Bai giang ky thuat do luong

1
Bài gi ng
K thu t o lư ng
GV: TS.Nguy n th Lan Hng
B môn: K thu t o và THCN
Hà n i 08/2007
Nguy n Th Lan Hương 2
Tài li u tham kh o
1. Giáo trình ”
¡ ¢ £ ¤ ¥ ¦ § ¨ © ¦
”, PGS. Nguy n Tr ng Qu ,
Trư ng i h c Bách khoa Hà n i, 1996

! # $ % © ¦
, Ch biên PGS.TS. Ph m
Thư ng Hàn, Nhà xu t b n Giáo d c, quy n 1,
'
! # $ ( ) ¤ § 0 # 1
, PGS. Nguy n
Tr ng Qu , Trư ng i h c Bách khoa Hà n i, 1996.

M c ích môn h c
Nghiên c u cơ s k thu t o lư ng và vi c m b o cơ
s cho các thí nghi m.
Nguyên t c ho t ng c a các phương ti n o, các
phương pháp o các i lư ng v t lý
Các phương pháp ánh giá sai s c a k t qu o, các cơ
s tiêu chu n hoá và ch ng th c.
Hình thành kinh nghi m ti n hành thí nghi m o, kinh
nghi m làm vi c v i các phương ti n o có trình ánh
giá k t qu o và sai s phép o.
Chương 1. Các khái ni m cơ b n c a k thu t
o lư ng
o lư ng
nh nghĩa và phân lo i phép o
Khái ni m v
§
và
¤ ¥ ¦ § ¨ © ¦
M t s c trưng c a k thu t o
Tín hi u o
Các i u ki n o.
ơn v o va chu n m u
Phương pháp o va Phương ti n o
Ngư i quan s t v nh gi k t qu

nh nghĩa v o lư ng
Theo pháp l nh “ O LƯ NG” c a nhà nư c CHXHCN
Vi t nam
Chương 1- i u 1: o lư ng là vi c xác nh giá tr c a i lư ng
c n o
Chính xác hơn: o lư ng là m t quá trình ánh giá nh lư ng c a
m t i lư ng c n o có k t qu b ng s so v i ơn v o
i lư ng o ư c:
V i m t i lư ng c n o là X ta có th tìm ư c m t i
lư ng ∆X cho
m.∆X X và (m-1)∆X =X
hay nói cách khác
Ánh x ư c X vào t p s t nhiên {N} v i o ∆X
nh nghĩa và phân lo i phép o
Phép o là quá trình th c hi n vi c o lư ng.
Phân lo i
o tr c ti p: Là cách o mà k t qu nh n ư c tr c ti p tư m t phép o
duy nh t
o gián ti p: Là cách o mà k t qu ư c suy ra tư sư ph i h p k t qu
c a nhi u phép o dùng cách o tr c ti p.
o h p bôŃ: Là cách o g n gi ng như phép o gián ti p nhưng sô lư ng
phép o theo phép o tr c ti p nhi u hơn va k t qu o nh n ư c
thư ng ph i thông qua gi i m t phương trình hay m t hê phương trình
mà các thông sô a bi t chính là các sô li u o ư c.
o th ng kê : ê m b o ô chính xác c a phép o nhi u khi ngư i ta
ph i sư d ng phép o th ng kê. T c là ph i o nhi u l n sau o l y gia tr
trung bình.
o lư ng h c: là ngành khoa h c chuyên nghiên c u vê các
phương pháp ê o các i lư ng khác nhau, nghiên c u vê m u va
ơn v o.
Ky thu t o lư ng: ngành ky thu t chuyên nghiên c u áp d ng các
thành t u c a o lư ng h c vào ph c v s n xu t va i s ng.

Ví d - Phương trình cơ b n c a phép o

XAX
X
X
A xx ×=⇒=
X: ¹i l−îng cÇn ®o.
X0: ¬n vÞ ®o.
Ax: Gi¸ trÞ b»ng sè cña ®¹i l−îng cÇn ®o.
Qu¸ tr×nh so s¸nh ®¹i l−îng cÇn ®o víi
mÉu cho ra kÕt qu¶ b»ng sè
Có th o m t i lư ng
v t lý b t kỳ ư c
không???
Không, vì không ph i
i lư ng nào cũng
có th so sánh giá tr
c a nó v i m u
ư c.
Mu n o giá tr c a m t i lư ng v t lý b t kỳ ph i
chuy n i i lư ng này sang m t i lư ng v t lý
khác có th so sánh ư c giá tr c a nó v i m u
Hai lo i chuy n i:
i lư ng i n i n
i lư ng không i n i n
Công c : c m bi n (sensor, chuy n i sơ c p)
Phương trình cơ b n

¡ ¢ £ ¡ ¤ ¥ ¦ § ¨ ¦ © £ ¡ £

¤ ¥ ¦ £ a ! £ # $ ! ¤ % ¦ ¢ £ £ ' ¦ ©
$ ( £ £ # $ ! ¤ % ¦ ) 0 1 $ 2 £ ¡ £ 3

1

¤ ¥ ¦ 4 5 ¥ £ ¡ £ 3 ¨ ¦ ©
6 7
¦ © £ 8 § £ # $ ! ¤ % ¦ 9 @ ¦ ©

¤ ¥ ¦ e ¦ B
7
C
C
÷
÷
÷ Ω





 ∆
=
∆
l
l
f
R
R
Ví d : o ng su t c h c c a m t d m bê
tông ch i l c
D
∆
E
F
G
H
I P
Q
RS
R
R
R
R
tz
=
Khi P ch−a t¸c ®éng, cÇu c©n b»ng
⇒ Ura = 0
Khi cã P t¸c ®éng, Rtz thay ®æi
mét l−îng ∆R → Ura thay ®æi mét
l−îng ∆U. o ∆U → ∆R → ∆l
KP : HÖ sè poisson.
m : HÖ sè tû lÖ.
èi víi kim lo¹i : KP = 0,24 ÷ 4.
NÕu thÓ tÝch V=l.S kh«ng thay ®æi trong qu¸
tr nh biÕn d¹ng th KP = 0,5 vµ bá qua m.
( ) ( )
mK
fR
l
l
f
R
R
P
l
R
l
++=
=





 ∆
=
∆
ε
ε
εε
Ví d (2)
CM??
R
RU
U
∆
×=∆ ∆U??

Xác nh c tính c a dây d n i n
rt = r20 [ 1+α(t - 20) + β(t-20)2 ] α, β ch−a biÕt.
( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ]




−+−+=
−+−+=

¡

¢¢ ¡
£
¤
ttrr
ttrr
t
t
βα
βα
o ®iÖn trë ë nhiÖt ®é 200C, t1 vµ t2
⇒ HÖ 2 ph−¬ng tr nh 2 Èn α vµ β.
α β
Các phép o
tr c ti p???
1.2. Phương pháp o (1)
Quá trình o bi n i th ng
k t qu
X= X0
X
0
N
N
¥ ¥
¦
¦
¥
§
§
xN
NX X=

Phương pháp o (2)
Quá trình o ki u so sánh
¡
¢
£ ¡
£ ¤ ¥ ¦ § ¨
© ©
¢
©
©
÷
©
Ví d
Có m t vônmét ư c kh c như sau:
150V tương ng 100 v ch
Khi o i n áp Vônmét ch 120 v ch, xác nh k t qu ?
So sánh
Giá tr
Giá tr g i là h ng s c a volmét
0
100
/
150
N vach V=
0
100
120 :
150
xN
N
 =   
150
120 120.1,5 180
1000
X V= = =
0
1
1,5/C vach
N
= =

1.3. c trưng c a k thu t o(1)
Tín hi u o Các i u ki n o
Tín hi u o mang theo thông tin vê i tư ng c n nghiên
c u.
Tín hi u o thê hi n 2 ph n : Ph n i lư ng va ph n
d ng tín hi u.
Ph n i l ng: thông tin vê gia tr c a i tư ng o
Ph n D ng tín hi u: thông tin vê sư thay i tín hi u o
Gia công tín hi u: là nghiên c u các quy lu t bi n i tín hi u, xác nh các lo i tín
hi u, chuy n các tín hi u b t ky vê các tín hi u có quy lu t ê ánh gia chúng,
chuy n i xa, dùng vào vi c i u khi n ho c ph c h i l i tín hi u y khi c n thi t
Xư ly tín hi u o lư ng: t c là áp d ng các nguyên công vê o lư ng lên các tín
hi u o, có nh ng c i m riêng là v n ê bi n các tín hi u o thành sô v i m t
sai sô xác nh, ph n nh nh lư ng i lư ng c n o
Các i u ki n o:Khi ti n hành phép o ta ph i tính n nh
hư ng c a môi trư ng n k t qu o va ngư c l i, khi sư
d ng d ng c o ph i không ư c nh hư ng n i tư ng
o.
c trưng c a k thu t o(2)
ơn v o và chu n m u
Vi c u tiên c a o lư ng h c là xác nh ơn v o và
nh ng t ch c c n thi t t o m u m b o cho k t
qu o lư ng chính xác, tin c y
Vi c thành l p ơn v , th ng nh t ơn v o lư ng là m t
quá trình lâu dài, bi n ng. Vi c m b o ơn v , t ch c
ki m tra, xác nh n, mang tính ch t khoa h c, k thu t v a
t ch c và pháp l nh
Vi c th ng nh t h th ng qu c t v ơn v mang tính ch t
hi p thương và quy ư c - ¡ ¢ ¢
§ £ a ¥ ¨ a ¦ ¦ §
¨
# 1 ¦ ¦ ¦ ( # 1 # a ¦ § ¡ § ) § !
- h th ng ơn v IS
(International Standard) ra i (1960) Do t ch c qu c t
v chu n ph trách ISO(International Standard
Organisation) g m 7 i lư ng chính

