Giáo trình môn Đo lường điện

h số lần 
lượt từ trái qua phải là 1, 2, 3, 4 hay 1S, 2S, 3L, 4L 
 Các đầu 1, 2 hay 1S, 2S được nối với nguồn. 
 Các đầu 3, 4 hay 3L, 4L được nối với tải tiêu thụ. 
3.3.4.Cách chọn công tơ hợp lý: 
 Trên công tơ điện nhà sản xuất sẽ cho các giá trị: 
 Điện áp định mức: Uđm là giá trị điện áp cho phép công tơ làm việc. Công 
tơ 1 pha thường có điện áp định mức là 220V hoặc 110V; Công tơ 3 pha thường 
có điện áp định mức là: 3 pha 380V hoặc 3 pha 220V. 
Tải 
A 
B 
C 
N 
* 
* 
* * 
* * 
Hình 3.30: Sơ đồ đấu dây công tơ 3 pha 3 phần tử 
Nguồn Tải 
 L 
 N 
* 
* 
Hình 3.29: Sơ đồ đấu dây công tơ 1 pha 
 Dòng điện định mức: Iđm là giá trị dòng điện làm việc của công tơ. Nhà 
sản xuất thường cho giá trị dòng điện làm việc bình thường (định mức) và dòng 
điện tối đa (cực đại) mà công tơ có thể làm việc được dưới dạng Iđm (Imax). 
 Hằng số công tơ: cho biết số vòng quay của công tơ trên mỗi KWh điện 
năng tiêu thụ. Thông thường có các hằng số sau: 450 Rev/KWh; 600 Rev/KWh; 
900 Rev/KWh;1200 Rev/KWh ... 
 Ngoài ra trên nhãn còn có các thông số khác như: tần số; số hiệu sản 
phẩm; năm sản xuất ... 
 Quan sát các ký hiệu trên mặt công tơ để chọn công tơ thích hợp 
với mạch cần đo: điện áp, dòng điện định mức, hằng số công tơ, cấp chính xác 
v.v... 
Khi chọn công tơ, ngoài việc chọn điện áp của công tơ thích hợp với điện 
áp mạch cần đo, ta cần phải chọn dòng điện định mức của công tơ thích hợp với 
dòng điện mạch đo. Muốn vậy ta phải tính cường độ dòng điện tối đa của tất cả 
các đồ dùng điện trong nhà, xem như tất cả đồ dùng điện này được sử dụng cùng 
một lúc. 
3.3.5.Đo kiểm công tơ: 
 Do cấu tạo của công tơ (cuộn dòng điện dây to ít vòng và cuộn điện áp 
dây nhỏ nhiều vòng hơn) nên khi dùng Ohm kế để đo kiểm sẽ được kết quả 
RDòNG << RáP. Chú ý: Muốn phép đo được chính xác; khi đo phải hở cầu nối tại 
điểm số 2 trên sơ đồ. 
*Kiểm tra sơ bộ tốc độ quay của công tơ: 
 Tốc độ quay của công tơ phụ thuộc vào: 
 + Độ lớn của tải: tải càng lớn tốc độ quay càng nhanh. 
 + Hằng số đếm của công tơ: hằng số này càng cao tốc độ quay sẽ càng 
nhanh. Đây là tham số cơ bản để cân chỉnh hoặc kiểm tra độ chính xác của 
công tơ. 
Ví dụ: 
Công tơ điện loại 220V; 10 (30)A; 600Rev/ KWh. Kiểm tra công tơ bằng 
bóng đèn 220V – 100W thì thấy: 
 Giả sử điện áp nguồn đúng là 220V và công suất của đèn đúng 100W 
không sai số. 
 Do công suất của đèn là 100W nên phải sử dụng 10 h thì lượng điện 
năng tiêu thụ mới là 1KWh. Nghĩa là lúc đó đồng hồ quay được 600 vòng. 
 Như vậy trong 1 giờ công tơ sẽ quay được 600/10 = 60 vòng hay là mỗi 
phút công tơ sẽ quay 1 vòng. 
*Đọc chỉ số và tính điện năng tiêu thụ: 
Khi công tơ làm việc lượng điện năng tiêu thụ sẽ được hiển thị trên mặt số, 
đơn vị tính là KWh. Người dùng chỉ việc đọc giá trị này theo qui ước từ trái 
sang phải 
Tính điện năng tiêu thụ của một tháng Atháng = chỉ số mới – chỉ số cũ 
5. Đo điện trở 
1.1 .Sử dụng VOM. 
