Kỹ thuật đo lường điện tử - Chương 1

Khái niệm cơ bản trongkỹ thuật đo lườngI. Định nghĩa và khái niệm cHung về đo lường1. Định nghĩa về đo lường, đo lường học và KTĐLa. Đo lườngĐo lường là một quá trình đánh giá định lượng về đại lượng cần đo để có đượckết quả bằng số so với đơn vị đo.Kết quả đo được biểu diễn dưới dạng:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật đo lường điện tử - Chương 1 §ç L−¬ng Hïng Ph¹m Thanh HuyÒn §µo Thanh To¶n ----- ----- Ω + -Bµi gi¶ngkü thuËt ®o l−êng ®iÖn tö Chuyªn ngµnh: KTVT, KTTT, §KH-THGT Hμ néi 6/ 2005BomonKTDT-§HGTVTLêi nãi ®Çu: Kü thuËt §o l−êng §iÖn tö lµ m«n häc nghiªn cøu c¸c ph−¬ng ph¸p ®o c¸c®¹i l−îng vËt lý: ®¹i l−îng ®iÖn: ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, c«ng suÊt,… vµ ®¹i l−îngkh«ng ®iÖn: nhiÖt ®é, ®é Èm, vËn tèc… Bµi gi¶ng Kü thuËt §o l−êng §iÖn tö ®−îc biªn so¹n dùa trªn c¸c gi¸o tr×nhvµ tµi liÖu tham kh¶o míi nhÊt hiÖn nay, ®−îc dïng lµm tµi liÖu tham kh¶o cho sinhviªn c¸c ngµnh: Kü thuËt ViÔn th«ng, Kü thuËt Th«ng tin, Tù ®éng ho¸, Trang thiÕtbÞ ®iÖn, TÝn hiÖu Giao th«ng. Trong qu¸ tr×nh biªn so¹n, c¸c t¸c gi¶ ®· ®−îc c¸c ®ång nghiÖp ®ãng gãpnhiÒu ý kiÕn, mÆc dï cè g¾ng söa ch÷a, bæ sung cho cuèn s¸ch ®−îc hoµn chØnhh¬n, song ch¾c ch¾n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt, h¹n chÕ. Chóng t«i mongnhËn ®−îc c¸c ý kiÕn ®ãng gãp cña b¹n ®äc. Xin liªn hÖ: daothanhtoan@uct.edu.vn2DTT_PTH_DLH 3BomonKTDT-§HGTVT Ch−¬ng 1: Kh¸i niÖm c¬ b¶n trong kü thuËt ®o l−êngI. §Þnh nghÜa vμ kh¸i niÖm cHung vÒ ®o l−êng1. §Þnh nghÜa vÒ ®o l−êng, ®o l−êng häc vµ KT§La. §o l−êng §o l−êng lµ mét qu¸ tr×nh ®¸nh gi¸ ®Þnh l−îng vÒ ®¹i l−îng cÇn ®o ®Ó cã ®−îckÕt qu¶ b»ng sè so víi ®¬n vÞ ®o. KÕt qu¶ ®o ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng: X A= → X = A. Xo Xo trong ®ã: A: con sè kÕt qu¶ ®o X: ®¹i l−îng cÇn ®o Xo: ®¬n vÞ ®ob. §o l−êng häc §o l−êng häc lµ ngµnh khoa häc chuyªn nghiªn cøu ®Ó ®o c¸c ®¹i l−îng kh¸cnhau, nghiªn cøu mÉu vµ ®¬n vÞ ®o.c. Kü thuËt ®o l−êng (KT§L) KT§L lµ ngµnh kü thuËt chuyªn m«n nghiªn cøu ®Ó ¸p dông kÕt qu¶ cña ®ol−êng häc vµo phôc vô s¶n xuÊt vµ ®êi sèng x· héi.2. Ph©n lo¹i c¸ch thùc hiÖn phÐp ®oa. §o trùc tiÕp lµ c¸ch ®o mµ kÕt qu¶ nhËn ®−îc trùc tiÕp tõ mét phÐp ®o duynhÊt. NghÜa lµ, kÕt qu¶ ®o ®−îc chÝnh lµ trÞ sè cña ®¹i l−îng cÇn ®o mµ kh«ng ph¶itÝnh to¸n th«ng qua bÊt kú mét biÓu thøc nµo. NÕu kh«ng tÝnh ®Õn sai sè th× trÞ sè ®óng cña ®¹i l−îng cÇn ®o X sÏ b»ng kÕtqu¶ ®o ®−îc A. Ph−¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp cã −u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n, nhanh chãng vµ lo¹i bá®−îc sai sè do tÝnh to¸n.vÝ dô: V«nmet ®o ®iÖn ¸p, ampemet ®o c−êng ®é dßng ®iÖn, oatmet ®o c«ng suÊt….b. §o gi¸n tiÕp lµ c¸ch ®o mµ kÕt qu¶ ®o suy ra tõ sù phèi hîp kÕt qu¶ cña nhiÒuphÐp ®o dïng c¸ch ®o trùc tiÕp. NghÜa lµ, kÕt qu¶ ®o kh«ng ph¶i lµ trÞ sè cña ®¹il−îng cÇn ®o, c¸c sè liÖu c¬ së cã ®−îc tõ c¸c phÐp ®o trùc tiÕp sÏ ®−îc sö