Kỹ Thuật Đo Lường Các Đại Lượng Vật Lý Tập Hai

Tài liệu nghiên cứu Kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý tập hai quyển 2, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật.

• Đề tài: Kỹ Thuật Đo Lường Các Đại Lượng Vật Lý Tập Hai

Mục lục chi tiết

• 14. Chương 14: Đo và ghi lại các đại lượng thay đổi theo thời gian
• 14.1. Ý nghĩa và phân loại
• 14.3. Dao động kí ánh sáng (electric osiloscope)
• 14.4. Dao động kí điện tử (electronic osiloscope). Dao động kí điện tử hai tia
• 14.6. Ứng dụng của dao động kí điện tử trong đo lường. Các loại dao động kí điện tử
• 14.10. Dao động kí có nhớ tương tự. Dao động kí nhớ số
• 14.12. Dao động kí điện tử số có cài đặt vi xử lí. Máy phân tích phổ
• 14.14. Máy phát tín hiệu đo lường
• 15. Chương 15: Đo các đại lượng từ và thử nghiệm vật liệu từ
• 15.1. Khái niệm. Các đại lượng từ cơ bản cần đo. Các phương pháp đo từ thông, cảm ứng từ, cường độ từ trường. Thử nghiệm vật liệu sắt từ
• 16. Chương 16: Các phương pháp đo kích thước và di chuyển
• 16.1. Khái niệm chung
• 16.3. Đo kích thước góc
• 16.4. Đo di chuyển và kích thước thang
• 16.5. Đo di chuyển bằng thước mã hóa. Các phương pháp đo lực, ứng suất và áp suất
• 17. Chương 17: Các phương pháp đo lực, ứng suất và áp suất
• 17.1. Khái niệm chung
• 17.3. Đo lực bằng lực kế
• 17.4. Đo lực bằng phương pháp bù
• 17.5. Lực kế chỉ thị số. Đo ứng suất và biến dạng. Đo biến dạng xoắn và mômen xoắn trên bộ phận quay. Các phương pháp đo áp suất
• 18. Chương 18: Đo các thông số chuyển động
• 18.1. Khái niệm chung. Đo vận tốc và lưu tốc. Đo gia tốc và biên độ rung (chấn động)
• 19. Chương 19: Các phương pháp đo nhiệt độ
• 19.2. Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc
• 19.4. Đo nhiệt độ cao bằng phương pháp tiếp xúc. Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc
• 20. Chương 20: Đo thành phần và nồng độ của vật chất
• 20.3. Phương pháp điện hóa
• 20.4. Các phương pháp phổ
• 20.5. Phương pháp nhiệt từ và điện dung. Phương pháp sắc kí

Tóm tắt

I. Hướng Dẫn Toàn Diện Sách Kỹ Thuật Đo Lường Vật Lý Tập Hai

Giáo trình Kỹ Thuật Đo Lường Các Đại Lượng Vật Lý Tập Hai là một tài liệu nền tảng, kế thừa và phát triển từ tập một, đóng vai trò cốt lõi trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật. Như nhà bác học Mendeleev đã khẳng định: 'Khoa học bắt đầu từ khi người ta biết đo'. Tầm quan trọng của kỹ thuật đo lường không chỉ giới hạn trong phòng thí nghiệm mà còn lan rộng ra các quy trình sản xuất tự động, kiểm tra công nghệ và nghiên cứu khoa học chuyên sâu. Tập hai của bộ sách, do PGS. Phạm Thượng Hán chủ biên cùng các tác giả từ Đại học Bách Khoa Hà Nội, tập trung vào các phương pháp đo lường cụ thể cho từng đại lượng vật lý cơ bản và phức tạp. Nội dung chính đi sâu vào việc đo các đại lượng điện như dòng điện, điện áp, công suất, tần số, và các đại lượng không điện như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, kích thước. Một trong những điểm nhấn của cuốn giáo trình đo lường này là việc áp dụng các phương pháp đo bằng điện và điện tử. Các phương pháp này sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội: độ chính xác cao, tốc độ đáp ứng nhanh, khả năng đo từ xa và tích hợp dễ dàng với hệ thống máy tính để xử lý tín hiệu đo và lưu trữ. Cuốn sách không chỉ là tài liệu cho sinh viên ngành Đo lường mà còn hữu ích cho các kỹ sư, nghiên cứu sinh thuộc nhiều ngành khác nhau như điện, cơ khí, xây dựng, hóa chất. Sách giới thiệu các thiết bị đo lường hiện đại, tích hợp vi xử lý và vi tính, tạo ra các thiết bị thông minh có khả năng tự động hóa cao. Với kiến thức được cập nhật và tiếp cận những tiến bộ khoa học thế giới, đây là nguồn tài liệu không thể thiếu cho những ai quan tâm đến lĩnh vực đo lường chính xác.

