Chapter 02

1. Chapter 02 2.4 Vôn kế điện tử 2.5 Ampe kế điện tử 2.6 Đo điện áp mV DC

2. Sự khác nhau vôn kế điện tử & vôn kế thường • Vôn kế điện tử hoạt động trên cơ sở điện áp • Vôn kế thường hoạt động trên cơ sở dòng điện • Vôn kế điện tử có tổng trở vào cố định ( từ 1MΩ trở lên ) đối với mọi tầm đo • Vôn kế thường có tổng trở vào thay đổi theo tầm đo • Vôn kế điện tử có độ nhạy thay đổi được • Vôn kế thường có độ nhạy không đổi, phụ thuộc vào bộ chỉ thị • Mạch phân tầm đo của vôn kế điện tử là mạch phân áp • Mạch phân tầm đo của vôn kế thường là mạch hạn dòng

3. Mạch khuếch đại dùng trong đo lường • Dạng 1 : có hệ số khuếch đại bằng 1 ( hình 2.41 ) Vo = Vi • Dạng 2 : có hệ số khuếch đại lớn hơn 1 ( hình 2.42 ) Vo = Vi ( 1 + R1 / R2 ) • Dạng 3 : điện áp vào Vi = R1 Im ( hình 2.43) , Im ,dòng qua bộ chỉ thị và R1 • Mạch khuếch đại thuật toán dùng ngỏ vào + ( non inverting amplifier ) có tổng trở vào lớn hơn mạch khuếch đại thuật toán dùng ngỏ vào - ( inverting amplifier )

4. Mạch phân tầm đo • Trị số tầm đo nhỏ nhất V1 ≤ Vi,bh ( điện áp vào bảo hòa của mạch khuếch đại thuật toán ) • Tính toán cho mạch phân tầm đo ( hình 2.41 ): • Trị số tầm đo V1 < V2 < V3 < V4 • V1 = ( R2 +R3 + R4 ) V2 / ( R1 + R2 + R3 + R4 ) • V1 = ( R3 + R4 ) V3 / ( R1 + R2 + R3 + R4 ) • V1 = (R4 ) V4 / ( R1 + R2 + R3 + R4 ) • Tổng trở vào của tất cả tầm đo : Zi = R1 + R2 + R3 + R4

5. Mạch khuếch đại đo lường vi sai: • Gồm có 3 mạch khuếch đại thuật toán ( hình 2.44 ) : 2 ngỏ vào vi sai , 2 ngỏ vào + của 2 MKĐTT. Ngỏ ra là ngỏ ra của MKĐTT thứ 3 • Hệ số khuếch đại điều chỉnh được bằng biến trở R1 : 1 + 2R2 /R1 ( instrumentation operational amplifier ) được sử dụng trong thiết bị đo .

6. Vôn kế điện tử đo điện áp AC • 3 phương pháp đo điện áp AC : • Phương pháp chỉnh lưu : tương tự như trong vôn kế thường dùng hệ số dạng Kf • Phương pháp trị hiệu dụng thực ( true RMS ) - ưu điểm không phụ thuộc dạng tín hiệu a) dùng IC lấy trị hiệu dụng tín hiệu , phụ thuộc tần số tín hiệu do mạch tích phân.

7. p/p trị hiệu dụng thực • b) dùng cảm biến nhiệt điện ( cặp nhiêt điện ) : - Ưu điểm :không phụ thuộc dạng và tần số tín hiệu. - Khuyết điểm: Phụ thuộc nhiệt độ môi trường và duy trì năng lượng tín hiệu đo. - Dùng 2 cảm biến nhiệt điện, cảm biến đo và cảm biến bù ( bổ chính – compensation ) ( hình 2.52) để loại bỏ khuyết điểm trên. - Cách thức nầy được dùng đo tín hiệu tần số cao và dạng bất kỳ.

