電工儀表教案講解

1、科目:班級:電工儀表與測量一年數(shù)碼班 一年通訊班 一年電氣班 一年電子班 一年機(jī)電班科任:陳增烽第一章電工儀表與測量的基本知識 3第一節(jié)電工測量的基本知識 3第二節(jié)測量誤差 5第三節(jié)電工儀表的基本知識 7第二章磁電系儀表 10第一節(jié)磁電系測量機(jī)構(gòu) 10第二節(jié)第四節(jié)磁電系電流表和電壓表 12第五節(jié)萬用表（一） 14第五節(jié)萬用表（二） 17第三章電磁系儀表 20第一節(jié)電磁系測量機(jī)構(gòu) 20第一章 電工儀表與測量的基本知識第一節(jié)電工測量的基本知識教學(xué)目標(biāo)：1理解電工測量的概念；2掌握測量方法的簡單分類；4理解常用的電工測量方法和測量單位制；4理解比較法的三個分類；5熟悉測量單位制。教學(xué)重點(diǎn)：測量方法的

2、簡單分類。教學(xué)難點(diǎn)：測量方法的簡單分類。教學(xué)方法：講授、討論、歸納。教學(xué)過程：一、電工測量1 定義：借助于測量設(shè)備把未知的電量或磁量與作為測量單位的同類標(biāo)準(zhǔn)量或標(biāo)準(zhǔn)磁量進(jìn)行比較從而確定這個求知電量或磁量（包括數(shù)值和單位）的過程。2 過程：測量對象：反映電和磁特性的物理量反映電路特征的物理量反映電和磁變化規(guī)律的非電量測量方法：依據(jù)測量的目的和被測量的性質(zhì)來分類測量設(shè)備：電工儀表電學(xué)度量器：電工測量中使用的標(biāo)準(zhǔn)電量或磁量是電量或磁量測量單位的復(fù)制體。種類：標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電阻、標(biāo)準(zhǔn)電容、標(biāo)準(zhǔn)電感注意：工作條件、正確操作、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、確定測量結(jié)果和測量誤 二、測量方法的分類：1 根據(jù)被測量的測

3、量方式分類： 直接測量： 間接測量例題分析例題1： P16 三、1例題2： P16 三、22 按度量器參與測量過程的方式分類： 直讀法：用直接指示被測量大小的電工儀表進(jìn)行測量能夠直接從儀 表刻度盤上讀取被測量數(shù)值的測量方法。特點(diǎn)：度量器間接參與測量 比較法：將被測量與度量器在比較儀器中直接比較從而獲得被測量 數(shù)值的方法。特點(diǎn)：度量器直接參與測量。比較法的分類：零值法、較差法、替代法三、測量單位制：統(tǒng)一實(shí)行以國際單位制為基礎(chǔ)的法定計量單位注意：電能的單位用千瓦時（Kwh）俗稱度，不是國際單位。討論：1. 直接測量和間接測量方式的區(qū)別與聯(lián)系、適用范圍？2. 直讀法和比較測量法的區(qū)別與聯(lián)系？第二節(jié)測

4、量誤差教學(xué)目標(biāo)：1了解測量誤差的形成及分類2熟練掌握測量誤差的分類；3熟練掌握：測量誤差的消除方法；4熟悉測量誤差的表示方法。教學(xué)重點(diǎn)：1. 系統(tǒng)誤差和偶然誤差的定義；2. 測量誤差的表示方法。教學(xué)難點(diǎn)：1. 系統(tǒng)誤差和偶然誤差的定義；2. 測量誤差的消除方法。教學(xué)方法：講授、討論、歸納。教學(xué)過程：一、測量誤差：1 定義：任何測量的結(jié)果與被測量的真實(shí)值之間意存在著差異，稱為測量誤差。2 產(chǎn)生原因：測量方法、測量設(shè)備、測量條件、觀測經(jīng)驗。3 結(jié)果： 二、測量誤差的分類：根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因分：1 系統(tǒng)誤差： 定義：在相同條件下多次測量同一量時保持恒定不變或按照一定規(guī)律變化的測量誤差。 產(chǎn)生原因：測

