Giáo trình mô đun Đo lường điện lạnh - Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí
0
BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TỔNG CỤC DẠY NGHỀ
GIÁO TRÌNH
Tên mô đun: Đo lường điện lạnh
NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ
ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ
Ban hành kèm theo Quyết định số: 120 /QĐ- TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013
của Tổng cục trưởng Tổng cục dạy nghề
Hà Nội, Năm 2013
1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
2
LỜI GIỚI THIỆU
Mô đun đo lường điện lạnh là mô đun về các thiết bị đo lường các thiết bị
rất quan trọng được sử dụng rộng rãi trong một số ngành công nghiệp, đặc biệt
trong ngành kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí.
Giáo trình này được biên soạn nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ
bản về lý thuyết cũng như thực hành Đo Lường Điện Lạnh. Giáo trình gồm 6 bài đề
cập đến những thiết bị đo lường như: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, các dụng
cụ đo điện như đo Vôn, Ampe, điện trở …., giúp sinh viên nắm rõ lý thuyết và
thao tác thực hành chuẩn và chính xác.
Xin trân trọng cảm ơn Quý thầy cô trong bộ môn Điện lạnh Trường cao đẳng
kỹ thuật Cao Thắng đã hỗ trợ để hoàn thành được quyển giáo trình này.
Giáo trình lần đầu tiên được biên soạn nên không tránh khỏi sai sót, rất mong
nhận được ý kiến đóng góp của quý bạn đọc.
Xin trân trọng cám ơn.
TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2012
Tham gia biên soạn
1.Chủ biên: LÊ ĐÌNH TRUNG.
2. Ủy viên: VŨ KẾ HOẠCH.
3. Ủy viên: NGÔ THỊ MINH HIẾU.
4. Ủy viên: NGUYỄN VĂN BẮC
5. Ủy viên: NGUYỄN THÀNH LUÂN.
