電工指示儀表的誤差和準確度

課時授課計劃教表4—1課時授課計劃序號2累計第3、4課時授課日期9月3日月日月日月日授課班級13電工班缺席學生無課題：§1-2電工指示儀表的誤差和準確度本次授課的目的與要求：通過對電工指示儀表誤差和準確度知識的學習，使學生掌握儀表誤差、準確度概念；掌握誤差的分類；掌握絕對誤差和相對誤差的計算；并且可以根據(jù)準確度等級計算相對誤差。在學習過程中，使用分組練習的方法培養(yǎng)學生的團隊意識及競爭意識。新課難點、重點與解決措施：難點：誤差的表示方法和應用重點：儀表準確度的概念及其使用措施：步步深入、環(huán)環(huán)相扣課堂類型：講授課教具與掛圖：萬用表、PPT課件、投影儀、黑板等復習舊課要點：方法或提問對象電工儀表型號的編制規(guī)則及儀表標志演示法、小組學習法提問5號、26號學生教表4—2課時授課計劃付頁教表4—2課時授課計劃付頁第1頁第1頁時間內(nèi)容方法2分鐘6分鐘第二節(jié)電工指示儀表的誤差與準確度舊課復習：電工測量儀表型號的編制（萬用表演示）引入新課：提問：1、到菜場買菜所稱的重量是否有誤差？一般是偏大還是偏小？為什么？提問后給兩分鐘時間大家討論，然后自愿發(fā)言（回答問題控制在四分鐘內(nèi)）。2、示意學生舉出生活中其他有誤差的例子。教師小結(jié)：上一節(jié)課給大家介紹了常用電工儀表的分類、型號及標志，這樣當我們面對品種繁多、規(guī)格各異的電工儀表時就知道該如何進行識別和選擇。實際生活中，無論使用哪一種計量工具都有一定的偏差。如在水果攤買水果，一般用電子桌秤稱重；在商場買點心，一般用案秤稱種；這樣大家就會發(fā)現(xiàn)：使用不同的秤稱量的結(jié)果不同（個別是人為造成偏小或偏大），不論何種情況，總是與實際重量有差距。同樣，在電工測量中也存在這樣的問題。一般將測量結(jié)果與被測量實際值之間的差值叫做誤差。準確度則是指儀表的測量結(jié)果與實際值的接近程度。儀表的準確用實物演示，使學生對上節(jié)課內(nèi)容進行復習，加強記憶。試舉生活中常見例子引入本次新課內(nèi)容，可提高學生的學習興趣，很快的進入本次新課內(nèi)容。教表4—2課時授課計劃付頁教表4—2課時授課計劃付頁第2頁第2頁時間內(nèi)容方法10分鐘度越高，誤差越小。那么，什么是電工儀表的誤差？這些誤差是如何產(chǎn)生的？怎么分類？誤差的表示方法有那些？準確度與誤差又是什么關(guān)系？這些就是我們這節(jié)課要解決的問題。新知識講授：一、儀表的誤差及分類測量結(jié)果與被測量實際值之間的差值叫做誤差。按產(chǎn)生誤差的原因不同，儀表誤差主要分為兩類：見表1-2-1（此表投影呈顯給學生）表1-2-1儀表誤差的分類儀表誤差種類特點舉例說明基本誤差儀表在正常工作條件下，由于儀表本身的結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面的不完善而產(chǎn)生的誤差如儀表活動部分的摩擦、標度尺刻度不準、零件裝配不當?shù)仍蛟斐傻恼`差，都是儀表的基本誤差基本誤差是儀表本身所固有的誤差，一般無法消除，但可以設(shè)法減小提出問題，調(diào)動起學生的積極性，使學生在后面的學習過程中自發(fā)的尋找答案。課時授課計劃付頁第3頁教表4—2課時授課計劃付頁第3頁教表4—2時間內(nèi)容方法8分鐘附加誤差儀表因為偏離了規(guī)定的工作條件而產(chǎn)生的誤差如溫度、頻率、波形的變化超出規(guī)定使用條件，工作位置不當或存在外電場、外磁場的影響等原因造成的誤差附加誤差實際上是一種因外界工作條件改變而造成的額外誤差，一般可以設(shè)法消除組織學生分組討論并由各組代表發(fā)言：1、電工儀表的分度和刻線是絕對不可能做到完全準確的，這樣會產(chǎn)生哪些誤差？2、某電壓表長期使用，沒有調(diào)校潤滑，請問其基本誤差會怎樣？如何減??？3、你所使用的電流表附近有一塊大磁鐵，它會對測量結(jié)果造成影響嗎？如果有影響，如何消除？那如果附近有一根有大電流的導線經(jīng)過呢？如何消除此誤差？各小組學生代表小結(jié)：1、會產(chǎn)生基本誤差，這種誤差受裝配條件等的限制，是無法完全消失的，只能盡可能的減小基本誤差。