Bài giảng Kỹ thuật đo lường điện tử - Trường TCN Đông Sài Gòn

Bài giảng Kỹ thuật đo lường điện tử cung cấp cho người học những kiến thức như: Các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lường; đánh giá sai số đo lường; quan sát và đo lường dạng tín hiệu; đo tần số, khoảng thời gian và góc lệch pha;...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật đo lường điện tử - Trường TCN Đông Sài Gòn CHƯƠNG I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG1.1. Khái niệm chung về đo lường Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết quảbằng số so với đơn vị đo. Kết quả đo lường là giá trị bằng số của đại lượng cần đo Ax, nó bằng tỉ số củađại lượng cần đo X và đơn vị đo X0. Nghĩa là Ax chỉ rõ đại lượng đo lớn hơn (haynhỏ hơn) bao nhiêu lần đơn vị đo của nó. Vậy quá trình đo có thể viết dưới dạng: X AX  X0Ví dụ: U = 4V thì U là điện áp; 4 là kết quả đo; V là đơn vị đo. Từ đó ta có: X  AX .X 0 (1.1) Phương trình (1.1) chỉ rõ sự so sánh đại lượng cần đo với mẫu và cho ra kếtquả bằng số. Từ đó ta cũng thấy rằng không phải bất cứ đại lượng nào cũng đo đượcbởi vì không phải bất kỳ đại lượng nào cũng cho phép so sánh các giá trị của nó. Vìthế để đo ta thường phải biến đổi chúng thành đại lượng khác có thể so sánh được.Ví dụ: Để đo ứng suất cơ học ta phải biến đổi chúng thành sự thay đổi điện trở củabộ cảm biến lực căng. Sau đó mắc các bộ cảm biến này vào mạch cầu và đo điện áplệch cầu khi có tác động của ứng suất cần đo. Ngành khoa học chuyên nghiên cứu về các phương pháp để đo các đại lượngkhác nhau, nghiên cứu về mẫu và đơn vị đo được gọi là đo lường học. Ngành kỹ thuật chuyên nghiên cứu và áp dụng các thành quả đo lường họcvào phục vụ sản xuất và đời sống gọi là kỹ thuật đo lường. Mục đích của quá trình đo lường là tìm được kết quả đo lường Ax, tuy nhiênđể kết quả đo lường Ax thỏa mãn các yêu cầu đặt ra để có thể sử dụng được đòi hỏiphải nắm vững các đặc trưng của quá trình đo lường. Các đặc trưng của kỹ thuật đolường bao gồm:Đại lượng đo Đại lượng đo là một thông số đặc trưng cho đại lượng vật lý cần đo Mỗi quá trình vật lý có thể có nhiều thông số nhưng trong mỗi trường hợp cụthể chỉ quan tâm đến một thông số là một đại lượng vật lý nhất định. Ví dụ: Nếu đạilượng vật lý cần đo là dòng điện thì đại lượng cần đo có thể là giá trị biên độ, giá trịhiệu dụng… Người ta có thể phân loại đại lượng đo theo các tiêu chí như  Theo bản chất của đối tượng đo có thể phân thành: 1 o Đại lượng đo điện: đại lượng đo có tính chất điện; tức là có đặc trưng mang bản chất điện. Ví dụ: dòng điện, điện áp… o Đại lượng đo thông số: là thông số của mạch điện. Ví dụ như điện trở, điện cảm, điện dung… o Đại lượng đo phụ thuộc thời gian: Chu kỳ, tần số… o …  Theo tính chất thay đổi của đại lượng đo có thể phân thành o Đại lượng đo tiền định: Đại lượng đo đã biết trước quy luật thay đổi theo thời gian. Ví dụ: dòng điện dân dụng I là đại lượng đo tiền định do đã biết trước quy luật thay đổi theo thời gian của nó là một hàm sin theo thời gian có tần số ω, biên độ I, góc pha ban đầu φ o Đại lượng ngẫu nhiên: Có sự thay đổi theo thời gian, không theo quy luật. Trong thực tế, đa số các đại lượng đo là đại lượng này  Theo cách biến đổi đại lượng đo có thể phân thành o Đại lượng đo liên tục (đại lượng đo tương tự-analog): phải sử dụng các dụng cụ đo tương tự. Ví dụ như ampe mét có kim chỉ thị, vôn mét có kim chỉ thị… o Đại lượng đo số (digital): Phải sử dụng các dụng cụ đo số. Ví dụ như ampe mét chỉ thị số, vôn mét chỉ thị sốĐiều kiện đo Đại lượng đo chịu ảnh hưởng quyết định của môi trường sinh ra nó, ngoài rakết quả đo phụ thuộc chặt chẽ vào môi trường khi thực hiện phép đo. Các điều kiệnmôi trường bên ngoài như: nhiệt độ, từ trường, độ ẩm…ảnh hưởng rất lớn đến kếtquả đo. Để kết quả đo đạt yêu cầu thì thường phép đo phải được thực hiện trong điềukiện chuẩn là điều kiện được quy định theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc theo quy địnhcủa nhà sản xuất thiết bị đo. Khi thực hiện phép đo luôn cần phải xác định điều kiệnđo để có phương pháp đo phù hợp. Đơn vị đo Đơn vị đo là giá trị đơn vị tiêu chuẩn về một đại lượng đo nào đó được quốc tếquy định mà mỗi quốc gia phải tuân thủ. Ví dụ: Nếu đại lượng đo là độ dài thì đơn vị đo có thể là m, inch, dặm…Thiết bị đo và phương pháp đo Thiết bị đo là thiết bị kỹ thuật dùng để gia công tín hiệu mang thông tin đothành dạng tiện lợi cho người quan sát 2 Phương pháp đo là việc phối hợp các thao tác cơ bản trong quá trình đo baogồm các thao tác: xác định mẫu và thành lập mẫu, so sánh, biến đổi, thể hiện kếtquả hay chỉ thị. Các phương pháp đo khác nhau phụ thuộc vào các phương phápnhận thông t ...