Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Đo điện tử

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA Tp HCM

KHOA ÑIEÄN - ÑIEÄN TÖÛ

BOÄ MOÂN CÔ SÔÛ KYÕ THUAÄT ÑIEÄN

TAØI LIEÄU HÖÔÙNG DAÃN

THÍ NGHIEÄM ÑO ÑIEÄN TÖÛ

(Söû duïng cho Sinh vieân chính qui khoaù 2006)

02-2009

Moät soá löu yù ñoái vôùi sinh vieân khi thí nghieäm

- Ñeå coù theå thí nghieäm toát yeâu caàu taát caû sinh vieân phaûi ñoïc tröôùc baøi thí

nghieäm ôû nhaø, chuaån bò baøi ra giaáy bao goàm caùc maïch thí nghieäm, caùc

coâng thöùc phöông trình caàn thieát cho baøi thí nghieäm vaø trình cho

GVHD tröôùc moãi buoåi thí nghieäm.

- Caùc phaàn vieát trong taøi lieäu naøy chæ laø caùc höôùng daãn thao taùc , ñeå

hieåu kyõ hôn noäi dung thí nghieäm sinh vieân caàn phaûi ñoïc tröôùc phaàn lyù

thuyeát trong giaùo trình KYÕ THUAÄT ÑO.

PTN Maïch & Ño

Trang 2

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

Baøi 1

Phaàn 1 Volt keá 1 chieàu

I Toùm löôïc

Volt keá laø thieát bò khaù höuõ duïng trong lónh vöïc ñieän. Moät volt keá DC coù theå

thöïc hieän ñôn giaûn töø moät khung quay kieåu töø ñieän (PMMC) vaø caùc ñieän trôû taàm ño

maéc noái tieáp vôùi noù.

II Thieát bò thí nghieäm

-

1 nguoàn DC ñieàu chænh ñöôïc

2 bieán trôû 50KΩ, vaø 100KΩ.

1 khung quay 0 - 50μA.

1 EVM ( volt keá ñieän töû) hoaëc volt keá soá.

Moät soá ñieän trôû.

III Trình töï thí nghieäm

Xaùc ñònh noäi trôû khung quay baèng 1 trong 3 caùch sau

1) Phöông phaùp bieán trôû

Laép maïch nhö hình 1

50KΩ

S

a- Ñaët giaù trò ñieän trôû 50K cöïc ñaïi vaø nguoàn

DC cöïc tieåu

b- Taêng töø töø nguoàn DC ñeán giaù trò 1V

c- Ñoùng khoaù S, giaûm töø töø bieán trôû ñeán khi

kim chæ thò ñaït ñoä leäch toaøn khung

E = 1V

50μA

d- Caån thaän taét nguoàn roài thaùo bieán trôû ra khoûi

maïch, duøng maùy ño soá ño giaù trò ñieän trôû naøy

vaø ghi vaøo baûng 1 trò soá R₁.

Hình 1

e- Noái laïi ñieän trôû vaøo maïch , thay ñoåi töø töø cho ñeán khi kim chæ thò ñuùng goùc leäch nöûa

khung quay. Tieáp tuïc ño vaø ghi laïi trò soá R₂vaøo baûng 1.

f- Tính giaù trò noäi trôû khung theo coâng thöùc R_m1= R₂- 2R₁

50KΩ

2) Phöông phaùp phaân theá

Laép maïch nhö hình 2

S

a- Ñaët giaù trò ñieän trôû 50K cöïc ñaïi

vaø nguoàn DC cöïc tieåu

b- Taêng töø töø nguoàn DC ñeán giaù trò

E = 1V.

E = 1V

V

50 μA

c- Ñoùng khoaù S. Giaûm töø töø bieán

trôû ñeán khi kim chæ thò ñaït ñoä

leäch toaøn khung.

Hình 2

d- Tính giaù trò noäi trôû khung quay R_m2töø caùc giaù trò doøng vaø aùp ghi nhaän ñöôïc roài ghi

vaøo baûng 1.

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 3

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

3) Phöông phaùp ñieän trôû Shunt

Laép maïch nhö hình 3

a- Thay ñoåi bieán trôû 100K ñeán khi kim leäch toaøn khung.

b- Ñoùng khoaù S , thay ñoåi bieán trôû 50K töø töø ñeán khi kim leäch ñuùng moät nöûa khung.

c- Thaùo bieán trôû 50K vaø 100K ra khoûi maïch duøng maùy ño giaù trò cuaû noù vaø ghi vaøo

R_50K

1

baûng trò soá R_m3

=

(R_50Kvaø R_100Klaø giaù trò ño ñöôïc cuaû hai bieán trôû )

R_100KI_FS

100KΩ

50KΩ

S

E = 1V

50μA

Hình 3

4) Tính giaù trò trung bình cuaû noäi trôû khung quay theo coâng thöùc sau

R_m1+ R_m2+ R_m3

R_mTB

=

3

Phöông phaùp Phöông phaùp Phöông phaùp

Bieán trôû Phaân theá Shunt

E (mV ) R_50K

Noäi trôû

Khung quay

R₁

R₂

I (μA )

R_m2

R_100K

R_m3

R_m1

R_mTB

Baûng 1

5) Aùp duïng caùc giaù trò R_mTBtìm ñöôïc tính toaùn trò soá caùc ñieän trôû taàm ño cho volt keá

DC vôùi 3 taàm ño 1V , 5V, 10V .Töï veõ maïch vôùi ñieän trôû taàm ño ñoäc laäp, ñieän trôû

taàm ño chung.

