电子测量仪器课时教案.doc

电子测量仪器教 案任课教师 冯军波 教学部 邮电部授课对象 16级电子班 课程周学时 2 2O132014 （下）学期时间 （2月17日6月30日）导入： 1、电工基础课中电流表、电压表的作用？（学生回答） 2、目前我们了解有哪些仪表？（学生回答）新授： 绪 论一、电工仪表与测量的内容及重要性1、电工仪表与测量重要性在电能的生产、传输、变配以及使用过程中，必须通过各种电工仪表对电能的质量及负载运行运行情况进行测量，并对测量结果进行分析，以保证供电及用电设备和线路可靠、安全、经济地运行。因此，学习电工仪表与测量对电工来讲，具有十分重要的意义。电工仪表与测量是中等职业技术学校电工专业的一门专业课。2、电工测量的对象主要是指电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、相位、功率因数、转速等电量、磁量及电路参数。3、本课程内容常用电工测量仪表的结构、工作原理、选择及使用方法，电工测量方法的选择，测量数据的处理等。通过本课程的学习，可以获得合理运用电工测量的方法，掌握正确选择和使用常用电工测量仪表的基本技能。二、电工仪表的发展概况 我国从1956年开始建设生产大型先进仪表的工业，到70年代前后，国产电工指示仪表的准确度已达0.l级，品种已经基本满足了国内的生产需要。近年来，又相继推出了由大规模集成电路和超大规模集成电路构成的数字式电压表，它们以高准确性、高可靠性、高分辨率等特性倍受人们的青睐。三、学习本课程的方法及要求电工仪表主要由测量机构和测量线路两部分组成， 其中测量机构是整个仪表的核心 。 在学习本课程的过程中，要首先掌握各种测量机构的特点，然后在其基础上配合适当的测量线路，即可组成各种不同类型的电工仪表。应注意的是，在学习本课程时，若能采取对比的方法来总结各种仪表和各种测量线路的特点，将对学习本课程起到重要作用。另外，在学习本课程的同时，除要重视课堂上的直观实物教学外，还要注意本课程与生产实习课的密切结合。只有这样，才能真正掌握好电工测量仪表的使用与维护等知识，为今后进入工作岗位打下牢固的基础。1.1 常用电工仪表的分类、型号及标志一、常用电工仪表的分类二、电工指示仪表的型号三、电工仪表的标志 不同的电工仪表具有不同的技术特性，为了便于选择和正确使用仪表，通常用各种不同的符号来表示这些技术特性，并标注在仪表的面板上，这些符号叫做仪表的标志。课堂练习： 电工仪表按结构和用途的不同的分类；常用的电工仪表的标志。小结：常用电工仪表的分类；电工仪表的标志。作业： 课后体会： 通过举例介绍指示仪表的分类方法，学生听得认真，掌握较好。复习：1、常用电工仪表的分类；2、电工指示仪表的型号； 导入：实验课上，在实际测量时，无论哪种电工仪表，也不论其质量多高，它的测量结果与被测量的实际值之间总会存在一定的差值。今天，我们来分析产生误差的原因和表示方法。新授： 1.2、电工指示仪表的误差和准确度一、仪表的误差及分类误差： 实际测量结果与被测量的实际值之间总会存在一定的差值叫做误差。准确度：指仪表的测量结果与实际值的接近程度。根据产生误差的原因，仪表误差分两类： 1、基本误差定义：仪表在正常工作条件下，由于仪表的结构、工艺等方面的不完善而产生的误差。基本误差是仪表本身所固有的误差。 2、附加误差定义：仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的误差。二、误差的表示方法 误差通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。三、仪表的准确度工程上规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。