9.3 数字毫欧表和电容表（教案）-《电气测量技术》同步精品课堂（高教版）

《电气测量技术—数字仪表》教案 课 题 9.3 数字毫欧表和电容表 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 《电气测量技术》（第4版）是电气类专业的重要专业教材，在整个电气专业课程体系中具有关键地位。它是学生从理论学习向实际工程应用过渡的重要环节，为培养电气专业人才的实践能力和工程素养提供了核心知识。在电气系统的设计、安装、调试、运行和维护过程中，电气测量是获取系统参数、评估系统性能、诊断故障的关键手段。本节课教材首先介绍数字毫欧表的结构，包括测量电路（重点阐述电桥结构）、信号调理电路、模数转换器、微处理器和显示单元等各个组成部分，使学生对其硬件构成有直观认识。接着深入讲解工作原理，基于电桥平衡原理，详细说明如何通过调节电桥各臂参数实现对被测电阻的精确测量，并引入四线制测量法解释其对提高测量精度的重要意义。对于数字电容表，同样先呈现其结构，涵盖电容传感器、信号调理电路、微处理器、显示单元和电源模块等，使学生明白各部件的功能与协同工作方式。然后讲解其工作原理 —— 电容充放电原理，通过对充电、放电过程的细致分析以及相关计算公式的推导，使学生掌握电容值测量的理论依据。 学情分析 学生基础较差，对化学基础知识的掌握不够扎实，可能在理解一些复杂的化学概念和实验原理时存在困难。其次，学生对学习的兴趣不足，传统的教学方式可能难以吸引他们的注意力。然而，职高学生通常动手能力较强，对实践操作有一定的热情。他们也更倾向于直观、有趣的学习方式。因此，在教学过程中，应多设计一些有趣的环节，如实验演示、小组竞赛、化学魔术等，以提高学生的学习积极性。同时，由于电气测量知识涉及较多的概念、原理和分类，如果教学过程过于枯燥或理论化，可能会导致部分学生出现畏难情绪或注意力不集中的情况。此外，对于一些需要深入理解和记忆的内容，学生可能会因为觉得繁琐而缺乏学习耐心。因此，在教学过程中需要注重教学方法的多样性和趣味性，以保持学生积极的学习态度。 学习目标 1.牢固掌握数字毫欧表的工作原理，即电桥平衡原理，能够详细阐述四线制测量法如何有效消除引线电阻和接触电阻对测量结果的影响。 2.熟练掌握数字电容表的工作原理 —— 电容充放电原理，能够详细说明测量过程中充电、放电阶段的操作流程，以及如何通过测量时间等参数并运用特定公式计算电容值。 学习重难点 学习重点 深入理解数字毫欧表的结构组成，包括测量电路、信号调理电路、模数转换器、微处理器和显示单元等部分的具体构造与连接方式，明确各部分在实现电阻测量功能中的关键作用。 学习难点 全面熟悉数字电容表的使用方法，包括测量前对电容放电的必要性、根据电容预估大小选择合适量程档位的技巧，以及在不同测量场景下（如大容量电容、电解电容测量）的特殊操作要求。 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 1.教师制作PPT课件，教案 2.预习本节课的教材内容，对数字毫欧表和电容表的相关知识有一个初步的了解，标记出自己不理解或存在疑问的地方，以便在课堂教学中能够有针对性地听讲和提问。 教学媒体 PPT、微视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 导入阶段： 展示一个简单的电路装置，其中包含一个已知电阻值较小的电阻元件（如几欧姆）和一个电解电容。向学生提问：“为什么我们常用的万用表在测量小电阻和电容时会出现这样不准确的情况呢？在实际的电子电路检测、电气设备维修等工作中，如果需要更精确地测量小电阻和电容，我们该怎么办呢？”  学生针对教师提出的问题，结合自己已有的电学知识和对万用表的了解，在座位上进行独立思考。随后，学生可以与同桌或周围同学进行简短的小组讨论，分享自己的想法和疑惑，尝试分析万用表测量不准确的原因以及可能的解决方法。 教师的提问旨在引导学生主动思考问题，促使他们运用已学的电学知识去分析现象背后的原因。这种思考过程有助于培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力，同时也为后续深入学习数字毫欧表和电容表的知识做好铺垫。 活动二： 调动思维 探究新知 识讲解阶段： 一、数字毫欧表 1.结构 数字毫欧表主要由数字电压基本表、基准电阻、运算放大器和量程转换开关等组成。 2.工作原理 数字毫欧表是以数字电压基本表为核心的电阻表。一般采用比例法测量电阻。 3.数字毫欧表的技术特性 数字毫欧表量程从 20 mΩ按 10 倍递增到 2 MΩ共9个度为02 级(0.1%Rx,+2字),最高分辨力为 0.01 mΩ。 4.数字毫欧表的使用 使用数字毫欧表前,应检查仪表电源电压是否符合要求,各挡按键是否灵活,数字显示是否正常。 二、数字电容表 1.结构 数字电容表主要由电容/电压转换器(C/U 转换器)数字电压基本表、量程选择电路和基准电路组成。 2.