UBND TỈNH NINH THUẬN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: ĐO LƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: ngày tháng năm 2019 của Trường cao đẳng nghề Ninh Thuận Năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Đo Lường Điện -Điện Tử là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 45 giờ gồm có: Bài 1: Các khái niệm cơ bản Bài 2: Thiết bị cơ điện Bài 3: Đồng hồ VOM/DM Bài 4: Đo lường bằng máy hiện sóng Bài 5: Các máy phát tín hiệu Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Ninh Thuận, ngày tháng năm 2019 Tham gia biên soạn 1.
MỤC LỤC TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 LỜI GIỚI THIỆU 2 MỤC LỤC 3 Bài 1: Các khái niệm cơ bản 4 - Các đơn vị hệ SI - Khái niệm đo lường - Sai số trong đo lường - Thị sai Bài 2: Thiết bị cơ điện 26 - Thiết bị đo kiểu nam châm vĩnh cửu với cuộn dây quay - Ampe kế đo điện 1 chiều - Vôn kê 1 chiều - VOM/DMM vạn năng Bài 3: Đồng hồ VOM/DMM 60 - Vôn kế - Ampe kế - Omh kế Bài 4: Đo lường bằng máy hiện sóng 96 - Đo lường AC - Đo thời gian và tần số Bài 5: Các máy phát tín hiệu 123 - Máy phát tín hiệu tần số thấp - Các máy phát hàm. TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 MÔN HỌC ĐO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Mã môn học: MH 18 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò 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, điện cơ bản, máy điện, điện kỹ thuật. - Vai trò: Giáo trình “Đo lường điện - điện tử” nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về phương pháp và kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý. Môn học Đo lường điện tử là môn học đóng vai trò quan trọng trong các môn đào tạo nghề áp dụng trong việc đo lường các thiệt bị điện khi cần có những thông số, số liệu để sửa chữa.
Môn học này đòi hỏi người học phải có khả năng tư duy, kiên trì nắm vững được kiến thức đã được học trong các môn học cơ sở để ứng dụng. - Ý nghĩa: Là môn học bắt buộc, sau khi học xong “đo lường điện tử” phải biết sử dụng thành thạo các dụng cụ đo và thiết bị đo điện tử quan trọng nhất trong thực nghiệm vật lý. Có được kỹ năng phân tích và thiết kế các mạch đo đơn giản, từ đó có cơ sở để phân tích và thiết kế các mạch đo và các hệ thống đo lường phức tạp. Người học có thể ứng dụng để kiểm tra, đo đạt các thông số, thiết bị trong mạch điện, các tín hiệu của dạng sóng - xung trong mạch và các động cơ điện AC 1 pha, AC 3 pha, động cơ điện một chiều.
- Tính chất của môn học: Là môn học kỹ thuật cơ sở. Mục tiêu của môn học Sau khi học xong môn học này học viên có năng lực * Về 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 trong kỹ thuật: VOM, DVOM, máy hiện sóng.
- Trình bày được cơ cấu và cách sử dụng các loại máy phát: Âm tần, cao tần… * Về 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 * Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Chủ động, tư duy và sáng tạo trong học tập. - Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung chính của môn học: Số Tên bài Thời gian TT Thực Kiểm tra* Tổng Lý hành, (LT hoặc số thuyết Bài tập TH) 1 Bài 1: Các khái niệm cơ bản 4 4 - Các đơn vị hệ SI - Khái niệm đo lường - Sai số trong đo lường - Thị sai 2 Bài 2: Thiết bị cơ điện 10 3 7 - Thiết bị đo kiểu nam châm vĩnh cửu với cuộn dây quay - Ampe kế đo điện 1 chiều - Vôn kê 1 chiều - VOM/DMM vạn năng 3.
Bài 3: Đồng hồ VOM/DMM 15 2 12 1 - Vôn kế - Ampe kế - Omh kế 4 Bài 4: Đo lường bằng máy hiện 10 2 7 1 sóng - Đo lường AC - Đo thời gian và tần số 5 Bài 5: Các máy phát tín hiệu 6 1 5 - Máy phát tín hiệu tần số thấp - Các máy phát hàm. Cộng: 45 12 31 2 BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mã bài: MH18-01 Giới thiệu Đơn vị đo: Là giá trị đơn vị tiêu chuẩn về một đại lượng đo nào đó được quốc tế qui định mà mỗi quốc gia đều phải tuân thủ. Năm 1832, nhà toán học Đức K. Gauss đã chỉ ra rằng, nếu như chọn 3 đơn vị độc lập để đo chiều dài (L), khối lượng (M), thời gian (T) - thì trên cơ sở 3 đại lượng này nhờ các định luật vật lý, có thể thiết lập được đơn vị đo của tất cả các đại lượng vật lý.
