電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度

課時(shí)授課計(jì)劃教表4—1課時(shí)授課計(jì)劃序號(hào)2累計(jì)第3、4課時(shí)授課日期9月3日月日月日月日授課班級(jí)13電工班缺席學(xué)生無課題：§1-2電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度本次授課的目的與要求：通過對(duì)電工指示儀表誤差和準(zhǔn)確度知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握儀表誤差、準(zhǔn)確度概念；掌握誤差的分類；掌握絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差的計(jì)算；并且可以根據(jù)準(zhǔn)確度等級(jí)計(jì)算相對(duì)誤差。在學(xué)習(xí)過程中，使用分組練習(xí)的方法培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)及競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。新課難點(diǎn)、重點(diǎn)與解決措施：難點(diǎn)：誤差的表示方法和應(yīng)用重點(diǎn)：儀表準(zhǔn)確度的概念及其使用措施：步步深入、環(huán)環(huán)相扣課堂類型：講授課教具與掛圖：萬用表、PPT課件、投影儀、黑板等復(fù)習(xí)舊課要點(diǎn)：方法或提問對(duì)象電工儀表型號(hào)的編制規(guī)則及儀表標(biāo)志演示法、小組學(xué)習(xí)法提問5號(hào)、26號(hào)學(xué)生教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第1頁(yè)第1頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法2分鐘6分鐘第二節(jié)電工指示儀表的誤差與準(zhǔn)確度舊課復(fù)習(xí)：電工測(cè)量?jī)x表型號(hào)的編制（萬用表演示）引入新課：提問：1、到菜場(chǎng)買菜所稱的重量是否有誤差？一般是偏大還是偏??？為什么？提問后給兩分鐘時(shí)間大家討論，然后自愿發(fā)言（回答問題控制在四分鐘內(nèi)）。2、示意學(xué)生舉出生活中其他有誤差的例子。教師小結(jié)：上一節(jié)課給大家介紹了常用電工儀表的分類、型號(hào)及標(biāo)志，這樣當(dāng)我們面對(duì)品種繁多、規(guī)格各異的電工儀表時(shí)就知道該如何進(jìn)行識(shí)別和選擇。實(shí)際生活中，無論使用哪一種計(jì)量工具都有一定的偏差。如在水果攤買水果，一般用電子桌秤稱重；在商場(chǎng)買點(diǎn)心，一般用案秤稱種；這樣大家就會(huì)發(fā)現(xiàn)：使用不同的秤稱量的結(jié)果不同（個(gè)別是人為造成偏小或偏大），不論何種情況，總是與實(shí)際重量有差距。同樣，在電工測(cè)量中也存在這樣的問題。一般將測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量實(shí)際值之間的差值叫做誤差。準(zhǔn)確度則是指儀表的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值的接近程度。儀表的準(zhǔn)確用實(shí)物演示，使學(xué)生對(duì)上節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，加強(qiáng)記憶。試舉生活中常見例子引入本次新課內(nèi)容，可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很快的進(jìn)入本次新課內(nèi)容。教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第2頁(yè)第2頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法10分鐘度越高，誤差越小。那么，什么是電工儀表的誤差？這些誤差是如何產(chǎn)生的？怎么分類？誤差的表示方法有那些？準(zhǔn)確度與誤差又是什么關(guān)系？這些就是我們這節(jié)課要解決的問題。新知識(shí)講授：一、儀表的誤差及分類測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量實(shí)際值之間的差值叫做誤差。按產(chǎn)生誤差的原因不同，儀表誤差主要分為兩類：見表1-2-1（此表投影呈顯給學(xué)生）表1-2-1儀表誤差的分類儀表誤差種類特點(diǎn)舉例說明基本誤差儀表在正常工作條件下，由于儀表本身的結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面的不完善而產(chǎn)生的誤差如儀表活動(dòng)部分的摩擦、標(biāo)度尺刻度不準(zhǔn)、零件裝配不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻恼`差，都是儀表的基本誤差基本誤差是儀表本身所固有的誤差，一般無法消除，但可以設(shè)法減小提出問題，調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性，使學(xué)生在后面的學(xué)習(xí)過程中自發(fā)的尋找答案。