Giáo án kỹ thuật đo lường - Trường Bách khoa Đà Nẵng

Định nghĩa phép đo: Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo. Kết quả đo lường của đại lượng cần đo Ax là giá trị bằng số, được định nghĩa bằng tỉ số giữa đại lượng cần đo (X) và đơn vị đo (Xo).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo án kỹ thuật đo lường - Trường Bách khoa Đà Nẵng PHẦN I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƯỜNGChương 1. Các khái niệm cơ bản1.1 Quá trình đo, định nghĩa phép đo. • Định nghĩa phép đo: Đo lường là một quá trình đánh giá đ ịnh l ượng đại l ượng c ần đo đ ể có k ết quả bằng số so với đơn vị đo.Kết quả đo lường của đại lượng cần đo Ax là giá trị bằng số, được định nghĩa bằng t ỉ s ố gi ữa đ ạilượngcần đo (X) và đơn vị đo (Xo). • Quá trình đo: là quá trình xác định tỉ số: X AX = (1.1) X0Từ đó, phương trình cơ bản của phép đo: X = AX .X 0 , nó chỉ rõ sự so sánh giữa đại lượng cần đo vàđơn vị đo, hay mẫu, và cho ra kết quả đo bằng số. Như vậy, mu ốn đo đ ược thì các giá tr ị c ủa đ ạilượng cần đo phải có tính chất so sánh được. Với các đ ại l ượng không có tính ch ất đó, chúng c ầnđược chuyển thành đại lượng có thể so sánh được trước khi đo.Ví dụ 1: kết quả phép đo dòng điện I = 5A, có nghĩa là đ ại l ượng c ần đo là dòng đi ện I, đ ơn v ị đo làA(ampe), kết quả bằng số là 5.Ví dụ 2: để đo ứng suất cơ học ta phải biến đổi chúng thành sự thay đổi đi ện trở c ủa bộ c ảm biến l ựccăng. Sau đó, mắc các bộ cảm biến này vào m ạch cầu và đo đi ện áp l ệch c ầu khi có tác đ ộng c ủa ứngsuất cần đo.Ví dụ 3: để đo độ ẩm, ta cần biến đổi chúng thành sự thay đổi đi ện trở dựa trên sự ph ụ thu ộc c ủađiện trở vào độ ẩm của ẩm kế điện trở. • Đo lường học: ngành khoa học chuyên nghiên c ứu về các ph ương pháp để đo các đ ại l ượng khác nhau, nghiên cứu về mẫu và đơn vị đo. • Kĩ thuật đo lường: ngành kĩ thuật chuyên nghiên cứu và áp dụng các thành qu ả đo l ường h ọc vào phục vụ sản xuất và đời sống. Như vậy trong quá trình đo lường cần phải quan tâm đến: đại lượng cần đo X (các tính ch ất c ủa nó),đơn vị đo X0, độ chính xác yêu cầu của phép đo và phép tính toán đ ể xác đ ịnh t ỉ s ố (1.1) đ ể có cácphương pháp xác định kết quả đo lường AX thỏa mãn yêu cầu.1.2 Các đặc trưng của kĩ thuật đo.Mục đích của quá trình đo lường là xác định giá tr ị A X của đại lượng cần đo X. Để thực hiện quá trìnhđo lường cần nắm xững các đặc trưng của kĩ thuật đo lường: - Đại lượng cần đo - Điều kiện đo - Đơn vị đo - Phương pháp đo - Thiết bị đo - Kết quả đo - Người quan sát và hoặc các thiết bị thu nhận kết quả đo1.3.1 Đại lượng đo • Định nghĩa: Đại lượng đo là thông số đặc trưng cho đại lượng vật lý cần đo.Một đại lượng vật lý có thể có nhiều thông số nhưng trong m ỗi tr ường h ợp c ụ th ể ch ỉ quan tâm đ ếnmột thông số nhất định. 1 Ví dụ: nếu đại lượng vật lý cần đo là dòng điện thì đại lượng cần đo có th ể là giá tr ị biên đ ộ, giá tr ịhiệu dụng, tần số … • Phân loại đại lượng đo: có thể phân loại theo bản chất của đại lượng đo, theo tính ch ất thay đổi của đại lượng đo, theo cách biến đổi đại lượng đo. a) Phân loại theo bản chất của đại lượng đo - Đại lượng đo điện: là các đại lượng đo có những đặc trưng điện như: đi ện tích, đi ện áp, dòng điện… - Đại lượng đo không điện: đại lượng đo không có tính chất đi ện, ví d ụ: nhi ệt đ ộ, đ ộ dài, kh ối lượng - Đại lượng đo năng lượng: là đại lượng đo mang năng lượng, ví d ụ: s ức đi ện đ ộng, đi ện áp, dòng điện, từ thông, cường độ từ trường … - Đại lượng đo thông số: là thông số của mạch điện, ví dụ: điện trở, điện cảm, điện dung … - Đại lượng đo phụ thuộc thời gian: chu kì, tần số … b) Phân loại theo tính chất thay đổi của đại lượng đo - Đại lượng đo tiền định: đại lượng đo đã biết trước qui luật thay đổi theo thời gian. Ví dụ: Cần đo tần số và trị hiệu dụng của một tín hiệu hình sin - Đại lượng đo ngẫu nhiên: đại lượng đo có sự thay đổi theo thời gian không theo qui luật.Trong thực tế đa số các đại lượng đo là đại lượng ngẫu nhiên, tuy nhiên tùy yêu c ầu v ề k ết qu ả đo vàtùy tần số thay đổi của đại lượng đo có thể xem gần đúng đại lượng đo ngẫu nhiên là ti ền đ ịnh trongsuốt thời gian đo hoặc phải sử dụng phương pháp đo lường thống kê. c) Phân loại theo cách biến đổi đại lượng đo - Đại lượng đo liên tục (đại lượng đo tương tự - analog) : đại lượng đo đ ược biến đ ổi thành m ột đại lượng đo khác tương tự nó. Tương ứng sẽ có dụng c ụ đo t ương t ự, ví d ụ: ampe mét có kim ch ỉ thị, vônmét có kim chỉ thị … - Đại lượng đo số (digital) : đại lượng đo được bi ến đổi từ đại l ượng đo t ương t ự thành đ ại lượng đo số. Tương ứng sẽ có dụng cụ đo số, ví dụ: ampe mét chỉ thị số, vônmét chỉ thị số… • Tín hiệu đo: Tín hiệu đo là loại tín hi ệu mang đặc tính thông tin v ề đ ại l ượng đo, t ức mang thông tin về các giá trị của đại lượng đo. Trong nhi ều tr ường h ợp có th ể xem tín hi ệu đo là đại lượng đo ...