Đề tài Xây dựng và đánh giá một số dụng cụ đo lường

c¶m (h×nh 1.17b) cña chuyÓn ®æi thay ®æi theo, m¹ch ®o th­êng sö dông lµ m¹ch cÇu vi sai. §é chÝnh x¸c cña chuyÓn ®æi phô thuéc vµo ®iÖn ¸p vµ tÇn sè cña nguån nu«i, khi nguån cung cÊp thay ®æi 1% th× kÕt qu¶ m¾c sai sè kho¶ng 1%, tÇn sè cña nguån thay ®æi 1% th× g©y ra sai sè 0,2%. ChuyÓn ®æi phô thuéc vµo nhiÖt ®é cña m«i tr­êng . H×nh 1.17. ChuyÓn ®æi ¸p tõ a, KiÓu ®iÖn c¶m; b, KiÓu hç c¶m; 1, Lâi thÐp; 2, Cuén d©y; 3, §èi t­îng nghiªn cøu ChuyÓn ®æi ¸p tõ cã ®é chÝnh x¸c thÊp (tõ 3% ®Õn 5%) nh­ng cã cÊu tróc ®¬n gi¶n, ®é tin cËy cao th­ßng ®­îc sö dông ë ngoµi hiÖn tr­êng ®Ó ®o ¸p suÊt, m«men xo¾n trong c¸c m¸y khoan ®Êt, ®o lùc c¾t trong qu¸ tr×nh gia c«ng kim lo¹i v.v... Nh­îc ®iÓm cña chuyÓn ®æi cã sai sè phô thuéc vµo nhiÖt ®é m«i tr­êng vµ dßng ®iÖn tõ ho¸. c. ChuyÓn ®æi kiÓu c¶m øng. khi cã t¸c ®éng cña ®¹i l­îng cÇn ®o Xv vµo phÇn ®éng 3 th× trong cuén ®ay 2 xuÊt hiÖn mét søc diÖn ®éng, kÕt qu¶ ë cöa ra cho mét ®iÖn ¸p t­¬ng øng. §é lín cña ®iÖn ¸p ®Çu ra cña chuyÓn ®ái phô thuéc vµo sù biÕn thiªn cña tõ th«ng do nam ch©m ®iÖn hay man ch©m vÜnh cöu 1 cña chuyÓn ®æi g©y ra. Ph­¬ng tr×nh tæng qu¸t: Ur = f(Xv) §¹i l­îng Xv cã thÓ lµ c¸c t¸c ®éng th¼ng (lùc kÐo, nÐn v.v...) hoÆc m« men quay hay chuyÓn dÞch gãc. Nguyªn t¾c cÊu t¹o cã lo¹i chuyÓn ®æi cuén d©y dÞch chuyÓn cã lo¹i phÇn s¾t dÞch chuyÓn. C¸c chuyÓn ®æi c¶m øng ®­îc dö dông ®Ó ®o tèc ®é quay, m«men quay. Lo¹i cã lâi thÐp di chuyÓn ®­îc dïng ®Ó ®o c¸c di chuyÓn th¼ng, di chuyÓn gãc, ®o biªn ®é rung tõ vµi phÇn tr¨m mm ®Õn vµi mm. ChuyÓn ®æi c¶m øng cã ­u ®iÓm: TÝn hiÖu ra cña c¸c chuyÓn ®æi cã gi¸ trÞ t­¬ng ®èi lín tõ vµi phÇn v«n ®Õn vµi chôc v«n nªn m¹ch ®o kh«ng cÇn khuÕch ®¹i. §é nh¹y cña chuyÓn ®æi cho phÐp ®o ®­îc c¸c di chuyÓn nhá, ®o tèc ®é, gia tèc vµ c¸c ®¹i l­îng kh¸c cã tÇn sè tõ 15 ®Õn 30 KHz. Sai sè cña chuyÓn ®æi ®¹t tõ 0,2% ®Õn 0,5%. 3. ChuyÓn ®æi tÜnh ®iÖn Gåm hai d¹ng chÝnh: a. ChuyÓn ®æi kiÓu ¸p ®iÖn. Dùa trªn hiÖu øng ¸p ®iÖn ng­êi ta ®· chÕ t¹o c¸c chuyÓn ®æi ¸p ®iÖn lµm viÖc theo nguyªn t¾c: d­íi t¸c dông cña ®¹i l­îng c¬ häc cÇn ®o biÕn thiªn t¸c dông vµo bÒ mÆt cña vËt liÖu th× trªn bÒ mÆt cña chuyÓn ®æi sÏ xuÊt hiÖn c¸c ®iÖn tÝch gäi lµ hiÖu øng ¸p ®iÖn thuËn. Ng­îc l¹i nÕu ®Æt c¸c vËt liÖu trªn vµo trong mét ®iÖn tr­êng biÕn thiªn, d­íi t¸c dông cña ®iÖn tr­êng biÕn thiªn lµm biÕn d¹ng chuyÓn ®æi gäi lµ hiÖu øng ¸p ®iÖn ng­îc, nghÜa lµ ®iÖn tÝch q biÕn thiªn víi ®¹i l­îng vµo. q = f(xv) C¸c vËt liÖu dïng lµm chuyÓn ®æi ¸p ®iÖn lµ tinh thÓ th¹ch anh (SiO2), Titanabari (BaTiO3), muèi Xenhet v.v... ¦u ®iÓm cña chuyÓn ®æi ¸p ®iÖn: cã cÊu tróc ®¬n gi¶n, kÝch th­íc nhá, ®é tin cËy cao vµ cã kh¶ n¨ng ®o ®­îc c¸c biÕn thiªn nhanh. Trong kü thuËt ®o chuyÓn ®æi ¸p ®iÖn dïng ®Ó ®o lùc biÕn thiªn ®Õn 10.000N, ®o ¸p suÊt tíi 100N/m2 vµ gia tèc tíi 100g trong d¶i tÇn tõ 0.5 ®Õn 100KHz. Nh­îc ®iÓm cña chuyÓn ®æi ¸p ®iÖn lµ kh«ng ®o ®­îc lùc tÜnh vµ rÊt khã kh¾c ®é. b. ChuyÓn ®æi kiÓu ®iÖn dung. ChuyÓn ®æi ®iÖn dung lµ nh÷ng chuyÓn ®æi cã ®iÖn dung thay ®æi d­íi t¸c dông cña ®¹i l­îng cÇn ®o khi ®¹i l­îng vµo lµ sù dÞch chuyÓn th¼ng, di chuyÓn gãc t¸c ®éng vµo phÇn ®éng cña chuyÓn ®æi th× tÝn hiÖu ra cña chuyÓn ®æi d­íi d¹ng ®iÖn ¸p. C¸c chuyÓn ®æi lµm viÖc theo nguyªn t¾c nh­ vËy gäi lµ chuyÓn ®æi m¸y ph¸t. NÕu ®¹i l­îng vµo cña chuyÓn ®æi lµ sù di chuyÓn cßn ®¹i l­îng ra lµ sù thay ®æi ®iÖn dung th× gäi lµ chuyÓn ®æi th«ng sè. D­íi ®©y lµ mét sè lo¹i chuyÓn ®æi th­êng ®­îc sö dông trong kü thuËt ®o l­êng b¶ng 1.2. LÜnh vùc øng dông: ChuyÓn ®æi ®iÖn dung cã khe hë kh«ng khÝ thay ®æi dïng ®Ó ®o nh÷ng di chuyÓn nhá tõ vµi micromet ®Õn vµi milimet. Lo¹i cã ®iÖn tÝch b¶n cùc thay ®æi ®­îc dïng ®Ó ®o c¸c di chuyÓn lín h¬n 1cm vµ di chuyÓn gãc t¬Ý 2700. ChuyÓn ®æi cã ®iÖn m«i thay ®æi ®Ó ®o ®é Èm, ®o møc n­íc, chiÒu dµy cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn vµ ®o lùc. 4. ChuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn Lµ nh÷ng chuyÓn ®æi dùa trªn sù thay ®æi nhiÖt ®é cña c¸c qu¸ tr×nh nh­ ®èt nãng, lµm l¹nh hay trao ®æi nhiÖt v.v... th× ®Çu ra cña chuyÓn ®æi sÏ cã tÝn hiÖu cã thÓ lµ ®iÖn ¸p (nh­ chuyÓn ®æi cÆp nhiÖt ®iÖn ) hay tÝn hiÖu ra lµ sù thay ®æi vÒ ®iÖn trë ( nh­ chuyÓn ®æi kiÓu nhiÖt ®iÖn trë ). ChuyÓn ®æi cÆp nhiÖt ®iÖn ( cÆp nhiÖt ngÉu ). Lµ nh÷ng chuyÓn ®æi ®­îc cÊu t¹o tõ hai d©y dÉn, ®­îc lµm tõ hai vËt liÖu kh¸c nhau ®­îc nèi l¹i víi nhau. Khi hai ®Çu cña chuyÓn ®æi cã sù chªnh lÖch vÒ nhiÖt ®é th× trong m¹ch sÏ xuÊt hiÖn mét søc ®iÖn ®éng nhiÖt ®iÖn ( h×nh 1-19). 1 6 a a i 5 a-a i 1 2 3 4 H×nh 1-19.S¬ ®å cÊu t¹o cña mét cÆp nhiÖt ®iÖn 1,2- Hai ®Çu d©y cña cÆp nhiÖt ®iÖn; 3- §Çu hµn; 4,5- èng c¸ch ®iÖn; 6- Vá ngoµi; 7- §Çu nèi ra. VËt liÖu dïng chÕ t¹o chuyÓn ®æi cÆp nhiÖt ngÉu ph¶i ®¶m b¶o: quan hÖ gi÷a søc ®iÖn ®éng nhiÖt ®iÖn víi nhiÖt ®é lµ hµm ®¬n trÞ, tÝnh chÊt bÒn ®iÖn kh«ng thay ®æi, ®é bÒn ho¸ vµ c¬ víi nhiÖt ®é ph¶i cao, dÉn ®iÖn tèt, cã trÞ sè søc ®iÖn ®éng nhiÖt ®iÖn lín. CÆp nhiÖt ®iÖn nèi víi nhau theo ph­¬ng ph¸p hµn vµ ®­îc ®Æt trong thiÕt bÞ b¶o vÖ ®Ó tr¸nh t¸c ®éng cña m«i tr­êng. ThiÕt bÞ b¶o vÖ ®­îc chÕ t¹o tõ lo¹i thÐp tèt, ®èi víi lo¹i cÆp nhiÖt ®iÖn quý, thiÕt bÞ b¶o vÖ th­êng ®­îc lµm b»ng th¹ch anh hoÆc gèm ( h×nh 1-19). §Ó t¨ng ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o vµ cã kh¶ n¨ng tù ®iÒu chØnh nhiÖt ®é cña ®Çu ®o trong s¬ ®å m¹ch ng­êi ta cã ®­a thªm mét m¹ch cÇu vµo m¹ch ®o, trong ®ã ba nh¸nh cña cÇu ®o lµ ba diÖn trë kh«ng thay ®æi theo nhiÖt ®é ( §ång hoÆc Niken). CÇu ®­îc tÝnh to¸n ë nhiÖt ®é 00C m¾c nèi tiÕp víi ®Çu tù do cña cÆp nhiÖt ngÉu ®Ó æn ®Þnh nhiÖt trong qu¸ tr×nh ®o sö dônh m¹ch bï nhiÖt theo s¬ ®å h×nh 1.20. c B mV r2 r3 r4 r1 a b r g r b e b b c H×nh 1-20. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch bï nhiÖt ®é ®Çu ®o R1- §iÖn trë bï nhiÖt; EB- Nguån nu«i CÆp nhiÖt ®iÖn ®­îc øng dông chñ yÕu ®Ó ®o nhiÖt ®é, ngoµi ra cßn ®Ó ®o c¸c ®¹i l­îng kh«ng ®iÖn nh­ ®o dßng ®iÖn ë tÇn ®è cao, ®o h­íng chuyÓn ®éng. ChuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn trë. ChuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn trë lµ nh÷ng chuyÓn ®æi cã ®iÖn trë thay ®æi theo sù thay ®æi cña nhiÖt ®é. VËt liÖu chÕ t¹o b»ng d©y ®Én hoÆc lµ chÊt b¸n dÉn cã hÖ sè nhiÖt ®é lín, ®iÖn trë suÊt lín, khã ch¶y vµ cã ®é bÒn ho¸ häc cao ®èi víi m«i trt­êng. Lo¹i nhiÖt ®iÖn trë d©y. VËt liÖu chÕ t¹o th­êng lµ tõ §ång, Platin vµ Niken cã d­êng kÝnh tõ 0,02 ®Õn 0.06mm vµ chiÒu dµi tõ 5 ®Õn 20mm. Mét sè lo¹i nhiÖt ®iÖn trë th­êng gÆp (h×nh 1.21). 