1.1. Vai trò của giáo trình đo lường trong khoa học kỹ thuật

Trong bối cảnh khoa học hiện đại, giáo trình đo lường không chỉ là sách giáo khoa mà còn là kim chỉ nam cho hoạt động nghiên cứu và ứng dụng. Cuốn sách cung cấp cơ sở lý thuyết vững chắc về các nguyên lý đo, đơn vị đo, và cách thức đánh giá một dụng cụ đo. Nó giải quyết bài toán cốt lõi là biến các đại lượng vật lý thành những con số có thể định lượng, so sánh và phân tích. Tầm quan trọng của nó thể hiện ở việc chuẩn hóa các quy trình thực nghiệm, đảm bảo kết quả thu được có độ tin cậy và khả năng tái lập. Hơn nữa, tài liệu này còn là cầu nối giữa lý thuyết vật lý đại cương và ứng dụng kỹ thuật, giúp người học hiểu rõ cách các định luật vật lý được vận dụng để chế tạo thiết bị đo lường và hệ thống tự động hóa.

1.2. Cấu trúc và nội dung chính của Kỹ Thuật Đo Lường Tập Hai

Tập hai của bộ sách Kỹ Thuật Đo Lường Các Đại Lượng Vật Lý tập trung mô tả chi tiết các phương pháp đo cụ thể. Nội dung được chia thành các chương chuyên biệt. Chương 14 đi sâu vào việc đo và ghi lại các đại lượng thay đổi theo thời gian, đặc biệt là nguyên lý và ứng dụng của dao động kí điện tử (oscilloscope). Chương 15 trình bày các phương pháp đo đại lượng từ và thử nghiệm vật liệu từ. Các chương tiếp theo bao gồm đo kích thước, lực, ứng suất, áp suất (Chương 16, 17), đo thông số chuyển động (Chương 18), đo nhiệt độ và áp suất (Chương 19), và đo thành phần, nồng độ vật chất (Chương 20). Mỗi chương không chỉ giải thích nguyên lý mà còn phân tích ưu, nhược điểm và lĩnh vực ứng dụng của từng phương pháp, giúp người đọc dễ dàng hệ thống hóa kiến thức.

II. Thách Thức Cốt Lõi Trong Kỹ Thuật Đo Lường Sai Số Độ Chính Xác

Một trong những thách thức lớn nhất trong kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý là quản lý và tính toán sai số. Bất kỳ phép đo nào cũng không thể đạt đến sự tuyệt đối chính xác; luôn tồn tại một mức độ không chắc chắn. Cuốn sách dành một phần quan trọng để trình bày về lý thuyết đo lường và sai số, một nền tảng không thể thiếu cho mọi kỹ sư và nhà khoa học. Sai số được phân thành hai loại chính: sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên. Sai số hệ thống bắt nguồn từ các khiếm khuyết của thiết bị đo lường, phương pháp đo không hoàn hảo, hoặc ảnh hưởng từ điều kiện môi trường. Loại sai số này thường có tính quy luật và có thể được hiệu chỉnh. Ngược lại, sai số ngẫu nhiên xuất phát từ những yếu tố biến đổi không lường trước, gây ra sự phân tán của kết quả đo xung quanh giá trị trung bình. Để xử lý loại sai số này, tài liệu hướng dẫn các phương pháp gia công thống kê kết quả đo, chẳng hạn như phương pháp bình phương cực tiểu để xây dựng đường cong thực nghiệm. Hiểu rõ bản chất và nguồn gốc của các loại sai số là bước đầu tiên để giảm thiểu chúng, từ đó nâng cao độ tin cậy và chính xác của phép đo. Quá trình kiểm tra và đánh giá một dụng cụ đo cũng được đề cập, đảm bảo các thiết bị hoạt động trong giới hạn cho phép và cung cấp dữ liệu đáng tin cậy. Đây là kiến thức nền tảng giúp người thực hiện phép đo tự tin vào kết quả của mình.

