Конспект занятия по теме "Электроизмерительные приборы"

Занятие «Электроизмерительные приборы».

Тип занятия: комбинированный,  с использованием технологий сотрудничества,

группового метода обучения, исследовательского,  частично-поискового методов и применением здоровьесберегающих  технологий.

Цели занятия -

Образовательные:  контроль знания  о назначении, классификации и системах условных обозначений электроизмерительных приборов,  формирование умения применять полученные знания в групповой работе, стимулирование интереса к изучаемой теме.

Развивающая цель: развивать у учащихся память,  внимание, логическое и творческое мышление, самостоятельность, умение ориентироваться в информационном пространстве.

Воспитательная цель: воспитывать у учащихся чувство ответственности, умение сотрудничать в паре, и группе, вести себя неконфликтно.

После изучения темы «ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ» учащийся должен:

1) иметь представление:

- о назначении, классификации электроизмерительных приборов;

- о видах погрешности электроизмерительных приборов.

2) знать:

- условные обозначения электроизмерительных приборов;

- определение, обозначение абсолютной и относительной погрешности прибора.

3) уметь:

- решать типовые задачи по определению абсолютной и относительной погрешности прибора.

Учебно-методическое обеспечение и ТСО: раздаточный материал,  наглядные пособия (вольтметры, генераторы, частотомеры и пр.  различного частотного диапазона ); компьютер, тесты (Приложение 1, Приложение 2) плакаты: "Классификация  приборов по роду измеряемой величины и частотному диапазону", " Условные изображения, наносимые на шкалу измерительных приборов", инструкции по технике безопасности.

Источники информации:

1.Шишмарев В.Ю., Шашин В.И. «Электрорадиоизмерения». Москва 2004г.

2. Л.В. Журавлева «Электрорадиоизмерения». Москва ACADEMA 2004г.

Ход урока

Этап урока	Дидактические принципы  методы	Деятельность учащегося	Деятельность преподавателя
Организационный момент Подготовка работы в группе	Принципы: сознательность, активность. Метод: словесная беседа	Психологический настрой, мобилизация внимание на восприятие, самоорганизация	Объявление названия темы, цели занятия Разделение  на группы
Инструктаж по охране труда при работе с приборами	Принципы: сознательность, активность. Метод: словесная беседа	Осмысление, запоминание	Объяснение  основных правил техники безопасности при работе  с приборами.
Актуализация базовых знаний	Принципы: сознательность, активность. Метод: тестирование	Выполнение входного  теста Взаимоконтроль Определение уровня подготовки к занятию	Проведение текущего теста. Объявляются правила взаимоконтроля для оценки входного теста
Сообщение новых знаний	Принципы доступность, активность. Методы: словесный ( задание №1, интерактивный (сотрудничество)	Самообучение (выполнение конспекта) Самоосмысление	Формирование знаний, умений, навыков. Корректировка
Закрепление знаний	Принципы: сознательность, активность. Метод: фронтальный опрос – работа таблицей 1.	Самодиагностика Самоосмысление	Закрепление знаний по условному обозначению элетроизмерительных приборов Корректировка
Этап контроля  и самоконтроля знаний	Принципы: сознательность, активность. Метод: словесный – работа с карточками -заданиями № 2, (приложение )	Взаимопроверка карточек-заданий приложения	Экспертный контроль для корректировки
Подведение итогов	Принципы: сознательность, активность Метод: словесная беседа	Самоанализ Самооценка	Подведение итогов по реализации цели Анализ результативности занятия

Домашнее задание:  подготовиться к зачету: «Условные обозначения электроизмерительных приборов»

Теоретическая часть

Контроль работы электрооборудования осуществляется с помощью разнообразных электроизмерительных приборов. Наиболее распространенными электроизмерительными приборами являются приборы непосредственного отсчета. По виду отсчетного устройства различают аналоговые (стрелочные) и цифровые измерительные приборы.

На лицевой стороне стрелочных приборов изображены условные обозначения, определяющие классификационную группу прибора. Они позволяют правильно выбрать приборы и дают некоторые указания по их эксплуатации.

В цепях постоянного тока для измерений токов и напряжений применяются в основном приборы магнитоэлектрической системы. Принцип действия таких приборов основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и измеряемого тока, протекающего по катушке. Угол поворота стрелки α прямо пропорционален  измеряемому току I  α= К I.

