Электротехнические измерения (стр. 1 )

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Салаватский индустриальный колледж»

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

и задания для выполнения КОНТРОЛЬНЫх работ для студентов, обучающихся по заочной форме специальности

230113 Компьютерные системы и комплексы

2012 г.

Рассмотрена Утверждаю

на заседании цикловой комиссии Зам. директора по

энергостроительных дисциплин учебной работе

протокол №____от__________ _____________

Методические указания составлены

в соответствии с требованиями

Федерального государственного «______»______________

Образовательного стандарта по

специальности среднего

профессионального образования 230113

Компьютерные системы и комплексы

Председатель цикловой комиссии

_______________

Автор: , преподаватель ФГОУ СПО «Салаватский индустриальный колледж»

Рецензент:

, преподаватель ФГОУ СПО «Салаватский индустриальный колледж»

Содержание

Введение 4

1	Рабочая программа учебной дисциплины	7
1.1	Паспорт рабочей программы учебной дисциплины «Электротехнические измерения»	7
1.2	Структура и содержание учебной дисциплины	8
1.2.1	Объем учебной дисциплины и виды учебной работы	8
1.2.2	Тематический план и содержание учебной дисциплины «Электротехнические измерения»	9
1.3	Условия реализации учебной дисциплины	13
1.4	Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины	14
2	Методические указания по изучению учебного материала	15
3	Задания для выполнения контрольной работы	33
3.1	Список вопросов и заданий к контрольной работе	35
4	Список вопросов к экзамену или зачету	38

Введение

Методические указания предназначены для изучения учебной дисциплины «Электротехнические измерения » студентами заочного отделения, обучающимися по специальности 230113 Компьютерные системы и комплексы (базовый уровень подготовки).

Целью методических указаний является реализация Федерального государственного образовательного стандарта по специальности 230113 Компьютерные системы и комплексы (базовый уровень подготовки) по заочной форме обучения.

Методические указания составлены составлена в объеме, необходимом для усвоения основ электротехнических измерений, принципа действия и основных характеристик средств измерения электрических величин, а также методов их измерения.

В результате изучения данной дисциплины студенты должны научиться выбирать нужный метод измерения, соответствующую измерительную и вспомогательную аппаратуру, приобрести навыки сборки электрических схем, наблюдения записи и обработки полученных результатов, научиться проверять электроизмерительные приборы, уметь составлять, читать, собирать схемы электрических цепей, измерять их параметры, правильно подбирать измерительные приборы для производства измерений.

Проведение измерений является одним из основных средств получения объективных знаний о мире, а накопленный экспериментальный материал это

база для обобщений и установления закономерностей его существования и

развития. Вместе с тем проведение измерений имеет безусловное практическое

значение, во многом на результатах измерений базируется и техническое

развитие, и взаимодействие между отдельными субъектами хозяйственной

деятельности. Среди всех измерений особое место занимают электрические

измерения в силу универсальности электрических сигналов и имеющихся

возможностей для их обработки и хранения, часто при измерении магнитных и

неэлектрических величин выходным сигналом преобразователя является

именно электрический сигнал.

Методические указания предусматривают изучение трех разделов:

-  Раздел 1. Государственная система обеспечения единства –

раскрываются общие подходы к измерениям вообще и включают сведения о единицах измерений и погрешностях, возникающих при проведении измерений, а также практические рекомендации по обработке результатов измерений, раскрывается соотношение между первичным преобразователем и измерительным прибором, приводится общая классификация электроизмерительных приборов

- Раздел 2 Приборы и методы электрических измерений - характеризуются специальные технические средства, используемые при проведении измерений тока, напряжения сопротивления, емкости и индуктивности.

- Раздел 3 Исследование формы сигналов – раскрываются методы изучения формы сигналов, а также методы их измерения, кроме этого раскрываются методы измерения фазового сдвига и методы измерения частоты.

Методическими указаниями предусмотрено выполнение лабораторных работ. Их цель – более глубоко усвоить и закрепить теоретический материал, приобрести навыки выполнения простых измерений электрических величин, работы с электроизмерительными приборами. Количество лабораторных работ соответствует учебному плану.

