Методическое пособие к лабораторной работе «Устройство электроизмерительных приборов.» по дисциплине «Электротехника и электроника»

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«ДЗЕРЖИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ ИМЕНИ КРАСНОЙ АРМИИ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА тема: Устройство электроизмерительных приборов. дисциплина: ОП.02 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА для студентов и преподавателей курс 1 специальности 18.02.06 "Химическая технология органических веществ" (на базе среднего общего образования)

Выполнил: преподаватель Штырляева Г.В. фамилия, имя, отчество

2023 г.

ОДОБРЕНО Учебно-методической комиссиией технических дисциплин Протокол № __ От « » 2023г. Председатель комиссии Шутова Е.В.	Составлено в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по дисциплине «Электротехника и электроника»

Методическая разработка. ГБПОУ «ДХТ им Красной Армии», Дзержинск, 2023 год. – 13 стр.

Составитель: преподаватель Штырляева Г.В.

Данная методическая разработка разработана в помощь преподавателям и студентам для самостоятельной работы, практического изучения устройства электроизмерительных приборов.

Контроль работы электрооборудования осуществляется с помощью разнообразных электроизмерительных приборов. На лицевой стороне стрелочных приборов изображены условные обозначения, определяющие классификационную группу прибора. Они позволяют правильно выбрать приборы и дают некоторые указания по их эксплуатации.

Материалы методической разработки рекомендуется использовать при выполнении лабораторной работы для студентов 1 курса специальности 18.02.06 "Химическая технология органических веществ" (на базе среднего общего образования) в рамках предмета «Электротехника и электроника».

Рецензия.

В рамках данной лабораторной работы рассмотрены условия работы технических электроизмерительных приборов.

Применение методического пособия дает возможность самостоятельного

оформления отчета, самостоятельного выполнения расчетов и анализа полученных результатов, что позволит провести закрепление и проверку степени усвоения теоретических и практических знаний и умений в соответствии с требованиями ФГОС:

уметь:

подбирать электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками; снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами; читать электрические схемы;

знать:

методы измерения электрических величин; параметры электрических схем и

единицы их измерения.

Освоить личностные результаты программы воспитания.

Замечания и предложения:

1. Одобрить данную программу и рекомендовать её к применению в учебном процессе.

Рецензию составил преподаватель

ГБПОУ «ДХТ им Красной Армии»: _______________ Зарубин Н.К.

июнь 2023 г.

Содержание.

1. Введение…………………………………………………….…5

2. План урока………………………………………………….….6

3. Ход урока………………………………………………….…...7

4. Методика выполнения лабораторной работы

   1. Повторение со студентами материала по теме……….8

   2. Задания и обсуждаемые вопросы…………………….11

5. Заключение…………………………………………….……..13

6. Выводы…………………………………………….…….……13

7. Литература……………………………………………………13

1. Введение.

В технике для измерения различных электрических величин применяются технические электроизмерительные приборы.

Правила выполнения лабораторной работы:

1. К выполнению лабораторной работы допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности

2. После выполнения практической части должен быть оформлен отчет по лабораторной работе

3. Студент должен ознакомиться с темой, целью и порядком выполнения лабораторной работы

4. Результаты испытаний заносятся в таблицу карандашом и при неправильных результатах лабораторная работа должна быть переделана.

5. Подача напряжения на стенд без проверки правильности сборки схемы преподавателем ЗАПРЕЩЕНА!

6. После окончания работы схемы должны быть обесточены, разобраны, провода сданы преподавателю.

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Номер и тема лабораторной работы

2. Цель лабораторной работы

3. Схема эксперимента

4. Таблицу с измеренными и вычисленными значениями

5. Расчетные формулы

6. Расчеты. Графики, векторные диаграммы и т.д.

8. Ответы на контрольные вопросы

9. Выводы

Требования к оформлению отчета по лабораторной работе

1. Все схемы графики, таблицы и диаграммы должны быть выполнены карандашом с применением чертежных инструментов.

2. Элементы схемы выполняются в соответствии с ЕСКД.

3. Для расчетных величин следует указывать единицы измерения.

4. Масштаб на графиках должен быть равномерным.

5. Кривая на графике должна быть плавной, ее нужно проводить так, чтобы полученные в результате испытаний точки отстояли от нее приблизительно на одинаковом расстоянии.

6. Вывод должен соответствовать поставленной цели и отражать результаты эксперимента.

1. План урока

Тема:	Устройство электроизмерительных приборов.
Технические средства обучения:		Методические указания, конспект лекций по дисциплине ОП. 2 Электротехника и электроника.
Оборудование:		Технические электроизмерительные приборы
Раздаточный материал:		Методические указания к выполнению лабораторной работы.
Тип урока:		Урок по ознакомлению с устройством электроизмерительных приборов
Форма занятий:		Лабораторная работа
Цель урока: изучение устройства электроизмерительных приборов
Задачи урока:
Обучающие:			Проверить от чего зависит выбор устройства электроизмерительного прибора
Развивающие:			Развитие навыка работы по определенному алгоритму; развивать навыки самостоятельной работы.
Воспитательные:			Формирование первоначальных навыков –грамотное аккуратное оформление отчетов. Снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами; читать принципиальные, электрические схемы.

1. Ход урока

1.Организационная часть: (5 мин)

• Приветствие

• Проверка присутствия студентов

• Сообщение о форме и теме занятия

• Сообщение о вопросах и темах, оцениваемых по данной работе.

2.Объяснение правил техники безопасности при проведении лабораторной работы. (5 мин.)

3. Подготовка к работе:

3.1. Повторить материал по теме (15мин)

3.2. Подготовить бланк отчета (10мин)

3.3. Составить и собрать схему с устройством электроизмерительных приборов (10мин)

4.Самостоятельное выполнить индивидуальные и групповые задания (измерения в линии) (30 мин)

• Обобщение материала, выполнение индивидуального и группового заданий, выполнение различных упражнение (по вариантам, предложенным преподавателем).

5.Подведение итогов занятия (15 мин)

• Обсуждение результатов работы.

• Анализ достижения целей занятия, выставление оценок

6.Дидактический материал

• Отчеты по практической работе, методические указания по выполнению лабораторной работы, конспект лекций по предмету «Электротехника и электроника».

7.Вывод

• результаты эксперимента и определённые условия эксплуатации технических электроизмерительных приборов

1. Методика выполнения лабораторной работы.

Контроль работы электрооборудования осуществляется с помощью разнообразных электроизмерительных приборов. Наиболее распространенными электроизмерительными приборами являются приборы непосредственного отсчета. По виду отсчетного устройства различают аналоговые (стрелочные) и цифровые измерительные приборы.

На лицевой стороне стрелочных приборов изображены условные обозначения, определяющие классификационную группу прибора. Они позволяют правильно выбрать приборы и дают некоторые указания по их эксплуатации.

1. Повторение материала по теме.

По принципу действия измерительного механизма приборы делятся на системы. В лаборатории электротехники наиболее широкое применение находят приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической и индукционной систем.

Важнейшей характеристикой любого измерительного прибора является его точность. По степени точности электроизмерительные приборы делятся на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 и 4. Число класса точности указывает основную допустимую приведенную погрешность прибора, т.е. выраженное в процентах отношение наибольшей допустимой абсолютной погрешности прибора, находящегося в нормальных условиях работы, к номинальной величине прибора. На шкале электроизмерительного прибора кроме условного наименования системы и класса точности указываются род тока, рабочее положение шкалы прибора, величина испытательного напряжения, знак завода-изготовителя, год выпуска, заводской номер прибора. Основные знаки на шкалах приборов приведены в таблице 1.

Амперметр включается в цепь последовательно с приемником и имеет очень малое сопротивление. Благодаря этому на амперметре практически не возникает потери напряжения и мощности.

Для уменьшения потерь мощности и тока, протекающего через вольтметр, его внутреннее сопротивление делают очень большим (несколько тысяч Ом).

При включении амперметра и вольтметра в цепь постоянного тока следует соблюдать правило полярности: положительный зажим прибора должен подключаться к положительному полюсу источника, отрицательный зажим прибора - к отрицательному полюсу источника.

Знак системы	Система	Знаки на шкалах приборов		Пояснения
	Магнитоэлектрическая с подвижной рамкой			Класс точности прибора
	Магнитоэлектрическая с подвижным магнитом
	Электромагнитная	Род тока ▬		Постоянный ток Переменный ток Постоянный и переменный ток Трехфазный ток
	Электродинамическая
	Ферродинамическая	Установка прибора		Вертикальное положение шкалы Горизонтальное положение шкалы Под углом, например 60°
	Индукционная
А     Б     В1;  В2; В3	А (или отсутствие буквы) – прибор для сухих отапливаемых помещений с температурой +10°С …+35°С и влажности до 80% при 30°С; Б – прибор для закрытых не отапливаемых помещений с температурой - 30°С …+40°С и влажности до 90% при 30°С; B – приборы для полевых и морских условий: В1 – при температуре -40°С … +50°С  и В2 – при температуре -50°С … +60°С и влажности до 95% при 35°С; В3 – при температуре -40°С … +50°С и влажности до 98% при 40°С
	Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 2 кВ		30 – 200 Hz	Рабочий частотный диапазон прибора

Таблица 1

Перед началом измерения необходимо определить цену деления шкалы прибора.

