电气测量教学大纲32课时.docx
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电气测量教学大纲32课时.docx
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电气测量教学大纲32课时
《电气测量》
课程教学大纲
…
。
山东农业工程学院
¥
制定(修订)单位:
机械电子工程系
制定(修订)时间:
2015年8月
课程中文名称:
电气测量
课程英文名称:
ElectricMeasurement
课程代码:
;
学时数:
32学时
学分数:
2学分
先修课程:
高等数学、电路分析、电工技术、电子技术基础
适用专业:
机电一体化、电气自动化、通信技术、汽车检测与维修
一、课程的性质和任务
/
1.课程性质
《电气测量》课程是机电一体化、电气自动化、通信技术和汽车检测与维修的专业选修课。
2.课程任务
《电气测量》是一门以电气测量基本知识和基本电气测量技术为主体、讲授、实验和计算机仿真与辅助分析并重的课程。
通过本课程的学习和实验,掌握常用的电工、电子仪器仪表的使用方法;进一步掌握电工测量的基本技能;初步掌握现代设计方法;培养实事求是、一丝不苟的科学作风;提高实验的基本技能及分析解决基本实际问题的能力。
二、本课程与其他课程的联系与分工
;
本课程的先修课程主要有高等数学、电路分析、电工技术和模拟电子基础等。
本课程的很多内容都与电力拖动、工厂供配电有联系,是主要后续课程之一。
该课程是机电一体化、电气自动化、通信技术和汽车检测与维修专业的选修课程,学习一定要紧密结合工程背景,通过多练习有助于学生掌握课程内容,希望每章后多布置习题给同学们练习。
三、课程教学内容
第一章电工仪表与测量的基本知识
教学目的与要求:
了解仪表的分类、型号、标志,仪表的技术要求。
掌握电工测量的基本知识和测量方法、误差分析及计算、准确度确定方法等。
电工测量的基本知识和测量方法。
测量误差及其消除方法。
仪表的误差,准确度及主要的技术要求。
电工仪表的分类、标志和型号。
教学重点与难点:
'
重点:
仪表的误差及准确度
难点:
概念的理解
第一节 测量方法的分类
一、测量方式的分类
1、直接测量
&
2、间接测量
3、组合测量
二、测量方法(数据读取方法)的分类
1、直读法
2、比较法
,
第二节 电工仪表的分类
一、模拟指示仪表
二、数字仪表
三、比较仪器
第三节 电工仪表的组成和基本原理
@
一、模拟指示仪表的组成
1、产生转动力矩的装置
2、产生反作用力矩的装置
3、产生阻尼力矩的装置
二、数字仪表的组成
$
第四节 测量误差及其表示方法
一、测量误差的分类
1、系统误差
(1)基本误差
(2)附加误差
&
2、随机误差
3、疏忽误差
二、侧俩个误差的表示方法
1、绝对误差
2、相对误差
-
3、引用误差
4、正确度、精密度、准确度
第五节 工程上最大测量误差的估计及系统误差的消除
一、直接测量方式的最大误差
二、间接测量方式的最大误差
"
三、系统误差的消除方法
1、从制造角度
2、从使用角度
第六节 随机误差的估计
一、随机误差的特点
|
二、计算步骤
三、课程实验
(一)减小仪表测量误差的方法
熟悉恒压源与恒流源的使用。
掌握电工仪表测量误差的计算方法及减小仪表误差的测量方法。
(二)本实验课程涉及的主要仪器设备(或场所设施)
》
电工电子实验室实验台