Phương pháp o và Phương ti n o
Quá trình o ư c th c hi n theo nh ng bư c nh t nh,
th c hi n các thao tác o lư ng cơ b n.
Th t c ph i h p các thao tác (nguyên công) o lư ng là
phương pháp o.
Phương ti n o th hi n k thu t c a m t phương pháp o
c th . - nh nghĩa “ Phương ti n o là t p h p các ph n
t , các modul, các d ng c , các h th ng ph c v cho vi c
thu th p và x lý s li u o lư ng”
Phân lo i phương ti n o lư ng
Ngư i quan sát
o là ngư i o va gia công k t qu o. Nhi m v c a
ngư i quan sát khi o là ph i n m ư c phương pháp o,
am hi u vê thi t b o mà mình sư d ng; ki m tra i u ki n
o; phán oán vê kho ng o ê ch n thi t b phu h p;
ch n d ng c o phu h p v i sai sô yêu c u va phu h p
v i i u ki n môi trư ng xung quanh; bi t i u khi n quá
trình o ê cho ra k t qu mong mu n; n m ư c các
phương pháp gia công k t qu o ê ti n hành gia công sô
li u thu ư c sau khi o. Bi t xét oán k t qu o xem a
t yêu c u hay chưa, có c n o l i hay không, ho c ph i
o l i nhi u l n theo phương pháp o lư ng th ng kê.
Ngày nay vai trò c a ngư i quan sát gi m nh vì h u h t
các phương ti n u o t ng

ánh giá k t qu o
Xác nh tiêu chu n ánh gia m t phép.
K t qu o m t m c ô nào o có thê coi là chính xác. M t gia
tr như v y
ư c g i là gia tr ư c lư ng c a i lư ng o. o là gia tr ư c xác
nh b i th c nghi m nhơ các thi t b o. Gia tr này g n v i gia tr
th c mà m t i u ki n nào o có thê coi là th c.
ê ánh gia gi a gia tr ư c lư ng va gia tr th c, ngư i ta sư
d ng khái ni m sai sô c a phép o. Sai sô c a phép o là hi u gi a
gia tr th c va gia tr ư c lư ng
∆X = Xth c - Xư c lư ng
Có r t nhi u nguyên nhân d n n sai sô :
Do phương pháp o không hoàn thi n.
Sư bi n ng c a các i u ki n bên ngoài vư t ra ngoài nh ng i u ki n tiêu
chu n ư c quy nh cho d ng c o mà ta ch n.
Do d ng c o không m b o ô chính xác, do cách c c a ngư i
quan sát, do cách t d ng c o không úng quy nh v.v...
1.3. Các nguyên công o lư ng cơ b n(1)
Quá trình o là th c hi n các nguyên công o lư ng, các
nguyên công có th th c h ên t ng trong thi t b ho c do
ngư i th c hi n.
Xác nh ơn v o, thành l p m u, t o m u và truy n
m u:
xác nh ơn v , t o ra chu n m u là nh ng i lư ng v t ly có tính b t
bi n cao va là hi n thân c a ơn v o lư ng.
lư ng tư hoa chu n va tô h p thành i lư ng chu n có thê thay i gia
tr , t o thu n l i cho vi c xác nh gia tr c a i lư ng o, ta g i là truy n
chu n.
Nguyên công bi n i: Th c hi n phép bi n i trên các
tín hi u o lư ng, tư i lư ng này sang i lư ng khác,
tư d ng này sang d ng thê hi n khác

Các nguyên công o lư ng cơ b n (2)
Nguyên công so sánh:
so sánh có thê th c hi n trong không gian sô b ng m t thu t
toán chia (phương pháp o bi n i tr c ti p)
trong không gian các i lư ng v t ly, th c hi n b ng m t phép
trư trong bô so sánh (comparator) X - Xk ≤ε (phương pháp o
ki u so sánh)
Nguyên công giao ti p.
Giao ti p ngư i va máy (HMI) trong y vi c hi n thi, trao i,
theo dõi giám sát là m t d ch v kha l n trong hê th ng thông
tin o lư ng i u khi n.
Giao ti p v i hê th ng (t c v i m ng) thê hi n chu y u d ch
v truy n thông.
1.4. Thi t b o (1)
Xác nh tiêu chu n ánh giá m t thi t b o:
Tiêu chu n có thê là tiêu chu n qu c gia do cơ quan pháp quy n c a
m t Nha nư c quy t nh va thành pháp l nh.
Tiêu chu n qu c tê là tiêu chu n do h i ng các nha bác h c nghiên
c u, xác nh va khuy n cáo ê các qu c gia áp d ng.
ISO va IEC là nh ng tiêu chu n qu c tê ư c ng d ng r ng rãi trong
r t nhi u lĩnh v c s n xu t
T ch c ki m nh và xác nh n thi t b o:
Thi t b o lư ng là thi t b ph i m b o các tiêu chu n vê ch t lư ng
vì v y nh ky ph i ư c ki m nh va c p gi y lưu hành
ây là công vi c c a các trung tâm ki m chu n t c là so sánh thi t b
do v i chu n va ánh gia l i thi t b o.
Ch có nh ng thi t b o a ki m chu n va a ư c c p gi y ch ng
nh n m i ư c coi là thi t b o h p pháp, có thê lưu hành.

Thi t b o (2)
T ch c qu n lý m b o o lư ng
Thi t b o là m t thi t b c bi t, nó ư c qu n ly theo pháp l nh
Nha nư c. Nha nư c ra nh ng quy nh vê qu n ly thi t b o, như

' ¦ © y
,
£ ¡ ¨ ¦ © ¦ ¡ ¢ ¦
t tiêu chu n hay không t tiêu chu n, ư c
lưu hành h p pháp hay không. Ph i m b o vi c truy n chu n có thê
xu ng n nh ng nơi c n thi t m b o cho vi c nâng cao ch t lư ng
c a các s n ph m công nghi p v i yêu c u ngày càng cao.
Các tiêu chu n chung nh t c a m t thi t b o
Gia tr o va kho ng o
Sai sô và chính xác
Các tiêu chuân khác
Ngoai hai tiêu chuân vê nhay, chính xác cua thi t b o con phai xét
n ăc tính ông, tôn hao cua thi t b và các ch tiêu ăc biêt i v i t ng
thi t b .
Các ch tiêu chuan nay là nh ng ch tiêu ph nhưng co nhưng lúc tr
thanh ch tiêu quan trong.
Chương 2. H ơn v , chu n, m u, t o m u và
chuy n m u
ơn v và h ơn v
Chu n và m u
T o ra m u công tác và m u bi n i
T ch c qu c t và qu c gia v h th ng chu n.

2.1. ơn v và h ơn v chu n(1)
H ơn v SI g m 7 i lư ng chính
102 ơn v d n xu t và 72 i lư ng v t lý
¡ ¢ £ ơ ¢ ¥ ¦ § ơ ¢ ¥ ¦ ¨ ©

!
¨ # $ % ¢ ¨ # o a ¨
) a ¢ 0 © 1
2 3 ¢ £ ¢ 4 5 e 4
! £ 7
8
£ 7
8
¨ e # ¥ ¢ 9 ¨
á
¢ 1 @ ¢

a ¢ e # a

§ ¦ ¢ # $ % ¢ 5 0 ¢ ! $ A B o # B o #
ơn v và h ơn v (2)
B i s và ư c s c a ơn v
C D
E F G H I
D P Q R
H S T U V
C D
E F G H I
D P Q R
H S T U V
W ¥ X Y ` o b b a ` W ¥ d e f e h
T i
W ¥ X e p e b b a p W ¥ d X q e
P
b
T
h
W ¥ e r s
¦
a s W ¥ d t u
T v T w
W ¥
e x y
e b a
y
W ¥
d €
u
T
h o
µ
W ¥ e X
I
e a
I
W ¥ d ‚ ƒ a
P
o
P
W ¥
‚ „
T …
a
„
W ¥
d e X y
T
h o †
W ¥
€
u e
…
a u W ¥
d e x ‡
e
w
b o ˆ
W ¥ t
Q
T v
o
Q
W ¥ d e r ‰ b b e a
W ¥ X
C
e h b o
C
W ¥ d X e p e † b o
W ¥
e
f e h a f a W ¥
d X Y
` o h b o
R

nh nghĩa 7 ơn v cơ b n
a. Chi u dài:
b. Kh i lư ng:
c.Thêi gian: §ã lµ thêi gian cña 9.192.631.770 chu kú cña
m¸y ph¸t sãng nguyªn tö Sedi 133(Cs-133).
d. Dßng ®iÖn: Ampe lµ c−êng ®é dßng ®iÖn t¹o ra mét lùc ®Èy
lµ 2x10-7 N trªn ®¬n vÞ chiÒu dµi gi÷a hai d©y dÉn dµi v« cùc
®Æt c¸ch nhau 1m.
nh nghĩa 7 ơn v cơ b n (2)
e. NhiÖt ®é (nhiÖt ®éng):§ã lµ nhiÖt ®é nhiÖt ®éng cña
®iÓm ba cña n−íc nguyªn chÊt.
1
273,16
g.C−êng ®é s¸ng hay quang ®é: candela (Cd) lµ c−êng ®é cña
mét nguån s¸ng ph¸t ra ¸nh s¸ng ®¬n s¾c ë tÇn sè 540.1012 Hz,
víi c«ng suÊt Watt trong mét Steradian (Sr).1
683
f. L−îng vËt chÊt (mol) §ã lµ l−îng vËt chÊt cña sè nguyªn tö
cña vËt chÊt Êy, b»ng sè nguyªn tö cã trong 0,012 kg cacbon 12
(C12).
h. Hai ®¬n vÞ phô lµ Radian (Rad) vµ Steradian.
Radian lµ gãc ph¼ng cã cung b»ng b¸n kÝnh.
Sterradian lµ gãc khèi n»m trong hinh cÇu gíi h¹n bëi vßng
trßn cÇu cã ®−êng kÝnh b»ng ®−êng kÝnh cña qua cÇu.