3
MỤC LỤC
ĐỀ MỤC
1.. Lời giới thiệu
2. Mục lục
3. CHƯƠNG TRÌNH :MÔ ĐUN ĐO LƯỜNG ĐIỆN LẠNH
Bài mở đầu
TRANG
3
4
7
9
Bài 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƯỜNG
1. Định nghĩa và phân loại phép đo
1.1. Định nghĩa về đo lường
1.2 Phân loại đo lường
2. Các tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo
10
10
10
10
11
2.1. Lý thuyết về những tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo 11
2.2. Những tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo
3. Sơ lược về sai số đo lường
3.1 Khái niệm về sai số đo lường
3.2 Sơ lược về các sai số đo lường
Bài 2: ĐO LƯỜNG ĐIỆN
1. Khái niệm chung – các cơ cấu đo điện thông dụng
1.1 Khái niệm chung
1.2. Các cơ cấu đo điện thông dụng
2. Đo dòng điện
2.1.Cấu tạo, nguyên lý làm việc của dụng cụ đo dòng điện
2.2 Các phương pháp đo dòng điện
2.3 Mở rộng thang đo
2.4 Điều chỉnh các dụng cụ đo
2.5 Đo dòng điện
2.6 Ghi chép ,đánh giá kết quả đo
3. Đo điện áp
3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của các dụng cụ đo điện áp
3.2 Các phương pháp đo điện áp
3.3 Mở rộng thang đo
12
13
13
13
18
18
18
19
23
23
25
25
26
27
28
30
30
31
33
34
34
35
38
44
50
3.4 Điều chỉnh các dụng cụ đo
3.5 Đo điện áp
3.6 Ghi chép đánh giá kết quả đo
4. Đo công suất
5. Đo điện trở
Bài 3: ĐO NHIỆT ĐỘ
4
1. Khái niệm và phân loại các dụng cụ đo nhiệt độ
1.1 Khái niệm về nhiệt độ và thang đo nhiệt độ
1.2 Phân loại các dụng cụ đo nhiệt đô
2. Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế giãn nở
2.1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của dụng cụ đo nhiệt độ
2.2. Điều chỉnh các dụng cụ đo
2.3. Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế dãn nở chất rắn
2.4. Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế dãn nở chất lỏng
2.5 Ghi chép, đánh giá kết quả đo
3. Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế kiểu áp kế
3.1.Cấu tạo,nguyên lý làm việc của dụng cụ đo nhiệt độ kiểu áp kế
3.2. Điều chỉnh các dụng cụ đo
3.3. Đo nhiệt độ bằng nhiệt áp kế chất lỏng
3.4. Đo nhiệt độ bằng nhiệt áp kế chất khí
3.5. Đo nhiệt độ bằng nhiệt áp kế hơi bão hoà
3.6. Ghi chép, đánh giá kết quả đo
4. Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt
4.1 Hiệu ứng nhiệt điện và nguyên lý đo
4.2. Các phương pháp nối cặp nhiệt.
4.3. Các phương pháp bù nhiệt độ đầu tự do cặp nhiệt
4.4. Vật liệu dùng chế tạo cặp nhiệt và các cặp nhiệt thường dùng
4.5. Cấu tạo cặp nhiệt
4.6. Đồng hồ thứ cấp dùng với cặp nhiệt
4.7. Ghi chép, đánh giá kết quả đo
50
50
51
53
53
55
55
56
56
59
59
60
60
61
61
62
65
65
66
67
68
69
69
71
74
75
75
75
75
75
75
80
80
80
81
82
82
5. Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế điện trở
5.1. Vật liệu dùng chế tạo nhiệt kế điện trở
5.2. Các nhiệt kế điện trở thường dùng và cấu tạo
5.3. Nhiệt kế điện trở bạch kim
5.4 Nhiệt kế điện trở đồng
5.5. Nhiệt kế điện trở sắt và nikel
5.6. Nhiệt kế điện trở bán dẫn
Bài 4. ĐO ÁP SUẤT VÀ CHÂN KHÔNG
1. Khái niệm cơ bản – phân loại các dụng cụ đo áp suất
1.1. Khái niệm về áp suất và thang đo áp suất
1.2 Phân loại các dụng cụ đo áp suất
2. Đo áp suất bằng áp kế chất lỏng
2.1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của dụng cụ đo áp suất
5
2.2. Điều chỉnh các dụng cụ đo
84
2.3. Đo áp suất bằng áp kế cột chất lỏng - ống thủy tinh
2.4. Đo áp suất bằng áp kế phao
2.5 Ghi chép, đánh giá kết quả đo
3. Đo áp suất bằng áp kế đàn hồi
3.1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc
3.2. Điều chỉnh các dụng cụ đo
3.3. Đo áp suất bằng áp kế hình khuyên ( Ống buốc đông )
3.4. Đo áp suất bằng áp kế kiểu hộp đèn xếp
3.5. Đo áp suất bằng áp kế ống lò xo
3.6. Ghi chép, đánh giá kết quả đo
Bài 5. ĐO LƯU LƯỢNG
84
85
85
85
85
88
88
88
88
89
93
1. Khái niệm và phân loại các dụng cụ đo lưu lượng
1.1 Khái niệm
93
93
1.2 Phân loại các dụng cụ đo lưu lượng
2. Đo lưu lượng bằng công tơ đo lượng chất lỏng
2.1 Đồng hồ nước
94
94
94
2.2 Đồng hồ đo tốc độ
95
3. Đo lưu lượng theo áp suất động của dòng chảy
4. Đo lưu lượng bằng phương pháp tiết lưu
4.1 Định nghĩa
96
97
97
4.2 Cấu tạo
97
4.3 Nguyên lý đo lưu lượng
98
Bài 6. ĐO ĐỘ ẨM
1. Khái niệm chung
1.1 Các khái niệm cơ bản
1.2 Các phương pháp đo độ ẩm
2. Các dụng cụ dùng để đo ẩm
2.1 Ẩm kế dây tóc
2.2 Ẩm kế ngưng tụ
2.3 Ẩm kế điện ly
103
103
103
104
105
105
106
106
107
111
2.4 Ẩm kế tụ điện polyme
TÀI LIỆU THAM KHẢO
6
TÊN MÔ ĐUN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN - LẠNH
Mã số mô đun: MĐ 24
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun :
- Đo lường điện - lạnh là mô đun chuyên môn trong chương trình nghề máy
lạnh và điều hoà không khí
- Mô đun được sắp xếp sau khi học xong các môn học cơ sở
- Là mô đun quan trọng và không thể thiếu trong nghề kỹ thuật máy lạnh và
điều hoà không khí vì trong quá trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa máy
lạnh chúng ta thường xuyên phải sử dụng các dụng cụ đo kiểm tra về dòng điện,
điện áp, công suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ ẩm....
