Cảm biến điện thế hai dải đo


Cảm biến được sử dụng để làm gì ?

dienthe1

Cảm biến điện thế được dùng để nghiên cứu điện học và điện tử học. Nhũng nghiên cứu này rất cần thiết trong các thí nghiệm vật lý, hóa học, sinh học và các thí nghiệm khoa học khác. Cảm biến điện thế có khả năng đo hiệu điện thế một chiều và xoay chiều. Bên cạnh đó, cảm biến điện thế được thiết kế với kĩ thuật nguồn luân chuyển nên khi sử dụng cảm biến để đo hiệu điện thế trong mạch sẽ không làm mạch điện bị đoản mạch.

Sử dụng cảm biến như thế nào ?

Cảm biến này được sử dụng với thiết bị thu thập và xử lí tín hiệu cầm tay Addestation aMixer MGA. Xin vui lòng tham khảo phần Thí nghiệm minh họa tại trang tiếp theo về chi tiết cách sử dụng cảm biến này với thiết bị aMixer MGA.

Cảm biến bao gồm 2 đầu tiếp xúc hình đầu cá sấu (xem hình 1) một đầu màu đỏ và một đầu màu đen. Để đo hiệu điện thế giữa hai đầu của một đoạn mạch, chỉ cần mắc song song cảm biến này với đoạn mạch đó. Giá trị hiệu điện thế trong mạch sẽ được hiển thị trên màn hình của thiết bị cầm tay aMixMGA

Thông số kĩ thuật

1. Chú ý

-Cảm biến này được thiết kế chuyên dụng cho các ứng dụng giáo dục, nghĩa là không được sử dụng trong bất kì các ứng dụng thương mại, công nghiệp, y học hoặc nghiên cứu nào khác.
– Kẹp đầu đỏ là cực dương và kẹp đầu đen là cực âm. Do đó, theo hướng từ đầu kẹp đỏ sang đầu kẹp đen sẽ cho giá trị đo dương và ngược lại.
2. Chuẩn hóa

Sự chuẩn hóa là không cần thiết đối với cảm biến này. Tuy nhiên, tương tự như các thiết bị đo đạc khác, việc chuẩn hóa mức ‘0’ một cách chính xác sẽ giúp loại bỏ sai số trong quá trình đo lường. Để thực hiện chuẩn hóa mức ‘0’, xin làm theo Bước 15 trong phần Thí nghiệm minh họa ở trang sau.

Cần lưu ý rằng việc chuẩn hóa mức ‘0’ chỉ có hiệu lực trong quá trình đang thực nghiệm và khi chạy phần mềm lần kế tiếp cần thực hiện lại việc chuẩn hóa.

3. Thông số

Phạm vi hoạt động  :  ±1V hoặc ±6V

Độ chính xác   :  ±1% đối với toàn thang đo (sau khi đã chuẩn hóa cảm biến)

Nguồn điện  :  Một chiều hoặc xoay chiều

Thiết kế nguồn  :  Luân chuyển và có phân biệt

Trở kháng nguồn  :  670 kW (nhìn vào mỗi đầu đo)

Bảo vệ nguồn  :  ít nhất ±50V (mức điện thế cao nhất có thể áp dụng vào đầu đo mà không làm hỏng cảm biến)

Thí nghiệm minh họa. Hiệu điện thế mạch nối tiếp

1. Mục đích

Tự tìm hiểu cách sử dụng cảm biến điện thế thông qua một thí nghiệm đơn giản về hiệu điện thế mạch nối tiếp.