仪表的最大绝对误差m与仪表量程Am比值的百分数，叫做仪表的准确度(K)。即 式中，K表示仪表的准确度等级。根据国家标准规定，我国生产的电工仪表的准确度共分七级。课堂练习： 小结：仪表的误差及分类；误差的表示方法；仪表的准确度。作业：练习册1.2 课后体会： 本节的重点是仪表准确度的概念，难点是误差的表示方法和应用。复习：1、仪表的误差及分类；2、误差的表示方法； 导入：无论是由于电工仪表本身的误差和所用测量方法不完善引起的误差,还是其他因素引起的误差,最终都会在测量结果上反映出来,即造成测量结果与被测量实际值存在差异,这种差异称为测量误差。新授 1.3 测量误差及消除方法根据产生测量误差的原因不同，测量误差可分为系统误差、偶然误差和疏失误差三大类。1.4 电工指示仪表的技术要求一、要有足够的准确度仪表的准确度太高，会使制造成本增高，同时对仪表使用条件的要求也相应提高；准确度太低，不能满足测量的需要。二、要有合适的灵敏度仪表的灵敏度：灵敏度太高，仪表的制造成本就高，要求使用条件也高；灵敏度太低，仪表不能反映被测量的微小变化。因此，选择仪表灵敏度应以满足测量需要为宜。三、要有良好的读数装置和阻尼装置良好的读数装置是指仪表的标度尺刻度应力求均匀，以便于读数。良好的阻尼装置是指当仪表接人电路后，指针在平衡位置附近摆动的时间要尽可能短，以便迅速读数。四、仪表的变差要小 仪表在反复测量同一被测量时，由于摩擦等原因造成的两次读数不同，它们的差值叫“变差”。“变差”一般不应超过仪表基本误差的绝对值。五、本身消耗功率小 在测量过程中，仪表本身必然会消耗一定的功率，但仪表本身消耗功率应尽量小。如果仪表本身消耗功率太大，将会改变被测电路原有的工作状态，从而产生较大的测量误差。六、要有足够的绝缘强度和过载能力 仪表有足够的绝缘强度，可以保证使用者和仪表的安全。在实际使用中，由于某些原因使仪表过载的现象是难免的，因此要求仪表有足够的抗过载能力，以延长仪表的使用寿命，仪表对绝缘强度和过载能力的要求，可查看有关标准中的规定。小结： 1、测量误差及其消除方法 2、电工指示仪表的主要技术要求作业： 课后体会： 通过本节的学习,发现学生容易将误差的表示方法与测量误差的分类混淆，讲课的过程中应该多强调。其次讲清楚仪表要有足够准确度的含义。要讲清楚不是仪表的准确度越高越好，而是要根据实际情况，适合就好。复习：测量误差及消除方法;电工指示仪表的技术要求;导入：介绍常用电工测量方法和电工指示仪表的组成新授： 1.5 常用电工测量方法一、名词术语1、电工测量：就是把被测的电量、磁量或电参数与同类标准量进行比较，从而确定被测量大小的过程。二、常用的电工测量方法1、直接测量法：凡能用直接指示的仪器仪表读取被测量数值，而无需度量器直接参与的测量方法。如用电流表测电流，欧姆表测电阻等就属于直接测量法。直接测量法的优点是方法简便，读数迅速。但由于仪表接人被测电路后，会使电路工作状态发生变化，因而这种测量方法的准确度较低。2、比较测量法：凡在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比较仪表来确定被测量数值的方法。根据被测量与标准量比较方式的不同，比较测量法又分为以下三种： 零值法：在测量过程中，通过改变标准量，使其与被测量相等(即两者差值为零)，从而确定被测量数值的方法。如用电桥测电阻就属于这种方法。 差值法：利用被测量与标准量的差值作用于测量仪表，从而确定被测量数值的方法。如用不平衡电桥测电阻就属于这种方法。 代替法：在测量过程中，用已知标准量代替被测量，若维持仪表原来的读数不变，则被测量必等于已知标准量的方法。 比较测量法的优点是准确度高。