課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第3頁(yè)教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第3頁(yè)教表4—2時(shí)間內(nèi)容方法8分鐘附加誤差儀表因?yàn)槠x了規(guī)定的工作條件而產(chǎn)生的誤差如溫度、頻率、波形的變化超出規(guī)定使用條件，工作位置不當(dāng)或存在外電場(chǎng)、外磁場(chǎng)的影響等原因造成的誤差附加誤差實(shí)際上是一種因外界工作條件改變而造成的額外誤差，一般可以設(shè)法消除組織學(xué)生分組討論并由各組代表發(fā)言：1、電工儀表的分度和刻線是絕對(duì)不可能做到完全準(zhǔn)確的，這樣會(huì)產(chǎn)生哪些誤差？2、某電壓表長(zhǎng)期使用，沒有調(diào)校潤(rùn)滑，請(qǐng)問其基本誤差會(huì)怎樣？如何減??？3、你所使用的電流表附近有一塊大磁鐵，它會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響嗎？如果有影響，如何消除？那如果附近有一根有大電流的導(dǎo)線經(jīng)過呢？如何消除此誤差？各小組學(xué)生代表小結(jié)：1、會(huì)產(chǎn)生基本誤差，這種誤差受裝配條件等的限制，是無法完全消失的，只能盡可能的減小基本誤差。分組討論既可以培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，又可以鍛煉團(tuán)隊(duì)合作能力。采用“小組討論--小組總結(jié)--教師補(bǔ)充”的方法，訓(xùn)練學(xué)生的合教表4—2教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第1頁(yè)第1頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法9分鐘2、長(zhǎng)期使用而沒有調(diào)校潤(rùn)滑的電壓表會(huì)因摩擦產(chǎn)生較大的基本誤差，通過加入潤(rùn)滑油后進(jìn)行調(diào)校來減少基本誤差。3、不管是磁鐵還是帶電流的導(dǎo)線都會(huì)產(chǎn)生較大的磁場(chǎng)影響電流表的測(cè)量，這樣測(cè)量的結(jié)果肯定是不準(zhǔn)確的，會(huì)產(chǎn)生較大的附加誤差。對(duì)于磁鐵，我們遠(yuǎn)離它即可；而導(dǎo)線可以使用正負(fù)誤差消除法，消除這種外磁場(chǎng)影響而引起的附加誤差。新知識(shí)講授及解題示范：二、誤差的表示方法誤差通常用絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和引用誤差來表示。它們的定義不同，各自適用不同的場(chǎng)合。1、絕對(duì)誤差△儀表的指示值A(chǔ)X與被測(cè)量實(shí)際值A(chǔ)0之間的差值叫做絕對(duì)誤差，用△表示?！?AX-A0（1-2-1）在計(jì)算△值時(shí)，通?？捎镁群芨叩臉?biāo)準(zhǔn)表的指示值近似代替被測(cè)值的實(shí)際值。例1-1用一只標(biāo)準(zhǔn)電壓表來校驗(yàn)甲、乙兩只電壓表，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)表的指示值為220V時(shí)，甲、乙兩表的讀數(shù)分別是220.5V和219V，求甲乙兩表的絕對(duì)作學(xué)習(xí)能力；教師可更正學(xué)生總結(jié)時(shí)出現(xiàn)的術(shù)語使用錯(cuò)誤的問題。正負(fù)誤差發(fā)：用電流表先測(cè)量一次電流值并記錄，然后將電流表放置的位置調(diào)換180度后再測(cè)量一次，然后將兩次測(cè)量結(jié)果相加后取平均值。教表4—2教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第1頁(yè)第1頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法2分鐘10分鐘誤差。解：代入絕對(duì)誤差的定義式得：甲表的絕對(duì)誤差是：△1=AX1-A0=220.5-220=+0.5V乙表的絕對(duì)誤差是：△2=AX2-A0=219-220=-1V（乙表的計(jì)算留給同學(xué)們自算)教師小結(jié)：計(jì)算結(jié)果表明，絕對(duì)誤差有正負(fù)之分。正誤差說明儀表指示值比實(shí)際值大，負(fù)誤差說明指示值比實(shí)際值小。另外，甲表的指示值偏離實(shí)際值較小，只有0.5V。而乙表偏離實(shí)際值較大，有1V。顯然，甲表的指示值比乙表更準(zhǔn)確。