ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI (Theo chương trình đào tạo 150 TC) Tên học phần: KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG 1 Mã số học phần: TEE 301 Số tín chỉ: 02 Dạy cho ngành, khối ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ, ĐIỆN - ĐIỆN TỬ, SƯ PHẠM KỸ THUẬT Khoa: ĐIỆN TỬ THÁI NGUYÊN - NĂM 2011 Phần I. QUY ĐỊNH CHUNG 1. Nội dung đánh giá thi kết thúc học phần: Kiểm tra đánh giá những kiến thức SV đã thu nhận được thông qua việc trả lời một số câu hỏi cơ bản thuộc nội dung của học phần đã học. 2. Phương pháp đánh giá: - Thi viết - Thời gian làm bài thi: 60 phút. - Tỷ trọng điểm thành phần thi là 60%. 3. Nguyên tắc tổ hợp đề thi: - Các câu hỏi trong đề thi phải được tổ hợp từ ngân hàng câu hỏi của học phần - Số câu hỏi trong một đề thi không dưới 3 câu, nội dung câu hỏi không trùng lặp với câu hỏi đã kiểm tra giữa kỳ. - Trong một câu hỏi có thể gồm nhiều ý nhỏ - Một đề thi phải bao gồm cả câu hỏi lý thuyết và câu hỏi bài tập (trừ học phần đặc biệt không có bài tập) - Đáp án của các câu hỏi thi phải được thông qua bộ môn. Nội dung trình bày đáp án phải thể hiện đủ căn cứ để GV chấm điểm bài thi, không nên trình bày quá chi tiết như một bài làm của SV. 4. Ngân hàng câu hỏi: - Các câu hỏi được mã hiệu theo cấu trúc phần chữ và số. Gi ả i thích: LT 2.3.2 ; BT 3.4.2 ; - LT là câu hỏi lý thuyết ; BT là câu hỏi bài tập - Chữ số thứ nhất: chỉ câu hỏi thuộc chương số mấy (nếu câu hỏi gồm nhiều ý nhỏ phân tán ở nhiều chương khác nhau thì chỉ số chương lấy theo chương cao nhất) - Chữ số thứ hai: chỉ số điểm của câu hỏi - Chữ số thứ ba: chỉ số thứ tự câu hỏi của chương đó Phần II. NỘI DUNG NGÂN HÀNG CÂU HỎI Các câu hỏi được biên chế theo các chương của học phần (nếu câu hỏi gồm nhiều ý nhỏ phân tán ở nhiều chương khác nhau thì chỉ số chương lấy theo chương cao nhất.) Page 1 of 8 CHƯƠNG 1 LT 1. Câu h ỏ i lý thuy ế t: LT 1.2.1 Trình bày khái niệm đo lường, cho ví dụ về hệ đo lường đơn kênh. LT 1.2.2 Thế nào là thiết bị đo biến đổi thẳng? Cho ví dụ. LT 1.2.3 So sánh sự giống và khác nhau giữa thiết bị đo so sánh kiểu cân bằng và thiết bị đo so sánh kiểu không cân bằng. LT 1.2.4 Trình bày cách tạo đại lượng bù của thiết bị đo so sánh bằng phương pháp mã hóa thời gian. LT 1.2.5 Trình bày cách tạo đại lượng bù của thiết bị đo so sánh bằng phương pháp mã hóa tần số xung. LT 1.2.6 Trình bày cách tạo đại lượng bù của thiết bị đo so sánh bằng phương pháp mã hóa số xung. LT 1.2.7 Trình bày các bước tính cơ bản nhằm đánh giá sai số ngẫu nhiên của phép đo thống kê (với số lần đo n ≤ 30) (giả thiết các kết quả đo có các sai số ngẫu nhiên tuân theo luật phân bố chuẩn). LT 1.2.8 Tại sao phải sử dụng phép đo gián tiếp? Trình bày công thức đánh giá sai số tuyệt đối và tương đối của phép đo gián tiếp. Cho ví dụ. LT 1.2.9 Thế nào là sai số tuyệt đối và sai số tương đối của phép đo. Tại sao phải dùng sai số tương đối trong việc đánh giá độ chính xác của một thiết bị đo hoặc 1 phép đo? LT 1.2.10 Hãy trình bày các đặc tính