1 2 3 4 3 2 1 H×nh 1-21- Mét sè nhiÖt ®iÖn trë th­êng gÆp 1- D©y ®Æt trong èng sø; 2- Vá b¶o vÖ; 3- æ ®ì; 4- Hép ®Çu ra. NhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn . §­îc chÕ t¹o tõ mét sè «xit kim lo¹i kh¸c nhau nh­ CuO, CoO, MnO v.v...CÊu t¹o cña nhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn cã thÓ ë d¹ng thanh, d¹ng ®Üa vµ h×nh cÇu.B¶ng d­íi ®©y cho ®Æc tÝnh cña mét sè nhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn ( b¶ng 1.3 ). M¹ch ®o ®èi víi chuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn trë cã thÓ dïng m¹ch bÊt kú ®Ó ®o ®iÖn trë cña nã. Th«ng th­êng ng­êi ta hay dïng m¹ch cÇu kh«ng c©n b»ng ( h×nh 1.22b) cã chØ thÞ lµ L«gomet hoÆc m¹ch cÇu cho thiÕt bÞ tù ghi ( h×nh 1.22c ). øng dông cña chuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn trë ®­îc dïng ®Ó ®o nhiÖt ®é, ®o c¸c ®¹i l­îng di chuyÓn, ®o ¸p suÊt vµ dïng ®Ó ph©n tÝch c¸c thµnh phÇn, nång ®é cña mét sè hîp chÊt vµ chÊt khÝ. e b r 1 r 4 r 2 r b r d3 r d2 r d1 r t r 3 r b e b r d3 r d2 r 2 r 1 r d1 r t r d1 r d2 r d3 r t r 2 r 4 r 3 r b r g e b u ra H×nh 1.22-M¹ch ®o dïng víi chuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn trë a, M¹ch L«g«met; b, M¹ch cÇu 3 d©y dïng chØ thÞ l«g«met; c, M¹ch cÇu 3 d©y dïng víi thiÕt bÞ ngoµi. Ngoµi c¸c chuyÓn ®æi ®· tr×nh bµy ë trªn trong kü thuËt ®o l­êng cßn sö dông s¬ cÊp dùa trªn nguyªn t¾c ho¸ häc (c¸c chuyÓn ®æi ho¸ ®iÖn), theo nguyªn t¾c xuÊt hiÖn c¸c ®iÖn tö hay Ion (c¸c chuyÓn ®æi ®iÖn tõ vµ Ion),v.v... [1]. 1.9. Ph­¬ng ph¸p ®o. Ph­¬ng ph¸p ®o lµ tr×nh tù L«gic c¸c thao t¸c ®­îc m« t¶ mét c¸ch tæng qu¸t ®Ó thùc phÐp ®o, ph­¬ng ph¸p ®o lµ sù thÓ hiÖn cña nguyªn lý ®o vµ ph­¬ng tiÖn ®o. khoa häc c«ng nghÖ cµng ph¸t triÓn sÏ cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p ®­îc ¸p dông vµ cã kh¶ n¨ng lo¹i trõ ãt c¸c sai sè ®¶m bao kªt qu¶ ®o cã ®é chÝnh x¸c cao.Trong thùc tiÔn øng dông nhiÒu ph­¬ng ph¸p cã thÓ ph©n thµnh mét sè d¹ng c¬ b¶n h×nh 1.23. Ph­¬ng ph¸p ®ã s¸nh víi vËt ®ä ®­îc sö dông nhiÒu trong c¸c phÐp ®o hiÖn nay, ph­¬ng ph¸p cã ­u ®iÓm: - Cho kÕt qu¶ cã ®é chÝnh x¸c cao. - Cã kh¶ n¨ng lo¹i trõ sai sè hÖ thèng. - Trong qu¸ tr×nh tiªu thô Ýt n¨ng l­îng cña ®èi t­îng ®o. - Cã ý nghÜa cao trong thùc tiÔn bëi v× chÕ t¹o mét vËt ®ä cã ®é chÝnh x¸c cao sÏ dÔ dµng h¬n chÕ t¹o mét ph­¬ng tiÖn ®o cã cung cÊp chÝnh x¸c. Trong kiÓm ®Þnh, hiÖu th­êng sö dông ph­¬ng ph¸p so s¸nh vi sai vµ ph­¬ng ph¸p chØ zªz«. Víi ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi th¼ng ®é chÝnh x¸c thÊp nh­ng cã ­u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n do ®ã th­êng ®­îc sö dông trong c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp ®­îc øng dông ®Ó ®o vµ kiÓm tra c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Ph­¬ng ph¸p ®o Ph­¬ng ph¸p thÕ Ph­¬ng ph¸p trïng Ph­¬ng ph¸p chØ zªz« Ph­¬ng ph¸p hiÖu Ph­¬ng ph¸p ®o so s¸nh víi vËt ®ä Ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp H×nh 1. 23. S¬ ®å m« t¶ c¸c ph­¬ng ph¸p ®o 1.9.1 Ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp (ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi th¼ng). Lµ ph­¬ng ph¸p ®o tr×nh tù l«gic c¸c thao t¸c ®­îc thùc hiÖn nèi tiÕp nhau th«ng qua m¹ch ®o l­êng(M.§), gåm c¸c kh©u chuyÓn ®æi ®­îc nèi tiÕp víi nhau. S¬ ®å nguyªn lý qu¸ trinh ®o h×nh 1.24. B.§ C.T sè M.§ Nx/No No Nx Xo X X Xo H×nh 1.24. S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh ®o biÕn ®æi th¼ng. §¹i l­îng cÇn ®o X ®­îc ®­a qua mét hay nhiÒu kh©u biÕn ®æi sau ®ã ®­îc biÕn ®æi thµnh sè Nx, mÆt kh¸c c¸c ®¬n vÞ cña ®¹i l­îng ®o X0 còng ®­îc biÕn ®æi thµnh sè No vµ ®­îc ghi nhí l¹i. Sau ®ã diÔn ra qu¸ tr×nh so s¸nh gi÷a ®¹i l­îng cÇn ®o víi ®¬n vÞ cña chóng, qu¸ tr×nh ®­îc thùc hiÖn b»ng phÐp chia Nx/No. KÕt qu¶ ®o trªn c¬ cÊu chØ thÞ: X = ( Nx/No )*Xo ( 1.6 ) Ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp th­êng ®­îc ¸p dông cho c¸c dông cô ®o biÕn ®æi th¼ng cã sai sè lín. Ph­¬ng ph¸p th­êng ®­îc ¸p dông cho c¸c nhµ m¸y, xãi nghiÖp c«ng nghiÖp c«ng nghiÖp, kiÓm tra qu¸ tr×ng s¶n xuÊt cã ®é chÝnh x¸c kh«ng cao. 1.9.2. Ph­¬ng ph¸p ®o so s¸nh víi vËt ®ä Lµ ph­¬ng ph¸p thùc hiÖn tr×nh tù l«gic c¸c thao t¸c theo mét m¹ch vßng khÐp kÝn (cã kh©u ph¶n håi), qu¸ tr×nh so s¸nh cã thÓ c©n b»ng hoÆc kh«ng c©n b»ng, m« t¶ qu¸ tr×nh : h×nh 1.25 giíi thiÖu ph­¬ng ph¸p ®o víi c¸c l«gic so s¸nh kiÓu c©n b»ng. Trong qu¸ tr×nh ®o ®¹i l­îng cÇn ®o X vµ ®¹i l­îng mÉu Xo ®Òu ®­îc biÕn ®æi thµnh c¸c ®¹i l­îng ®iÖn t­¬ng øng (dßng hÆc ¸p) göi tíi bé so s¸nh (SS). Qu¸ tr×nh so s¸nh ®­îc diÔn ra trong suèt qu¸ tr×nh ®o, ®¹i l­îng cÇn ®o ®­îc so s¸nh víi ®¹i l­îng Xk tØ lÖ víi ®¹i l­îng mÉu Xo, khi hai ®¹i l­îng b»ng nhau th× qu¸ tr×nh so s¸nh kÕt thóc. S.S C.T C.§n M.§ X(t) D´ C0 Xk H×nh 1.25 M« h×nh ph­¬ng ph¸p ®o kiÓu so s¸nh Ph­¬ng ph¸p vi sai: Lµ ph­¬ng ph¸p so s¸nh gi÷a ®¹i l­îng ®o víi ®¹i l­îng ®­îc chän lµm vËt ®ä, kÕt qu¶ so s¸nh lµ hiÖu cña hai ®¹i l­îng ®­îc thÓ hiÖn trªn c¬ cÊu chØ thÞ cña dông cô. Trong ph­¬ng ph¸p vËt ®ä cÇn cã ®é chÝnh x¸c cao cßn ph­¬ng tiÖ ®o lµ nh÷ng ph­¬ng tiªn th«ng th­êng, ph­¬ng ph¸p rÊt cã ý nghÜa trong thùc tiÔn bëi v× chÕ t¹o vËt ®ä cã ®é chÝnh x¸c cao dÔ dµng h¬n chÕ t¹o mét ph­¬ng tiÖn ®o cã cïng mét ®é chÝnh x¸c. Ph­¬ng phapí th­êng ®­¬c dïng ®Ó kiÓm ®Þnh, hiÖu chuÈn c¸c biÕn dßng, biÕn ¸p ®o l­êng. Ph­¬ng ph¸p chØ Zero. Lµ tr­êng hîp ®Æc biÖt cña ph­ong ph¸p hiÖu, nÕu trong ph­¬ng ph¸p hiÖu chóng ta thay ®æi vËt ®ä ®Ó kÕt qu¶ so s¸nh hiÓn thÞ trªn c¬ cÊu chØ thÞ lµ Zero th× ta cã ph­¬ng ph¸p chØ Zero. Khi sö dông ph­ong ph¸p ®¹i l­îng ®o vµ vËt ®ä cã cïng b¶n chÊt t¸c dông ®ång thêi lªn ph­¬ng tiÖn ®o , ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o phô thuéc vµo ®é chÝnh x¸c cña vËt ®ä vµ cña c¬ c¸u chØ thÞ. Ph­ong ph¸p chØ Zero ®­îc ¸p dông réng r·i trong ®o l­êng c¸c ®¹i l­îng ®iÖn, ®o khèi l­îng, quang häc v..v... Trong qu¸ tr×nh ®o phÐp ®o phÐp ®o kh«ng tiªu thô n¨ng l­îng cña ®èi t­îng ®o nªn kÕt qu¶ cã ®é chÝnh x¸c cao. Ph­¬ng ph¸p thÕ: Lµ ph­¬ng ph¸p trong qu¸ tr×nh ®o ®¹i l­îng cÇn ®o ®­îc thay thÕ b»ng viÖc ®o vËt ®ä, qu¸ tr×nh ®o ®­îc tiÕn hµnh: - §o ®¹i l­îng cÇn ®o. - Thay thÕ ®¹i l­îng ®o b»ng vËt ®ä, ®iÒu chØnh vËt ®ä ®Ó kÕt qu¶ ®o trë l¹i nh­ cò. Nh­ vËy, ®¹i l­îng ®o cã ®é lín chÝnh b»ng vËt ®ä. Sö dông ph­¬ng ph¸p thÕ trong phÐp ®o sÏ lo¹i trõ ®­îc sai sè hÖ thèng cña ph­¬ng tiÖn ®o, sö dông ®Î ®o khèi l­îng cho kÕt qu¶ víi ®é chÝnh x¸c cao h¬n so víi c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c. Ph­¬ng ph¸p trïng Lµ ph­¬ng ph¸p so s¸nh cïng mét lóc nhiÒu ®iÓm cña ®¹i l­îng cÇn ®o X víi ®¹i l­îng mÉu Xo, c¨n cø vµo c¸c ®iÓm trïng nhau ®Ó t×m ra kÕt qu¶ cña ®¹i l­îng cÇn ®o. 1.10. Sai sè cña phÐp ®o vµ gia c«ng kÕt qu¶.. 