ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRỊNH THỊ HẠNH (Chủ biên) BÙI VĂN CÔNG – LƯU HUY HẠNH GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên và tài liệu cho giáo viên khi giảng dạy, Khoa Điện tử Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội đã chỉnh sửa, biên soạn cuốn giáo trình “LINH ĐIỆN VÀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Cơ điện tử. Đây là mô đun trong chương trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp trình độ Cao đẳng. Nhóm biên soạn đã tham khảo các tài liệu: “Đo lường điện- điện tử” dùng cho sinh viên các Trường Cao đẳng, Đại học kỹ thuật của tác giả Nguyễn Ngọc Tân – Ngô Tấn Nhơn – Ngô Văn Ky, Kỹ thuật đo, Trường Đại học bách khoa TP. Hồ Chí Minh.
PTS Phan Ngọc Bích – KS Phan Thanh Đức – KS Trần Hữu Thanh, Giáo trình đo lường điện – máy điện – khí cụ điện, Trường Kỹ thuật điện – Công ty điện lực 2 TP. Hồ Chí Minh và nhiều tài liệu khác. Mặc dù nhóm biên soạn đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong đồng nghiệp và độc giả góp ý kiến để giáo trình hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019 Chủ biên: Trịnh Thị Hạnh 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. 2 GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ. Các đơn vị cơ hệ SI. Các đơn vị điện hệ SI.
Thiết bị đo kiểu nam châm vĩnh cửu với cuộn dây quay. Ampe đo điện một chiều. Votl kế một chiều. 57 Phương pháp đo các đại lượng điện.
Lý thuyết cầu xoay chiều. Cầu điện dung. Cầu điện cảm. 67 Phương pháp đo các đại lượng không điện.
Phương pháp đo. 93 Đo lường bằng máy hiện sóng. Đo thời gian và tần số. 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
112 3 GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Tên môn học: Đo lường điện- điện tử Mã số môn học: MH 18 Thời gian môn học: 60 giờ ( LT: 12 giờ; TH/TT/TN/B/TL:48giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC + Vị trí Môn học được bố trí dạy ngay từ đầu khóa học, trước khi học các môn chuyên môn và có thể học song song với môn cơ bản khác như linh kiện điện tử. + Tính chất Là môn học kỹ thuật cơ sở. MỤC TIÊU CỦA MÔN HỌC - Kiến thức: +Trình bày được khái niệm sai số trong đo lường, các loại sai số và biện pháp phòng tránh.
+ Trình bày được các loại cơ cấu đo dùng trong kỹ thuật điện, điện tử. + Trình bày được cơ cấu và cách sử dụng các loại máy đo thông dụng + Trình bày được cơ cấu và cách sử dụng các loại máy phát - Kỹ năng: + Đo được các thông số và các đại lượng cơ bản của mạch điện. + Sử dụng được các loại máy phát tín hiệu chuẩn + Thực hiện bảo trì, bảo dưỡng cho máy đo - Thái độ + Chủ động, tư duy và sáng tạo trong học tập 4 III. NỘI DUNG MÔN HỌC 1.
Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian Thời gian TT Tên các bài trong môn mọc Tổng Lý Thực Kiểm tra số thuyết hành 1 Đơn vị đo 4 1 3 1. Các đơn vị cơ hệ SI 2. Các đơn vị điện hệ SI 2 Sai số đo 5 2 3 1. Sai số 3 Cơ cấu đo 12 4 7 1 1.
Thiết bị đo kiểu nam châm vĩnh cửu với cuộn dây quay 2. Ampe đo điện một chiều 3. Votl kế một chiều 4.VOM/DVOM vạn năng 4 Phương pháp đo các đại lượng 6 1 4 1 điện 1. Lý thuyết cầu xoay chiều 2.
Cầu điện dung 3. Cầu điện cảm 5 Phương pháp đo các đại lượng 6 1 5 không điện 1. Phương pháp đo 2. Cầu Wheatstone 6 Dao động ký 7 1 6 1.
Máy phát xung 7 Đo lường bằng máy hiện sóng 20 2 17 1 Cộng 60 12 45 3 5 Bài 1 Đơn vị đo Mục tiêu: - Trình bày được các đơn vị cơ bản của hệ thống cơ và hệ thống điện thông dụng quốc tế (SI) - Rèn luyện tính tư duy, cẩn thận và chính xác 1. Các đơn vị cơ hệ SI 1. Các đơn vị cơ bản - Đơn vị cơ bản được thể hiện bằng các đơn vị chuẩn với độ chính xác cao nhất mà khoa học và kỹ thuật hiện đại có thể thực hiện được. - Đơn vị kéo theo là đơn vị mà có liên quan đến các đơn vị cơ bản bởi những quy luật thể hiện bằng các biểu thức.
Các đơn vị cơ bản được chọn sao cho với số lượng ít nhất mà có thể suy ra các đơn vị kéo theo cho tất cả các đại lượng vật lí. Ngày nay để nhiều nước có thể sử dụng một hệ thống đơn vị duy nhất người ta thành lập hệ thống đơn vị quốc tế SI đã được thông qua hội nghị quốc tế về mẫu và cân (1960). Trong hệ thống đó có 7 đơn vị cơ bản là : mét(chiều dài ) kg(khối lượng), s(thời gian), A(cường độ dòng điện), K(nhiệt độ), mol (đơn vị số lượng vật chất) Cd (cường độ ánh sáng). Đơn vị lực Lực có đơn vị là Niuton ( N ) Trong vật lý, lực là một đại lượng vật lý được dùng để biểu thị tương tác giữa các vật, làm thay đổi trạng thái chuyển động hoặc làm biến đổi hình dạng của các vật.