Для успешного усвоения данной дисциплины студент должен уметь самостоятельно изучать учебную литературу, уметь пользоваться словарями

Распределение учебных часов по разделам и темам дисциплины, а также тематика практических работ может быть изменена и обоснована решением методической комиссии при условии сохранения общего количества времени на дисциплину.

Обзорные и практические занятия проводятся в период экзаменационной сессии (а также в межсессионный период) с целью систематизировать, расширить и закрепить полученные знания и получить ответы на возникшие вопросы.

На установочных занятиях студентов знакомят с программой дисциплины, методикой работы над материалом и выполнения домашней контрольной работы.

Материал, выносимый на установочные и обзорные занятия, а также перечень выполняемых практических занятий определяются учебным заведением исходя из соответствующего учебного плана.

Учебным планом предусмотрено проведение контрольной работы, охватывающей все разделы учебной программы. Варианты контрольной работы составлены применительно к действующей программе по дисциплине. Выполнение домашней контрольной работы определяет степень усвоения студентами изучаемого материала и умения применять полученные знания при решении практических задач.

Учебный материал рекомендуется изучать в той последовательности, которая дана в методических указаниях:

- ознакомление с тематическим планом и методическими указаниями по темам;

- изучение программного материала по рекомендуемой литературе;

- составление ответов на вопросы самоконтроля, приведенные после каждой темы.

Усвоение программного материала дисциплины складывается из:

- самостоятельного изучения учебного материала по рекомендуемой литературе;

- вопросов для самоконтроля;

- выполнения практических работ;

- выполнения контрольной работы.

При изложении материала необходимо соблюдать единство терминологии, обозначений в соответствии с действующими стандартами.

После изучения материала студенты выполняют контрольную работу.

Рекомендации по выполнению и оформлению контрольной работы:

- контрольная работа составлена в 20 вариантах и состоит из двух зданий: теоретической и практической. Теоретическая часть включает 4 вопроса. Практическая часть – решение одной задачи. Номер варианта следует выбирать в соответствии с цифрой номера по списку в учебном журнале.

- контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клетку, условия задач переписываются полностью;

- выполняемая работа должна содержать конкретные, полные ответы ;

- формулы и расчеты пишутся чернилами, схемы, графики и диаграммы изображаются с помощью линейки и карандаша;

- решения задач необходимо сопровождать краткими и четкими пояснениями. Вычисления следует производить с точностью до двух знаков после запятой;

- в конце работы необходимо приводить список использованной литературы, ставить подпись и дату выполнения;

- выполненная контрольная работа направляется для проверки и рецензирования в методический кабинет заочного отделения колледжа в установленные сроки. Если в контрольной работе есть замечания, то она возвращается студенту на доработку, с указанием замечаний, которые необходимо устранить и вернуть на повторную проверку;

- если контрольная работа выполнена без соблюдения указаний или не полностью, она возвращается без проверки ;

-. контрольная работа не засчитывается, если: нет ответа на один из вопросов, ответы на вопросы даны не из своего варианта, неполные ответы или много ошибок, и тогда студент выполняет её заново с учётом замечаний.

Если контрольная работа не зачтена или зачтена с последующей доработкой, все замечания устраняются в конце тетради, указав номера задач.

После получения проверенной контрольной работы следует внимательно прочитать рецензию, ознакомиться с замечаниями и проанализировать отмеченные ошибки.

Руководствуясь указаниями рецензента, нужно еще раз проработать учебный материал. Все предложения, в которых были обнаружены орфографические и грамматические ошибки, либо неточности перевода, следует переписать начисто и поместить в конце данной контрольной работы.

Отрецензированная контрольная работа - это учебный документ, который необходимо сохранять. Во время зачета проверяется, насколько успешно усвоен материал, вошедший в контрольную работу.

При подготовке к экзаменам студентам рекомендуется ответить на вопросы, приведённые в настоящих методических указаниях.

