Chương III: Mạch đo lường và gia công thông tin

Chia sẻ: Duong Van Anh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

310
lượt xem 81
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạch đo lường là thiết bị kỹ thuật làm nhiệm vụ biến đổi, gia công thông tin tính toán, phối hợp các tin tức với nhau trong một hệ vật lí thống nhất. Mạch đo là một khâu tính toán, thực hiện các phép tính đại số trên sơ đồ mạch nhờ vào kĩ thuật điện tử.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương III: Mạch đo lường và gia công thông tin

Chương III Mạch đo lường và gia công thông tin
Mạch đo lường và gia công thông tin 3.1. Khái niệm chung 3.2. Mạch tỷ lệ 3.3. Mạch khuếch đại đo lường 3.4. Mạch gia công tính toán 3.5. Mạch so sánh 3.6. Mạch tạo hàm 3.7. Các bộ biến đổi tương tự số (ADC) 3.8. Các bộ biến đổi số tương tự (DAC)
3.1. Khái niệm chung Mạch đo lường là thiết bị kỹ thuật làm nhiệm vụ biến đổi, gia công thông tin tính toán, phối hợp các tin tức với nhau trong một hệ vật lí thống nhất Mạch đo là một khâu tính toán, thực hiện các phép tính đại số trên sơ đồ mạch nhờ vào kĩ thuật điện tử
3.2. Mạch tỉ lệ Thực hiện một phép nhân (hoặc chia) với một hệ số k. Đại lượng vào là x thì đại lượng ra là k.x Ví dụ: shunt, phân áp, biến dòng, biến áp… - Mạch tỉ lệ về dòng - Mạch tỉ lệ về áp
3.2.1. Mạch tỉ lệ về dòng a. Điện trở Shunt là một điện trở mắc song song với cơ cấu chỉ thị. Trong công nghiệp shunt được làm bằng vật liệu có điện trở không phụ thuộc nhiệt độ như manganin. Thường shunt được chế tạo với dòng từ vài mA 4 đến 10 A; điện áp shunt cỡ 60, 75, 100, 150 và 300mV.
Các dòng điện chạy trong mạch gồm: - Dòng chạy trong mạch chính là I CT - Dòng chạy trong mạch chỉ thị là I I = I CT + I S s - Dòng chạy qua shunt là I I I = KI I CT
I CT Rs RCT = ⇒ Is = I CT Is RCT Rs  RCT  I = I CT + I S = I CT 1 +  = I CT K I ;  Rs  RCT RCT KI = 1 + ⇒ Rs = Rs KI −1
Tính điện trở Shunt cho mạch đo dòng trong 1 bể điện phân có dòng I = 10kA. Biết: + dòng định mức qua cơ cấu là ICT =20mA + điện trở cơ cấu là RCT = 1Ω
Cấu tạo của shunt: có cấu tạo như điện trở 4 đầu, bao gồm 2 đầu dòng và 2 đầu áp: - 2 đầu dòng: để đưa dòng IS vào. - 2 đầu áp: lấy điện áp ra để đưa vào cơ cấu chỉ thị.
Trên shunt thường có ghi: - Cấp chính xác - Dòng IS có thể đi qua S S S CT S - Điện áp ở đầu ra: U = I .R = (I - I ).R Để tđiều chthường n trở shunt có thể xẻ rãnh Mộ shunt ỉnh điệ chỉ làmnhau.với một khác việc chỉ thị nhất định và phải có dây nối đã xác định trước điện trở.
Dùng shunt có hệ số chia dòng khác nhau: I4 KI 4 = I CT RCT ⇒ RS 4 = KI 4 −1 ⇒ RS 4 = R1 + R2 + R3 + R4 ⇒ K I 1 , K I 2 , K I 3 , Rs1 , Rs 2 , Rs 3 = ....
Ví dụ Cơ cấu đo: RCT =1kΩ; Imax = 50μA. Xác định 4 tầm đo: A (1mA) B (10mA) C(100mA) D(1000mA) Ứng dụng: Shunt được dùng chủ yếu trong mạch một chiều, có thể dùng trong mạch xoay chiều nếu tải thuần trở.
b. Biến dòng điện (BI) Biến dòng điện là một biến áp mà thứ cấp ngắn mạch, sơ cấp nối tiếp với mạch có dòng điện chạy qua. BI được sử dụng trong mạch xoay chiều để biến đổi dòng điện trong phạm vi rộng. Nếu biến dòng làm việc lí tưởng (không có tổn hao): I1 W2 KI : hệ số biến dòng KI = = : dòng điện sơ cấp và I1, I2 I 2 W1 thứ cấp; W1, W2: số vòng dây quấn
Dòng sơ cấp định mức từ 0,1÷25000A. Dòng thứ cấp định mức là 1A hoặc 5A. Cấp chính xác của biến dòng thường là: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5.
3.2.2. Mạch tỉ lệ về áp 1. Mạch phân áp là mạch phân điện áp, thường có U2 nhỏ hơn U1 tức là công suất ra nhỏ hơn công suất vào. a. Mạch phân áp điện trở Hệ số phân áp: U1 m= U2
Xét hai trường hợp: + Khi không có tải U1 I ( R1 + R2 ) R1 m0 = = = 1+ U2 IR2 R2 + Khi có tải RT R2 IR1 + I U1 RT + R2 R1 ( RT + R2 ) + RT R2 m = = = U2 RT R2 RT R2 I RT + R2 R = m0 + 1 RT
Khi tải là những cơ cấu chỉ thị có điện trở không đổi: R2 : điện trở của chỉ thị R1 : phân áp (điện trở phụ) : RP = RCT .(m−1) Tỉ số giữa điện áp cần đo và điện áp trên cơ cấu chỉ thị: UX m= U CT
Nếu một vônmét có nhiều thang đo: U3 m3 = U CT RP3 = RCT .(m3−1) = R1+ R2+R3 ⇒ m1 , m2 , R p1 , R p 2 ⇒ R1 , R2 , R3
Phân áp có hệ số phân áp thay đổi tùy ý: thường là một biến trở trượt có gắn thêm một thang chia độ trên có khắc hệ số phân áp tương ứng với vị trí của nó, mạch này có độ chính xác không cao (thường từ 1÷5%). Các phân áp có cấp chính xác cao (0,05÷0,1): được chế tạo theo kiểu nhảy cấp hoặc bố trí thành từng cấp thập phân
b. Mạch phân áp điện dung Hệ số phân áp là: U1 Z1 + Z 2 m= = U2 Z2 1 1 R1. R2 . jωC1 jωC2 + 1 1 1 R1 + R2 + C2 (1 + ) jωC1 jωC2 jωC2 R2 = = 1+ 1 1 R2 . C1 (1 + ) jωC2 jωC1 R1 1 R2 + jωC2