1.10.1 Sai sè cña phÐp ®o. ¦íc l­îng sai sè cña phÐp ®o lµ viÖc lµm cÇn thiÕt sau khi thùc hiÖn phÐp ®o,khi thùc hiÖn phÐp ®o ta sÏ nhËn ®­îc kÕt qu¶ cña phÐp ®o (kÕt qu¶ ®o).KÕt ®o ph¶n ¸nh tr×nh ®é nhËn thøc cña con ng­êi, kÕt qu¶ ®o kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo ®¹i l­îng ®o mµ cßn phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh­ ph­¬ng ph¸p ®o, ph­¬ng tiÖn ®o, ng­êi ®o, ®iÒu kiÖn ®o... Nh­ vËy kÕt qu¶ ®o (X®) vµ gi¸ trÞ thùc (Xt) cña ®¹i l­îng cÇn ®o cã sù sai kh¸c gäi lµ sai sè cña phÐp ®o, nghÜa lµ: DX = X® - Xt (1.7) Gi¸ trÞ thùc ®­îc lÊy b»ng gi¸ trÞ thùc quy ­íc, lµ gi¸ trÞ ®­îc t×m trong thùc nghiÖm rÊt gÇn víi gi¸ trÞ thùc cã thÓ chÊp nhËn ®­îc, trong phÐp ®o lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña n lÇn ®o. KÕt qu¶ ®o th­êng ®­îc lµm trßn theo sai sè cña phÐp ®o. Khi lµm trßn kÕt qu¶ ®o ng­êi ta c¨n cø vµo bËc cã nghÜa cña sai sè, tu©n thñ theo quy ®Þnh lµm trßn sè cña TCVN 1517 – 74. Theo quy luËt xuÊt hiÖn sai sè ®­îc ph©n thµnh mét sè lo¹i chÝnh sau: Sai sè hÖ thèng. Lµ sai sè kh«ng ®æi hoÆc thay ®æi theo mét quy luËt x¸c ®Þnh khi ®o lÆp l¹i cïng mét ®¹i l­îng, quy luËt nµy kh«ng phô thuéc vµo sè lÇn ®o nhiÒu hay Ýt. Nghiªn cøu sai sè ngÉu nhiªn cho ta c¬ së ®Ó quyÕt ®Þnh cã thÓ bá qua hoÆc lo¹i trõ. nguyªn sai sè hÖ thèng cã nhiÒu song cã thÓ ph©n thµnh mét sè nhãm sau: Do ph­¬ng tiÖn ®o g©y nªn lµ mét trong nh÷ng thµnh phÇn sai quan träng cña phÐp ®o. Nguyªn nh©n g©y ra sai sè nµy tr­íc hÕt lµ do cÊu tróc cña ph­¬ng tiÖn ®o. V× vËy trong thiÕt kÕ ng­êi ta cè g¾ng thuyÕt phôc, tuy nhiªn còng kh«ng htÓ lo¹i trõ ®­îc. Sai sè do ph­¬ng tiÖn cßn do qu¸ tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o ra ph­¬ng tiÖn ®ã. Trong qu¸ tr×nh sö dông c¸c bé phËn chi tiÕt cña ph­¬ng tiÖn, giµ ho¸, h­ háng... Sau mét thêi gian c¸c ph­¬ng tiÖn kh«ng cßn gi÷ ®­îc nh÷ng ®Æc tr­ng ®o l­¬ng nh­ ban ®Çu, còng g©y nªn sai sè. - Do l¾p ®Æt ph­¬ng tiÖn ®o, sai sè nµy Ýt g©y nguy hiÓm song nÕu kg«ng chó ý th× cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn kÕt qu¶ ®o. - Do ph­¬ng ph¸p ®o, sai sè nµy th­êng trong nh÷ng tr­êng hîp Ýt hiÓu biÕt vÒ lÜnh vùc ®o l­êng hoÆc trong lÜnh vùc nghiªn cøu kh«ng t×m ®­îc gi¶i ph¸p tèi ­u cña ph­¬ng ph¸p ®o. Sai sè nµy cßn gäi lµ sai sè lý thuyÕt. - Sai sè do chñ quan cña ng­êi ®o. Nh×n chung viÖc ph¸t hiÖn vµ lo¹i trõ sai sè hÖ thèng rÊt phøc t¹p vµ khã kh¨n, song khi ®· ph¸t hiÖn ®­îc th× viÖc lo¹i trõ kh«ng mÊy khã kh¨n. §Ó lo¹i trõ sai sè hÖ thèng qu¸ tr×nh ®o ng­êi ta th­êng sö dông mét sè biÖn ph¸p sau: - Ph©n tÝch lý thuyÕt ®Ó x¸c ®Þnh sai sè hÖ thèng. - KiÓm tra dông cô tr­íc khi ®­a vµo sö dông. - ChuÈn tr­íc khi ®o. - ChØnh kh«ng tr­íc khi tiÕn hµnh ®o. - TiÕn hµnh phÐp ®o b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p ®o kh¸c nhau. - Sö dông ph­¬ng ph¸p thÕ trong khi ®o. - Sö dông ph­¬ng ph¸p bï cã gi¸ trÞ ng­îc dÊu. - Sö dông ph­¬ng ph¸p ho¸n vÞ. - Sö dông ph­¬ng ph¸p ®èi xøng. Trong thùc tÕ kh«ng thÓ lo¹i trõ hoµn toµn sai sè hÖ thèng, mµ ta chØ cã thÓ lµm gi¶m trong mét ph¹m vi cho phÐp. Sai sè ngÉu nhiªn. Lµ sai sè xuÊt hiÖn mét c¸ch ngÉu nhiªn kh«ng theo mét quy luËt nµo khi ta tiÕn hµnh phÐp ®o nhiÒu lÇn víi mét ®¹i l­îng . Chóng ta kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ vµ dÊu cña chóng, bëi v× sù suÊt hiÖn cña c¸c t¸c ®äng ngÉu nhiªn trong mçi lÇn ®o kh«ng gièng nhau còng nh­ kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®­îc chóng. Trong qu¸ tr×nh ®o chóng ta kh«ng thÓ biÕt tr­íc sai sè ngÉu nhiªn x¶y ra ë nh÷ng lÇn ®o nµo nh­ng nÕu tiÕn hµnh phÐp ®o lÆp l¹i nhiÒu lÇn ta sÏ thÊy chung xuÊt hiÖn theo mét quy luËt nµo ®ã. Do vËy viÖc nghiªn c­u ¶nh h­ëng cña sai sè ngÉu nhiªn ®Õn kÕt qua ®o lµ nghiªn cøu tÝnh chÊt tËp hîp c¸c gi¸ trÞ nhËn ®­îc tõ mét d·y lÇn ®o lÆp l¹i. Nguyªn nh©n g©y ra sai sè ngÉu nhiªn cã nhiÒu vµ còng kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®­îc chóng. §Ó nghiªn cøu sù ¶nh h­ëng cña sai sè ngÉu nhiªn cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p, trong ®o l­êng häc th­êng sö dông to¸n häc thèng kª vµ lý thuyÕt x¸c xuÊt vµ ®­îc dùa trªn c¸c gØa thuyÕt sau: - C¸c sai sè ngÉu nhiªn cã cïng mét gi¸ trÞ (®é lín) cã cïng mét x¸c xuÊt. - C¸c sai sè ngÉu nhiªn cã gia trÞ x¸c suÊt lín, vµ ng­îc l¹i. - NÕu sai sè ngÉu nhiªn v­ît qu¸ gi¸ trÞ nµo ®ã th× x¸c xuÊt coi nh­ b»ng kh«ng. 3. Sai sè th« Lµ sai sè v­ît qu¸ sai sè mong ®îi trong ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh mét c¸ch râ rÖt. Th­¬ng lµ nh÷ng h­ háng trÇm träng cña ph­¬ng tiÖn, dothao t¸c nhÇm cña ng­êi ®o ... Sai sè th« th­êng Ýt x¶y ra song rÊt dÔ bÞ nhÇm víi sai sè cña hÖ thèng vµ sai sè ngÉu nhiªn. Lo¹i trõ sai sè th« ®¬n gi¶n b»ng sù thËn träng, b»ng sö dông c¸c ph­¬ng tiÖn hoµn h¶o v.v... nh­ng ®«i khi còng khã thùc hiÖn. 1.10.2. Gia c«ng kÕt qu¶ ®o KÕt qu¶ ®o l­êng thö nghiÖm ph¶i ®­îc c«ng bè theo sai sè vµ ®é tin cËy, kÕt qu¶ mét phÐp ®o ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau: X® =`C ± D ( 1.8 ) Trong ®ã: X®- Gi¸ trÞ ®óng cña phÐp ®o `C - Lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña n lÇn ®­îc lÆp trong phÐp ®o D - Lµ sai sè cña phÐp ®o. Nh­ vËy ®é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ ®o sÏ phô thuéc vµo sai sè cña phÐp ®o víi mét ®é tin cËy nhÊt ®Þnh. NÕu qui ®Þnh mçi lÇn ®o riªng rÏ trong phÐp ®o lÆp lµ mét quan tr¾c th× gi¸ trÞ nhËn ®­îc lµ kÕt qu¶ quan tr¾c. KÕt qu¶ quan tr¾c cña lÇn ®o thø i lµ ®¹i l­îng Xi cña ®¹i l­îng ®o kh«ng ®æi X® sÏ n»m trong kho¶ng X1 < Xi < X2, víi c¸c sai sè cña nã Di. §Ó nghiªn cøu kÕt qu¶ ®o ta xem kÕt qu¶ quan tr¾c lµ ®¹i l­îng ngÉu nhiªn liªn tôc. §iÒu nµy cã thÓ thùc hiÖn ®­îc khi ta thùc hiÖn ph©n líp víi mét kho¶ng kh¸ nhá nhê kü thuËt vµ c«ng nghÖ ®o l­êng hiÖn nay. Víi quan niÖm nh­ vËy sai sè cña kÕt qu¶ quan tr¾c còng ®­îc