6) Choïn moät trong hai maïch treân vaø laép raùp volt keá: duøng khung quay vöøa khaûo saùt

laøm boâ phaän chæ thò, caùc ñieän trôû taàm ño söû duïng caùc ñieän trôû nhoû loaïi ¼ watt caém

noái tieáp nhau treân project board ñeå coù trò soá mong muoán (coù theå laép bieán trôû vaø

chænh ñeán trò soá ñaõ tính).

7) Ñieàu chænh nguoàn DC ñeå coù moät giaù trò ñieän aùp trong khoaûng cho pheùp cuûa volt keá

vöøa laép. Noái volt keá vaøo maïch , ñieàu chænh nguoàn ñeå cho kim leäch moät vaøi vò trí

treân vaïch chia, ñoïc giaù trò vaø ghi keát quaû vaøo baûng 2 : trò soá E₂(laø trò soá töông öùng

chæ thò cuûa volt keá vöøa laép), trò soá E₁laø trò soá ño ñöôïc töø volt keá soá (ñöôïc xem nhö

giaù trò tin caäy )

8) Tính sai soá cuaû moãi thang theo coâng thöùc

E₁− E₂

ε =

100⁰

0

E₁

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 4

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

Taàm ño Ñieän trôû R_S

Trò soá ñieän aùp töông öùng caùc ñoä leäch

Sai soá

töông ñoái

ε%

25%

50%

75%

100%

E₁

E₂

E₁

0 – 1v

0 – 5v

E₂

E₁

0 - 10v

E₂

Baûng 2

Phaàn 2 Volt keá xoay chieàu

I Muïc ñích

Thieát keá, laép raùp vaø hieäu chænh volt keá xoay chieàu söû duïng phöông phaùp chænh

löu baùn soùng vaø toaøn soùng.

II Thieát bò thí nghieäm

-

Khung quay 1 chieàu 0 - 50μA

5 diode baùn daãn

1 variac (maùy bieán theá töï ngaãu)

1 maùy bieán theá caùch ly

Moät soá ñieän trôû

III Trình töï thí nghieäm

1) Tính toaùn ñoä nhaïy xoay chieàu cuaû khung quay (khung quay thí nghieäm ôû phaàn 1)

2) Tính toaùn caùc giaù trò ñieän trôû taàm ño R_Vcho caùc taàm ño trò hieäu duïng ñieän aùp xoay

chieàu 5V, 10V, 20V ôû maïch ño hình 4 .

3) Laép raùp maïch volt keá xoay chieàu chænh löu baùn soùng nhö hình veõ 4 ( söû duïng caùc

ñieän trôû coá ñònh ñeå laøm ñieän trôû taàm ño R_V)

4) Ñöa caùc ñieän aùp xoay chieàu

Bieán aùp

töï ngaãu

Bieán aùp

caùch ly

hieäu duïng cho trong böôùc 2

vaøo maïch (duøng volt keá ño

caùc trò soá naøy taïi hai nuùt A vaø

B), ñieàu chænh caùc ñieän trôû Rs

ñeå coù ñoä leäch toaøn khung.

Volt keá khaûo saùt

A

B

220VAC

5v 10v 20v

5) Thaùo caùc ñieän trôû ra khoûi

maïch ño caùc giaù trò cuaû chuùng

vaø ghi vaøo baûng keát quaû

Hình 4

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 5

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

6) Tính toaùn caùc

Volt keá khaûo saùt

giaù trò ñieän trôû

taàm ño R_Vcho

caùc taàm ño trò

hieäu duïng ñieän

aùp xoay chieàu

5V, 10V, 20V

khi chænh löu

toaøn kyø.

Bieán aùp

töï ngaãu

Bieán aùp

caùch ly

A

B

220VAC

5v 10v 20v

Hình 5

7) Laép raùp maïch volt keá xoay chieàu chænh löu toaøn soùng nhö hình veõ 5 ( söû duïng caùc

ñieän trôû coá ñònh ñeå laøm ñieän trôû taàm ño R_V)

8) Ñöa caùc ñieän aùp xoay chieàu hieäu duïng cho trong böôùc 6 vaøo maïch (duøng volt keá

ño caùc trò soá naøy taïi hai nuùt Avaø B), ñieàu chænh caùc ñieän trôû Rs ñeå coù ñoä leäch toaøn

khung.