(三)本实验课程的实验内容
安全用电知识。
实验仪器及设备的认识。
减小仪表误差的测量方法。
第二章电流与电压的测量
教学目的与要求:
了解电工指示仪表的组成。
掌握测量机构的工作原理及主要的技术特性。
测量机构的作用、性能及组成。
磁电系测量机构。
电磁系测量机构。
电动系测量测量机构。
其它的测量机构。
)
教学重点与难点:
重点:
磁电系、电磁系、电动系的工作原理及主要技术特性。
难点:
磁电系、电磁系、电动系的工作原理。
第一节 电流与电压的测量方法
一、直接测量
…
二、间接测量
第二节 磁电系仪表
一、磁电系仪表结构
二、磁电系仪表工作原理
三、技术性能
|
四、电流表分流器
五、电压表的附加电阻
第三节 磁电系检流计
一、结构
二、可动部分的运动方程
#
三、动圈从静止至稳定过程
1、欠阻尼状态
2、临界阻尼状态
3、过阻尼状态
第四节 电磁系仪表
}
一、电磁系仪表的结构
二、电磁系仪表的工作原理
三、电磁系仪表技术性能
1、改变电压量程
2、改变电流量程
|
第五节 电动系仪表
一、电动系仪表的结构
二、电动系仪表的工作原理
三、电动系仪表的技术性能
第六节 测量用互感器
{
一、互感器的用途
二、工作原理
三、互感器的误差
1、变比误差
2、相角误差
'
四、互感器的连接
五、钳式电流表
第七节 万用电表
一、万用电表的结构
二、500型万用表电路
三、直流电流测量电路
四、直流电压测量电路
五、直流电阻测量电路
第八节 直流电位差计
一、直流电位差计工作原理
<
二、电位差计特点
1、利用补偿原理
2、采用高准确度的元件
三、实用电位差计的结构
第九节 电流表与电压表的使用与选择
@
一、选择仪表类型
二、选择仪表准确度
三、选择量程
四、选择内阻
五、选择工作条件
&
六、课程实验
(一)电工仪表使用与测量误差计算
熟悉实验台上仪表的使用及布局;熟悉恒压源与恒流源的使用及布局;掌握电压表、电流表内电阻的测量方法;掌握电工仪表测量误差的计算方法。
(二)本实验课程涉及的主要仪器设备(或场所设施)
电工电子实验室实验台
@
(三)本实验课程的实验内容
安全用电知识。
实验仪器及设备的认识。
电压表、电流表内电阻的测量方法
第三章功率和电能的测量
教学目的与要求:
介绍电动系功率表、低功率因数功率表、三相功率表、感应系电能表的原理与使用方法,其中工作原理可作一般了解,测量方法以及测量时的电路连线,包括单相与三相,有功与无功的功率表、有功与无功电能表都必须熟练掌握。
教学重点与难点:
\
重点:
功率表和电度表的工作原理及使用方法。
难点:
功率表和电度表的校验。
第一节 功率和电能的测量方法
一、功率测量方法
1、直接法
'
2、间接法
二、电能测量方法
1、直接法
2、间接法
三、变换式功率表
第二节 电动系功率表
一、工作原理
二、扩大功率表量程
1、扩大电流量程
2、扩大电压量程
(
三、功率表接线
1、正确接线
2、错误接线
第三节 低功率因数功率表
一、带补偿线圈的低功率因数功率表
~
二、带补偿电容的低功率因数功率表
三、采用张丝结构低功率因数功率表
四、使用电功率因数功率表的注意点
第四节 三相功率的测量
一、用单相功率表测三相功率
、
1、一表法
2、二表法
3、三表法
二、用三相功率表测三相功率
第五节 感应系电能表及电能的测量
`
一、感应系电能表结构
二、工作原理
第六节 三相有功电能表
一、三相有功电能表的结构
二、三相有功电能表的接线
