TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠNKHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ

BÁO CÁO MÔN HỌCKỹ thuật đo lường

Chủ đề: Tìm hiểu chức năng của VOM meter

Nhóm 12:Nguyễn Xuân Tùng

Võ Đức TấnNguyễn Văn Đồng

GV: ĐÀO MINH HƯNG

Đo lường các tín hiệu điện có ý nghĩa quan trọng trong khoa học kỹ thuật và đời sống. Nhờ kêt quả và những thông tin về các giá trị của các đại lượng đo được mà con người đa tạo ra được rất nhiều thiết bị kĩ thuật phục vụ cho nghiên cứu và đời sống.đồng thời nhu cầu phát triển khoa học kĩ thuật và đời sống đã tác động trở lại đối với các thiết bị, dụng cụ đo lường làm cho nó ngày càng hoàn thiện càng đi sâu vào chuyên môn hóa. Các phương tiện đo có các chức năng hỉ báo kết quả đo, tự động xử lý kêt quả đo, lưu giỹ trong khoảng thời gian cần thiết, thực hiện tự động điều khiển.

Các thiết bị đo lường tín hiệu ngày nay đã tha gia rất tích cực vào công việc tự động hóa các quá trình sản xuất và các hệ thống điều khiển từ đơn gian đến phức tạp. Một trong những dụng cụ quen thuộc, hữu dụng và hiệu quả trong đo lường, đó chính là đồng hồ vạn năng hay còn gọi là VOM meter.

Với tầm quan trọng của VOM trong kĩ thuật, báo cáo này sẽ trình bày một cách khái quát về những chức năng cơ bản của nó để phục vụ trong các quá trình đo khác nhau.

Lời mở đầu

A - Khái quát về đồng hồ vạn năng1) Lịch sử ra đời:

Đồng hồ vạn năng được phát minh ra vào khoảng năm 1920 bởi một kĩ sư người Anh làm trong ngành bưu điện là Donald Macadie, sau đó đến năm 1923, ý tưởng của ông được công ty Automatic Coil Winder and Electrical Equipment Company (AVO) sản xuất thành công và bán ra thị trường.

(http://en.wikipedia.org/wiki/Multimeter)2) Phân loại và chức năng:• Có 2 loại đồng hồ vạn năng là:

– đồng hồ đo điện vạn năng VOM:Đồng hồ vạn năng hay vạn năng kế là một dụng cụ đo lường điện có .nhiều chức năng. Các chức năng cơ bản là ampe kế, vôn kế, và ôm kế, ngoài ra có một số đồng hồ còn có thể đo tần số dòng điện, điện dung tụ điện, kiểm tra bóng bán dẫn (transitor).

– Đồng hồ đo điện tử DMM:Đồng hồ đo điện tử (DMM - Digital MultiMeter) là loại đồng hồ đo có các chức năng tương tự như đồng hồ đo VOM nhưng mạch đo dựa trên kĩ thuật số.

VOM DMM

3) Cấu tạo VOM:

Đồng hồ vạn năng có cấu tạo gồm các bộ phận chính như sau: Mặt đồng hồ (ghi các thang đo), các núm chuyển mạch, núm chỉnh kim,que đo. Ngoài ra còn có các bộ phận khác như: vỏ, lỗ cắm que đo...Nguyên lí hoạt động (From to)

• Đồng hồ đo dòng điện chỉ thị bằng kim hoạt động dựa theo hiệu ứng cảm ứng điện từ

• Khi có dòng điện chạy qua khung dây thì khung dây sẽ tương tác với từ trường của nam châm vĩnh cửu khiến cho khung dây quay làm cho kim chỉ thị quay theo đến khi moment quay cân bằng với moment cản của lò xo thì kim dừng lại chỉ giá trị đại lượng cần đo trên thang đo.

• Khi cần đo các đại lượng khác như điện áp một chiều, điện áp xoay chiều..., thông qua mạch đo VOM sẽ chuyển đổi các đại lượng này thành dòng điện một chiều trước khi đưa đến cơ cấu.

Nguồn DC

6V + -

1. Đo điện áp một chiều:

B – CÁC CHỨC NĂNG CỦA VOM From to

Khi đo điện áp một chiều DC, ta nhớ chuyển thang đo về thang DC, khi đo ta đặt que đỏ vào cực dương (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn, để thang đo cao hơn điện áp cần đo một nấc.