工作原理 数字电容表是利用被测电容 C*的充放电过程，将被测电容量转换为直流电压量，然后通过数字电压基本表 A/D 转换,从而得到与被测电容量成正比例的数字,显示出电容器容量的大小。因此,电容/电压转换器是数字电容表的重要组成部分。 3.数字电容表的使用 4.测电容的注意事项 通过讲解这节课的知识点，观察学生的接受情况，根据情况调整教学时间安排。 学生认真聆听教师对数字毫欧表结构和原理的讲解，在笔记本上记录关键信息，如各部件名称、功能、电桥平衡原理的公式等。 学生仔细观察数字电容表的结构组成图，结合教师的讲解，在脑海中构建各部件协同工作的流程，尝试用自己的语言总结电容充放电原理以及如何通过该原理计算电容值。 通过详细的结构展示、原理推导和技术特性剖析，帮助学生全面、深入地理解数字毫欧表和电容表的工作机制和性能特点，构建完整的知识体系，为学生今后在电子电路设计、测试、维修等领域的应用奠定坚实的理论基础。 活动三： 调动思维 探究新知 互动学习阶段： 出示ppt一些练习题，包括数字毫欧表（结构，工作原理，数字毫欧表的技术特性）数字电容表（结构，工作原理，数字电容表的使用，测电容的注意事项）。 巡视学生的做题情况，及时给予指导。将学生分成小组，小组中间进行讨论这些练习题。 小组成员围绕讨论任务展开热烈讨论，发表自己的观点和看法。 各小组代表勇敢地站起来分享小组讨论结果。认真倾听其他小组的发言，学习不同的观点和思路。 通过提出问题和回答问题，检验学生对知识的掌握程度，激发学生的思考和表达能力，促进学生对知识点的深入理解。 小组讨论可以培养学生的合作学习能力和团队精神，让学生在交流中互相启发，拓宽思维。 活动四： 巩固练习 素质提升 总结和复习阶段： 以简洁明了的语言回顾本节课的主要知识点，包括数字毫欧表（结构，工作原理，数字毫欧表的技术特性）数字电容表（结构，工作原理，数字电容表的使用，测电容的注意事项）。针对本节课的重点内容，如数字毫欧表电桥平衡原理的核心公式推导过程，以及数字电容表测量电容公式中各参数的含义和测量过程中的关键要点等进行再次强调。 积极参与知识回顾环节，巩固所学知识点。 提问或分享自己的学习心得和疑问。学生在课后根据教师的总结和自己的学习情况，进行自我总结和反思。 认真完成教师布置的作业或任务。 帮助学生梳理知识脉络，加深对重点内容的理解和记忆。 布置作业可以让学生在课后进一步巩固所学知识，拓展知识面，培养学生的自主学习能力和探究精神。 课堂小结 作业布置 （一）本堂课围绕数字毫欧表和数字电容表展开学习。数字毫欧表结构上有测量电路、信号调理电路等，测量电路多为电桥形式，其工作原理基于电桥平衡，四线制测量可消除干扰，技术特性涵盖高分辨率、特定测量范围、精准测量精度、适宜测量速度与良好抗干扰能力。数字电容表由电容传感器、信号调理电路等构成，依电容充放电原理工作，使用时要先对电容放电，量程选择要合适，测大容量电容、电解电容需遵循特殊要求，且要避开强磁场，小电容测量精度相对较高。通过学习，我们对这两种仪表有了系统认知，为电学测量应用及相关实践操作筑牢了知识根基，在电子电路与电气设备等多领域能更好地运用它们开展工作。 （二）预习9.4基本知识。 （三）完成同步练习 板书设计 主题：数字毫欧表和电容表 一、数字毫欧表 1.结构 数字毫欧表主要由数字电压基本表、基准电阻、运算放大器和量程转换开关等组成。 2.工作原理 数字毫欧表是以数字电压基本表为核心的电阻表。一般采用比例法测量电阻。 3.数字毫欧表的技术特性 数字毫欧表量程从 20 mΩ按 10 倍递增到 2 MΩ共9个度为02 级(0.1%Rx,+2字),最高分辨力为 0.01 mΩ。 4.数字毫欧表的使用 使用数字毫欧表前,应检查仪表电源电压是否符合要求,各挡按键是否灵活,数字显示是否正常。 二、数字电容表 1.结构 数字电容表主要由电容/电压转换器(C/U 转换器)数字电压基本表、量程选择电路和基准电路组成。 2.工作原理 数字电容表是利用被测电容 C*的充放电过程，将被测电容量转换为直流电压量，然后通过数字电压基本表 A/D 转换,从而得到与被测电容量成正比例的数字,显示出电容器容量的大小。因此,电容/电压转换器是数字电容表的重要组成部分。 3.数字电容表的使用 4.测电容的注意事项 教学反思 本节课设计合理，学生们通过观看讲解、参与练习等形式，对数字毫欧表和电容表有了初步的了解和掌握。然而，教学中仍存在一些可以改进的地方。 首先，在教学方法上，增加更多的互动环节，如提问、抢答、案例分析等，及时了解学生的学习情况，调整教学进度和方法。 另外，增加课堂讨论环节，例如在讲解完每个知识点后，提出一些具有启发性的问题，引导学生进行小组讨论或全班讨论。 最后，在教学设计阶段，更加细致地规划每个教学环节的时间，并预留一定的弹性时间用于应对突发情况和学生的提问。在教学过程中，严格按照预定时间进行教学，避免某个环节过长或过短。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$