-
三、性能指标
第七节 三相无功电能表和无功电能的测量
一、三相四线制武功电能表的测量
二、三相三线制无功电能表的测量
三、用单相的电能表测对称的三相三线制的无功电能
%
四、课程实验
(一)三相电路功率的测量
掌握不同电路选择功率的测量方法。
学会用二瓦计、三瓦计测量三相功率。
(二)本实验课程涉及的主要仪器设备(或场所设施)
电工电子实验室实验台
#
(三)本实验课程的实验内容
1、讲授功率的测量方法。
2、用二瓦计、三瓦计法测量三相电路的功率
第四章频率和相位的测量
教学目的与要求:
主要介绍测量频率的方法,以及电子数字频率计的结构与原理。
用电子数字频率计测量频率,是今后测量频率的主要手段,也是频率计的发展方向
…
教学重点与难点:
重点:
频率的测量方法,相位的测量方法
难点:
频率计和相位表的工作原理
第一节 频率的测量方法
一、工频的测量
、
1、电动系频率表测量
(1)电动系频率表的结构
(2)电动系频率表工作原理
(3)电动系频率表标尺特性
2、用变换式频率表测量
*
(1)、变换式频率表的结构
(2)、变换式频率表工作原理
(3)、变换式频率表标尺特性
3、用振簧式频率表测量
二、低频和高频的测量
&
1、比较法
2、无源测量法
3、计数法
第二节 数字频率计的测量原理
一、硬件计数频率计
;
二、软件计数频率计
1、软件计数频率计的结构
2、软件计数频率计的工作原理
三、计数器的测量误差
1、秒信号时间不准造成的误差
^
2、触发误差
3、量化误差
第三节 相位的测量方法
一、相位含义
二、测量相位方法
1、直接法
2、间接法
3、比较法
三、变换式相位表
第四节 电动系相位表
:
一、电动系相位表结构
二、电动系相位表工作原理
三、电动系三相相位表
四、电动系三相相位表工作原理
五、课程实验
~
(一)时间参数的测量
掌握用示波器测量周期和时间的方法;掌握用示波器测量时间间隔的方法。
(二)本实验课程涉及的主要仪器设备(或场所设施)
电工电子实验室实验台
(三)本实验课程的实验内容
—
示波器测量交流电压的周期、脉冲宽度、脉冲波形上升沿、方波下降沿的测量。
第五章电路参数的测量
教学目的与要求:
本章介绍使用单电桥、双电桥和交流阻抗电桥测量电路参数的原理与方法。
要求能根据参数类型正确选择仪器,掌握仪器的使用规范与正确的测量步骤。
兆欧表和接地电阻测量仪是安装、维修现场所必备工具,要求熟悉它的使用方法。
变压器比率臂电桥和带电测温装置的内容,可根据专业选择讲授或布置学生自学。
教学重点与难点:
重点:
椭圆法测量相位;阻抗的模拟测量与数字化测量。
,
难点:
数字式测量
第一节 电路参数的测量方法
一、测量方法
1、直读法
2、比较法
|
3、谐振法
4、间接法
第二节 直流单电桥
一、单电桥电路构成
二、单电桥工作原理
》
三、单电桥特点
第三节 直流双电桥
一、双电桥电路构成
二、双电桥工作原理
第四节 交流阻抗电桥
`
一、结构与工作原理
二、平衡条件
三、收敛性
第五节 变压器比率臂电桥
一、变电压式比率臂电桥
、
二、变电流式比率臂电桥
三、双边式变电压电桥
四、变比电桥
五、变比误差测量
第六节 带电测温装置
{
一、电路结构
二、温升计算
第七节 兆欧表
一、结构与电路
二、采用晶体管直流变换器的兆欧表
`
三、兆欧表的使用
第八节 接地电阻测量仪
一、测量仪的结构
二、接地电阻测量仪的工作原理
三、数字钳式接地电阻测量仪
!