Mục tiêu của mô đun:
- Trình bày được những khái niệm cơ bản, các phương pháp và các loại dụng
cụ về đo lường nhiệt, đo lường điện, đo áp suất, lưu lượng;
- Phân tích được nguyên lý cấu tạo, làm việc của các dụng cụ đo lường và
biết ứng dụng trong quá trình làm việc;
- Lựa chọn được dụng cụ đo cho phù hợp với công việc: Chọn độ chính xác
của các dụng cụ đo, thang đo và sử lý được kết quả đo;
- Đo được chính xác và đánh giá các đại lượng đo được về điện, điện áp,
công suất, điện trở, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và độ ẩm;
- Cẩn thận, kiên trì;
-Thu xếp nơi làm việc gọn gàng ngăn nắp;
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
Nội dung của mô đun:
Thời gian
Lý Thực Kiểm
thuyết hành tra*
Số
TT
Tên các bài trong mô đun
Mở đầu
Những khái niệm cơ bản về đo lường
Đo lường điện
Đo nhiệt độ
Đo áp suất và chân không
Đo lưu lượng
Tổng
số
1
1
2
3
4
5
6
7
8
1
6
3
5
5
5
3
4
3
7
6
7
3
5
12
12
12
6
10
1
1
Đo độ ẩm
Kiểm tra kết thúc
1
1
Cộng
60
23
30
7
7
BÀI MỞ ĐẦU
Từ xa xưa con người đã biết cách dùng đo lường để ứng dụng vào trong cuộc
sống sinh hoạt của mình như biết cách so sánh, đối chiếu khối lượng hàng hóa,
ngân lượng…trong trao đổi buôn bán, biết cách đo các kích thước để xác định chu
vi diện tích đất …
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật là sự không ngừng
phát triển của kỹ thuật đo lường.
Chính nhờ đo lường mà con người đã không ngừng hoàn thiện khoa học kỹ
thuật, khoa học ứng dụng…, và thông qua đo lường trong các thí nghiệm mà người
ta tìm ra các qui luật, các công thức thực nghiệm phục vụ cho khoa học kỹ thuật và
đời sống con người…
Kỹ thuật đo lường nhiệt lạnh có liên quan nhiều đến quy trình công nghiệp,
nông nghiệp, ngư nghiệp,…kể cả trong cuộc sống sinh hoạt con người
Trong công nghệ nhiệt điện lạnh..., các thiết bị nhiệt ngày càng phát triển do
đó yêu cầu về dụng cụ và phương pháp đo lường phải thích hợp. Mặt khác muốn tự
động hóa quá trình sản xuất thì trước hết cần đảm bảo khâu đo lường nhiệt. Do đó
yêu cầu cán bộ kỹ thuật cần nắm được nguyên lý, thành thạo trong lựa chọn và sử
dụng các dụng cụ đo và phương pháp đo, có khả năng nhận biết các nguyên nhân
sai số và biết cách khử các nguyên nhân đó phục vụ tốt cho vận hành bảo trì sửa
chữa thiết bị và hệ thống
8
BÀI 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƯỜNG
Mã bài: MĐ 24 - 01
Giới thiệu:
Trong kỹ thuật đo lường thì vấn đế quan trọng nhất đó là tính chính xác của
kết quả đo. Do đó muốn kết quả đo càng chính xác thì người thực hiện đo lường
cần phải nắm vững được các phương pháp đo, cũng như sử dụng thành thạo thiết bị
đo, nắm được các tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo, từ đó biết cách
khử các nguyên nhân sai số đảm bảo kết quả đo là chính xác nhất, phục vụ tốt cho
quá trình vận hành, bảo trì, sửa chữa thiết bị và hệ thống.
Mục tiêu:
- Trình bày được một số khái niệm cơ bản về đo lường;
- Trình bày được định nghĩa, phân loại các phép đo;
- Đọc hiểu được, chuyển đổi những tham số đặc trưng cho phẩm chất, các sai
số của dụng cụ đo;
- Cẩn thận, chính xác, khoa học.
Nội dung chính:
1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI PHÉP ĐO:
* Mục tiêu:
Sinh viên nắm được định nghĩa và phân loại được các loại phép đo
1.1 Định nghĩa về đo lường:
Đo lường là hành động cụ thể thực hiện bằng công cụ đo lường để tìm trị số
của một đại lượng chưa biết biểu thị bằng đơn vị đo lường.
Kết quả đo lường là giá trị bằng số của đại lượng cần đo AX nó bằng tỷ số
của đại lượng cần đo X và đơn vị đo Xo.
X
AX
X AX .Xo
Xo
* Ví dụ: Ta đo được
U = 50 V thì có thể xem là U = 50 u
50 – là kết quả đo lường của đại lượng bị đo
u – là lượng đơn vị
Mục đích của đo lường: là lượng chưa biết mà ta cần xác định
Đối tượng đo lường: là lượng trực tiếp bị đo dùng để tính toán tìm lượng
chưa biết.
* Ví dụ: S = a.b mục đích là m2 còn đối tượng là m.
