHẢO SÁT MẠCH BẰNG DAO ĐỘNG KÝ 1. khảo sát mạch phân thế điện trở bằng dao động ký Hình 7.1 Các thiết bị ở trang thái sẵn sàng, mắc mạch như hình 7.1. Từ ngõ ra [ OUT – PUT] của bộ nguồn [ AF] lấy một tín hiệu hình sin có giá trị là 2v ngõ ra ( xác định 2v bằng VOM), ứng với tần số 1kHz Sau đó đưa tín hiệu này tới cầu phân thế tại 2 điểm [ A] và [D], vào dao động ký như hình 7.2. Hình 7.2 Trước hết que dò dương [ →] của dao động ký nối với các điểm [ A] rồi điều chỉnh các núm xoay: [VOLTS/DIV], [TIME/DIV], [POSITION ], [TRIGGER LEVER], để có một sóng đứng im, biên độ [h] khoảng [4→6] ô hình, rồi giữ nguyên, không điều chỉnh dao động ký nữa. Tiếp theo đặc que dò dương [→] lần lượt đến các diểm B,C khi thay đổi vị trí que dò dương B,C thì không thay đổi vị trí các núm điều chỉnh trên dao động ký) Quan sát và vẽ lại các sóng xuất hiện trên dao động ký Giải thích các dạng sóng vừa vẽ được. ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. 2. Đo điện trở bằng dao động ký - Từ ngõ ra [ OUT- PUT] của bộ nguồn [ AF] lấy ra một tín hiệu sóng sin có biên độ hiệu dụng là 2v ( xác định 2v bằng Vom ), ứng với tần số 1 kHz như hình 7.3. Hình 7.3 Đặt que dò dương đến diểm [A] và que dò âm đến điểm [B] Điều chỉnh các núm xoay [VOLTS/DIV], [TIME/DIV], [POSITION ], [TRIGGER LEVER], để có một sóng đứng im trên màn hình dao động ký. Ghi nhận giá trị biên độ h1 [ô] vào bảng 1 dưới đây. Giữ nguyên các núm điều chỉnh trên nguồn [AF] và dao động ký Tiếp theo đặt que dò dương lần lượt đến điểm [C], rồi ghi nhận giá trị h2 [ô] vào bảng 1. Sau đó thay đổi biên độ sóng sin từ ngõ ra của sóng (UAC ) [OUT PUT] của nguồn [ AF] từ (1.5v đến 3v ) rồi lặp lại các bước đo trên. Ghi nhận kết quả của h1 [ô] và h2 [ô] vào bảng 1. UAC (v) h1[ô] h2[ô] R1 = (h1 / h2 )x R2 (Ω) 1.5 2 2.5 3 3. Đo diện dung bằng dao động ký - Từ ngõ ra [ OUT – PUT] của bộ nguồn [ AF] lấy ra một tín hiệu sóng sin có biên độ hiệu dụng là 2v ( xác định 2v bằng VOM), ứng với tần số 1kHz như hình 1. Sau đó mắc mạch như hình 7.4. Hình 7.4 Đặt que dò dương đến điểm [D] và que dò âm đến [ E] Điều chỉnh các núm xoay [VOLTS/DIV], [TIME/DIV], [POSITION ], [TRIGGER LEVER], để có một sóng đứng im trên màn hình dao động ký. Ghi nhận giá trị biên độ h1 [ô] của sóng UDE vào bảng 2 dưới đây. Giữ nguyên các núm điều chỉnh trên nguồn [AF] và dao động ký. Tiếp theo đặt que dò dương lần lượt đến điểm [ F], rồi ghi nhận giá trị h2 [ô] của sóng UEF vào bảng 2. Sau đó thay đổi tần số của sóng sin từ nguồn [ AF]: f( 1kHz đến 3kHz) và lặp lại các bước đo trên. Ghi nhận kết quả của h1 và h2 [ô] vào bảng 2 f (kHz) h1[ô] h2[ô] L = ? ( H) 1 1.5 2 2.5 3 4. Đo điện cảm bằng dao động ký - Từ ngõ ra [ OUT – PUT] của bộ nguồn [ AF] lấy ra một tín hiệu sóng sin có biên độ hiệu dụng là 2v ( xác định 2v bằng VOM), ứng với tần số 1kHz như hình 1. Sau đó mắc mạch như hình 7.5. Hình 7.5 - Chọn R= 39Ω hoặc 18Ω, 82Ω, đặt que dò dương đến điểm [A] và que dò âm đến điểm [B]. - Điều chỉnh các núm xoay [VOLTS/DIV], [TIME/DIV], [POSITION ], [TRIGGER LEVER], để có một sóng đứng im trên màn hình dao động ký. - Ghi nhận giá trị biên độ h1 [ô] của sóng UAB vào bảng 3 dưới đây. - Giữ nguyên các núm điều chỉnh trên nguồn [AF] và dao động ký. - Tiếp theo đặt que dò dương lần lượt đến điểm [ C], rồi ghi nhận giá trị h2 [ô] của sóng UAC vào bảng 3. Sau đó thay đổi tần số của sóng sin từ nguồn [ AF]: f( 1kHz đến 3kHz) và lặp lại các bước đo trên. Ghi nhận kết quả của h1 và h2 [ô] vào bảng 3. Với công thức tính L tự xác định. f (kHz) h1[ô] h2[ô] L = ? ( H) 1 1.5 2 2.5 3 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP CHƯƠNG 7 Nội dung: + Về kiến thức: Trình bày được các phương pháp sử dụng máy hiện sóng để đọc, đo các thông số kỹ thuật của mạch điện. + Về kỹ năng: sử dụng thành thạo các nút chức năng của dao động ký (OSC). Đo, Xác định và đọc được giá trị của biên độ, điện áp thông qua các dạng tín hiệu ngõ ra và vào. + Về thái độ: Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp. Phương pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm + Về kỹ năng: Đánh giá kỹ năng thực hành lắp ráp, mạch điện theo yêu cầu của bài + Thái độ: Tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, ngăn nắp trong công việc. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kỹ Thuât Đo Điện, Nguyễn Ngọc Tân - Ngô Văn Kỳ, Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh. [2] Cơ Sở Kỹ Thuật Đo Lường Điện Tử, Vũ Quý Điềm, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật [3] Giáo Trình Đo Lường Điện Tử, Dư Quang Bình, Đại Học Đà Nẵng [4] Dụng cụ đo cơ điện, Nguyễn Trọng Quế, NXB KHKT, Hà Nội [5] Đo lường điện và cảm biến đo lường, Nguyễn Văn Hòa - Bùi Đăng Thanh - Hoàng sỹ Hồng, NXB Giáo Dục, 2005 [6] Kỹ thuật đo lường điện điện tử, Lưu Thế Vinh, Đại học Đà Lạt [7] Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển, Lê Văn Doanh, NXB KH&KT 2001. [8] Kỹ thuật đo, Nguyễn Ngọc Tân (chủ biên) - - NXB KH&KT 2000. [9] Giáo trình cảm biến, Phan Quốc Phô (chủ biên) - - NXB KH&KT 2005. [10] Measurement Systems-Application and Design, Ernest O. Doebelin, 5st edition, McGraw-Hill [11] [12]
File đính kèm:
- giao_trinh_do_luong_dien_tu.docx
