[CAT là gì?] Gỡ rối những thắc mắc liên quan đến cấp độ đo lường CAT

Mục lục

1. Giải nghĩa CAT là gì?

CAT là một từ viết tắt của “Category” – thuật ngữ chỉ cấp độ hay các nhóm, các loại của đo lường điện hiện nay. Đây được hiểu là một quá trình để đánh giá về định lượng hay đại lượng của các đơn vị cần đo trong hệ thống các nguồn điện. Và để thực hiện được điều đó, chúng ta sẽ cần phải có các phương pháp cụ thể, phương tiện về kỹ thuật để tiến hành đo một cách chính xác nhất.

Cụ thể đó chính là các mẫu đo cùng các dụng cụ đo lường điện. Mẫu đo là những yếu tố quan trọng để tạo ra được các đại lượng về vật lý. Mẫu đo lường điện CAT hầu hết đều có trị số được cho trước, cụ thể như là các điện cảm, các trở điện hay điện dung mẫu và  các pin mẫu,... Còn dụng cụ đó chính là các thiết bị được sử dụng để thực hiện công việc gia công cho các tín hiệu trong suốt quá trình đo lường điện trở thành các dạng để thực hiện theo dõi hay điều chỉnh được một cách dễ dàng.

2. Vai trò của CAT như thế nào?

Hiện nay, việc thực hiện đo lường CAT đóng vai trò hết sức quan trọng đối với lĩnh vực điện – điện tử. Cụ thể, việc phát minh ra hình thức này nhằm mang đến sự bảo vệ tốt nhất cho những người sử dụng điện, các tổ chức, doanh nghiệp. Bởi thực tế trước đây, trong quá trình sử dụng điện một cách tự do mà không có sự kiểm soát, đo lường gì đã dẫn đến khá nhiều rủi ro lớn, gây nguy hiểm, thậm chí ảnh hưởng đến tính mạng của rất nhiều người tại các môi trường làm việc có liên quan đến sử dụng điện.

Chính vì vậy mà Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ và hiệp hội tiêu chuẩn Canada đã thống nhất đưa ra những phương pháp, các tiêu chuẩn, quy định chặt chẽ, nghiêm ngặt về vấn đề sử dụng điện trong quá trình làm việc hay đời sống hàng ngày. Cụ thể, họ đã đưa ra các cơ chế kiểm tra bằng các thiết bị đo lường điện sử dụng trong các điều kiện áp lên đến 1000V.

Đặc biệt, trong lĩnh vực điện tử viễn thông thì việc áp dụng đo lường điện CAT góp phần rất quan trọng trong việc duy trì các hoạt động sản xuất, nghiên cứu hay phát triển các sản phẩm của doanh nghiệp. Không chỉ vậy, thực hiện đo lường điện cũng giúp cho họ có thể kiểm soát và xử lý được các tình huống, sự cố bất ngờ có thể xảy ra, từ đó đưa ra các phương pháp để khắc phục và tạo ra được các sản phẩm, dịch vụ đảm bảo chất lượng tốt nhất, đủ sức cạnh tranh trên thị trường lĩnh vực.

Theo đó, các thiết bị về đo lường điện CAT hiện nay đang xuất hiện ở rất nhiều các dây chuyền sản xuất công nghệ, các phòng thí nghiệm về khoa học, trường đại học, trung tâm nghiên cứu – phát triển sản phẩm, trung tâm sửa chữa,... với mục đích là để phục vụ cho công tác nghiên cứu, sản xuất, phát hiện và sửa chữa các thiết bị liên quan đến điện.

3. Phân loại các cấp độ đo lường điện CAT

Hiện nay, việc đo lường điện CAT được phân chia thành 4 cấp hay 4 nhóm đo lường dành cho các xung điện tức thời. Và sự phân chia này được thực hiện dựa trên các nguyên tắc là các kỹ thuật viên khi càng tiếp xúc gần với các nguồn điện thì mức độ nguy hiểm lại càng cao hơn.