1.2 Phân loại đo lường:
Dựa theo cách nhận được kết quả đo lường người ta chia làm 3 loại chính là
đo trực tiếp, đo gián tiếp và đo tổng hợp
9
1.2.1 Đo trực tiếp:
Là đem lượng cần đo so sánh với lượng đơn vị bằng dụng cụ đo hay đồng hồ
chia độ theo đơn vị đo. Mục đích đo lường và đối tượng đo lường thống nhất với
nhau
Các phép đo trực tiếp:
- Phép đọc trực tiếp: đo chiều dài bằng mét, đo dòng điện bằng ampe mét, đo
điện áp bằng vôn mét, đo nhiệt độ bằng nhiệt kế…
- Phép chỉ không: đem lượng chưa biết cân bằng với lượng đo đã biết và khi
có cân bằng thì đồng hồ chỉ không.
* Ví dụ: cân, đo điện áp
- Phép trùng hợp: theo nguyên tắc của thước cặp để xác định lượng chưa
biết.
- Phép thay thế: lần lượt thay đại lượng cần đo bằng đại lượng đã biết.
* Ví dụ: Tìm R chưa biết nhờ thay điện trở đó bằng một hộp R đã biết mà giữ
nguyên I và U.
- Phép cầu sai: dùng một đại lượng gần nó để suy ra đại lượng cần tìm
(thường để hiệu chỉnh các dụng cụ đo độ dài).
1.2.2 Đo gián tiếp:
Lượng cần đo xác định bằng tính toán theo quan hệ hàm đã biết đối với các
lượng bị đo trực tiếp có liên quan (trong nhiều trường hợp dùng loại này vì đơn
giản hơn so với đo trực tiếp, đo gián tiếp thường mắc sai số và là tổng hợp của sai
số trong phép đo trực tiếp).
* Ví dụ : đo diện tích, đo công suất.
1.2.3 Đo tổng hợp:
Tiến hành đo nhiều lần ở các điều kiện khác nhau để xác định được một hệ
phương trình biểu thị quan hệ giữa các đại lượng chưa biết và các đại lượng bị đo
trực tiếp, từ đó tìm ra các lượng chưa biết
* Ví dụ: đã biết qui luật giản nở dài do ảnh hưởng của nhiệt độ là:
L = L0(1+αt + βt2)
Muốn tìm các hệ số α, β và chiều dài của vật ở 00c là L0 thì ta có thể đo trực
tiếp chiều dài ở nhiệt độ t là Lt, tiến hành đo 3 lần ở các nhiệt độ khác nhau ta có hệ
3 phương trình và từ đó xác định các lượng chưa biết bằng tính toán.
2. NHỮNG THAM SỐ ĐẶC TRƯNG CHO PHẨM CHẤT CỦA DỤNG CỤ ĐO:
* Mục tiêu:
Sinh viên hiểu và nắm được các tham số đặc trưng của các dụng cụ đo
2.1. Lý thuyết về những tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo:
10
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cùng với sự không ngừng
hoàn thiện của kỹ thuật đo lường, thì dụng cụ đo giữ vai trò rất lớn trong sự phát
triển đó. Vì vậy dụng cụ đo cần phải đảm bảo có độ chính xác lớn, tuổi thọ cao, sử
dụng đơn giản và có khả năng đo được nhiều đại lượng do lường khác nhau. Để
đánh giá phẩm chất của một dụng cụ đo người ta dựa vào các tham số đặc trưng của
nó như: sai số, cấp chính xác, độ nhạy, hạn không nhạy........
2.2. Những tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo:
2.2.1. Sai số và cấp chính xác của dụng cụ đo:
Trên thực tế không thể có một đồng hồ đo lý tưởng cho số đo đúng trị số thật
của tham số cần đo. Đó là do vì nguyên tắc đo lường và kết cấu của đồng hồ không
thể tuyệt đối hoàn thiện.
Gọi giá trị đo được là: Ađ
Còn giá trị thực là: At
Sai số tuyệt đối: là độ sai lệch thực tế
δ = Ađ - At
Các loại sai số định tính: Trong khi sử dụng đồng hồ người ta thường để ý đến các
loại sai số sau
+ Sai số cho phép: là sai số lớn nhất cho phép đối với bất kỳ vạch chia nào
của đồng hồ (với quy định đồng hồ vạch đúng tính chất kỹ thuật) để giữ đúng cấp
chính xác của đồng hồ.
+ Sai số cơ bản: là sai số lớn nhất của bản thân đồng hồ khi đồng hồ làm
việc bình thường, loại này do cấu tạo của đồng hồ.
+ Sai số phụ: do điều kiện khách quan gây nên.
Trong các công thức tính sai số ta dựa vào sai số cơ bản còn sai số phụ thì
không tính đến trong các phép đo.