缺点是设备复杂，操作麻烦，通常适用于测量要求准确度较高的场合。 3、间接测量法：测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计算求得被测量数值的方法。如用伏安法测量电阻，通过测量晶体三极管发射极电压求放大器静态工作点Ic的方法，都属于间接测量法。 间接测量法的误差较大，但在准确度要求不高的一些特殊场合应用却十分方便。1.6 电工指示仪表的组成一、电工指示仪表的组成电工指示仪表必须具有测量机构和测量线路两个部分。 二、测量机构的主要装置 1转动力矩装置 2反作用力矩装置 3阻尼力矩装置 电工仪表中常用的阻尼力矩装置有空气阻尼器和磁感应阻尼器两种。4渎数装置 读数装置由指示器和刻度盘组成。 光标式指示器适用于一些高灵敏度和高准确度的仪表。 5支撑装置小结：常用的电工测量方法有哪几种？电工指示仪表的组成。作业： 课后体会：通过举例比较分别介绍电工常用的三种测量方法，电工指示仪表组成部分中三个力矩的作用也应重点讲清。复习回顾知识点 （提问学生）练习与讲解一、填空题1、电工测量的对象主要是指： 、 、 、 、 、 、 、 、 等电量、磁量及电路参数。2、电工仪表测量机构中常见的支撑方式有 支撑方式和 支撑方式。3、电工仪表主要由 和 两部分组成，整个仪表的核心是 。4、电工指示仪表的特点是能将被测电量转换为 ，并通过 直接显示出被测量的大小，故又称为 。5、电工指示仪表按工作原理分类，主要分为 系仪表、 系仪表、 仪表和 系仪表四大类。6、良好的读数装置是指仪表的标度尺刻度应力求 ，以便于读数。7、良好的阻尼装置是指当仪表接人电路后，指针在 ，以便迅速读数。8、数字式仪表的特点是采用 测量技术，并以 直接显示出被测量的大小。9、系统误差是指在相同条件下多次测量同一量时，误差的 均保持 ，而在条件改变时 的误差。10、表示仪表标度尺位置为垂直的符号是 ，表示仪表标度尺位置为水平的符号是 ，表示仪表标度尺位置与水平面倾斜成600的符号是 。11、电工仪表的测量结果与被测量的实际值之间的差值叫 。12、电工仪表零件装配不当造成的误差属于仪表的 误差。13、根据产生误差的原因不同，仪表误差分为 误差和 误差两大类。14、附加误差实际上是一种因 而造成的额外误差。15、仪表的误差通常用 误差、 误差和 误差来表示。16、测量误差是指 与 之间存在的差异。17、疏失误差是一种 的误差。18、电工指示仪表中常见的阻尼力矩装置有 阻尼器和 阻尼器两种。 19、电工测量就是把被测的电量、磁量或电参数与 进行比较，从而确定被测量大小的过程。20、电工指示仪表指针的偏转角度越大，反作用力矩越 ，阻尼力矩越 。21、常用的电工测量方法主要有 测量法、 测量法和 测量法。二、选择题1、电工指示仪表按工作原理分类，主要分为 大类。 A四 B五 C六 D七2、测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计算求得被测量数值的方法叫做 测量法。 A直接 B间接 C.替换 D比较3、仪表的标度尺刻度不准造成的误差是 。 A基本误差 B附加误差 C相对误差 D引用误差4、对由于外磁场引起的系统误差，可以采用 的方法加以消除。 A对测量仪表进行校正 B正负误差补偿法 C替代法 D增加重复测量次数5、转动力矩的大小与被测量大小及指针偏转角 。 A成正比 B成反比 C无关 D成某种函数关系6、选择仪表的准确度时，要求 。 A越高越好 B越低越好 C无所谓 D根据实际测量的需要选择7、在电工指示仪表中，阻尼力矩装置的作用是 。 A产生转动力矩 B产生反作用力矩 C提高准确度 D缩短读数时间8、消除偶然误差可以采用 的方法。 A对测量仪表进行校正 B正负误