Theo đó, các chỉ số về phân loại đo lường cũng sẽ lớn hơn rất nhiều. Chính vì vậy mà việc vận hành hay lắp đặt các hệ thống điện ở những nơi có hệ số phân loại thấp thường sẽ có đặc điểm là tổng trở cao. Điều này sẽ giúp mang đến lợi ích đó là hạn chế được việc quá dòng, quá áp hay các sự cố diễn ra trên hệ thống các dòng điện đang được sử dụng, đặc biệt là hiện tượng phóng xạ điện.

Cụ thể, người ta phân loại đo lường điện theo các cấp độ sau:

- Cấp độ I (nhóm CAT I) – bao gồm có những mạch điện tử được bảo vệ cẩn thận. Việc đo điện áp từ các mạch thứ cấp cũng sẽ được bảo vệ một cách chắc chắn. Theo đó, mức điện áp phù hợp so với các đường truyền tín hiệu, các thiết bị đặc biệt hay các phần năng lượng hạn chế của các thiết bị và mạch điện đó sẽ được quy định cùng một số thiết bị điện tử khác.

- Cấp độ II (nhóm CAT II) – đó là những phép đo được thực hiện trên những thiết bị cầm tay, các module, thiết bị gia dụng,...

- Cấp độ III (nhóm CAT III) – đối với cấp độ này thì thường áp dụng dành cho các đường dây phân phối trong hệ thống phụ tải. Cấp độ đo lường này bao gồm có các mạch là 480V hoặc là 600V. Ví dụ đối với cấp độ này như là các hệ thống mạng điện 3 pha, các mạch phân phối chính, các trung tâm cung cấp điện trong phụ tải nhỏ, tủ phân phối, các trung tâm phân phối chính,...

Hầu hết các phụ tải thường được xếp vào cấp độ III này, chủ yếu là cá phụ tải lớn mà chính bản thân nó cũng có thể tự tạo ra được các xung quá áp đỉnh nhọn trong một khoảng thời gian khá ngắn.

- Cấp độ IV (nhóm CAT IV) – cấp độ này có liên quan đến các đầu nguồn chính cung cấp điện cho hệ thống sử dụng. Nhóm CAT IV bao gồm có các đường dây truyền tải điện đến các công trình, cụ thể đó là những đường dây cáp ở bên ngoài hay bên trên, cũng có thể là dưới đất bởi chúng đều chịu ảnh hưởng lớn từ các tia sét.

Một ví dụ để hiểu rõ hơn về việc phân chia cấp độ này đó là nếu trường hợp trên vỏ của thiết bị điện có gji 300V CAT II, 600V CAT I thì mức điện áp xung có thể chịu được sẽ lên đến 2500V. Dựa vào thông số đó thì người dùng có thể biết được các thiết bị đo sẽ không nên cho kết nối với các nguồn mạch CAT II khi mà thiết bị điện đang hoạt động ở lớn hơn 300V. Và một điều chắc chắn rằng nếu thông số đó được ghi trên vỏ thì người dùng sẽ không được sử dụng với cấp độ III và IV.

4. Dụng cụ đo lường điện CAT bao gồm những gì?

4.1. Các loại dụng cụ đo lường điện CAT

Để có thể đo lường điện CAT một cách chính xác và đảm bảo nhất thì hiện nay, người ta thường sử dụng 2 loại dụng cụ đo chính đó là các dụng cụ đo trực tiếp hoặc là các dụng cụ kiểu so sánh như sau:

- Khi sử dụng các dụng cụ đo lường điện CAT trực tiếp thì nếu như đại lượng cần đo là X được đưa vào bất kỳ một bộ phận cụ thể nào đó nhằm mục đích là chuyển đổi và sau đó tiến hành biến đổi thành các biến thiên của dòng điện/điện áp thì khi đó cơ cấu đo lường của dòng điện sẽ bị chịu sự biến thiên của dòng điện/điện áp và ngay lập tức trở thành chỉ thị bằng kim hoặc là chị thị dạng số.

- Còn với dụng cụ đo lường điện CAT kiểu so sánh thì khi đại lượng cần đo là X được so sánh với một đại lượng đạt chuẩn XK thì sẽ xảy ra sai lệch. Khi đó các kết quả sai lệch có được sẽ chuyển đổi thành sự biến thiên của các dòng điện/điện áp rồi sau đó chính nó cũng sẽ tác động vào cơ cấu để thực hiện việc đo lường điện CAT. Và chỉ thị cho ra kết quả sẽ có thể là kim chỉ hoặc là chỉ thị dạng số.

