Bài thí nghiệm Tìm hiểu thiết bị đo lường điện tử môn Cơ sở đo lường điện tử | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

lOMoAR cPSD| 58457166
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG TRUNG
TÂM THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH
----------------------------------------
BÀI THÍ NGHIỆM DÀNH CHO SINH VIÊN
MÔN CƠ SỞ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ
(Đối tượng: Sinh viên Đại học) Hà Nội, Tháng 3/2021 lOMoAR cPSD| 58457166
Công ty TNHH Thiết bị văn phòng và Công nghệ t
ii Trung tâm Thí nghiệm Thực hành MỤC LỤC
BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1- TÌM HIỂU VÀ KIỂM CHUẨN THIẾT BỊ ĐO THÔNG
DỤNG...............................................................................................................................1 I.
MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU..................................................................................................1
1.1. Mục đích:...........................................................................................................................1
1.2. Yêu cầu:.............................................................................................................................1
II. CHUẨN BỊ.......................................................................................................................1 2.1.
Lý thuyết:...........................................................................................................................1
2.2. Tổ chức thí nghiệm............................................................................................................1 2.3.
Trang thiết bị, dụng cụ:......................................................................................................2
III. NỘI DUNG.......................................................................................................................2 3.1.
Hướng dẫn chung: 15 phút................................................................................................2
3.2. Các bước thực hiện: 180 phút............................................................................................2 3.2.1.
Trình tự các bước:...............................................................................................2 3.2.2.
Tìm hiểu một số tín hiệu điển hình (20 phút).....................................................2 3.2.3.
Tìm hiểu máy tạo sóng chức năng (20 phút).......................................................3 3.2.4.
Tìm hiểu hoạt động của máy hiện sóng (Ô-xi-lô) (30 phút)..............................3 3.2.5.
Kiểm chuẩn và hiệu chỉnh lại Ô xi lô (20 phút)..................................................3 3.2.6.
Dùng ô-xi-lô quan sát và đo lường các dạng tín hiệu hình sin (30 phút)............4 3.2.7.
Dùng ô-xi-lô quan sát và đo lường các dạng tín hiệu xung vuông (30 phút)......6 3.2.8.
Dùng ô-xi-lô quan sát và đo lường các dạng tín hiệu xung tam giác (30 phút)..8
IV. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ....................................................................................................9
Downloaded by Lam Tam (thudong11@gmail.com) lOMoAR cPSD| 58457166
Trung tâm Thí nghiệm Thực hành
BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1-
TÌM HIỂU VÀ KIỂM CHUẨN THIẾT BỊ ĐO THÔNG DỤNG
Thời lượng: 4 tiết I.
MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU I.1. Mục đích: •
Giúp sinh viên làm quen với việc tìm hiểu phân tích, sử dụng thiết bị đo,
hiểu nguyên lý làm việc của thiết bị đo thông dụng. •
Giúp sinh viên biết cách xác định tham số, kiểm chuẩn lại thiết bị. I.2. Yêu cầu: •
Mỗi nhóm SV phải sử dụng được các loại máy đo thông dụng hiện có
như Ô-xi-lô, Máy tạo sóng, Đồng hồ đo vạn năng số, tương tự, máy đếm tần,… •
Mỗi nhóm SV phải phân tích được nguyên lý làm việc của mỗi máy đo