2.1. Phân loại sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên trong phép đo

Tài liệu phân biệt rõ ràng hai nguồn sai số chính. Sai số hệ thống (systematic error) là loại sai số làm cho kết quả đo bị lệch về một phía so với giá trị thực. Nguyên nhân có thể do dụng cụ đo được hiệu chuẩn sai, do ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất không được tính đến, hoặc do chính người quan sát. Ví dụ, hiện tượng từ dư trong dụng cụ sắt điện động có thể gây ra sai số hệ thống. Trong khi đó, sai số ngẫu nhiên (random error) là những sai lệch không có quy luật rõ ràng, xuất hiện do các dao động nhỏ và không thể kiểm soát trong quá trình đo. Việc lặp lại phép đo nhiều lần và xử lý thống kê là phương pháp hiệu quả để giảm thiểu ảnh hưởng của loại sai số này.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của thiết bị đo lường

Độ chính xác của thiết bị đo lường phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Thứ nhất là cấp chính xác của chính thiết bị, được nhà sản xuất công bố. Thứ hai là điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, và nhiễu điện từ. Thứ ba là phương pháp đo và cách thức lắp đặt. Ví dụ, khi đo dòng điện bằng ampe kế, điện trở nội của ampe kế có thể làm thay đổi giá trị dòng điện thực tế trong mạch. Cuốn sách nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu rõ các đặc trưng kỹ thuật của dụng cụ và lựa chọn phương pháp đo phù hợp để đảm bảo kết quả chính xác nhất.

III. Phương Pháp Ghi Đại Lượng Thay Đổi Theo Thời Gian Dao Động Kí

Chương 14 của Kỹ Thuật Đo Lường Các Đại Lượng Vật Lý Tập Hai tập trung vào một công cụ không thể thiếu: dao động kí (oscilloscope), dùng để quan sát và ghi lại các tín hiệu thay đổi theo thời gian. Đây là một thiết bị đo lường cực kỳ quan trọng trong điện tử, viễn thông và nghiên cứu khoa học. Sách trình bày chi tiết về hai loại chính là dao động kí ánh sáng và dao động kí điện tử. Dao động kí điện tử, hay máy hiện sóng, được sử dụng phổ biến nhất. Nguyên lý cốt lõi của nó là sử dụng một ống phóng tia điện tử để tạo ra một chùm electron. Chùm tia này được lái theo phương thẳng đứng (trục Y) bởi tín hiệu cần đo và theo phương ngang (trục X) bởi một tín hiệu quét dạng răng cưa để tạo ra trục thời gian. Kết quả là trên màn huỳnh quang, dạng sóng của tín hiệu được hiển thị một cách trực quan. Cuốn sách không chỉ dừng lại ở nguyên lý cơ bản mà còn đi sâu vào các khối chức năng như bộ khuếch đại kênh Y, máy phát quét, mạch đồng bộ. Sự đồng bộ giữa tín hiệu vào và tín hiệu quét là yếu tố then chốt để hình ảnh hiển thị trên màn hình đứng yên và có thể quan sát được. Các ứng dụng thực tế của dao động kí trong đo lường cũng được mô tả, bao gồm đo điện áp, đo tần số bằng hình Lissajous, và đo độ lệch pha. Đây là những kỹ năng cơ bản và quan trọng cho bất kỳ kỹ sư điện tử nào.

3.1. Nguyên lý hoạt động của Dao động kí điện tử Oscilloscope

Dao động kí điện tử hoạt động dựa trên ống phóng tia điện tử. Các electron phát ra từ catốt được tăng tốc và hội tụ thành một chùm tia hẹp. Chùm tia này đập vào màn huỳnh quang và tạo ra một điểm sáng. Tín hiệu cần đo sau khi khuếch đại sẽ được đưa vào các bản cực lái tia theo phương thẳng đứng (bản cực Y), làm điểm sáng di chuyển lên xuống. Đồng thời, một mạch tạo sóng răng cưa (máy phát quét) tạo ra một điện áp tuyến tính theo thời gian, đưa vào bản cực lái tia theo phương ngang (bản cực X). Sự kết hợp của hai chuyển động này vẽ nên dạng sóng của tín hiệu trên màn hình. Đây là nguyên lý đo lường điện trực quan và hiệu quả.

