Giáo trình Đo lường nhiệt

 đốt nóng khi có điện áp trên anôt, dùng sự phóng
xạ ... và tùy theo các cách đó mà ta có các chân không kế khác nhau.
Áp kế kiểu áp từ : Áp suất tạo ra ứng lực cơ học trong vật liệu sắt từ biến đổi sẽ làm
biến đổi hệ số dẫn từ của vật liệu đó. Lợi dụng hiệu ứng áp từ ta có thể chế tạo được bộ
nhạy cảm kiểu áp từ.
Áp kế áp suất điện trở : Muốn đo những áp suất lớn hơn 10.000 kG/cm2 hiện nay hầu
như chỉ có 1 cách duy nhất là dùng bộ phận nhạy cảm áp suất điện trở làm áp kế.
CÁC CÁCH TRUYỀN TÍN HIỆU ĐI XA
Trong đo lường thường sử dụng các thiết bị để truyền tín hiệu đi xa, các tín hiệu đó là :
- Góc quay trong ống buốc đông P => α
- Sự chuyển dịch thẳng (màng) P => h , x
- Góc quay kết hợp với đo tổng giá trị góc và vận tốc quay tức thời.
- Độ nén, ép và mômen quay trong của sơ đồ bù.
Để truyền tín hiệu đi xa người ta thường dùng các hệ thống điện và khí nén.
Hệ thống dùng biến trở
Trong hệ thống truyền tín hiệu này dùng máy tạo nên độ chuyển dịch cơ giữa tiếp điểm
trượt với biến trở nhờ đó có thể dựa vào sự biến đổi của điện trở để tìm ra giá trị của
lượng cần đo. Và nhờ cầu điện để xác định độ biến đổi của điện trở. Ngoài ra ta còn có
thể dùng điện thế kế để xác định độ biến đổi của điện trở.
85/96
Hệ thống truyền xa kiểu cảm ứng
Nguyên lý làm việc:
Nếu đưa vào trong cuộn dây có dòng điện đi qua lõi sắt thì điện cảm của dây sẽ tăng lên
và phụ thuộc vào vị trí của lõi sắt, biến đổi độ xê dịch của lõi sắt và làm thay đổi của
điện cảm qua các cuộn. Mà sự thay đổi điện cảm này dẫn đến làm thay đổi vị trí của lõi
sắt kia. Khi X = 0 thì lõi sắt nằm giữa các cuộn dây. Khi X ≠ 0 thì có dòng I ≠ 0, dòng
điện ở cuộn thứ cấp thay đổi tương ứng với dòng sơ cấp. Thường dùng mỗi cuộn dây có
3100 vòng làm bằng Cu
φ= 0,64 mmn => Z= 20,8 ÷ 21,8 Ω .
86/96
Máy biến áp sai động
Khi có điện áp U xoay chiều thì trong cuộn thứ cấp xuất hiện sđđ cảm ứng e1 và e2. Trị
số lệch pha của 2 sđđ này phụ thuộc vào vị trí và chiều chuyển động của lõi sắt.
Cấu tạo : thường mỗi cuộn sơ cấp 2700 vòng, mỗi cuộn thứ cấp 4000 vòng.
Dây đồng φ0,27 mm U = 2,5 ÷ 6,3 v
Đầu tiên chỉnh sao cho : X = 0 eT = 5mv
Dòng do eT sinh ra I =
M1U − M2U
2Ζ + Ζft với M1 và M2 là hệ số hổ cảm của cuộc dây s1 và s2 , Z
- trở kháng của cuộn thứ cấp, Zft - trở kháng của phụ tải.
Trong một số trường hợp để thuận tiện cho việc chỉnh định thì các lõi sắt được gắn trên
một thanh dễ dàng xê dịch được.
Hệ thống truyền đi xa dùng máy biến áp sai động
87/96
Các cuộn sơ cấp được mắc nối tiếp nhau để tránh độ lệch pha của dòng điện thứ cấp
trong đó.
Nguyên lý hoạt động : khi vị trí lõi sắt trong MBA phía sơ cấp và phía thứ cấp không
như nhau thì eT ≠ eT’ => xuất hiện Δe ≠ 0 và tín hiệu này được đưa vào BKĐĐT góc
pha của Δe sẽ quyết định chiều quay của ĐCTN (Pg) => cam quay, đưa lõi sắt phía thứ
cấp về vị trí tương ứng với lõi sắt phía sơ cấp cho đến khi Δe = 0 thì động cơ dừng lại.
Thực tế góc lệch pha giữa cuộn sơ và thứ cấp ≠ 0 (do nhiệt độ khác nhau) => trong mạch
thứ cấp sẽ sinh ra điện áp không thể nào cân bằng được. Nếu độ chênh nhiệt độ phía sơ
cấp và phía thứ cấp là 10oC thì sai số khi dùng MBA này là 0,1 ÷ 0,15%.
Người ta sử dụng hệ thống này để truyền xa cho các áp kế, dùng màng đàn hồi...