hiện có, biết cách xác định các đặc tính đo lường của chúng. •
Mỗi nhóm SV phải thực hiện được các phép đo cơ bản trên các dụng cụ đo đó. •
Mỗi nhóm SV làm thí nghiệm viết chung báo cáo trong quá trình thực
hiện thí nghiệm, nộp báo cáo vào cuối buổi thí nghiệm. •
Nội dung báo trình bày theo các bước thực hiện theo bài hướng dẫn. II. CHUẨN BỊ II.1. Lý thuyết:
SV đọc cuốn “Bài giảng Đo lường điện tử”, các phần sau: •
Chương 1 - Giới thiệu chung về đo lường điện tử (nắm chắc các đặc tính
đo lường của thiết bị đo, các đặc tính điện của thiết bị đo lường điện tử). •
Chương 2 - Đánh giá sai số (nắm chắc biểu thức biểu diễn giá sai số) •
Chương 3- Cở sở kỹ thuật đo lường điện tử (nắm chắc cấu trúc chung
của thiết bị đo lường điện tử, cơ cấu đo từ điện, ống tia điện tử). •
Chương 4 - Ô-xi-lô (nắm chắc Cấu tạo, nguyên lý hoạt động Ô-xi-lô). •
Chương 5 – Phép đo điện cơ bản (nắm chắc cấu trúc dụng cụ đo vạn năng)
II.2. Tổ chức thí nghiệm •
Mỗi nhóm từ 10-15 sinh viên, được chia thành 2-4SV/1 nhóm làm thí nghiệm
II.3. Trang thiết bị, dụng cụ: lOMoAR cPSD| 58457166
Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Số lượng Phụ kiện đi TT Chủng loại (cho 1 nhóm thí Ghi chú nghiệm) kèm 1. Máy tạo sóng chức năng 01 1 dây tín hiệu 2. Máy hiện sóng (Ô-xi-lô) 01 2 dây tín hiệu III. NỘI DUNG
III.1.Hướng dẫn chung: 20 phút
III. 2.Các bước thực hiện: 180 phút III.2.1.
Trình tự các bước: •
Tìm hiểu một số loại tín hiệu đặc trưng •
Tìm hiểu hoạt động của máy tạo sóng •
Tìm hiểu hoạt động của ô-xi-lô •
Kiểm chuẩn lại các tham số của ô-xi-lô •
Dùng ô-xi-lô quan sát và đo lường dạng tín hiệu khác nhau III.2.2.
Tìm hiểu một số tín hiệu điển hình (20 phút)
Sinh viên tìm hiểu và viết công thức tổng quát của một số tín hiệu sau:
a/ Tín hiệu hình sin:
Công thức tín hiệu: ......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu: Biên độ
Chu kỳ Tần số b/ Tín hiệu xung vuông:
Công thức tín hiệu: ......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu: Biên độ Chu kỳ Tần số
c/ Tín hiệu xung tam giác:
Công thức tín hiệu: ......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu: lOMoAR cPSD| 58457166
Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Biên độ Chu kỳ Tần số III.2.3.
Tìm hiểu máy tạo sóng chức năng (20 phút)
Tìm hiểu máy tạo sóng qua video hướng dẫn sử dụng máy phát sóng
Các dạng sóng tạo được: ................................................................................
Các băng tần:...................................................................................................
Tìm hiểu các phím chức năng khác:
- Cách điều chỉnh tần số:
- Điều chỉnh biên độ điện áp ra: - Điều chỉnh mức một chiều:. III.2.4.
Tìm hiểu hoạt động của máy hiện sóng (Ô-xi-lô) (30 phút)
Tìm hiểu máy tạo sóng qua video hướng dẫn sử dụng máy hiện sóng
Băng tần của máy hiện sóng: .........................................................................
Số lượng kênh của máy hiện sóng: ................................................................
Các phím chỉnh chung của máy hiện sóng: ....................................................
.................................................................................................................................
Các phím chỉnh riêng cho từng kênh của máy hiện sóng: ..............................
..................................................................................................................................
- Các phím điều chỉnh sáng tối và độ nét của tín hiệu:
- Các phím điều chỉnh đồng bộ tín hiệu.,
- Các phím điều chỉnh biên độ - Các phím điều chỉnh
- Tín hiệu chuẩn của Ô xi lô (máy hiện sóng)
Kiểm tra dây đo và hệ số suy giảm của dây đo: ............................................ ..... III.2.5.
Kiểm chuẩn và hiệu chỉnh lại Ô xi lô (20 phút)
1.Đưa tín hiệu chuẩn từ chân CAL (2VPP) của ô-xi-lô vào kênh CH1 hoặc CH2, tín hiệu
này có tần số 1kHz và biên độ 2Vđỉnh tới đỉnh.