3.2. Ứng dụng của dao động kí trong đo lường và xử lý tín hiệu đo

Dao động kí có nhiều ứng dụng quan trọng. Ngoài việc quan sát dạng sóng, nó còn được dùng để đo biên độ điện áp, chu kỳ và tần số của tín hiệu. Phương pháp hình Lissajous, được tạo ra khi đưa hai tín hiệu vào cả hai kênh X và Y, là một kỹ thuật mạnh mẽ để so sánh tần số và đo độ lệch pha. Trong lĩnh vực xử lý tín hiệu đo, dao động kí giúp các kỹ sư kiểm tra độ méo của tín hiệu, phân tích nhiễu và gỡ lỗi các mạch điện tử. Các loại dao động kí hiện đại như dao động kí số còn có khả năng lưu trữ, phân tích phổ và thực hiện các phép tính toán phức tạp trên tín hiệu.

3.3. Các loại dao động kí hiện đại từ tương tự đến số và vi xử lý

Sách cũng giới thiệu sự phát triển của công nghệ dao động kí. Từ dao động kí tương tự truyền thống, công nghệ đã tiến tới dao động kí có nhớ, dao động kí lấy mẫu và đặc biệt là dao động kí số. Dao động kí số (Digital Storage Oscilloscope - DSO) hoạt động bằng cách lấy mẫu tín hiệu, chuyển đổi sang dạng số (A/D), lưu vào bộ nhớ, sau đó tái tạo lại trên màn hình. Ưu điểm của DSO là khả năng lưu trữ tín hiệu lâu dài, quan sát các sự kiện xảy ra trước khi kích hoạt (pre-trigger) và khả năng kết nối với máy tính. Các phiên bản cao cấp hơn còn được cài đặt vi xử lý, tự động hóa nhiều thao tác đo lường và phân tích, giúp quá trình làm việc trở nên hiệu quả hơn.

IV. Cách Đo Đại Lượng Từ Thử Nghiệm Vật Liệu Từ Theo Giáo Trình

Một phần quan trọng khác trong Kỹ Thuật Đo Lường Các Đại Lượng Vật Lý Tập Hai là chương 15, chuyên về đo lường các đại lượng từ và thử nghiệm vật liệu sắt từ. Lĩnh vực này có ứng dụng rộng rãi, từ thiết kế máy điện, thiết bị điện tử, đến địa chất học và nghiên cứu vật liệu. Các đại lượng vật lý cơ bản cần đo bao gồm cường độ từ trường (H), cảm ứng từ (B), và từ thông (Φ). Mối quan hệ giữa chúng (B = µH, Φ = B·S) là nền tảng cho các phương pháp đo. Phương pháp phổ biến nhất được giới thiệu là phương pháp cảm ứng. Nguyên lý của phương pháp này là tạo ra sự biến thiên từ thông trong một cuộn dây đo, từ đó sinh ra một suất điện động cảm ứng. Bằng cách đo suất điện động này (thường thông qua tích phân), ta có thể suy ra sự biến thiên từ thông. Từ thông kế là thiết bị đo lường chính sử dụng nguyên lý này. Cuốn sách cũng đề cập đến các phương pháp đo hiện đại hơn như sử dụng cảm biến và đo lường Hall, cảm biến điều chế từ (dò từ), và phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cho độ chính xác cực cao. Đối với thử nghiệm vật liệu sắt từ, mục tiêu là xác định các đặc tính như đường cong từ hóa B(H) và đường cong từ trễ. Các phép đo này rất quan trọng để phân loại và ứng dụng vật liệu sắt từ mềm (dùng trong lõi biến áp, động cơ) và sắt từ cứng (dùng làm nam châm vĩnh cửu).

4.1. Phương pháp cảm ứng và vai trò của từ thông kế

Phương pháp cảm ứng là kỹ thuật nền tảng để đo từ thông. Khi từ thông móc vòng qua một cuộn dây thay đổi, một suất điện động e = -dΨ/dt sẽ được sinh ra. Bằng cách tích phân suất điện động này theo thời gian, ta có thể xác định tổng biến thiên từ thông. Từ thông kế chính là dụng cụ thực hiện phép tích phân này. Có nhiều loại từ thông kế, từ loại cơ điện (điện kế xung kích) đến các loại điện tử sử dụng mạch khuếch đại tích phân. Việc khắc độ từ thông kế bằng một cuộn hỗ cảm chuẩn là bước quan trọng để đảm bảo độ chính xác của phép đo.