88/96
Bộ chuyển đổi sắt động
Nguyên lý : Cuộn dây kích thích Wk quấn quanh chốt 1 và nuôi bởi dòng xoay chiều
UK 50Hz 12 hoặc 60V.
Giả sử khung dây lệnh hướng N - N một góc α thì trong khung xuất hiện sđđ
Ep =
w
√2 . φ => Ep =
w
√2 .Bc.l.Rcα
l - chiều dài khung
Rc - bán kính khung
φ - số từ thông mắc vòng của khung dây
89/96
BC - trị số biên độ cảm ứng ở giữa khung dây
Trường hợp nếu BC có quan hệ tuyến tính : Suy ra Ep = C .α
Thường α = ( -20o ÷ + 20o ), Ep = -1v ÷ 1v
Khi điều chỉnh cuộn chuyển dịch Wc thì Ep thay đổi đến khi α = - 20o lúc đó Ep = 0 và
ta có khoảng chia 0 ÷ 40o.
- a là đường khi không có cuộn dây chuyển dịch.
- b là đường khi có cuộn dây chuyển dịch.
- c là đường khi có cuộn dây chuyển dịch gấp 2 lần.
Để thay đổi độ dốc của đường đặc tính ta thay đổi bằng chốt di động 2.
Sơ đồ nguyên lý:
Bộ chuyển đổi phía sơ cấp và phía thứ cấp hoàn toàn như nhau. Hai cuộn dây kích thích
của chúng mắc nối tiếp và dùng chung một nguồn điện với bộ khuếch đại điện từ, 2
khung dây mắc nối tiếp ngược để so sánh suất điện động cảm ứng của 2 bộ chuyển đổi
với nhau, độ chênh lệch Δe giữa 2 suất điện động cảm ứng được đặt và BKĐĐT =>
chuyển động của động cơ thuận nghịch (Pg). Động cơ này sẽ đưa khung dây của bộ
chuyển đổi phía đồng hồ thứ cấp về vị trí tương ứng để Δe = 0 lúc đó động cơ dừng
lại và kết quả đo cũng được thể hiện trên đồng hồ thứ cấp. Hệ thống truyền xa sắt động
90/96
thường hay dùng trong công nghiệp luyện kim, được dùng nhiều trong đo áp suất đo lưu
lượng và đo mức cao của chất nước.
Bộ chuyển đổi dùng cho cặp nhiệt
Sơ đồ nguyên lý:
Nguyên lý : Khi lượng cần đo (nhiệt độ) biến đổi dẫn đến xuất hiện hiệu điện thế giữa
sđđ Ex của cặp nhiệt hoặc giữa điện áp không cân bằng của cầu điện. Với điện áp phản
hồi U1 trên điện trở Rph đưa vào bộ điều chế rồi qua BKĐ và bộ điều chế nghịch. Dòng
điện đi ra từ BĐCN qua đồng hồ đo qua Rpt và qua Rph đồng hồ sẽ cho biết trị số của
lực cần đo khi U1 có trị số đủ bù Ex (U = 0).
Bộ chuyển đổi dùng khí nén
Tùy theo ống phun đặt ngoài hay đặt trong buồng trung gian mà ta gọi là BCĐ ống phun
trong ngoài.
91/96
a- Khí nén dùng cho bộ chuyển đổi là không khí có áp suất P1 = const (P1 = 0,4 ÷ 1 kG/
cm2 ) lấy từ nguồn cấp khí nén đã làm sạch bụi bẩn, không khí nén đi qua cửa tiết lưu
1 có trở lực không đổi và vào buồng trung gian 2, rồi qua cửa tiết lưu trở lực biến đổi 3
và thoát ra ngoài. Khi lượng cần đo (X) biến đổi thì tín hiệu tác động lên tấm chắn 4 sẽ
biến đổi => h biến đổi => P2 sẽ đặc trưng cho lượng cần đo. Nhờ đường dẫn từ buồng 2
tới buồng đo 5 của đồng hồ thứ cấp tạo nên số chỉ , bộ chuyển đổi trên có tín hiệu vào là
X mà X thường nhỏ (0,02 ÷0,05mm) => khó chính xác.
b- ở sơ đồ b (bộ chuyển đổi trong) khi tín hiệu vào X thay đổi áp suất (chỉ huy) P2 sẽ
biến đổi cho tới khi lực do P2 tác dụng lên màng 6 cân bằng với lực tác dụng của tín
hiệu vào, ở đây nhờ phương pháp bù lực nên áp suất không khí P1 có thể biến đổi trong
phạm vi ± 10% mà vẫn không ảnh hưởng tới độ chính xác của tín hiệu ra P2.
Hầu như tất cả các dụng cụ khí nén kiểu hiện đại đều dùng bộ chuyển đổi kiểu ống phun
tấm chắn.