2.Điều chỉnh ô-xi-lô để 2 tín hiệu quan sát được ổn định và đúng chuẩn với tín hiệu mẫu.
Vẽ lại dạng tín hiệu nhận được trên màn hình Ô xi lô: lOMoAR cPSD| 58457166
Trung tâm Thí nghiệm Thực hành
Với giá trị: Time/Div = ......................... và Volts/Div = ..................................... III.2.6.
Dùng ô-xi-lô quan sát và đo lường các dạng tín hiệu hình sin (30 phút)
a/ Hướng dẫn cách tính L Ô-xi-lô H U(t) +C h1 - +C h2 - a ( ) (b)
Giả sử sử dụng Ô-xi-lô tương tự 2 kênh để đo tham số của tín hiệu điện áp. Đưa tín
hiệu điện áp cần đo U(t) (giả sử là dạng điện áp hình sin) vào đầu vào kênh CH1 hoặc CH2
của Ô-xi-lô. Điều chỉnh Ô-xi-lô ở chế độ quét trong tuyến tính liên tục và đồng bộ sao cho
có ít nhất một chu kỳ tín hiệu hiển thị trên màn hình với biên độ đủ lớn và nằm trong giới
hạn màn hình (ví dụ hình ảnh dao động đồ như hình-b.
Đọc các hệ số lệch đứng và ngang của Ô-xi-lô: Volts/div =…….., Time/div=……... •
Đo điện áp đỉnh – đỉnh Upp: Dựa vào dao động đồ, xác định độ lệch theo chiều
đứng giữa đỉnh và đỉnh dưới H(div) như hình vẽ. Upp=H(div) x [Volts/div]
Với U(t) là dạng điện áp hình sin: =>Biên độ Um=Upp/2; giá trị hiệu dụng lOMoAR cPSD| 58457166
Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Upp URMS . •
Đo chu kỳ T: Dựa vào dao động đồ, xác định độ lệch theo chiều ngang của 1 chu
kỳ tín hiệu L (div) (ví dụ độ lệch giữa 2 đỉnh liên tiếp. T=L(div)x[Time/div] => f=1/T •
Đo thành phần 1 chiều UDC: có thể thực hiện theo 2 cách sau đây:
Cách 1: Xác định ví trí đường điện áp 0V (GND) bằng cách đưa chuyển mạch (AC-
GND-DC)->GND, sau đó đưa lại chuyển mạch về vị trí DC, thành phần một chiều
chính là khoảng điện áp giữa đường 0V và đường trung bình của dạng điện áp hiển
thị trên màn hình ở chế độ DC.
Cách 2: Đưa chuyển mạch (AC-GND-DC)->AC, đánh dấu một đỉnh bất kỳ của dao
động đồ, sau đó đưa chuyển mạch về vị trí DC, xác định độ dịch chuyển của đỉnh đó H(div).
UDC=|+ΔH(div). [Volts/div ]
- Nếu đỉnh dịch chuyển lên trên
−ΔH(div). [Volts/div] - Nếu đỉnh dịch chuyển xuống dưới b/ Sơ đồ đo
Mắc sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ: Đưa tín hiệu ra từ máy tạo sóng chức năng vào cả
2 đầu vào kênh 1 (CH1) và kênh 2 (CH2) của ô-xi-lô.
Máy tạo sóng chức Ô-xi-lô năng Đầu móc OUT CH1 CH2 Đầu kẹp cá sấu
(Chú ý các dây phải đấu nối đúng, và được cán bộ hướng dẫn kiểm tra mới được bật
nguồn) c/ Điều chỉnh máy tạo sóng tạo ra tín hiệu hình sin, và có thành phần 1 chiều bất kỳ:
Quan sát máy phát sóng và ghi các tham số:
Tần số của tín hiệu: ......................................................................................... Biên
độ của tín hiệu: .......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu: lOMoAR cPSD| 58457166
Trung tâm Thí nghiệm Thực hành
Ghi chú: Nhóm sinh viên nhận yêu cầu khoảng tần số cần phát từ giảng viên hướng
dẫn thực hành d/ Đưa tín hiệu cần đo quan sát ở kênh CH1 của Ô xi lô, điều chỉnh để tín hiệu ổn định
Vẽ dạng tín hiệu nhận được trên màn hình:
Ghi lại các tham số điều chỉnh trên Ô xi lô: Time/Div:
.................................................................. Volts/Div:
..................................................................