4.2. Đo từ trường bằng cảm biến Hall và cảm biến điều chế từ

Cảm biến và đo lường Hall dựa trên hiệu ứng Hall: khi một tấm bán dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong một từ trường vuông góc, một hiệu điện thế (điện áp Hall) sẽ xuất hiện trên hai cạnh còn lại, tỉ lệ với cảm ứng từ B. Đây là phương pháp đo trực tiếp và tiện lợi. Trong khi đó, cảm biến điều chế từ (fluxgate magnetometer) có độ nhạy rất cao, cho phép đo các từ trường cực nhỏ như từ trường Trái Đất. Nó hoạt động bằng cách sử dụng một lõi sắt từ có độ từ thẩm cao được kích từ bão hòa bởi một dòng xoay chiều. Sự hiện diện của từ trường ngoài sẽ làm mất đối xứng quá trình từ hóa, tạo ra các sóng hài bậc chẵn ở cuộn thứ cấp, có biên độ tỉ lệ với từ trường cần đo.

V. Top Ứng Dụng Kỹ Thuật Đo Lường Vật Lý Trong Công Nghiệp

Kiến thức từ Kỹ Thuật Đo Lường Các Đại Lượng Vật Lý Tập Hai không chỉ mang tính học thuật mà còn có giá trị ứng dụng thực tiễn to lớn trong nhiều ngành công nghiệp. Trong ngành tự động hóa, các hệ thống cảm biến và đo lường là 'giác quan' của máy móc. Việc đo nhiệt độ và áp suất chính xác là yếu tố sống còn trong các nhà máy hóa chất, nhà máy điện và hệ thống HVAC, giúp kiểm soát quy trình, đảm bảo an toàn và tối ưu hóa hiệu suất. Trong ngành cơ khí chế tạo, các phương pháp đo kích thước chính xác đến micromet (sử dụng chuyển đổi điện cảm, thước mã hóa) đảm bảo chất lượng sản phẩm. Đo lực và ứng suất bằng các cảm biến tenzô (strain gauge) giúp các kỹ sư kiểm tra độ bền của kết cấu, từ cây cầu, tòa nhà cho đến các chi tiết máy bay. Trong ngành điện tử, việc sử dụng dao động kí để kiểm tra và gỡ lỗi mạch là công việc hàng ngày. Các kỹ sư dùng nó để phân tích tín hiệu, xác định tần số, và kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu số. Ngành viễn thông dựa vào các máy phân tích phổ (một dạng thiết bị đo lường cao cấp được giới thiệu trong sách) để kiểm tra chất lượng tín hiệu vô tuyến, đảm bảo các kênh truyền không bị nhiễu. Rõ ràng, kỹ thuật đo lường là xương sống của công nghệ hiện đại, biến các nguyên lý vật lý thành công cụ mạnh mẽ để kiểm soát và cải tiến thế giới vật chất.

5.1. Đo lường trong tự động hóa và kiểm soát quy trình sản xuất

Trong một dây chuyền sản xuất tự động, dữ liệu đo lường là đầu vào không thể thiếu cho các bộ điều khiển (PLC, DCS). Các cảm biến nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức... liên tục gửi thông tin về trạng thái của hệ thống. Dựa trên dữ liệu này, hệ thống điều khiển sẽ đưa ra các quyết định như điều chỉnh van, thay đổi tốc độ động cơ, hoặc bật/tắt hệ thống gia nhiệt. Độ chính xác và độ tin cậy của các phép đo này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng và sự an toàn của toàn bộ nhà máy.