9) Thaùo caùc ñieän trôû ra khoûi maïch ño laïi caùc giaù trò cuaû chuùng vaø ghi vaøo baûng keát

quaû

10) Tính sai soá phaàn traêm caùc giaù trò R_Vtrong hai tröôøng hôïp tính toaùn vaø thí nghieäm

Baûng soá lieäu

Chænh löu baùn soùng

Chænh löu toaøn soùng

Ñoä nhaïy xoay chieàu S_AC

=

Ñoä nhaïy xoay chieàu S_AC

=

Ñieän trôû taàm ño R_V

Taàm ño Tính toaùn Ño ñaïc Sai soá

5

10

20

10

20

11) Khaûo saùt ñoä tuyeán tính cuûa khung quay: maïch thí nghieäm nhö hình 5 chænh ñieän

aùp taïi hai nuùt A B baét ñaàu töø zero roài taêng daàn moãi laàn 1V ñeán khi kim leäch toaøn

khung, ghi laïi vò trí goùc leäch cuûa kim töông öùng vôùi moãi trò soá ñieän aùp roái veõ ñoà thò

naøy. Thöïc hieän töong töï cho caùc thang ño coøn laïi. Nhaän xeùt veà ñoä tuyeán tính cuûa goùc

quay theo ñieän aùp ?

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 6

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

Phaàn 3 Baùo caùo thí nghieäm

1- Toùm löôïc quaù trình thí nghieäm

2- Caùc baûng soá lieäu thu ñöôïc

3- Giaûi thích caùch tính caùc ñieän trôû R_m1,2,3

4- Giaûi thích caùch tính caùc ñieän trôû taàm ño cho volt keá DC, AC.

5- Nhaän xeùt veà trò soá caùc ñieän trôû taàm ño vaø taàm ño trong caùc tröôøng hôïp chænh löu

moät vaø hai baùn kyø.

6- Haõy cho bieát caùc thang ño DC vaø AC volt trong caùc tröôøng hôïp thí nghieäm treân coù

cuøng vò trí cuûa vaïch chia hay khoâng? Taïi sao ?

Trong caùc böôùc tính toaùn coù theå choïn V_D= 0,7V

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 7

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

Baøi 2

Phaàn A : Khaûo saùt ñaùp öùng taàn soá cuaû moät volt keá xoay chieàu

I Toùm löôïc

Caùc volt keá thöôøng coù moät daõy taàn soá coù ñaùp öùng khoâng phaúng. Maùy ño chæ thò khoâng

chính xaùc, chæ thò cuaû noù cao hôn hoaëc thaáp hôn ôû caùc taàn soá naøy. Söï khoâng chính xaùc

naøy coù theå do ñaùp öùng taàn soá cuaû caùc phaàn töû nhö caùc diode, caùch chænh löu, tuï ñieän

vaø caùc ñieän trôû trong maïch volt keá cuõng nhö do aûnh höôûng cuûa khung quay.

II Thieát bò thí nghieäm

Maùy

phaùt soùng

Volt keá

xoay chieàu

-

3 volt keá khaùc nhau.

• Volt keá chæ thò kim METRIX

• Volt keá chæ thò soá loaïi thöôøng

DT888.

• Volt keá soá True RMS.

( khi ño trò True RMS phaûi nhaán ñoàng

thôøi vaøo 2 nuùt AC vaø DC hoaëc ño

Dao ñoäng

kyù

rieâng töøng thang ACV , DCV roài tính theo coâng thöùc)

-

1 dao ñoäng kyù duøng quan saùt daïng tín hieäu vaø ño trò ñænh ( löu yù phaûi CALIB ngoõ

haøng doïc khi ño trò ñænh )

1 maùy phaùt soùng

1 baûng ñieän trôû thí nghieäm.

-

III Trình töï thí nghieäm

1) Noái maïch thí nghieäm nhö hình veõ.

2) Duøng dao ñoäng kyù quan saùt daïng soùng, ñieàu chænh maùy phaùt tín hieäu sin ñeå bieân

ñoä ngoõ ra khoaûng 2V ôû taàn soá 1KHz (xem ñaây laø taàn soá trung taâm). Ñoïc treân moãi

volt keá giaù trò hieäu duïng töông öùng taïi taàn soá naøy .

3) Taêng töø töø taâàn soá maùy phaùt ñeán khi naøo giaù trò ñoïc treân volt keá coøn khoaûng 90%

trò soá ñoïc ñöôïc ôû caâu 2 , ghi nhaän taàn soá naøy f_H

4) Giaûm daàn taàn soá maùy phaùt ñeán khi naøo giaù trò ñoïc treân volt keá coøn khoaûng 90% trò

soá ñoïc ñöôïc ôû caâu 2 , hoaëc taïi vò trí kim chæ thò baét ñaàu dao ñoäng hay caùc chæ thò soá

dao ñoäng trong khoaûng roäng ghi nhaän taàn soá naøy f_L

5) Ñieàu chænh taàn soá maùy phaùt töø f_Lcho ñeán 2f_H(khoaûng 10 trò soá ), ghi laïi caùc giaù

trò ñieän aùp .

Trang 8

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

6) Veõ ñaùp öùng taàn soá V(f) cho töøng volt keá.