B ng các ơn v d n xu t
M t s ơn v ngoài ơn v h p pháp mà v n s
d ng
1.10-8WbMaxwell
1.10-4 TGauss
1,602 . 102JElectron volt (ev)
1,0551 . 103JThermie4,5 10-3m3Galon (Anh)
3,60 . 106JKilowatt gi 3,785. 10-3m3Galon (M
¡
)
7,457.102 WMã l¢
c2,832 . 10-2m3Foot kh£ i
4,1868JCalo1,6384. 10-5m3Inch kh£ i
9,8066NKilogam l¢
c9,290.10-2m¤
2Foot vuong
1,332. 102 N/m2Torr6,4516.10-4m2Inch vuông
1.106 N/m2Bari1,852kmMille (h¥ i lý)
1,6018510 kg/m3Fynt/foot31,609km0Mille (d¦ m)
4,882kg/m2Fynt/foot29,144 . 10-1mYard (Yat)
1,0161. 103kgTonne3,048. 10-1mFoot (phút)
4,536 . 10-1kgFynt2,54. 10-2mInch
Quy § i ra SIơn v¨Quy § i ra SIơn v¨

2.2.Chu n và m u
th ng nh t ư c ơn v thì ngư i ta ph i t o ư c m u
c a ơn v y, ph i truy n ư c các m u y cho các thi t
b o
th ng nh t qu n lý o lư ng, m b o o lư ng cho
công nghi p, thương m i, và i s ng, m i qu c gia u t
ch c h th ng m u chu n và truy n chu n c a qu c gia
ó.
Các h ng s v t lý dùng làm chu n
Chu n m u mét
Chu n m u v kh i lư ng
Chu n m u v th i gian và t n s .
Chu n m u v các i lư ng i n.
nh nghĩa - chu n
Theo tiêu chu n Vi t Nam (TCVN) 6165 -1996 chu n o
lư ng (measurement standard) hay v n t t là chu n, ư c
nh nghĩa như sau: “Chu n
) % © ¦ ¡ § ¡ ¦ # 1
¢ £
¨ § ¨ ¤ § § § 1 ¦ § ¥ ¦ § § § £ a ¦ § ¦ § # 1 ¨ ¨ y
¦ ¦ § § ¦ ! # ¦ ¡ ( § § §
¢
¦ § a y § # ¨ # ! ¦ ¦ § a #
$ ¦ ¨ )
¢ ¢
¥ ¢ ¢ ! §
”
Phân lo i
Chu n u (Primary standard)
Chu n th (Secondary standard):
Chu n b c I:
Chu n b c II:
Theo cùng
m t i lư ng

Phân lo i (2)
Chu n u (Primary standard): Là chu n ư c ch nh hay
th a nh n r ng rãi là có ch t lư ng v m t o lư ng cao
nh t và các giá tr c a nó ư c ch p nh n không d a vào
các chu n khác c a cùng i lư ng.
Chu n th (Secondary standard): Là chu n mà giá tr c a
nó ư c n nh b ng cách so sánh v i chu n u c a
cùng i lư ng.
Chu n b c I: là chu n mà giá tr c a nó ư c n nh b ng
cách so sánh v i chu n th c a cùng i lư ng.
Chu n b c I: là chu n mà giá tr c a nó ư c n nh b ng
cách so sánh v i chu n th c a cùng i lư ng.
Phân lo i (3)
Trên ph m vi qu c t
Chu n qu c t (International standard):
Là chu n ư c m t hi p nh qu c t công nh n làm cơ s n nh giá tr
cho các chu n khác c a i lư ng có liên quan trên ph m vi qu c t .
Chu n qu c gia (National Standard):
Là chu n ư c m t quy t nh có tính ch t qu c gia công nh n làm cơ s
n nh giá tr cho các chu n khác có liên quan trong m t nư c.
Chu n chính (Reference standard):
Là chu n thư ng có ch t lư ng cao nh t v m t o lư ng có th có m t a
phương ho c m t t ch c xác nh mà các phép o ó u ư c d n xu t
t chu n này.
Chu n công tác (Working standard):
Là chu n ư c dùng thư ng xuyên hi u chu n ho c ki m tra v t o,
phương ti n o ho c m u chu n.
Chu n so sánh (Transfer standard):
Là chu n ư c s d ng như là m t phương ti n so sánh các chu n.

M t s h ng s v t lý dùng làm chu n
¹i l−îng
Ký
hiÖu
Gi¸ trÞ (víi ®é kh«ng ch¾c
ch¾n 1σ)
øng dông
Tèc ®é ¸nh s¸ng
trong ch©n kh«ng
C 299.792.458 m/s(chÝnh x¸c)
Thêi gian, tÇn sè
chiÒu dµi
iÖn tÝch electron
C 1,60217733 . 10- (0,3ppm)
iÖn ¸p, dßng
®iÖn
H»ng sè “Jozepson
Kj-90 483.587,96 Hz/v (0,4 ppm) iÖn ¸p
H»ng sè Von klitzing
RJ-90 25,812807 KΩ (0,2 ppm) iÖn trë
HÖ sè dÉn t

trong
ch©n kh«ng
µ0 4π.10-7 N/A2 (chÝnh x¸c) iÖn dung
M t s chu n m u v các i lư ng i n
Chu n dòng i n
Chu n i n áp
Chu n i n tr
Chu n i n dung
Chu n t n s

M t s ơn v ngoài ơn v h p pháp mà v n s
d ng
1.10-8WbMaxwell
1.10-4 TGauss
1,602 . 102JElectron volt (ev)
1,0551 . 103JThermie4,5 10-3m3Galon (Anh)
3,60 . 106JKilowatt gi
)
3,785. 10-3m3Galon (M

)
7,457.102 WMã l¡
c2,832 . 10-2m3Foot kh

i
4,1868JCalo1,6384. 10-5m3Inch kh

i
9,8066NKilogam l¡
c9,290.10-2m¢
2Foot vuong
1,332. 102 N/m2Torr6,4516.10-4m2Inch vuông
1.106 N/m2Bari1,852kmMille (h£ i lý)
1,6018510 kg/m3Fynt/foot31,609km0Mille (d¤ m)
4,882kg/m2Fynt/foot29,144 . 10-1mYard (Yat)
1,0161. 103kgTonne3,048. 10-1mFoot (phút)
4,536 . 10-1kgFynt2,54. 10-2mInch
Quy ¥ i ra SIơn v
¦
Quy ¥ i ra SIơn v
¦
a.Chu n dòng i n
Chu n b ng cân AgNO3 i n phân
Năm 1960 chu n ư c th c hi n thông qua cân dòng
i n t c là o l c y i n t gi a hai dây d n dài vô
c c thông qua cân có chính xác cao ( t n 4.10-6
A).
G n ây thì ngư i ta có xu t vi c xác nh dòng i n
thông qua t trư ng
Xác nh dòng i n chu n r t ph c t p vì v y trong th c
t ngư i ta s d ng chu n v i n áp.

Phát i n áp m t chi u
chu n
Pin m u Weston
Sùc ®iÖn ®éng Pin mÉu ë 200C cho bëi C«ng thøc:
E20= 1.018636-0.6.10-4 N-5.0.10-5N
N=0.04-0.08
Søc ®iÖn ®éng cña Pin mÉu l¹i thay ®æi theo nhiÖt ®é theo C«ng
thøc:
Et = E20-4.610-5(t-20) –9.510-4(t-20)2 +1.0 10-5(t-20)3+..
Tr«i søc tù ®éng h»ng n¨m lµ 1µV/n¨m (microVolt)
MÉu ®Þªn ¸p Quèc gia ®−îc lÊy lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña 20 (hoÆc
10) pin mÉu b·o hoµ nµy.
Dung d ch
i n phân CdSO4
Tinh th
h
Th y ngân
Dây Pt
Almangan Hg
(12,5%Cd)
Ph n t Jozepson (1)
h
V n f
e
=
n- Sè cÊp chuyÓn tiÕp Siªu dÉn; h- H»ng sè Plank, e-
§iÖn tÝch Electron; f tÇn sè sãng ®iÖn tõ cùc ng¾n dông
lªn líp chuyÓn tiÕp siªu dÉn ch×-oxit ch× tinh khiÕt.
Líp chuyÓn tiÕp ®Ó trong b×nh c¸ch nhiÖt nhiÖt ®é (2-
4)K. TÇn sè sãng ®iÖn tõ cùc ng¾n lµ 9 GHz.
§iÖn ¸p trªn mét líp chuyÓn tiÕp (4-5) mV cã tÝnh æn
®Þnh rÊt cao: ®−îc truyÒn ®Ó so s¸nh víi pin mÉu th«ng
qua mét ph©n ¸p chÝnh x¸c (3.10-8) vµ tæng hîp cã thÓ
thiÕt lËp ®iÖn ¸p vµo kho¶ng 1V (®Ó so víi Pin mÉu) hÖ
sè kh«ng æn ®Þnh thÊp h¬n 5.10-8V.