Tập hợp các đơn vị đo theo nguyên tắc Gauss đã đưa ra hợp thành hệ đơn vị đo. Trên thế giới các nhà khoa học đã thống nhất đưa ra những đơn vị tiêu chuẩn được gọi là các chuẩn. Ðây là một hệ thống đơn vị đo lường quốc tế ( SI ) hợp pháp ở đa số các nước trên thế giới hiện nay. Ví dụ: Chuẩn “ ampe”, ohm”, “ volt”,… 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 Nội dung chính: 1.
Các đơn vị cơ hệ SI - Mục tiêu:Hiểu được khái niệm của các đơn vị và các tiêu chuẩn cơ trong hệ SI .1 Các đơn vị cơ bản: Để cho nhiều nước có thể sử dụng một hệ thống đơn vị duy nhất người ta đã thành lập hệ thống đơn vị quốc tế (SI) năm 1960 đã được thông qua ở hội nghị quốc tế về mẫu và cân. Trong hệ thống đó các đơn vị được xác định như sau: - Đơn vị chiều dài: met (m) - Đơn vị khối lượng: kilogam (kg) - Đơn vị thời gian: giây (s) - Đơn vị cường độ dòng điện: Ampe (A) - Đơn vị nhiệt độ: Kelvin (0K) - Đơn vị cường độ sáng: Candela (Cd) - Đơn vị số lượng vật chất: Mol 1.1 Đơn vị đo chiều dài mét (m): Mét là đơn vị đo khoảng cách, một trong bảy đơn vị cơ bản trong hệ đo lường quốc tế (SI). Định nghĩa gần đây nhất của mét bởi Viện đo lường quốc tế (Bureau International des Poids et Mesures) vào năm 1998 là: " 1 khoảng cách có chiều dài đúng bằng quãng đường đi của 1 tia sáng trong chân không, trong khoảng thời gian 1/299. Trong cách hành văn hàng ngày, nhiều khi một “mét” còn được gọi là một thước.2 Đơn vị đo khối lượng (kg): Kilôgam là đơn vị đo khối lượng, một trong bảy đơn vị đo cơ bản của hệ đo lường quốc tế (SI), được định nghĩa là "khối lượng của khối kilôgam chuẩn quốc tế, mẫu chuẩn một kilogramme là một hình ống trụ hợp kim gồm 90% platin và 10% iridi, có đường kính 39 mm, cao 39 mm” thể hiện ở hình 1.1 Mẫu này được chế tạo vào năm 1879 ở Luân Dôn và hiện được bảo quản, đậy kín bởi một chuông kính, đặt tại Văn phòng Quốc tế về Đo lường, ở vùng Sèvres - Paris.1 Tuy nhiên, sau hơn 100 năm được chế tạo ra, mẫu chuẩn này đã bị biến đổi.
Một vấn đề rất quan trọng là hiện nay kilôgam có xu hướng mất bớt khối lượng với thời gian do bị mòn đi (bằng khoảng một hạt cát có đường kính 0,4 mm). Đối với chúng ta, điều này chẳng hề hấn gì. Nhưng các nhà khoa học không chấp nhận như vậy bởi vì đơn vị trọng lượng là cơ sở cho nhiều đơn vị đo lường khác, và khoa học đòi hỏi phải chính xác không cho phép một sự sai lệch như vậy. Cần phải tìm một mẫu chuẩn khác theo đúng định nghĩa, tức là có thuộc tính không thay đổi của tự nhiên.
Nói một cách khác, mẫu chuẩn phải là phi vật thể. Đa phần mỗi quốc gia tuân thủ hệ đo lường quốc tế đều có bản sao của khối kilôgam chuẩn, được chế tạo và bảo quản y hệt như bản chính, và được đem so sánh lại với bản chính khoảng 10 năm một lần. Chữ kilô (hoặc trong viết tắt là k) viết liền trước các đơn vị trong hệ đo lường quốc tế để chỉ rằng đơn vị này được nhân lên 1000 lần. Tại Việt Nam, kilôgam còn thường được gọi là cân trong giao dịch thương mại đời thường.3 Đơn vị đo thời gian giây (s): Giây (viết tắt là s theo chuẩn quốc tế và còn có kí hiệu là ″ ) là đơn vị đo thời gian, là một đơn vị cơ bản trong hệ đo lường quốc tế (SI).