5、量設(shè)備不準(zhǔn)確、測量方法不完善、測量條件不穩(wěn)定、測量人員的生理特點(diǎn)不同。 意義：表示測量結(jié)果偏離其真實(shí)值的程度，反映了測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。2 偶然誤差（隨機(jī)誤差）： 定義：在同一條件下對同一被測量重復(fù)測量時各次測量結(jié)果很不一致，沒有確定的變化規(guī)律，是一種大小和符號都不確定的誤差 產(chǎn)生原因：很多 意義：反映測量的精密度3 疏失誤差： 定義：疏失誤差是一種嚴(yán)重歪曲測量結(jié)果的誤差。 產(chǎn)生原因：主要由于操作人員的粗心和疏忽造成。例題分析例題1例題2小結(jié)：測量過程中由于受多種原因的影響測量結(jié)果不可能是被測量的真實(shí)值而只是它的近似值。三、測量誤差的消除方法（不可能絕對消除，減小到允許的范圍）：1系統(tǒng)誤差的消除

6、方法對度量器，測量儀器儀表進(jìn)行校正，并且在準(zhǔn)確度要求較高的測量結(jié)果中引入校 正值進(jìn)行修正。消除誤差產(chǎn)生的根源。采用特殊的測量方法。2 .偶然誤差的消除方法在同一條件下對被測量進(jìn)行足夠多次的重復(fù)測量，取其平均值作為測量結(jié)果。3 .疏失誤差的消除方法加強(qiáng)操作者的工作責(zé)任心，拋棄含有疏失誤差的測量結(jié)果。四：測量誤差的表示方法1、絕對誤差 =Ax-Ao2、相對誤差=(/A0)10以絕對誤差、相對誤差的適用場合：用絕對誤差的絕對值可以比較不同儀表的準(zhǔn)確程度。 相對誤差用于比較測量結(jié)果 的準(zhǔn)確程度。例題分析例題1例題2小結(jié)：測量誤差的存在是不可避免的，應(yīng)盡量減小其對測量結(jié)果的影響。第三節(jié) 電工儀表的基本知

7、識教學(xué)目標(biāo)：1、了解電工儀表與測量的基本概念及研究對象；2 、熟悉電工儀表的組成及測量機(jī)構(gòu)的工作原理；3 、掌握電工儀表準(zhǔn)確度的計算。教學(xué)重點(diǎn)：1、電工儀表的組成；2、電工儀表準(zhǔn)確度的計算。教學(xué)難點(diǎn)：1、測量機(jī)構(gòu)的工作原理；2、電工儀表準(zhǔn)確度的計算。教學(xué)方法：講授、討論、歸納。教學(xué)過程：一、電工指示儀表的組成1 、組成電工指示儀表由測量機(jī)構(gòu)和測量線路兩部分組成。測量機(jī)構(gòu)：儀表中將輸入電量轉(zhuǎn)變成指針偏轉(zhuǎn)角的機(jī)構(gòu)。測量線路：儀表中將輸入被測量按一定比例轉(zhuǎn)換成測量機(jī)構(gòu)可以接受的過渡 量的機(jī)構(gòu)。2、指示儀表的結(jié)構(gòu)方框圖被測量廠 空二-測量到路二、測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和原理1、結(jié)構(gòu)組成組成：由轉(zhuǎn)矩裝置，反作用

8、力矩裝置，陰尼裝置，讀數(shù)裝置，支承裝置五大部分組成。2、各部分結(jié)構(gòu)原理（展示實(shí)物或圖片講解其結(jié)構(gòu)原理）轉(zhuǎn)矩裝置：由電磁機(jī)構(gòu)組成，以電磁力矩充當(dāng)轉(zhuǎn)動力矩。反作用力矩裝置：一般由游絲或張絲組成，用游絲的彈力產(chǎn)生反作用力矩。阻尼裝置：由電磁機(jī)構(gòu)或空氣阻尼機(jī)構(gòu)組成, 用電磁力或空氣阻尼力產(chǎn)生阻 尼力矩。讀數(shù)裝置:指針的種類矛形刀形光標(biāo)指示器支承裝置：種類軸承軸尖裝置張絲彈片裝置特點(diǎn)醒目但讀數(shù)不夠精確讀數(shù)精確但不夠醒目讀數(shù)很精確結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高特點(diǎn)制造工藝簡單，成本低，工藝要求高但靈敏度高，有減震保護(hù)作用三、電工儀表的種類四、電工儀表的誤差1、電工儀表誤差的分類：a、基本誤差由于儀表的結(jié)構(gòu)、工藝等方面的不

