Tài liệu Thiết kế và thi công mô hình máy đo tần suất hiển thị số dùng trong giảng dạy

ĐỀ TÀI: Thiết kế và thi công mô hình máy đo tần suất hiển thị số dùng trong giảng dạy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCMKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬBỘ MÔN ĐIỆN TỬ






LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP


ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ H̀NH MÁY ĐO TẦN SỐ HIỂN THỊ SỐ DÙNG TRONG GIẢNG DẠY






SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN VĂN KHÁNH
NGUYỄN MINH TỨ
LỚP: 95 KĐĐ
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:CÔ VŨ BẢO TUYÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA : ĐIỆN
BỘ MÔN : ĐIỆN TỬ
NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn : cô VŨ BẢO TUYÊN
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN KHÁNH
NGUYỄN MINH TỨ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN XÉT DUYỆT
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


.
.

.

.
.
.
.

.

.
.
.
.
.
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA : ĐIỆN
BỘ MÔN : ĐIỆN TỬ
NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Giáo viên xét duyệt:
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN KHÁNH
NGUYỄN MINH TỨ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN XÉT DUYỆT
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.



.
.

.

.
.
.

.

.
.
.
.

GIÁO VIÊN XÉT DUYỆT







MỤC ĐÍCH VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

I./ Mục đích của đề tài:
Đề tài mô h́nh máy đo tần số được ứng dụng làm đồ dùng dạy học cho môn học đo lường điện. Thiết bị đo tần số có nhiều loại và nhiều phương pháp đo như máy đo tần số chỉ thị kim, máy đo tần số chỉ thị rung, máy đo tần số chỉ thị số.v.v
Trong luận văn tốt nghiệp, chúng em t́m hiểu mạch điện và thi công máy đo tần số chỉ thị số dưới dạng mô h́nh dùng trong giảng dạy. Mô h́nh này sử dụng các linh kiện vi mạch số nhằm giới thiệu cho người hiểu thêm ứng dụng cuả vi mạch số trong các thiết bị đo lường điện. Mô h́nh máy đo tần số chỉ thị số sau khi thi công được dùng cho việc giảng dạy và học tập cuả sinh viên trường đại học sư phạm kỹ thuật trong môn học đo lường điện.

II./ Giới hạn đề tài:
Các thiết bị đo lường điện dùng các kỹ thuật số rất đa dạng và nhiều chức năng nhưng do thời gian hạn chế nên chỉ thực hiện những điều cơ bản: t́m hiểu về các loại máy đo tần số, cấu trúc và nguyên lư hoạt động cuả vi mạch số. Sau cùng là thiết kế, thi công mạch đo tần số dùng vi mạch số cơ bản. Giới hạn tần số làm việc cuả máy trong khoảng tần số 2 HZ đến 20 KHZ, biên độ tín hiệu cần đo cao nhất có thể đáp ứng được là 15 V và thấp nhất là 100mV. Nguồn điện cung cấp cho máy là 220 V.

MỤC LỤC
Lời nói đầu
Chương I : Tổng Quan Về Đo Lường Điện
I. Sai số và cấp chính xác
II. Các loại thiết bị đo tần số
Chương II : Cơ Sở Lư Luận
III. Giới thiệu về vi mạch số
IV. Các mạch taọ dao động
V. Cấu tạo mạch đếm
VI. Mạch giải mă và hiển thị
VII. Giao tiếp công suất
Chương III : Thiết Kế Mạch Đếm Tần Số
I. Sơ đồ khối toàn mạch
II. Mạch dao động chuẩn
III. Mạch chia tần số tín hiệu ngơ vào và mạch khống chế thời gian đếm trong 1 giây
IV. Mạch giới hạn biên độ tín hiệu ngơ vào
V. Mạch đếm và giải mă
VI. Mạch hiển thị
VII. Mạch nguồn
Chương IV : Thi Công
I. H́nh dạng mô h́nh
II. Sơ đồ nguyên lư
1. Mạch ngơ vào
2. Mạch dao động chuẩn
3. Mạch đếm và giải mă
4. Mạch hiển thị
III. Lắp ráp và cân chỉnh thiết bị
Chương VI: Kết Luận

