導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]電容器；儲(chǔ)能；實(shí)驗(yàn)電路；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）33-0395-01

電容器是電力系統(tǒng)、電工電子技術(shù)中的常用元件，也是電路的基本元件之一，同時(shí)學(xué)好電容器也為中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電專業(yè)的學(xué)生今后學(xué)習(xí)相應(yīng)專業(yè)課建立必要的基礎(chǔ)知識(shí)，電容器能夠充電和放電是學(xué)習(xí)電容器的重點(diǎn)。

1.原電容器充放電實(shí)驗(yàn)電路簡(jiǎn)介

我們現(xiàn)在所使用的教材中提供的電容器充、放電電路如圖1所示，分析過(guò)程是：當(dāng)開關(guān)S置于“1”時(shí)，構(gòu)成充電電路，開始時(shí)燈泡HL較亮，然后逐漸變暗，從電流表可觀察到充電電流有大到小的變化，而從電壓表觀察到電容器上的電壓UC由小到大的變化，即UC ≈ E；當(dāng)開關(guān)S置于“2”，就構(gòu)成了電容器的放電電路，燈泡HL逐漸由亮變暗，最后熄滅，從電流表可觀察到電流由大變小，而從電壓表可觀察到電容器上的電壓也逐漸下降，直至UC=0，表示放電結(jié)束。

以上這個(gè)電路是電容器充、放電電路的原理圖，只適合純理論性的分析學(xué)習(xí)，這樣的電路已經(jīng)不適應(yīng)如今職業(yè)技術(shù)學(xué)校教學(xué)理念的要求，所以在實(shí)際教學(xué)中筆者盡量讓學(xué)生在做中學(xué)，通過(guò)直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將知識(shí)點(diǎn)展示出來(lái)，以降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，提高其學(xué)習(xí)興趣，因此，筆者對(duì)教材中提供的電容器充、放電原理圖進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這樣重新設(shè)計(jì)后的電路就比較適合于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作之用了。下面就介紹一下電容器充、放電電路在實(shí)際教學(xué)中遇到的問(wèn)題及重新設(shè)計(jì)后的電路。

2.原電路存在的問(wèn)題

在選用圖1時(shí)，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)存在如下問(wèn)題：

（1）這個(gè)電路中所有電器元件都沒(méi)有標(biāo)注具體參數(shù)，學(xué)生真正地去做實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有選用元器件規(guī)格的依據(jù)，也無(wú)法實(shí)際實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠直觀，此電路要求充、放電過(guò)程中要觀察燈泡的亮暗程度，同時(shí)還要觀察電流表中電流的大小變化情況和電壓表中電壓值的大小變化情況，太復(fù)雜。

（3）原理上分析，電容器在充放電時(shí)燈泡的亮暗程度是逐漸變化的，但實(shí)際上電容器充放電的速度很快 ，燈泡會(huì)突然亮或滅，導(dǎo)致人用肉眼觀察不到燈泡的亮暗變化。

（4）親自做過(guò)此實(shí)驗(yàn)的人會(huì)遇到這樣的問(wèn)題，就是電容器通常會(huì)出現(xiàn)充不滿電的情況，結(jié)果導(dǎo)致電容器兩極板間的電壓UC不能約等于電源電壓E。

3.實(shí)驗(yàn)電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

根據(jù)上述分析，筆者經(jīng)過(guò)大量的理論推導(dǎo)和多次實(shí)際實(shí)驗(yàn)解決了上述電路存在的問(wèn)題，在原電容器充、放電電路基礎(chǔ)之上做了如下創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示。

（1）電路參數(shù)的設(shè)定為使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中保證操作安全，電源采用10V直流穩(wěn)壓電源；該電路中電容器用耐壓高于電源電壓且容量較大的電解電容或油浸紙介電容，容量為470μF，接線時(shí)要注意極性，不要接反，如果接反會(huì)損壞電容器，甚至引起爆炸；燈泡選用與電源電壓相符的即可（如果身邊沒(méi)有相應(yīng)規(guī)格的燈泡用額定電壓稍高于電源電壓的指示燈也可）；電阻R1和R2所用規(guī)格分別是10K 0.5W和20K 0.5W。

（2）充、放電現(xiàn)象的創(chuàng)新。教材中所提供的電容器充、放電原理圖中，讓學(xué)生觀察燈泡的亮暗變化的同時(shí)還要觀察電流表和電壓表上數(shù)值的變化情況，這樣對(duì)于初學(xué)電知識(shí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)還不具備那么復(fù)雜的分析能力，所以筆者將電路中所使用的電流表和電壓表撤去，只觀察燈泡的亮暗程度。亦能說(shuō)明電容器充、放電現(xiàn)象，這樣實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變得更直觀、內(nèi)容也更加簡(jiǎn)單易懂。

（3）充、放電速度的創(chuàng)新。理論上分析電容器充、放電時(shí)，燈泡是逐漸變亮或逐漸變暗的，但實(shí)際在操作時(shí)，燈泡的亮暗變化很快，操作者觀察不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，誤認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是失敗的，所以筆者根據(jù)能夠反映電容器充、放電時(shí)間長(zhǎng)短的參數(shù)τ=RC做了定性分析和理論性推導(dǎo)，再結(jié)合筆者自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，實(shí)際上t=（3～5）τ時(shí)，充電或放電就已經(jīng)結(jié)束，最后確定出限制充電時(shí)間的電阻R1的值選用10K，限制放電時(shí)間長(zhǎng)短的電阻R2的值選用20K最為合適，這樣充電或放電的時(shí)間限制在3～5S內(nèi)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就具有一定的可觀性，且能夠有力的說(shuō)明電容器具有充電和放電的特性。