9、完善而產(chǎn)生的誤差叫基本誤差。b、附加誤差儀表偏離規(guī)定的工作條件而產(chǎn)生的誤差叫附加誤差。2、電工儀表誤差的表小方法：引用誤差：1M=( A/A M) 1003、電工儀表的準(zhǔn)確度：定義：儀表的準(zhǔn)確度就是儀表的最大引用誤差。公式： K= (AM/A M) 100適用場合：用于定義儀表的準(zhǔn)確度。例題分析：五、有效數(shù)字的計算1、有效數(shù)字的計算：a、幾個數(shù)字相加、相減的和或差的小數(shù)后保留位數(shù)與各數(shù)中小數(shù)后位最少者 相同。b、幾個數(shù)相乘、相除時，積或商的有效數(shù)字位數(shù)與各數(shù)中有效數(shù)字位最少者相同。2、數(shù)字的修約:有效數(shù)字位數(shù)確定后，取用位數(shù)后的尾數(shù)按“四舍六入，逢五視前一位奇進(jìn)偶舍”的原則修約。六、電工指示儀

10、表的主要技術(shù)要求1、要有足夠的準(zhǔn)確度2、要有合適的靈敏度3、要有良好的讀數(shù)裝置和阻尼裝置4、變差要小5、本身消耗功率小6、要有足夠的絕緣強(qiáng)度和過載能力第二章磁電系儀表第一節(jié)磁電系測量機(jī)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)：1、了解磁電系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、熟悉磁電系儀表的特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)：1、磁電系測量機(jī)構(gòu)的工作原理；2、磁電系儀表的特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：磁電系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。教學(xué)方法：講授、討論、歸納。教學(xué)過程：一、結(jié)構(gòu)（展示結(jié)構(gòu)圖）1、組成部分磁電系測量機(jī)構(gòu)由固定的磁路系統(tǒng)和可動部分組成，如下圖所示圖2-1磁電系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖口-永久磁鐵2一極常3圓拄塔鐵心4-可動靚圈5一游維 指料7轉(zhuǎn)軸g平常播2、各部分作用

11、磁路系統(tǒng)：提供工作磁場可動部分：輸入被測量后，與工作磁場作用產(chǎn)生與被測量相對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)。二、工作原理1、指針偏轉(zhuǎn)角與被測量的關(guān)系（復(fù)習(xí)電磁力的有關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生分析通電動圈所受的電磁力的大小和方向， 推導(dǎo)出轉(zhuǎn)動力矩）設(shè)動圈所包圍的面積為 S,匝數(shù)為N,工作磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 為B,輸入動圈的被測電流為I,則測量機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動力矩為：M=NBSI若游絲的彈性系數(shù)為D,則反作用力矩為：M： -D：當(dāng)M= MW,即NBIS=D.時，指針偏轉(zhuǎn)角為：.二NBSI/D令NBS/D=S （電流靈敏度）則有：a=SI結(jié)論：磁電系測量機(jī)構(gòu)的指針偏轉(zhuǎn)角 a與輸入動圈的被測電流I成正比。2、電流靈敏度電流靈敏度是指單位電流

12、所對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角（舉例說明）。三、磁電系測量機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)（分析原因）優(yōu)點(diǎn)：1、刻度均勻2、功率消耗小3、準(zhǔn)確度圖、靈敏度局缺點(diǎn)：1、過載能力小2、只能測量直流。四、磁電系測量機(jī)構(gòu)的使用注意事項正、負(fù)極性不能接反工作原理：電磁感應(yīng)原理（引導(dǎo)學(xué)生分析）第二節(jié)第四節(jié)磁電系電流表和電壓表教學(xué)目標(biāo):1、了解磁電系電流表和電壓表的結(jié)構(gòu)、原理；2、掌握磁電系電流表和電壓表的使用方法；3、了解磁電系檢流計的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟悉其使用注意事項。教學(xué)重點(diǎn):教學(xué)難點(diǎn):1、2、1、2、磁電系電流表和電壓表的結(jié)構(gòu)、原理; 磁電系電流表和電壓表的使用方法。 磁電系電流表和電壓表的結(jié)構(gòu)； 磁電系檢流計的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。教學(xué)方法：講授、討論