Löu yù : trong suoát quaù trình thay ñoåi taàn soá phaûi luoân luoân quan saùt dao ñoäng kyù ñeå

ñieàu chænh bieân ñoä maùy phaùt luoân laø khoâng ñoåi

7) Baây giôø chænh maùy phaùt soùng daïng soùng vuoâng löôõng cöïc ( ñoái xöùng qua truïc

hoaønh) taàn soá 1KHz, bieân ñoä 2V . Duøng caùc volt keá ño caùc ñieän aùp naøy vaø ghi laïi

keát quaû vaøo baûng giaù trò. Coù nhaän xeùt gì veà caùc trò soá naøy ? Noù coù ñuùng theo keát

quaû khi tính baèng lyù thuyeát hay khoâng ? Töø ñoù haõy cho keát luaän veà caùc volt keá.

Daïng ñieän aùp

Trò soá bieân ñoä

(ñoïc töø dao ñoäng

Trò soá ño töø caùc volt keá

METRIX DT888 VOLT True RMS

V_ACV_AC

kyù)

V_M

V_ACV_DCV_RMS

Sin

Vuoâng

löôõng

cöïc

Vuoâng ñôn cöïc

Tam giaùc

8) Laøm laïi thí nghieäm vôùi daïng soùng laø vuoâng ñôn cöïc (keùo nuùt DC Offset treân maùy

phaùt vaø xoay cho ñeán khi daïng soùng vuoâng naèm veá moät phía cuûa truïc hoaønh).

9) Laëp laïi caùc böôùc thí nghieäm treân vôùi nguoàn phaùt baây giôø laø soùng tam giaùc.

10)Laëp laïi

caùc böôùc thí nghieäm treân vôùi nguoàn phaùt baây giôø coù phöông trình

u(t) = 1+ 2Sinωt (V) (chænh soùng sin bieân boä 2V roài chænh nuùt DC offset theâm 1V)

11)Tính heä soá daïng K_fvaø heä soá ñænh K_pcuaû caùc tín hieäu treân.

Phaàn B : Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa volt keá ñeán ñieän aùp ñang ño

I Toùm löôïc

Baûn thaân moãi volt keá khi duøng ño ñieän aùp giöõa hai nuùt thì ñeàu ít nhieàu gaây ra

sai soá, tuyø theo noäi trôû cuûa noù maø aûnh höôûng seõ nhieàu hay ít.(xem giaùo trình Kyõ thuaät

ño ñeå hieåu theâm chi tieát).

Trang 9

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

I Thí nghieäm

1) Thöïc hieän ño ñieän aùp baèng volt keá METRIX nhö hình veõ vôùi caëp ñieän trôû

R₁= R₂= 1KΩ (choïn 3 taàm ño gaàn nhöùt vôùi trò soá caàn ño) . Ghi keát quaû vaøo baûng

giaù trò.

Volt keá METRIX - Ñoä nhaïy S = …………KΩ/V

Taàm ño

Trò soá ñieän aùp töông öùng vôùi caëp ñieän trôû

R₁= R₂= 1KΩ R₃= R₄= 100KΩ R₅= R₆= 10MΩ

2) Laøm töông töï vôùi caëp ñieän trôû

R₃= R₄= 100KΩ.

3) Laøm töông töï vôùi caëp ñieän trôû

R₅= R₆= 10MΩ.

4) Laøm laïi töø caâu 1 ñeán caâu 3 vôùi volt keá

soá DT888.

5) Laøm laïi töø caâu 1 ñeán caâu 3 vôùi volt keá

True RMS.

R₁

R₂

12V

V_DC

U

6) Cho bieát trò soá ñieän aùp U=U₀(khi chöa

coù volt keá). Cho bieát caùch ño U₀

7) Suy ra noäi trôû cuûa moãi volt keá.

Phaàn C : Baùo caùo thí nghieäm

1- Moâ taû laïi tieán trình thí nghieäm.

2- Trình baøy caùc phöông phaùp chuyeån ñoåi AC – DC trong caùc volt keá

3- Haõy cho beát caùc volt keá söû duïng trong baøi thí nghieäm thuoäc loaïi naøo. Nhaän xeùt veà

caùc ñöôøng bieåu dieãn V(f) ñaõ veõ.

4- Trình baøy caùch ñoïc giaù trò ñieän aùp cuaû moät tín hieäu khoâng sin treân volt keá khaéc

vaïch sin ?

5- Giaù trò ghi nhaän ñöôïc treân dao ñoäng kyù laø giaù trò gì khi ñeå ôû vò trí AC, DC ?

6- Theá naøo laø trò hieäu duïng thöïc?

7- Giaûi thích nguyeân nhaân gaây sai soá ôû caùc volt keá trong phaàn B.

Trang 10

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

Baøi 3

Phaàn A : Ño ñieän trôû

I Toùm löôïc

Tuyø theo daõy trò soá vaø ñaëc tính cuûa ñieän trôû maø ta coù theå aùp duïng caùc phöông

phaùp ño ñaïc khaùc nhau : ño noùng ngay taïi traïng thaùi hoaït ñoäng hoaëc ño nguoäi khi ñieän

trôû ñaõ thaùo khoûi maïch .

II Thí nghieäm

1) Phöông phaùp volt-ampe :

Duøng phöông phaùp reõ ngaén vaø reõ daøi ñeå ño trò soá caùc ñieän trôû sau:

-

Boùng ñeøn.