tĩnh của thiết bị đo. LT 1.2.11 Độ nhạy của thiết bị đo là gì? Phân biệt độ nhạy và ngưỡng nhạy của thiết bị đo. LT 1.2.12 Cấp chính xác của thiết bị đo là gì? Để kiểm tra một thiết bị đo có chính xác hay không người ta phải thực hiện các thao tác gì? LT 1.2.13 Phân biệt đơn vị đo, mẫu đo trong đo lường? Sai số phụ của thiết bị được gây ra bởi những nguyên nhân nào? Cho ví dụ. BT 1. Bài t ậ p: BT 1.3.1 Hãy xác định kết quả đo và đánh giá sai số ngẫu nhiên của một phép đo thống kê giá trị điện trở bằng cầu kép với một xác suất đáng tin p = 0,98 với kết quả như sau: Số lần đo n (lần) 1 2 3 4 5 6 7 Kết quả đo (m Ω ) 160,25 160,50 161,75 159,25 160,25 162,75 159,50 Số lần đo n (lần) 8 9 10 11 12 13 14 Kết quả đo (mΩ) 160,00 126,75 161,15 162,25 160,75 160,15 156,15 Biết sai số ngẫu nhiên có phân bố chuẩn. (n = 12 φι k st = 2,72; n = 14 φι k st = 2,65) BT 1.3.2 Cho sơ đồ đo điện trở bằng nguồn 1 chiều bằng Volmet và Ampemet như hình 1 3.2. Hãy xác định kết quả đo và tính sai số tương đối, sai số tuyệt đối của phép đo trên. Page 2 of 8 Dụng cụ đo D γ Số chỉ Ampemet (A) 1(A) 0,5 0,98(A) Volmet (V) 200(V) 1,0 150(V) I A * I A A * W A V UV R x V U V R x, Z x Hình 1.3.2 Hình 1.3.3 BT 1.3.3 Cho sơ đồ đo điện trở R x , tổng trở Z x bằng phương pháp nguồn xoay chiều dùng Volmet và Ampemet và Wattmet như hình 1 3.3. Hãy xác định kết quả đo, tính sai số tuyệt đối và sai số tương đối của phép đo trên: Dụng cụ đo D γ Số chỉ Wattmet (W) 1(KW) 1,0 850(W) Ampemet (A) 5(A) 0,5 4,5(A) Volmet (V) 300(V) 1,0 230(V) BT 1.3.4 Cho sơ đồ đo đo hệ số cosφ bằng phương pháp nguồn xoay chiều dùng Volmet và Ampemet và Wattmet như hình 1 3.3. Hãy xác định kết quả đo, tính sai số tuyệt đối và sai số tương đối của phép đo trên. Dụng cụ đo D γ Số chỉ Wattmet (W) 1(KW) 1,0 850(W) Ampemet (A) 5(A) 0,5 4,8(A) Volmet (V) 300(V) 1,0 220(V) BT 1.3.3 Hãy vẽ sơ đồ đo và tính sai số gián tiếp khi thí nghiệm đo điện trở R x và tổng trở z x bằng phương pháp nguồn xoay chiều dùng Wattmet, Ampemet và Volmet: Dụng cụ đo D Cấp chính xác Số chỉ Wattmet (W) 1(KW) 1,0 850(W) Ampemet (A) 5(A) 0,5 4,5(A) Volmet (V) 300(V) 1,0 230(V) BT 1.3.4 Hãy vẽ sơ đồ đo và tính sai số gián tiếp khi thí nghiệm đo hệ số cosφ bằng phương pháp nguồn xoay chiều dùng Wattmet, Ampemet và Volmet: Dụng cụ đo D Cấp chính xác Số chỉ Wattmet (W) 1(KW) 1,0 850(W) Ampemet (A) 5(A) 0,5 4,8(A) Volmet (V) 300(V) 1,0 220(V) Page 3 of 8 CHƯƠNG 2 LT 2. Câu h ỏ i lý thuy ế t: LT 2.1.1 Cơ cấu chỉ thị là gì, phân loại cơ cấu chỉ thị ? LT 2.2.2 Trình bày các chi tiết cơ khí chung của cơ cấu chỉ thị cơ điện và tác dụng của từng chi tiết ? LT 2.2.3 Có bao nhiêu loại MoMen tác động lên phần động của cơ cấu chỉ thị cơ điện. Viết biểu thức và giải thích ? LT 2.2.4 Trình bày quá trình biến đổi năng lượng trong cơ cấu đo từ điện .Tại sao MoMen cản dịu không ảnh hưởng đến kết quả đo lường ? LT 2.2.5 Trình bày quá trình biến đổi năng lượng trong cơ cấu đo điện từ. Tại sao MoMen cản dịu không ảnh hưởng đến kết quả đo lường ? LT 2.2.6 Trình