13、、歸納。教學(xué)過程：一、磁電系電流表1、磁電系電流表的組成磁電系電流表由磁電系測量機(jī)構(gòu)與分流電阻并聯(lián)而成，電路如下:IclxRa其中分流電阻 R=R/ (n-1), n=Ix/I c2、外附分流器選用方法:外附分流器的額定電流二擴(kuò)大量程后的電流表的電流量程外附分流器的額定電壓=表頭的額定電壓外附分流器及接線如下圖所示:、磁電系電壓表1、組成磁電第電壓表由磁電系測量機(jī)構(gòu)與分壓電阻串聯(lián)而成，電路如下所示:& +HeWW其中分壓電阻RV=（ m-1） RC， m=U/UC三、 磁電系檢流計1、磁電系檢流計的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（ 1） 、用張絲或懸絲支撐代替軸承軸尖結(jié)構(gòu)，以消除磨擦的影響。（ 2） 、用光

14、標(biāo)指示裝置代替指針。2、使用磁電系檢流計的注意事項（ 1） 、輕拿輕放。（ 2） 、使用時按正常工作位置放置。（ 3） 、搬動或使用完畢，將止動器鎖上。（ 4） 、禁止用萬用表或電橋直接測量檢流計內(nèi)阻。（ 5） 、 在未知被測電流大致范圍情況下，從最低靈敏度開始，逐步向高靈敏度過渡。（ 6） 、檢流計應(yīng)放在干燥、無塵、無振動的場所使用或保存。第五節(jié)萬用表（一）教學(xué)目標(biāo)：熟悉萬用表的結(jié)構(gòu)，了解萬用表的工作原理。教學(xué)重點(diǎn)：萬用表的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：萬用表的工作原理。教學(xué)方法：講授、討論、歸納。教學(xué)過程：一、結(jié)構(gòu)：萬用表由測量機(jī)構(gòu)、測量線路和轉(zhuǎn)換開關(guān)三部分組成。（一）、測量機(jī)構(gòu)作用：把過渡電量轉(zhuǎn)換

15、為儀表指針的機(jī)械偏轉(zhuǎn)角。類型：磁電系測量機(jī)構(gòu)。（二）、測量線路作用：把各種不同的被測電量轉(zhuǎn)換為磁電系測量機(jī)構(gòu)可以接受的微小直流電 流。（三）、轉(zhuǎn)換開關(guān)作用：把測量線路轉(zhuǎn)換為所需要的測量種類和量程。1、直流電流的測量電路電路圖如下圖所示：4QMA(*)-06 +電路由表頭與分流電阻并聯(lián)而成。圖中與測量機(jī)構(gòu)串聯(lián)的1kQ電阻與1.4kQ電阻，起溫度補(bǔ)償作用，經(jīng)分流后電流量程為 50N人 原理與直流電流表同。2、直流電壓測量電路（電路圖如下圖所示）：4 加 A25k1.4kil Ikn C、+ 12g 工”電路由50仙A的磁電系測量機(jī)構(gòu)與各檔分壓電阻串聯(lián)而成，測2500Vt壓時, 量程開關(guān)可放在2.5

16、V檔以外的任意直流電壓檔上，其分壓電阻采用一只專用的 10MIQ電阻。3、交流電壓測量電路交流電壓測量電路如下圖所示:交流電壓測量電路與直流電壓測量電路的不同之處：a、增加了整流電路b、與測量機(jī)構(gòu)串聯(lián)了一只2.25k Q的隔離電阻，并且用一只 3.9k Q的電阻 分流，使測量機(jī)構(gòu)的靈敏度比直流電壓檔的靈敏度低。c、為了使分壓電阻交、直流檔共用，用降低分壓電阻的方法，補(bǔ)償由于整 流效率低而使測量機(jī)構(gòu)電流下降的影響。d、由于整流二極管非線性的影響，在交流 10V檔標(biāo)度尺的起始段，很明顯 分度是不均勻的。因此交流10V檔專用一根標(biāo)度尺。4、電阻測量電路A、歐姆表基本原理：歐姆表測量電阻原理圖如下:由

17、全電路歐姆定律得：I=E/ (R+RZ)式中RZ:歐姆表的總內(nèi)阻。由公式可知?dú)W姆表有以下特點(diǎn)：(1)由于儀表指針的偏轉(zhuǎn)角與電流I成正比，而電流I與R成反比，因止匕, 歐姆表的標(biāo)度尺是不均勻的，而且是反向的。(2)當(dāng)R=R時，指針將指在儀表標(biāo)度尺的中心位置。 歐姆中心值等于該檔 歐姆表的總內(nèi)阻。B、歐姆表量程的擴(kuò)大方法：(1)保持電池電壓不變，改變分流電阻值。(2)提高電池電壓。第五節(jié) 萬用表（二）教學(xué)目標(biāo)：1、熟練掌握萬用表的使用方法；2、了解萬用表常見故障及排除方法。教學(xué)重點(diǎn)：萬用表的使用方法。教學(xué)難點(diǎn)：萬用表故障的檢查及排除。教學(xué)方法：自學(xué)、演示、練習(xí)結(jié)合。教學(xué)過程：萬用表的使用與維護(hù)：一

