Методическая разработка открытого урока по дисциплине ОП.02 "Технические измерения" на тему "Измерение температуры"

Методическая разработка открытого урока

по теме «Измерение температуры»

по дисциплине ОП.02 «Технические измерения»

для обучающихся очной формы обучения

по программе подготовки квалифицированных рабочих, служащих

15.01.31 «Мастер контрольно-измерительных приборов и автоматике»

Сургут 2019

Пояснительная записка

Методическая разработка предназначена для преподавателей профессионального и общепрофессионального цикла по профессиям 15.01.31 «Мастер контрольно-измерительных приборов и автоматики», 15.01.20 «Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике» и специальности 15.02.07 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)».

Методическая разработка содержит конспект урока, приложение с раздаточным материалом, а также технологическую карту урока.

Цель: обобщение и систематизация знаний, связанных с методами и средствами измерения температуры, выявление уровня знаний обучающихся по теме «измерение температуры»..

Задачи:

повторить, закрепить и систематизировать основные понятия ранее пройденного материала;

расширить представления по теме «измерение температуры»;

подготовить обучающихся к практической работе;

развивать логическое мышление, прививать культуру умственного труда, умения работать коллективно, в группе, самостоятельно находить правильное решение поставленной цели.

Конспект урока по теме «Измерение температуры»

Ход урока

Эмоциональный настрой учащихся на урок

В физике больше нельзя открыть ничего нового. Дальше просто будет расти точность измерений.

Уильям Томсон (лорд Кельвин)

шотландско-ирландский физик и механик. Известен своими работами в области термодинамики, механики, электродинамики

С самого начала изучения курса «Технические измерения» мы с вами говорим о том, что повышение качества и эффективности производства на прямую связано с высокоточной, современной измерительной техникой. А для того, чтобы вы как будущее специалисты могли влиять на повышение точности измерений, необходимо иметь чёткое представление о принципе работы средств измерений. Сегодня мы продолжаем изучение темы «Измерения температуры». Температура является одним из самых сложных контролируемых параметров.  Огромное значение имеет температура при контроле, автоматизации и управлении технологическими процессами. Точность соблюдения температурного режима часто определяет не только качество, но и принципиальные возможности применения продукции в определенных целях.

Актуализация

Прежде, чем приступить к работе, нам необходимо определить вектор нашего движения, а для этого мы вместе попробуем поставить цель сегодняшнего занятия. Сейчас на слайде перед вами появятся картинки-ассоциации, они будут являться для вас своеобразными подсказками в определении ключевых понятий (слов, словосочетаний) из которых мы и сформулируем цель.

Рисунок 1 – Закрепление знаний

Рисунок 2 – Получение практических навыков

Рисунок 3 - Совершенствование умения работать в команде

Представляю вашему вниманию…

Рисунок 4 - Совершенствование ораторских навыков

Исходя из этих составляющих, попробуйте сформулировать цель занятия, таким образом можно сказать, что целью нашего занятия является закрепление знаний, связанных с измерением температуры, получение практических навыков измерения температуры, совершенствование ораторских навыков и умения работать в команде.

На прошлом уроке вы уже познакомились с основными понятиями, связанными с измерением температуры, чтобы их вспомнить, предлагаю выполнить вам несколько заданий. За каждый правильный ответ вы можете заработать один балл, вам необходимо фиксировать баллы у себя в тетради, так как по результатам занятия у вас есть возможность получить положительную оценку.

Разминка (фронтальный опрос)

Первый блок.

Что называют температурой?

Что представляет собой явление «теплообмена»?

Какие вам известны методы измерения температуры?

Второй блок.

На слайде представлена таблица (таблица 1), но, как вы видите некоторые ячейки пустые, вам необходимо восстановить недостающую информацию.

Таблица 1 - Группы средств измерений температуры

Третий блок.

Как называется прибор, представленный на картинке? Назовите его составные части и объясните принцип действия (рисунок 7).

Рисунок 5 – Манометрический термометр

Какое явление представлено на рисунке (рисунок 8)? Объясните принцип его работы.

Рисунок 6 – Термоэлектрический эффект

Четвёртый блок.