Цена деления вольтметра:	амперметра:
где UН , IН - номинальные значения напряжения и тока приборов, αН- число делений шкалы прибора. Если при измерении стрелка прибора отклонилась на α- делений, то значение измеряемой величины будет:
для вольтметра: U = СU ·α (B);	для амперметра: I = СI · α (А);

Пример.

Номинальное напряжение вольтметра U_Н = 150 В. Шкала имеет а_н= 100 делений. Определить измеренное напряжение, если стрелка прибора отклонилась на а = 80 делений.

Решение.

Цена деления равна С_U = = = .

Измеренное напряжение U = С _U·α = 1,5·80 =120 В.

На  лицевой  стороне  стрелочных  прибора  указывается  класс  точности, который  определяет  приведенную  относительную  погрешность  прибора  γ_ПР.

Приведенная относительная погрешность прибора – это выраженное в процентах отношение максимальной для данного прибора абсолютной погрешности ΔА к номинальному значению прибора (пределу измерений) A_НОМ: 

Промышленность  в  соответствии  с  ГОСТ  выпускает  приборы  с  различными классами точности (0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4,0).

Зная  класс  точности  прибора,  можно  определить  абсолютную  ΔА  и относительную  погрешности  измерения  γ_ИЗМ,  а  также  действительное  значение измеряемой величины A_Д:

Расчетную  относительную  погрешность  измерения  в  любой  точке  шкалы прибора  можно  определить,  полагая,  что  его  допустимая  абсолютная погрешность ΔА известна и постоянна:

где АИЗМ – условное измеренное значение величины, задаваемое в пределах шкалы прибора от минимального значения до номинального значения данного прибора.

Обратить  внимание  на  значение  относительной  погрешности измерения,  соответствующее  предельному  значению  измеряемой  величины,  и сравнить его с классом точности прибора. 

Пример.

Амперметр класса 2,5, имеющий верхнюю границу показаний 5А. Определить погрешность.

Решение: ΔА =+ 52,5/100= +0,125А.

Схема  подключения электроизмерительных приборов.

Выполнять  при  выключенном  питании  прибора!

1. Задания и обсуждаемые вопросы

Ознакомить студентов с электроизмерительными приборами.

Напомнить правила подключения электроизмерительных приборов.

Разделить студентов на 2 группы:

1 группа – исследуют вольтметры;

2 группа – исследуют амперметры.

Задачей 1 и 2 группы является:

1. Изучение технических характеристик электроизмерительных приборов и условий их эксплуатации.

2. Сборка схем и подключение электроизмерительных приборов к нагрузке.

3. Рассчитать возможную погрешность полученных данных.

После проведенной работы поменять группы.

При изучении  паспортных  характеристик  стрелочных электроизмерительных  приборов внимательно  рассмотреть  лицевые панели стрелочных амперметров и вольтметров заполнить табл. 2.

№ пп	Система прибора	Шкала (равномерная, неравномерная)	Цена деления Шкалы	Для измерений какого рода тока	Какие величины измеряет прибор	Границы возможных измерений	Класс точности прибора	Положение прибора при измерении	Год выпуска прибора
1
2
3

Технические характеристики электроизмерительных приборов

Таблица 2

Содержание отчета:

1. Схема включения приборов, расчеты по определению цены деления и погрешности приборов.

2. Краткая техническая характеристика применяемых измерительных приборов (таблица 2).

3. Вывод.

 

Контрольные вопросы:

 

1. Какие основные сведения о приборе даются на его шкале?

2. Какими приборами можно измерять постоянный ток, а какими – переменный?

3. Как включается амперметр в измеряемую цепь и чем это объясняется?

4. Как включают в цепь вольтметр? Почему?

5. Какие виды погрешностей определяют у электроизмерительных приборов?

6. Что характеризует класс точности прибора?

7. В какой части шкалы прибора измерение точнее и почему?

1. Заключение.

В данной работе оценивается: участи в работе, выбор метода вычисления и ответы на вопросы.

Студенты сами формируют вывод о выборе электроизмерительного прибора и свои рекомендации.

1. Вывод.

результаты эксперимента и определённые условия эксплуатации технических электроизмерительных приборов

1. Список использованной литературы.

1. Ярочкина Г.В.Основы электротехники и электроники: учебник для СПО.-М.: ИЦ «Академия», 2018 – 220 с

2. Гальперин М.В. Электротехника и электроника: учебник для СПО. -2-е изд., испр. И доп.-М.: Издательство Форум- ИНФРА-М, 2010. -352 с.: ил.

3. Шадрикова А.С. Электротехника с основами электроники: учеб. пособие.-2016.-ЭБС IPRbooks

15