 1.1.1. Công dụng 
 Máy đo VOM đo được các đại lượng: 
 Điện trở đến hàng K . 
 Điện áp xoay chiều, một chiều đến 1000 V. 
 Dòng điện một chiều đến vài trăm mA. 
1.1.2. Kết cấu mặt ngoài: 
ĐƠN VỊ 
CHỤC 
TRĂM 
NGÀN 
CHỤC NGÀN 
LẺ 1/10 
 0 
ACV 
DCV 
  
OFF 
1000 
50 
250 
10 
1000 
250 
50 
10 
2.5 
x1 
x10 
x100 
x1K 
x10K 
_ + 

0 
∞ 
DCV-A 
ACV 
0 
0 
5 
10 
20 30 50 
100 
200 
1K 
50 
150 
200 
250 
3 
50 
10 
4 
6 
5 
8 
7 7 
2 
1 
2.5 
25 
250 
Hỡnh 5.1: Kết cấu mặt ngoàI của VOM deree 360re 
1. Nỳm xoay. 5. Nỳt chỉnh 0(Adj). 
2. Các thang đo. 6. Kim đo. 
3. Các vạch số (vạch đọc). 7. Lổ cắm que đo. 
4. Vớt chỉnh kim. 8. Gương phản chiếu. 
DCmA 
OUT PUT 
COM 
1.1.3.Cách sử dụng: 
a. Đo điện trở: 
 Bước 1: Cắm que đo đúng vị trí: đỏ (+); đen (–). 
 Bước 2: Chuyển núm xoay vể thang đo phù hợp (một trong các thang đo 
điện trở ). 
 Bước 3: Chập 2 que đo và điều chỉnh núm (Adj) cho kim chỉ đúng số 0 
trên vạch (). 
 Bước 4: Tiến hành đo: chấm 2 que đo vào 2 đầu điện trở cần đo. 
 
0 
ĐIỀU CHỈNH 
CHẬP 2 QUE ĐO 
 
0 
RX 
Hình 5.2: Đo điện trở 
 Bước 5: Đọc trị số: trị số đo điện trở sẽ được đọc trên vạch (trên mặt số) 
theo biểu thức sau: 
VD1: Núm xoay đặt ở thang x10; đọc được 26 thì giá trị điện trở đo được 
là: 
Số đo = 26 x10 = 260 . 
VD2: Núm xoay đặt ở thang x10K; đọc được 100 thì giá trị điện trở đo 
được là: 
Số đo =100 x10K =1000 K =1M. 
 Chú ý: 
 Mạch đo phải ở trạng thái không có điện. 
 Điện trở cần đo phải được cắt ra khỏi mạch. 
 Không được chạm tay vào que đo. 
 Đặt ở thang đo nhỏ, thấy kim đồng hồ không lên thì chưa vội kết luận 
điện trở bị hỏng mà phải chuyển sang thang đo lớn hơn để kiểm tra. Tương tự 
khi đặt ở thang đo lớn, thấy kim đồng hồ chỉ 0 thì phải chuyển sang thang lớn 
hơn. 
b. Đo điện áp xoay chiều: 
 Bước 1: Chuyển núm xoay vể thang đo phù hợp (một trong các thang ở 
khu vực ACV; màu đỏ). 
 Bước 2: Tiến hành đo: Chấm 2 que đo vào 2 điểm cần đo. 
 Bước 3: Đọc trị số: Số đo sẽ được đọc ở các vạch còn lại trên mặt số 
(trừ vạch ) 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 V20
250
50
*100 
 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 
c. Đo điện áp một chiều: 
Tiến hành tương tự như phần b, nhưng núm xoay phải đặt ở khu vực DCV 
và chấm que đo phải đúng cực tính như hình 5.3. 
Đo dòng điện một chiều: 
 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. 
 Bước 3: Đọc trị số, tương tự như phần b, đơn vị tính là mA hoặc A nếu 
để ở thang 50 A. 
d. Các chức năng khác của thang đo điện trở 
­ Đo thông mạch, hở mạch. 
0 
+ 
_ 
_ + 
 Hình 5.4: Đo dòng điện một chiều. 
0 
+ 
_ 
+ - 
DCV 
Hình 5.3: Đo điện áp một chiều. 
Không đứt (thông mạch) 
 X1 
Mạch bị đứt (hở mạch) 
 X1 
Hình 5.5: Kiểm tra thông mạch 
­ Kiểm tra chạm vỏ. 
