mở đầu - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các khái niệm về đo lường điện và sai số đo. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học - 11 Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng) Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1. Khái niệm về đo lường điện: 1.
Khái niệm về đo lường: Đo lường là quá trình so sánh đại lượng chưa biết (đại lượng đo) với đại lượng đã biết cùng loại được chọn làm mẫu (mẫu này được gọi là đơn vị). Như vậy cônmg việc đo lường là nối thiết bị đo vào hệ thống được khảo sát và quan sát kết quả đo được các đại lượng cần thiết trên thiết bị đo hoặc dụng cụ đo. 12 + Số đo: là kết quả của quá trình đo, kết quả này được thể hiện bằng một con số cụ thể. + Dụng cụ đo và mẫu đo: - Dụng cụ đo: Các dụng cụ thực hiện việc đo được gọi là dụng cụ đo như: dụng cụ đo dòng điện (Ampemét), dụng cụ đo điện áp (Vônmét) dụng cụ đo công suất (Oátmét) v.
- Mẫu đo: là dụng cụ dùng để khôi phục một đại lượng vật lý nhất định có trị số cho trước, mẫu đo được chia làm 2 loại sau: - Loại làm mẫu: dùng để kiểm tra các mẫu đo và dụng cụ đo khác, loại này được chế tạo và sử dụng theo tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo làm việc chính xác cao. - Loại công tác: được sử dụng đo lường trong thực tế, loại này gồm 2 nhóm sau: Mẫu đo và dụng cụ đo thí nghiệm. Mẫu đo và dụng cụ đo dùng trong sản xuất. Khái niệm về đo lường điện: Đo lường điện là quá trình đo lường các đại lượng điện của mạch điện.
Các đại lượng điện được chia ra làm hai loại: - Đại lượng điện tác động (active). - Đại lượng điện thụ động (passive). + Đại lượng điện tác động: các đại lượng như điện áp, dòng điện, công suất, điện năng. là những đại lượng mang năng lượng điện.
Khi đo các đại lượng này, bản thân năng lượng này sẽ cung cấp cho mạch đo. Trong trường hợp năng lượng quá lớn thì được giảm bớt cho phù hợp với mạch đo, ví dụ như phân áp, phân dòng. Nếu trong trường hợp quá nhỏ thì sẽ được khuyếch đại đủ lớn cho mạch đo có thể hoạt động được. + Đại lượng điện thụ động: các đại lượng như điện trở, điện cảm, điện dung, hỗ cảm v.các đại lượng này không mang năng lượng cho nên phải cung cấp điện áp hoặc dòng điện cho các đại lượng này khi đưa vào mạch đo.
Trong trường hợp các đại lượng này đang là các phần tử trong mạch điện đang hoạt động thì phải quan tâm đến cách thức đo theo yêu cầu. Ví dụ cách thức đo ‘’nóng’’ nghĩa là đo các phần tử này trong khi mạch đang hoạt 13 động hoặc cách thức đo ‘’nguội’’ khi các phần tử này đang ngừng hoạt động và có thể được lấy ra khỏi mạch đang hoạt động. ở mỗi cách thức đo sẽ có phương pháp đo riêng. Các sai số và tính sai số.Khái niệm về sai số: Khi đo, số chỉ của dụng cụ đo cũng như kết quả tính toán luôn có sự sai lệch với giá trị thực của đại lượng cần đo.
Lượng sai lệch này gọi là sai số.Các loại sai số: Sai số gồm có 2 loại: a. Sai số ngẫu nhiên (hệ thống): Là sai số cơ bản mà giá trị của nó luôn không đổi hoặc thay đổi có quy luật. Sai số này về nguyên tắc có thể loại trừ được. Nguyên nhân: Do quá trình chế tạo dụng cụ đo như ma sát, khắc vạch trên thang đo v.
Sai số do ảnh hưởng của điều kiện môi trường cụ thể như nhiệt độ môi trường thay đổi, chịu ảnh hưởng của điện trường, từ trường, độ ẩm, áp suất v. Sai số cá nhân: Là sai số do người sử dụng và một số ảnh hưởng khác gây nên. Nguyên nhân: - Do chủ quan trong cách thức đo, trong cách đọc trị số, do thao tác đo không đúng dẫn đến giá trị của đại lượng cần đo thay đổi. - Do người đo nhìn lệch, nhìn nghiêng, đọc sai v.
- Dùng công thức tính toán không thích hợp, dùng công thức gần đúng trong tính toán.Phương pháp tính sai số: Gọi: A: kết quả đo được. A1: giá trị thực của đại lượng cần đo. Tính sai số như sau: - Sai số tuyệt đối: A =A1 - A (1.1) A gọi là sai số tuyệt đối của phép đo 14 - Sai số tương đối: A A A% .2) Phép đo có A càng nhỏ thì càng chính xác. - Sai số qui đổi qđ A A A qd % .3) Ađm: giới hạn đo của dụng cụ đo (giá trị lớn nhất của thang đo) Quan hệ giữa sai số tương đối và sai số qui đổi: A A A qd % .100 AK d Adm A Adm (1.4) A Kd Adm là hệ số sử dụng thang đo (K 1) d Nếu Kd càng gần bằng 1 thì đại lượng đo gần bằng giới hạn đo, A càng bé thì phép đo càng chính xác.