Ñieän trôû söù

Ñieän trôû daây quaán.

Moãi ñieän trôû tieán haønh ño khoaûng 10 laàn khi taêng ñieän aùp töø 0V ñeán 20V, ghi

keát quaû vaøo baûng sau

Laàn

ño

Boùng ñeøn

Reõ ngaén Reõ daøi

Ñieän trôû söù

Reõ ngaén Reõ daøi

Ñieän trôû daây quaán

Reõ ngaén

Reõ daøi

U

I

R

U

I

R

U

I

R

U

I

R

U

I

R

U

I R

1

2

3

4

5

2) Ño ñieän trôû baèng caàu ño chuyeân duøng ED

Caàu chuyeân ED nhö hình veõ , caàu ño coù caáu taïo cuûa caàu Kelvin trong ñoù coù laép

saün ñieän trôû maãu , vaø coù tích hôïp moät ñieän keá ñieän töû

• Nuùt taét môû vaø chænh ñoä nhaïy cho ñieän keá 1

¾ GA OFF : vò trí taét

¾ B-CH : vò trí kieám tra pin

¾ G₂: ñoä nhaïy thaáp nhaát

¾ G₁: ñoä nhaïy trung bình

¾ G₀: ñoä nhaïy cao nhaát

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 11

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

• Vò trí noái ñieän trôû caàn ño

¾ C₁C₂vò trí noái 2 ñaàu doøng ñieän

¾ P₁P₂vò trí noái 2 ñaàu aùp

Vò trí noái ñieän trôû caàn ño

Vò trí caáp nguoàn DC 3V

Ext BA +

4:Coïc choïn taàm ño

5: Vò trí choïn taàm ño

6: Coâng taéc caáp nguoàn

C₁

P₁

P₂C₂

-

x10

x1

x0.1 x0.01 x0.001

BATT

ON

Galvano

OFF

G₂

B-CH

G₁

GA

Vò trí noái amper

G₀

OFF

Ñieän keá ñieän töû

3: Bieán trôû chænh caân baèng

2: Nuùt nhaán kieåm tra caân baèng

1: Nuùt taét môû vaø chænh ñoä nhaïy cho ñieän keá

Thao taùc treân caàu ño chuyeân duøng

• Coâng taéc nguoàn 6 vaø nuùt taét môû ñieän keá 1 ôû vò trí OFF

• Laép ñieän trôû caàn ño vaøo maùy

¾

Caùc ñieän trôû giaù trò lôùn (ñieän trôû 2 ñaàu) thì noái taét töøng caëp C₁-P₁C₂-P₂roài

noái hai ñaàu ñieän trôû vaøo doù.

Caùc ñieän trôû giaù trò nhoû (ñieän trôû 4 ñaàu) thì noái 4 ñaàu doøng aùp theo thöù töï

vaøo caùc coïc C₁- P₁- P₂- C₂

¾

• Noái nguoàn DC 3V vaøo caàu ño

• Môû coâng taéc nguoàn 6 ON

• Choïn taàm ño cho caàu ño baèng caùch caém coïc choïn taàm ño 4 vaøo moät trong caùc vò trí

choïn taàm 5

• Baät nuùt taét môû 1 sang vò trí B-CH ñeå kieåm tra nguoàn pin cuûa ñieän keá, neáu kim chæ thò

trong vuøng maøu xanh laø pin coøn toát

• Choïn ñoä nhay thaáp nhaát cho ñieän keá khi xoay tieáp nuùt taét môû 1 qua vò trí G₂

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 12

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

• Nhaán nuùt kieåm tra caân baèng 2 vaø quan saùt goùc leäch cuûa kim ñieän keá

• Choïn moät taàm ño khaùc baèng caùch dôøi coïc choïn taàm ño 4 sang moät vò trí choïn taàm

keá caän , nhaán nuùt kieåm tra caân baèng 2 vaø quan saùt goùc leäch cuûa kim ñieän keá. Cöù nhö

vaäy tìm ra vò trí coù goùc leäch nhoû nhaát , ñoù laø vò trí taàm ño ñuùng.

• Chuyeån nuùt chænh ñoä nhaïy 1 sang möùc cao hôn G₁, nhaán nuùt kieåm tra caân baèng 2 vaø

ñoàng thôøi xoay bieán trôû chænh caân baèng 3 ñeå ñöa kim ñieän keá veà vò trí caân baèng 0 (

vò trí kim khoâng coøn leäch traùi hay phaûi khi nhaán nhaû nuùt kieåm tra caân baèng 2).

• Laëp laïi töông töï khi chuyeån nuùt ñoä nhaïy 1 leân möùc cao nhaát G_{0 .}

• Khi caàu ño ñaõ caân baèng hoaøn toaøn thì xaùc ñònh giaù trò ñieän trôû caàn ño baèng caùch ñoïc

giaù trò treân bieán trôû chænh caân baèng nhaân vôùi taàm ño ñang söû duïng.

