Kỹ thuật đo lường điện tử - Chương 2

Cấu trúc và Các phần tử chức năng của thiết bị đo I. Cấu trúc cơ bản của thiết bị đo 1. Sơ đồ khối của thiết bị đo+ CĐSC - Chuyển đổi sơ cấp: làm nhiệm vụ biến đổi các đại l-ợng đo thành tín hiệu điện. Đây là khâu quan trọng nhất của thiết bị đo. + MĐ - Mạch đo: là khâu gia công tính toán sau CĐSC, nó làm nhiệm vụ tính toán và thực hiện phép tính trên sơ đồ mạch. Đó có thể là mạch điện tử thông th-ờng hoặc bộ vi xử lý...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật đo lường điện tử - Chương 2 Ch−¬ng 2. CÊu tróc vμ c¸c phÇn tö chøc n¨ng Ch−¬ng 2: CÊu tróc vμ C¸c phÇn tö chøc n¨ng cña thiÕt bÞ ®oI. CÊu tróc c¬ b¶n cña thiÕt bÞ ®o1. S¬ ®å khèi cña thiÕt bÞ ®o C§SC M§ CT + C§SC - ChuyÓn ®æi s¬ cÊp: lµm nhiÖm vô biÕn ®æi c¸c ®¹i l−îng ®o thµnhtÝn hiÖu ®iÖn. §©y lµ kh©u quan träng nhÊt cña thiÕt bÞ ®o. + M§ - M¹ch ®o: lµ kh©u gia c«ng tÝnh to¸n sau C§SC, nã lµm nhiÖm vô tÝnhto¸n vµ thùc hiÖn phÐp tÝnh trªn s¬ ®å m¹ch. §ã cã thÓ lµ m¹ch ®iÖn tö th«ngth−êng hoÆc bé vi xö lý ®Ó n©ng cao ®Æc tÝnh cña dông cô ®o + CT - C¬ cÊu chØ thÞ: lµ kh©u cuèi cïng cña dông cô ®o ®Ó hiÓn thÞ kÕt qu¶ ®od−íi d¹ng con sè so víi ®¬n vÞ ®o. Cã 3 c¸ch hiÓn thÞ kÕt qu¶ ®o: . ChØ thÞ b»ng kim trªn v¹ch chia ®é . ChØ thÞ b»ng thiÕt bÞ tù ghi (mµn h×nh, giÊy tõ, b¨ng ®Üa tõ …) . ChØ thÞ b»ng sè2. S¬ ®å cÊu tróc cña dông cô ®o biÕn ®æi th¼ng Dông cô ®o sö dông ph−¬ng ph¸p ®o biÕn ®æi th¼ng cã cÊu tróc nh− sau: Y2 Yn Y1 X C§1 C§2 C§n CT C§: bé chuyÓn ®æi CT: c¬ cÊu chØ thÞ X: ®¹i l−îng cÇn ®o Yi: ®¹i l−îng trung gian (cho tiÖn quan s¸t vµchØ thÞ)3. S¬ ®å cÊu tróc cña dông cô ®o kiÓu so s¸nh Dông cô ®o theo ph−¬ng ph¸p so s¸nh cã s¬ ®å cÊu tróc nh− sau: Y1 YnX C§1 SS C§1 C§n CT Xk C§Nm C§N1 C§: bé chuyÓn ®æi C§N: bé chuyÓn ®æi ng−îc CT: c¬ cÊu chØ thÞ SS: bé so s¸nh ΔX = X – Xk 17BomonKTDT-§HGTVTChó ý: + NÕu qu¸ tr×nh håi tiÕp ®−îc ®−a vÒ bé so s¸nh liªn tôc tíi khi ΔX = 0 th×dông cô ®o gäi lµ dông cô ®o so s¸nh c©n b»ng. + NÕu qóa tr×nh håi tiÕp ®−a Xk vÒ so s¸nh vµ cho ΔX ≠ 0 th× dông cô ®o gäilµ dông cô ®o so s¸nh kh«ng c©n b»ng.II. C¸c c¬ cÊu chØ thÞ §©y lµ kh©u hiÓn thÞ kÕt qu¶ ®o d−íi d¹ng con