Погрешность средств измерений;

Виды погрешностей;

Поверка средств измерений;

Калибровка средств измерений

Этап систематизации знаний

Вы сегодня не случайно разделены на подгруппы, представьте, что каждый из вас является сотрудником определенного отдела научно-практической лаборатории. И каждый отдел – подгруппа будет выполнять разного рода задания, кто-то проводить практические испытания, а кто-то обобщать и систематизировать свои научные знания – теоретический материал, исходя из этого, у каждого отдела есть девиз:

Отдел № 1 – «Доверяй, но проверяй»

Отдел № 2 – «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать»

Отдел № 3 – «План – успех дальнейших действий»

Отдел № 4– «Век живи – век учись».

(Группам раздаются карточки с заданиями, приведёнными в приложении А).

Вы получили задания и перед тем, как приступите к выполнению, вам необходимо выбрать руководителя отдела. Задачи руководителя – координировать работу группы и представить отчёт по проделанной работе.

На выполнение задания группам даётся 30 минут.

Каждая группа представляет отчёт по проделанной работе (не более трёх минут на каждую группу). Руководитель отдела будет представлен к поощрению в виде оценки, у остальных сотрудников есть возможность заработать премиальные баллы (за активную работу в группе, правильные и точные дополнения, помощь руководителю группы в представлении отчёта).

Обобщение знаний

Для того чтобы подвести итог изучения темы «Измерение температуры», предлагаю проверить ваши знания, пройдя небольшой тест.

(Вопросы выводятся на экране, ответы записывают в тетрадях)

Выберите один правильный вариант ответа:

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТЕРМОМЕТРОВ РАСШИРЕНИЯ ОСНОВАН НА СВОЙСТВЕ

изменения электрического сопротивления;

изменения объёмных или линейных размеров термометрического вещества;

изменения давления термометрического вещества при постоянном объёме.

2. ЭНЕРГИЯ, ПЕРЕДАВАЕМАЯ ПРИ ТЕПЛООБМЕНЕ, НАЗЫВАЕТСЯ

температурой;

теплопроводностью;

количеством теплоты.

3. ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ?

ТЭДС, мВ;

зависимость сопротивления от температуры;

ТКС.

4. ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ?

ТЭДС, мВ;

зависимость сопротивления от температуры;

ТКС.

5. БЕСКОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ ТЕМПЕРАТУРУ МОЖНО ИЗМЕРИТЬ

жидкостными термометрами;

манометрическими термометрами;

пирометрами излучения;

термоэлектрическими термометрами.

6. ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ ОТНОСЯТСЯ К ГРУППЕ

жидкостных термометров;

термометров расширения твердых тел;

термометров сопротивления;

манометрических термометров.

7. НАЗОВИТЕ ВСЕ ВИДЫ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ МАНОМЕТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ

жидкость, жидкость + насыщенный пар, газ;

твёрдое тело, жидкость, газ.

8. ПРИЧИНАМИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ТЕРМОПАРАМИ ЯВЛЯЮТСЯ

потери в компенсационных проводах;

полярность подключения;

химический состав соединительных проводов;

длина соединительных проводов.

9. ДЛЯ ЧЕГО РАБОЧИЙ СПАЙ ТЕРМОПАРЫ МОЖЕТ БЫТЬ ПРИВАРЕН К ЗАЩИТНОЙ ГИЛЬЗЕ?

для обеспечения хорошего теплового контакта и меньшей инерционности;

для увеличения длительно допустимой рабочей температуры;

для увеличения рабочей термоЭДС.

10. В КАЧЕСТВЕ МАТЕРИАЛОВ С БОЛЬШИМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ ПРИМЕНЯЮТ…

никель, латунь, сталь;

хром, олово;

медь, свинец;

алюминий, медь.

Вы можете самостоятельно оценить уровень своих знаний по данной теме (правильные ответы выведены на экран).

Критерии оценивания: 9-10 правильных ответов – три премиальных балла; 7-8 – два премиальных балла; 5-6 – один премиальный балл

Подведение итогов занятия

Итак, по результатам работы нашей научно-практической лаборатории, руководители отделов, как и проговаривалось получают премиальные баллы (5 баллов за руководство).

Наблюдая за работой отделов, хотелось бы отметить … (фамилии обучающихся, количество премиальных баллов).