4.實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)問(wèn)題的處理

電容器充電實(shí)驗(yàn)時(shí)，電容器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)充不滿電的現(xiàn)象，電容器充電實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示，1和3相連時(shí)為充電；2和3相連時(shí)為放電。充電和放電時(shí)用萬(wàn)用表觀察電容器兩端電壓時(shí)，電容器兩端的電壓就等于電源電壓減去電阻R1兩端的電壓，為了使充電時(shí)間延長(zhǎng)，R1要有一定的阻值，阻值太大，電容器兩端電壓與電源電壓相差太大；如果太小，電容器兩端電壓是與電源電壓近似相等了，但是充電過(guò)程太快實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就沒(méi)有了可視性，所以，筆者經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，電阻R1的值取如圖2中的數(shù)值比較理想，這樣既能是實(shí)驗(yàn)充電過(guò)程具有一定的可觀性，且能是電容器兩端電壓是與電源電壓近似相等了。

5.設(shè)計(jì)后電路在教學(xué)中的應(yīng)用

實(shí)際教學(xué)中，在介紹電容器之前，可以讓學(xué)生先觀看實(shí)際使用中的電容器元件，例如：計(jì)算機(jī)內(nèi)部顯卡電路板上的各個(gè)元件，從感性上認(rèn)識(shí)到電容器與電阻器一樣也是電路中的常用元件，這樣就可以很自然地引出電容器的概念，此時(shí)學(xué)生肯定會(huì)具有很強(qiáng)的好奇心，很想知道電容器在這個(gè)電路中有什么作用呢？實(shí)際上這也正是我們要向?qū)W生傳授的內(nèi)容，在這一環(huán)節(jié)中我們一定要打破傳統(tǒng)的教學(xué)方式---教師給學(xué)生做純理論性的分析講解，因?yàn)檫@樣的教學(xué)方法已經(jīng)不再適用現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，那我們教者怎么辦呢？此時(shí)教師可以通過(guò)一段過(guò)渡性的語(yǔ)言引導(dǎo)學(xué)生：“你們是不是想知道電容器這個(gè)元件在電路中有什么作用嗎？現(xiàn)在就讓我們一起動(dòng)手做一做，從實(shí)驗(yàn)中尋找答案吧”，在學(xué)生動(dòng)手做的過(guò)程中，老師要圍繞本次課的知識(shí)點(diǎn)提出幾個(gè)相關(guān)的引導(dǎo)問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去做實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就能自行回答出引導(dǎo)問(wèn)題，從而也就把我們要學(xué)的內(nèi)容掌握了，在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用本文重新設(shè)計(jì)后的電容器充、放電電路，讓學(xué)生先動(dòng)手做一做，同時(shí)結(jié)合上述的教學(xué)方式，確確實(shí)實(shí)收到了非常好的教學(xué)效果。

總之，電工基礎(chǔ)課的教學(xué)內(nèi)容目前還存在理論性強(qiáng)、概念多、公式復(fù)雜、知識(shí)點(diǎn)分散、內(nèi)容抽象等客觀問(wèn)題，所以通過(guò)對(duì)電容器實(shí)驗(yàn)電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使直觀的現(xiàn)象和抽象的理論結(jié)合，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，這樣比較容易接受和理解，印象深刻，記憶牢固，從而真正地實(shí)現(xiàn)了在做中教、在做中學(xué)，這也正符合當(dāng)今中等職業(yè)技術(shù)院校所提倡的一體化教學(xué)的理念。

參考文獻(xiàn)

《電路》第四版 邱關(guān)源 高等教育出版社

《電工學(xué)》第六版 秦曾煌 高等教育出版社

篇2

【關(guān)鍵詞】中職學(xué)校；電子電路設(shè)計(jì)；音響設(shè)計(jì)；創(chuàng)新教學(xué)

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）05（c）-0000-00

與中職學(xué)校的其他專業(yè)相比，電子專業(yè)對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力要求更高。因此在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)課程的教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)充分將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)進(jìn)行教學(xué)。但是受教學(xué)資源和教學(xué)條件的限制，部分中職電子電路設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)仍然以理論教學(xué)為主，只注重學(xué)生在CAD軟件上的操作是否熟練，而忽略了電子電路設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用。以下筆者就結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，來(lái)談?wù)勲娮与娐吩O(shè)計(jì)實(shí)用性項(xiàng)目的創(chuàng)新教學(xué)方法。

1、開展實(shí)用性項(xiàng)目教學(xué)的必要性

一般來(lái)講，電子電路設(shè)計(jì)工作都是在CAD軟件上制作完成的，因此現(xiàn)如今很多中職電子專業(yè)在教學(xué)中往往只將教學(xué)實(shí)踐的重心放在培養(yǎng)學(xué)生的CAD制圖能力上，也就是說(shuō)，中職電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)除了進(jìn)行理論教學(xué)以外，就是對(duì)學(xué)生進(jìn)行CAD軟件應(yīng)用能力培訓(xùn)，并認(rèn)為這樣就能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的電子電路設(shè)計(jì)人才。然而事實(shí)上卻并非如此，很多學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，仍然不能在短期內(nèi)掌握生產(chǎn)設(shè)計(jì)要領(lǐng)，實(shí)踐能力很弱。

基于此，我們應(yīng)當(dāng)了解到，電子電路設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容不但要包括理論、CAD軟件，還要包括一些實(shí)用性項(xiàng)目，也就是要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于PCB板的設(shè)計(jì)能力，包括對(duì)PCB板的布局和布線進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而使產(chǎn)品設(shè)計(jì)達(dá)到相關(guān)質(zhì)量認(rèn)證要求。

2、開展實(shí)用性項(xiàng)目創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐的方法

通常在中職電子電路設(shè)計(jì)課程的項(xiàng)目式教學(xué)中，包含了繪制單管放大電路原理圖、制單片機(jī)系統(tǒng)層次原理圖、繪制元件原理圖、單管放大電路PCB板設(shè)計(jì)、單片機(jī)系統(tǒng)PCB板設(shè)計(jì)、U盤PCB板設(shè)計(jì)和PBC封裝設(shè)計(jì)幾大項(xiàng)目。在本文中，筆者提出可以在此基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)新的項(xiàng)目，即音響電路PCB板的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

