Раздел 2 Приборы и методы электрических измерений

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области

Государственное автономное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования Свердловской области «Нижнетагильский горно-металлургический колледж

Имени Е. А. и М. Е. Черепановых»

Измерительная техника

Методические указания и контрольные задания

Для студентов заочной формы обучения

Образовательных учреждений

Среднего профессионального образования

По специальности 140448 Техническая эксплуатация

И обслуживания электрического и

Электромеханического оборудования

(базовый уровень)

Н. Тагил

2014

Одобрено цикловой комиссией электротехнических дисциплин Председатель ЦК	Утверждено заместителем директора по учебной работе
Н. В. Голосова	А. А. Турова
28 ноября 2013 г

 

 

Методические указания составлены в соответствии с программой общепрофессиональной дисциплины «Измерительная техника» для специальности 140448Техническая эксплуатация и обслуживания электрического и электромеханического оборудования (базовый уровень), согласно требованиям ФГОС СПО

 

Составитель:	Брюшина Л.С., преподаватель электротехнических дисциплин высшей квалификационной категории ГАОУ СПО СО «НТГМК»
Рецезент:	Исаков Д. В., доцент кафедры автоматизации технологических процессов и систем, кандидат технических наук ФГАОУ ВПО «УрФУ»

СОДЕРЖАНИЕ

 

1.	Общие методические указания
2.	Содержание учебной дисциплины
3.	Методические указания к выполнению контрольного задания
4.	Контрольные задания
5.	Экзаменационные вопросы
6.	Литература

 

 

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Учебная дисциплина «Измерительная техника» принадлежит к учебному циклу общепрофессиональных дисциплин технического направления.

Изучение данной дисциплины основано на знаниях, полученных на следующих учебных дисциплинах: «Электротехника и электроника», «Метрология, стандартизация и сертификация».

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен:

уметь:

- составлять измерительные схемы;

- выбирать средства измерений;

- измерять с заданной точностью различные электротехнические величины;

- использовать средства вычислительной техники для обработки и анализа результатов измерений;

знать:

- основные методы и средства измерения электрических величин;

- основные виды измерительных приборов и принципы их работы;

- влияние измерительных приборов на точность измерения;

- принципы автоматизации измерений;

- условные обозначения и маркировку измерений;

- назначение и область применения измерительных устройств.

Требования, предъявляемые к оформлению контрольной работы.

Учебным планом по дисциплине «Измерительная техника» предусмотрена одна контрольная работа.

Задачи контрольной работы имеют 10 вариантов, отличающихся друг от друга числовыми значениями заданных величин. Вариант, подлежащий решению, определяется по последней цифре шифра студента.

Оформление контрольной работы должно удовлетворять следующим требованиям:

1) Работа должна быть выполнена в отдельной тетради, на обложке которой указывается фамилия, имя и отчество студента, его шифр.

2) Текстовое условие задачи должно быть записано полностью.

3) Каждое действие задачи должно иметь объяснение. Решение иллюстрируются схемами. На электрических схемах должны быть показаны условные обозначения всех элементов.

4) Графическая часть работы выполняется аккуратно с помощью чертежного инструмента, условные графические обозначения применяются согласно ГОСТ. Векторная диаграмма к задаче №3должна выполняться с обязательным соблюдением масштаба. Масштаб следует выбирать так, чтобы векторная диаграмма занимала не менее одного тетрадного листа.

5) Должен выдерживаться следующий порядок записей при вычислениях: сначала формула, затем подстановка числовых значений величин, входящих в формулу, без каких-либо преобразований, затем результат с указанием единиц измерения без скобок.

6) Контрольная работа должна содержать перечень литературы, использованной при работе над заданием, дату и подпись студента.

7) Незачтенная контрольная работа должна быть исправлена в соответствии с замечаниями и представлена на повторную рецензию. Все исправления должны быть выполнены в той же тетради после рецензии. Вносить исправления в рецензированный преподавателем текст не разрешается. Контрольная работа, выполненная не по варианту, а также неаккуратно оформленная и неразборчиво написанная, не рецензируется.

 

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1 Государственная система обеспечения единства измерений.

Тема 1.1 Основные виды и методы измерений, их классификация. Метрологические показатели средств измерения.

Определение понятия «измерение». Единицы физических величин. Классификация методов измерений и их краткая характеристика. Прямой и косвенный методы. Методы непосредственной оценки и методы сравнения (дифференциальный, нулевой, замещения).

Понятие о средствах измерений.

Классификация и маркировка электроизмерительных приборов.

Погрешности как характеристики средств измерений. Виды погрешностей и основные причины их возникновения.