分組討論既可以培養(yǎng)學生的競爭意識，又可以鍛煉團隊合作能力。采用“小組討論--小組總結(jié)--教師補充”的方法，訓練學生的合教表4—2教表4—2課時授課計劃付頁第1頁第1頁時間內(nèi)容方法9分鐘2、長期使用而沒有調(diào)校潤滑的電壓表會因摩擦產(chǎn)生較大的基本誤差，通過加入潤滑油后進行調(diào)校來減少基本誤差。3、不管是磁鐵還是帶電流的導線都會產(chǎn)生較大的磁場影響電流表的測量，這樣測量的結(jié)果肯定是不準確的，會產(chǎn)生較大的附加誤差。對于磁鐵，我們遠離它即可；而導線可以使用正負誤差消除法，消除這種外磁場影響而引起的附加誤差。新知識講授及解題示范：二、誤差的表示方法誤差通常用絕對誤差、相對誤差和引用誤差來表示。它們的定義不同，各自適用不同的場合。1、絕對誤差△儀表的指示值A(chǔ)X與被測量實際值A(chǔ)0之間的差值叫做絕對誤差，用△表示?！?AX-A0（1-2-1）在計算△值時，通常可用精度很高的標準表的指示值近似代替被測值的實際值。例1-1用一只標準電壓表來校驗甲、乙兩只電壓表，當標準表的指示值為220V時，甲、乙兩表的讀數(shù)分別是220.5V和219V，求甲乙兩表的絕對作學習能力；教師可更正學生總結(jié)時出現(xiàn)的術(shù)語使用錯誤的問題。正負誤差發(fā)：用電流表先測量一次電流值并記錄，然后將電流表放置的位置調(diào)換180度后再測量一次，然后將兩次測量結(jié)果相加后取平均值。教表4—2教表4—2課時授課計劃付頁第1頁第1頁時間內(nèi)容方法2分鐘10分鐘誤差。解：代入絕對誤差的定義式得：甲表的絕對誤差是：△1=AX1-A0=220.5-220=+0.5V乙表的絕對誤差是：△2=AX2-A0=219-220=-1V（乙表的計算留給同學們自算)教師小結(jié)：計算結(jié)果表明，絕對誤差有正負之分。正誤差說明儀表指示值比實際值大，負誤差說明指示值比實際值小。另外，甲表的指示值偏離實際值較小，只有0.5V。而乙表偏離實際值較大，有1V。顯然，甲表的指示值比乙表更準確。新知識講解及解題示范：實際中在測量同一被測量時，可以用絕對誤差的絕對值∣△∣來比較不同儀表的準確程度，∣△∣越小的儀表越準確。將式（1-2-1）變形可得：A0=AX-△=AX+（-△）=AX+C（1-2-2）上式中的C=-△，稱為儀表的校正值。引入校正值C后，就可以利用式（1-2-2）對儀表的指示值進行校正，從而得到被測量的實際值A(chǔ)0。實例題中乙表的計算留給學生自己運算，加深對公式1-2-1的運用。教表4—2教表4—2課時授課計劃付頁第1頁第1頁時間內(nèi)容方法2分鐘際應用中，對準確度較高的儀表，一般都給出該表的校正值，以便在測量過程中校正被測量的指示值，從而提高測量準確度。2、相對誤差γ絕對誤差△與被測量實際值A(chǔ)0比值的百分數(shù)叫做相對誤差，用γ表示，即：γ=△/A0×100%（1-2-3）一般情況下實際值A(chǔ)0難以確定，而儀表的指示值A(chǔ)X≈A0，故可以用以下公式計算γ：γ=△/AX×100%（1-2-4）例1-2已知甲表測量220V電壓時△1=+2V，乙表測量10V電壓時△2=+1V，試比較兩表的相對誤差。解：代入相對誤差的定義式得：甲表的相對誤差是：γ1=△1/A01×100%=2/200×100%=+1%乙表的相對誤差是：γ2=△2/A02×100%=1/10×100%=+10%（乙表的計算留給同學們自算)教師小結(jié)：由上述結(jié)果可以看出，甲表的絕對誤差雖是乙表的兩倍，但從絕對誤差對測量結(jié)果的影響來看，甲表的絕對誤差只占被例題中乙表的計算留給學生自己運算，加深對公式1-2-4的運用。教表4—2教表4—2課時授課計劃付頁第1頁第1頁時間內(nèi)容方法14分鐘測量的1%，而乙表的絕對誤差卻占被測量的10%，甲表的相對誤差小，而乙表的相對誤差大。可見，在測量不同大小的被測量時，不能簡單地用絕對誤差來判斷結(jié)果的準確程度。實際測量中，相對誤差不僅常用來表示測量結(jié)果的準確程度，而且便于在測量不同大小的被測量時，對其測量結(jié)果的準確程度進行比較。新知識講授及解題示范：3、引用誤差γm相對誤差可以表示測量結(jié)果的準確程度，卻不能說明儀表本身的準確程度。