Thông thường phép đo càng chính xác khi Kd 1/2. Ví dụ: Một dòng điện có giá trị thực là 5A. Dùng Ampemét có giới hạn đo 10A để đo dòng điện này. Kết quả đo được 4,95 A.
Tính sai số tuyệt đối, sai số tương đối, sai số qui đổi. Giải: + Sai số tuyệt đối: A =A1 - A= 5 - 4,95 = 0,05 A + Sai số tương đối: A A 0,05 A% .100 1 A hoặc A1 5 + Sai số qui đổi: A 0,05 qd % . biểu diễn số đo: Kết quả đo được biểu diễn dưới dạng: X A X0 và ta có X = A.5) Trong đó: X là đại lượng đo 15 X0 là đơn vị đo A là con số kết quả đo. Ví dụ: I = 5A thì: Đại lượng đo là: dòng điện (I) Đơn vị đo là: Ampe (A) Con số kết quả đo là: 5 c.
Hệ đơn vị đo: + Giới thiệu hệ SI (systerme Internatinal – Sl Unit): hệ thống đơn vị đo lường quốc tế thông dụng nhất, hệ thống này qui định các đơn vị cơ bản cho các đại lượng sau: - Độ dài: tính bằng mét (m). - Khối lượng: tính bằng kilôgam (kg). - Thời gian: tính bằng giây (s). - Dòng điện: tính bằng Ampe (A).
+ Bội và ước số của đơn vị cơ bản: Bội số: ước số: + Tiga (T): 1012 + Mili (m): 10-3 + Giga (G): 109 + Micro (): 10-6 + Mêga (M): 106 + Nano (n): 10-9 + Kilô (K): 103 + Pico (p): 10-12 3. Các phương pháp đo: Trong đo lường chúng ta có hai phương pháp đo: a. Phương pháp đo trực tiếp: Là phương pháp đo mà đại lượng cần đo được so sánh trực tiếp với mẫu đo. Phương pháp này được chia thành 2 cách đo: - Phương pháp đo đọc số thẳng.
- Phương pháp đo so sánh là phương pháp mà đại lượng cần đo được so sánh với mẫu đo cùng loại đã biết trị số. Ví dụ: Dùng cầu đo điện để đo điện trở, dùng cầu đo để đo điện dụng v. Phương pháp đo gián tiếp: Là phương pháp đo trong đó đại lượng cần đo sẽ được tính ra từ kết quả đo các đại lượng khác có liên quan. 16 Ví dụ: Muốn đo điện áp nhưng không có Vônmét, ta đo điện áp bằng cách: - Dùng ômmét đo điện trở của mạch.
- Dùng Ampemét đo dòng điện đi qua mạch. Sau đó áp dụng các công thức hoặc các định luật đã biết để tính ra trị số điện áp cần đo.Cơ cấu đo kiểu từ điện: a.2a: Ký hiệu cơ cấu từ điện Hình 2.2b: Ký hiệu cơ cấu từ điện có chỉnh lưu b. Sơ đồ cấu tạo: Kim chỉ thị Khe hở cực từ Nam châm N S Cực từ Cuộn dây Lỏi sắt non Lò xo Đối trọng Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo cơ cấu đo kiểu từ điện. + Khung quay: khung quay bằng nhôm hình chữ nhật, trên khung có quấn dây đồng bọc vecni.
Toàn bộ khối lượng khung quay phải càng nhỏ càng tốt để sao cho mômen quán tính càng nhỏ càng tốt. Toàn bộ khung quay được đặt trên trục quay hoặc treo bởi dây treo. + Nam châm vĩnh cửu: khung quay được đặt giữa hai cực từ N-S của nam châm vĩnh cửu. 17 + Lõi sắt non hình trụ nằm trong khung quay tương đối đều.
+ Kim chỉ thị được gắn chặt trên trục quay hoặc dây treo. Phía sau kim chỉ thị có mang đối trọng để sao cho trọng tâm của kim chỉ thị nằm trên trục quay hoặc dây treo. + Lò xo đối kháng (kiểm soát) hoặc dây treo có nhiệm vụ kéo kim chỉ thị về vị trí ban đầu điểm 0) và kiểm soát sự quay của kim chỉ thị.4: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu đo kiểu từ điện d. Nguyên lý hoạt động: Khi có dòng điện cần đo I đi vào cuộn dây trên khung quay sẽ tác dụng với từ trường ở khe hở tạo ra lực điện từ F: F = N.1) Trong đó: N: số vòng dây quấn của cuộn dây.
B: mật độ từ thông xuyên qua khung dây. L: chiều dài của khung dây. I: cường độ dòng điện. Lực điện từ này sẽ sinh ra một mômen quay Mq: b M q 2F NBILb 2 (2.2) Trong đó: b là bề rộng của khung dây 18 L.b = S là diện tích của khung dây.3) Mômen quay này làm phần động mang kim đo quay đi một góc nào đó và lò xo đối kháng bị xoắn lại tạo ra mômen đối kháng M đk tỷ lệ với góc quay .