之所以要提出在電子電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目中增設(shè)音響電路設(shè)計(jì)，是因?yàn)楫?dāng)前的電子產(chǎn)品基本上都會(huì)配備語(yǔ)音系統(tǒng)，而電子產(chǎn)品的發(fā)展又是趨勢(shì)于輕巧、單薄的方向。也就是說(shuō)，現(xiàn)代電子產(chǎn)品對(duì)電子電路板的密度要求越來(lái)越高，PCB板的密度大小、精度高低都直接決定著其性能好壞。而在PCB板的設(shè)計(jì)中，若布線過(guò)于緊湊，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾，因此要增大密度，就必須要提高PCB板的抗干擾能力。為此，我們應(yīng)當(dāng)將音響電路PCBLAYOUT設(shè)計(jì)也作為電子電路板設(shè)計(jì)的一個(gè)重要項(xiàng)目?jī)?nèi)容。

3、基于實(shí)用性的音響電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐

音響電路的PCBLAYOUT一般由集合數(shù)字電路、模擬電路和高頻電路組成，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮到電路板的使用穩(wěn)定性。而影響其使用穩(wěn)定性的主要因素有電源、接地和信號(hào)線處理等，這些因素對(duì)電路板的抗干擾性影響也較大。為此以下我們重點(diǎn)對(duì)這三個(gè)因素的實(shí)踐處理方法進(jìn)行探討。

3.1電源的處理

在組合音響的使用電源種，運(yùn)用到很多降壓、穩(wěn)壓電路，所以在做線路圖時(shí)就應(yīng)當(dāng)把他們分開。但是在選用降壓呵穩(wěn)壓電路時(shí)，必須要考慮到承受工作的電流問(wèn)題，在同一組電壓給不同模塊時(shí)應(yīng)當(dāng)將磁珠分開。

3.2地線的處理

在做組合音響的地線處理時(shí)，必須要考慮的就是電流問(wèn)題。

我們都知道一個(gè)原理，那就是電源從哪里來(lái)，那么底線就要回哪里去。比如一個(gè)5v的電源，它給CD部分供電，那么CD部分的地也要回到5v電源的地上，如果這個(gè)5v電壓是經(jīng)過(guò)12V降下來(lái)的，那么它的地也就再回到12V電源的地線上，都是一級(jí)一級(jí)串起來(lái)的，最后到總電源輸入的地上。

DA解碼芯片的地線、FM音頻輸出的地、DECK的地、AUX輸入的地、LINE IN輸入的地都應(yīng)該直接接入到功放的地線上。很多時(shí)候，我們畫功放電路都會(huì)想到單點(diǎn)接地，都想把所有地都接入到濾波電源的電容上，認(rèn)為這個(gè)地方的地是最干凈的，其實(shí)還是有局限性。因?yàn)锳UX輸入的是音頻信號(hào)，電壓的幅度起伏不定，功放的電流波動(dòng)也很大，也就造成功放的地不穩(wěn)定。

喇叭的地要接到電源地上，不能放在功放的IC地上，眾所周知，功放的IC地上是存在一定電壓的，如果把喇叭的地接放到這里，不僅輸出功率降低了，還相當(dāng)于是吧喇叭的地與功放IC的地接在了一起，這樣使得喇叭的地變得更加不穩(wěn)定，電壓相對(duì)也起伏加大了。

3.3信號(hào)線的處理

在模擬功放里信號(hào)線已經(jīng)很少，一般只有聲道。

在音頻輸入輸中間要用地線隔開，最好音頻線的兩邊要用地線包起來(lái)。

LR聲道線上的濾波電容要離開得遠(yuǎn)些（在音頻信號(hào)幅度很大的時(shí)候，這點(diǎn)影響很明顯）。相隔太近，容易引起失真，串音。

在電流很大的信號(hào)線電源及地線上可增加露銅區(qū)，在過(guò)波峰焊的時(shí)候露銅的地方會(huì)沾上錫，從而減少銅鉑上的阻抗，一般是在地線上，或者音頻輸出線上。

3.4音響產(chǎn)品的PCB工藝

貼片元器件基本上和MP3的工藝是一樣的。音響產(chǎn)品使用到插件的物料很多，所以在焊接上可能還會(huì)使用到波峰焊，因此在一些插件元器件中和貼片是不一樣的。

在一些大的焊腳上需要增加SOLDER缺口，以便過(guò)波峰焊的時(shí)候，不至于出現(xiàn)連錫，但是過(guò)波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。

3.5認(rèn)證

我們都知道，音響產(chǎn)品不比MP3和U盤，它還多了一個(gè)需要認(rèn)真的安規(guī)UL。所以在選用器件時(shí)，一定要選擇過(guò)了UL認(rèn)證的物料，還要選擇在認(rèn)證時(shí)變壓器一定是沒(méi)有被浸漆的，在做安規(guī)測(cè)試時(shí)要有耐壓和過(guò)流保護(hù)作用的。如果選用好的變壓器，那么耐壓?jiǎn)栴}是不會(huì)出現(xiàn)的，在電路中增加保險(xiǎn)絲，也是為了做過(guò)流的保護(hù)作用。