L p chuy n ti p
Æc tÝnh Xedi Hitro Rubidi Th¹ch anh
TÝnh lÆp l¹i ± 3.10-12 ± 2.10-12
æn ®Þnh(trung binh trong 1 sec) 5.10-12 5.10-13 5.10-12 5.10-12
Tr«i RÊt nhá RÊt nhá ±1.10-13 ± 5.10-10
TÇn sè céng h−ëng 9.192.631.770 1420405.751 6.834.682.608
Träng l−îng m¸y (khoang) 30kg 400 15 10
NhiÖt ®é lµm viÖc -20 ÷ +600C 0 ÷ 500 C 0 ÷ 500 C 0 ÷ 500 C
Sè lÇn céng h−ëng nguyªn tö trong
mét gi©y
106 1012 1012
NhiÖt ®é céng h−ëng 3600K 3000K 3300K
Phát t n s chu n
Nguyªn lý cña m¸y ph¸t thêi gian hay tÇn sè chuÈn ®Òu dùa trªn c«ng thøc:
h- h»ng sè Plank;ν - lµ tÇn sè;E1vµ E2 lµ hai møc n¨ng l−îng trong khi chuyÓn møc.
HiÖn nay dïng 3 lo¹i mÉu nguyªn tö vÒ thêi gian: Xedi, Hitro, Rubidi
B ng tãm t¾t c¸c ®Æc tÝnh cña c¸c mÉu thêi gian hay sö dông
¡
h E Eν = −

Sơ máy phát t n s m u ki u Xedi
∼
ChØ cã c¸c nguyªn tö xª di cã
năng l−îng F = 4. mf = 0 míi ®i
vµo buång ch©n kh«ng, ë ®©y
nã qua 1 ®iÖn tr−êng ®Òu vµ
®−îc nung nãng lªn b»ng tia
sãng cùc ng¾n, cã tÇn sè
9.162.631.770 Hz.
¡ a o ¤ ¥ ¦ §
¨ © ©
a ¦
©

©
¦
¨
¦

¥ ¡
¨
¦

¦ §
©
¨
¦ !
¦ §
¨
¡ a
¦ § # $ ¦
¨ %
$ ' ¡
( )
¦ §
©
)
© 0 ¨ © 1
¡
§ ¡ a ¦
2
§
©
¡
2
¤ ¥ ¦ § ¤ ¡ 3
© 0
¦
©
¥ ¦ §
© 4 5
¦ §
6 7
6 76 8
9
Ví d : M t s ài phát t n s trên th gi i

Chu n i n tr
Tõ l©u, ®iÖn trë mÉu lµ mét bé gåm 10 cuén d©y manganin cã
®iÖn trë ®Þnh møc 1Ω ®Ó trong hép kÝn 2 líp ®æ ®Çy kh«ng khÝ nÐn,
cã gi¸ trÞ 1,0000002Ω víi ph−¬ng s−ai σ = 1.10-7.
TruyÒn ®iÖn trë mÉu cho c¸c ®iÖn trë kh¸c b»ng cÇu 1 chiÒu.
Tõ năm 1990, ®iÖn trë mÉu ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua hiÖu øng
Hall l−îng tö tõ (QHE), nhß cã h»ng sè vËt lý von Klitzing.
H»ng sè von Klitzing ®−îc x¸c ®Þnh Rk-90 = 25,81280Ω víi sai
sè 0,2.10-6. PhÇn tö c¬ b n cña mét QHE lµ mét planar
MOSFET máng ®Ó trong mét m«i tr−êng nhiÖt ®é thÊp. 1-2K (-
2710C). Tõ tr−êng ®−îc ®Æt vu«ng gãc víi l¸ máng b¸n dÉn cã
c−êng ®é tõ c m mét vµi Tesla.
Hi u ng Hall
i n áp c m ng Hall t l v i
cư ng t c m B và dòng i n
i qua t m QHE
Dòng i n
T c m
D n
i n t

Chu n i n tr
Uh = Rk-90 I/i
Rh =
Uh: ®iÖn ¸p Hall, Rh = iÖn trë Hall l−îng t

.
I dßng ®iÖn ch¹y trong mµng b¸n dÉn MOSFET.
i con sè nguyªn chØ sè ®o Hall trong mµng b¸n
dÉn lóc x¸c ®Þnh Rh.
Rk-90: h»ng sè von Klitzing.
−=h
k 90
U
R /i
I
¡ ¢
£
¡£
PhÇn
tö
QHE
§iÖn trë
truyÒn
chuÈn
¤
Ví d

Chu n i n dung
ChuÈn ®iÖn dung ®−îc thùc hiÖn b»ng tô ®iÖn tÝnh theo lý thuyÕt Thompson -
Lambard. Tô gåm 4 thanh thÐp ®−êng kÝnh 50mm dµi 500mm cã trôc song song vµ
n»m trªn ®Ønh hinh vu«ng, gi a chóng cã 1 thanh mµn ch½n tÜnh ®iÖn ®Æt ë ngay
t©m cña h nh vu«ng: Sù thay ®æi ®iÖn dung cña tô ®iÖn (cña tõng cÆp ®iÖn cùc) thay
®æi theo kho ng di chuyÓn cña thanh mµn ch½n.
∆C =
µ0: tõ dÉn cña kh«ng k hÝ, C = tèc ®é ¸nh s¸ng.
∆L ®o b»ng ph−¬ng ph¸p giao thoa víi ∆L = 100mm sai sè 10-7. ∆C=
0,4002443 pF, sai sè kh«ng qu¸ 5.10-7.
iÖn dung mÉu ®−îc truyÒn sang çc ®iÖn dung kh¸c b»ng cÇu xoay chiÒu.
Tõ çc mÉu nµy ta cã thÓ suy ra çc ®¹i l−îng ®iÖn kh¸c th«ng qua çc hép ®iÖn
trë vµ hép ®iÖn dung chÝnh x¸c cao.
∆ = ∆
π πµ 2
0
1 1
ln2 L ln2 L
2 2 C
2.3.T o ra m u công tác và m u bi n i
Sau khi t o m u qu c gia, ph i t ch c m ng lư i qu c t
và qu c gia truy n chu n n nh ng phòng thí nghi m
tiêu chu n khu v c. Nh ng chu n này ph i t chính
xác yêu c u: cách b trí, quy lu t bi n i phù h p v i tín
hi u ki m tra và thi t b so sánh.

T o ra m u công tác và m u bi n i (2)
Các v n t o m u công tác (m u bi n i):
Lư ng t hoá chu n m u:
Sau khi a xác nh ơn v , c n có cách phân chia m u thành nh ng b i sô
va ư c sô c a ơn v .
ơn v nho nh t c a chu n m u g i là lư ng tư.
Sai s lư ng t
T h p các lư ng t c a m u thành m u bi n i
Các lư ng tư c a m u ư c tô h p v i nhau thành nh ng i lư ng m u
bi n thiên.Tô h p các quy t c g i va bi u di n các con sô có gia tr xác nh
g i là hê th ng m.
Thu t toán bi n i trong quá trình ra m u
Trong quá trình so sánh v i i lư ng c n o, m u c n ph i thay i ư c
giá tr c a nó. Thay i theo m t chi n lư c như th nào t i ưu theo m t
m c tiêu nh t nh, ó là thu t toán bi n i m u.