­ Kiểm tra, xác định cực tính điôt. 
 Sau 2 lần đo (đảo đầu điôt - thuận nghịch): 1 lần kim quay mạnh, 1 lần 
kim không quay là điôt còn tốt. 
 ứng với lần kim quay mạnh: que (-); màu đen nối với cực nào thì cực đó 
là Anode (dương cực của điôt). Do khi đó điôt được phân cực thuận và que (-) 
được nối với nguồn (+) bên trong của máy đo. 
­ Kiểm tra tụ điện: 
Tốt (không chạm) 
 X10K 
Chạm vỏ nặng 
 X10K 
Hình 5.6: Kiểm tra chạm vỏ. 
 
QUAY MẠNH 
 Û- 
GIẢM DẦN 
 
ỔN ĐINH 
Hình 5.8: Kiểm tra tụ điện. 
ĐEN 
 X1 ĐỎ 
Û 
Û
+ 
_ 
 X1 
ĐEN 
ĐỎ Û
+ 
Û
_ 
Hình 5.7: Kiểm tra, xác định cực tính điôt 
Thỏa mãn đồng thời 3 điều kiện trên thì tụ điện còn tốt. 
1.2 .Sử dụng MΩ. 
Sử Dụng máy đo điện trở cách điện - Mêgômet: 
Mêgômet là loại máy đo dùng đo điện trở lớn hàng M, thường dùng để kiểm 
tra điện trở cách điện của thiết bị. 
 Cách sử dụng: một que kẹp vào phần dẫn điện, que còn lại kẹp vào phần 
cách điện (võ máy). Quay manhêtô nhanh, đều tay đến khi kim ổn định không 
còn dao động thì đọc trị số. 
 Chú ý: 
- Phải quay manhêtô thật đều tay. 
- Khi chưa sử dụng kim của megometter nằm ở vị trí bất kỳ trên mằt số. 
5.1. Sử dụng máy đo điện trở tiếp đất - Terômét: 
5.4.1. Công dụng: Terômet là dụng cụ chuyên ding để đo điện trở nối 
đất. 
5.4.2. Cách sử dụng: 
 Nối cực X với cọc cần đo Rtđ. 
 Nối cực áp U với cọc phụ, cách cọc cần đo Rtđ một khoảng 20m 
 Nối cực dòng I với cọc phụ cách cọc U một khoảng 20m. 
 Quay máy phát đều tay. 
 Đọc kết quả đo. 
*Đo bằng Mêgômét: 
M 
1 
2 
3 
4 
M 
QUAY ĐẾN KHI KIM 
KHÔNG CÒN DAO ĐỘNG 
QUAY NHANH, ĐỀU TAY. 
Hình 5.11: Kết cấu ngoài của Mêgômet 
1. Cọc nối que đo. 
2. Kim đo. 
3. Vạch số. 
4. Tay quay manhêtô. 
Mêgômét là dụng cụ đo điện trở lớn mà ômmét không đo được 
Mêgômét thường dùng đo điện trở cách điện của máy điện, khí cụ điện, 
cuộn dây máy điện. 
 Ký hiệu: 
- Cấu tạo: (Hình 4.6) 
Gồm tỷ số kế từ điện và manhêtô kiểu tay quay dùng làm nguồn để đo. 
Phần động gồm có 2 khung dây (1) và (2) đặt lệch nhau 900 quấn ngược 
chiều nhau, không có lò xo đối kháng. Khe hở giữa nam châm và lõi thép không 
đều nhằm tạo nên một từ trường không đều. 
Nguồn điện cung cấp cho 2 cuộn dây là một máy phát điện một chiều quay 
tay có điện áp từ (500  1000)V 
Điện trở cần đo RX được mắc nối tiếp với cuộn dây (1) 
Điện trở phụ RP được mắc nối tiếp với cuộn dây (2) 
- Nguyên lý: 
Khi đo, ta quay máy phát điện với tốc độ đều (khoảng 70  80 vòng/phút). 