由式（1-2-4）可以看出：同一只儀表，在被測量不同時，由于摩擦等原因造成的絕對誤差△雖然變化不大，但被測量AX卻可以在整個刻度范圍內(nèi)變化。顯然，對于不同大小的被測量，就有不同的相對誤差。工程中，一般采用引用誤差來反映儀表的準確程度。絕對誤差△與儀表量程（最大讀數(shù)）Am比值的百分數(shù)叫做引用誤差γm，即：γm=△/Am×100%（1-2-5）說明：由上式看出，引用誤差實際上就是儀表在最大讀數(shù)時的相對誤差，即滿度相對誤差。教表4—2教表4—2課時授課計劃付頁第1頁第1頁時間內(nèi)容方法因為絕對誤差△基本不變，儀表量程不變，故引用誤差γm可以用來表示一只儀表的準確程度。三、儀表的準確度電工指示儀表在測量值不同時，絕對誤差會多少有些變化，因而造成引用誤差也隨之發(fā)生變化。所以，國家標準中規(guī)定以最大引用誤差來表示儀表的準確度。儀表的最大絕對誤差△m與儀表量程Am比值的百分數(shù)叫做準確度(±K%)，即：±K%=△m/Am×100%（1-2-6）式（1-2-6）中，K表示儀表的準確度等級，它的百分數(shù)表示儀表在規(guī)定條件下的最大引用誤差。顯然，最大引用誤差越小，儀表的基本誤差就越小，準確度越高。根據(jù)國家標準規(guī)定，我國生產(chǎn)的電工儀表的準確度共分7級，各等級的儀表在正常工作條件下使用時，其基本誤差不超過表1-2-4中的規(guī)定。表1-2-4儀表的基本誤差在講授完準確度的知識后，提出問題：選擇電工指示儀表時，其準確度越高越好嗎？為什么？答：一定要避免片面地追求“準確度越高越好”的錯誤傾向,因為儀表的準確度越高,對工。教表4—2教表4—2課時授課計劃付頁第1頁第1頁時間內(nèi)容方法2分鐘若已知儀表量程,可以求出不同準確度等級儀表所允許的最大絕對誤差△m，即:△m=±K×Am/100（1-2-7）由于△m≈△，故上式可寫為：△=±K×Am/100（1-2-8）例1-3用準確度等級為5.0級、量程為500V的電壓表，分別測量50V和500V的電壓，求出其相對誤差各為多少？解：先求出該表的最大絕對誤差：△m=±K×Am/100=±5.0×500/100=±25V測量50V時的相對誤差：γ1=△1/A01×100%=±25/50×100%=±50%測量500V時的相對誤差：γ2=△2/A02×100%=±25/500×100%=±5%教師小結(jié)：由以上計算可以看出，一般情況下，測量結(jié)果的準確度（即最大相對誤差）并不等于儀表的準確度，只有當被測量正好等于儀表量程時，兩者才相等。當被測量遠小于儀表量程時，測量結(jié)果的誤差高達50%。因此，絕不能將儀表的準確度與測量結(jié)果的準確度混為一談。實際測量時，為保證測量結(jié)果的準確性，不作條件的要求也越苛刻,因而測試的實際工作環(huán)境一旦不符合要求,儀表將在非正常的條件下工作,這時引起的附加誤差將會超出儀表的準確度等級,測量結(jié)果反而不準確。教表4—2教表4—2課時授課計劃付頁第1頁第1頁時間內(nèi)容方法5分鐘僅要考慮儀表的準確度，還要選擇合適的量程，通常測量時要使儀表指針處于滿刻度的后三分之一段，如教材P10圖1-5所示。本課小結(jié)：用提問的方式幫助學生回憶學習的主要內(nèi)容1、什么是誤差？什么是準確度？2、電工儀表的誤差是如何產(chǎn)生的？準確度與誤差有什么關(guān)系？3、誤差的表示方法有那些？各適用哪些場合？4、儀表的準確度是否越高越好？布置作業(yè)：習題冊三、四用提出問題的方式進行課堂小結(jié)，使學生在總結(jié)答案的過程中回憶本次授課的主要內(nèi)容，然后由教師總結(jié)，得出結(jié)果。教表4—3鞏固新課要點:1、誤差是測量結(jié)果與被測量實際值之間的差值，準確度是指儀表的測量結(jié)果與實際值的接近程度。2、按產(chǎn)生誤差的原因分，儀表誤差分為兩類：基本誤差和附加誤差。基本誤差是由于儀表本身產(chǎn)生的，可以減小，不能消除。附加誤差是由于偏離了正常工作條件導致的，可以設(shè)法消除。3、誤差有三種表示方法，適用于不同的場合。在工程中，一般用引用誤差反映儀表的準確程度。國家標準中規(guī)定以最大引用誤差來表示儀表的準確度。4、為保證為保證測量結(jié)果的準確性，不僅要考慮儀表的準確度，還要選擇合適的量程，通常測量時