FCC，CE認(rèn)證的處理方法基本上都是適用于音響產(chǎn)品的。此外就音響產(chǎn)品還有一種特殊的處理方法，就是在連接線上增加磁環(huán)。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在中職電子電路設(shè)計(jì)的課程教學(xué)中進(jìn)行實(shí)用性項(xiàng)目教學(xué)的創(chuàng)新和改進(jìn)是非常有必要的，也是未來(lái)社會(huì)發(fā)展對(duì)中職學(xué)校人才培養(yǎng)提出的新的要求。作為電子專業(yè)的學(xué)生，不但要能夠充分掌握電子電路設(shè)計(jì)的理論知識(shí)和軟件設(shè)計(jì)方法，還要能夠與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，掌握生產(chǎn)中需要注意的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。本文中提出在電子電路設(shè)計(jì)的項(xiàng)目教學(xué)中加設(shè)音響電路設(shè)計(jì)正是基于這種理論而提出的，希望能夠?yàn)閺V大同行提供一些借鑒和參考，從而促進(jìn)中職電子專業(yè)教學(xué)模式的改革和教學(xué)水平的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙永杰，郭英. 項(xiàng)目教學(xué)在電子線路CAD教學(xué)中的探索與實(shí)踐[J]. 吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào). 2010（05）

篇3

關(guān)鍵詞：輸電；35KV；技術(shù)創(chuàng)新；有效策略；線路設(shè)計(jì)；法規(guī)

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、輸電線路設(shè)計(jì)

目前的35KV輸電線路設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)步驟：初級(jí)設(shè)計(jì)和施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

初步設(shè)計(jì)：

初步設(shè)計(jì)是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行整體的構(gòu)思，這一步需要綜合考慮相關(guān)的設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)要求。

（一）選定輸電線路的路線

在確定輸電線路時(shí)，應(yīng)該遵循以下幾個(gè)原則：盡量保證所選的路線在滿足所有條件時(shí)是總路程最短的一條；地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的地方要避開；林區(qū)、農(nóng)田區(qū)、開發(fā)區(qū)、旅游景點(diǎn)也要避開；繞開墳地以及廟堂等地方；不能穿過(guò)通訊線路、河流、水庫(kù)等；避開重污染和高危險(xiǎn)區(qū)域（如化工場(chǎng)、儲(chǔ)油庫(kù)等）；避開城鎮(zhèn)與村莊中建筑群集中的地方；盡量選擇沿著公路的走向設(shè)立輸變電設(shè)施。

（二）嚴(yán)格遵守下列原則

設(shè)計(jì)之前應(yīng)該進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，測(cè)量結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)有著很大的影響，因此需要勘測(cè)人員認(rèn)真負(fù)責(zé)的完成這項(xiàng)工作。勘測(cè)之后定位樁的位置需按照以下原則選定：與建筑物的距離要大于10m；與公路的距離要大于15m；與通訊設(shè)施的距離大于20m；流沙、爛泥地等地方需要避開；不可在陡坡或滑坡上設(shè)定位樁；龍脈、墳地和廟堂這些民間百姓迷信的地方也要避開；經(jīng)濟(jì)林、果樹園、風(fēng)景區(qū)等高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的地方要避開；定位樁若是必須穿過(guò)高電壓等級(jí)的地方，則需要選在對(duì)地距離較高處（通常都必須在12m以上）。

（三）確定導(dǎo)線以及避雷線的安裝

在系統(tǒng)提供的負(fù)荷壓力下，參考資料所選擇的導(dǎo)線截面做決定。在選定導(dǎo)線時(shí)，其截面積應(yīng)該盡量偏大而不可偏小，而避雷線則應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選定。

（四）天氣的選擇

在35kV輸電線路的設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)最高溫度計(jì)算導(dǎo)線的最大垂度，使導(dǎo)線不接觸到地面以及建筑物；根據(jù)最低溫度確定導(dǎo)線的最大應(yīng)力；根據(jù)最大風(fēng)速確定出導(dǎo)線、電線桿以及拉線等部件的外負(fù)荷，并驗(yàn)算導(dǎo)線與最近建筑物的水平安全距離是多少；根據(jù)雷電出現(xiàn)的次數(shù)為防雷保護(hù)措施提供參考。這些氣象條件為我們提供的信息可以有效防止安全事故的發(fā)生，同時(shí)也可以降低事故造成的傷害。

（五）防雷設(shè)計(jì)

避雷線根數(shù)的確定是通過(guò)送電線路的電壓等級(jí)以及現(xiàn)有輸電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，接地的避雷線是輸電線路最有效地避雷方法。35kV的輸電線路并不在全線都架設(shè)避雷線，而只在送電廠以及變電所這兩處架設(shè)1～2m的避雷線。由于35kV的輸變電線路可以在單相接地時(shí)短時(shí)間的運(yùn)行，因此沒(méi)有設(shè)立避雷線的部分可盡量采用三角形的排列方式。這樣最上面的一相導(dǎo)線便可作為避雷線使用。避雷線的進(jìn)線段需采用導(dǎo)線水平排列的桿塔，這樣可以降低雷電擊中桿頂?shù)碾娢?，從而避免避雷線的分流，有效降低因雷擊造成的掉閘率。

（六）塔桿的選擇

農(nóng)村地區(qū)以往多使用徑硂桿來(lái)架設(shè)輸電設(shè)備，比如拉線等。這種桿給施工過(guò)程帶來(lái)不便，同時(shí)使用起來(lái)有著比較大的風(fēng)險(xiǎn)，35KV輸變電線路設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)的自立塔。這種自立塔使用了熱鍍鋅技術(shù)，能有效加強(qiáng)其風(fēng)防腐能力。

城鎮(zhèn)區(qū)域則由于受規(guī)劃的限制，可以采用鋼管桿。鋼管桿多使用鋼管樁作為地基，它對(duì)周圍的建筑物以及交通狀況的影響比較小。

（七）施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

根據(jù)初選的路線、塔桿設(shè)立等繪制一份整體的施工圖紙以及一些局部細(xì)節(jié)的圖紙，其中應(yīng)該包括：詳細(xì)的路線圖、打樁的位置圖、鐵塔的斷截面圖等。并且，施工圖紙的設(shè)計(jì)這個(gè)步驟還應(yīng)該包括完整的材料使用明細(xì)表以及施工預(yù)算方案。