xem lµ ®¹i l­îng ngÉu nhiªn nhËn nh÷ng gi¸ trÞ Di kh¸c nhau ë nh÷ng lÇn quan tr¾c kh¸c nhau vµ chóng tu©n theo qui luËt ph©n bè chuÈn, ®­îc ®Æc tr­ng b»ng kú väng to¸n M(x) vµ ph­¬ng sai D(x) [1] ; [8]. Trong ®ã: M(x) = X® = m D(x) = d §Ó ­íc l­îng ®­îc gi¸ trÞ kú väng to¸n m vµ trung b×nh ph­¬ng d cña hµm ph©n bè quan tr¾c, dùa vµo kÕt qu¶ cña n lÇn ®o lÆp l¹i ta cã: `C = (1.9) NÕu kÕt qu¶ ®o kh«ng cã sai sè th×: X® = `X V× vËy kÕt qu¶ quan tr¾c cña mçi lÇn ®o sÏ ph©n t¸n quanh gi¸ trÞ ®o trung b×nh. Gäi ®é lÖch cña mçi lÇn ®o Xi so víi gi¸ trÞ trung b×nh`X lµ ni lµ sai sè d­, ta cã: ni = Xi -`X (1.10) Sai sè d­ cã tÝnh chÊt: -Tæng tÊt c¶ c¸c sè d­ b»ng kh«ng ni = 0 -Tæng c¸c b×nh ph­¬ng cña chóng cã gi¸ trÞ nhá nhÊt n2= Min. Sai sè d­ ®­îc dïng ®Ó kiÓm tra kÕt qu¶ ®o. Khi ®ã ®é lÖch thùc nghiÖm S, ®Æc tr­ng cho sù ph©n t¸n cña kÕt qu¶ quan tr¾c so víi `X ®­îc x¸c ®Þnh: S = (1-11) Lý thuyÕt ®· chøng minh khi sè lÇn ®o t¨ng lªn v« h¹n th× gi¸ gi¸ trÞ trung b×nh cña n lÇn ®o `X tiÕn dÇn tíi kú väng to¸n m vµ ®é lÖch chuÈn thùc nghiÖm S tiÕn dÇn tíi d. Theo sai sè d­ () ng­êi ta x¸c ®Þnh tæng b×nh ph­¬ng cña tÊt c¶ c¸c sè d­, tõ ®ã x¸c ®Þnh ­íc l­îng trung b×nh b×nh ph­¬ng s*. Theo c«ng thøc Bessel ®­îc x¸c ®Þnh. s* = (1-12) ¦íc l­îng nµy kh«ng chÖch cã c¨n cø vµ cã hiÖu qu¶ [1] V× cã sù tham gia cña sai sè ngÉu nhiªn nµo ®ã ng­êi ta ®­a ra kh¸i niÖm ­íc l­îng ®é chÖch trung b×nh b×nh ph­¬ng `s*®­îc x¸c ®Þnh: `s*== = (1-12) Dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n gi¸ trÞ x¸c suÊt ®¸ng tin P víi ®¹i l­äng ngÉu nhiªn Xi theo ph©n bè chuÈn, dùa vµo (phô lôc 2) sÏ x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè k, c¨n cø vµo hÖ sè k x¸c ®Þnh kho¶ng ®¸ng tin cËy cña sai sè ngÉu nhiªn b»ng: D1,2 = k*`s* (1-13) Kho¶ng ®¸ng tin cËyD1,2 cho biÕt trong giíi h¹n kho¶ng ®o víi mét x¸c suÊt ®¸ng tin cËy sÏ t×m ®­îc mét gi¸ trÞ ®óng cña phÐp ®o X®. Tr­êng hîp : NÕu n > 20 th× kho¶ng ®¸ng tin. D1,2 = k*`s* (1-14) NÕu 2<n<20 th× kho¶ng ®¸ng tin cËy: D1,2 = hst`s* (1-15) ë ®©y hst lµ hÖ sè ph©n bè Student phô thuéc vµo x¸c suÊt tÝnh ®­îc ë trªn vµ sè l­îng phÐp ®o tra theo (phô lôc 3). Theo ph©n bè Student ta cã: (-D1,2) < < (+D1,2) øng dông lý thuyÕt x¸c suÊt vµ thèng kª ta cã thÓ gia c«ng kÕt qu¶ theo mét Angorit (h×nh 1. 26) Qu¸ tr×nh gia c«ng cã thÓ thùc hiÖn trªn m¸y tÝnh víi bÊt kú ng«n ng÷ nµo trªn mét Angorit (h×nh 1. 26).KÕt qu¶ cho chóng ta gi¸ trÞ thùc X® b»ng tæng cña gi¸ trÞ trung b×nh `C víi kho¶ng tin cËy D1,2 KÕt qu¶ cña phÐp ®o sau khi gia céng: X® -`C ± D1,2. (1-16) Cho x¸c xuÊt P t×m hst Kho¶ng ®¸ng tin D1,2 = hst. d*`C KÕt qu¶ ®o = `C ± D1,2 d*`C = d* / Kú väng to¸n häc M[x] = `C n phÐp ®o Xi Sai sè d­ Vi=Xi-`C TÝnh d* = TÝnh = 0 B¾t ®Çu Kªt thóc H×nh 1.26 S¬ ®å ang«rit gia c«ng kÕt qu¶ ®o Ch­¬ng II X¢Y DùNG C¥ S¥ Lý THUYÕT PHßNG Kû THUËT §O L¦êNG 2.l Lùa chän trang thiÕt bÞ ®o l­êng C¬ §iÖn . Do tÝnh chÊt c¸c m«n häc cña c¸c ngµnh trong khoa C¬ §iÖn ®ßi hái c«ng t¸c ®o l­êng thö nghiÖm ph¶i chuÈn mùc , c¸c trang thiÕt bÞ cÇn phï hîp víi ®¹i l­îng ®o vµ thÝch nghi vãi ®iÒu kiÖn tiÕn hµnh ®o vµ thÝ nghiÖm ®o. §ång thêi ph¶i ®¸p øng trang bÞ cho tõng bé m«n trong khoa vµ c¸c thiÕt bÞ ph¶i cã ®ä chÝnh x¸c ®ñ cao trong c«ng t¸c nghiªn cøu khoa häc cña c¸n bé vµ sinh viªn trong toµn Khoa C¬ §iÖn . Trang thiÕt bÞ ®o l­êng cña Khoa C¬ §iÖn ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu ®· nªu ë ch­¬ng 1môc 1.2 vµ ®¶m b¶o c¸c tiªu chÝ cÇn thiÕt sau : 2.1.1 ThiÕt bÞ ®o c¸c ®¹i l­îng ®iÖn. Môc ®Ých sö dông: - Phôc vô cho c¸c bµi thùc tËp cña chuyªn ngµnh §iÖn, C¬ khÝ, C«ng tr×nh. - Phôc vô cho nghiªn cøu khoa häc . §èi t­îng phôc vô: - Sinh viªn ngµnh §iÖn, C¬ khÝ, C«ng tr×nh. - C¸n bé trong khoa, cao häc ngµnh §iÖn vµ nghªn cøu sinh. §¹i l­îng cÇn ®o: Dßng ®iÖn, §iÖn ¸p, C«ng suÊt, TÇn sè, HÖ sè cosj, §iÖn trë, §iÖn c¶m, §iÖn dung. 2.1.2 ThiÕt bÞ ®o vÒ ®é cøng, ®é bãng bÒ mÆt kim lo¹i . Môc ®Ých sö dông. - Phôc vô cho c¸c bµi thÝ nghiÖmthùc hµnh c¸c m«n häc kü thuËt kim lo¹i . - Dung sai ®o l­êng, c«ng nghÖ kim lo¹i . b. §èi t­îng phôc vô: Sinh viªn chuyªn ngµnh c¬ khÝ, c«ng tr×nh c«ng th«n. c. C¸c ®¹i l­îng cÇn ®o. - §o ®é bãng bÒ mÆt . - §o ®é cøng kim lo¹i. - X¸c ®Þnh kÕt cÊu vËt liÖu kim lo¹i . 2.1.3 ThiÕt bÞ ®o c¸c ®¹i l­îng ®éng lùc häc vña liªn hîp m¸y. 1. Môc ®Ých sö dông. Phôc vô cho c¸c bµi thÝ nghiÖm cña c¸c m«n häc . - C¬ lý thuyÕt. - Nguyªn lý m¸y . - §éng lùc häc. - Lý thuyÕt m¸y n«ng nghiÖp . - Lý thuyÕt liªn hîp m¸y. 2. §èi t­îng phôc vô. - Sinh viªn ngµnh c¬ khÝ . - Cao häc ngµnh c¬ khÝ . - Nghiªn cøu sinh vÒ ngµnh c¬ khÝ vµ c¸c c¸n bé nghiªn cøu khoa häc . 3. §¹i l­îng cÇn ®o. - VËn tèc . - Gia tèc. - LùckÐo , nÐn . - M«men xo¾n. - C«ng suÊt. ThiÕt bÞ ®o c¸c ®¹i l­îng c¬ häc. 1. Môc ®Ých sö dông: Phôc vô cho thùc hµnh thÝ nghiÖm c¸c m«n häc c¬ së vÒ c¬ häc vµ c¬ khÝ cho mét sè m«n häc cuÈ chuyªn ngµnh c¬ khÝ , ngµnh c«ng tr×nh . 2. §èi t­îng phôc vô: Sinh viªn chÝnh quy vµ t¹i chøc ngµnh c¬ khÝ, §iÖn ,C«ng th«n, ®µo t¹o sau ®¹i häc , nghiªn cøu sinh. ThiÕt bÞ thö nghiÖm . 1. Môc ®Ých sö dông. Phôc vô gi¶ng d¹y , thùc tËp cho c¸c m«n häc cña chuyªn ngµnh ®éng lùc «t«, m¸y kÐo , cho c¸c m«nhäc cña Bé m«n m¸y n«ng nghiÖp . 2. §èi t­îng phôc vô: Sinh viªn chuyªn ngµnh c¬ khÝ n«ng nghiÖp , c¬ khÝ ®éng lùc , c¬ khÝ chÕ biÕn , sinhy viªn c¸c khoa kh¸c trong tr­êng , c¸n bé trong khoa , cao häc ngµnh c¬ khÝ vµ nghiªn cøu khoa häc . 