dông ®ÓtÝnh ra trÞ sè cña ®¹i l−îng cÇn ®o th«ng qua mét ph−¬ng tr×nh vËt lý liªn quan gi÷ac¸c ®¹i l−îng nµy. X = f(A1, A2, …An) Trong ®ã A1, A2 … An lµ kÕt qu¶ ®o cña c¸c phÐp ®o trùc tiÕp.vÝ dô: ®Ó ®o c«ng suÊt (P) cã thÓ sö dông v«n met ®Ó ®o ®iÖn ¸p (U), ampe met ®oc−êng ®é dßng ®iÖn (I), sau ®ã sö dông ph−¬ng tr×nh: P = U.I ta tÝnh ®−îc c«ng suÊt C¸ch ®o gi¸n tiÕp m¾c ph¶i nhiÒu sai sè do sai sè cña c¸c phÐp ®o trùc tiÕp®−îc tÝch luü l¹i. V× vËy c¸ch ®o nµy chØ nªn ¸p dông trong c¸c tr−êng hîp kh«ngthÓ dïng dông cô ®o trùc tiÕp mµ th«i. c. §o t−¬ng quan lµ ph−¬ng ph¸p ®−îc sö dông trong tr−êng hîp cÇn ®oc¸c qu¸ tr×nh phøc t¹p mµ ë ®©y kh«ng thÓ thiÕt lËp mét quan hÖ hµm sè nµo gi÷ac¸c ®¹i l−îng lµ c¸c th«ng sè cña c¸c qu¸ tr×nh nghiªn cøu.4 Ch−¬ng 1. Kh¸i niÖm c¬ b¶n trong KT§Ld. §o hîp bé lµ ph−¬ng ph¸p cã ®−îc kÕt qu¶ ®o nhê gi¶i mét hÖ ph−¬ng tr×nh mµc¸c th«ng sè ®· biÕt tr−íc chÝnh lµ c¸c sè liÖu ®o ®−îc tõ c¸c phÐp ®o trùc tiÕp.e. §o thèng kª lµ ph−¬ng ph¸p sö dông c¸ch ®o nhiÒu lÇn vµ lÊy gi¸ trÞ trung b×nh®Ó ®¶m b¶o kÕt qu¶ chÝnh x¸c. C¸ch nµy ®−îc sö dông khi ®o tÝn hiÖu ngÉu nhiªnhoÆc kiÓm tra ®é chÝnh x¸c cña dông cô ®o.II. C¸c ®Æc tr−ng cña KT§L KT§L gåm c¸c ®Æc tr−ng sau: ®¹i l−îng cÇn ®o, ®iÒu kiÖn ®o, ®¬n vÞ ®o, thiÕtbÞ ®o vµ ng−êi quan s¸t hay thiÕt bÞ nhËn kÕt qu¶ ®o1. Kh¸i niÖm vÒ tÝn hiÖu ®o vµ ®¹i l−îng ®oa. TÝn hiÖu ®o l−êng lµ tÝn hiÖu mang th«ng tin vÒ gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o l−êng.b. §¹i l−îng ®o lµ th«ng sè x¸c ®Þnh qu¸ tr×nh vËt lý cña tÝn hiÖu ®o. Do qu¸ tr×nhvËt lý cã thÓ cã nhiÒu th«ng sè nh−ng trong mçi tr−êng hîp cô thÓ ng−êi ta chØ quant©m ®Õn mét hoÆc mét vµi th«ng sè nhÊt ®Þnh.vÝ dô: ®Ó x¸c ®Þnh ®é rung cã thÓ x¸c ®Þnh th«ng qua mét trong c¸c th«ng sè nh−:biªn ®é rung, gia tèc rung, tèc ®é rung … Cã nhiÒu c¸ch ®Ó ph©n lo¹i ®¹i l−îng ®o, d−íi ®©y lµ mét sè c¸ch th«ng dông. * Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt thay ®æi cña ®¹i l−îng ®o: Cã hai lo¹i ®¹i l−îng ®o lµ: + §¹i l−îng ®o tiÒn ®Þnh lµ ®¹i l−îng ®o ®· biÕt tr−íc quy luËt thay ®æi theothêi gian cña chóng. + §¹i l−îng ®o ngÉu nhiªn lµ ®¹i l−îng ®o mµ sù thay ®æi theo thêi giankh«ng theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh nµo. NÕu ta lÊy bÊt kú gi¸ trÞ nµo cña tÝn hiÖu ta®Òu nhËn ®−îc ®¹i l−îng ngÉu nhiªn.Chó ý: Trªn thùc tÕ, ®a sè c¸c ®¹i l−îng ®o ®Òu lµ ngÉu nhiªn. Tuy nhiªn, cã thÓ gi¶thiÕt r»ng trong suèt thêi gian tiÕn hµnh phÐp ®o ®¹i l−îng ®o ph¶i kh«ng ®æi hoÆcthay ®æi theo quy luËt ®· biÕt tr−íc, nghÜa lµ tÝn hiÖu ë d¹ng biÕn ®æi chËm. Cßn khi®¹i l−îng ®o ngÉu nhiªn cã tÇn sè thay ®æi nhanh th× cÇn sö dông ph−¬ng ph¸p ®ol−êng thèng kª. * Ph©n lo¹i theo c¸ch biÕn ®æi tÝn hiÖu ®o Cã hai lo¹i tÝn hiÖu ®o lµ tÝn hiÖu ®o liªn tôc hay t−¬ng tù vµ tÝn hiÖu ®o rêir¹c hay sè. Khi ®ã øng víi 2 lo¹i tÝn hiÖu ®o nµy cã hai lo¹i dông cô ®o lµ dông cô®o t−¬ng tù vµ dông cô ®o sè. * Ph©n lo¹i theo b¶n chÊt cña ®¹i l−îng ®o ...