二、創(chuàng)新施工技術(shù)的有效策略

（一）指定規(guī)格

架設(shè)進(jìn)出線是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，容易出現(xiàn)問(wèn)題，因此35kV的輸變電設(shè)計(jì)應(yīng)該明確指定其進(jìn)出線的規(guī)格，以便與架空線路終端的引線匹配，這樣進(jìn)出線的架設(shè)才會(huì)更簡(jiǎn)便，減少出現(xiàn)問(wèn)題的可能。同時(shí)還應(yīng)該盡量讓35kV架空線的防雷范圍與所在地已有的防雷銜接好，以免出現(xiàn)防雷漏洞。

（二）親自監(jiān)工

對(duì)于勘測(cè)人員選定的設(shè)桿位置，施工的總負(fù)責(zé)人應(yīng)該在施工進(jìn)行時(shí)親自去到現(xiàn)場(chǎng)，參與到現(xiàn)場(chǎng)狀況的指揮中去，合理的安排并協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)的施工狀況并對(duì)施工中遇到的問(wèn)題進(jìn)行指導(dǎo)。比如審核塔桿位置點(diǎn)的合適與否，對(duì)于不合適的設(shè)桿點(diǎn)，需要在允許的范圍及時(shí)的確定新的替代點(diǎn)。

（三）留意小細(xì)節(jié)

35kV輸變電線路設(shè)計(jì)十分精密，因此在細(xì)節(jié)方面應(yīng)該格外注意，比如像電桿應(yīng)該埋多深及其底盤規(guī)格等這樣的問(wèn)題。并且，使用“T”接的輸電線路就應(yīng)該使用該接法最合適的桿型，并明確指出其連接方法。還有，某些地方的土壤性質(zhì)特殊，這點(diǎn)也需要格外注意。土質(zhì)偏酸、偏堿或是具有腐蝕性時(shí)，塔桿埋入后會(huì)因?yàn)檫@些原因受到化學(xué)侵害，塔桿的穩(wěn)固性會(huì)因此受到影響。因此可以對(duì)每個(gè)地方的土壤進(jìn)行檢測(cè)，這樣在埋入電桿時(shí)可針對(duì)不同地方的不同特性適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行防酸、防堿、防腐處理，延長(zhǎng)電桿的使用時(shí)間。

（四）嚴(yán)格恪守國(guó)建的施工法規(guī)

在施工時(shí)，應(yīng)該一切按照規(guī)章制度辦事。國(guó)家規(guī)定必須勘察、以后再動(dòng)工，就必須嚴(yán)格按照這個(gè)程序來(lái)，絕對(duì)不可一邊勘察、一邊設(shè)計(jì)、一邊卻已經(jīng)開始施工的情況發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)

35kV輸電西路設(shè)計(jì)以及施工技術(shù)的創(chuàng)新，不僅需要我們?cè)陔娏Ψ矫娴母叨思夹g(shù)與豐富的經(jīng)驗(yàn)，還需要我們對(duì)地方實(shí)際情況的了解、對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度以及對(duì)國(guó)家相關(guān)規(guī)定的充分了解。只有根據(jù)國(guó)家對(duì)初步預(yù)算的限制進(jìn)行施工預(yù)算才能得到國(guó)家審批并具體實(shí)施，也只有在熟悉地方狀況的情況下，才能與實(shí)際結(jié)合，因地制宜的設(shè)計(jì)出最合適的輸變電線路設(shè)計(jì)方案。輸變電設(shè)施關(guān)系重大，只有敢于鉆研與創(chuàng)新，不斷地探索，才能讓我國(guó)的輸變電線路建立得更先進(jìn)與穩(wěn)固，才能讓我國(guó)的輸變電線路施工技術(shù)得到不斷的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新能力；實(shí)踐能力；研究生教育

[中圖分類號(hào)] G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）01-0168-02

研究生教育屬于國(guó)民教育序列中的高等教育，對(duì)國(guó)家創(chuàng)新人才培養(yǎng)以及提高國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力具有決定性意義。研究生教育不僅要求學(xué)生在本門學(xué)科內(nèi)掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知識(shí)，而且要求具備從事科學(xué)研究和教學(xué)工作或獨(dú)立承擔(dān)專門技術(shù)工作的能力和創(chuàng)新能力。因此，與本科及其之前的教育不同，研究生教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、工程實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力。為更好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，提高培養(yǎng)質(zhì)量，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外很多工科類大專院校在研究生階段的課程系統(tǒng)中開設(shè)有實(shí)驗(yàn)課程。大量的事實(shí)證明，研究生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ母叩?，決定其科技創(chuàng)新水平的高低。而創(chuàng)新是研究生培養(yǎng)質(zhì)量的標(biāo)志和靈魂，離開了創(chuàng)新，就談不上高質(zhì)量高素質(zhì)的研究生教育。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“測(cè)控電路與裝置”是我院儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科研究生選修課，主要介紹測(cè)控系統(tǒng)常用硬件電路與裝置的原理及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，其完整的教學(xué)體系包括信號(hào)運(yùn)算與處理電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換與模擬電路、信號(hào)激勵(lì)與檢測(cè)電路、測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及新型集成電路的應(yīng)用等，內(nèi)容涵蓋了基本的原理電路和大規(guī)模集成芯片的應(yīng)用。