Trong các thiết bị h < 0,1mm thì ta xây dựng được quan hệ
P2 = f(h) (khi P1 = 1)
Bộ chuyển đổi kiểu Điện - Khí nén
Nguyên lý : Tạo nên một lực tỷ lệ với dòng điện 1 chiều rồi đo lực đó bằng cách bù lực
tạo bởi hệ thống khí nén (đã biến tín hiệu một chiều thành tín hiệu khí nén có áp suất tỷ
lệ dòng một chiều).
Tín hiệu vào là dòng 1 chiều Iv và tùy theo chiều dòng điện mà nam châm hút hay đẩy
=> 3 bị tác động làm bi 7 xê dịch so với ống phun 5 => áp suất trong nhánh phần tử
"ống phun - bi" sẽ thay đổi đồng thời áp suất đầu ra Pra của BKĐKN 9 thay đổi và lực
phản hồi do khí nén tác dụng lên bi 8 đặt vào đòn bẩy sẽ biến đổi tới khi cân bằng lực
do cuộn 2 gây nên.
92/96
Lò xo 4 dùng xác định trị số ban đầu khi tín hiệu vào Iv = 0 thì P2 = 0,2 kG/cm2.
P là nguồn không khí có áp suất 0,4 kG/cm2 dòng điện 1 chiều Iv = 0 ÷ 5 mA ⇒ P2 =
0,2 ÷ 1 kG/cm² .
93/96
Tham gia đóng góp
Tài liệu: Giáo trình Đo lường nhiệt
Biên tập bởi: Hung Hoang Duong
URL: 
Giấy phép: 
Module: Chương 1: Những khái niệm cơ bản về đo lường
Các tác giả: Hung Hoang Duong
URL: 
Giấy phép: 
Module: 1. Những vấn đề chung
Các tác giả: unknown
URL: 
Giấy phép: 
Module: 2. Nhiệt kế giản nở
Các tác giả: unknown
URL: 
Giấy phép: 
Module: 3. Nhiệt kế nhiệt điện
Các tác giả: unknown
URL: 
Giấy phép: 
Module: 4. Nhiệt kế điện trở
Các tác giả: unknown
URL: 
Giấy phép: 
Module: 5. Sai số nhiệt độ theo phương pháp tiếp xúc
Các tác giả: unknown
URL: 
94/96
Giấy phép: 
Module: 6. Đo nhiệt độ bằng phương pháp gián tiếp
Các tác giả: Hung Hoang Duong
URL: 
Giấy phép: 
Module: Chương 3: Đo áp suất và chân không
Các tác giả: unknown
URL: 
Giấy phép: 
95/96
Chương trình Thư viện Học liệu Mở Việt Nam
Chương trình Thư viện Học liệu Mở Việt Nam (Vietnam Open Educational Resources
– VOER) được hỗ trợ bởi Quỹ Việt Nam. Mục tiêu của chương trình là xây dựng kho
Tài nguyên giáo dục Mở miễn phí của người Việt và cho người Việt, có nội dung phong
phú. Các nội dung đểu tuân thủ Giấy phép Creative Commons Attribution (CC-by) 4.0
do đó các nội dung đều có thể được sử dụng, tái sử dụng và truy nhập miễn phí trước
hết trong trong môi trường giảng dạy, học tập và nghiên cứu sau đó cho toàn xã hội.
Với sự hỗ trợ của Quỹ Việt Nam, Thư viện Học liệu Mở Việt Nam (VOER) đã trở thành
một cổng thông tin chính cho các sinh viên và giảng viên trong và ngoài Việt Nam. Mỗi
ngày có hàng chục nghìn lượt truy cập VOER (www.voer.edu.vn) để nghiên cứu, học
tập và tải tài liệu giảng dạy về. Với hàng chục nghìn module kiến thức từ hàng nghìn
tác giả khác nhau đóng góp, Thư Viện Học liệu Mở Việt Nam là một kho tàng tài liệu
khổng lồ, nội dung phong phú phục vụ cho tất cả các nhu cầu học tập, nghiên cứu của
độc giả.
Nguồn tài liệu mở phong phú có trên VOER có được là do sự chia sẻ tự nguyện của các
tác giả trong và ngoài nước. Quá trình chia sẻ tài liệu trên VOER trở lên dễ dàng như
đếm 1, 2, 3 nhờ vào sức mạnh của nền tảng Hanoi Spring.
Hanoi Spring là một nền tảng công nghệ tiên tiến được thiết kế cho phép công chúng dễ
dàng chia sẻ tài liệu giảng dạy, học tập cũng như chủ động phát triển chương trình giảng
dạy dựa trên khái niệm về học liệu mở (OCW) và tài nguyên giáo dục mở (OER) . Khái
niệm chia sẻ tri thức có tính cách mạng đã được khởi xướng và phát triển tiên phong
bởi Đại học MIT và Đại học Rice Hoa Kỳ trong vòng một thập kỷ qua. Kể từ đó, phong
trào Tài nguyên Giáo dục Mở đã phát triển nhanh chóng, được UNESCO hỗ trợ và được
chấp nhận như một chương trình chính thức ở nhiều nước trên thế giới.
96/96