1 Рабочая программа учебной дисциплины

1.1 Паспорт рабочей программы учебной дисциплины «Электротехнические измерения»

Программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 230113 «Компьютерные системы и комплексы».

Учебная дисциплина в структуре основной профессиональной образовательной программы относится к циклу общепрофессиональных дисциплин.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:

-  составлять схемы включения электроизмерительных приборов;

-  выбирать средства электроизмерений;

-  измерять с заданной точностью электрические величины;

-  определять значение измеряемой величины и показатели точности измерений;

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

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

-  основные методы и средства измерения электрических величин;

-  устройство, принцип действия, назначение средств электрических измерений;

-  влияние измерительных приборов на точность измерений;

-  характеристики различных электрических сигналов;

-  принципы действия, достоинства и недостатки аналоговых электромеханических и электроизмерительных приборов;

-  правила включения и снятие показаний с приборов при измерении основных электрических величин;

-  принципы действия, подготовку и правила пользования радиоизмерительными приборами: электронными вольтметрами, измерительными генераторами, электронными осциллографами, измерителями нелинейных искажений;

-  условные обозначения и маркировку измерений.

1.2 Структура и содержание учебной дисциплины

1.2.1 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Количество часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)	90
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)	60
в том числе:
лабораторные работы	16
практические занятия	4
Самостоятельная работа обучающегося (всего)	30
в том числе:
Самоподготовка по изучению разделов, тем учебников	8
Подготовка к лабораторным работам и практическим занятиям	16
Подготовка сообщений, презентаций	6
Итоговая аттестация в форме дифференциального зачета

1.2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Электротехнические измерения»