5.2. Thử nghiệm và kiểm tra chất lượng sản phẩm cơ khí điện tử

Trước khi một sản phẩm được tung ra thị trường, nó phải trải qua các quy trình kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt. Đối với sản phẩm cơ khí, đó là việc đo kích thước hình học, kiểm tra độ bóng bề mặt, và thử nghiệm độ bền dưới tác dụng của lực. Đối với sản phẩm điện tử, đó là việc kiểm tra các thông số điện như điện áp, dòng điện, tần số hoạt động, và dạng sóng tín hiệu. Tất cả các quy trình này đều dựa trên những phương pháp và thiết bị đo lường được trình bày trong giáo trình đo lường chuyên ngành, đảm bảo sản phẩm đáp ứng đúng các tiêu chuẩn thiết kế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

KY THUAT DO LUONG CAC DAI LUGNG VAT LY TAP HAI aS NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI PGS. PHAM THUQNG HAN (Chi bién) NGUYEN TRONG QUE, NGUYEN VAN HOA, NGUYEN THI VAN KY THUAT DO LUONG CAC DAI LUONG VAT LY TAP HAI (QUYEN 2) NHA XUAT BAN BACH KHOA HA NOI KY THUAT DO LUONG CAC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ TAP HAI (QUYEN 2) NHA XUAT BAN BACH KHOA HA NOI Số 1 Dai Cé Viét — Hai Ba Trung — Hà Nội VPGD: Ngõ 17 Ta Quang Buu — Hai Ba Trung — Ha Nội DT: 024.vn Chịu trách nhiệm xuất bản điện tứ: Giám đốc — Tổng biên tập: TS. BÙI ĐỨC HÙNG Biên tập: VŨ THỊ HÀNG Trình bày: VU TH] HANG Thiết kế bìa: DƯƠNG HOÀNG ANH Xuất bản phẩm điện tử được đăng tải tại địa chỉ website: nxbbachkhoa.vn Định dạng: PDF Dung lượng: 23 MB Số ĐKXB: 3527-2023/CXBIPH/21-64/BKHN ISBN: 978-604-471-872-9 Số QDXB: 1230/QD-DHBK-BKHN ngày 05/12/2023 Số QĐPH: 1285/QDPH-DHBK-BKHN ngày 18/12/2023 LOI NOI DAU Nha bac hoc Mendeleev da néi: "Khoa hoc bat đầu từ khi người ta biết đo". Thật vậy, ngành "Kĩ thuật Đo lường" ngày nay đang được sử dụng rộng rãi trong các nhiệm vụ kiểm tra tự động, tự động hóa các quá trình sản xuất và công nghệ, cũng như trong các công tác nghiên cứu khoa học của tất cả các lĩnh vực khoa học và kĩ thuật khác nhau.

Để thực hiện được các nhiệm vụ đó, cần thiết phải tiến hành đo các đại lượng vật lí khác nhau, đó là các đại lượng điện, các đại lượng hình học (kích thước), cơ học, nhiệt học, hóa học, các đại lượng từ, các đại lượng hạt nhân nguyên tử. Vì vậy, bộ sách 2 tập "Kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý" này sẽ được sử dụng rộng rãi không những cho sinh viên, kĩ sư, nghiên cứu sinh và các cán bộ khoa học chuyên ngành Đo lường mà còn cho tat cả các ngành kĩ thuật: điện, điện tử, cơ khí, dệt, xây dựng, mỏ, luyện kim, nhiệt kĩ thuật, hóa chất, thủy lợi, vật lí kĩ thuật, v. và những ai quan tâm đến nó. Dé thực hiện việc đo bằng phương pháp điện, điện tử các đại lượng vật lí khác nhau, trước tiên chúng được biến đôi thành đại lượng điện thông qua các chuyển đổi sơ cấp, sau đó chúng được đo bằng các phương pháp và thiết bị đo điện.

Các phương pháp đo điện ngày càng chiếm ưu thế vì nó có những ưu điểm tuyệt đối so với phép đo không phải bằng điện như: độ tác động nhanh cao, độ chính xác tốt hơn, có thê đo ở khoảng cách xa, thiết bị gọn nhẹ hơn và có thể đưa vào máy tính để xử lí và lưu kết quả. Thiết bị đo và hệ thống đo lường có sử dụng kĩ thuật vi điện tử, vi xử lí và vi tính ngày càng hiện đại và có hiệu quả: người ta đã tạo ra các thiết bị đo thông minh nhờ cài đặt vào chúng các bộ vi xử lí hay vi tính đơn phiến. Chúng có những tính năng hơn hẳn thiết bị đo thông thường, đó là: tự xử lí và lưu giữ kết quả đo, làm việc theo chương trình, tự động thu thập số liệu đo và có khả năng truyền số liệu đi xa. Vì khối lượng kiến thức khá lớn, chúng tôi chia bộ sách này thành hai tập.