bày quá trình biến đổi năng lượng trong cơ cấu đo điện động .Tại sao MoMen cản dịu không ảnh hưởng đến kết quả đo lường ? LT 2.2.7 So sánh cấu tạo của cơ cấu chỉ thị từ điện một khung dây và cơ cấu chỉ thị hai khung dây ( vẽ hình) ? LT 2.2.8 Trình bày nguyên lý của cấu đo từ điện 1 khung dây và vẽ hình, nêu cấu tạo. Viết phương trình đặc tính của cơ cấu đó ? LT 2.2.9 Trình bày ưu nhược điểm của cơ cấu đo từ điện 1 khung dây. Tại sao cơ cấu chỉ đo được dòng một chiều, muốn đo được dòng xoay chiều ta làm sử dụng cách gì? LT 2.2.10 Trình bày nguyên lý làm việc chung và ứng dụng của cơ cấu chỉ thị điện từ loại hút và đẩy ?. LT 2.2.11 Tại sao cơ cấu chỉ thị điện từ đo được cả dòng một chiều và xoay chiều ? LT 2.2.12 So sánh cấu tạo của cơ cấu chỉ thị điện động một khung dây và cơ cấu chỉ thị điện động hai khung dây. Viết biểu phương trình đặc tính của cơ cấu chỉ thị ? LT 2.2.13 Chứng minh phương trình đặc tính của cơ cấu chỉ thị logomet điện động là:  I 2 cosβ 2  α= f    I1 cosβ 1  LT 2.2.14 Trình bày nguyên nhân gây ra dòng điện xoáy trong cơ cấu chỉ thị cảm ứng. Nêu tác dụng của dòng điện xoáy? LT 2.2.15 Trình bày cấu tạo và viết biểu thức quan hệ giữa Momen quay với các từ thông và ứng dụng của cơ cấu chỉ thị cảm ứng ? LT 2.2.16 Cơ cấu chỉ thị số là gì, trình bày nguyên lý cơ bản của chỉ thị số ? BT 2. Bài t ậ p: Không có CHƯƠNG 3 LT 3. Câu h ỏ i lý thuy ế t: LT 3.2.1 Trình bày khái niệm mạch đo lường, phân loại các mạch đo lường chủ yếu? LT 3.2.2 Trình bày mạch KĐ lặp lại, viết biểu thức quan hệ vào ra. LT 3.2.3 Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ứng dụng của biến dòng điện? Page 4 of 8 LT 3.2.4 Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ứng dụng của biến điện áp? LT 3.2.5 Trình bày cấu tạo của điện trở Sun, cách mắc sun, ứng dụng? LT 3.2.6 Để tạo ra mạch đo dòng có 3 giới hạn đo khác nhau, thì cách mắc điện trở Shunt như thế nào? LT 3.2.7 Trình bày mạch khuếch đại đo lường. LT 3.2.8 Trình bày loại mạch gia công tín hiệu: Mạch cộng, mạch trừ. LT 3.2.9 Trình bày loại mạch gia công tín hiệu: Mạch nhân, mạch chia. LT 3.2.10 Các loại mạch gia công tín hiệu đo dùng để làm gì? Kể tên các loại mạch đó. LT 3.2.11 Trong kỹ thuật mạch so sánh dùng để làm gì? Kể tên một vài mạch so sánh cơ bản mà em biết. LT 3.2.12 Trình bày nguyên lý của mạch cầu? BT 3. Bài t ậ p: BT 3.3.1 Cho sơ đồ mắc điện trở sun để mở I 0 rộng giới hạn đo cho cơ cấu đo từ điện có nội trở R 0 thành 4 giới hạn đo I 1 , I 2 , I 3 , I 4 Dòng điện lớn R 1 nhất qua cơ cấu là I 0 Yêu cầu: - Thành lập biểu thức tính điện trở R 1 , R 2 , R 3 , R 4 ? - Thành lập biểu thức tính điện trở sun ở từng thang đo? R 0 R 2 R 3 R 4 I 1 > I 2 > I 3 > I 4 BT 3.3.2 Cho sơ đồ mắc điện trở sun để mở rộng giới hạn đo như sơ đồ phần BT 3.3.1 trên: Biết Cơ cấu đo có nội trở R 0 = 1(kΩ). Dòng điện lớn nhất qua cơ cấu là 1(mA) . Tính các điện trở Shunt ở thang đo 1 (1A), thang đo 2 (2.5A), thang đo 3 (5A) ), thang đo 4 (10A). CHƯƠNG 4: Các bộ chuyển đổi đo lường sơ cấp LT 4. Câu