Sức điện động của máy phát điện sẽ tạo ra hai dòng điện I1 và I2 trong 2 cuộn 
M 
RX 
RP 
I1 I2 
N S 
M2 M1 
 + 
 - 
1 
 2 
M 
Hình 4.6: Mêgômét kiểu từ điện 
dây, nghĩa là xuất hiện 2 mômen quay M1 và M2 ngược chiều nhau. Như vậy 
kim sẽ quay theo hiệu số của 2 mômen và chỉ dừng lại khi M1 = M2 
Vì mômen quay tỷ lệ với dòng điện nên ta có: 
 M1 = K1.I1 và M2 = K2.I2 
Do đó khi kim cân bằng thì: 
 K1.I1 = K2.I2 hoặc 
1
2
2
1
K
K
I
I
Do từ trường phân bố không đều trong khe hở không khí nên tỷ số 
1
2
K
K phụ 
thuộc 
vào vị trí các cuộn dây, nghĩa là phụ thuộc vào góc quay của kim 
 xf
K
K
I
I
1
2
2
1 
Mặt khác các dòng điện I1 và I2 bằng: 
XRr
U
I
1
1
PRr
U
I
2
2
 Nên: )(
1
2
2
1 xf
Rr
Rr
I
I
X
P 
Nghĩa là góc quay của kim phụ thuộc vào RX (vì r1, r2 và Rp đều không 
đổi) 
Trên thang đo của Mêgômét người ta ghi trực tiếp trị số điện trở k, M 
tương ứng với các góc quay của kim. 
* Chú ý: 
- Vì không có lò xo cân bằng nên khi không đo kim sẽ ở một vị trí bất kỳ 
trên mặt số. 
- Không nên chạm vào 2 đầu ra của dây để tránh bị điện giật khi quay. 
1.3 .Sử dụng TeraΩ. 
 Dựa trên nguyên tắc của tỷ só kế từ điện để chế tạo cầu đo MC-07. Đây 
là dụng cụ đo điện trở tiếp đất (Rtđ) đọc thẳng và có tên gọi là Têrômét. 
- Cấu tạo: 
Cấu tạo của MC-07 (Hình 4.7) 
Gồm: 
 Khung dây K1 và K2. 
 Máy phát điện một chiều. 
 Biến trở phụ RP lớn hơn r1,r2 (r1, r2 là điện trở của các cuộn dây K1, 
K2) và Rtđ rất nhiều 
 Cực X nối cọc cần đo Rtđ. 
 Cực U là cực áp nối với cọc phụ, cách cọc cần đo Rtđ một khoảng 
20m 
 Cọc I là cực dòng nối với cọc phụ cách cọc U một khoảng 20m. 
- Nguyên lý: 
+ Nối các cực X, U, I của cầu đo theo sơ đồ trên. 
+ Quay máy phát để cung cấp I1 cho K1 
I1 tới X chia thành 2 thành phần: 
,
1I và I2 
 '1I xuống điện trở tiếp đất (Rtđ.) 
 I2 đến cuộn dây K2. 
 Do Rp lớn hơn Rtđ và rU nên I2 nhỏ hơn rất nhiều 
'
1I 
'
1I I 
và ru + Rp + r2 Rp 
Trên sơ đồ Rtđ  (ru + Rp + r2) nên: 
'
1I .Rtđ = I2.(ru + Rp + r2) 
20 m 20 m 
X U I 
I2 
I’1 
I1 
I1 
RP 
F 
 r1, K1 
r2, K2 
'
1I .Rtđ = I2.RP 
td
P
R
R
I
I
2
1' 
2
1'
I
I
K 
hay 
td
P
R
R
K 
Khi RP = hằng số thì chỉ còn phụ thuộc Rtđ. Vậy biết ta xác định được 
Rtđ cần đo. 
Theo sơ đồ trên của MC-07 nhận thấy dòng điện qua đất là dòng một chiều, 
sẽ gây ra hiện tượng điện phân, dung dịch điện phân trong đất làm cho Rtđ bị 
biến đổi dẫn đến kết quả đo Rtđ có sai số lớn. Để khắc phục điều này người ta 
dùng thêm vành góp điện cho MC-07 để biến dòng điện qua các cọc tiếp đất là 
dòng xoay chiều, còn dòng qua MC-07 vẫn là dòng một chiều. 
Ta có sơ đồ như sau: 
6. Đo tần số 
 3.1 Đo tần số. 
a. Khái niệm chung. 
- Tần số (f: frequency): được xác định bởi số các chu kỳ lặp lại của sự 
thay đổi tín hiệu trong một đơn vị thời gian. Tần số là một trong các thông số 
20m 20m 
 I 
F 
X 
r1, K1 
r2, 
K
U 
RP 
Vành góp điện 
Hình 4.8: Sơ đồ cầu đo MC-07 cảI tiến 
quan trọng nhất của quá trình dao động có chu kỳ. 