K
K K
q
X N
β = =
2.3. Liên k t chu n
T ch c chu n th gi i
T ch c m b o o lư ng c a Vi t nam
Theo sơ t ch c qu c t v công ư c mét Vi t nam có
T ng c c tiêu chu n o lư ng ch t lư ng tr c thu c h i
ng b trư ng ch u trách nhi m v vi c xây d ng các tiêu
chu n, qu n lý các phương ti n o lư ng m b o ch t
lư ng các s n ph m s n xu t t i Vi t nam.
V vi c m b o o lư ng, tr c thu c T ng c c TC- L-CL có
các trung tâm o lư ng
Trung tâm o lư ng nhà nư c
Trung tâm o lư ng 1, trung tâm o lư ng 2..
Các phòng thí nghi m chu n chuy n ngành Vilas

C u trúc m b o o lư ng Vi t nam
¡ a £ ¤ ¥ ¦ § ¨ © © © £ ¤ £
Trung tâm o lư ng Vi t nam
a ! # $ $ $ % ' ( % ) %

T ch c qu c t v chu n ISO31-1992
ISO 31-0: Nguyên t c chung
ISO 31-1: Không gian và th i gian
ISO 31-2: Hi n tương tu n hoàn và các ph n liên quan
ISO 31-3: Cơ
ISO 31-4: Nhi t
ISO 31-5: ên và t
ISO 31-6: Ánh sáng và b c x ên có liên quan
ISO 31-7:Âm
ISO 31-8: Hoá h c và v t lý phân t
ISO 31-9: V t lý nguyên t và h t nhân
ISO 31-10: Ph n ng h t nhân và b c x ion hoá
ISO 31-11: D u hi u và ký hi u toán h c dùng trong khoa h c v t lý và
công ngh
ISO 31-12: S c trưng
ISO 31-13: V t lý tr ng thái r n
T ch c qu c t v chu n
Châu âu EUROMET

T ch c qu c t v chu n
Châu âu EUROMET (2)
VÝ dô: Tæ chøc truyÒn mÉu quèc tÕ (1)
m
Meter
m
k
Kilogram
As
Second Ampere
sk A
Newton
N
J
Joule
Volt
V
Watt
W
2e/h
J-Array
KJ-90
§Þnh nghÜa çc ®¬n vÞ c¬ b¶n
CIPM x¸c ®Þnh h»ng sè
Josephson
Phßng thÝ nghiÖm quèc gia
Thùc hiÖn çc ®Þnh nghÜa SI
Gi¸ trÞ cña çc h»ng sè vËt lý
§¹i diÖn quèc gia vÒ Volt ( mÉu 10V)

Tæ chøc truyÒn mÉu quèc tÕ (2)
J-Array
732B
734A
752A
732B
8842A
5700A
§¹i diÖn ®éc lËp
cña ®iÖn ¸p VPhßng thÝ nghiÖm ®Þa ph−¬ng
TruyÒn chuÈn s¬ cÊp (dïng ë MAP)
MÉu ®Çu Volt nh©n t¹o t¹i ®Þa ph−¬ng
(Theo MAP)
MÉu 10V
-So s¸nh víi m¹ng J-Array th«ng qua MAP.
MÉu ph©n ¸p (10:1 vµ 100:1)
MÉu lµm viÖc
Dông cô ®o sö dông (dÞch vô cho RD)
= §Þnh nghÜa
= ThiÕt bÞ thùc nghiÖm
= ThiÕt bÞ sö dông vµ th−¬ng m¹i
= thiÕt bÞ th−¬ng m¹i
Ký hiÖu
Chương 3. Thi t b o và ánh giá thi t b o
Phân lo i phương ti n o lư ng
c tính k thu t c a thi t b o
M r ng kho ng o
Nâng cao c tính k thu t c a thi t b o
Ki m nh phương ti n o lư ng
Xây d ng m t thi t b o

Tình hình phát tri n c a thi t b o và h th ng
o
S hoá
Thông minh hoá
áp d ng cho phương pháp o hi n i
T ng x lý thao tác o
T ng x lý k t qu o
Thông tin v i h th ng
Phân lo i phương ti n
o lư ng
¡ ¢ £ ¤ ¥ ¦ § ¨ ¤ ©

¢ ¤ ¥
¡ ¤ ¦ £ ¤ ¡ § ¦ ! ¡
¡ # !
$ %
' (
)
0
1 ( 2 0
3 4
' 5
6 7
0
8
( 9
3
( @
1 ( 2 0
3 4
6 A B
0
C D A
E F
0 G
'
F C H
3
(
A B
3
6
@
C H
( I
3
( P 0 G
3
( Q 0 G
3
A
0
C H
R S T
0 G
U V
0 (
3
( W '
' ( 9
3
( @
3
S
5 0 G
3 X Y
P
8
( 9
3
( @ ` (
A
G
A a
Y
4
E F
0 G b
B
3
c

7 C H

K t n i h th ng công nghi p-PLC
Phân lo i thi t b o lư ng (2)
Dông cô ®o l−êng ®iÖn : Gia c«ng çc th«ng tin ®o l−êng, tøc lµ
çc tÝn hiÖu ®iÖn cã quan hÖ hµm víi çc ®¹i l−îng vËt lý cÇn ®o.
Çc dông cô ®¬n lÎ thùc hiÖn çc phÐp ®o trùc tiÕp
Dông cô ®o t−¬ng tù : Gi¸ trÞ cña kÕt qu¶ ®o thu ®−îc ®−îc
biÓu diÔn b»ng mét hµm liªn tôc theo thêi gian (gåm çc
lo¹i dông cô ®o kim chØ vµ dông cô tù ghi )
Dông cô ®o sè : KÕt qu¶ ®o ®−îc thÓ hiÖn b»ng sè
ThiÕt bÞ ®o: bao trïm lªn tÊt c¶ dông cô ®o t−¬ng tù vµ dông cô
®o sè, cã thÓ ph©n lo¹i theo ph−¬ng ph¸p ®o gåm 2 lo¹i thiÕt bÞ
®o :
ThiÕt bÞ ®o biÕn ®æi th¼ng.
ThiÕt bÞ ®o kiÓu so s¸nh hay bï.
Ngoµi ra, cã thÓ ph©n lo¹i dông cô ®o theo ®¹i l−îng ®o nh−:
Ampemet, Volmet, Hecmet (®o tÇn sè), ¸p kÕ (®o ¸p suÊt), tèc
®é kÕ (®o tèc ®é), l−u tèc kÕ (®o l−u tèc) v.v...

PROCESSOR
BUS
Conditioning
TimingA/D
D/A
DI/O
TI/O
DISPLAY
AND
CONTROL
488 PORT
P
Math
MEMORY
P
ROM
Con
tro
l Pa
ne
l
Flow
Pres
su
re
Alarm
Con
ditio
ns
ST
OP
Te
mpe
rature
Thi t b o lư ng ơn l Thi t b o lư ng trên cơ s máy tính
PC
Nhà s n xu t quy t nh
c tính máy
Ngư i s d ng quy t nh
c tính máy
¡
o ¢ a £ ¤ e ¥ ¦ a 1 § 1 ¨

o
¡
1 e
© o a e a ! ! # $ o % ! e
SC
XI
1140
SCXI
1140
SCXI
1140
SCXI
1140
SCX
I-100
1
M
AINFRA
ME
SCX
I
SC
XI
1100
NATIO
NAL
INS
TRUME
NTS
®
bus
Co
ntr
ol
Pa
nel
Flo
w
Pre
ssu
re
Ala
rm
Co
nd
itio
ns
ST
OP
Te
mp
era
tur
e
Tích h p h th ng
LabVIEW
Software
Analysis and
Presentation
Hardware Driver Software
Acquisition and Control
GPIB Instruments
Serial Instruments
DAQ Products
Unit Under Test
Process
VXI Instruments
PC or
Workstation
Other
networked
computers

Phân lo i các phương ti n o lư ng
H thèng th«ng tin
®o l−êng
HÖ thèng ®o l−êng HÖ thèng kiÓm tra HÖ thèng nhËn d¹ng HÖ thèng chuÈn ®o¸n
HÖ thèng ®o, kiÓm tra, b¸o
®éng
HÖ thèng ®o, kiÓm tra, nhËn
d¹ng
HÖ thèng ®o l−êng, ®iÒu khiÓn HÖ thèng ®o, kiÓm tra, chuÈn ®o¸n
Thi t b o và ánh giá thi t b o
C¶m
biÕn
M¹ch ®o ChØ thÞ
HÖ thèng ®o l−êng : §o vµ ghi l¹i c¸c ®¹i l−îng ®o.
HÖ thèng kiÓm tra tù ®éng : Thùc hiÖn kiÓm tra c¸c ®¹i l−îng ®o.
Cho ra kÕt qu¶ lín h¬n, nhá h¬n hay b»ng chuÈn.
HÖ thèng chuÈn ®o¸n kü thuËt : KiÓm tra sù lµm viÖc cña ®èi t−îng
®Ó chØ ra sù háng hãc cÇn söa ch÷a.
HÖ thèng nhËn d¹ng : KÕt hîp viÖc ®o l−êng, kiÓm tra ®Ó ph©n lo¹i
®èi t−îng t−¬ng øng víi mÉu ®· cho. VD: M¸y kiÓm tra ph©n lo¹i
s¶n phÈm.
Tæ hîp ®o l−êng tÝnh to¸n : Sù ph¸t triÓn cña kü thuËt tÝnh to¸n ®·
cho ra ®êi mét thiÕt bÞ míi ®ã lµ tæ hîp ®o l−êng tÝnh to¸n víi chøc
n¨ng cã thÓ bao qu¸t toµn bé thiÕt bÞ ë trªn. §ã lµ sù ghÐp nèi hÖ
thèng th«ng tin ®o l−êng víi m¸y tÝnh. Nã cã thÓ tiÕn hµnh ®o,
kiÓm tra, nhËn d¹ng, tÝnh to¸n vµ c¶ ®iÒu khiÓn ®èi t−îng n÷a.
Thi t b o và ánh giá thi t b o