18、、使用之前要調(diào)零二、要正確接線1、紅表棒與“+”極性孔相連，黑表棒與“- ”極性孔相連。2、測量直流電量時，要注意正、負(fù)極性，以免指針反偏。3、測量電流時，儀表與被測電路串聯(lián)，測量電壓時，儀表與被測電路并聯(lián)。4、測量晶體管時，應(yīng)牢記萬用表的紅表筆與內(nèi)部電池的負(fù)極相接，黑表筆與內(nèi)部電池的正極相接。三、要正確選擇測量檔位四、要正確讀數(shù)五、要注意操作安全1、在做高電壓及大電流測量時，嚴(yán)禁帶電切換量程開關(guān)。2、不能用電阻檔及電流檔測量電壓。3、萬用表使用完畢，最好將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于空檔或最高電壓檔。萬用表常見故障及排除一、萬用表電路圖閱讀方法1、熟悉各元件的符號、作用及在實(shí)物中的位置，明確轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)的位

19、置。2、閱讀的順序：直流電流測量電路，直流電壓測量電路，交流電壓測量電路，電阻測量電路。3、閱讀電流、電壓測量電路時，應(yīng)從正表筆出發(fā)，經(jīng)測量電路到達(dá)負(fù)表筆；閱讀電阻測量電路時，應(yīng)從表內(nèi)電池的正極出發(fā)，經(jīng)測量電路、被測電阻RX,最后到達(dá)電池負(fù)極。4、檢查線路故障時，可按上述順序檢查。二、萬用表故障檢查及排除1、直流電流檔的故障及排除故障原因：若故障表讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)大得多，則為分流電阻開路。若無讀數(shù)，則為表頭線路開路。排除方法：若為表頭線路開路，應(yīng)找出開路原因。若為分流電阻開路，則應(yīng)查清哪只電阻損壞，并將損壞的電阻換掉。2、直流電壓檔的故障及排除（ 1）各檔讀數(shù)都偏大 故障原因：萬用表受潮，使各

20、分壓電阻阻值變小。排除方法：烘干萬用表。（ 2）各檔讀數(shù)都偏小 故障原因：原因分壓電阻變值。排除方法：調(diào)換新電阻。（ 3）低量程時正常，高量程時指針不動。原因：高量程分壓電阻開路。排除方法；換掉開路的分壓電阻。3、交流電壓檔的故障及排除（ 1）各檔均無讀數(shù) 原因：整流元件損壞或測量線路中有開路現(xiàn)象。排除方法；調(diào)換損壞的整流元件，查出線路中的開路部位并修復(fù)。（ 2）各檔都有讀數(shù)，但讀數(shù)都減小一半 原因：全波整流電路的一半失效。排除立法；調(diào)換損壞的元件。4、電阻檔的故障及排除（ 1）歐姆調(diào)零器指針調(diào)不到零位。原因：電池電壓不足。排除方法：更換電池。（ 2）歐姆調(diào)零器失調(diào)或調(diào)節(jié)過程中指針有跳動現(xiàn)象 原因：調(diào)零電位器有故障。排除方法：更換或修理調(diào)零電位器。（ 3）個別檔位讀數(shù)不準(zhǔn)原因：通常為該檔分電阻變值。排除方法：更換變值的分流電阻。第三章電磁系儀表第一節(jié)電磁系測量機(jī)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)：1、了解電磁系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、熟悉電磁系儀表的特點(diǎn)。3、了解電磁系電流表和電壓表的結(jié)構(gòu)、原理，掌握其使用方法。教學(xué)重點(diǎn)：電磁系電流表和電壓表的使用方法。教學(xué)難點(diǎn)：電磁系測量機(jī)構(gòu)的工作原理。教學(xué)方法：講授、討論、歸納。教學(xué)過程：一、結(jié)構(gòu)（注意與磁電系測量機(jī)構(gòu)作比較）1、吸引型（結(jié)構(gòu)如圖3-1所示）2-14吸引型測量機(jī)構(gòu)1 一質(zhì)定疑連2可動帙片.3一指針4 一阻