Ñeå coù keát quaû chính xaùc, ñoái vôùi moãi ñieän trôû sinh vieân tieán haønh ño toái thieåu 2 laàn

treân 2 thang ño khaùc nhau. Ghi nhaän caùc giaù trò thu ñöôïc vaøo baûng soá lieäu.

Loaïi ñieän trôû

Laàn ño 1

Taàm ño Giaù trò

So saùnh caùc trò soá ño ñöôïc vôùi caâu 1 ( phöông phaùp volt-ampe).

Phaàn B : Ño ñieän trôû tieáp ñaát

I Ño baèng phöông phaùp volt keá vaø ampe keá

1 Phöông phaùp tröïc tieáp

a) Nguyeân taéc

220V

Ñeå ño ñieän trôû coïc ñaát A R_Ata ñoùng theâm hai coïc phuï

B vaø C

M

Duøng nguoàn ñieän xoay chieàu cung caáp cho vuøng ñaát nhö

U

sô ñoà. Ñieän trôû coïc ñaát A ñöôïc tính R _A=

. Trong ñoù

T

I

U laø ñieän aùp rôi treân vuøng ñaát giöõa hai coïc A vaø B, I laø

doøng ñieän chaïy treân vuøng ñaát giöõa caùc coïc.

V

A

B

A

C

M

: maùy bieán aùp caùch ly

T

: maùy bieán aùp töï ngaãu

3 coïc A B C ñoùng caùch nhau toái thieåu 20m.

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 13

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

b) Thí nghieäm

-

Thay ñoåi vò trí con chaïy cuaû bieán aùp töï ngaãu ñeå ñieän aùp cung caáp vaøo maïch ño

thay ñoåi

-

Ghi laïi trò soá cuaû doøng vaø aùp treân ampe vaø volt keá cuaû 5 laàn ño.

Tính trò soá trung bình cuaû coïc ñaát A.

Töông töï ño cho coïc ñaát C

2 Phöông phaùp giaùn tieáp

Thieát laäp maïch ño nhö hình veõ.

Ñieän trôû coïc A vaø B :

220V

M

U₁

R_A+ R_B=

I₁

(1)

T

Sau ñoù tieáp tuïc ño cho coïc B vaø C, coïc C vaø A ta coù :

A

U₂

V

R_B+ R_C=

(2)

I₂

U₃

I₃

B

A

R_C+ R_A=

(3)

Töø 3 phöông trình treân chuùng ta xaùc ñònh caùc giaù trò R_A, R_B, R_C.

Löu yù: caùc phöông trình 1, 2, 3 phaûi laáy trung bình sau nhieàu laàn ño.

3 Baùo caùo keát quaû

Laäp baûng ghi laïi trò soá caùc coïc ñaát A B C trong töøng laàn ño theo hai phöông

phaùp tröïc tieáp vaø giaùn tieáp, tính giaù trò trung bình cuaû caùc coïc ñaát, so saùnh vaø giaûi

thích neáu coù söï khaùc nhau.

II Ño baèng maùy chuyeân duïng

Maùy ño chuyeân duïng nhö hình veõ

Vò trí noái coïc ñaát

E : nôi noái coïc caàn ño

P : nôi noái coïc phuï ñieän aùp

C : nôi noái coïc phuï doøng ñieän

Nuùt choïn chöùc naêng

B : kieåm tra nguoàn pin trong maùy

V : kieåm tra ñieän aùp rôi treân coïc

Ω : vò trí ño ñieän trôû ñaát

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 14

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

Vò trí noái caùc coïc ñaát

A:Nuùt chænh caân baèng

E

P

C

Ñieän keá

Ω

B

Ω

V

C:Nuùt choïn chöùc naêng

B:Nuùt nhaán kieåm tra

-

Laép maïch ño nhö sô ñoà ghi treân maùy, coïc caàn ño noái vaøo vò trí E caùc coïc phuï noái

vaøo vò trí P vaø C theo thöù töï.

Chuyeån nuùt chöùc naêng C qua vò trí B ñeå kieåm tra nguoàn pin : kim chæ trong vuøng

maøu xanh laø pin coøn toát

Chuyeån nuùt chöùc naêng C qua vò trí V ñeå kieåm tra ñieän aùp rôi, neáu nhoû hôn

10VAC thì cho pheùp ño.

Chuyeån nuùt chöùc naêng C qua vò trí Ω ñeå ño ñieän trôû ñaát : phoái hôïp nhaán nuùt kieåm

tra B vaø xoay nuùt chænh caân baèng A ñeå sao cho kim ñieän keá chæ vò trí 0 luùc ñoù ñoïc

giaù trò ñieän trôû treân vaïch chia

-

So saùnh keát quaû vôùi phöông phaùp volt ampe.

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 15

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

Baøi 4

Ño ñieän dung – ñieän caûm

I Toùm löôïc

Caùc giaù trò ñieän trôû, dung , caûm laø caùc phaàn töû thuï ñoäng , ñeå ño caùc ñaïi löôïng

naøy coù nhieàu phöông phaùp tuy nhieân phoå bieán nhaát vaãn laø phöông phaùp caàu ño. Caàu

ño DC ñöôïc duøng ño ñieän trôû, caàu ño AC duøng cho ño caû R, L vaø C. Caùc caàu ño AC

coøn coù öu ñieåm laø coù theå cho ta xaùc ñònh caû giaù trò D hoaëc Q cuaû phaàn töû.