Phân lo i thi t b o
N m trong h th ng:
Transmitter và transducer:
o i n
o nhi t và áp su t
Phân tích n ng v t ch t
Thi t b r i:Phân theo nhóm thi t b cơ b n xây d ng h
Multimét:
Máy m v n năng: (t n s k )
Máy hi n sóng, Monitor cùng các thi t b t ghi
Thi t b dùng µP(vi x lý – Micro Processor):
Thi t b thu th p s li u
intelligent transmitter
Analyser
2.2. Thông s k thu t c a thi t b
§é nh¹y
Kho¶ng ®o, ng−ìng nh¹y vµ kh¶ n¨ng ph©n ly
Sai sè hay ®é chÝnh x¸c
CÊp chÝnh x¸c
TÝnh tuyÕn tÝnh cña thiÕt bÞ
§Æc tÝnh ®éng
Mét sè th«ng sè kh¸c nh−: c«ng suÊt tiªu thô, kÝch th−íc,
träng l−îng cña thiÕt bÞ

A. Mô hình thi t b o
B. nh y
Phương trinh cơ b n
Y= F(X,a,b,c...)
∂F/∂X - é nh¹y víi X hay
∂F/∂a - é nh¹y cña yÕu tè anh h−ëng a hay nhiÔu
NÕu kh«ng xÐt tíi nhiÔu ®Çu vµo
Khi K=(S)=const - X,Y lµ tuyÕn tÝnh.
K=f(X) - X, Y lµ kh«ng tuyÕn tÝnh - sai sè phi tuyÕn.
ViÖc x¸c ®Þnh K b»ng thùc nghiÖm gäi lµ kh¾c ®é thiÕt bÞ ®o. Víi
mét gi¸ trÞ cña X cã thÓ cã c¸c gi¸ trÞ Y kh¸c nhau, hay K kh¸c
nhau.
Sai sè vÒ ®é nh¹y:
X
f
S
∆
∆
=
S
dS
S =γ Sai s nhân tính

Ví d
Cân tr ng lư ng có nh y c u 1,5 mV/V
Khi cung c p cho c u 1V ư ng chéo c u là 1,5mV.
X là i lư ng nào??
Y là i lư ng nào ??
X là i n áp cung c p cho c u
Y i n áp ra c a ư ng chéo c u
Ví d
C m bi n o nhi t LM35 có nh y 10mV/0C
Tính i n áp ra c a c m bi n khi nhi t 00C và 1000C

C. H s phi tuy n c a thi t b
Ó ®¸nh gi¸ tÝnh phi tuyÕn cña thiÕt bÞ ®o ta x¸c ®Þnh hÖ sè phi
tuyÕn cña nã.
HÖ sè phi tuyÕn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:
. ∆Xmax- lµ sai lÖch lín nhÊt
Ta th−êng dïng kh©u bï phi tuy n
Scb.Sb= K

¡ a £
¤ ¥ ¦
¦
§ ∆
=

D. Kho ng o, ngư ng nh y
và kh năng phân ly
Kho¶ng ®o ( Range/Full Scale/Span): Dx = Xmax – Xmin
Ng−ìng nh¹y, kh¶ n¨ng ph©n ly (Resolution):
Khi gi m X mµ Y còng gi m theo, nh−ng víi ∆X≤ εX khi ®ã kh«ng thÓ ph©n
biÖt ®−îc ∆Y, εX ®−îc gäi lµ ng−ìng nh¹y cña thiÕt bÞ ®o.
Th«ng th−êng : dông cô t−¬ng tù εY=1/5 v¹ch chia ®é
dông cô sè : εX =Xn/Nn tøc gi¸ trÞ mét l−îng tö ®o
Kh n
'
ng ph©n ly cña thiÕt bÞ ®o
-ThiÕt bÞ t−¬ng tù
-ThiÕt bÞ sè:

¡

¢
£
ε
=
¤
¥
¦
¦
=
ε
=
Ví d
phân gi i c a m t Volmét là

E. chính xác và sai s - Phân lo i
Sai sè thiÕt bÞ ®o
TuyÖt ®èi Quy ®æi T−¬ng ® i
HÖ thèng NgÉu nhiªn
Céng tÝnh
TÜnh
C¬ b¶n Phô thªm
Nh©n tÝnh Phi tuyÕn
§éngChÕ ®é
Nguyªn nh©n
Theo ®iÒu
kiÖn kü thuËt
kiÓm tra
Quan hÖ
víi X
Theo c¸ch
thÓ hiÖn
chính xác và sai s (2)
Sai sè tuyÖt ®èi (thi t b o, phép o)
∆X = X - Xth
X: Gi¸ trÞ chØ bëi thiÕt bÞ ®o t¹i mét gi¸ trÞ trong kho¶ng ®o.
Xth: Gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng ®o, th−êng Xth ®−îc ®o ë dông cô ®o cÊp
cao h¬n.
Sai sè t−¬ng ®èi (phép o)
¡ ¡ ¡ ¡
×




 ∆
≈×




 ∆
=
X
X
X
X
th
xγ
Sai sè t−¬ng ®èi quy ®æi (thiÕt bÞ ®o): ánh giá thi t b o
X
n
D
X∆
=γ
n
n
X
X∆
=γhay

Sai sè hÖ thèng :
Nguyªn nh©n do chÕ t¹o vµ l¾p r¸p
Có gi¸ trÞ kh«ng ®æi (kh¾c ®é thang ®o, do hiÖu chØnh dông cô ®o
kh«ng chÝnh x¸c (chØnh ®iÓm 0 kh«ng ®óng), do nhiÔu…)
Thay ®æi cã quy luËt: do ¶nh h−ëng cña tr−êng ®iÖn tõ
NÕu t×m ra nguyªn nh©n cã thÓ lo¹i trõ ®−îc.
Cã thÓ t×m ra sai sè hÖ thèng khi kiÓm tra ®Þnh kú thiÕt bÞ ®o (lo¹i
trõ theo mét c«ng thøc hiÖu chØnh hay mét b¶ng hiÖu chØnh).
Sai sè ngÉu nhiªn :
XuÊt hiÖn do mét nguyªn nh©n kh«ng biÕt, theo quy luËt ngÉu
nhiªn.
NÕu t¨ng sè lÇn ®o ®Õn v« cïng (n → ∞) thì ∆Xng → 0.
+ §Æc tÝnh thèng kª cña mét biÕn ngÉu nhiªn X.
Gi¶ thiÕt ta cã mét biÕn ngÉu nhiªn X, mËt ®é ph©n bè x¸c suÊt
cña X lµ f(x)
M« men bËc k cña X : mk(x)
Kú väng to¸n häc : M« men bËc 1 cña X.
C¸c tÝnh chÊt E(X): E(λX) = λE(X)
E(X + Y) = E(X) + E(Y).
∫=
∞+
∞−
dxxfxxm k
k
∫==
∞+
∞−
dxxxfxmxE

: −íc l−îng gi¸ trÞ trung bình∗
x
∑== ix
N
xxE
n
xx
E
n
i
i
M
∑ −
= =
∗

Gi¸ trÞ trung bình cña mét biÕn ngÉu nhiªn X chÝnh b»ng kú väng
to¸n häc cña nã.
NÕu X rêi r¹c :
¡
é lÖch trung bình :
¢
xmxEx ==
Sai sè céng tÝnh : ∆a kh«ng phô thuéc vµo gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o
(g©y ra do hiÖn t−îng trÔ, ma s¸t )
Sai sè nh©n tÝnh : ∆m tØ lÖ víi gi¸ trÞ ®o : ∆m = γmX (g©y ra do sù
thay ®æi ®é nh¹y cña thiÕt bÞ ®o)
Sai sè tuyÖt ®èi cña thiÕt bÞ ®o:
Sai sè tương ®èi cña thiÕt bÞ ®o
a
x m
x a m
X
X X
γ γ
γ γ γ
∆∆
= = +
= +
∆X = ∆a + ∆m = ∆a + γmX
Khi X=Xn nh nh t
Sai s (5)
∆∆∆∆X
∆∆∆∆X = ∆∆∆∆a
+ ∆∆∆∆m
∆∆∆∆m
∆∆∆∆a
X

F. CÊp chÝnh x¸c cña dông cô ®o
§Ó ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c cña thiÕt bÞ ®o
CÊp chÝnh x¸c cña thiÕt bÞ ®o ®−îc quy ®Þnh chÆt chÏ theo
ph¸p lÖnh nhµ n−íc vÒ sai sè c¬ b¶n cña thiÕt bÞ, sai sè phô,
c«ng thøc tÝnh to¸n sai sè, çc quy ®Þnh kiÓm ®Þnh
Çc c¬ quan nghiªn cøu, chÕ t¹o vµ qu¶n lý ph¶i tu©n thñ
pháp l nh này
Phân lo i c p chính xác(1):
a) §èi víi nh÷ng thiÕt bÞ mµ tÝnh chÝnh x¸c ®−îc quy ®Þnh b»ng sai
sè tuyÖt ®èi cña nã. Ng−êi ta ph©n thµnh cÊp 0, cÊp 1, cÊp 2, cÊp3.
VD : §èi víi çc pin mÉu : Pin mÉu cÊp1, cÊp 2, cÊp 3. §é biÕn ®éng
cña pin mÉu cÊp 1 kh«ng qu¸ 50 µµµµV/1n¨m; cÊp 2 100 µµµµV/1n¨m; cÊp 3
300 µµµµV/1n¨m. TÝnh theo gi¸ trÞ tuyÖt ®èi.
b) §èi víi thiÕt bÞ ®o mµ sai sè chñ yÕu lµ sai sè céng tÝnh th× cÊp
chÝnh x¸c cña thiÕt bÞ ®o ®−îc s¾p xÕp theo sai sè t−¬ng ®èi quy ®æi
tÝnh theo phÇn tr¨m kho¶ng ®o cña thiÕt bÞ ®o.
VD: γγγγn%≤≤≤≤ 1% cÊp chÝnh x¸c cña thiÕt bÞ ®o ®−îc xÕp vµo cÊp 1.
§èi víi dông cô ®o c¬ ®iÖn, sai sè chñ yÕu do ma s¸t trôc trô; sai
sè chñ yÕu là sai sè céng tÝnh, ng−êi ta ph©n thµnh 8 cÊp chÝnh x¸c
0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1; 1.5; 2.5; 4