第九节 数字电阻测量仪
一、电阻欧姆值/电压变换电路
二、测量在线电阻
三、课程实验
(一)电路参数的测量
)
掌握用示波器测量相位差的方法;学会用李沙育图形测量信号频率及相位差。
(二)本实验课程涉及的主要仪器设备(或场所设施)
电工电子实验室实验台
(三)本实验课程的实验内容
测量同频率正弦量的相位差,用Lissajous图形法测量信号源的频率。
—
第六章磁的测量
教学目的与要求:
电磁测量包括电测量和磁测量,磁测量多在设计和研究领域中使用。
在生产磁性材料的工厂,如硅钢片厂、磁钢厂,使用的多是专用装置,这些装置在一般工厂并不常见,所以本章只介绍磁测量的的基本内容和基本原理,以及通用的磁测量装置,为将来可能从事磁测量工作的同学打下一个基础,在介绍中,也暂不涉及测量中的具体技术问题
教学重点与难点:
重点:
电测量和磁测量的基本内容和基本原理
难点:
磁测量装置的工作原理
^
第一节 概述
一、磁场测量
二、磁性材料的磁性能测量
第二节 磁场的测量
一、用冲击检流计测量磁通
}
1、冲击检流计特性
2、冲击检流计测量磁通原理
二、磁通计
1、磁通计结构
2、磁通计测量原理
)
三、高斯计
第三节 磁性材料的测量
一、磁性材料的测量方法
二、用冲击电流计测量磁性材料直流磁特性
三、交流磁特性测量
%
1、最大磁感应强度的测量
2、最大磁场强度的测量
四、测量交变磁场下的功率
第七章电子电压表
教学目的与要求:
本章主要介绍模拟式和数字式电子电压表。
前者是在传统的磁电系电压表基础上,增加了检波、放大等电子电路,提高它的频率范围、灵敏度和输入阻抗。
后者则是从根本上改变传统仪表的读数方式,采用模数转换和数字显示技术,完全消除了因可动部件引发的误差,改变了制造仪表的生产工艺。
%
教学重点与难点:
重点:
模拟式电子电压表和数字式电子电压表的使用。
难点:
模拟式和数字式电子电压表的工作原理
第一节 电子电压表的结构与特点
一、电子电压表的特点
(
1、利用检波电路提高测量的频率范围
2、利用放大电路提高仪表灵敏度和量程范围
3、利用放大电路提高仪表的输入阻抗
4、利用各种补偿电路提高仪表的线性
二、模拟式电子电压表的结构类型
&
1、放大—检波式
2、检波—放大式
3、调制式
4、外差式
三、数字电压表的结构类型
:
1、电压—时间变换型
2、电压—频率变换型
3、逐次逼近比较型
第二节 电子电压表的检波电路
一、峰值检波
'
1、开路式峰值检波
2、闭路式峰值检波
3、峰—峰值检波
二、平均值检波
1、半波平均值检波
·
2、全波平均值检波
3、具有负反馈的线性放大器
4、具有负反馈的线性平均值检波电路
三、有效值检波
第三节 模拟式电子电压表实例
…
一、JFX晶体管万用表
二、JB-1B晶体管电压表
三、HFJ-8超高频毫伏计
第四节 模拟式电子电压表的使用
一、注意事项
}
第五节 数字电压表实例
一、CL系列数字式交流电压表
二、CL系列数字式交流电压表的输入通道
三、A/D转换芯片ICL7135
四、时钟电路
,
五、显示电路
第六节 数字万用表实例
一、数字万用表的性能指标
二、数字万用表的A/D转换器
三、A/D转换器中的数字电路
)
四、DT-830数字万用表
五、课程实验
(一)电压与电位的测量
加深对电位、电压及其关系的理解。
掌握参考点与电位的关系,理解电位的单值性和相对性。
学会测量电路中各点电位的方法及电位图的作法
(二)本实验课程涉及的主要仪器设备(或场所设施)
…
电工电子实验室实验台
(三)本实验课程的实验内容
1、用直流电压表测量电位和电压。
2、比较电压和电位的关系。
第八章电子示波器
'
教学目的与要求:
本章介绍电子示波器的电路与器件,包括示波管、液晶显示器、高低压电源、Y通道、X通道、电子开关,以及附属电路的结构、原理与技术性能。
并通过第七节的典型实例,进一步了解常用的示波器电路形式,电子示波器的使用方法以及面板上旋钮的功能。