Наименование разделов и тем	Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся	Объем часов	Уровень освоения
1	2	3	4
Раздел 1. Государственная система обеспечения единства
Тема 1.1. Основные виды и методы измерений, их классификация	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: меры основных электрических величин, электроизмерительные приборы, электроизмерительные установки, измерительные преобразователи, информационные системы. Классификация и маркировка электроизмерительных приборов.	4	2
Самостоятельная работа студента - подготовка презентации о основных и дополнительных единицах измерения	4
Тема 1.2. Метрологические показатели средств измерения	Погрешности как характеристики средств измерений. Виды погрешностей и основные причины их возникновения. Определение приборной погрешности на основании класса точности прибора. Предел, цена деления, чувствительность электроизмерительного прибора. Типовая методика проверки электроизмерительных приборов. Общие сведения обработки результатов измерений.	4	2
Практическая работа 1 Определить погрешность измерительного прибора	2
Самостоятельная работа студента - подготовка к практической работе по теме 1.2	2
Раздел 2 Приборы и методы электрических измерений
Тема 2.1 Механизмы и измерительные цепи электромеханических приборов	Измерительные механизмы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, ферродинамической, электростатической, индукционной систем. Общий принцип создания различных электроизмерительных механизмов. Принцип действия электромеханических приборов. Понятие об измерительных цепях. Измерительная цепь электроизмерительных приборов: вольтметров, амперметров, ваттметров. Условные обозначения, наносимые на приборы.	6
Самостоятельная работа студента - подготовка презентации по условным обозначениям приборов	4
Тема 2.2 Приборы и методы измерения напряжения	Методы измерений напряжения. Устройство, принцип действия, технические характеристики, разновидности (классификация), область применения: электромеханических вольтметров, электронных вольтметров, цифровых вольтметров, компенсаторов (концентраторов). Применение комбинированных приборов для измерения напряжения. Выбор прибора для измерения напряжения, включения в цепь, измерение, обработка результата измерения.	6	2
Лабораторная работа 1 Измерение напряжения	2
Самостоятельная работа студента - подготовка к лабораторной работе по теме 2.2	2
Тема 2.3 Приборы и методы измерения тока	Методы измерения токов. Устройство, принцип действия, технические характеристики, разновидности, область применения основных типов амперметров, токоизмерительных клещей. Расширение пределов измерения с помощью трансформаторов тока и шунтов. Применение комбинированных приборов для измерения тока. Выбор прибора для измерения тока, включение в цепь, измерение, обработка результата измерения.	6	2
Лабораторная работа 2 Измерение тока	2
Самостоятельная работа студента - подготовка к лабораторной работе по теме 1.5	2
Тема 2.4 Приборы и методы измерения мощности и энергии.	Методы измерения мощности т электроэнергии. Устройство, принцип действия, технические характеристики, разновидности, область применения: ваттметров и электросчётчиков. Выбор приборов для измерения мощности и электроэнергии, включение их в цепь, измерение, обработка результатов измерения. Расширение пределов измерения.	4	2
Лабораторная работа 3 Измерение мощности	2
Лабораторная работа 4 Измерение электрической энергии	2
Самостоятельная работа студента - подготовка к лабораторным работам по теме 2.4	2
Тема 2.5 Приборы и методы измерения параметров электрических цепей.	Измерение сопротивлений. Омметры. Метод вольтмет­ра и амперметра: схемы включения, их достоинства и не­достатки. Погрешности метода. Мостовые схемы. Теория одинарного моста постоянного тока. Двойной мост. Измерение параметров конденсаторов и индуктивностей. Мостовые схемы. Резонансные схемы. Измерения ме­тодом замещения. Погрешности измерений.	6	2
Лабораторная работа 5 Измерение сопротивления	2
Самостоятельная работа студента - подготовка к лабораторной работе по теме 2.5	2
Тема 2.6 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. Цифровые мультиметры, блок-схема, переключатели рода измерений и пределов измерений. Единицы измерений. Входное сопротивление мультиметра. Измерение сопротивлений, токов, напряжений, электрических емкостей, параметров полупроводниковых приборов.	6	2
Лабораторная работа 6 Измерение электрических величин (U, I, R) комбинированным прибором	2
Самостоятельная работа студента - подготовка к лабораторной работе по теме 2.6	2
Раздел 3 Исследование формы сигналов
Тема 3.1 Осциллографы	Общие сведения и классификация электронно-лучевых осциллографов. Устройство, принцип действия, назначение, технические характеристики, структурная схема электронно-лучевого осциллографа. Использование электронно-лучевого осциллографа для наблюдения электрического сигнала, для измерения амплитуды, частоты и периода периодического сигнала. Использование электроннолучевого осциллографа для измерения частоты и фазового сдвига. Типы осциллографов. Блок-схема электронного осциллографа. Подготовка, калибровка и измерение различных сигналов. Особенности подготовки, калибровки и измерений двухлучевыми, осциллографами-мультиметрами и осциллографами с запоминанием информации. Особенности измерения электронными осциллографами неэлектрических величин Аналоговые осциллографы, цифровые запоминающие осциллографы, цифровые люминофорные осциллографы, цифровые стробоскопические осциллографы, виртуальные осциллографы, портативные осциллографы	6	2
Практическая работа 2 Исследование формы сигналов на электронно-лучевом осциллографе	2
Самостоятельная работа студента - подготовка к лабораторной работе по теме 2.4	2
Тема 3.2 Приборы и методы измерения частоты и интервала времени	Методы измерения частоты и интервала времени. Устройство, принцип действия, технические характеристики, разновидности, область применения частотомеров. Измерение интервалов времени. Измерительные генераторы. Блок-схема. Генераторы R-C, L-C, на биениях, шума, стандартных сигналов, импульсные. Характеристики сигналов. Правила настройки и подключения. Согласующие устройства. Правила техники безопасности.	6	2
Лабораторная работа 7 Измерение частоты переменного тока	2
Самостоятельная работа студента - подготовка к лабораторной работе по теме 3.2	2
Тема 3.3 Приборы и методы измерения фазового сдвига.	Методы измерения фазового сдвига. Устройство, принцип действия, технические характеристики, разновидности, область применения фазометров.	6	2
Лабораторная работа 8 Измерение угла сдвига фаз	2
Самостоятельная работа студента - подготовка сообщения презентации о разновидностях фазометров	6

1.3 Условия реализации учебной дисциплины