為了培養(yǎng)研究生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，我們摒棄了傳統(tǒng)的以教員講授為主、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)為輔的教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，體現(xiàn)由“學(xué)科系統(tǒng)式”向“應(yīng)用系統(tǒng)式”的轉(zhuǎn)變、由“微觀局布式”向“宏觀整體式”的轉(zhuǎn)變、由“面面俱到式”向“精選式”的轉(zhuǎn)變，將教學(xué)內(nèi)容用若干個(gè)基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)貫穿起來(lái)。我們利用基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，利用綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力，利用創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的劃分可用圖1表示?；A(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)包括：運(yùn)算放大器的特性與參數(shù)、運(yùn)算電路的特性與參數(shù)調(diào)整、信號(hào)變換電路的特性與調(diào)整等；綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括：基本信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)與調(diào)整、函數(shù)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)與調(diào)整、直流穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)與調(diào)整、濾波電路的設(shè)計(jì)與調(diào)整等；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)包括：信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用、數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用、線性系統(tǒng)性能分析、CPLD和FPGA芯片的應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)。實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，這些實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容、要求，以及使用的器件或芯片等會(huì)根據(jù)研究生的知識(shí)掌握程度和技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行更新或調(diào)整，并鼓勵(lì)研究生自主設(shè)計(jì)，自己動(dòng)手，自由探索，開設(shè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

二、創(chuàng)新教學(xué)實(shí)施方法

教學(xué)過(guò)程由基礎(chǔ)講授、實(shí)驗(yàn)、撰寫報(bào)告、匯報(bào)交流或檢查評(píng)估等環(huán)節(jié)組成。教員在基礎(chǔ)內(nèi)容講授的基礎(chǔ)上，布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、要求及注意事項(xiàng)。研究生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H實(shí)驗(yàn)，仿真實(shí)驗(yàn)利用Multisim軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，實(shí)際實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用具體的元器件和電路實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)由研究生一人一組進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)完成后要寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告并制作PPT課件，在課堂進(jìn)行交流。對(duì)于綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，還要由教員和全體學(xué)員共同評(píng)估項(xiàng)目的完成情況，作為課程考核平時(shí)成績(jī)的評(píng)定依據(jù)。2015年研究生“測(cè)控電路與裝置”課程教學(xué)實(shí)施計(jì)劃，我們安排了運(yùn)算放大器的特性與參數(shù)、運(yùn)算電路的特性與參數(shù)調(diào)整、信號(hào)變換電路的特性與調(diào)整3個(gè)基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合實(shí)驗(yàn)安排了RC有源濾波器設(shè)計(jì)與調(diào)整、信號(hào)處理電路調(diào)試與仿真，最后以信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)、仿真與調(diào)試為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)研究生自主設(shè)計(jì)與創(chuàng)新。

創(chuàng)新過(guò)程可能發(fā)生在設(shè)計(jì)過(guò)程，也可能發(fā)生在仿真和調(diào)試過(guò)程中。例如，在DDS仿真電路中，U1似乎是多余的，因?yàn)樗鼪](méi)有任何連接，而且從原理上講DDS電路也是不需要MCU的，那么U1在電路中的作用是什么呢？在進(jìn)行DDS仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)MultiSim不支持ROM的設(shè)置，即利用MultiSim無(wú)法直接設(shè)置正弦數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的值，但是研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行MCU仿真時(shí)，MultiSim允許將程序編譯下載到MCU的外部程序存儲(chǔ)器，于是我們可以將整個(gè)DDS電路看作MCU的電路，并利用MCU的程序編譯過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)U2的加載，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)DDS電路的仿真。

三、完善實(shí)驗(yàn)環(huán)境

培養(yǎng)研究生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?duì)教員的素質(zhì)和教學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件提出了更高的要求。教員不僅要熟練掌握教學(xué)內(nèi)容，還要具有豐富的相關(guān)學(xué)科知識(shí)，能正確解答研究生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提出的問(wèn)題。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件也應(yīng)滿足教學(xué)要求，包括虛擬仿真實(shí)驗(yàn)所需的計(jì)算機(jī)和電路仿真軟件，以及實(shí)際實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、儀器儀表、元件器件等。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)和電路仿真軟件MultiSim進(jìn)行。針對(duì)實(shí)際電路實(shí)驗(yàn)，我們建立了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)除了可完成熱電偶、光敏電阻、霍爾器件等基本元器件測(cè)試以及基本的模擬、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)外，還可對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三個(gè)層次完成運(yùn)算放大器特性與參數(shù)調(diào)整、差動(dòng)放大器性能分析、波形轉(zhuǎn)換電路實(shí)驗(yàn)、信號(hào)產(chǎn)生電路實(shí)驗(yàn)、濾波電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析、線性系統(tǒng)的頻域響應(yīng)分析、典型環(huán)節(jié)時(shí)域響應(yīng)分析、電工電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及智能飛行器創(chuàng)新系統(tǒng)設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

四、構(gòu)建綜合考核評(píng)價(jià)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建應(yīng)該將鼓勵(lì)創(chuàng)新放在首位。“測(cè)控電路與裝置”課程考核成績(jī)主要由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作的成績(jī)、平時(shí)成績(jī)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)成績(jī)?nèi)糠謽?gòu)成。其中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等三部分成績(jī)，主要考核研究生的工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力；平時(shí)成績(jī)主要包括課堂專題討論情況、答疑討論情況、定期匯報(bào)報(bào)告情況等幾部分，主要考核學(xué)員的理論知識(shí)綜合應(yīng)用能力和總結(jié)表達(dá)能力；設(shè)立創(chuàng)新設(shè)計(jì)成績(jī)，支持和鼓勵(lì)有創(chuàng)新意識(shí)的研究生積極進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。通過(guò)這種綜合性的考核方法能夠盡可能地考核學(xué)員的各種能力，督促研究生學(xué)員有意識(shí)地加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力的鍛煉。

五、教學(xué)效果分析

采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)為“測(cè)控電路與裝置”課程教學(xué)帶來(lái)了生機(jī)和活力，提高了課程的教學(xué)效果和研究生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＶ饕w現(xiàn)在：

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)了以研究生為主體的良好教學(xué)環(huán)境，使研究生在主動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的過(guò)程中積極探索，主體意識(shí)明顯增強(qiáng)，學(xué)習(xí)積極性大大提高；