Phân lo i (2):
c) §èi víi thiÕt bÞ ®o mµ sai sè chñ yÕu lµ sai sè nhân tÝnh th× cÊp
chÝnh x¸c cña thiÕt bÞ ®o ®−îc s¾p xÕp theo sai sè t−¬ng ®èi c a thi t
b o tÝnh theo phÇn tr¨m.
VD: Ký hiÖu cÊp chÝnh x¸c cña lo¹i thiÕt bÞ nµy ®−îc ®ãng khung
bëi mét vßng trßn. VD : cÊp chÝnh x¸c →→→→ sai sè t−¬ng ®èi 1%.
d) §èi víi thiÕt bÞ ®o mµ sai sè céng tÝnh vµ sai sè nh©n tÝnh cïng
cì víi nhau, sai sè c¬ b¶n gåm 2 thµnh phÇn vµ phô thuéc vµo gi¸ trÞ
®o.
CÊp chÝnh x¸c ®−îc ghi b»ng tØ sè c/d.
Víi c = γγγγa + γγγγ m ; d = γγγγa
VD : CÊp : 0,02/0,01 ⇒⇒⇒⇒ γγγγa + γγγγ m = 0,02 vµ γγγγa = 0,01 ⇒⇒⇒⇒ γγγγ m= 0,01
nX
c d
X
γ
 
= ± + − 
 
Các nư c phương tây: %FS+%Rdg(reading)
Ví d
Vonmét thang o 200V
Sai s thi t b o ư c vi t: 1%FS+0,5%Rdg
c k t qu trên thi t b là 100V - Sai s phép o b ng
bao nhiêu?
∆X= 1%.200V+ 0.5%100V=2,5V

1, Mét thiÕt bÞ ®o cã thang ®o cùc ®¹i 100µµµµA, cã sai sè t−¬ng ®èi
quy ®æi ±±±±1%. TÝnh c¸c giíi h¹n trªn vµ giíi h¹n d−íi cña dßng cÇn
®o vµ sai sè theo phÇn tr¨m trong phÐp ®o ® i víi :
a, §é lÖch cùc ®¹i.
b, 0,5 ®é lÖch cùc ®¹i.
c, 0,1 ®é lÖch cùc ®¹i.
2, Mét thiÕt bÞ ®o chØ 250µµµµA víi ®é lÖch toµn thang ®o vµ sai sè
t−¬ng ®èi quy ®æi ±±±±2%. TÝnh ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o khi dßng lµ
200µµµµA vµ 100µµµµA.
3, Mét thiÕt bÞ ®o cã thang ®o cùc ®¹i 100µµµµA, cã sai sè t−¬ng ®èi
quy ®æi ±±±±3%. H·y tÝnh sai sè kh¶ dÜ khi dông cô chØ :
a, 50µµµµA.
b, 10µµµµA.
Bài t p:
4, Dßng 25µµµµA ®o ®−îc ë dông cô cã thang ®o cùc ®¹i 40µµµµA. NÕu
ph¶i ®o 25µµµµA chÝnh x¸c trong kho¶ng ±±±±5%. H·y tÝnh ®é chÝnh x¸c
cÇn thiÕt cña dông cô ®o.
G. §Æc tÝnh ®éng cña thiÕt bÞ (1)
Hµm truyÒn c¬ b¶n :
Y(p)=K(p).X(p)
§Æc tÝnh ®éng:
+ §Æc tÝnh qu¸ ®é
+ §Æc tÝnh tÇn
+ §Æc tÝnh xung
t
h(t)
δ(t)a. c tính xung:
NÕu ®¹i l−îng vµo cã d¹ng
xung hÑp: x(t)= δ(t-τ)
i lư ng ra y(t) = h(t-τ) g i là
c tính xung c a thi t b
∫
∞
∞−
−= τττ
☺☺ ý nghÜa cña ®Æc tÝnh xung???
PhÇn tö c¬ b¶n cho
phÐp tÝnh ®¸p øng ra
cña thiÕt bÞ

§Æc tÝnh ®éng cña thiÕt bÞ (2)
t
g(t)
Xt
τ
b. c tính quá
N u tín hi u vào có d ng xung ơn v :
x(t) = u(t-τ)
i lư ng ra y(t) = g(t-τ) [= h(t-τ)] g i
là c tính quá c a thi t b
c. c tính t n s
N u tín hi u vào có d ng sin: x(t) = ejωt
i lư ng ra y(t) = H(ω).x(t) v i H(ω) g i là c tính t n s c a
thi t b
c tính t n s ư c phân tích thành hai thành ph n: c tính
mô un A(ω) và c tính pha ϕ(ω). (Lý thuy t m ch 1)
Ưu i m cơ b n khi s d ng c
tính t n s c a thi t b ???
( ) ( )
( ) M
M
N
N
jaja
jbjbb
X
Y
H
¡
¢

¡
£
£¤
ωω
ωω
ω
ω
ω
−⋅⋅⋅−−
+⋅⋅⋅++
==
d. Hàm truy n t c a thi t b o
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )ωωωωωωωωωω
αα
YjaYjaXjbXjbXbY
t
t
a
t
t
a
t
tx
b
t
tx
btxbty
M
M
N
N
M
M
MN
N
N
¥¥¦
¥¥¦
+⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅++=
∂
∂
+⋅⋅⋅+
∂
∂
+
∂
∂
+⋅⋅⋅+
∂
∂
+=
Phương trình bi u di n quan h gi a tín hi u ra/tín hi u vào
c a m t thi t b o:
ω : gi¸ trÞ thùc. Thay jω b»ng sè phøc p = σ + jω
( ) M
M
N
N
papa
pbpbb
pH
+⋅⋅⋅−−
+⋅⋅⋅++
= §
§
¨
©
Hàm truy n t c a thi t b o H(p) Cách xác nh i m
c c và i m không c a h
th ng??
§Æc tÝnh ®éng cña thiÕt bÞ (3)

¡
¡

¢ £
¢ £ ¢ £ ¤ ¤ ¤ ¢ £
¢ £
¢ £ ¢ £ ¤ ¤ ¤ ¢ £
¢ £
N
N i
N N i
M
M N
M i
i
b p z
b p z p z p z
H p
a p p p p p p
a p p
=
=
−
− − −
= =
− − − −
− −
∏
∏
Tõ c¸c vÞ trÝ cña ®iÓm cùc (p) vµ ®iÓm kh«ng (z) trªn
mÆt ph¼ng p (hay s) cã thÓ nhËn biÕt ®−îc tÝnh chÊt cña
thi t b o/hÖ thèng o
c tính ng (4)
H. Tæn hao c«ng suÊt, ®iÖn trë vµo cña thiÕt bÞ ®o
ThiÕt bÞ ®o khi nèi vµo ®èi t−îng ®o, muèn cã ®¸p øng ph¶i thu
mét Ýt n¨ng l−îng tõ phÝa ®èi t−îng ®o ta gäi ®ã lµ tæn hao c«ng
suÊt.
Tr−êng hîp thi t b o m c nèi tiÕp víi t¶i:
T n hao: pa= RA.I2
RA: i n tr vào c a TB , RA: cµng nhá th×
sai sè do tæn hao cµng Ýt.
yc
t
A
t
a
ff
R
R
p
p
γγ ==
Yêu c u sai s phương pháp
Tr−êng hîp thi t b o m c // víi t¶i:
T n hao:
RV: i n tr vào c a TB , RV cµng l n th× sai
sè do tæn hao cµng Ýt.
¥
¦
§ ¨
©

=
Yêu c u sai s phương
pháp

γ≈γ

Gi i thi u m t s chu n thi t b trong công nghi p
Theo tiªu chuÈn ANSI Y32.20.1975 hay ISA - S5.1 cña viÖn tiªu
chuÈn Hoa Kú (American National Stardard Institute) ng−êi ta quy
®Þnh ký hiÖu thiÕt bÞ ®o còng chÝnh lµ ®¹i l−îng lµ ®¹i l−îng cô thÓ
®−îc ghi trªn vßng trßn vÏ trªn s¬ ®å c«ng nghÖ
A = thiÕt bÞ ph©n tÝch
B = §¹i l−îng liªn quan ®Õn vßi ®èt vµ ngän löa (Burner)
C = §iÖn dÉn, nhiÖt dÉn.
D = tû träng, träng l−îng riªng.
E = §iÖn ¸p, søc ®iÖn ®éng, ®¹i l−îng ®iÖn nãi chung.
F = L−u tèc (flow).
Chu n thi t b trong công nghi p (ti p)
G = §Þnh l−îng (theo lo¹i). I = dßng ®iÖn
J = c«ng suÊt K = thêi gian, ®Þnh thêi gian.
L = Møc (level) M = §é Èm (Moistrure).
N, O = ng−êi dïng tù chän. P = ¸p suÊt (Presure).
Q = L−îng hay tÝch lòy R = Phãng x¹ (Radio activity).
S = tèc ®é, tÇn sè (Speed) T = NhiÖt ®é
U = nhiÔu biªn sè (phÐp ®o gi¸n tiÕp). V = ®é nhít (Viscosity).
W = träng l−îng vµ lùc Y = Tù chän
Z = vÞ trÝ.