 Шкалы магнитоэлектрических приборов равномерные.

В измерительных механизмах электромагнитной системы, применяемых для измерений в цепях переменного и постоянного тока, вращающий момент обусловлен действием магнитного поля измеряемого тока в неподвижной катушке прибора на подвижный ферромагнитный якорь. Угол поворота стрелки α здесь пропорционален квадрату тока: α = К2I. Поэтому шкала электромагнитных приборов обычно неравномерная, что является недостатком этих приборов. Начальная часть шкалы не используется для измерений. Для измерении токов и напряжений в цепях переменного тока применяются также приборы выпрямительной системы. Такие приборы содержат выпрямительный преобразователь и магнитоэлектрический измерительный механизм. Они имеют более линейную шкалу, чем приборы электромагнитной системы и достаточно широкий частотный диапазон.

Для практического использования стрелочного измерительного прибора необходимо знать его предел измерений (номинальное значение) и цену деления (постоянную) прибора. Предел измерений– это наибольшее значение электрической величины, которое может быть измерено данным прибором. Это значение обычно указано на лицевой стороне прибора. Один и тот же прибор может иметь несколько пределов измерений. Ценой деления прибора называется значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы прибора. Цена деления прибора - С легко определяется как отношение предела измерений AНОМ к числу делений шкалы N:

С = AНОМ/ N.

На лицевой стороне стрелочных прибора указывается класс точности, который определяет приведенную относительную погрешность прибора γПР.

Приведенная относительная погрешность прибора – это выраженное в процентах отношение максимальной для данного прибора абсолютной погрешности ΔА к номинальному значению прибора (пределу измерений) AНОМ:

 

Промышленность в соответствии с ГОСТ выпускает приборы с различными классами точности (0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4,0).

Зная класс точности прибора, можно определить абсолютную ΔА и относительную погрешности измерения γИЗМ, а также действительное значение измеряемой величины AД:

 

Расчетную относительную погрешность измерения в любой точке шкалы прибора можно определить, полагая, что его допустимая абсолютная погрешность ΔА известна и постоянна:

 

где АИЗМ– условное измеренное значение величины, задаваемое в пределах

шкалы прибора от минимального значения до номинального значения данного прибора. Обратить внимание на значение относительной погрешности измерения, соответствующее предельному значению измеряемой величины, и сравнить его с классом точности прибора.

Нетрудно сделать вывод, что относительная погрешность измерения тем больше, чем меньше измеряемая величина по сравнению с номинальным значением прибора. Поэтому желательно не пользоваться при измерении начальной частью шкалы стрелочного прибора.

Для обеспечения малой методической погрешности измерения необходимо, чтобы сопротивление амперметра было значительно меньше сопротивления нагрузки, а сопротивление вольтметра было значительно больше сопротивления исследуемого участка.

В табл. 1 приведены некоторые условные обозначения, приводимые на лицевых панелях стрелочных измерительных приборов, определяющие их свойства и условия эксплуатации.

При проведении измерений в электрических цепях широкое применение получили цифровые измерительные приборы, например мультиметры – комбинированные цифровые измерительные приборы, позволяющие измерять постоянное и переменное напряжение, постоянный и переменный ток, сопротивления, проверять диоды и транзисторы. Представление результата измерения происходит на цифровом отсчетном устройстве в виде обычных удобных для считывания десятичных чисел. Наибольшее распространение в цифровых отсчетных устройствах мультиметров получили жидкокристаллические и светодиодные индикаторы. Используются цифровые приборы для измерения постоянных и переменных токов.  

Входной тест

Вариант 1

1.В чем заключается опасность электрического тока?

2. Напишите название электроизмерительных приборов:

В3-38; Г4-18А, Г3-109, Ч3-33

Вариант 2

1.Какие действия оказывает ток на организм человека?

2.Как обозначаются приборы:

низкочастотный генератор, амперметр постоянного тока, универсальный

вольтметр, высокочастотный частотомер.

ЗАДАНИЕ № 1

1. Прочитайте теоретический материал  по теме: «Электроизмерительные приборы».