sè so víi ®¬n vÞ cña ®¹i l−îngcÇn ®o. Cã 3 kiÓu chØ thÞ c¬ b¶n lµ chØ thÞ b»ng kim chØ (cßn gäi lµ c¬ cÊu ®o ®é lÖchhay c¬ cÊu c¬ ®iÖn); chØ thÞ kiÓu tù ghi (ghi trªn giÊy, b¨ng ®Üa tõ, mµn h×nh ...) vµchØ thÞ sè. D−íi ®©y ta sÏ xem xÐt nh÷ng c¬ cÊu ®iÓn h×nh nhÊt cho mçi kiÓu thÞtrªn.1. C¬ cÊu chØ thÞ c¬ ®iÖn Víi lo¹i chØ thÞ c¬ ®iÖn, tÝn hiÖu vµo lµ dßng ®iÖn hoÆc ®iÖn ¸p, cßn tÝn hiÖu ralµ gãc quay cña phÇn ®éng (cã g¾n kim chØ). Nh÷ng dông cô nµy lµ lo¹i dông cô ®obiÕn ®æi th¼ng. §¹i l−îng cÇn ®o nh− dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p, ®iÖn trë, tÇn sè hay gãcpha ... ®−îc biÕn ®æi thµnh gãc quay cña phÇn ®éng, nghÜa lµ biÕn ®æi n¨ng l−îng®iÖn tõ thµnh n¨ng l−îng c¬ häc: α = F ( X ) víi X lµ ®¹i l−îng ®iÖn, α lµ gãc quay (hay gãc lÖch) Nguyªn t¾c lµm viÖc cña c¸c chØ thÞ c¬ ®iÖn: ChØ thÞ c¬ ®iÖn bao giê còng gåm hai phÇn c¬ b¶n lµ phÇn tÜnh vµ phÇn ®éng.Khi cho dßng ®iÖn vµo c¬ cÊu, do t¸c ®éng cña tõ tr−êng gi÷a phÇn ®éng vµ phÇntÜnh mµ mét m«men quay xuÊt hiÖn lµm quay phÇn ®éng. Momen quay nµy cã ®élín tØ lÖ víi ®é lín dßng ®iÖn ®−a vµo c¬ cÊu: dWe víi We lµ n¨ng l−îng tõ tr−êng vµ α lµ gãc quay cña phÇn ®éng Mq = dα NÕu g¾n mét lß xo c¶n (hoÆc mét c¬ cÊu c¶n) víi trôc quay cña phÇn ®éng th×khi phÇn ®éng quay lß xo sÏ bÞ xo¾n l¹i vµ sinh ra mét momen c¶n, momen nµy tØ lÖvíi gãc lÖch α vµ ®−îc biÓu diÔn qua biÓu thøc: Mc = D. α víi D lµ hÖ sè momen c¶n riªng cña lß xo, nã phô thuéc vµo vËtliÖu, h×nh d¸ng vµ kÝch th−íc cña lß xo. ChiÒu t¸c ®éng lªn phÇn ®éng cña hai momen kÓ trªn ng−îc chiÒu nhau nªnkhi momen c¶n b»ng momen quay phÇn ®éng sÏ dõng l¹i ë vÞ trÝ c©n b»ng. Khi ®ã: 1 dWe dWe = D.α ⇒ α= Mc = Mq ⇒ . dα D dα Ph−¬ng tr×nh trªn ®−îc gäi lµ ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh cña thang ®o, tõ ph−¬ngtr×nh nµy ta biÕt ®−îc ®Æc tÝnh cña thang ®o vµ tÝnh chÊt cña c¬ cÊu chØ thÞ.18 Ch−¬ng 2. CÊu tróc vμ c¸c phÇn tö chøc n¨ng Nh÷ng bé phËn chÝnh cña c¬ cÊu chØ thÞ c¬ ®iÖn + Trôc vµ trô: lµ bé phËn ®¶m b¶o cho phÇn ®éng quay trªn trôc nh− khungd©y, kim chØ, lß xo c¶n ... Trôc th−êng ®−îc lµm b»ng lo¹i thÐp cøng pha irini hÆcosimi, cßn trô ®ì lµm b»ng ®¸ cøng. + Lß ...