3. Néi dung nghiªn cøu: - Thö nghiÖm vµ kiÓm tra hÖ thèng chiÕu s¸ng trªn «t«, m¸y kÐo. - Thö nghiÖm va kiÓm tra hÖ thèng ®èt s¸ng, hÖ thèng ®iÒu khiÓn «t«, m¸y kÐo . - Thö nghiÖm vµ kiÓm tra chuÈn ®o¸n ®éng c¬. - Thö nghiÖm vµ chuÈn ®o¸n kü thuËt cña «t«, m¸y kÐo. Tiªu chÝ lùa chän. 1.TÝnh hiÖn ®¹i . Ph­¬ng tiÖn dông cô ®­îc trang bÞ ph¶n ¸nh tr×nh ®é khoa häc kü thuËt c«ng nghÖ tiªn tiÕn hiÖn nay trªn thÕ giíi, tÝnh n¨ng kü thuËt cao nh­ ®é æn ®Þnh, ®é tin cËy vµ thuËn tiÖn trong sö dông. C¸c thiÕt bÞ phï hîp víi c¸c yªu cÇu ë 2.1 ®¸p øng ®Çy ®ñ c«ng t¸c ®µo t¹o vµ nghiªn cøu triÓn khai c¬ ®iÖn n«ng nghiÖp. TÝnh hÖ thèng. §¸p øng nhu cÇu cÊu h×nh gän, cã kh¶ n¨ng hç trî vµ bæ xung lÉn nhau trong c¸c phÐp ®o cÇn thiÕt nh­ng kh«ng chång chÐo. Cã thÓ më réng n©ng cÊp khi cã nhu cÇu, cã kh¶ n¨ng nèi ghÐp thµnh hÖ thèng vµ ph¸t triÓn hÖ ®o l­êng thö nghiÖm. TÝnh linh ho¹t Phôc vô c«ng t¸c ®o l­êng trong phßng thÝ nghiÖm vµ ngoµi hiÖn tr­êng khi cÇn thiÕt, cã thÓ ®o riªng rÏ tõng chØ tiªu hoÆc ®o l­êng hîp bé ®a chØ tiªu khi cÇn thiÕt. §é bÒn. C¸c trang thiÕt bÞ ph¶i ®­îc nhiÖt ®íi ho¸, lµm viÖc æn ®Þnh trong m«i tr­êng kh¾c nghiÖt, chÞu rung ®éng víi c¸c thiÕt bÞ l­u ®éng, thuËn lîi trong vËn chuyÓn. Gi¸ c¶. Phï hîp víi kh¶ n¨ng ®Çu t­. Nguån cung cÊp. ¦u tiªn c¸c c«ng ty, c¸c h·ng cung cÊp cã uy tÝn cã dÞch vô mua b¸n vµ dÞch vô kü thuËt ®o l­êng tèt. 2.2.Tæ chøc qu¶n ký sö dông trang thiÕt bÞ phßng kü thuËt ®o l­êng. Theo c¸c th«ng tin vÒ kinh tÕ-kü thuËt cña trang thiÕt bÞ ®o l­êng ®­îc cung cÊp l¾p ®Æt t¹i c¸c phßng thÝ nghiÖm cña khoa C¬ §iÖn ®­îc thu thËp tõ c¸c c«ng ty n­íc ngoµi, c¸c h·ng s¶n xuÊt nh­ h·ng chÕ t¹o cña Mü, Thuþ sÜ, NhËt Liªn x«....Trªn c¬ së ®ã lùa chän trang thiÕt bÞ theo yªu cÇu(môc 2.1) phôc vô ®µo t¹o vµ nghiªn cøu khoa häc. §èi víi c¸c phßng thÝ nghiÖm phôc cho c«ng t¸c ®µo t¹o (thÝ nghiÖm thùc hµnh cña sinh viªn) nªn chän c¸c thiÕt bÞ ph­¬ng tiÖn ®o l­êng cã cÊp chi nhs x¸c thÊp tõ 1 ®Õn 2,5. ViÖc sö dông c¸c trang thiÕt bÞ ®o, c¸c kü s­, c¸n bé gi¶ng d¹y chuyªn m«n phô tr¸ch ë c¸c bé m«n hoÆc c¸c kü thuËt viªn chuyªn tr¸ch, cã ®Þnh kú b¶o d­ìng, kiÓm tra hiÖu chuÈn. §èi víi c¸c thiÕt bÞ phôc vô cho c«ng t¸c nghiªn cøu khoa häc, hiÖu chuÈn c¸c thiÕt bÞ ®o(phßng hoÆc nhãm ®o l­êng) c¸c thiÕt bÞ cã ®é chÝnh x¸c cao, mang tÝnh hÖ thèng víi ch­¬ng tr×nh phÇn mÒm hiÖn ®¹i vµ cã kh¶ n¨ng kÕt nèi víi m¸y tÝnh, sö dông c¸c trang thiÕt bÞ ph¶i lµ nh÷ng kü s­, c¸n bé kü thuËt chuyªn tr¸ch hiÓu biÕt trong c¸c lÜnh vùc:§iÖn tö, ®iÖn kü thuËt, tin häc. §Ó tiÖn cho c«ng t¸c qu¶n lý sö dông ta ph©n hÖ thèng ®o l­êng khoa c¬ ®iÖn thµnh c¸c nhãm chÝnh nh­ sau: -Nhãm ®o l­êng c¬ së kü thuËt ®iÖn -Nhãm ®o l­êng chuyªn ngµnh ®iÖn -Nhãm ®o l­êng c¬ häc -Nhãm ®o l­êng ®éng lùc häc. C¸c nhãm nµy ®­îc trang bÞ hÖ thèng c¸c thiÕt bÞ, dông cô cã ®é chÝnh x¸c cao, ®ång bé vµ hiÖn ®¹i nh»m phôc vô chñ yÕu c«ng t¸c nhiªn cøu khoa häc, c¸c ®Ò tµi nghiªn cøu cña cans bé vµ sinh viªn, phôc vô ®µo t¹o sau ®¹i häc. Trî gióp c¸c phßng thÝ chuyªn m«n trong c«ng t¸c ®o l­êng nh­ cung cÊp c¸c th«ng tin,hiÖu chØnh c¸c dông cô,tham gia thùc hiÖn c¸c phÐp ®o khi cÇn thiÕt v.v... §Ó hoµn thµnh nhiÖm vô trªn cÇn mét kü s­ vµ mét kü thuËt viªn chuyªn tr¸ch c¸c phßng thÝ nghiÖm chuuyªn m«n ®­îc trang bÞ c¸c ph­¬ng tiÖn dông cô cã ®é chÝnh x¸c kh«ng cao, phôc vô chñ yÕu c«ng t¸c thÝ nghiÖm thùc hµnh cña sinh viªn theo ch­¬ng tr×nh ®µo t¹o cña khoa vµ cña tr­êng Qu¶n lý vµ sö dông trong c¸c thiÕt bÞ trong c¸c phßng thÝ nghiÖm chuyªn m«n lµ c¸n bé gi¶ng d¹y trùc tiÕp m«n häc hoÆc c¸c kü thuËt viªn chuyªn tr¸ch thÝ nghiÖm NÕu c¬ së vËt chÊt cho phÐp cã thÓ kÕt hîp nhãm c¸c phßng thÝ nghiÖm chuyªn m«n, tæ chøc thùc hiÖn theo mét kÕ ho¹ch thèng nhÊt Ngoµi c¸c nhãm trªn cã thÓ bæ xung t¨ng c­êng mét sè c¸c ph­¬ng tiÖn dông cô cã ®ä chÝnh x¸c cao ®¸p øng c«ng t¸c ®µo t¹o vµ nghiªn cøu triÓn khai trong thêi gian hÑp . §ång thêi x©y dùng phßng ®o l­êng c¬ ®iÖn n«ng nghiÖp ®­îc ®Çu t­ c¶ vÒ chiÒu s©u lÉn quy m« phôc vô chñ yÕu c«ng t¸c nghiªn cøu khoa häc. §¸p øng ®Çy ®ñ c¸c nhu cÇu vÒ ®o l­êng c¬ ®iÖn n«ng nghiÖp cña Khoa vµ Tr­êng. Tõ ®ã tiÕn tíi tham gia vµo hÖ thèngTiªu chuÈn ®o l­êng chÊt l­îng Nhµ n­íc, gãp phÇn t¨ng c­êng qu¶n lý chÊt l­îng theo ph¸p lÖnh Nhµ n­íc vÒ tiªu chuÈn ®o l­êng chÊt l­îng m¸y mãc thiÕt bÞ C¬ §iÖn N«ng nghiÖp. ViÖc tæ chøc qu¶n lý sö dông c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng cã hiÖu qu¶ lµ c«ng t¸c hÕt søc c«ng phu vµ phøc t¹p cã liªn quan ®Õn rÊt nhiÒu vÊn ®Ò, cÇn cã sù quan t©m cña l·nh ®¹o nhµ tr­êng, c¸c bé ngµnh cã liªn quan vµ toµn thÓ c¸n bé c«ng nh©n viªn trong khoa. Phßng thÝ nghiÖm chÞu sù qu¶n lý ®iÒu hµnh trùc tiÕp cña ban chñ nhiÖm khoa C¬ §iÖn,tæ chøc thùc hiÖn c¸c nhiÖm vô phßng lµ c¸c kû s­ vµ c¸c kû thuËt viªn chuyªn tr¸ch. 2.3. Tiªu chuÈn cña phßng thÝ nghiÖm kü thuËt ®o l­êng. M«i tr­êng sö dông trang thiÕt bÞ trong phßng kü thuËt ®o l­êng C¬ §iÖn N«ng nghiªp. c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng C¬ §iÖn N«ng nghiÖp ®­îc sö dông trong m«i tr­êng: - NhiÖt ®é kh«ng khÝ tõ 24 ®Õn 270C. - §é Èm t­¬ng ®èi tõ 40% ®Õn 50%. §Ó ®¶m b¶o ®­îc ®iÒu kiÖn ®ã, ®èi víi khÝ hËu cña n­íc ta c¸c phßng thÝ nghiÖm (phßng ®o l­êng) cÇn ®­îc trang bÞ m¸y ®iÒu hoµ nhiÖt ®é, m¸y hót Èm vµ cã c¸n bé chuyªn tr¸ch sö dông. - B¶o d­ìng th­êng xuyªn theo quy ®Þnh vµ ®Þnh kú hiÖu chuÈn. 2.4. Néi quy, quy ®Þnh cña phßng kü thuËt ®o l­êng. Thùc hiÖn néi quy, quy ®Þnh cña phßng ®o l­êng lµ viÖc lµm hÕt søc cÇn thiÕt ®¶m b¶o sù an toµn cho con ng­êi vµ trang thiÕt bÞ ®o l­êng. Tr­íc khi vµo phßng thÝ nghiÖm cÇn ph¶i tu©n theo c¸c nguyªn t¾c an toµn sau: - §äc kû h­íng dÉn lý thuyÕt cña bµi ®­îc lµm thÝ nghiÖm, tù v¹ch ra c¸c b­íc thùc hiÖn. - Tr¶ lêi ®Çy ®ñ c¸c c©u hái cña ng­êi h­íng dÉn. - TiÕn hµnh thÝ nghiÖm theo s¬ ®å vµ lÊy sè liÖu theo tµi liÖu h­íng dÉn. -TiÕn hµnh thÝ nghiÖm t¹i vÞ trÝ quy ®Þnh víi c¸c dông cô cã s½n. - Nghiªm cÊm viÖc di chuyÓn c¸c dông cô hoÆc ®i l¹i ngoµi vÞ trÝ cho phÐp. - Ng¾t nguån tr­íc khi l¾p r¸p xong s¬ ®å. - §ãng ®iÖn ph¶i ®­îc sù cho phÐp cña ng­êi h­íng dÉn. - Ng¾t nguån vµ b¸o cho ng­êi h­íng dÉn khi xuÊt hiÖn sù cè. - Sau khi thi nghiÖm ph¶i th¸o s¬ ®å, s¾p xÕp l¹i dông cô nh­ tr­íc khi thÝ nghiªm. Ch­¬ng III §¸NH GI¸ Vµ HIÖU CHØNH DôNG Cô §O PHßNG THÝ NGHIÖM Kû THUËT §O L¦êNG 3.1. Kh¸i qu¸t chung. Nhu cÇu hiÖn nay cña thùc tiÔn s¶n xuÊt vµ tiªu thô s¶n phÈm cÇn tõng b­íc tiªu chuÈn ho¸ c¸c ho¹t ®äng hç trî vµ gi¸m s¸t kû thuËt trong nÒn kinh tÕ quèc d©n ®ßi hái cÇn ph¸t triÓn toµn diÖn kû thuËt vµ c«ng nghÖ ®o l­êng hiÖn ®¹i ®Ó ®¸p øng c¸c nhu cÇu vÒ héi nhËp kinh tÕ. Nghiªn cøu kû thuËt vµ c«ng nghÖ ®o l­êng kh«ng nh÷ng rÊt cÇn ®èi víi tÊt c¶ c¸n bé lµm c«ng t¸c ®o l­êng mµ cßn cho tÊt c¶ c¸c ngµnh kû thuËt nh­: §iÖn, §iÖn tö, C¬ khÝ, X©y dùng v.v... Ph¸t triÓn kü thuËt vµ c«ng nghÖ ®o l­êng cã ý nghÜa, vai trß ®Æc biÖt quan träng trong c«ng t¸c ®µo t¹o vµ nghiªn cøu khoa häc cña tr­êng §¹i häc N«ng nghiÖp I vµ khoa C¬ §iÖn, nh»m thùc hiÖn tèt nhiÖm vô ®æi míi trong ®µo t¹o vµ nghiªn cøu khoa häc, gãp phÇn vµo qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸ vµ hiÖn ®¹i ho¸ ®¸t n­íc. §¸p øng c«ng t¸c nghiªn cøu øng dông ®o l­êng kiÓm tra chÊt l­îng s¶n phÈm c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc c¬ ®iÖn, sö dông §iÖn n¨ng