Trong tập một, trước tiên chúng tôi trình bày một số kiến thức cơ bản của ngành kĩ thuật đo lường dưới tiêu đề "Cơ sở lí thuyết của kĩ thuật đo". Trong đó đề cập đến việc phân loại các phương pháp đo và thiết bị đo, các đặc trưng cơ bản của kĩ thuật đo lường, tiếp đến đề cập đến đơn vị đo, chuẩn và mẫu: nêu lên hệ thống đơn vị quốc tế SI, các chuân quốc tế, mẫu quốc gia và cách truyền chuẩn; chỉ ra cách thức kiểm tra và đánh giá một dụng cụ đo, cách tính toán sai số của phép đo và các phương pháp gia công kết quả đo trên cơ sở gia công thống kê; đề cập đến việc xây dựng đường cong thực nghiệm theo phương pháp bình phương cực tiểu từ các số liệu thực nghiệm. Dé ban doc nam vững cấu trúc chung của một dụng cụ đo, chúng tôi đề cập đến các sơ đồ cấu trúc chung của chúng dựa trên các phương pháp đo cơ bản mà phân thành dụng cụ đo kiểu biến đổi thắng và dụng cụ đo kiểu so sánh. Trong phần thứ hai của tập một, chúng tôi cố găng mô tả các khâu chức năng của một dụng cụ đo bao gồm ba phần cơ bản đó là các chuyển đổi sơ cấp, các mach do lường và các co cau chi thi.

Cha ý mô tả từ nguyên lí làm việc, tính toán đến thiết bị để bạn đọc có thể hình dung một dụng cụ đo bao gồm các khâu chức năng ghép lại theo những quy luật của phương pháp đo. Trong tập hai của bộ sách, chúng tôi mô tả các phương pháp đo các đại lượng vật lí khác nhau là dòng điện, điện áp, công suất, điện trở, điện cảm, điện dung, góc lệch pha, tần số, các đại lượng từ, kích thước thắng và góc các đại lượng cơ học, lưu lượng của chất khí, chất lỏng, nhiệt độ, nồng độ vật chất, v. Chúng tôi cố gắng giải thích nguyên lí của từng phương pháp, phân tích so sánh ưu khuyết điểm của chúng và chỉ rõ lĩnh vực ứng dụng để bạn đọc có thé dé dàng hệ thống hóa và khi cần thiết có thê lựa chọn phương pháp đo phù hợp với yêu cầu của phép đo và hoàn cảnh cũng như thiết bị đo hiện có. Để bạn đọc có thêm kiến thức, chúng tôi giới thiệu một số dụng cụ đo điện tử và tự ghi đặc biệt như máy đo hiện sóng (ôsilôscốp), dao động ki tia sing, máy phát tần số chuẩn, v.

ở một chương sau phần đo các đại lượng điện. Bộ sách này là kết quả nhiều năm giảng dạy và nghiên cứu của các tác giả chuyên ngành Kĩ thuật Đo lường của Đại học Bách khoa Hà Nội. Các kiến thức trong sách đã tiếp cận được với những tiến bộ của khoa học kĩ thuật trong ngành Kĩ thuật Đo lường trên thế giới. Bộ sách khó tránh khỏi những thiếu sót.

Chúng tôi rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của bạn đọc. Các ý kiến xin gửi về Ban Biên tập — Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội. Thay mặt các tác giả Chủ biên PGS. PHAM THƯỢNG HAN MUC LUC Trang in Trang ebook LOG 64 GAUL.

ĐO CÁC DAI LUONG DIEN VA KHONG BIEN (Tiép) Chương 14. Đo và ghi lại các đại lượng thay đổi theo thời gian. Ý nghĩa va phan load. Dụng cụ ghi biến đổi thắng 9 14-3.

Dao động kí ánh sáng (electric osiloscope) 10 14-4. Dao động kí điện tử (electronic osiloscope). Dao động kí điện tử hai tia 16 14-6. Ứng dụng của dao động kí điện tử trong đo lường.

Các loại dao động kí điện tử. Dao động kí điện tử lấy mẫu. Dao động kí vạn năng 25 14-10. Dao động kí có nhớ tương tự.

