Bài giảng Đo điện tử - Chương 2: Đo dòng và áp

: Ihd=2.22Itb. 
Toàn kỳ : Ihd=1.11Itb. 
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 17
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 18

 Dùng cặp nhiệt ñiện: Cặp nhiệt ñiện ñược 
cung cấp nhiệt lượng do dòng ñiện này, tạo 
nên ñiện áp DC cho cơ cấu từ ñiện (dùng với 
tín hiệu không sin).
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 19
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 20

 Dùng biến dòng mở rộng thang ño (dùng cho 
ampe-kế AC). 

 Nguyên lý dựa trên sự cân bằng lực từ ñộng sơ 
và thứ cấp 

 Tỉ số biến dòng Ki = I1/I2≈ n2/n1.

 Không ñược ñể hở thứ cấp khi sơ cấp có dòng.
=1 1 2 2n i n i
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 21
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 22
2.2.4.Ampe kềm 
Là thiết bị ño dòng ñiện mà không 
cần ngắt mạch nên rất tiện lợi (ví dụ 
như ño dòng ñộng cơ ñiện).
Mạch ño dòng ñiện sử dụng biến 
dòng với cơ cấu ño từ ñiện và diod 
chỉnh lưu có phần mở rộng tầm ño. 
Biến dòng không có cuộn sơ, lấy 
dây dẩn dòng ñiện làm sơ cấp với 
qui ñịnh số vòng sơ cấp là 1.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 23
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 24

 All Sun
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 25
2.2.5.Ảnh hưởng ampe-kế trên mạch ño

 Hình a: I = V/R.

 Hình b: Ia = V/(R+Ra)

 I ≈ Ia↔ Ra « R.

 Khi mắc ampe-kế vào 
mạch ño tương ñương với 
việc ta mắc nối tiếp vào 
mạch ño 1 ñiện trở bằng 
nội trở ampe-kế.

 ðể ampe-kế chỉ kết quả
chính xác ta cần Ra « R 
(ñiện trở tải).
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 26
2.3.ðo ñiện áp AC và DC
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 27

 2.3.1Nguyên lý:

 ðiện áp ño ñược 
chuyển thành dòng 
ñiện ño ñi qua cơ cấu 
chỉ thị với ñiều kiện:
Iño = Vño/(Rs+Rm) ≤Ifs.
Rs: ðiện trở tầm ño.
Rs+Rm: Nội trở vôn kế.
Sv= Nội trở vôn kế/Vtño: 
ðộ nhạy của vôn kế, 
ñơn vị: KΩ/vôn.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 28
2.3.2.Nới rộng tầm ño vôn kế

 Thay ñổi ñiện trở tầm ño (áp dụng trong máy ño 
VOM). Có 2 cách thực hiện như hình trên. Nội trở
vôn kế càng lớn khi Vtño càng lớn.

 Dùng biến áp ( dùng với vôn kế AC). Sơ cấp nối với 
ñiện áp ño, thứ cấp nối với vôn kế.

 Tỉ số biến áp Kv = V1/V2 ≈ n1/n2
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 29
2.3.3.ðo áp AC dùng cơ cấu ño từ ñiện

 Ta phải dùng cặp nhiệt 
ñiện (tín hiệu không sin) 
hay diod chỉnh lưu ñể biến 
ñổi tín hiệu AC ra DC ñưa 
vào cơ cấu ño.

 Dùng diod chỉnh lưu có thể
sử dụng chỉnh lưu bán kỳ 
như hình bên hoặc chỉnh 
lưu toàn kỳ. 

 Chỉnh lưu bán kỳ:
Vtño = 2.22Ifs(R1+Rm)+Vd
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 30

 Chỉnh lưu toàn kỳ: Có thể dùng cầu 4 diod hoặc 2 diod và 
2 ñiện trở như hình trên.

 Khuyết ñiểm của vôn kế AC dùng diod chỉnh lưu là phụ
thuộc vào dạng tín hiệu và tần số cao có ảnh hưởng ñến 
tổng trở và ñiện dung ký sinh của diod.

 Trường hợp 4 diod: Vtñ = 1.11Ifs(R+Rm) + 2Vd.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 31
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 32
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 33
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 34
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 35
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 36
2.3.4.Ảnh hưởng vôn kế trên mạch ño
H.2.27: H.2.28:
Mạch tương ñương khi mắc vôn kế. Mạch ño nguồn áp

 Khi mắc vôn kế vào mạch ño thì có thể xem như tổng trở
vào vôn kế mắc song song với phần tử ño.

