2022-2023学年第一学期广东中职高一劳动版电工仪表与电气测量（第二版）第一章第六节 电工数字仪表的组成和技术要求 教案

教 案 首 页 章节序号 6 章节名称 1-6 电工数字仪表的组成和技术要求 教学目标 1.掌握电工数字仪表和数字仪表的组成。 2.熟悉电工数字仪表和数字仪表的主要装置。 教学重、难点及 解决方法 重 点：1.电工数字仪表的组成。 难 点：1.数字仪表中，A/D转换器的作用。 解决办法： A/D转换器结合电子技术的知识，分析其作用。 授课教具 常用的和数字仪表、视频、图片、多媒体教学设备。 授课方法 讲授法、实物展示法、举例法。 教学反思 和建议 电工仪表的组成，可以采用拆卸仪表的外壳，结合实物，对照讲解。但在操作演示时，需要注意不能损坏仪表。在学生较多的教室，可以利用教学展台，在屏幕上展示。 教 学 活 动 教 学 过 程 与 教 学 内 容 教师活动 学生活动 【组织教学】 1.巡查教学环境； 2.督促学生手机关机，集中放入手机袋，统一保管； 3.指导学生自查课堂教学材料的准备情况； 4.发放习题册。 【复习提问】 1.电工指示仪表的组成。各部分的作用。 2.电工指示仪表测量机构的组成。 【教学引入】 测量机构是电工指示仪表的核心，而数字式电压基本表就是以数字式万用表为代表的众多数字仪表的核心。同样道理，只要在数字式电压基本表的基础上增加不同的测量线路，就能组成各种不同用途的数字仪表。 【讲授新课】 一、电工数字仪表 为了实现被测电量到仪表数字显示的转换，电工数字仪表都是由测量线路、A/D转换器和数字显示电路三大部分组成的。 1.测量线路 测量线路的任务是将被测模拟量转换为便于进行模—数转换的另一种模拟量（即中间量），由于现在实际使用的A/D转换器所用的中间量都是直流电压，所以现在的测量线路总是把被测模拟量转换为直流电压。 2.A/D转换器 A/D转换器的任务是把中间模拟量转换为数字量。 在电工数字仪表中，A/D转换器就是把连续变化的直流电压转换为高电平或低电平的间断脉冲所组成的二进制数码。如果被测量本身就已经是一种数字量，例如频率（交流电压每秒变化的次数），就无须经过A/D转换这个环节了。 A/D转换器种类繁多，型号各异，而CC7106型是目前应用较广的一种3 1/2位A/D转换器，许多数字式电压表都采用这种芯片来完成模/数转换。 3.数字显示器 数字显示器的任务是把转化后的数字量用数码形式显示出来。 电工数字仪表所用的显示器一般采用发光二极管（LED）显示器和液晶（LCD）显示器。 数字仪表以数字形式显示，没有机械转动部分，因此可以避免摩擦、读数等引起的误差。而且对于生产过程采用计算机控制的系统，采用数字仪表便于与计算机配合。 二、电工数字仪表的技术要求 电压和频率是数字测量中的两个基本量，其他电工量往往都转换成电压或频率进行测量，所以电工数字仪表的技术性能实际上反映数字测量的水平。 1.显示位数 电工数字仪表的显示位数通常用一个整数和一个分数表示，其中整数部分表示能显示0～9全部数字的位数有几位，分数部分用于表示最高位的显示性能，分子表示最高位数字可能显示的最大数值，分母表示满程时应该显示的数值。 现在电工数字仪表显示位数最少为 4 位，最多可达10位。 2.灵敏度 电工数字仪表可以通过电子放大器对被测电压进行放大，所以电工数字仪表的灵敏度也能够做得比较高。电工数字仪表没有刻度盘，所以它的灵敏度不用 S 表示，而用分辨力或分辨率表示。分辨力是指最低量程时末位1个字所对应的电压，分辨率是指能测出的电压最小变化量与最大数字之比的百分数。 3.量程范围 量程范围指电压表测量电压时，从0到满度的显示值。如果有量程转换开关，则开关置不同挡位时，会有不同的量程范围，其中最小的量程范围具有最大的分辨力。 4.准确度 电工数字仪表的测量结果用数字显示，所以不存在视觉误差，而且仪表内部没有可动部件，所以不存在机械摩檫、变形等问题，它的准确度主要取决于A/D转换器和其他电子元器件的质量。控制电子元器件的质量比控制机械元件容易，所以数字仪表是比较容易制成高准确度仪表的。 5.输入阻抗 电压表要求有较高的输入阻抗。 6.频率范围 数字仪表可以利用电子整流电路扩大频率宽度。但常用的数字仪表多用于直流和低频。 7.测量速度 测量速度指单位时间内，以规定的准确度完成的最大测量次数。它取决于A/D转换的变换速率和前置放大的响应时间。 【课堂小结】 1.电工数字仪表的核心。 2.电工数字仪表的组成。各部分的作用。 【课后作业】 习题册P11-12。 督促学生完成课前准备。（课前2分钟内完成） 教师提出问题。分别请2位学生作答。（5分钟左右） 教师利用实物和PPT授课。（55分钟左右） 可以采用直观演示、提问的方式进行。 提示：强调指示仪表和数字仪表的区别。 提示：强调数字式电压基本