新知識(shí)講解及解題示范：實(shí)際中在測(cè)量同一被測(cè)量時(shí)，可以用絕對(duì)誤差的絕對(duì)值∣△∣來比較不同儀表的準(zhǔn)確程度，∣△∣越小的儀表越準(zhǔn)確。將式（1-2-1）變形可得：A0=AX-△=AX+（-△）=AX+C（1-2-2）上式中的C=-△，稱為儀表的校正值。引入校正值C后，就可以利用式（1-2-2）對(duì)儀表的指示值進(jìn)行校正，從而得到被測(cè)量的實(shí)際值A(chǔ)0。實(shí)例題中乙表的計(jì)算留給學(xué)生自己運(yùn)算，加深對(duì)公式1-2-1的運(yùn)用。教表4—2教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第1頁(yè)第1頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法2分鐘際應(yīng)用中，對(duì)準(zhǔn)確度較高的儀表，一般都給出該表的校正值，以便在測(cè)量過程中校正被測(cè)量的指示值，從而提高測(cè)量準(zhǔn)確度。2、相對(duì)誤差γ絕對(duì)誤差△與被測(cè)量實(shí)際值A(chǔ)0比值的百分?jǐn)?shù)叫做相對(duì)誤差，用γ表示，即：γ=△/A0×100%（1-2-3）一般情況下實(shí)際值A(chǔ)0難以確定，而儀表的指示值A(chǔ)X≈A0，故可以用以下公式計(jì)算γ：γ=△/AX×100%（1-2-4）例1-2已知甲表測(cè)量220V電壓時(shí)△1=+2V，乙表測(cè)量10V電壓時(shí)△2=+1V，試比較兩表的相對(duì)誤差。解：代入相對(duì)誤差的定義式得：甲表的相對(duì)誤差是：γ1=△1/A01×100%=2/200×100%=+1%乙表的相對(duì)誤差是：γ2=△2/A02×100%=1/10×100%=+10%（乙表的計(jì)算留給同學(xué)們自算)教師小結(jié)：由上述結(jié)果可以看出，甲表的絕對(duì)誤差雖是乙表的兩倍，但從絕對(duì)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響來看，甲表的絕對(duì)誤差只占被例題中乙表的計(jì)算留給學(xué)生自己運(yùn)算，加深對(duì)公式1-2-4的運(yùn)用。教表4—2教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第1頁(yè)第1頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法14分鐘測(cè)量的1%，而乙表的絕對(duì)誤差卻占被測(cè)量的10%，甲表的相對(duì)誤差小，而乙表的相對(duì)誤差大。可見，在測(cè)量不同大小的被測(cè)量時(shí)，不能簡(jiǎn)單地用絕對(duì)誤差來判斷結(jié)果的準(zhǔn)確程度。實(shí)際測(cè)量中，相對(duì)誤差不僅常用來表示測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，而且便于在測(cè)量不同大小的被測(cè)量時(shí)，對(duì)其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度進(jìn)行比較。新知識(shí)講授及解題示范：3、引用誤差γm相對(duì)誤差可以表示測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，卻不能說明儀表本身的準(zhǔn)確程度。由式（1-2-4）可以看出：同一只儀表，在被測(cè)量不同時(shí)，由于摩擦等原因造成的絕對(duì)誤差△雖然變化不大，但被測(cè)量AX卻可以在整個(gè)刻度范圍內(nèi)變化。顯然，對(duì)于不同大小的被測(cè)量，就有不同的相對(duì)誤差。工程中，一般采用引用誤差來反映儀表的準(zhǔn)確程度。絕對(duì)誤差△與儀表量程（最大讀數(shù)）Am比值的百分?jǐn)?shù)叫做引用誤差γm，即：γm=△/Am×100%（1-2-5）說明：由上式看出，引用誤差實(shí)際上就是儀表在最大讀數(shù)時(shí)的相對(duì)誤差，即滿度相對(duì)誤差。教表4—2教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第1頁(yè)第1頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法因?yàn)榻^對(duì)誤差△基本不變，儀表量程不變，故引用誤差γm可以用來表示一只儀表的準(zhǔn)確程度。三、儀表的準(zhǔn)確度電工指示儀表在測(cè)量值不同時(shí)，絕對(duì)誤差會(huì)多少有些變化，因而造成引用誤差也隨之發(fā)生變化。所以，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定以最大引用誤差來表示儀表的準(zhǔn)確度。