2. Thiết bị thí nghiệm

Thiết bị aMixer MGA;
Cảm biến điện thế Addestation (±1V, ±6V);
Nguồn điện (ắc quy hoặc pin khô có điện áp tối đa 25V);
Tối thiểu 2 điện trở có giá trị khác nhau (nên dùng trong khoảng 100 — 10,000 W);
3 dây dẫn (nên dùng đầu kẹp cá sấu).
3. Các bước thí nghiệm
     1.Bật công tắc thiết bị aMixer MGA như ở hình 2. Màn hình của thiết bị hiện ra như ở hình 3.
Untitled2candientu3
     2.Kết nối Cảm biến điện thế vào Kênh 1 của aMixer MGA. Đặt cái lẫy của đầu cắm cảm biến về phía đường kẻ trắng (Hình 4), và cắm vào; một tiếng “click” sẽ phát ra.
Untitled3
     3.Cảm biến điện thế có chức năng tự động nhận cảm biến. Khi kết nối, cảm biến sẽ tự động đo. Một hội thoại sẽ xuất hiện, lựa chọn ‘C.biến điện thế (±6V)’ (Hình 5) và ấn ‘Chạy’. Đảm bảo rằng dòng ‘Kênh 1: C.biến điện thế (±6V)’ xuất hiện (Hình 6); nó biểu thị cảm biến này đã được kết nối chính thức và sẵn sàng thu thập dữ liệu.
dienthe5
     4.Chuyển sang chế độ đo “Dạng đồng hồ kim” bằng cách chọn ô icon3 như ở hình 6.
dienthe6
     5.Đảm bảo rằng công tắc của Cảm biến điện thế được chuyển sang vị trí ± 6V (Hình 7).
dienthe7dienthe8
     6.Kẹp 2 đầu dây hình cá sấu của cảm biến lại với nhau (Hình 8). Chọn ô  icon1  để trung hòa cảm biến dòng điện (Hình 6).
     7.Kiểm tra lại hộp thoại đối với Kênh 1 (Hình 9).
dienthe9
     8.Chọn ô  icon01 để bắt đầu thu thập dữ liệu (bạn cũng có thể ấn nút màu xanh trên thiết bị aMixer MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu). Bạn sẽ nhìn thấy chữ đang chạy “Giá trị đo …” (Hình 10) khi các dữ liệu đã thu thập được vẽ đồ thị. Giá trị hiệu điện thế cũng sẽ được hiển thị như ở hình 10.
dienthe10
     9.Kết nối nguồn (A) và 2 điện trở (R1, R2) theo mạch nối tiếp như Hình 11.
dienthe11
     10.Đo hiệu điện thế (V1) giữa hai đầu điện trở R1 bằng cách nối đầu kẹp đỏ vào điểm X và đầu kẹp đen vào điểm Y như ở hình 11.  Đọc và ghi lại kết quả vào Bảng 1.
     11.Đo hiệu điện thế (V2) giữa hai đầu điện trở R2 bằng cách nối đầu kẹp đỏ vào điểm Y và đầu kẹp đen vào điểm Z như ở hình 11.  Đọc và ghi lại kết quả vào Bảng 1.
     12.Đo hiệu điện thế (V3) giữa hai đầu điện trở R1 và R2 bằng cách nối đầu kẹp đỏ vào điểm X và đầu kẹp đen vào điểm Z như ở hình 11.  Đọc và ghi lại kết quả vào Bảng 1.
     13.Nếu bạn có thêm các điện trở khác R3 và R4, lặp lại các bước từ 9 tới 12 sử dụng R3 và R4 thay cho R1 và R2.
4. Phân tích
dientheb1
     1.So sánh V1,V2 và V3. Ba giá trị hiệu điện thế đó có mối liên hệ với nhau hay không? Một cách cụ thể, biểu thức V1 + V2 = V3 có chính xác hay không?
     2.Ghi giá trị hiệu điện thế (suất điện động) (VA) của Ác quy A vào bảng 1. So sánh V3 và VA . Hai giá trị có mỗi liên hệ gì với nhau không?
     3.Thử thách : Cho hai điện trở R1, R2 và một ắc quy với hiệu điện thế (suất điện động) VA, bạn có thể “ ước tính “ giá trị   của V1 và V2 hay không?