Chương I

TỔNG QUAN VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN

I/ SAI SỐ VÀ CẤP CHÍNH XÁC:
1/ Nguyên nhân sai số:
Mọi phép đo đều có sai số. Sai số do các nguyên nhân khác nhau gây ra như dụng cụ đo, do điều kiện tiến hành phép đo và do người đo.
Dụng cụ đo được chế tạo với độ chính xác khác nhau và giá trị đọc được từ dụng cụ đo.
Độ chính xác bản thân dụng cụ đo c̣n phụ thuộc vào môi trường. Mức độ ảnh hưởng của môi trường đến kết quả đo tùy thuộc vào kết cấu cụ thể của dụng cụ đo.
Người ta cũng đưa thêm một đại lượng sai số đáng kể vào kết quả đo. Sai số do người đo, trước hết là sai số đọc đặc biệt khi phải suy với thang đo phi tuyến. Khi kim chỉ nằm giữa hai độ khắc vạch người đọc cần phải phán đoán giá trị gần đúng của kết quả đo. Sai số ngoại suy không quá 0,5 giá trị giữa hai vạch khắc độ. Ngoài ra c̣n phụ thuộc vào tŕnh độ sử dụng dụng cụ đo, người đo c̣n gây ra những sai số khác nữa. Nhưng sai số này có thể rất lớn, và ta gọi nó là phép đo sai số, phải loại bỏ khi tính toán.

2/ Phân loại sai số:
Người ta chia sai số ra làm 2 loại theo tính chất thống kê.
a/ Sai số hệ thống:
Là sai số có giá trị xác định trong những điều kiện xác định. Do đó ta có thể biết trước được giá trị này và tính bù vào kết quả đo, tức là ta có thể bỏ sai số hệ thống khỏi kết quả đo sau khi tính toán.

b/ Sai số ngẫu nhiên:
Là sai số có giá trị ngẫu nhiên khi tiến hành các phép đo cùng điều kiện.
Để có được các kết quả đo chính xác ta dùng phương pháp thống kê, lấy trung b́nh cộng các kết quả đo, với số phép đo rất lớn.
Cần nhớ rằng phép lấy trung b́nh cộng không thể loại bỏ sai số hệ thống.
Việc phân chia sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên cũng có tính chất tương đối. Cùng một nguyên nhân gây ra sai số, tùy thuộc vào điều kiện nghiên cứu, lúc này có thể coi là sai số ngẫu nhiên, lúc khác có thể coi là sai số hệ thống. Nói chung khi sai số được coi là sai số hệ thống nếu ta biết rơ nguyên nhân và mức độ gây ra sai số của tác động ấy. Nếu ta chỉ quan tâm đến tính chất thống kê của sai số, không khống chế nguyên nhân gây ra sai số, sai số sẽ có tính chất ngẫu nhiên. Việc lấy trung b́nh cộng chỉ có thể loại được sai số ngẫu nhiên nếu số lượng phép đo đủ lớn, sau cho tác động gây ra sai số ngẫu nhiên biến đổi trong phạm vi lớn, sai số ngẫu nhiên có dạng phân bố chuẩn .

3/ Cấp chính xác của dụng cụ đo:
Cấp chính xác của một dụng cụ hay thiết bị đo là tỉ số tính theo phần trăm giữa sai số lớn nhất cho phép trong điều kiện làm việc b́nh thường của thiết bị đo với giá trị định mức của thiết bị đó. Do đó khi sử thiết bị đo lường chúng ta cần quan tâm đến cấp chính xác của thiết bị đo được ghi trên máy hoặc trong sổ tay kỹ thuật của thiết bị đo. Để từ cấp chính xác này chúng ta sẽ đánh giá được sai số của kết quả đo. Ví dụ một vôn kế có ghi cấp chính xác là 1 nghĩa là giới hạn sai số của nó cho tầm đo là 1%.

II/ CÁC LOẠI THIẾT BỊ ĐO TẦN SỐ:
1/ Tần số kim chỉ kiểu tỉ số kế điện động: