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）第一章第五节 电工指示仪表的组成和技术要求 教案

教 案 首 页 章节序号 5 章节名称 1-5 电工指示仪表的组成和技术要求 教学目标 1.掌握电工指示仪表的组成。 2.熟悉电工指示仪表的技术要求。 教学重、难点及 解决方法 重 点：电工指示仪表的组成。 难 点：指示仪表中，三个力矩对可动部分的作用。 解决办法：通过举例的方法，说明三个力矩的作用。 授课教具 常用的指示仪表、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】 1.什么是有效数字？ 2.有效数字的取舍规则。 3.有效数字的运算规则。 【教学引入】 电工指示仪表的种类繁多，按照其工作原理可分为磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表和感应系仪表四大类。虽然它们的工作原理各不相同，但是它们的任务却是相同的，都是要把被测电量转换为仪表可动部分的机械偏转角，然后用指针偏转角的大小来反映被测电量的数值。 【讲授新课】 一、电工指示仪表的组成及其作用 为了实现被测电量到仪表可动部分机械偏转角的转换，电工指示仪表都是由测量线路和测量机构两大部分组成的。 1.测量线路 测量线路通常由电阻、电容、电感、二极管等电子元器件组成。不同仪表的测量线路是不同的，如电流表中采用分流电阻，电压表中采用分压电阻等。其作用是把各种不同的被测电量按一定比例转换为测量机构所能接受的过渡电量。 2.测量机构 各种类型电工指示仪表的测量机构尽管在结构及工作原理上各不相同，但是它们都是由固定部分和可动部分组成的，而且都能在被测量的作用下产生转动力矩，驱动可动部分偏转，从而带动指针指示出被测量的大小。测量机构是整个指示仪表的核心，其作用是把过渡电量转换成仪表可动部分的机械偏转角。 （1）转动力矩装置 要使电工指示仪表的指针偏转，测量机构必须有产生转动力矩M的装置，该装置由固定部分和可动部分组成。 （2）反作用力矩装置 如果测量机构中只有转动力矩M，则不论被测量有多大，可动部分都将在其作用下偏转到尽头。为此，要求在可动部分偏转时，测量机构中能够产生随偏转角增大而增大的反作用力矩Mf，使得当M=Mf时，可动部分平衡，从而稳定在一定的偏转角α上。反作用力矩一般由游丝产生。 （3）阻尼力矩装置 由于电工指示仪表的可动部分都具有一定的惯性，因此，当M=Mf时，可动部分（指针）不可能马上停止下来，而要在平衡位置附近来回摆动，因而不能快速地读取测量结果。为了缩短可动部分摆动的时间以尽快读数，仪表中还必须有产生阻尼力矩的装置。 1）空气阻尼器 2）磁感应阻尼器 （4）读数装置 读数装置由指示器和刻度盘组成。 1）指示器分指针式和光标式两种 2）刻度盘俗称表盘 （5）支撑装置 测量机构中的可动部分要随被测量大小而偏转就必须有支撑装置。 1）轴尖轴承支撑方式 2）张丝弹片支撑方式 二、电工指示仪表的技术要求 1.经济合理的准确度 仪表的准确度太高，会使制造成本增高，同时对仪表使用条件的要求也相应提高；而准确度太低，又不能满足测量的需要。因此，仪表准确度要根据实际测量的需要来选择，切忌片面追求仪表的高准确度。 2.合适的灵敏度 在实际测量中，要根据被测量的要求选择合适的灵敏度。灵敏度太高，仪表的制造成本就高，要求的使用条件也高；灵敏度太低，仪表不能反映被测量的微小变化。 3.良好的读数装置 良好的读数装置是指仪表的标度尺刻度应尽量均匀，以便于读数。 4.良好的阻尼装置 当仪表接入电路后，指针在平衡位置附近摆动的时间应尽可能短；在用仪表测量时，指针应能均匀、平稳地指向平衡位置，以便迅速读数。 5.仪表本身消耗功率小 在测量过程中，仪表本身必然会消耗一定的功率，但应要求仪表本身消耗的功率尽量小。 6.足够的绝缘强度 仪表有足够的绝缘强度，可以保证使用者和仪表的安全。 7.足够的过载能力 在实际使用中，由于某些原因（如被测量的突然变化、仪表使用者操作错误等）使仪表过载的现象时有发生，因此要求仪表具有足够的抗过载能力，以延长仪表的使用寿命。 8.仪表的变差要小 仪表在反复测量同一被测量时，由于摩擦等原因造成的两次读数不同，它们的差值称为“变差”。一般要求仪表的“变差”不应超过其基本误差的绝对值。 电工指示仪表灵敏度： 在电工指示仪表中，仪表可动部分偏转角的变化量Δα与被测量的变化量Δx的比值称为仪表的灵敏度，用S表示，