II Thí nghieäm

A Ño ñieän dung ñieän caûm baèng caàu ñôn giaûn

Laép caàu ño ñieän dung C_Xnhö

hình veõ nguoàn phaùt soùng sin chænh trò

C_X

C_maãu

soá khoaûng 2V taàn soá 1KHz, caùc hoäp

ñieän trôû P , Q baét ñaàu vôùi trò soá

1000Ω , tuï maãu khoaûng 0,1μF.

a

b

1KHz

Chænh giaù trò tuï maãu ñeå sao

Q

P

cho ñieän aùp treân 2 nuùt a vaø b giaûm

daàn (duøng dao ñoäng kyù hoaëc volt keá

ñieän töû ñeå quan saùt ñieàu naøy) , tieáp

tuïc chænh ñeå cho trò soá ñieän aùp naøy laø

nhoû nhaát (cöïc tieåu), trong ñieàu kieän lyù töôûng giaù trò naøy seõ baèng khoâng. Trong tröôøng

hôïp vieäc ñieåu chænh laøm ñieän aùp thay ñoåi ít hoaëc chæ laøm ñieän aùp giaûm maø khoâng ñi

p

qua cöïc tieåu thì coù nghóa laø taàm ño (tæ soá ) khoâng phuø hôïp luùc baáy giôø phaûi thay doåi

q

moät tæ soá khaùc cho caàu ño. Khi ñaõ xaùc ñònh ñöôïc trò soá cöïc tieåu ghi laïi caùc keát quaû vaøo

baûng vaø tính giaù trò tuï ñieän C_Xbaèng caùch caân baèng caùc phaàn thöïc vaø aûo .

Laàn ño

Tuï ñieän 1

C_maãu

Tuï ñieän 2

Q C_maãuC_X(μF)

P

Q

C_X(μF)

P

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 16

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

L_X

R

L_maãu

Töông töï laép caàu ño

ñieän caûm, thay cuoän daây

maãu vaø ñieän caûm L_X. Tieán

haønh ño nhö treân, ghi keát

quaû vaøo baûng soá lieäu. Trong

moät soá tröôøng hôïp do ñieän

trôû cuoän daây L_Xnhoû hôn

nhieàu so vôùi ñieän trôû cuoän

daây maãu laøm cho caàu ño

khoù caân baèng luùc baáy giôø ta

coù theå laép theâm moät hoäp

a

b

P

Q

1KHz

ñieän trôû R noái tieáp vôùi nhaùnh coù chöùa L_Xroài tieán haønh chænh caân baèng cho caàu ño.

Khi coù R tröôùc tieân ta choïn moät trò soá cho noù khoaûng vaøi traêm ohm, ñieàu chænh cuoän

daây maãu ñeå cho ñieän aùp a b giaûm ñeán moät cöïc tieåu, thay ñoåi trò soá R ñeå coù moät cöïc

tieåu nhoû hôn … , cöù tieáp tuïc nhö vaäy ñieàu chænh L_maãuroài ñieän trôû R cho ñeán khi khoâng

theå chænh U_abnhoû hôn , khi naøy caàu ño ñaõ caân baèng vaø ta coù theå xaùc ñònh trò soá L_X

theo caùc phaàn töû cuûa caàu ño

Laàn ño

Cuoän daây 1

L_maãuL_X(mH)

Cuoän daây 2

L_maãuL_X(mH)

P

Q

R

P

Q

R

B Söû duïng caàu ño chuyeân duïng

Trong phaàn thí nghieäm naøy sinh vieân seõ söû duïng caàu Sauty ñeå ño giaù trò caùc tuï ñieän

Caàu ño chuyeân dung nhö hình veõ

A : nuùt choïn taàm ño

B : nuùt nhaán kieåm tra

C : nuùt chænh caân baèng

D : nuùt chænh goùc maát

Nuùt taét môû caàu ño : M vò trí On ; A vò trí Off

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 17

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

C:Nuùt chænh caân baèng

Nôi caáp nguoàn 4.5 V

Boä taïo dao ñoäng

A:Nuùt chænh taàm

.01

D:Nuùt chænh goùc maát

Nuùt taét môû caàu ño

M

μF

A

B:Nuùt nhaán kieåm tra

T

X

Vò trí noái tai nghe

Vò trí noái tuï caàn ño

Thao taùc ño

Caém adapter caáp nguoàn DC 4.5V cho caàu ño

Noái tai nghe vaøo vò trí T, vaø noái tuï caàn ño vaøo vò trí X

Baät nuùt môû caàu ño qua M caáp nguoàn cho boä dao ñoäng (luùc naøy chuùng ta seõ nghe tieáng

o…o… töø boä dao ñoäng)

Ñeo tai nghe vaø nhaán nuùt kieåm tra B ( chuù yù aâm thanh coù theå khaù lôùn do traïng thaùi

chöa caân baèng luùc ñaàu )