h ỏ i lý thuy ế t: LT 4.2.1 Chuyển đổi đo lường sơ cấp là gì? Tại sao cần đến chuyển đổi đo lường sơ cấp? LT 4.2.2 Trình bày các đặc (tính tĩnh và động) của chuyển đổi sơ cấp? LT 4.2.3 Phân loại chuyển đổi sơ cấp? LT 4.2.4 Trình bày nguyên lý cơ bản của chuyển đổi điện trở tiếp xúc? Các yêu cầu đối với mạch đo? LT 4.2.5 Trình bày nguyên lý cơ bản của chuyển đổi biến trở dây quấn? Độ nhạy và độ chính xác của chuyển đổi? Để khắc phục tính phi tuyến của mạch đo di chuyển thẳng người ta sử dụng mạch đo nào? LT 4.2.6 Trình bày hiệu ứng tenzo? viết biểu thức quan hệ giữa sự biến thiên tương đối của điện trở và sự biến thiên tương đối của chiều dài? cấu tạo chuyển đổi tenzo? LT 4.2.7 Trình bày nguyên lý cơ bản của chuyển đổi điện cảm? viết phương trình quan hệ giữa điện cảm L và tiết diện khe hở không khí s, có nhận xét gì? LT 4.2.8 Trình bày nguyên lý cơ bản của chuyển đổi điện cảm? viết phương trình Page 5 of 8 quan hệ giữa điện cảm L và chiều dài khe hở không khí , có nhận xét gì? LT 4.2.9 Trình bày nguyên lý cơ bản của chuyển đổi hỗ cảm? viết phương trình quan hệ giữa sức điện động cảm ứng E và chiều dài khe hở không khí , có nhận xét gì? LT 4.2.10 Trình bày nguyên lý cơ bản của chuyển đổi hỗ cảm? viết phương trình quan hệ giữa sức điện động cảm ứng E và tiết diện khe hở không khí s, có nhận xét gì? LT 4.2.11 Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của chuyển cảm ứng? LT 4.2.12 Trình bày nguyên lý làm việc của chuyển điện dung ? viết phương trình biểu diễn độ nhạy của chuyển đổi khi tiết diện khe hở không khí s thay đổi, có nhận xét gì? LT 4.2.13 Trình bày nguyên lý làm việc của chuyển điện dung ? viết phương trình biểu diễn độ nhạy của chuyển đổi khi chiều dài khe hở không khí thay đổi, có nhận xét gì? LT 4.2.14 Trình bày nguyên lý làm việc của chuyển điện dung ? viết phương trình biểu diễn độ nhạy của chuyển đổi khi hằng số điện môi ε thay đổi, có nhận xét gì? LT 4.2.15 Trình bày nguyên lý làm việc và ứng dụng của chuyển đổi áp điện? LT 4.2.16 Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của chuyển nhiệt điện? BT 4. Bài t ậ p: BT 4.3.1 Cho một chuyển đổi tenzo R A được mắc vào mạch cầu như hình vẽ: Biết R 1 = R 2 = R 3 = 350 Ω Khi chuyển đổi chưa làm việc người ta đo được ∆U = -0.007V, khi chuyển đổi bị biến dạng một lượng là 160µm/m người ta đo được ∆U = - 5.5mV Hãy tìm độ nhạy K của chuyển đổi, với U s = 15V. R 1 R A + Us ∆U - R 2 R 3 Page 6 of 8 BT 4.3.2 Cho một chuyển đổi tenzo R A có độ nhạy K =2.08, điện áp nguồn U s =15V được dùng trong mạch cầu như hình vẽ: Điện trở của chuyển đổi khi chưa làm việc là R 0 = 250Ω; R 1 = R 2 = R 3 = 250 Ω Biết chuyển đổi có thể chịu được lượng RA R 1 + U s KĐ - R 3 R 2 ∆U kéo dãn tương đối lớn nhất là 1600µm/m, khi đó người ta yêu cầu điện áp ra ∆U là 5 V, hỏi hệ số khuếch đại K KĐ của bộ khuếch đại là là bao nhiêu để yêu cầu trên được thoả mãn, giả thiết điện trở vào của bộ khuếch đại là vô cùng lớn BT 4.3.3 Cho một chuyển đổi điện cảm kiểu vi sai được mắc vào mạch cầu như hình