Есть ли среди вас те, кто в течение нашего занятия смог заработать от 12 до 15 баллов (оценка 5)? От 8 до 11 баллов? (оценка 4). Остальные смогут на следующем занятии доработать на положительную оценку.

А для того чтобы подвести итог сегодняшнего занятия предлагаю каждому провести саморефлексию и ответить на вопросы анкеты.

(Анкета выдаётся каждому учащемуся)

На уроке я работал (активно/пассивно).

Своей работой на уроке я (доволен/не доволен).

Урок мне показался (коротким/длинным).

За урок я (не устал/устал).

Моё настроение (стало лучше/стало хуже).

Материал урока мне был (понятен/ не понятен; полезен/бесполезен; интересен/скучен).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Карточка № 1

Девиз группы – «Доверяй, но проверяй»

Оборудование: термостат, многофункциональный измерительный прибор DT-5302, термоэлектрический преобразователь сопротивления ОВЕН ДТС014-PT100.В3.20/3.

Содержание задания:

Проверить в действии термометрическое свойство термопреобразователей сопротивления – изменение электрического сопротивления с ростом температуры. Для этого необходимо:

Подключить многофункциональный измерительный прибор к выходам термосопротивления, перевести прибор в режим «прозвонки».

Чувствительный элемент термосопротивления погрузить в термостат.

Включить нагревательный элемент термостата. Провести измерения выходного сигнала по трём температурным точкам (20оС, 30оС, 40оС).

Построить график зависимости выходного сигнала (сопротивления) от температуры на основании проведённых измерений, по оси Х необходимо отложить значения температуры (оС). По оси Y значения выходного сигнала (мОм).

Построить график зависимости выходного сигнала (сопротивления) от температуры по значениям градуировочной таблицы.

Рассчитать абсолютную погрешность выходного сигнала (мОм). По результатам расчёта составить усреднённый график.

Составить отчёт по проделанной работе в формате доклада.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ОТЧЁТА:

Какие навыки вы получили в ходе выполнения работы?

Какой вывод вы можете сделать по результатам, проделанных испытаний?

Что вам показалось наиболее интересным?

Что вам показалось наиболее трудным?

Карточка № 2

Девиз группы – «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать»

Оборудование: автоматический выключатель, блок питания МЕТРАН 602 – DIN (24 В), миллиамперметр Э523, термопреобразователь сопротивления с унифицированным выходным сигналом МЕТРАН ТСМУ (4-20 мА).

Содержание задания:

Произвести подключение термопреобразователя сопротивления с помощью интерфейса «токовая петля».

24В

Рисунок 1

Провести обработку результатов измерений – зная значение выходного сигнала рассчитать значение температуры (оС) при известном значении выходного сигнала по формуле:

I – значение выходной величины, полученное экспериментально, мА;

Imin, Imax – нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала, мА

Т – значение измеряемой температуры, оС

Tmin, Tmax – нижнее и верхнее значение измеряемой температуры, оС

Составить отчёт по проделанной работе в формате доклада.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ОТЧЁТА:

Какие навыки вы получили в ходе выполнения работы?

Какой вывод вы можете сделать по результатам, проделанных испытаний?

Что вам показалось наиболее интересным?

Что вам показалось наиболее трудным?

Карточка № 3

Девиз группы – «План – успех дальнейших действий»

Содержание задания:

По представленному плану подготовить доклад по теме: «Материалы, применяемые для термоэлектрических преобразователей»

План доклада

Требования, предъявляемые к материалам для термопар.

Группы, на которые разделяют термопары в зависимости от материала электродов.

Разновидности термопар из неблагородных металлов и их характеристики.

Разновидности термопар из благородных металлов и их характеристики.

Карточка № 4

Девиз группы – «Век живи, век учись»

Содержание задания:

По конспекту лекции составить кроссворд на тему: «Измерение температуры»

Требования, предъявляемые к кроссворду

Вид кроссворда - Кроссворд "спрятанное название" или головоломка. Пример представлен на рисунке. Он должен обязательно содержать ключевое слово

Минимальное количество вопросов – 10

На отдельном листе должны быть прописаны все вопросы с ответами

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Технологическая карта конструирования урока