Các Thiết Bị Đo Lường Analog Phân Loại và Nguyên Lý Hoạt Động của Chúng

Định nghĩa về Các Thiết bị Đo Lường Analog

Thiết bị đo lường analog được định nghĩa là thiết bị mà tín hiệu đầu ra là một hàm liên tục theo thời gian, duy trì mối quan hệ cố định với tín hiệu đầu vào. Các đại lượng vật lý như điện áp, dòng điện, công suất và năng lượng được đo bằng các thiết bị đo lường analog. Hầu hết các thiết bị đo lường analog sử dụng kim chỉ hoặc đồng hồ để chỉ mức độ của đại lượng được đo.

Phân loại Các Thiết bị Đo Lường Analog

Các thiết bị đo lường analog được phân loại dựa trên loại đại lượng vật lý mà chúng đo. Ví dụ, thiết bị dùng để đo dòng điện được gọi là ampe kế, trong khi voltmeter đo điện áp. Wattmeter và tần số kế được sử dụng để đo công suất và tần số, tương ứng.

Phân loại Các Thiết bị Đo Lường Analog

Các thiết bị đo lường analog có thể được phân loại dựa trên loại dòng điện mà chúng đo, tạo ra ba danh mục chính:

• Thiết bị Đo Lường Analog Dòng Điện Một Chiều (DC)

• Thiết bị Đo Lường Analog Dòng Điện Đa Chiều (AC)

• Thiết bị Đo Lường cho Cả Dòng Điện Một Chiều và Đa Chiều

Chúng cũng có thể được phân loại theo cách trình bày đại lượng được đo, bao gồm:

1. Thiết bị Chỉ Báo

Những thiết bị này hiển thị mức độ của đại lượng được đo bằng cách sử dụng đồng hồ và kim chỉ. Ví dụ bao gồm ampe kế và voltmeter. Chúng được chia thành:

• Thiết bị Điện Cơ

• Thiết bị Điện Tử

2. Thiết bị Ghi Chép

Những thiết bị này cung cấp các đọc số liên tục trong một khoảng thời gian xác định, với sự thay đổi của đại lượng được ghi lại trên giấy.

3. Thiết bị Tích Phân

Những thiết bị này đo tổng cộng của một đại lượng điện trong một khoảng thời gian xác định.

Một phân loại khác dựa trên phương pháp so sánh đại lượng được đo:

• Thiết bị Đo Trực Tiếp
  Những thiết bị này trực tiếp chuyển đổi đại lượng cần đo thành năng lượng để kích hoạt thiết bị, cho phép đo trực tiếp các đại lượng không biết. Ví dụ bao gồm ampe kế, voltmeter, wattmeter và energy meter.

• Thiết bị So Sánh
  Những thiết bị này xác định các đại lượng không biết bằng cách so sánh chúng với các giá trị chuẩn. Các cầu AC và DC là ví dụ điển hình.

Các thiết bị đo lường analog cũng có thể được phân loại theo mức độ chính xác của chúng.

Nguyên Lý Hoạt Động

Các thiết bị đo lường analog có thể được phân loại theo nguyên lý hoạt động, với nhiều thiết bị dựa trên các hiệu ứng sau:

Hiệu Ứng Từ Trường

Khi dòng điện chảy qua dây dẫn, nó tạo ra từ trường xung quanh dây dẫn. Ví dụ, nếu dây dẫn được cuộn, các từ trường kết hợp của các vòng cuộn hoạt động như một nam châm tưởng tượng.

Hiệu Ứng Nhiệt

Khi dòng điện được đo đi qua các phần tử nhiệt, nó làm tăng nhiệt độ của chúng. Một cặp nhiệt gắn vào các phần tử này chuyển đổi sự thay đổi nhiệt độ thành lực điện động (emf). Sự chuyển đổi dòng điện thành emf thông qua nhiệt độ được gọi là hiệu ứng nhiệt.

Hiệu Ứng Điện Tĩnh

Lực tĩnh điện tác dụng giữa hai tấm mang điện, khiến một tấm dịch chuyển. Các thiết bị hoạt động theo nguyên lý này được gọi là thiết bị điện tĩnh.

Hiệu Ứng Cảm ứng Điện Từ

Một đĩa dẫn điện không từ tính đặt trong từ trường (được tạo ra bởi điện từ được kích thích bởi dòng điện xoay chiều) tạo ra lực điện động (emf). Emf này gây ra dòng điện trong đĩa, và sự tương tác giữa dòng điện cảm ứng và từ trường khiến đĩa di chuyển. Hiệu ứng này chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị cảm ứng.

Hiệu Ứng Hall

Khi một vật liệu mang dòng điện trong sự hiện diện của từ trường vuông góc, một điện áp được tạo ra giữa hai cạnh của dây dẫn. Mức độ của điện áp này phụ thuộc vào dòng điện, mật độ từ thông và các tính chất vật liệu của dây dẫn.