Типовая методика проверки электроизмерительных приборов. Общие сведения об обработке результатов измерений.

Раздел 2 Приборы и методы электрических измерений.

Тема 2.1 Механизмы и измерительные цепи электромеханических приборов. Приборы и методы измерения напряжения. Измерительные механизмы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, ферродинамической, электростатической, индукционной систем.

Общий принцип создания различных электроизмерительных приборов на базе измерительных механизмов. Принципы действия электромеханических приборов. Понятие об измерительных цепях. Измерительная цепь электроизмерительных приборов: вольтметров, амперметров, ваттметров.

Включение вольтметров в цепь. Условные обозначения на приборе. Основные параметры вольтметров. Влияние внутреннего сопротивления на точность измерения. Оценка погрешности, вносимой вольтметром при измерении напряжения в высокоомной цепи.

Обоснование выбора прибора. Расширение пределов измерений с помощью транзисторов и добавочных сопротивлений.

Электронные и цифровые вольтметры, их структуры и измерительные цепи. Сравнительная оценка возможности применения электронных вольтметров при измерении напряжений в высоковольтных цепях.

Преимущество цифровых вольтметров.

Компенсационные методы измерения напряжений. Устройство и принцип действия потенциометров постоянного и переменного тока. Область применения потенциометров. Калибровка вольтметров.

Тема 2.2 Приборы и методы измерения тока. Приборы и методы измерения мощности и энергии.

Включение амперметров цепь. Условные обозначения на приборе.

Основные параметры амперметров. Основные типы амперметров и их краткая техническая характеристика.

Устройство амперметров на базе различных измерительных механизмов, их особенности. Влияние внутреннего сопротивления амперметра на точность измерений в низкоомных цепях. Расчет шунтов.

Косвенное измерение мощности с помощью вольтметра и амперметра в цепях постоянного и переменного тока.

Принцип действия и устройство ваттметров. Правила выбора пределов измерения ваттметров.

Использование амперметра, вольтметра и ваттметра для определения активной, реактивной, полной мощностей и коэффициента мощности в однофазной цепи переменного тока. Включение ваттметра в цепь.

Измерение мощности в трехфазных цепях. Метод трех приборов. Метод двух приборов. Устройство и назначение двухэлементных ваттметров, их использование для измерения мощности в трехфазных цепях. Включение ваттметров для измерений реактивной мощности в трехфазных цепях.

Измерение расхода электроэнергии косвенным методом с помощью ваттметра; в случаях стабильной и переменной нагрузки. Устройство и принцип действия: однофазного индукционного счетчика. Включение счетчика в цепь.

Тема 2.3 Приборы и методы измерения магнитных величин. Приборы и методы измерения параметров электрических цепей.

Основные параметры веберметров. Основные типы веберметров и их краткая техническая характеристика. Принцип действия и устройство ведер метров.

Измерение магнитного потока, магнитной индукции и напряженности магнитного поля индукционно-импульсным методом.

Получение магнитных характеристик методами баллистического галь­ванометра, магнитного пояса, электронного осциллографа.

Схема и работа установки для снятия основной кривой намагничивания и петли гистерезиса магнитных материалов.

Ваттметровый метод определения потерь на перемагничивание.

Измерение параметров электрических цепей (индуктивности, емкости и сопротивления) методом вольтметра-амперметра.

Параметрическая измерительная цепь измерения сопротивления (на примере комбинированного прибора).

Принцип действия и уравнения линейного измерительного моста (мостик Уитсона).

Мостовые схемы для измерения параметров индуктивности и емкости. Универсальные измерительные мосты, их устройства и принцип действия.

Измерение взаимной индуктивности методом согласного и встречного включения катушек.

Измерители добротности, их применение для измерения индуктивности, емкости, добротности

Тема 2.4 Универсальные и специальные электроизмерительные приборы.

Основные параметры и типы универсальных и специальных электроиз­мерительных приборов, краткая техническая характеристика. Мультиметры, вольтамперметры, комбинированные приборы.

Схема измерительных цепей комбинированного прибора.

Регистрирующие приборы и их классификация. Самопишущие приборы прямого действия. Регистрирующие приборы со следящей схемой управления, их преимущества. Частотные характеристики регистрирующих приборов, их быстродействие.

Структурная схема автоматического потенциометра, назначение и применение в производстве.

Светолучевые осциллографы - быстродействующие самопишущие приборы.

Устройство магнитоэлектрического гальванометра - вставки, его выбор в зависимости от частотного спектра сигнала.

Оптико-механическая схема светолучевого (шлейфового) осциллографа.