Trung tâm đào tạo thiết kế vi mạch Semicon

Phần 3 : Vôn kế

1. Khái niệm chung về đo điện áp
         Dụng cụ dùng để đo điện áp gọi là Vôn kế hay Vôn met (Voltmeter). Kí hiệu như sau:
Yêu cầu chung đối với dụng cụ đo điện áp:
   +  Mắc Vôn kế đo điện áp phải mắc song song với đoạn mạch cần đo
   +  Công suất tiêu thụ càng nhỏ càng tốt, điện trở của Vôn kế càng lớn càng tốt và lý tưởng RV=∞.
   +  Làm việc trong một dải tần cho trước để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo.

Kí hiệu Vôn kế trên sơ đồ.

2. Vôn kế một chiều
     Độ lệch của kim chỉ thị tỉ lệ với dòng qua cuộn dây động. Dòng qua cuộn dây tỉ lệ với điện áp trên cuộn dây. Nên coi Vôn kế  là ampe kế dòng rất nhỏ với điện trở rất lớn. Điện áp định mức của cơ cấu chỉ thị  khoảng 50mV ÷ 75mV nên cần nối tiếp nhiều điện trở phụ (còn gọi là điện trở nhân) để làm tăng  khoảng đo của Vôn kế.

Hình 1: Mắc điện trở phụ nối tiếp cơ cấu chỉ thị

Vôn kế nhiều thang đo thì các điện trở phụ được mắc như sau:

3. Vôn kế xoay chiều
-  Vôn kế từ điện đo điện áp xoay chiều
     Sử dụng cơ cấu từ điện thì dụng cụ có tính phân cực và phải mắc đúng sao cho độ lệch dương (trên thang đo). Để sử dụng dụng cụ đo từ điện làm thành dụng cụ đo xoay chiều người ta phải sử dụng các bộ chỉnh lưu (nửa sóng hoặc toàn sóng) để các giá trị của dòng chỉ gây ra độ lệch dương.
(Tham khảo thêm phần Ampe kế từ điện đo dòng xoay chiều)
Chú ý: để bù sai số do nhiệt và khi tần số thay đổi người ta mắc thêm vào mạch các điện trở làm bằng đồng hoặc maganin để bù nhiệt kết hợp với cuộn cảm và tụ bù tần số
- Vôn kế từ điện
Là dụng cụ để đo điện áp xoay chiều tần số công nghiệp. Cuộn dây tĩnh có số vòng dây rất lớn từ 1000 – 6000 vòng. Để mở rộng thang đo người ta mắc nối tiếp với cuộn dây các điện trở phụ.
Các tụ C được mắc song song với các điện trở phụ để bù sai số do tần số khi tần số lớn hơn tần số công nghiệp.

Hình 2: Sơ đồ mắc các cuộn dây của Vôn kế từ điện

- Vôn kế điện động
     Cuộn kích được chia làm 2 phần nối tiếp nhau và nối tiếp với cuộn động. Độ lệch của kim chỉ thị tỉ lệ với I2 nên kim dừng ở giá trị trung bình của I2 tức giá trị tức thời rms.

Hình 3: Sơ đồ mắc các cuộn dây của Vôn kế điện động

Đặc điểm của Vôn kế điện động:

 + Tác dụng của dòng rms giống như trị số dòng một chiều tương đương nên có thể khác độ theo giá trị một chiều và dùng cho cả xoay chiều
 + Dụng cụ điện động thường đòi hỏi dòng nhỏ nhất là 100mA cho CCTT nên Vôn kế điện động có độ nhạy thấp hơn nhiều so với Vôn kế từ điện (chỉ khoảng 10Ω/V)
+  Để giảm thiểu sai số chỉ nên dùng ở khu vực tần số công nghiệp

Phần 4 : Ohm kế

1. Khái niệm chung về đo điện trở
Có 2 phương pháp đo thông số điện trở của mạch là đo trực tiếp vμ đo gián tiếp.
Đo gián tiếp: sử dụng ampe kế và vôn kế đo dòng và áp để từ các phương trình và định luật suy ra thông số điện trở hay 

Hình 1: Sơ đồ mắc Ampe kế và Vôn kế đo điện trở dựa theo định luật Ohm

Hình 2: Sơ đồ mắc Ampe kế hoặc Vôn kế cùng điện trở mẫu đo điện trở

Đo trực tiếp: dùng các thiết bị xác định trực tiếp thông số cần đo gọi là Ohmmet hay Ohm kế.

2. Ohm kế
       Khi đo điện trở bằng phương pháp gián tiếp như trên sai số của phép đo sẽ lớn vì nó sẽ bằng tổng các sai số do các dụng cụ gây ra. Để giảm thiểu sai số không mong muốn người ta chế tạo dụng cụ đo trực tiếp giá trị của điện trở gọi là Ohm met hay Ohm kế.
 Ohm kế là dụng cụ đo có cơ cấu chỉ thị từ điện với nguồn cung cấp là pin và các điện trở chuẩn.
- Ohm kế nối tiếp
      Ohm kế nối tiếp mắc điện trở cần đo Rx nối tiếp với cơ cấu chỉ thị CCTT. Ohm kế loại này thường dung để đo giá trị điện trở Rx cỡ từ Ω trở lên.- Rp là điện trở phụ bảo vệ CCTT, đảm bảo khi Rx = 0 dòng điện qua cơ cấu đo lớn nhất (hết thang chia độ)
- Điện trở trong của Ohm kế

Hình 3: Ohm kế nối tiếp

Đặc điểm của Ohm kế nối tiếp:
+ Thang chia của Ohm kế nối tiếp ngược chiều với thang chia của Ampe kế và Vôn kế.

 + Chỉ số Ohm kế phụ thuộc vào nguồn pin bên trong nên để giảm sai số này, ta mắc thêm chiết áp Rm.
     Để kết quả chính xác dù pin bị yếu đi, mỗi lần sử dụng Ohm kế ta đều thực hiện thao tác điều chỉnh zero động / ADJ: ngắn mạch đầu vào (cho Rx = 0 bằng cách chập hai đầu que đo với nhau), vặn núm điều chỉnh của Rm để kim chỉ zero trên thang đo.

Hình 4: Sơ đồ Ohm kế nối tiếp sử dụng chiết áp Rm

- Ohm kế song song

     Ohm kế song song mắc điện trở cần đo Rx song song với cơ cấu chỉ thị CCTT. Ohm kế loại này thường dung để đo giá trị điện trở Rx nhỏ.

Hình 5: Sơ đồ Ohm kế song song sử dụng chiết áp Rm

Đặc điểm của Ohm kế song song:
     Thang chia của Ohm kế song song cùng chiều với thang chia của Ampe kế và Vôn kế và không tuyến tính
    Để đảm bảo kết quả chính xác mắc thêm chiết áp Rm. 

Bạn có đam mê ngành thiết kế vi mạch và bạn muốn có mức lương 1000 usd cùng lúc bạn