Ví dụ nếu đo áp DC 110V ta để thang DC 250V, trường hợp để thang đo thấp hơn điện áp cần đo => kim báo kịch kim, trường hợp để thang quá cao => kim báo thiếu chính xác.

• * Trường hợp để nhầm thang đo Tuyệt đối không để nhầm đồng hồ vào thang đo dòng điện hoặc thang đo điện trở khi ta đo điện áp một chiều (DC) , nếu nhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay !!Nếu ta để sai thang đo, đo áp một chiều nhưng ta để đồng hồ thang xoay chiều thì đồng hồ sẽ báo sai, thông thường giá trị báo sai cao gấp 2 lần giá trị thực của điện áp DC, tuy nhiên đồng hồ cũng không bị hỏng .

• Đọc trị số :• Giá trị đo = (Thang đo/ 50) x Số vạch kim chỉ • Ví dụ : Để thang đo 10V (DC), giả sử điện áp cần đo là 6V (DC); đọc trên

vạch DCV.A, thấy tổng số vạch kim chỉ là 30 thì giá trị đo là :• Giá trị đo = 30 x 10/50 = 6(V).

2. Đo dòng điện một chiều:

+ -k Đ

Để đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu thụ và chú ý là chỉ đo được dòng điện nhỏ hơn giá trị của thang đo cho phép, ta thực hiện theo các bước sau

Bước 1 : Đặt đồng hồ vào thang đo dòng cao nhất .Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ về chiều dương, que đen về chiều âm

.Nếu kim lên thấp quá thì giảm thang đoNếu kim lên kịch kim thì tăng thang đo, nếu thang đo đã để thang cao nhất thì đồng

hồ không đo được dòng điện này.Chỉ số kim báo sẽ cho ta biết giá trị dòng điện

Các đọc trị số:

Tương tự như cách đọc với điện áp DC, nhưng lúc này đọc thang đo là mA.

3. Đo điện áp xoay chiều AC:

Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo về các thang AC, để thang AC cao hơn điện áp cần đo một nấc. (Nếu không biết khoảng điện áp cần đo thì phải đặt đồng hồ ở thang đo cao nhất rồi điều chỉnh về mức thấp dần).

Tuyết đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện khi đo vào điện áp xoay chiều => Nếu nhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay lập tức !

Ví dụ: nếu đo điện áp AC220V ta để thang AC 250V, nếu ta để thang thấp hơn điện áp cần đo thì đồng hồ báo kịch kim, nếu để thanh quá cao thì kim báo thiếu chính xác.

Đọc trị số :Giá trị đo = (Thang đo /50) x Tổng số vạch kim chỉ.

Ví dụ : Để thang đo 250 V(AC); giả sử điện ápAC cần đo là 150V, tổng số vạch chỉ là 30, thì : Giá trị đo= (250/50) x 30 = 150 (V)

45 10 450

4. Đo điện trở

Các bước thực hiện đo điện trở:

Bước 1 : Để thang đồng hồ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để thang x1 Ohm hoặc x10 Ohm, nếu điện trở lớn thì để thang x1KOhm hoặc 10KOhm. => sau đó chập hai que đo và chỉnh triết áo để kim đồng hồ báo vị trí 0 ohm.

Bước 2 : Chuẩn bị đo .Bước 3 : Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo , Giá trị đo

được= chỉ số thang đo X thang đoVí dụ : nếu để thang x 100 ohm và chỉ số báo là 27 thì giá trị là = 100 x 27 = 2700 ohm

= 2,7 K ohmBước 4 : Nếu ta để thang đo quá cao thì kim chỉ lên một chút , như vậy đọc trị số sẽ

không chính xác.Bước 5 : Nếu ta để thang đo quá thấp , kim lên quá nhiều, và đọc trị số cũng không

chính xác.Khi đo điện trở ta chọn thang đo sao cho kim báo gần vị trí giữa vạch chỉ số sẽ cho độ

chính xác cao nhất

- Ở thang đo Rx1: Điện trở thang đo RTH=20 Ohm, Imax = 150 mA- Ở thang đo Rx10: Điện trở thang đo RTH= 200 Ohm, Imax = 15 mA- Ở thang đo Rx100 :Điện trở thang đo RTH=2K Ohm, Imax = 1,5 mA- Ở thang đo Rx1K. :Điện trở thang đo RTH=20K Ohm, Imax = 150A

Khi đo Ohm Bạn có thể đọc kết quả trên 3 vạch chia có trên mặt máy đo:- Vạch chia LV: Trên vạch chia này, Bạn biết được mức áp giảm trên vật đo đặt trên 2 dây đo.- Vạch chia LI: Trên vạch chia này, Bạn biết được mức dòng chảy qua vật đo.-Vạch chia Ohm: Trên vạch chia này, Bạn xác định được sức cản dòng của vật đo.