 ðể vôn kế chỉ kết quả chính xác ta cần có nội trở vôn kế
rất lớn so với ñiện trở tải hoặc nội trở của nguồn.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 37
2.4.ðo ñiện áp DC bằng ph.ph. biến trở
Hình 2.29: Mạch ño ñiện áp DC bằng biến trở.

 Khi ño S ở vị trí 1, chỉnh con chạy ñể ñiện kế chỉ 0.

 Ta xác ñịnh ñược ñiện áp cần ño Vx = VBC = RBCI với 
I = B1/(K1R1+RAB); 0 ≤ K1 ≤1.

 Kết quả ño không phụ thuộc vào nội trở của nguồn ñiện 
áp cần ño.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 38
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 39
2.5.Vôn kế ñiện tử DC
2.5.1.Vôn kế ñiện tử DC dùng transistor.
1.Mạch ño dùng transistor có cách mắc kiểu ñiện áp 
hay gọi là cách mắc không khuếch ñại như hình 
trên.

 Dùng ñể thiết kế tầm ño ñủ lớn.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 40

 2.Mạch khuếch ñại hồi tiếp âm : Như hình trên.

 Cho ta ñộ lợi ổn ñịnh Av lớn hơn 1.

 Dùng thiết kế mạch ño ñiện áp có trị số nhỏ.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 41
3.Mạch ño áp DC dùng transistor trường(JFET)

 Mạch ño có ngõ vào dùng JFET ñể có tổng trở vào 
lớn.

 Kết hợp mạch phân tầm ño ở ngõ vào.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 42
2.5.2.Vôn kế ñiện tử DC dùng OP-AMP

 V+: non-inverting input 

 V−: inverting input 

 Vout: output 

 VS+: positive power supply 

 VS−: negative power supply 
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 43
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 44
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 45
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 46

 Inverting amplifier 

 Non-inverting amplifier 

 Voltage follower 
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 47

 Summing amplifier 

 Differential amplifier 
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 48

 Integrator 
 Differentiator 
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 49

 Instrumentation amplifier 
( )12
gain
1
2
3
OUT VVR
R21
R
RV −








+=
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 50

 Schmitt trigger 
 Comparator 
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 51

 Logarithmic output 
 Exponential output 

 when the voltage is greater than zero, it can 
be approximated by:

 the current through the diode is given by

 where IS is the saturation current
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 52

 Negative impedance 
converter (NIC) 
• In this case, the ratio between the 
input voltage and the input current 
(thus the input resistance) is given by: 

 Inductance gyrator
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 53

 Precision rectifier

 When the input becomes negative, 
the output of the operational 
amplifier can easily become greater 
than the voltage supplied to the op-
amp, thus causing saturation. 

 Then, if the input becomes positive 
again, the op-amp has to get out of 
the saturation to amplify again. This 
change takes some time, and this 
greatly reduces the frequency 
response of the circuit.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 54
1.Mạch ño không có khuếch ñại ñiện áp: Như hình trên.

 Tổng trở vào của vôn kế là tổng trở vào của mạch phân tầm ño: 
Zi = R1 + R2 + R3 + R4 = h.s. (1)

 ðiện áp ngõ ra mạch phân tầm là không ñổi khi ñiện áp ngõ vào 
bằng ñiện áp tầm ño:
V1 = V2(R2+R3+R4)/Zi = V3(R3+R4)/Zi = V4R4/Zi. (2)

 Vin+≈ Vin- = Vo = Im(Rs + Rm) . Tính V1?
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 55
2.Mạch khuếch ñại không ñảo pha: Dùng cho tầm ño bé.

 ðiện áp ngõ ra: Vo = AvVi; ðộ lợi Av = 1+(R1/R2) .

 Tính ñiện áp tầm ño:Vtño=Vo/ Av;Với Vo= Imax(Rs+Rmax)
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 56
3.Mạch chuyển ñổi ñiện áp ra dòng ñiện: Như hình trên.