Xoay nuùt chænh taàm A choïn taàm coù aâm thanh nhoû nhaát

Ñieàu chænh nuùt chænh caân baèng C ñeå tìm vò trí cöïc tieåu cuûa aâm thanh

Keát hôïp hieäu chænh nuùt D (chænh goùc maát ) vaø nuùt chænh caân baèng C ñeán khi aâm thanh

nghe nhoû nhaát ( hoaëc taét haún ) khi ñoù chuùng ta coù ñöôïc traïng thaùi caân baèng cuûa caàu ño

Ñoïc keát quaû vaø ghi vaøo baûng trò soá

Choïn moäât taàm ño laân caän vaø ño laïi tuï vöøa roài cho laàn ño thöù hai, ghi keát quaû vaøo

baûng trò soá

Töông töï thöïc hieän ño cho caùc tuï ñieän coøn laïi.

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 18

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

C Ño ñon giaûn baèng Volt keá

V

U₁

220V

C_X

U₀

Laép maïch thí nghieäm nhö hình veõ

Laàn löôït chænh caùc giaù trò nguoàn U₀laø 50V, 100V, 150V , 200V

Trong moãi tröôøng hôïp ghi nhaän caùc giaù trò cuûa U₁

Duøng coâng thöùc lyù thuyeát tính giaù trò cuûa C_X

D Baùo caùo thí nghieäm

• Caùc trò soá ño ñöôïc

• Giaû söû raèng caùc trò soá ño trong baøi laø cuûa moâ hình noái tieáp haõy tính caùc trò soá

cuaû L vaø C neáu söû duïng moâ hình song song.

• Lieät keâ caùc phöông phaùp ño R, L, C khaùc maø anh (chò) bieát, öu vaø khuyeát ñieåm

caùc phöông phaùp naøy.

• Nhaän xeùt veà loaïi caàu ño ñôn giaûn.

• Heä soá D, Q ñaëc tröng cho tính chaát gì ôû tuï ñieän vaø cuoän daây ?

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009

Trang 19

Taøi lieäu thí nghieäm ño ñieän töû duøng cho khoaù 2006

Baøi 5

Ño taàn soá & pha

Thoâng thöôøng ngöôøi ta hay duøng dao ñoäng kyù ôû caùc chöùc naêng sau:

• Quan saùt daïng soùng .

• Ño trò soá ñieän aùp.

• Ño chu kyø

ÔÛ caùc chöùc naêng ño ñaïc treân chuùng ta caàn ñaët dao ñoäng kyù ôû vò trí chuaån (CAL) , caùc

trò soá ño ñöôïc seõ ñoïc treân ñoä cao vaø roäng töông öùng cuûa daïng soùng treân maøn aûnh.

Trò soá ñænh ñænh cuûa ñieän aùp caàn ño:

E_P-P= Ñoä lôïi leäch doïc x Ñoä leäch doïc

= Volts/Div x Soá oâ chia doïc

Giaù trò chu kyø cuûa daïng soùng caàn ño:

T

= Ñoä lôïi leäch ngang x Ñoä leäch ngang

= Time/Div x Soá oâ chia ngang

Ngoaøi caùc chöùc naêng treân dao ñoäng kyù coøn coù theå duøng vaøo caùc muïc ñích khaùc nhö:

• Ño ñoä leäch pha cuûa hai tín hieäu (cuøng taàn soá)

• Ño taàn soá baèng caùch so saùnh vôùi moät taàn soá chuaån .

• Veõ ñaëc tuyeán V-A cuûa moät soá phaàn töû .

I Ño taàn soá

Dao ñoäng kyù ñöôïc duøng ñeå ño taàn soá cuûa tín hieäu xoay chieàu baèng phöông phaùp

Lissajous. ÔÛ phöông phaùp naøy dao ñoäng kyù ñöôïc ñaët ôû cheá ñoä queùt ngoaøi

(External Sweep) , treân caùc dao ñoäng kyù loaïi hai tia cheá ñoä naøy thöôøng ghi laø X-Y

vôùi tín hieäu noái vaøo ngoõ CH.1 (CH.A) taïo dòch chuyeån theo phöông ngang X, coøn

tín hieäu noái vaøo ngoõ CH.2 (CH.B) taïo dòch chuyeån theo phöông doïc Y, baèng caùch

naøy treân maøn aûnh dao ñoäng kyù seõ theå hieän ñöôïc quan heä cuûa hai tín hieäu Y=Y(X)

CH.2=CH.2(CH.1)

ÔÛ phöông phaùp Lissajous ngöôøi ta noái tín hieäu chuaån ñaõ bieát taàn soá vaøo keânh X

(CH1) vaø tín hieäu caàn xaùc ñònh taàn soá F_Xnoái vaøo keânh Y (CH2) . Taàn soá F_Hcuûa

tín hieäu chuaån ñöôïc ñieàu chænh daàn cho ñeán khi caùc hình thò ñöùng yeân treân maøn

aûnh dao ñoäng kyù(caùc hình naøy goïi laø hình Lissajous).Ví duï nhö caùc hình lissajous

cuûa hình 1.

Trang 20

Phoøng thí nghieäm Maïch &Ño 02-2009