教学重点与难点:
重点:
模拟通用示波器、数字存储示波器的工作原理及其应用。
难点:
示波器的工作原理及其应用。
第一节 电子示波器的类型和基本工作原理
*
一、电子示波器分类
二、电子示波器工作原理
第二节 示波管
一、示波管结构
二、示波管电路
。
第三节 液晶显示器
一、液晶显示器结构
二、液晶显示器的电极
三、液晶显示器的驱动方式
1、分段式的驱动方式
:
2、矩阵式的驱动方式
第四节 示波管电源
一、示波管灯丝电源
二、直流低压电源
三、直流高压电源
:
第五节 示波管的Y通道
一、Y通道的技术性能
1、频率宽度
2、输入阻抗
3、灵敏度
:
4、非线性失真
5、抗干扰与抗漂移能力
二、Y通道的结构
三、Y通道的调节
1、衰减器调节
·
2、信号幅度微调
四、双踪显示
第六节 示波管的X通道
一、X通道的技术性能
1、扫描电压幅度
$
2、扫描电压线性
3、扫描速度调节范围
二、X通道的结构
三、触发信号放大与整形
四、密勒电路
^
五、释抑电路
第八节示波器的应用
一、用于测量波形的电压与周期
二、用于测量李沙育图形
三、调辉法测量周期
^
四、用方波测量网络的频率特性
第九节数字示波器
一、实时显示数字读出示波器
1、实时显示数字读出示波器结构
2、数据读出原理
`
二、数字存储示波器
1、数字存储示波器结构
2、数字存储示波器特点
三、实时显示与数字存储示波器
四、课程实验
*
(一)常用电子测量仪器的使用
了解双踪示波器、函数发生器、晶体管毫伏表的工作原理框图、主要技术指标;掌握双踪示波器、晶体管毫伏表的正确使用方法。
(二)本实验课程涉及的主要仪器设备(或场所设施)
电工电子实验室实验台
(三)本实验课程的实验内容
》
示波器校准信号的测试;函数发生器的输出频率和幅度的调节;电子测量仪器的频率响应特性测试。
四、学时分配表
章次
章名
实验名称
|
学时分配
备注
理论
实践
第一章
电工仪表与测量的基本知识
减小仪表测量误差的方法
2
2
4
第二章
电流与电压的测量
电工仪表使用与测量计算
2
4
6
第三章
功率与电能的测量
三相电路功率的测量
2
2
4
第四章
频率与相位的测量
时间参数的测量
2
2
4
第五章
电路参数的测量
电路参数的测量
2
2
4
第六章
磁的测量
2
0
2
第七章
电子电压表
电压与电位的测量
2
2
4
第八章
电子示波器
常用电子测量仪器的使用
2
2
4
合计
16
16
32
五、课程教学基本要求
1.课堂讲授:
传统教学与多媒体教学相结合。
2.实验:
电工电子实验室实验台
3.作业:
鉴于课时量的限制,没有开设专项的讨论课,关于学法和教法改进与适应性问题的讨论放在课间或课余。
加强学生对作业的训练,并做到详细批改每个学生所作的每道作业题,适时发现并及时纠正学生的错误以加强学生对所学知识的理解。
六、建议教材及主要参考资料
1.建议教材
[1]陈立周.电气测量(第五版)[M].机械工业出版社,2009年.
2.主要参考资料
[1]古天祥.《电子测量原理》[M].机械工业出版社.2005年.
[2]李崇维、朱英华.《电子测量技术》[M].西南交通大学出版社.2005年.
3.网址
七、课程成绩考核
课程成绩考核包括平时考核和期末考核。
平时考核包括:
出勤、作业、课堂表现、实验报告等。
期末考核采取闭卷考试形式。
平时考核成绩占总成绩的30%,期末考核成绩占总成绩的70%。
具体考核内容及所占比例,详见下表。
考核内容
占总成绩的比例
平时考核
出勤、回答问题、课堂练习、课后作业、实验报告
30%
期末考核
闭卷考试
70%
各系部可根据专业要求和课程特点,选择适合的考试考核形式和成绩比例,报教务处审批备案。
大纲制(修)订人:
王锋
大纲审定人:
校对:
日期:
2015年8月
- 配套讲稿:
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