Lực cũng có thể được miêu tả bằng nhiều cách khác nhau như đẩy hoặc kéo. Lực tác động vào một vật thể có thể làm nó xoay hoặc biến dạng, hoặc thay đổi về ứng suất, và thậm chí thay đổi về thể tích. Lực bao gồm cả hai yếu tố là độ lớn và hướng. Theo định luật Newton II, F=ma, một vật thể có khối lượng không đổi sẽ tăng tốc theo tỉ lệ nhất định với lực tổng hợp theo khối lượng của vật Newton (viết tắt là N) là đơn vị đo lực trong hệ đo lường quốc tế (SI), lấy tên của nhà bác học Isaac Newton.
Nó là một đơn vị dẫn xuất trong SI nghĩa là nó được định nghĩa từ các đơn vị đo cơ bản. Cụ thể lực bằng khối lượng nhân gia tốc (định luật 2 Newton): (1.4) 6 Trong đó: F: Lực, đơn vị là Newton (N). m: Khối lượng, đơn vị là kg. a: Gia tốc, đơn vị là m/s2 - Trên bề mặt Trái Đất, một vật có khối lượng 1 kg có lực trọng trường là 9.
Trọng lượng của một người có khối lượng 70 kg so với Trái Đất là xấp xỉ 687 N. Đơn vị công Đơn vị công là Jun ( J ) Công cơ học, gọi tắt là công, là năng lượng được thực hiện khi có một lực tác dụng lên vật thể làm vật thể và điểm đặt của lực chuyển dời. Công cơ học thu nhận bởi vật thể được chuyển hóa thành sự thay đổi công năng của vật thể, khi nội năng của vật thể này không đổi. Công được xác định bởi tích vô hướng của véctơ lực và véctơ quảng đường đi: A=F.5) Trong đó: - A là công, trong SI tính theo “J”.
- F là véc-tơ lực không biến đổi trên quãng đường di chuyển, trong SI tính theo “N” - s là véc-tơ quãng đường thẳng mà vật đã di chuyển, trong SI tính theo “m” 1. Đơn vị năng lượng Đơn vị năng lượng là Jun ( J ) Năng lượng theo lý thuyết tương đối của Albert Einstein là một thước đo khác của lượng vật chất được xác định theo công thức liên quan đến khối lượng toàn phần E = mc². Trong đó : E : là năng lượng, trong hệ SI đơn vị là kg (m/s)². m: là khối lượng c: Tốc độ ánh sáng gần bằng 300,000,000 m /sec ( 300.000 km/s), đơn vị là (m/s) 7 1.
Đơn vị công suất Đơn vị công suất là Watt ( W ) Công suất được định nghĩa là tỷ số giữa công và thời gian. Nếu một lượng công được sinh ra trong khoảng thời gian t thì công suất sẽ là P = A/t (1.6) Trong đó : P : là công suất, đơn vị là Watt ( W) A: là công sinh ra , đơn vị là jun ( J) t: là thời gian, đơn vị là giây ( s) - Trước đây người ta dùng đơn vị mã lực để đo công suất. + Ở nước Pháp: 1 mã lực = 1CV = 736W + Ở nước Anh: 1 mã lực = 1HP = 746W 1. Các đơn vị điện hệ SI 1.
Các đơn vị của dòng và điện tích Dòng điện Trong điện học và điện từ học, dòng diện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. Vì đại lượng đặc trưng cho dòng điện là cường độ dòng điện, từ "dòng điện" thường được hiểu là cường độ dòng điện. - Trong kim loại, thực tế các proton (tích điện dương) chỉ có các dao động tại chỗ, còn các electron (tích điện âm) chuyển động. Chiều chuyển động của electron, do đó ngược với chiều dòng điện quy ước.
- Trong một số môi trường dẫn điện (ví dụ trong dung dịch điện phân, plasma,.), các hạt tích điện trái dấu (ví dụ các ion âm và dương) có thể chuyển động cùng lúc, ngược chiều nhau. - Trong bán dẫn loại p, mặc dù các electron thực sự chuyển động, dòng điện được miêu tả như là chuyển động của các hố điện tử tích điện dương. Điện tích: Điện tích là một tính chất cơ bản và không đổi của một số hạt hạ nguyên tử, đặc trưng cho tương tác điện từ giữa chúng. Điện tích tạo ra trường điện từ và cũng như chịu sự ảnh hưởng của trường điện từ.
Sự tương tác giữa một điện tích với trường 8 điện từ, khi nó chuyển động hoặc đứng yên so với trường điện từ này, là nguyên nhân gây ra lực điện từ, một trong những lực cơ bản của tự nhiên. Một Culông tương ứng với lượng điện tích chạy qua tiết điện dây dẫn có cường độ dòng điện 1 ampe trong vòng 1 giây.7) Một proton có điện tích bằng 1,60219. Một electron có điện tích bằng -1,60219. Theo quy ước, có hai loại điện tích: Điện tích âm và điện tích dương.
Điện tích của electron là âm ( ký hiệu là –e), còn điện tích của proton là dương ( ký hiệu là +e) với e là giá trị của một điện tích nguyên tố. Các hạt mang điện cùng dấu (cùng dương hoặc cùng âm) sẽ đẩy nhau. Ngược lại, các hạt mang điện khác dấu sẽ hút nhau.