v.v... phôc vô ph¸t triÓn N«ng nghiÖp vµ chÕ biÕn n«ng s¶n. §o l­êng phôc ®µo t¹o, phÐp ®o kh«ng ®ßi hái ®é chÝnh x¸c cao, ®­îc thùc hiÖn trong vïng tham sè t­¬ng ®èi æn ®Þnh, tÜnh t¹i. Do vËy ph­¬ng ph¸p ®o th­êng ®¬n gi¶n (ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp), dông cô, ph­¬ng tiÖn ®o kh«ng cÇn ®é chÝnh x¸c cao (kho¶ng tõ 0,5 ®Õn 2,5). Trong nghiªn cøu triÓn khai c¸c ®¹i l­îng C¬ §iÖn N«ng nghiÖp, ®o l­êng thùc nghiÖm cã vÞ trÝ vai trß quan träng vµ thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn phøc t¹p nh­: §¹i l­îng cÇn ®o thay ®æi theo quy luËt ngÉu nhiªn, trong ®iÒu kiÖn kh«ng æn ®Þnh, chÞu t¸c ®éng cña m«i tr­êng v.v... V× vËy cÇn lùa chän ph­¬ng ph¸p ®o, ph­¬ng tiÖn ®o, dông cô ®o sao cho phï hîp. 3.2. §o c¸c ®¹i l­îng ®iÖn. 3.2.1 §o dßng ®iÖn. §o dßng ®iÖn trong m¹ch mét chiÒu hoÆc xoay chiÒu c¸c ampe ®­îc m¾c nèi tiÕp víi m¹ch cÇn ®o, ngoµi c¸c sai sè ®· tr×nh bµy phÐp ®o cßn m¾c ph¶i sai sè ph­¬ng ph¸p, sai sè nµy phô thuéc vµo c«ng suÊt tiªu thô cña dông cô ®o ®­îc sö dông trong phÐp ®o. §Ó tr¸nh sai sè do ph­¬ng ph¸p nªn sö dông c¸c ampe cã c«ng suÊt tiªu thô cµng nhá cµng tèt. S¬ ®å thÝ nghiÖm h×nh3.1. H×nh 3-1 S¬ ®å x¸c ®Þnh sai sè cña dông cô ®o a, S¬ ®å ®¸nh gi¸ ampemet 1 chiÒu. b, S¬ ®å ®¸nh gi¸ ampemet xoay chiÒu. c, S¬ ®å x¸c ®Þnh c«ng suÊt tiªu thô cña m¹ch mét chiÒu. d, S¬ ®å x¸c ®Þnh c«ng suÊt tiªu thô cña m¹ch xoay chiÒu. Dông cô ®Ó ®o dßng mét chiÒu th­êng lµ c¸c ampe mÐt tõ ®iÖn hoÆc ®iÖn tõ. §o dßng ®iÖn trong m¹ch xoay chiÒu sö dông dông cô ampemÐt kiªur §iÖn tõ, §iÖn ®éng, s¾t ®iÖn ®éng hoÆc c¸c ampemÐt tõ ®iÖn cã chØnh l­u, c¸c ampemÐt chØ thÞ sè. 3.2.2 §o ®iÖn ¸p. Ph­¬ng ph¸p chung ®o ®iÖn ¸p trong m¹ch ®iÖn lµ sö dông c¸c v«n mÐt m¾c song song víi phô t¶i cÇn ®o, kÕt qu¶ ®o sÏ m¾c ph¶i sai sè do sù tiªu hao n¨ng l­îng ë trong m¹ch cña dông cô (h×nh 3-2) V U E a, b, Vn Vn V H×nh 3-2 S¬ ®å ®o ®iÖn ¸p b»ng v«n mÐt. a, §o ®iÖn ¸p m¹ch mét chiÒu; b, §o ®iÖn ¸p m¹ch xoay chiÒu Dông cô dïng ®o ®iÖn ¸p lµ nh÷nh v«n mÐt kiÓu tõ ®iÖn ®Ó ®o trong m¹ch mét chiÒu hoÆc ®iÖn tõ, ®iÖn ®éng vµ tõ ®iÖn cã trong chØnh l­u ®Ó ®o trong m¹ch xoay chiÒu. Ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp. Khi ®o ®iÖn ¸p theo ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp th­êng sö dông c¸c dông cô ®o kiÓu t­¬ng tù, khi ®iÖn ¸p cÇn ®o trong mét giíi h¹n m¾c theo s¬ ®å h×nh 3.3a. §iÖn ¸p cÇn ®o ®­îc x¸c ®Þnh: Ux = k * Uv (3.1) Trong ®ã: Ux - §iÖn ¸p cÇn ®o. Uv - Lµ hÖ sè m¸y biÕn ¸p ®o l­êng. k – Lµ hÖ sè më réng thang ®o. §o ®iÖn ¸p trong m¹ch xoay chiÒu cã gi¸ trÞ lín dïng m¸y biÕn ¸p ®o l­êng theo s¬ ®å h×nh 3-2b. §iÖn ¸p ®o ®­îc x¸c ®Þnh: Ux = k * Uv (3-2) Víi k- Lµ hÖ sè m¸y biÕn ¸p ®o l­êng. 2. §o ®iÖn ¸p theo ph­¬ng ph¸p so s¸nh. Lµ ph­¬ng ph¸p sö dông ®iÖn ¸p mÉu ®Ó so s¸nh víi ®iÖn ¸p cÇn ®o, dông cô thØ thÞ lµ lo¹i chØ thÞ kh«ng t­¬ng tù hoÆc kiÓu sè. §©y lµ ph­¬ng ph¸p cã ®é chÝnh x¸c cao th­êng ®­îc sö sông nhiÒu nhÊt lµ trong hiÖu chuÈn c¸c thiÕt bÞ hoÆc trong dÉn suÊt chuÈn. Cã nhiÒu thiÕt bÞ vµ dông cô ®o sö dông ph­¬ng ph¸p so s¸nh, ®Òu cã cïng mét nguyªn lý song chØ kh¸c nhau ph­¬ng ph¸p thiÕt lËp ®iÖn ¸p mÉu cña phÐp ®o. H×nh 3.3b giíi thiÖu ®o ®iÖn ¸p theo ph­¬ng ph¸p chØ thÞ kiÓu sè. Io Uo Rk Uk R®c A Ux CT sè b, a, V Uv Zt Ux H×nh 3.3. S¬ ®å ph­¬ng ph¸p ®o ®iÖn a, S¬ ®ß ®o trùc tiÕp; b, S¬ ®ß ®o theo kiÓu so s¸nh Khi ®iÖn ¸p nhá h¬n ho¨c xÊp xÜ b»ng ®iÖn ¸p mÉu Uo, sö dông biÕn trë R®c ®Ó x¸c ®Þnh dßng ban ®Çu cña m¹ch so s¸nh vµ ®­îc gi÷ cè ®Þnh trong suèt thêi gian tiÕn hµnh ®o, sau ®ã ®iÒu chØnh con tr­ît cña ®iÖn trë Rk tíi khi chØ thÞ sè chØ zªro th× qu¸ tr×nh ®o kÕt thóc, khi ®ã: Ux = Uk = Io*Rk (3-3) 3.2.3 §o c«ng suÊt. Ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp. §o trùc tiÕp c«ng suÊt trong m¹ch mét chiÒu vµ xoay chiÒu sö dôngW¸tmÐt ®iÖn ®éng hoÆc s¾t ®iÖn ®éng víi tÇn sè trong m¹ch ®o lµ tÇn sè c«ng nghiÖp hoÆc cao h¬n. Víi Watmet ®iÖn ®éng cã thÓ chÝnh x¸c 0,1%. §Ó ®o c«ng suÊt tiªu thô trong m¹ch mét chiÒu hoÆc xoay chiÒu mét pha th­êng sö dông watmet m¾c theo s¬ ®å h×nh 3-4. * * I U W zt H×nh 3-4 S¬ ®å nèi Watmet trong m¹ch mét pha C«ng suÊt t¸c dông trong m¹ch. Pt =k * a (3-4) Trong ®ã: k – Lµ hÖ sè thang ®o W/ v¹ch. a - Sè chØ cña dông cô hay thiÕt bÞ ®o Víi m¹ch 3 pha cã thÓ dïng 3 Watmet mét pha m¾c theo s¬ ®å h×nh 3.5. w w w * * * * * * ChiÒun¨ng n¨ng n¨ng l­îng Chiªun¨ng l­îng * * * * * * w w w R S T N H×nh 3-5. S¬ ®å 3 Watmet ®o c«ng suÊt m¹ch 3 pha. C«ng suÊt toµn m¹ch: Pt = P1 + P2 + P3 (3-5) Ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp. §o gi¸n tiÕp ®­îc thùc hiÖn nhê c¸c dông cô v«nmÐt, ampemet vµ cosjmet, sai sè cña phÐp ®o b»ng tæng c¸c sai sè cña dông cô. §èi víi m¹ch mét chiÒu b»ng tæng sai sè cña v«nmet vµ ampemet, cßn ®èi víi m¹ch xoay chiÒu cÇn kÓ thªm sai sè cña Fazomet. S¬ ®å phèi hîp c¸c dông cô ®o theo h×nh 3.6. U W * * A cosj * * Z t H×nh 3-6 Ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp c«ng suÊt C«ng suÊt trong m¹ch mét chiÒu: P = U*I (W) (3-6) M¹ch ®o kh«ng cÇn dông cô ®o hÖ sè c«ng suÊt. Trong m¹ch xoay chiÒu: P = U*I* cosj (W) (3-7) 3.2.4 §o n¨ng l­îng. 1. Ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp. A * * W * * U cosj Phô t¶i V §o n¨ng l­îng theo ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp trong m¹ch mét pha hay 3 pha ®èi xøng sö dông v«n met, ampemet vµ ®ång hå ®o thêi gian ®Ó x¸c ®Þnh theo s¬ ®å h×nh 3.7. H×nh 3-7 Ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp n¨ng l­îng. N¨ng l­îng tiªu thô trong m¹ch ®­îc x¸c ®Þnh: Víi m¹ch 1 pha: A = P*T (Wh) (3-8) Víi m¹ch 3 pha: A= 3*A (Wh) (3-9) Trong ®ã: P – Lµ c«ng suÊt tiªu thô trong m¹ch (W) t – thêi gian c«ng suÊt tiªu thô ®­îc tÝnh b»ng giê (h) Ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp. §o n¨ng l­îng trùc tiÕp trong m¹ch sö dông c«ng t¬ 1 pha hoÆc 3 pha m¾c theo s¬ ®å h×nh 3-8. KÕt qu¶ ®­îc ®äc trùc tiÕp. Wh Phô t¶i Wh Wh R S T R S T N H×nh 3-8 Ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp n¨ng l­îng. 3.2.5 KiÓm tra c«ng t¬. C«ng t¬ 1 pha. §Ó kiÓm tra c«ng t¬ mét pha ta m¾c s¬ ®å theo h×nh 3.9. U V w Wh A L1 L2 TI * * H×nh 3-9 S¬ ®å kiÓm tra c«ng t¬ 1 pha. 2. C«ng t¬ 3 pha. M¾c theo s¬ ®å h×nh 3-10. C«ng t¬ 3 pha O C B A A B C O C’ A’ B’ watmet 3 pha A V Zt H×nh 3-10 S¬ ®å kiÓm tra c«ng t¬ 3 pha. 3.3.§o l­êng øng dông thùc nghiÖm. 