2.2.2 Độ nhạy:
X
A
S
Với: X: độ chuyển động của kim chỉ thị (m, độ…)
A: độ thay đổi của giá trị bị đo
3
S 1,5mm /o C
*Ví dụ:
2
- Tăng độ nhạy bằng cách tăng hệ số khuếch đại
- Giá trị chia độ bằng 1/s = C: gọi là hằng số của dụng cụ đo
2.2.3 Biến sai:
11
Là độ lệch lớn nhất giữa các sai số khi đo nhiều lần 1 tham số cần đo ở cùng
điều kiện đo lường
A A
dm
nd
max
Chú ý: biến sai số chỉ của đồng hồ không được lớn hơn sai số cho phép của
đồng hồ.
2.2.4 Hạn không nhạy:
Là mức độ biến đổi nhỏ nhất của tham số cần đo để cái chỉ thị bắt đầu làm
việc.
Chỉ số của hạn không nhạy nhỏ hơn ½ sai số cơ bản.
3. SƠ LƯỢC VỀ SAI SỐ ĐO LƯỜNG:
* Mục tiêu:
Giúp sinh viên hiểu và nắm được các loại sai số đo lường , biểu diển được và
đọc được các kết quả đo kỹ thuật
3.1. Khái niệm về sai số đo lường:
Trong khi tiến hành đo lường, trị số mà người xem, đo nhận được không bao
giờ hoàn toàn đúng với trị số thật của tham số cần đo, sai lệch giữa hai trị số đó gọi
là sai số đo lường. Dù tiến hành đo lường hết sức cẩn thận và dùng các công cụ đo
lường cực kỳ tinh vi ... cũng không thể làm mất được sai số đo lường, vì trên thực
tế không thể có công cụ đo lường tuyệt đối hoàn thiện người xem đo tuyệt đối
không mắc thiếu sót và điều kiện đo lường tuyệt đối không thay đổi ... . Do đó
người ta thừa nhận tồn tại sai số đo lường và tìm cách hạn chế số đó trong một
phạm vi cần thiết rồi dùng tính toán để đánh giá sai số mắc phải và đánh giá kết quả
đo lường.
Người làm công tác đo lường, thí nghiệm, cần phải đi sâu tìm hiểu các đại
lượng sai số, nguyên nhân gây sai số để tìm cách khắc phục và biết cách làm mất
ảnh hưởng của sai số đối với kết quả đo lường.
3.2. Sơ lược về các sai số đo lường:
3.2.1 Sai số chủ quan:
Trong quá trình đo lường, những sai số do người xem đo đọc sai, ghi chép
sai, thao tác sai, tính sai, vô ý làm sai .... được gọi là sai số nhầm lẫn. Cách tốt nhất
là tiến hành đo lường một cách cẩn thận để tránh mắc phải sai số nhầm lẫn.
Trong thực tế cũng có khi người ta xem số đo có mắc sai số nhầm lẫn là số
đo có sai số lớn hơn 3 lần sai số trung bình mắc phải khi đo nhiều lần tham số cần
đo.
3.2.2 Sai số hệ thống:
12
Sai số hệ thống thường xuất hiện do cách sử dụng đồng hồ đo không hợp lý,
do bản thân đồng hồ đo có khuyết điểm, hay điều kiện đo lường biến đổi không
thích hợp và đặc biệt là khi không hiểu biết kỹ lưỡng tính chất của đối tượng đo
lường... Trị số của sai số hệ thống thường cố định hoặc là biến đổi theo quy luật vì
nói chung những nguyên nhân tạo nên nó cũng là những nguyên nhân cố định hoặc
biến đổi theo quy luật. Vì vậy mà chúng ta có thể làm mất sai số hệ thống trong số
đo bằng cách tìm các trị số bổ chính hoặc là sắp xếp đo lường một cách thích đáng.
Nếu xếp theo nguyên nhân thì chúng ta có thể chia sai số hệ thống thành các loại
sau :
Sai số công cụ: Ví dụ : - Chia độ sai - Kim không nằm đúng vị trí ban đầu -
tay đòn của cân không bằng nhau...
Sai số do sử dụng đồng hồ không đúng quy định : Ví dụ : - Đặt đồng hồ ở
nơi có ảnh hưởng của nhiệt độ, của từ trường, vị trí đồng hồ không đặt đúng
quy định...
Sai số do chủ quan của người xem đo. Ví dụ : Đọc số sớm hay muộn hơn
thực tế, ngắm đọc vạch chia theo đường xiên...
Sai số do phương pháp : Do chọn phương pháp đo chưa hợp lý, không nắm
vững phương pháp đo ...
3.2.3. Sai số ngẫu nhiên:
Là những sai số mà không thể tránh khỏi gây bởi sự không chính xác tất yếu
do các nhân tố hoàn toàn ngẫu nhiên được gọi là sai số ngẫu nhiên.
Nguyên nhân: là do những biến đổi rất nhỏ thuộc rất nhiều mặt không liên
quan với nhau xảy ra trong khi đo lường mà không có cách nào tính trước được.