vẽ: Giả sử chuyển đổi điện cảm có các cuộn dây là thuần cảm. Biết L 0 = 0.01H; δ 0 = 0.02mm; Z 3 = Z 4 = 50Ω; Z 0 = 30Ω; e = 12sin314t Hãy lập quan hệ U r =f(∆Z) BT 4.3.3 Cho một chuyển đổi biến trở như hình vẽ: Biết: Biến trở là đồng nhất; cho R, l, Rv, U1, K. Yêu cầu: Cho một chuyển đổi biến trở như hình vẽ: Biết: Biến trở là đồng nhất; cho R, l, Rv, U1, K. Yêu cầu: Tìm quan hệ U2 = f(x) Z Z Z e Z + R 1 U 1 R(l) x R v - Ur Z KĐ U 2 K Tính U2 khi R=100Ω, R1= 0Ω l=1cm, x=6mm, Rv = 60kΩ, K=2.5; U1=10V (Rv là tổng trở vào của mạch khuếch đại) CHƯƠNG 5: Đo các đại lượng không điện LT 5: Câu h ỏ i lý thuy ế t LT 5.2.1 Trình bày nguyên lý phương pháp đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt ngẫu ? LT 5.2.2 Trình bày phương pháp bù nhiệt độ đầu tự do khi đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt ngẫu LT 5.2.3 Trình bày nguyên lý của đo nhiệt đo bằng nhiệt điện trở. Có những loại nhiệt điện trở nào nêu phương trình quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ ? LT 5.2.4 Trình bày phương pháp đo lực bằng lực kế điện trở tenzo LT 5.2.5 Trình bày phương pháp đo lực bằng lực kế kiểu áp điện LT 5.2.6 Nêu các phương pháp đo lưu lượng ? Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc của lưu lượng kế cánh quạt ? LT 5.2.7 Trình bày phương pháp và dụng cụ đo áp suất bằng áp kế áp điện LT 5.2.8 Trình bày phương pháp và dụng cụ đo áp suất bằng áp kế hỗ cảm vi sai Page 7 of 8 LT 5.2.9 Trình bày phương pháp và nguyên lý hoạt động của dụng co đo mức bằng phương pháp đo áp suất thủy tinh? LT 5.2.10 Trình bày các phương pháp đo tốc độ quay bằng máy phát tốc LT 5.2.11 Trình bày các phương pháp đo tốc độ quay bằng phương pháp đếm xung BT5 : Bài t ậ p BT 5.3.1 Cho một cặp nhiệt điện có phương trình E(t 1 , t 2 )= 2.6(t 1 -t 2 )+0.012(t 1 -t 2 ) 2 + 0.00004(t 1 -t 2 ) 3 (mv). Để bù sai số do sự chênh lệch nhiệt độ 0 0 C của đầu tự do người ta dựng mạch bù nhiệt như hình vẽ, với R 1 là nhiệt điện trở đồng. R 1 =R 0 (1+αt 2 ) Ω Biết E B =100V; R 2 = R 3 = R 4 = 250Ω α = 4,3.10 -3 (1/ 0 C) Hãy tính giá trị điện trở R 0 của nhiệt điện trở đồng để bù nhiệt độ khi đầu lạnh của cặp nhiệt điện ở 27 0 C. mV R 1 A Cặp ∆E nhiệt R 4 R 2 B R 3 E B TN, ngày tháng 08 năm 2011 Xác nhận của Khoa Điện tử TRƯỞNG KHOA TS. Nguyễn Duy Cương TN, ngày tháng 08 năm 2011 Thông qua bộ môn P.TRƯỞNG BỘ MÔN ThS. Nguyễn Văn Chí Page 8 of 8 . lần đo n (lần) 1 2 3 4 5 6 7 Kết quả đo (m Ω ) 16 0,25 16 0,50 16 1,75 15 9,25 16 0,25 16 2,75 15 9,50 Số lần đo n (lần) 8 9 10 11 12 13 14 Kết quả đo (mΩ) 16 0,00 12 6,75 16 1 ,15 16 2,25 16 0,75 16 0 ,15 15 6 ,15 Biết. sai số tương đối của phép đo trên: Dụng cụ đo D γ Số chỉ Wattmet (W) 1( KW) 1, 0 850(W) Ampemet (A) 5(A) 0,5 4,5(A) Volmet (V) 300(V) 1, 0 230(V) BT 1. 3.4 Cho sơ đồ đo đo hệ số cosφ bằng phương. hình 1 3.3. Hãy xác định kết quả đo, tính sai số tuyệt đối và sai số tương đối của phép đo trên. Dụng cụ đo D γ Số chỉ Wattmet (W) 1( KW) 1, 0 850(W) Ampemet (A) 5(A) 0,5 4,8(A) Volmet (V) 300(V) 1, 0