4.2. Các thông số của dụng cụ đo lường điện CAT

Đối với các dụng cụ đo lường điện CAT hiện nay thì thông số chủ yếu chính là độ nhạy cảm. Thông số trên các dụng cụ đo này ở trong cơ cấu đo lường điện CAT sẽ chính là dòng điện/điện áp nhỏ nhất khi mà nó chạy qua cơ cấu đo và kim chỉ thị sẽ dịch chuyển hết sang mặt thang đo của dụng cụ đó. Theo đó, độ nhạy cảm trên thực tế của dụng cụ đo lường CAT sẽ biểu thị theo tỷ số là ꭥ/v.

Theo đó, tỷ số này càng lớn thì đồng hồ đo sẽ càng nhạy hơn. Trị số có được từ quá trình đo này cũng sẽ biểu thị điện trở vào của đồng hồ tương ứng với mỗi đơn vị vôn. Công thức để tính trị số này như sau: S  = ∆α/∆A

Trong đó thì:

- ∆α được quy định là sự biến thiên của chỉ thị đo

- ∆A được quy định là sự biến thiên của đại lượng cần phải đo.

Ngoài ra thì thông số của dụng cụ đo lường CAT còn phụ thuộc vào công suất tiêu thụ của dụng cụ đó để đảm bảo việc có thể đo một cách chính xác nhất về công suất tiêu thụ của dụng cụ đó hay phụ thuộc vào đặc tính động của dụng cụ đó để đảm bảo sự ổn định về thời gian đo lường của dụng cụ.

5. Sai số và cấp chính xác trong đo lường điện CAT

- Sai số tuyệt đối  có hiệu số giữa các giá trị đo X và giá trị thực của nó Xth sẽ là:

∆X = │Xđo - Xth│

- Sai số tương đối  có tỷ số giữa sai số tuyệt đối và giá trị đó của nó tính theo % sẽ là:

⸹% = ∆X/ Xđo.100

- Sai số của dụng cụ đo được quy định bởi đặc trưng của sai số tương đối quy đổi sẽ theo công thức là: γ% = ∆X/ XđM.100 (trong đó thì XđM chính là trị số của định mức thang đo tương ứng).

- Sai số phương pháp đo lường điện CAT sinh ra bởi sự không hoàn thiện từ phương pháp đo cùng với sự thiếu chính xác của các biểu thức lý thuyết và cho ra những kết quả của đại lượng đo.

- Các sai số về thiết bị đo lường điện CAT được sử dụng trong các phép đo có liên quan chủ yếu đến các cấu trúc và tình trạng của các dụng cụ đo.

- Các sai số chủ quan là do chính người sử dụng như là đọc lệch, mắt kém,...

- Còn các sai số về hệ thống thì chủ yếu do các thành phần sai số của các phép đo không thay đổi hoặc là thay đổi theo một quy luật nào đó và áp dụng đo nhiều lần cho cùng một đại lượng.

Như vậy, cấp chính xác nhất của dụng cụ đo sẽ là: K = ∆XMax/A.100 (trong đó thì ∆XMax chính là sai số tuyệt đối lớn nhất và A chính là khoảng thang đo ở trên các dụng cụ đo. Trong trường hợp mà cho ra kết quả K < 0.5 thì loại dụng cụ này có tính chính xác cao và thường được sử dụng là các dụng cụ mẫu. Còn các dụng cụ đo trong công nghiệp thông thường thì có độ chính xác là từ 1 – 2,5.

Hy vọng những thông tin bài viết trên đây cung cấp sẽ giúp bạn đọc có thể hiểu rõ về CAT là gì cũng những vấn đề liên quan đến đo lường điện CAT hiện nay. Từ đó có thể nắm rõ được các cơ chế, yếu tố cần thiết trong hoạt động của hệ thống điện và áp dụng chính xác vào quá trình đo lường điện nhé!

Đăng ngày 21/11/2020, 65 lượt xem