Như vậy luôn có sai số ngẫu nhiên và tìm cách tính toán trị số của nó chứ không
thể tìm kiếm và khử các nguyên nhân gây ra nó.
3.2.4. Sai số động:
Là sai số của dụng cụ đo khi đại lượng đo thay đổi theo thời gian.
3.2.5. Các cách biểu diễn kết quả đo lường trong phép đo kỹ thuật và phép đo chính
xác:
Giả sử đại lượng cần đo F có giá trị chính xác là A
Kết quả đo đại lượng F trong phép đo kỹ thuật và phép đo chính xác được
A A A
biểu diễn:
Trong đó :
A:Giá trị trung bình của n lần đo
A: Sai số tuyệt đối thu được từ phép tính sai số
a. Đối với phép đo trực tiếp
13
Giả sử đại lượng cần đo F có giá trị chính xác là A. Nếu đo trực tiếp đại
lượng này n lần trong cùng điều kiện, ta sẽ nhận được các giá trị A1, A2, A3,…,An
nói chung khác với giá trị A, nghĩa là mỗi lần đo đều có sai số.
Lần đo
Gía trị đo được
Sai số của mỗi lần đo
1
2
3
A1
A2
A3
A A A
1
1
A2 A2 A
A3 A3 A
n
An
An An A
A A2 ... An
A A2 ... An
1
TB
1
A
A
n
n
Độ chính xác của kết quả đo đại lượng F được đánh giá bằng sai số tương
đối của đại lượng cần đo F, đó là tỷ số giữa sai số tuyệt đối của phép đo với giá trị
trung bình:
A
A
A
.100%
b. Đối với phép đo gián tiếp:
Để xác định sai số của phép đo gián tiếp, ta có thể vận dụng các quy tắc sau
đây:
- Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu, thì bằng tổng các sai số tuyệt đối của
các số hạng.
- Sai số tương đối của một tích hay thương, thì bằng tổng các sai số tương đối
của các thừa số.
A
A
A
.100%
Nếu δA càng nhỏ thì phép đo càng chính xác.
* Các bước và cách thực hiện công việc:
1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, VẬT TƯ:
(Tính cho một ca thực hành gồm 20HSSV)
Loại trang thiết bị
Mô hình thí nghiệm đo thời gian vật rơi tự do
Đồng hồ đo thời gian, thước dây
Mỗi sinh viên chuẩn bị giấy bút, máy tính casio
Xưởng thực hành
TT
1
2
3
4
Số lượng
10 bộ
10 bộ
10 bộ
1
14
2. QUI TRÌNH THỰC HIỆN:
2.1. Qui trình tổng quát:
Tên các
bước công
việc
Tiêu chuẩn
thực hiện
công việc
Lỗi thường
gặp, cách khắc
phục
Thiết bị, dụng cụ,
vật tư
STT
Thí nghiệm Mô hình thí nghiệm Thực hiện
-Thí nghiệm sai
đúng qui trình thao tác
cụ thể được
mô tả ở mục
2.2.1.
- Bấm đồng hồ
thời gian trước
hoặc sau khi thả
vật rơi tự do.
- Ghi chép kết
quả sai
* Cần nghiêm
túc thực hiện
đúng qui trình,
qui định của
GVHD
1
Ghi kết quả Giấy , bút
thí nghiệm
Ghi chép đúng
chính xác kết
2
3
quả
thí
nghiệm
Tính
đúng
xác
Tính toán
Giấy bút , máy
toán
chính
kết quả đo tính…
Nộp tài liệu Giấy, bút, máy tính, Đẩm bỏa đầy
thu thập,
ghi chép
được cho
GVHD
tài liệu ghi chép đủ khối lượng
được.
4
5
Thực hiện - Mô hình thí nghiệm -Sạch sẽ
vệ sinh
công
- Giẻ lau sạch
nghiệp
2.2. Qui trình cụ thể:
2.2.1. Thí nghiệm đo tốc độ rơi tự do của vật
a. Kiểm tra tổng thể mô hình.
c. Kiểm tra các thiết bị đo thước, đồng hồ bấm giờ
d. Tiến hành thí nghiệm: Mỗi nhóm ít nhất 2-3 sinh viên trong đó một sinh viên
thực hiện thả vật rơi tự do, một sinh viên bấm giờ và một sinh viên ghi kết quả
đo.Các thí nghiệm được thực hiện đo tại 5 vị trí độ cao, đo lần 5 lần ứng với mỗi vị
trí độ cao.
e. Ghi kết quả thí nghiệm
15
f. Tính toán và biểu diễn kết quả đo.
2.2.2. Nộp tài liệu thu thập, ghi chép được cho giáo viên hướng dẫn.
2.2.3. Thực hiện vệ sinh mô hình.
* Bài tập thực hành của học sinh, sinh viên:
1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư.