Ví d
Ví d sơ công ngh

3.3. Mét sè biÖn ph¸p n©ng cao cÊp chÝnh x¸c cña thiÕt bÞ ®o
Ph−¬ng ph¸p n©ng cao tÝnh
chÝnh x¸c cña thiÕt bÞ ®o
Lo¹i trõ nguyªn nh©n
g©y sai sè
Gi¶m bít møc ¶nh h−ëng
cña nguyªn nh©n g©y sai
sè
KÕt cÊu vµ
c«ng nghÖ
B¶o vÖ chèng
¶nh h−ëng
HiÖu chØnh. Tèi thiÓu
ho¸ ¶nh h−ëng sai sè
Tèi thiÓu ho¸ sai
sè b»ng biÖn
ph¸p thèng kª
Ph−¬ng ph¸p hiÖu chØnh
BiÖn ph¸p hiÖu chØnh sai sè
Cã ng−êi tham gia Tù ®éng (Kh«ng cã ng−êi )
HiÖu chØnh
do ng−êi ®o
thùc hiÖn
HiÖu chØnh
th«ng qua sè
chØ cña dông cô
Dïng c¶m
biÕn ®o yÕu
tè liªn quan
T¹o nªn ®¹i
l−îng tØ lÖ víi
yÕu tè liªn
quan
Ph©n theo
kh«ng
gian
Ph©n theo
thêi gian
Ph©n theo
kh«ng
gian
Ph©n theo
thêi gian
Céng tÝnh Nh©n tÝnh Logomet
(tØ sè)

4.4. Ki m nh phương ti n o lư ng
Ki m tra gi y phép s n xu t và lưu hành
ây là ki m tra dùng tư v n cho cơ quan nhà nư c c p gi y phép s n
xu t, c p gi y ch ng nh n thương hi u
N i dung ki m tra úng theo ch d n c a tiêu chu n nhà nư c
Thi t b nh p ngo i cũng ph i ki m nh trư c khi ưa ra lưu hành.
Ki m tra xu t xư ng
H i ng ki m tra ch t lư ng s n ph m nh tiêu chu n c th cho t ng
c tính k thu t c a thi t b o ư c s n xu t.
M u c a biên b n th nghi m ph i ư c h i ng duy t. Biên b n này
coi như m t ph n c a công tác b o hành.
Cơ quan qu n lý o lư ng, theo chu kỳ ho c t xu t , ti n hành ki m tra
s n xu t và xét tính trung th c c a băng th nghi m.
Ki m tra nh kỳ
M i l n ki m tra nh kỳ, thi t b ư c c p m t ch ng ch và k t qu o
b i d ng c y ư c coi có giá tr pháp nhân.
H i ng tiêu chu n nhà nư c t ch c các trung tâm o lư ng ư c u
quy n th c hi n các phép ki m tra c p gi y ch ng ch lưu hành.
Chương 4. T ch c phép o và gia công k t qu
o lư ng
Thi t k m t phép o hay m t băng th nghi m
Xác nh nhi m v : g m các qui trình (1) xác nh m c tiêu; (2) Yêu c u k
thu t; (3) Mô t quá trình o; (4) yêu c u v d ch v ; (5) yêu c u v thông
tin
L p sơ o: g m các quyi trình (1) Ch n phương pháp o; (2) Ch n lo i
thi t b o; (3) Ch n thang o; (4) M r ng thang o; (5) Ch n sai s c a
d ng c o; (6) Ch n t c hay c tính ng c a thi t b ; (7) Thi t b và
k t qu o
T ch c phép o: g m các khâu (1) thu th p s li u o lư ng; (2) qu n lý
s li u thu th p
Gia công s li u o lư ng:
Ch nh lý l i s li u
Tính toán ra k t qu
Bù các y u t nh hư ng
Tính toán sai s
Trình bày k t qu

Gia công s li u o
Sai s h th ng và sai s ng u nhiên
Lý thuy t v sai s ng u nhiên
Tính toán sai s ng u nhiên b ng th c nghi m
Sai s c a thi t b t các khâu t h p
Tính toán không m b o o
Gia công s li u o
Sai s h th ng và sai s ng u nhiên
Lý thuy t v sai s ng u nhiên
Tính toán sai s ng u nhiên b ng th c nghi m
Sai s c a thi t b t các khâu t h p
Tính toán không m b o o ( LVN 131:2004)
Trªn c¬ së nh ng kÕt qua ®o l−êng b»ng nh ng dông cô cô thÓ , x¸c
®Þnh gi¸ trÞ ®óng cña kÕt qua ®o vµ sai sè cña phÐp ®o. KÕt qua ®ã sÏ
®−îc viÕt:
X®=X ± ∆X
Dông cô ®o nµo còng cã sai sè vµ nguyªn nh©n sai sè rÊt kh¸c nhau, vi
vËy c¸ch x¸c ®Þnh sai sè phai tuú theo thiÕt bÞ ®o mµ x¸c ®Þnh

không m b o o
Thông s g n v i k t qu c a phép o, c trưng cho s phân tán c a
các giá tr có th quy cho i lư ng o m t cách h p lý.
không m b o o có th phân thành hai thành ph n:
ánh giá ư c lư ng b ng phân b th ng kê c trưng b ng
l ch chu n th c nghi m.( lo i A)
ư c ư c lư ng t các phân b xác su t mô ph ng trên cơ s
th c nghi m ho c các thông tin khác.(lo i B)
không m b o t ng h p(các phép ánh giá c l p)
không m b o o m r ng
U=k.

H s ph k ( l y theo phân b student)
¡ ¡
c A Bu u u= +
Tính toán sai s ng u nhiên ( ánh giá
không m b o lo i A)
Ng−êi ta còng l¹i chøng minh r»ng víi nh ng ph©n bè x¸c suÊt kh¸c
nhau, sai sè ngÉu nhiªn cña thiÕt bÞ ®o ®−îc tÝnh theo c«ng thøc
∆=k σ
k phô thuéc vµo ph©n bè x¸c suÊt cña sai sè ngÉu nhiªn cña lo¹i
dông cô ®o ®ù¬c xÐt.
é lÖch qu©n ph−¬ng trë thµnh -−íc l−îng ®é lÖch binh qu©n ph−¬ng
Sai sè ngÉu nhiªn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:
¢
£
n
iX
s X X n n= − −∑
st X
t s∆ =
tst lµ hÖ sè student ¤
I
σ

Ví d
TT KÕt qu¶
i iX Xδ = − ( )
2
iX X2
δ = −
1 100,5 +0,34 0,0576
2 100,4 +0,14 0,0196
3 100,6 +0,34 0,1156
4 100,2 -0,06 0,0036
5 100,2 -0,06 0,0036
6 99,91 -0,36 0,1296
7 100,4 +0,14 0,0196
8 100,4 +0,14 0,0196
9 100,1 -0,16 0,0256
10 99,9 -0,36 0,1296
11 10
i
1
X
X
10
=
∑ i
10
δ
δ =
∑
( )
n
2
i
X
S
n n 1
1
δ
=
−
∑
12 100,26 0,00
( )
n
2
i
X
X
S
n n 1
S 0,076
1
δ
=
−
=
∑
Chän: P = 0,99.
Tra b¶ng Student:
(n = 10, P = 0,99)
Kst = 3,25
∆ng = 2,35.0,076 = 0,247
KÕt qu¶
100,013VX100,507V
víi x¸c suÊt tin cËy P = 0,99
¡ ¢ £ ¤ ¥ ¡ ¥ ¦ § ¨ ¥ ¡ ¢ © ¦

Sai s tương i
Sai s c a phép o gián ti p, sai s t các khâu
t h p ( nhóm không m b o lo i B)
Y
Y
γ
∆
=

¡
X X± ∆ + ∆ ( )
¢
¢ ¢
£ ¢ £ ¢
¤ ¥
X X X X± ∆ + ∆ +
¦ ¦ ¦ ¦
§ ¦ ¦ §
¨ © ¨ ©
X X X X± ∆ + ∆

X X
X X
   ∆ ∆
± +   
   

X
X

X X X X X± ∆ + ∆ !
!
X X
X X
   ∆ ∆
± +   
   

n
nX X−
± ∆
±x(∆X/X)Xn
X1.X2
X1+X2
Sai s tuy t i ∆YHàm Y
i v i m t hàm s
èi víi hµm sè Y=f(X1, X2, X3,...Xn)
¦
#
¦
#
¦ $
¦
$ %
%

' ' '
%
%

∆





∂
∂
++∆





∂
∂
=∆
(
) 0
(
(
)
(
1
)2
γ++γ+γ=γ

Bai giang ky thuat do luong

More Related Content

Similar to Bai giang ky thuat do luong

Bai giang ky thuat do luong