- Chu kỳ (Time period, Time cycle): là khoảng thời gian nhỏ nhất mà 
giá trị của tín hiệu lặp lại độ lớn của nó (tức là thoả mãn phương trình u(t) = u(t 
+ T) ). Quan giữa tần số và chu kỳ của tín hiệu dao động là: 
- Tần số góc tức thời (ω): được xác định như là vi phân theo thời gian 
của góc pha của tín hiệu, tức là: 
Quan giữa tần số góc tức thời và tần số là: 
với f(t) là tần số tức thời. 
Đối với tín hiệu dao động điều hòa (tín hiệu hình sin) vì có góc pha biến 
đổi theo thời gian theo quy luật tuyến tính nên tần số góc tức thời là một hằng 
số: 
→ tần số f là một đại lượng không đổi: 
Khoảng tần số được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như: vô tuyến 
điện tử, tự động hoá, vật lý thí nghiệm, thông tin liên lạc...với dải tần từ một 
phần Hz đến hàng nghìn GHz. 
- Tần số kế: là dụng cụ để đo tần số. Ngoài ra còn có thể đo tỉ số giữa hai tần số, 
tổng của hai tần số, khoảng thời gian, độ dài các xung... 
- Các phương pháp đo tần số: việc lựa chọn phương pháp đo tần số được xác 
định theo khoảng đo, theo độ chính xác yêu cầu, theo dạng đường cong và công 
suất nguồn tín hiệu có tần số cần đo và một số yếu tố khác. Để đo tần số của tín 
hiệu điện có hai phương pháp: phương pháp biến đổi thẳng và phương pháp so 
sánh: 
* Đo tần số bằng phương pháp biến đổi thẳng: được tiến hành bằng các loại 
tần số kế cộng hưởng, tần số kế cơ điện, tần số kế tụ điện, tần số kế chỉ thị số: 
- Các tần số kế cơ điện tương tự (tần số kế điện từ, điện động, sắt điện động): 
được sử dụng để đo tần số trong khoảng từ 20Hz ÷ 2,5kHz trong các mạch 
nguồn với cấp chính xác không cao (cấp chính xác 0,2; 0,5; 1,5; 2,5). 
Các loại tần số kế này nói chung hạn chế sử dụng vì tiêu thụ công suất khá lớn 
và bị rung. 
+ Các tần số kế điện dung tương tự: để đo tần số trong dải tần từ 10Hz 
÷500kHz, được sử dụng khi hiệu chỉnh, lắp ráp các thiết bị ghi âm và rađiôv.v... 
+ Tần số kế chỉ thị số: được sử dụng để đo chính xác tần số của tín hiệu xung và 
tín hiệu đa hài trong dải tần từ 10Hz ÷50GHz. Còn sử dụng để đo tỉ số các tần 
số, chu kỳ, độ dài các xung, khoảng thời gian. 
*Đo tần số bằng phương pháp so sánh: được thực hiện nhờ ôxilôscôp, cầu 
xoay chiều phụ thuộc tần số, tần số kế đổi tần, tần số kế cộng hưởng...: 
+ Sử dụng OSILOSSCOPE: được thực hiện bằng cách đọc trực tiếp trên màn 
hình hoặc so sánh tần số cần đo với tần số của một máy phát chuẩn ổn định (dựa 
trên đường cong Lítsazua). Phương pháp này dùng để đo tần số các tín hiệu 
xoay chiều hoặc tín hiệu xung trong dải tần từ 10Hz đến 20MHz. 
+ Tần số kế trộn tần: sử dụng để đo tần số của các tín hiệu xoay chiều, tín hiệu 
điều chế biên độ trong khoảng từ 100kHz ÷20GHz trong kĩ thuật vô tuyến điện 
tử. 
+ Cầu xoay chiều phụ thuộc tần số: để đo tần số trong khoảng từ 20Hz - 
20kHz. 
+ Tần số kế cộng hưởng: để đo tần số xoay chiều tần số tín hiệu điều chế biên 
độ, điều chế xung trong khoảng từ 50kHz ÷ 10GHz; thường sử dụng khi lắp 
thiết bị thu phát vô tuyến. 
Trong những năm gần đây tần số kế chỉ thị số được sử dụng rộng rãi và 
còncài đặt thêm µP để điều khiển và sử dụng kết quả đo nữa... 
 Dưới đây sẽ tiến hành xét một số phương pháp và dụng cụ đo tần số phổ 
biến nhất, bao gồm: 
 + Đo tần số bằng phương pháp cộng hưởng 
 + Tần số kế điện từ 
 + Cầu đo tần số 
 + Tần số kế chỉ thị số.