Đọc trị số:Giá trị điện trở = Giá trị đọc được x Thang đoVí dụ: Nếu để thang x 10 ohm và trị số báo là 45 thì giá trị R = 10 x 45 = 450 ohm

Chú ý :- Mạch đo phải ở trạng thái không có điện.- Điện trở cần đo phải cắt ra khởi mạch.- Không được chạm tay vào que đo

a. Đo Diode, Led:Diode là một van điện. Khi phân cực thuận sẽ cho dòng chảy qua. Và khi

phân cực nghịch, diode đóng, cắt dòng. Khi đo diode, nên lấy thang đo Rx1 để có dòng chảy trên dây đo lớn. Khi đo các linh kiện thuốc nhóm bán dẫn Bạn đọc kết quả trên:- Vạch chia LV để biết diode ghim áp mấy volt (thường là 1V ở dòng lớn, ở thang đo Rx1).- Vạch chia LI để biết cường độ dòng điện chảy qua diode (thường vài chục mA).

LED cũng là một diode. (1) Khi phân cực thuận sẽ có dòng chảy qua Led và Led phát sáng. (2) Khi phân cực nghịch, Led đóng, cắt dòng và không sáng.

Khi đo Led nên lấy thang đo Rx1 để có dòng trên dây đo lớn. Lúc này Bạn đọc kết quả trên vạch chia LV để biết Led giữ lại mấy Volt và đọc trên vạch chia LI để biết cường độ dòng điện đang chảy qua Led là bao nhiêu.

5. Một số chức năng khác của VOM From to:

Video minh họa:

b) Dùng Ohm kế để kiểm tra tính rĩ điện của các tụ điện.

Khi đo tụ điện hoá học, Bạn nhớ đặt cực dương của tụ hoá phải trên dây đen, khi đặt tụ lên hai dây đo, dòng điện tử của nguồn pin 3V sẽ cho nạp dòng vào tụ điện, ở thời điểm đầu, dòng nạp rất mạnh, kim bậc lên cao, kim sẽ giảm dần về vị trí vô cực khi tụ đã nạp đầy áp (3V). Việc chọn thang đo: Nếu Bạn lấy thang đo lớn, điện trở thang đo lớn, dòng chảy trên dây đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy sẽ lâu hơn, kim trở về vị trí vô cực chậm. Nếu Bạn lấy thang đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy sẽ nhanh, kim về vô cực rất nhanh. Do vậy, khi kiểm tra các tụ điện có điện dung nhỏ,bạn phải lấy thang đo lớn để kịp thấy được dòng nạp vào tụ. Nếu:

Kim lên không vê: Tụ chạm Kim lên về không hết: Tụ rỉ Kim không lên: Tụ đứt

Video minh họa:

c. Đo Loa.

Trong các loa loại điện động luôn có một cuộn dây (gọi là coil), cuộn dây gắn trên một màn rung, Bạn dùng thang đo Rx1 (để lấy dòng lớn), cấp dòng cho cuộn dây, cuộn dây sẽ trở thành một nam châm điện, lúc này cuộn dây sẽ tương tác với một nam châm vĩnh cữu (gắn trên loa) và làm rung màn loa, phát ra tiếng kêu rột rẹt. Dấu hiệu này cho biết loa còn tốt. Nếu Bạn thử ở thang đo Rx10 dòng điện trên dâ đo nhỏ hơn, mà vẫn còn nghe loa kêu, đó là loại loa nhậy. Trở kháng của loa điện thoại thường là 20 Ohm.

Khi đo ở thang Rx1, thấy kim lên mà màn loa không rung, cuộn coil bị kẹt. Cuộn coil rớt ra không dính vào màn loa, loa sẽ kêu rất yếu. Loa bị quá công suất sẽ bị rè. Loa gắn không chặt vào vỏ máy cũng sẽ phát ra tiếng bị rè.

4. Đo Transistor.

Đo transistor nhị cực:Transistor nhị cực có hai mối nối PN, quen gọi là transistor bipolar. Nó có 2 loại,

transistor NPN và transistor PNP. Bạn có thể dùng một Ohm kế để kiểm tra các loại transistor bipolar. Trình tự thường làm là:

(1) Hãy tìm chân B.

Lấy thang đo Rx1, tìm đo trên hai chân của transistor, đo chiều này kim không lên, rồi cho đảo dây đo kim cũng không lên, Bạn kết luận hai chân đang đo là chân E (Emitter, chân phun dòng) và chân C (Collector, chân thu gom dòng), vậy chân còn lại chính là chân B (Base, chân nền) của transistor.    

(2) Hãy kiểm tra hai diode của mối nối B-E và B-C.Transistor tương đương với 2 diot, nên việc kiểm tra một transistor là kiểm tra hai

diode(B-E, B-C). Với transistor NPN, nếu dây đen đặt trên chân B, dây đỏ đặt trên chân C. Kim phải lên do mối nối phân cực thuận và dây đỏ đặt trên chân E, kim cũng lên. Ngược lại, kim sẽ không lên vì diode phân cực nghịch.

Chú ý: Với các transistor loại PNP kết quả đo sẽ ngược lại. Nghĩa là dây đỏ đặt trên chan B, dây đen trên chân E, rồi chân C, kim sẽ lên cho phân cực thuận, ngược lại thì kim không lên.

Hình vẽ trên cho thấy, dây đen trên chân B (cho hút dòng ra ở chân B), dây đỏ trên chân E (cho bơm dòng vào trên chân E), kim lên vì lúc này diode B-E đang phân cực thuận.

Nếu đặt dây đỏ trên chân B, lấy dây đen đặt lên chân E, diode phân cực nghịch, kim không lên và dây đen trên chân C, kim cũng phải không lên.

(3) Hãy xác định chân E và chân C.

Chúng ta biết, mối nối bán dẫn B-C chịu volt nghịch cao (thường trên 60V), trong khi đó mối nối B-E chịu volt nghịch thấp (thường khoảng 9V).

Video minh họa:

Do đó, hãy lấy thang đo ohm Rx10K, lúc này trên dây đo sẽ có 12V (từ nguồn pin 9V + với nguồn pin 3V), dùng mức áp này đo nghịch trên mối nối B-C (kim sẽ không lên) và đo nghịch trên mối nối B-E, kim sẽ lên, vì sao có khác biết này? vì mối nối B-E chịu áp 9V đã bị đánh thủng ở mức áp 12V của máy đo. Qua dấu hiệu này ta dễ dàng xác định được chân C và chân E.

(4) Hãy xác định độ lợi dòng điện của transistor.

Ta lấy thang đo ohm Rx10, chập hai dây đo, chỉnh kim về vạch 0 Ohm.Cắm transistor C1815 vào đúng chân C, B, E của 3 lỗ cắm NPN trên máy đo. Kim lên, Bạn đọc kết quả trên vạch chia HEF. Kim chỉ 200, có nghĩa là độ lợi dòng điện của transistor 2SC1815 là 200 lần (nó có nghĩa dòng điện IC chảy ra trên chân C lớn hơn dòng điện IB chảy ra trên chân B là 200 lần). Tham số HFE còn gọi là hệ số beta của transistor.

Với transistor PNP cũng làm tương tự, cắm transistor vào 3 chân C, B, E của bộ chân cắm PNP và đọc kết quả trên vạch chia HFE, Bạn sẽ biết được độ lợi dòng điện HFE của transistor.

Ngoài các chức năng trên, VOM còn có các chức năng quan trọng như:Đo Microphone, đo độ rung động cơ, led hồng ngoại, đo quang transistor, MOSFET, các thiết bị của điện thoại (màn hình, ic, bàn phím,...). Nhưng do khuôn khổ của báo cáo và thời gian chuẩn bị có hạn, nên nhóm chỉ có thể trình bày một vài chức năng cơ bản của VOM trong thực tế hay dùng. Nôi dung đầy đủ, chi tiết hơn xin tìm hiểu trong các tài liệu khác.

---------------Kết thúc