8. Phương pháp trị đỉnh ( peak value ) • Dùng hệ số đỉnh Kp : chuyển đổi trị hiệu dụng sang trị đỉnh hoặc ngược lại . • Kp = trị đỉnh / trị hiệu dụng • Trị đỉnh hoặc trị đỉnh- đỉnh không phụ thuộc dạng tín hiệu • Phụ thuộc đáp ứng tần số của diod và tụ điện • Dùng mạch nhân đôi điện áp ( hình 2.53 ) : điện áp ngỏ ra ( tại đầu tụ C2 ) là điện áp DC có trị đỉnh –đỉnh,điều chỉnh biến trở Rc để có trị đỉnh hoặc trị hiệu dụng

9. Dùng mạch kẹp ( clamping circuit): - kẹp đỉnh dương tín hiệu cho điện áp DC âm ( hình 2.54a ) - kẹp đỉnh âm tín hiệu cho điện áp dương ( hình 2.54 b ) - Điện áp V2 ( ngỏ ra hình2.55 ) có trị số DC âm gần bằng Vp - Điện áp ngỏ ra MKĐTT ( hình 2.56a ) có trị số DC , E = Em

10. 2.5 Ampe kế điện tử: • Nguyên lý : chuyển dòng điện đo thành điện áp đo, điện áp đo đưa vào vôn kế điện tử. • Mạch đo ampe kế điện tử ( hình 2.57 ): dòng điện đo Iđo đi qua Rs tạo ra điện áp Vđo = Rs x Iđo đưa vào mạch đo điện áp • Mạch phân tầm đo của ampe kế điện tử: ( khác mạch phân tầm đo của vôn kế điện tử ) hình 2.58. • Tầm I1 : Vđo = I1 ( Rs1 + Rs2 + Rs3 + Rs4 ) • Tầm I2 : Vđo = I2 ( Rs2 + Rs3 + Rs4 ) • Tầm I3 : Vđo = I3 ( Rs3 + Rs4 )

11. Ampe kế điện tử đo dòng AC: • Sau khi chuyển đổi dòng AC sang điện áp AC dùng phương pháp đo điện áp AC như đã đề cập ở phần trên • Làm bài toán câu 20 trang 353 • Làm bài toán câu 27 trang 344

12. 2.6- đo điện áp mV DC • 1 ) phương pháp biến trở đo lường: • Dùng phương pháp so sánh : so với điện áp chuẩn • Ưu điểm không phụ thuộc nội trở nguồn điện áp đo • Mạch đo nguyên lý ( hình2.29): A B biến trở đo lường C , con chạy của biến trở. VAC điện áp chuẩn thay đổi, dòng điện chuẩn I không thay đổi ( trường hợp thay đổi được điều chỉnh bởi biến trở R1 ) • Điện áp đo Vx được mắc xung đối với điện áp chuẩn VAC . Điện kế G dùng để so sánh 2 điện áp

13. Cách thức đo: điều chỉnh con chạy C cho đến khi điện kế G chỉ “0 “. • Khi đó điện áp VX = VAC ( dòng qua điện kế G bằng không, không bị ảnh hưởng bởi nội trở của VX do không có điện áp rơi trên nội trở ) • Ứng dụng : Biến trở đo lường tự cân bằng (self balancing potetiometer ). Milivvôn kế tự ghi kết quả và máy vẽ trên hệ trục X – Y ( chương 10 )

14. 2)P/p chopper: • Chuyển đổi tín hiệu đo điện áp DC mV thành xung vuông đơn cực • Lý do: - không bị lẩn vào điện áp DC phân cực của mạch khuếch đại. - dùng mạch khuếch đại nhiều tầng ghép qua tụ điện ( alternative coupling ) để tránh ảnh hưởng điện áp phân cực DC giữa các tầng. ● Mạch khuếch đại chopper ( hình 2.45 ): đặc điểm có mạch chopper ( mạch dao động và khóa điện tử ) và mạch giải điều chế - demodulation.

15. Outlines • Multi-electronicmeter ( DC & AC voltmeter , ammeter) : the circuits, operations and the different methods • Example of applications