2.轉(zhuǎn)變了研究生的學(xué)習(xí)觀念，激發(fā)了研究生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高了動(dòng)手實(shí)踐能力、協(xié)調(diào)能力及解決問(wèn)題和應(yīng)變的能力，自我探究能力也在不斷提高；

3.在完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，有很多問(wèn)題需要討論和相互協(xié)作，研究生之間、教員與研究生之間溝通加強(qiáng)，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的合作意識(shí)；

4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)和討論，提高了研究生的語(yǔ)言和文字表達(dá)能力，最大限度地開發(fā)了研究生的獨(dú)立思考能力，提升了研究生對(duì)于科研創(chuàng)新的信心。

從幾年的教學(xué)效果和研究生的反饋信息來(lái)看，研究生樂(lè)意接受這種以實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)為主的教學(xué)形式，課程取得了很好的實(shí)效，同時(shí)，也為理工科課程的研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)提供了一些有益的借鑒經(jīng)驗(yàn)：

首先，要加強(qiáng)課程體系建設(shè)，從課程體系上深化研究生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

其次，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的框架下，針對(duì)不同專業(yè)背景或不同知識(shí)掌握程度的研究生，制訂深度不同、程度合理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因材施教，讓能者在專業(yè)上得到長(zhǎng)足發(fā)展。

另外，隨著高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入開展，創(chuàng)新和改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和考試方式更有待深入細(xì)致的探索和實(shí)踐，尤其需要采用多元化方式激勵(lì)研究生投入更多的創(chuàng)新思維到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中去，并且不斷在實(shí)踐教學(xué)中檢驗(yàn)和發(fā)展改革效果與運(yùn)行機(jī)制。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

篇5

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué)；開放式；模塊化；創(chuàng)新套件；MSP430

中圖分類號(hào)：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0022-03

引言

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要平臺(tái)，創(chuàng)新實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的必不可少的環(huán)節(jié)，因此，如何有效設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力是國(guó)內(nèi)各院校關(guān)注的重點(diǎn)。目前市面上的實(shí)驗(yàn)箱多以51系列、PIC系列等單片機(jī)為主，集成度高，只能為學(xué)生提供驗(yàn)證性、訓(xùn)練性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，無(wú)法結(jié)合工程應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，低功耗的單片機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。TI公司推出的MSP430單片機(jī)以其超低功耗并兼顧高性能的特性在工業(yè)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、便攜式儀器等領(lǐng)域越來(lái)越受到歡迎。本文以MSP430單片機(jī)為核心，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)理念開發(fā)了一套模塊化、開放式、面向工程應(yīng)用的創(chuàng)新實(shí)踐套件。

1 設(shè)計(jì)思想

模塊化、開放式、有助于項(xiàng)目學(xué)習(xí)是該套件的最大特點(diǎn)。具體表現(xiàn)為如下形式：

（1）模塊化特色是按照基礎(chǔ)和應(yīng)用需求，分類設(shè)計(jì)電路；彼此之間既有聯(lián)系又互不限制。

（2）開放性特色要求各模塊既能單獨(dú)使用，又能組合實(shí)

現(xiàn)，且可利用套件提供的資源，按照項(xiàng)目要求自行設(shè)計(jì)模塊。

（3）有助于項(xiàng)目學(xué)習(xí)則要求開發(fā)的模塊具有實(shí)際的工程

應(yīng)用意義，幫助學(xué)生從單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)理解層面上升至工程應(yīng)用層面，提高運(yùn)用單片機(jī)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

2 硬件研制

基于上述設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了套件的硬件電路，主要由核心板、母板、實(shí)驗(yàn)?zāi)K等部分組成。

2.1 核心板

核心板是該實(shí)驗(yàn)套件的主控制電路，主要包括了MSP430F6459單片機(jī)的最小系統(tǒng)、LED、按鍵以及電源電路。

單片機(jī)最小系統(tǒng)包括了復(fù)位電路、JTAG接口和兩個(gè)外部晶振源，分別為32768Hz與4MHz；為提高程序執(zhí)行效率，兩個(gè)LED燈和兩個(gè)按鍵均與單片機(jī)帶中斷功能的引腳相連；核心板上還單獨(dú)提供了+5V轉(zhuǎn)+3.3V的電源電路，可以實(shí)現(xiàn)核心板單獨(dú)供電并外擴(kuò)應(yīng)用于創(chuàng)新設(shè)計(jì)中。

2.2 母板

母板設(shè)計(jì)了三類接插口，分別是單片機(jī)引腳接口、電源接口、固定模塊接口，其中，單片機(jī)接口將按照其功能進(jìn)行分類，對(duì)一些在接插時(shí)有順序要求的接口作防反插設(shè)計(jì)，比如SPI、I2C。單片機(jī)接口的引出不僅滿足了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的需求，更能為外擴(kuò)新模塊提供豐富的硬件資源，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自行設(shè)計(jì)電路的熱情。

2.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)K

實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括了電源管理模塊、電容和溫度檢測(cè)模塊、電機(jī)調(diào)速與測(cè)速模塊、稱重模塊、無(wú)線通信模塊、音頻模塊和人機(jī)接口模塊。電路設(shè)計(jì)充分考慮了工程應(yīng)用中的兩大要素――抗干擾能力和應(yīng)用條件。實(shí)驗(yàn)?zāi)K通過(guò)直插式插針可在母板上進(jìn)行自由插拔組合，不同模塊的組合既能完成單片機(jī)的基本功能模塊實(shí)驗(yàn)，也能完成各類綜合性實(shí)驗(yàn)。這種工程化和模塊化的設(shè)計(jì)方式大大提升了實(shí)驗(yàn)裝置的開放性，提高了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的能力[1]。