 Ta có : Vi+ ≈ Vi- = VR1 = Im R1

 Tính ñiện áp tầm ño: Vtñ = VR1 = Imax R1.
Hình 2.43: Maïch ño chuyeån ñoåi ñieän aùp sang doøng ñieän
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 57
2.5.3.ðo ñiện áp DC nhỏ dùng 
phương pháp “chopper”
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 58
2.6.Vôn kế ñiện tử AC
2.6.1.Tổng quát: ðể ño áp AC, ta chuyển ñiện áp AC ra DC bằng 3 
phương pháp:
1.Chỉnh lưu trung bình. 2.Trị hiệu dụng thực. 3.Trị ñỉnh.

 Hệ số dạng Kf =Trị hiệu dụng/Trị chỉnh lưu trung bình.

 Hệ số ñỉnh Kp = Trị ñỉnh/Trị hiệu dụng.
2.6.2.Ph. Ph. trị chỉnh lưu trung bình:(tín hiệu sin). Tính Vtño?
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 59
2.6.3.Phương pháp trị hiệu dụng 
thực (tín hiệu không sin)

 Ta có:
I2(DC)
V
ño
AVVño
I2
R1
I1
I2
Rm
+
–
A2A1
I1(RMS)
+Vcc
-VEE
+Vcc
-VEE
+
–
+
–
E1 E2
TC2TC1
R2
ñoo VV R R A V/= 2 1
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 60
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 61
AD536A Analog Devices Complete Monolithic IC Which Performs True RMS-to-DC Conversion
AD636 Analog Devices Low Level, True RMS-to-DC Converter
AD637 Analog Devices High Precision, Wideband RMS-to-DC Converter
AD736 Analog Devices Low Power, Precision, Monolithic True RMS-to-DC Converter
AD737 Analog Devices Low power, precision, monolithic true rms-to-dc 
converter with 200 mV Full-scale Input Range
LT1088 Linear Technology Wideband RMS-DC Converter Building Block
MX536A Maxim True RMS-to-DC Converters
MX636 Maxim True RMS-to-DC Converters
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 62
2.6.4.Phương pháp trị ñỉnh
Hình 2.53.Mạch ño áp AC dùng mạch nhân ñôi ñiện áp. 

 ðiện áp AC ñược biến ñổi ra áp DC có trị số bằng trị ñỉnh 
bằng 2 cách:

 Dùng mạch nhân ñôi ñiện áp hoặc mạch kẹp.
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 63
H.a: Mạch kẹp ñỉnh âm. H.Mạch kẹp và mạch lọc hạ thông
H.b: Mạch kẹp ñỉnh dương
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 64
Hình 2.56. Mạch ño trị ñỉnh dùng IC:
a.Mạch ño trị ñỉnh không có hồi tiếp. b.Mạch ño trị ñỉnh có hồi tiếp
ðầu ño
ðầu “mass”
Dây dẫn ñồng trục”
Mạch kẹp trong “probe ño”
A1
D1 vC
CS
A2
E=Em tri 
ñỉnh của 
e(t) 
e(t)
)a
R2
A2
C
s
R1V1
D1
A1
D2
e(t)
Ri
E=Em
)b
R1
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 65
2.7.Ampe-kế ñiện tử ño dòng ñiện

 ðo dòng trong ampe-kế ñiện tử là chuyển dòng Iño thành 
ñiện áp Vño bằng cách cho dòng ñiện Iño qua ñiện trở Rs 
như hình a.(ðo dòng DC và AC).

 Phân tầm ño dòng ñiện bằng cách thay ñổi ñiện trở như 
hình b. Mạch phân tầm có ñặc ñiểm:
I1(Rs1+Rs2+Rs3+Rs4)=I2(Rs2+Rs3+Rs4)=I3(Rs3+Rs4)=I4Rs4=h.s
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 66
AC-DC 
Clamp meter
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 67

 Features:
• 3¾ digit display 4000 counts
• Jaw size 23mm
• Zero facility for DC A Measurements
• Diode test
• Continuity check < 25Ω
• APO after 15 min.
• Data hold
• Low battery indication
• Temperature range
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 68

 AC/DC Clamp Meter 
PROVA CM-02
· DC/AC 0.01A Resolution 
· 23mm Jaw Diameter 
· Temperature and Capacitance 
· Autorange V, ohms, Hz, *C, *F, -||-
· AC/DC 0.01A-200A 
· One Touch Zero 
· 3-3/4 Digits (4000 Counts) 
· Max/Min/Hold/Relative 
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 69
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 70
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 71
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 72

 Hall Current Transducer
Bài giảng ðo ñiện tử 09/2008 ðQT 73

 Hall Voltage Sensor