3.3.1 §èi t­îng thÝ nghiÖm. Ampemet vµ v«nmet mét chiÒu. Dông cô vµ thiÕt bÞ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 3.1. B¶ng 3-1 STT Tªn dông cô Lo¹i Ký hiÖu Thang ®o CÊp chÝnh x¸c Sè l­îng 1 Ampemet M367T2 Tõ ®iÖn 0 ¸ 1A 1,5 1 2 Ampemet mÉu M45MT3 Tõ ®iÖn 0 ¸ 30mA 1,0 1 3 V«nmet M367T2 Tõ ®iÖn 0 ¸ 15mA 1,5 1 4 V«nmet mÉu M366T-P2 Tõ ®iÖn 0 ¸ 30mA 1,0 1 Sè liÖu ®o ®­îc khi thÝ nghiÖm vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ghi vµo b¶ng 3-2. KÕt qu¶ trong cét tÝnh to¸n ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc: Sai sè tuyÖt ®èi: DX = | X –Xth | (3-11) Trong ®ã: X - Lµ gi¸ trÞ ®o ®­îc. Xth – Lµ gi¸ trÞ thùc (mÉu) Sai sè t­¬ng ®èi: g = (3-12) B¶ng 3-2. LÇn ®o Ampemet, A KÕt qu¶ ®o trªn dông cô mÉu vµ dông cô ®o KÕt qu¶ tÝnh to¸n Dông cô mÉu Dông cô ®o Sai sè t­¬ng ®èi Sai sè tuyÖt ®èi T¨ng t¶i Gi¶m t¶i T¨ng t¶i Gi¶m t¶i T¨ng t¶i Gi¶m t¶i T¨ng t¶i Gi¶m t¶i 1 0,018 0,03 0,02 0,035 11,1 16,7 0,002 0,005 2 0,021 0,02 0,025 0,025 19,04 25 0,004 0,005 3 0,03 0,018 0,035 0,02 16,7 11,1 0,005 0,002 4 0,038 0,014 0,04 0,018 5,26 28,6 0,002 0,004 V«nmet, V 1 12,5 37,5 12 38 4 1,3 0,5 0,5 2 25 31,25 25 31 0 0,8 0 0,25 3 37,5 25 38 25 1,3 0 0,5 0 4 41,25 18,75 40 19 3 4 1,25 0,75 Ampemet vµ v«nmet xoay chiÒu. Dông cô vµ thiÕt bÞ thÝ nghiÖm b¶ng 3-3. B¶ng 3-3. STT Tªn dông cô Lo¹i Ký hiÖu Thang ®o CÊp chinh x¸c Sè l­îng 1 Ampemet §iÖn tõ '378T 0¸5A 1,5 1 2 Ampemet mÉu §iÖn tõ 3514T4-1 0¸100A 0,5 1 3 V«nmet §iÖn tõ 1T1-VT 0¸250 1,5 1 4 V«nmet mÉu §iÖn tõ DT96 0¸450 0,5 1 4 bãng ®Ìn lo¹i 220-60w 1 biÕn ¸p tù ngÉu: §iÖn ¸p vµo 220v §iÖn ¸p ra 0¸250v Sè liÖu ®o vµ tÝnh to¸n b¶ng 3-3. C«ng thøc tÝnh trong b¶ng: Sai sè tuyÖt ®èi: DX= X - Xth Sai sè t­¬ng ®èi: gx = Trong ®ã: X – Lµ gi¸ trÞ thùc trªn dông cô ®o. Xth – Lµ gi¸ trÞ thùc trªn dông cô mÉu. DX – Lµ sai sè tuyÖt ®èi. gx – Lµ sai sè t­¬ng ®èi. B¶ng 3-4. LÇn ®o Ampemet, A KÕt qu¶ ®o trªn dông cô mÉu vµ dông cô ®o KÕt qu¶ tÝnh to¸n Dông cô mÉu Dông cô ®o Sai sè t­¬ng ®èi Sai sè tuyÖt ®èi T¨ng t¶i Gi¶m t¶i T¨ng t¶i Gi¶m t¶i T¨ng t¶i Gi¶m t¶i T¨ng t¶i Gi¶m t¶i 1 0,22 0,65 0,25 0,6 13,6 10,7 0,03 0,07 2 0,38 0,55 0,42 0,6 10,5 9,1 0,04 0,05 3 0,45 0,48 0,48 0,56 6,67 16,7 0,03 0,08 4 0,68 0,35 0,75 0,45 10,3 28,5 0,07 0,1 V«nmet, V 1 25 170 12 150 52 11,8 13 20 2 70 140 25 135 64,3 3,5 45 5 3 120 80 115 50 4,16 37,5 5 30 4 180 0 155 0 13,9 0 25 0 C«ng t¬ 1 pha. S¬ ®å thÝ nghiÖm h×nh 3-9. Dông cô vµ thiÕt bÞ thÝ nghiÖm b¶ng 3-5. B¶ng 3-5. STT Tªn dông cô Lo¹i Ký hiÖu Thang ®o CÊp chinh x¸c Sè l­îng 1 Ampemet xc §iÖn tõ '378T 0¸20A 1,5 1 2 V«nmet xc §iÖn tõ 1T1-VT 0¸250V 1,5 1 3 Watmet S¾t ®iÖn ®éng P539T 0¸150 V¹ch 0,5 1 BiÕn ¸p tù ngÉu: §iÖn ¸p vµo 220V §iÖn ¸p ra 0¸250V C«ng suÊt 2000VA 3 c«ng t¬ mét pha s¶n xuÊt t¹i ViÖt Nam EMIC. CN = 900 vßng/1kwh 220V 50Hz 5(20)A Sè liÖu ®o vµ tÝnh to¸n trong b¶ng 3-5. Sè liÖu trong cét tÝnh to¸n ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: H»ng sè c«ng t¬: Cd = (3-13) Sai sè c«ng t¬: d% = (3-14) B¶ng 3-6. STT Sè liÖu ®o ®­îc Sè liÖu tÝnh to¸n U(V) I(A) P(W) Cosj N(vßng) T (s) C(v/w.s) d (%) 1 220 1,5 740 1 1 10 0,13. 10-3 0,92 2 220 2 850 1 1 6 0,20. 10-3 0,25 3 220 2,5 900 1 2 12 0,18. 10-3 0,38 4 220 3 950 1 8 40 0,21. 10-3 0,19 5 220 4 1080 1 10 45 0,20.10-3 0,25 4. C«ng t¬ 3 pha. S¬ ®å thÝ nghiÖm h×nh 3-10. Dông cô vµ thiÕt bÞ thÝ nghiÖm b¶ng 3-7. B¶ng 3-7. STT Tªn dông cô Lo¹i Ký hiÖu Thang ®o CÊp chinh x¸c Sè l­îng 1 Ampemet xc §iÖn tõ '378T 0¸250V 1,5 1 2 V«nmet xc §iÖn tõ 1T1-VT 0¸5A 1,5 1 3 Watmet3pha S¾t ®iÖn ®éng P539T 04.1 0¸2kw 1,5 1 1 c«ng t¬ 3 pha h·ng Toky« - Japan. Th«ng sè kû thuËt: CN = 30 vßng/1kwh 220/380V 50(100)A 50 Hz. 1 c«ng t¬3 pha h·ng EMIC – ViÖt Nam. Th«ng sè kû thuËt: CN = 450 vßng/1kwh 3*220/380V 3*5A 50Hz. T¶i lµ mét ®éng c¬ 3 pha. Th«ng sè kü thuËt: DU 220/380V 2,8/1,6A HiÖu suÊt h = 14% P = 0,6 kw 2541v/p 50Hz Cosj = 0,76 Sè liÖu thÝ nghiÖm vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trong b¶ng 3-8. B¶ng 3-8. C«ng t¬ h·ng Toky« - Japan LÇn ®o Sè liÖu ®o ®­îc Sè liÖu tÝnh to¸n U(V) I (A) P (W) Cosj N (vßng) T (s) C (v/w.s) d (%) 1 220 1,4 0,76 0,73 1 265 0,5.10-5 0,66 2 220 1,4 0,76 0,73 1 260 0,5. 10-5 0,66 3 220 1,4 0,76 0,73 2 510 0,51. 10-5 0,62 4 220 1,4 0,76 0,73 3 720 0,54. 10-5 0,53 5 220 1,4 0,76 0,73 4 970 0,54. 10-5 0,53 C«ng t¬ h·ng EMIC – Viªt Nam 1 2202 1,4 0,75 0,73 1 12 0,111.10-3 0,12 2 220 1,4 0,75 0,73 2 25 0,106. 10-3 0,18 3 220 1,4 0,75 0,73 5 62 0,107. 10-3 0,16 4 220 1,4 0,75 0,73 8 102 0,104. 10-3 0,2 5 220 1,4 0,75 0,73 10 110 0,121. 10-3 0,03 KÕt qu¶ tÝnh trong b¶ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: H»ng sè c«ng t¬: Cd = Sai sè c«ng t¬: d% = 3.3.2. §¸nh gi¸ ph­¬ng ph¸p ®o. Ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp Ýt gÆp ph¶i sai sè lín do dông cô do cã ®é chÝn x¸c cao(0.1%). Ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp th­êng gÆp ph¶i sai sè lín h¬n do sai sè trong phÐp ®o b»ng tæng sai sè cña ¸c dông cô ®o. S¬ ®å ®o cña ph­¬ng ph¸p g¸n tiÕp cång kÒnh, kh«ng ®¬n gi¶n, thao t¸c phøc t¹p so víi ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp. 3.4. HiÖu chuÈn. Theo sè liÖu ®o vµ tÝnh to¸n cña ampemet vµ vonmet ta th¸y: Sai sè t­¬ng ®èi lÖch rÊt niÒu so víi sai sè tuþet ®èi vµ cÊp chÝnh x¸c cña dông cô. CÇn ph¶i hiÖu chØnh l¹i dông cô. §Ó ®¸nh gi¸ c«ng t¬ 1 pha vµ 3 pha ta so s¸nh gias trÞ h»ng sè trªn c«ng t¬ Cn vµ h»ng sè ®o C®. Tõ ®ã tÝnh ®­îc si sè c«ng t¬. + Víi c«ng t¬ mét pha cã: CN = 900V/1kW.h = 0.25*10-3v/ws. H»ng sè C® trung b×nh : C®TB = 0,18*10-3v/ws. Sai sè c«ng t¬ : d% = . + C«ng t¬ 3 pha h·ng Tokyo - Japan. CN =30v/1kw.h = 0,83*10-5 v/w.s C®TB = 0,52*10-5v/ws. d% = . + C«ng t¬ 3 pha h·ng EMIC -ViÖt Nam. CN =450v/1kw.h = 0,125*10-3 v/w.s C®TB = 0,11*10-3v/ws. d% = . ViÖc hiÖu chuÈn dông cô tiÕn hµnh theo c¸c b­íc: - C¸c thiÕt bÞ ph¶i ®­îc kiÓm tra hiÖu chØnh tr­íc khi ®­a vµo sö dông. - §iÒu chØnh t¶i tõ gi¸ trÞ tèi thiÓu ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i, tiÕn hµnh ®o lÆp l¹i ba lÇn. - KiÓm tra ®iÒu kiÖn g©y t¶i vÒ kh¶ n¨ng ®¸p øng nhu cÇu cña d¶i ®o, b¶o ®¶m cÊp chÝnh x¸c víi møc t¶i nhá nhÊt ph¶i lín h¬n ng­ìng t¶i cùc tiÓu. - Ghi tiÕn hiÖu t¶i ë møc tèi thiÓu vµ tèi ®a khi chØ sè æn ®Þnh. Ch­¬ng IV. KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ Ph¸t triÓn kü thuËt vµ c«ng nghÖ ®o l­êng hiÖn nay lµ xu thÕ tÊt yÕu vµ bøc thiÕt ®èi mäi quèc gia. ë c¸c n­íc tiªn tiÕn kü thuËt vµ c«ng nghÖ ®o l­êng ®· ph¸t triÓn ®¹t tr×nh ®é cao, nh÷ng ph­¬ng tiÖn ®o hiÖn ®¹i ®­îc øng dông réng r·i trong mäi lÜnh vùc kinh tÕ x· héi. Vµ lµ bé phËn quan träng gãp phÇn n©ng cao chÊt l­îng ®µo t¹ovµ t¨ng c­êng kh¶ n¨ng nghiªn cøu khoa häc kü thuËt c«ng nghÖ. ë n­íc ta ph¸t triÓn khoa häc kü thËt c«ng nghÖ nãi chung vµ kü thuËt c«ng nghÖ ®o l­êng nãi riªng cßn chËm ph¸t triÓn, ®ã lµ ®iÒu bÊt lîi trong xu thÕ héi nhËp hiÖn nay. Ph¸t triÓn toµn diÖn c¸c lÜnh vùc khoa häc kü thuËt c«ng nghÖ lµm c¬ s¬ thùc hiÖn c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ n«ng nghiÖp mang tÝnh chiÕn l­îc, ®Çu t­ ph¸t triÓn vµ øng dông kü thuËt c«ng nghÖ ®o l­êng tiªn tiÕn lµ chñ ch­¬ng chung cña nhµ n­íc, trong ®ã cã bæ sung n©ng cÊp hÖ thèng trang thiÕt bÞ ®o l­êng phôc vô ®µo t¹o vµ nghiªn cøu khoa häc trong c¸c tr­êng ®¹i häc. Nh»m n©ng cao chÊt l­îng ®µo t¹o vµ hiÖu qu¶ nghiªn cøu khoa häc, t¨ng c­êng kh¶ n¨ng giao l­u khoa häc kü thuËt c«ng nghÖ trong khu vùc vµ trªn thÕ giíi. HÖ thèng trang thiÕt bÞ ®o l­êng cña khoa c¬ ®iÖn ®­îc trang bÞ tõ n¨m 1960 vµ bæ sung vµo n¨m 1980-1985. PhÇn lín lµ dông cô thiÕt bÞ kiÓu c¬ ®iÖn ®· lçi thêi, mét sè ®· hÕt niªn h¹n sö dông vµ háng kh«ng ®¸p øng quy m« ®µo t¹o vµ nghiªn cøu khoa häc trong thêi gian gÇn ®©y vµ quy m« ph¸t triÓn t­¬ng lai. Nghiªn cøu dù ¸n x©y dùng hÖ thèng trang thiÕt bÞ ®o l­êng phôc vô ®µo t¹o vµ nghiªn cøu khoa häc cña khoa c¬ ®iÖn lµ viÖc lµm bøc thiÕt cã tÝnh chiÕn l­îc trong sù ph¸t triÓn t­¬ng lai cña khoa c¬ ®iÖn vµ tr­êng §¹i häc N«ng nghiÖp I. C¸c nghiªn cøu tæng quan vµ c¬ së kü thuËt ®o c¸c ®¹i l­îng phôc vô ®µo t¹o vµ nghiªn cøu c¬ ®iÖn n«ng nghiÖp lµ tµi liÖu bæ Ých gióp cho nh­ngx ng­êi c¸n bé lµm c«ng t¸c dù ¸n ®­a ra c¸c tiªu chÝ chuÈn mùc ®Ó lùa chän trang thiÕt bÞ ®o lõ¬ng. Dù ¸n hÖ thèng trang thiÕt bÞ ®o l­êng cña khoa c¬ ®iÖn ®­îc x©y dùng trªn c¬ së vÒ nhu cÇu vµ nh÷ng th«ng tin vÒ thµnh tùu khoa häc kü thuËt c«ng nghÖ ®o l­êng ®ang ®­îc øng dông réng r·i ë c¸c n­íc tiªn tiÕn, cã thÓ dïng tham kh¶o ®Ó x©y dùng danh môc trang thiÕt bÞ. Song song víi viÖc n©ng cÊp trang thiÕt bÞ ®o cÇn cã kÕ ho¹ch båi d­ìng c¸n bé kü thuËt x©y dùng c¬ së vËt chÊt ®Ó sím khai th¸c cã hiÖu qu¶ hÖ thèng trang thiÕt bÞ ®o l­êng trong ®µo t¹o vµ nghiªn cøu khoa häc. Thùc hiÖn chÕ ®é b¶o d­ìng vµ hiÖu chuÈn ®Þnh kú thiÕt bÞ ®o ®¶m b¶o ®é tin cËy cña phÐp ®o. Trªn c¬ së c¸c trang thiÕt bÞ ®­îc trang bÞ ph¸t triÓn x©y dùng phßng ®o l­êng cña khoa c¬ ®iÖn trë thµnh phßng ®o l­êng chuyªn nghµnh theo tiªu chuÈn ®o l­êng chÊt l­îng quèc gia, tiÕn tíi tham gia qu¶n lý chÊt l­îng c¸c s¶n phÈm m¸y mãc phôc vô s¶n xuÊt n«ng nghiÖp vµ chÕ biÕn n«ng s¶n. Phô lôc 1. C¸c ®¬n vÞ ®o c¬ b¶n trong c¸c lÜnh vùc c¬, ®iÖn, tõ vµ quang häc. C¸c ®¹i l­îng Tªn ®¬n vÞ KÝ hiÖu C¸c ®¹i l­îng c¬ b¶n §é dµi Khèi l­îng Thêi gian Dßng ®iÖn NhiÖt ®é Sè l­îng vËt chÊt C­êng ®é ¸nh s¸ng C¸c ®¹i l­îng c¬ häc Tèc ®é Gia tèc N¨ng l­îng vµ c«ng Lùc C«ng suÊt N¨ng l­îng C¸c ®¹i l­îng ®iÖn L­îng ®iÖn §iÖn ¸p, thÕ ®iÖn ®éng C­êng ®é ®iÖn tr­êng §iÖn dung §iÖn trë §iÖn trë riªng HÖ sè ®iÖn m«i tuyÖt ®èi C¸c ®¹i l­îng tõ Tõ th«ng C¶m øng tõ C­êng ®é tõ tr­êng §iÖn c¶m HÖ sè tõ thÈm C¸c ®¹i l­îng quang Luång ¸nh s¸ng C­êng ®é s¸ng riªng §é chiÕu s¸ng mÐt kil«gam gi©y ampe Kelvin m«n Candela mÐt trªn gi©y mÐttrªn gi©y b×nh ph­¬ng Jun Niut¬n Watt Watt gi©y Cul«ng V«n V«n trªn mÐt Fara ¤m ¤m mÐt Fara trªn mÐt Vebe Tesla Ampe trªn mÐt Henri Henri trªn mÐt Lumen Candela trªn mÐt vu«ng lux m kg s A K mol Cd m/s m/s2 J N W W.s C V V/m F W W.m F/m Wb T A/m H H/m lm Cd/m2 lx Phô lôc 2 P 0,5 0,68 0,95 0,98 0,99 0,997 k 0,667 1 2 2,33 2,58 3 Phô lôc 3 B¶ng Student Fisher n HÖ sè ph©n bè student theo c¸c gi¸ trÞ s¸c xuÊt 0,5 0,9 0,95 0,98 0,99 0,999 2 1,00 6,31 12,7 31.8 63,7 637 3 0,816 2,92 4,30 9,92 9,92 31,6 4 0,765 2,35 2,30 4,54 5,84 13,0 5 0,741 2,13 2,35 3,75 4,60 8,61 6 0,727 2,02 2,78 3,36 4,03 6,86 7 0,718 1,94 2,57 3,14 3,71 5,96 8 0,711 1,90 2,49 3,00 3,50 5,40 9 0,706 1,86 2,36 2,90 3,36 5,04 10 0,703 1,83 2,31 2,82 3,25 4,78 12 0,697 1,80 2,26 2,72 3,1 4,49 14 0,694 1,77 2,20 2,65 3,01 4,22 16 0,691 1,75 2,16 2,60 2,99 4,07 18 0,689 1,74 2,13 2,57 2,90 3,96 20 0,688 1,73 2,11 2,54 2,86 3,88 25 0,684 1,71 2,09 2,49 2,80 3,74 31 0,683 1,70 2,06 2,46 2,75 3,65 41 0,681 1,68 2,04 2,42 2,70 3,55 61 0,679 1,67 2,00 2,39 2,66 3,46 121 0,677 1,65 1,98 2,36 2,62 3,37 ¥ 0,674 1,64 1,96 2,33 2,58 3,29 Môc lôc Më ®Çu 1 Ch­¬ng I. Cë Së Lý LUËN VÒ Kü THUËT §O L¦êNG 1.1. Kh¸i qu¸t chung 1.2. Vai trß, vÞ trÝ ®o l­êng 1.3. HiÖn tr¹ng trang thiÕt bÞ ®o l­êng c¬ ®iÖn 1.4. KÕt luËn 1.5. HÖ thèng ®¬n vÞ ®o l­êng vµ dÉn suÊt chuÈn 1.6. M« h×nh qu¸ tr×nh ®o l­êng 1.7. M« h×nh hÖ thèng th«ng tin ®o l­êng 1.8. CÊu tróc c¬ b¶n cña dông cô ®o 1.9. Ph­¬ng ph¸p ®o 1.10. Sai sè cña phÐp ®o vµ gia c«ng kÕt qu¶ ®o Ch­¬ng II. x©y dùng c¬ së lý thuyÕt phßng kü thuËt ®o l­êng 2.1. Lùa chän trang thiÕt bÞ ®o l­êng c¬ ®iÖn 2.2. Tæ chøc qu¶n ký sö dông trang thiÕt bÞ phßng kü thuËt ®o l­êng 2.3. Tiªu chuÈn cña phßng thÝ nghiÖm kü thuËt ®o l­êng 2.4. Néi quy, quy ®Þnh cña phßng kü thuËt ®o l­êng Ch­¬ng III. ®¸nh vµ hiÖu chØnh dông cô ®o l­êng thÝ nghiÖm kü thuËt ®o l­êng 3.1. Kh¸i qu¸t chung 3.2. §o c¸c ®¹i l­îng ®iÖn 3.3. §o l­êng øng dông thùc nghiÖm 3.4. §¸nh gi¸ - HiÖu chuÈn Ch­¬ng IV. kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ Phô lôc Tµi liÖu tham kh¶o 1 3 3 4 5 9 9 11 14 18 36 40 47 47 50 51 52 53 53 61 69 71 Tµi liÖu tham kh¶o 1- Kû thuËt ®o l­êng c¸c ®¹i l­îng vËt lý, Ph¹m Th­îng Hµn-NguyÔn träng QuÕ- NguyÔn v¨n Hoµ-NguyÔn ThÞ VÊn, TËp 1 vµ TËp 2,NXBGD-1997. 2-C¬ së kû thuËt ®o l­êng vµ tin häc c«ng nghiÖp §H B¸ch khoa Hµ néi-1995. 3-Dông cô vµ ®o l­êng ®iÖn tö cña DAVID ABELL do NguyÔn H÷u Ngäc-TrÜnh Trung Thµnh-§Æng V¨n Sö dÞch, NXBKHKT-1994 4- Gi¸o tr×nh C¶m biÕn, Ph¹m Quèc Ph«-NguyÔn §øc ChiÕn, NXBKHKT-2000. 5- Kû thuËt m¹ch ®iÖn tö, Ph¹m Minh Hµ, NXBKHKT- 1997. 6- Kû thuËt ®iÖn tö sè, §Æng V¨n ChuyÕt, NXBGD- 1995. 7- §o l­êng vµ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh. 8- Tµi liÖu vÒ tiªu chuÈn ®o l­êng chÊt l­îng nhµ n­íc – C¬ së ®o l­êng häc. 9- Tµi liÖu vÒ tiªu chuÈn ®o l­êng chÊt l­îng nhµ n­íc – Qu¶n lý chÊt l­îng. 10- NguyÔn H÷u Ngäc, ThiÕt bÞ ®o vµ ®o l­êng ®iÖn tö, NXBKHKT-1996. 11- Bµi gi¶ng m«n häc kû thuËt ®o l­êng.