e/ Kết luận tín hiệu đo được
Chu kỳ của tín hiệu: ........................................................................................ Biên
độ của tín hiệu: .......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu: ....................................................................
Công thức tín hiệu đo được: ..................................................................
III.2.7. Dùng ô-xi-lô quan sát và đo lường các dạng tín hiệu xung vuông (30 phút)
Thực hiện đo tín hiệu xung vuông tương tự như đo tín hiệu hình sin. a/ Sơ đồ đo
Mắc sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ: Đưa tín hiệu ra từ máy tạo sóng chức năng vào cả
2 đầu vào kênh 1 (CH1) và kênh 2 (CH2) của ô-xi-lô.
Máy tạo sóng chức Ô-xi-lô năng Đầu móc OUT CH1 CH2 Đầu kẹp cá sấu lOMoAR cPSD| 58457166
Trung tâm Thí nghiệm Thực hành
(Chú ý các dây phải đấu nối đúng, và được cán bộ hướng dẫn kiểm tra mới được bật
nguồn) b/ Điều chỉnh máy tạo sóng tạo ra tín hiệu xung vuông, và có thành phần 1 chiều bất kỳ:
Quan sát máy phát sóng và ghi các tham số:
Tần số của tín hiệu: .........................................................................................
Biên độ của tín hiệu: .......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu:
Ghi chú: Nhóm sinh viên nhận yêu cầu khoảng tần số cần phát từ giảng viên hướng
dẫn thực hành c/ Đưa tín hiệu cần đo quan sát ở kênh CH1 của Ô xi lô, điều chỉnh để tín hiệu ổn định
Vẽ dạng tín hiệu nhận được trên màn hình:
Ghi lại các tham số điều chỉnh trên Ô xi lô: Time/Div:
.................................................................. Volts/Div:
..................................................................
d/ Kết luận tín hiệu đo được
Chu kỳ của tín hiệu: ........................................................................................ Biên
độ của tín hiệu: .......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu: .................................................................... Công
thức tín hiệu đo được: .................................................................. III.2.8.
Dùng ô-xi-lô quan sát và đo lường các dạng tín hiệu xung tam giác (30 phút)
Thực hiện đo tín hiệu xung tam giác tương tự như đo tín hiệu hình sin. lOMoAR cPSD| 58457166
Trung tâm Thí nghiệm Thực hành
a/ Điều chỉnh máy tạo sóng tạo ra tín hiệu tam giác, và có thành phần 1 chiều bất kỳ:
Quan sát máy phát sóng và ghi các tham số:
Tần số của tín hiệu: .........................................................................................
Biên độ của tín hiệu: .......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu:
Ghi chú: Nhóm sinh viên nhận yêu cầu khoảng tần số cần phát từ giảng viên hướng
dẫn thực hành b/ Đưa tín hiệu cần đo quan sát ở kênh CH1 của Ô xi lô, điều chỉnh để tín hiệu ổn định
Vẽ dạng tín hiệu nhận được trên màn hình:
Ghi lại các tham số điều chỉnh trên Ô xi lô: Time/Div:
.................................................................. Volts/Div:
..................................................................
c/ Kết luận tín hiệu đo được
Chu kỳ của tín hiệu: ........................................................................................ Biên
độ của tín hiệu: .......................................................................................
Thành phần 1 chiều của tín hiệu: ....................................................................
Công thức tín hiệu đo được: ..................................................................
IV. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
Sinh viên nộp báo cáo thí nghiệm thực hành vào cuối buổi thực hành.
Giảng viên đánh giá: ........... điểm.