儀表的最大絕對(duì)誤差△m與儀表量程Am比值的百分?jǐn)?shù)叫做準(zhǔn)確度(±K%)，即：±K%=△m/Am×100%（1-2-6）式（1-2-6）中，K表示儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)，它的百分?jǐn)?shù)表示儀表在規(guī)定條件下的最大引用誤差。顯然，最大引用誤差越小，儀表的基本誤差就越小，準(zhǔn)確度越高。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國(guó)生產(chǎn)的電工儀表的準(zhǔn)確度共分7級(jí)，各等級(jí)的儀表在正常工作條件下使用時(shí)，其基本誤差不超過表1-2-4中的規(guī)定。表1-2-4儀表的基本誤差在講授完準(zhǔn)確度的知識(shí)后，提出問題：選擇電工指示儀表時(shí)，其準(zhǔn)確度越高越好嗎？為什么？答：一定要避免片面地追求“準(zhǔn)確度越高越好”的錯(cuò)誤傾向,因?yàn)閮x表的準(zhǔn)確度越高,對(duì)工。教表4—2教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第1頁(yè)第1頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法2分鐘若已知儀表量程,可以求出不同準(zhǔn)確度等級(jí)儀表所允許的最大絕對(duì)誤差△m，即:△m=±K×Am/100（1-2-7）由于△m≈△，故上式可寫為：△=±K×Am/100（1-2-8）例1-3用準(zhǔn)確度等級(jí)為5.0級(jí)、量程為500V的電壓表，分別測(cè)量50V和500V的電壓，求出其相對(duì)誤差各為多少？解：先求出該表的最大絕對(duì)誤差：△m=±K×Am/100=±5.0×500/100=±25V測(cè)量50V時(shí)的相對(duì)誤差：γ1=△1/A01×100%=±25/50×100%=±50%測(cè)量500V時(shí)的相對(duì)誤差：γ2=△2/A02×100%=±25/500×100%=±5%教師小結(jié)：由以上計(jì)算可以看出，一般情況下，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度（即最大相對(duì)誤差）并不等于儀表的準(zhǔn)確度，只有當(dāng)被測(cè)量正好等于儀表量程時(shí)，兩者才相等。當(dāng)被測(cè)量遠(yuǎn)小于儀表量程時(shí)，測(cè)量結(jié)果的誤差高達(dá)50%。因此，絕不能將儀表的準(zhǔn)確度與測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度混為一談。實(shí)際測(cè)量時(shí)，為保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，不作條件的要求也越苛刻,因而測(cè)試的實(shí)際工作環(huán)境一旦不符合要求,儀表將在非正常的條件下工作,這時(shí)引起的附加誤差將會(huì)超出儀表的準(zhǔn)確度等級(jí),測(cè)量結(jié)果反而不準(zhǔn)確。教表4—2教表4—2課時(shí)授課計(jì)劃付頁(yè)第1頁(yè)第1頁(yè)時(shí)間內(nèi)容方法5分鐘僅要考慮儀表的準(zhǔn)確度，還要選擇合適的量程，通常測(cè)量時(shí)要使儀表指針處于滿刻度的后三分之一段，如教材P10圖1-5所示。本課小結(jié)：用提問的方式幫助學(xué)生回憶學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容1、什么是誤差？什么是準(zhǔn)確度？2、電工儀表的誤差是如何產(chǎn)生的？準(zhǔn)確度與誤差有什么關(guān)系？3、誤差的表示方法有那些？各適用哪些場(chǎng)合？4、儀表的準(zhǔn)確度是否越高越好？布置作業(yè)：習(xí)題冊(cè)三、四用提出問題的方式進(jìn)行課堂小結(jié)，使學(xué)生在總結(jié)答案的過程中回憶本次授課的主要內(nèi)容，然后由教師總結(jié)，得出結(jié)果。教表4—3鞏固新課要點(diǎn):1、誤差是測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量實(shí)際值之間的差值，準(zhǔn)確度是指儀表的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值的接近程度。2、按產(chǎn)生誤差的原因分，儀表誤差分為兩類：基本誤差和附加誤差?；菊`差是由于儀表本身產(chǎn)生的，可以減小，不能消除。附加誤差是由于偏離了正常工作條件導(dǎo)致的，可以設(shè)法消除。3、誤差有三種表示方法，適用于不同的場(chǎng)合。在工程中，一般用引用誤差反映儀表的準(zhǔn)確程度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定以最大引用誤差來表示儀表的準(zhǔn)確度。4、為保證為保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，不僅要考慮儀表的準(zhǔn)確度，還要選擇合適的量程，通常測(cè)量時(shí)