2. Chia nhóm:
Mỗi nhóm từ 2 – 4 SV thực hành trên 1 mô hình.
3. Thực hiện qui trình tổng quát và cụ thể.
*Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập:
Mục tiêu
Nội dung
- Trình bày được các khái niệm cơ bản về đo lường và
các tham số đặc trưng của dụng cụ đo
- Trình bày được cách tính toán sai số và biểu diễn kết
quả đo.
Điểm
Kiến thức
4
- Thực hiện đúng thao tác thí nghiệm.
- Kỹ năng làm việc theo nhóm.
- Kỹ năng ghi chép và tính toán.
- Cẩn thận, lắng nghe, ghi chép, từ tốn, thực hiện tốt vệ
sinh công nghiệp
Kỹ năng
4
Thái độ
2
Tổng
10
*Ghi nhớ:
1. Trình bày được các khái niệm cơ bản về đo lường
2. Phân loại và Trình bày được các phương pháp đo lường
3. Trình bày và biểu diễn được kết quả đo lường.
16
BÀI 2: ĐO LƯỜNG ĐIỆN
Mã bài: MĐ 24 - 02
Giới thiệu:
Đo lường điện là việc xác định các đại lượng chưa biết về điện như dòng
điện, điện áp, công suất… bằng các dụng cụ đo lường điện. Ứng với mỗi đại lượng
chưa biết thì sử dụng các dụng cụ đo cũng như các phương pháp đo khác nhau.
Mục tiêu:
- Phân tích được mục đích và phương pháp đo một số đại lượng về điện;
- Phân loại các dụng cụ đo lường điện;
- Điều chỉnh được các dụng cụ đo;
- Đo kiểm được các thông số cơ bản về điện;
- Ghi, chép kết quả đo;
- Đánh giá, so sánh các kết quả đo được;
- Cẩn thận, chính xác, khoa học, an toàn.
Nội dung chính:
1. KHÁI NIỆM CHUNG – CÁC CƠ CẤU ĐO ĐIỆN THÔNG DỤNG:
* Mục tiêu:
Sinh viên trình bày được khái niệm đo lường điện và cấu tạo nguyên lý làm
việc của một số thiết bị do lường điện thông dụng
1.1. Khái niệm chung:
1.1.1. Khái niệm:
Đo lường điện là xác định các đại lượng vật lý của dòng điện nhờ các dụng
cụ đo lường như Ampe kế, Vôn kế, Ohm kế, Tần số kế, công tơ điện,…
1.1.2. Vai trò:
Đo lường điện đóng vai trò rất quan trọng đối với nghề KỸ THUẬT MÁY
LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ vì những lý do đơn giản sau: Nhờ dụng cụ
đo lường có thể xác định trị số các đại lượng điện trong mạch. Nhờ dụng cụ đo, có
thể phát hiện một số hư hỏng xảy ra trong thiết bị và mạch điện.
* Ví dụ:
Dùng vạn năng kế để đo nguội 2 cực nối của bàn là để biết có hỏng không.
Dùng vạn năng kế để đo vỏ tủ lạnh có bị rò điện không.
Đối với các thiết bị điện mới chế tạo hoặc sau khi đại tu, bảo dưỡng cần đo
các thông số kỹ thuật để đánh giá chất lượng của chúng. Nhờ các dụng cụ đo và
mạch đo thích hợp, có thể xác định các thông số kỹ thuật của thiết bị điện.
Đại lượng, dụng cụ đo và các ký hiệu thường gặp trong đo lường điện:
17
Đại lượng
Dụng cụ đo điện áp
Dụng cụ đo
Vôn kế (V)
Ký hiệu
V
Dụng cụ đo dòng điện
Dụng cụ đo công suất
Ampe kế (A)
Oát kế (W)
A
W
Dụng cụ đo điện năng
Công tơ điện (Kwh)
Kwh
1.2. Các cơ cấu đo điện thông dụng:
1.2.1 Cơ cấu đo từ điện:
a. Cấu tạo: gồm 2 phần là phần tĩnh và phần động
- Phần tĩnh: gồm nam châm vĩnh cửu 1, mạch từ và cực từ 3, lõi sắt 6 hình
thành mạch từ kín
- Phần động: gồm khung dây 5 được quấn bằng dây đồng. Khung dây được
gắn vào trục quay. Trên trục quay có 2 lò xo cản 7 mắc ngược nhau, kim chỉ thị 2
và thang đo 8.