2. Выполните конспект :

3.Ответьте на контрольные вопросы:

    а) Каков принцип действия приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем?

               б) Что такое предел измерения?

               в) Как определяется цена деления прибора?

               г) Что такое абсолютная и относительная погрешности измерения?

               д) Что характеризует класс точности прибора?             

               е) В какой части шкалы прибора измерение точнее и почему?

ЗАДАНИЕ 2.

1. Выполнить задания приложения  используя условные обозначения, приведенные в таблице 1 .

Таблица 1 

Условное графическое обозначение	Содержание условного обозначения
A, V, W, Ω, Hz, cosφ, F, H	Наименование измеряемой величины (ампер, вольт, ватт, ом, герц, коэффициент мощности, фарада, генри)
	Магнитоэлектрический измерительный механизм
	Электромагнитный измерительный механизм
	Магнитоэлектрический измерительный механизм с выпрямителем
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4,0	Класс точности прибора
	Рабочее положение шкалы прибора: горизонтальное; вертикальное; под углом, например 60°
	Прибор предназначен для работы в цепи постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного; в трехфазной цепи переменного тока
А Б В1; В2; В3	А (или отсутствие буквы) – прибор для сухих отапливаемых помещений с температурой +10°С …+35°С и влажности до 80% при 30°С; Б – прибор для закрытых не отапливаемых помещений с температурой - 30°С …+40°С и влажности до 90% при 30°С; B – приборы для полевых и морских условий: В1 – при температуре -40°С … +50°С и В2 – при температуре -50°С … +60°С и влажности до 95% при 35°С; В3 – при температуре -40°С … +50°С и влажности до 98% при 40°С
	Измерительная цепь прибора изолирована от корпуса и испытана напряжением, например, 2 кВ
30 – 200 Hz	Рабочий частотный диапазон прибора

Список используемой литературы

1. П.А. Бутырин Электротехника: учебник для нач. проф. образования / П.А. Бутырин, О.В.Толчеев, Ф.Н. Шакирзянов; под редакцией П.А. Бутырина. – 6-е изд., стер. -  М.: Издательский центр  «Академия» 2008 г. – 272 с.

2. Задачник по электротехнике: учебник для нач. проф. образования: учебник для сред. проф. образования / [П.Н. Новиков, В.Я. Кауфман,  О.В.Толчеев, и др.] – 2-е изд., стер. -  М.: Издательский центр  «Академия» 2006 г. – 336 с.

3. Прошин В.М. Лабораторно- практические работы по электротехнике: учебное пособие для нач. проф. образования / В.М. Прошин - 2-е изд., стер. -  М.: Издательский центр  «Академия» 2007 г. –192с.

Дополнительные источники:

 1. Ярочкина Г.В.  Электротехника: рабочая тетрадь: учебное пособие для нач. проф. образования /  Г.В.  Ярочкина, А.А. Володарская – 5-е изд., стер. – М Издательский центр  «Академия» 2007 г. –96с.

     2. Электротехника: Учеб. для ПТУ / А.Я. Шихин, Н.М. Белоусова, Ю.Х.      Поляков, и др.; Под ред. А.Я. Шихина. – М.: Высш. шк., 1991. - 336  с.: ил.

3.Крейдлин Л.Н. Столярные, плотничные, стекольные, паркетные работы: учебник для нач. проф. образования – М.: Проф.Обр.Издат, 2001. -  352 с.

INTERNET-РЕСУРСЫ.

- http://www.college.ru/enportal/physics/content/chapter4/section/paragraph8/the

ory.html (Сайт содержит информацию по теме «Электрические цепи постоянного тока»)

- http://elib.ispu.ru/library/electro1/index.htm (Сайт содержит электронный учебник по курсу «Общая Электротехника»)

- http://ftemk.mpei.ac.ru/elpro/ (Сайт содержит электронный справочник по направлению "Электротехника, электромеханика и электротехнологии").

- http://www.toe.stf.mrsu.ru/demoversia/book/index.htm  (Сайт содержит электронный учебник по курсу «Электроника и схемотехника»).

-           http://www.eltray.com. (Мультимедийный курс «В мир электричества как в первый раз»).

-         http://www.edu.ru.

-          http://www.experiment.edu.ru.