Dao động kí nhớ số 28 14-12. Dao động kí điện tử số có cài đặt vi xử lí. Máy phân tích phổ 32 14-14. Máy phát tín hiệu đo lường.----c-cccsccr+ 34 Chương 15.

Đo các đại lượng từ và thử nghiệm vật liệu từ. 155 4I 151: Khái riệm:chưng :‹-::. Các đại lượng từ cơ bản cần đo. Các phương pháp đo từ thông, cảm ứng từ, cường độ từ trường.

Thử nghiệm vật liệu sắt từ.-cccccsriiiierriree 166 52 Chương 16. Các phương pháp đo kích thước và di chuyển. Khái niệm chung,. Đo kích thước góc 61 16-3.

Do di chuyền và kích thước thang 62 16-4. Do di chuyển bằng thước mã hoá. Các phương pháp đo lực, ứng suat va 4p suat. 181 67 17-1; Khái niệm chưnE ;::.

Do luc bằng lực kế 68 17-3. Đo lực bằng phương pháp bù 70 17-4. Lực kế chỉ thị số 71 17-5. Do ting suất và biến đạng.

Đo biến dạng xoắn và mômen xoắn trên bộ phận quay. Các phương pháp đo áp suất 77 Chương 18. Đo các thông số chuyển động 195 81 18-1. Khái niệm chung.

Đo vận tốc và lưu tỐc. Do gia tốc và biên độ rung (chấn động). Các phương pháp đo nhiệt độ. Khái niệm chung 205 91 19-2.

Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc. Do nhiệt độ cao bằng phương pháp tiếp xúc 209 95 19-4. Do nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc 209 95 Chương 20. Đo thành phần và nồng độ của vật chất.

Khái niệm chung. Phương pháp điện hoá 102 20:3: Phương pháp lôn hOá :s::sc:i+sccszii660025660206050v8 088 106 20-4. Các phương pháp phổ 108 20-5. Phương pháp nhiệt từ và điện dung.

Phương pháp sắc kí 111 PHAM DAR CAD secsssxssssesvazsscsssasocseacssnscsenasssnnscsaceessuinsasiecsstousessansscmvavass 227 113 Chuong 14. DO VA GHI LAI CAC DAI LUGNG + ` THAY DOI THEO THỜI GIAN 14-1. Ý NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI Để quan sắt, ghi lai một quá trình công nghệ trong sản xuất, trong nghiên cứu khoa học hay trong thực nghiệm cũng như trong y tế v., thông thường không phải chỉ đo các đại lượng vật lí khác nhau mà còn tự động ghi lại các giá trị của nó thay đổi: theo thời gian. Để thực hiện được nhiệm vụ đó người ta sử dụng các dụng cụ tự ghi khác nhau.

Theo kết quả ghi được của các đại lượng cần đo mà có thể xác định các giá trị tức thời cũng như mức độ thay đổi của đại lượng đó, và từ đó mà xác định được mối quan hệ hàm giữa các đại lượng đo v. Có nhiều loại dụng cụ tự ghi, ta có thể phân chúng tuỳ thuộc vào các chỉ tiêu khác nhau. ~ Tuỳ thuộc vào cấu tạo mà có thể chia thành loại dụng cụ tự ghỉ một kênh hay nhiều kênh. © Loại dụng cụ một kênh là loại chỉ có một bút ghi duy nhất.

Ở đầu vào chỉ có một đại lượng đọ đúy nhất, (ví dụ : các điện thế kế một kênh, dao động kí điện tử một tỉa v. ° Loại dụng cụ nhiều kênh là loại cùng một lúc, phục vụ nhiều đại lượng đo có nhiều bút ghi, (ví du : dao động kí ánh sáng nhiều kênh, dao động kí điện tử nhiều tỉa v. ¬ Tuỳ thuộc vào hình thức ghi mà có thể phân biệt thanh dung cu tu ghỉ rrên bang giấy, băng từ hay in số V. ~ Tuỳ thuộc vào sơ đồ cấu trúc mà có thể phân thành 2 nhóm: dung cu do bién đổi thẳng (sơ đô hở) và dụng cụ đo biến đổi kiểu bù (sơ đô kín) là các loại dụng cụ có cấu trúc thực hiện theo các phương pháp biến đổi thẳng và so sánh (xem mục 1-3).

Dụng cụ tự ghi thường được sử dụng để ghi lại các tín hiệu thay đổi theo thời gian.