Hình 2.1 Cơ cấu chỉ thị từ điện
b. Nguyên lý làm việc:
Khi có dòng điện chạy qua khung dây 5 dưới tác dụng của từ trường nam
châm vĩnh cửu 1 sinh ra mômen quay Mq làm khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu
một góc . Mq được tính:
dWe
Mq
B.S.W.I
d
Tại vị trí cân bằng, mômen quay bằng mômen cản:
1
M q Mc B.S.W.I D. .B.S.W.I St .I
D
Trong đó: We – năng lượng điện từ trường
B – độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu
S – tiết diện khung dây
W – số vòng dây của khung dây
18
I – cường độ dòng điện
c. Các đặc tính chung:
- Chỉ đo được dòng điện 1 chiều
- Đặc tính của thang đo đều
1
- Độ nhạy St .B.S.W là hằng số
D
- Ưu điểm: độ chính xác cao, ảnh hưởng của từ trường không đáng kể, công
suất tiêu thụ nhỏ, độ cản dịu tốt, thang đo đều.
- Nhược điểm: chế tạo phức tạp, chịu quá tải kém, độ chính xác chịu ảnh
hưởng lớn bởi nhiệt độ, chỉ đo dòng 1 chiều.
- Ứng dụng:
+ Chế tạo các loại Ampemét, Vônmét, Ômmét nhiều thang đo, dải đo rộng
+ Chế tạo các loại điện kế có độ nhạy cao
+ Chế tạo các dụng cụ đo điện tử tương tự: Vônmét điện tử, tần số kế điện
tử.
1.2.2. Cơ cấu đo điện từ:
a. Cấu tạo: gồm 2 phần là phần tĩnh và phần động
- Phần tĩnh: là cuộn dây 1 bên trong có khe hở không khí (khe hở làm việc).
- Phần động: là lõi thép 2 gắn lên trục quay 5, lõi thép có thể quay tự do
trong khe làm việc của cuộn dây. Trên trục quay có gắn: bộ phận cản dịu không khí
4, kim chỉ 6, đối trọng 7. Ngoài ra còn có lò xo cản 3, bảng khắc độ 8.
Hình 2.2 Cấu tạo chung của cơ cấu chỉ thị điện từ
b. Nguyên lý làm việc:
Dòng điện I chạy vào cuộn dây 1 tạo thành một nam châm điện hút lõi thép 2
vào khe hở không khí với mômen quay:
dWe
1
.I 2
2
dL
LI 2
Mq
với We
, L là điện cảm của cuộn dây
d
d
2
19
1 dL
.
Tại vị trí cân bằng: M q Mc
.I 2 là phương trình thể hiện đặc
2D d
tính của cơ cấu chỉ thị điện từ.
c. Các đặc tính chung:
- Thang đo không đều, có đặc tính phụ thuộc vào dL/d là một đại lượng phi tuyến.
- Cản dịu thường bằng không khí hoặc cảm ứng.
- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, tin cậy, chịu được quá tải lớn.
- Nhược điểm: độ chính xác không cao nhất là khi đo ở mạch một chiều sẽ bị
sai số (do hiện tượng từ trễ, từ dư…), độ nhạy thấp, bị ảnh hưởng của từ trường
ngoài.
- Ứng dụng: thường để chế tạo các loại ampemét, vônmét….
1.2.3 Cơ cấu đo điện động:
a. Cấu tạo: gồm 2 phần cơ bản phần động và phần tĩnh:
- Phần tĩnh: gồm cuộn dây 1 để tạo ra từ trường khi có dòng điện chạy qua.
Trục quay chui qua khe hở giữa hai phần cuộn dây tĩnh.
- Phần động: khung dây 2 đặt trong lòng cuộn dây tĩnh. Khung dây 2 được
gắn với trục quay, trên trục có lò xo cản, bộ phận cản dịu và kim chỉ thị. Cả phần
động và phần tĩnh được bọc kín bằng màn chắn để ngăn chặn ảnh hưởng của từ
trường ngoài.
b. Nguyên lý làm việc:
Khi có dòng điện I1 chạy vào cuộn dây 1 làm xuất hiện từ trường trong lòng
cuộn dây. Từ trường tác động lên dòng điện I2 chạy trong khung dây 2 tạo nên
mômen quay làm khung dây 2 quay một góc .
dWe
Mômen quay được tính: Mq
, có 2 trường hợp xảy ra:
d
dM
1
- I1, I2 là dòng 1 chiều:
.
12 .I1.I2
D d
dM
1
- I1, I2 là dòng xoay chiều:
.
12 .I1.I2.cos
D d
Với: M12 là hỗ cảm giữa cuộn dây tĩnh và động; là góc lệch pha giữa I1 và I2.
Hình 2.3 Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị điện động
Tải về để xem bản đầy đủ
112 trang
16444
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Đo lường điện lạnh - Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_do_luong_dien_lanh_nghe_ky_thuat_may_lanh.pdf