套件核心板與實(shí)驗(yàn)?zāi)K板硬件框圖如圖1所示：

3 軟件研制

系統(tǒng)軟件采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，各模塊均由主監(jiān)控程序統(tǒng)一調(diào)度，使得程序更加清晰易懂。設(shè)計(jì)的模塊包括了初始化模塊、中斷模塊、電容檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊、電機(jī)調(diào)速與測(cè)速模塊、頻率檢測(cè)模塊、重量檢測(cè)模塊、觸摸按鍵模塊、液晶顯示模塊和音頻驅(qū)動(dòng)模塊。軟件框圖如圖2所示。

4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于上述硬件和軟件設(shè)計(jì)，該套件設(shè)計(jì)了三類實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容如下：

（1）基本模塊實(shí)驗(yàn)：I/O口實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)、串行通信模塊實(shí)驗(yàn)、模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)等。

（2）綜合實(shí)驗(yàn)：溫度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、頻率檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、電流檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)等。

（3）傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：電容檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、稱重實(shí)驗(yàn)、直流電機(jī)測(cè)速實(shí)驗(yàn)等。

現(xiàn)以稱重實(shí)驗(yàn)、電容檢測(cè)實(shí)驗(yàn)以及頻率測(cè)量實(shí)驗(yàn)為例作詳細(xì)介紹。

4.1 稱重實(shí)驗(yàn)

稱重傳感器選擇應(yīng)變片式傳感器，其具有分辨力高、誤差小、尺寸小、成本低等特點(diǎn)，在工程中得到廣泛應(yīng)用[2]。由于該電壓信號(hào)微弱，理論上重量改變1g電壓僅變化11uV，且受共模干擾嚴(yán)重，在實(shí)際工程中無(wú)法直接應(yīng)用，因此，采用兩級(jí)調(diào)理電路進(jìn)行處理，第一級(jí)調(diào)理電路選擇TI公司的儀表運(yùn)放INA333，一方面通過(guò)改變電阻R74來(lái)設(shè)置放大倍數(shù)，本文設(shè)置為200倍放大，另一方面儀表運(yùn)放與普通運(yùn)放相比具有更強(qiáng)的抗共模干擾能力[3]。第二級(jí)調(diào)理電路加入有源濾波器去除高頻噪聲，最后與母板上的AD輸入端口相連進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。稱重模塊的硬件原理圖如圖3所示。

通過(guò)稱重實(shí)驗(yàn)掌握模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）的應(yīng)用。稱重實(shí)驗(yàn)的軟件模塊包括系統(tǒng)和片上AD初始化、采樣信號(hào)讀取、平均濾波、計(jì)算重量和液晶顯示五部分。

4.2 電容檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

將核心板、電容數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、液晶模塊組合，即可完成電容測(cè)量實(shí)驗(yàn)。其中，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的核心為AD7745，該芯片可直接將電容傳感器感應(yīng)輸出的電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，與母板上的I2C接口連接實(shí)現(xiàn)串口通信。為滿足工程應(yīng)用的需要，該模塊進(jìn)行了以下三點(diǎn)設(shè)計(jì)：第一，由于AD7745的猶測(cè)量范圍有限，后級(jí)加入電容擴(kuò)展電路，將測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展至±20pF，實(shí)現(xiàn)寬信號(hào)范圍的輸入要求[4]；第二，AD7745實(shí)質(zhì)上是一款24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此，該電路屬于模數(shù)信號(hào)混合電路，對(duì)該模塊區(qū)分模擬地與數(shù)字地，最后通過(guò)磁珠實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)接地。此外，采用屏蔽電纜和SMA插座實(shí)現(xiàn)電容傳感器與測(cè)量電路的連接，防止電容信號(hào)在傳輸過(guò)程中受到嚴(yán)重的干擾[5]。第三，為了降低功耗，整個(gè)模塊采用+3.3V電壓供電。電容數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊能對(duì)電容實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量，且模塊輸入輸出端均引出接口，可直接將其外擴(kuò)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中。電容檢測(cè)電路如圖4所示。

電容檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的軟件模塊包括系統(tǒng)和外設(shè)初始化、數(shù)據(jù)讀取、電容計(jì)算、液晶顯示四部分。

4.3 頻率檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

頻率檢測(cè)模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的正弦波頻率進(jìn)行測(cè)量[6]，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)通常需要外加信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)，信號(hào)發(fā)生器體積大，不易攜帶，不利于滿足學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí)的需要。因此，創(chuàng)新套件引入易派的EPI-m102型虛擬儀器，簡(jiǎn)化了硬件設(shè)備。由上位機(jī)控制的虛擬儀器產(chǎn)生正弦波。如圖5所示。

輸入的正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)直流偏置電路后，通過(guò)一款施密特觸發(fā)器進(jìn)行整形，輸出的方波被單片機(jī)的定時(shí)器模塊捕獲測(cè)得頻率。頻率檢測(cè)模塊的硬件電路如圖6所示。

頻率檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的軟件模塊包括系統(tǒng)和定時(shí)器初始化、數(shù)據(jù)讀取、轉(zhuǎn)速計(jì)算、計(jì)算平均值四部分。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文以MSP430單片機(jī)為控制核心，以綜合、實(shí)踐、創(chuàng)新為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，面向項(xiàng)目學(xué)習(xí)，研制了基于430單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)套件。該實(shí)驗(yàn)套件上的模塊能夠?qū)崿F(xiàn)自由地插拔組合，不同的組合可以實(shí)現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)功能，且取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果。套件為外部電路預(yù)留了大量功能引腳，學(xué)生可以設(shè)計(jì)新的模塊來(lái)豐富實(shí)驗(yàn)電路，大大增強(qiáng)了對(duì)外擴(kuò)展性，同時(shí)又提高了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和單片機(jī)應(yīng)用能力。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K充分考慮工程應(yīng)用的需要。加入擬儀器具備波形產(chǎn)生、顯示、采集等功能，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)硬件需求。總體而言，該創(chuàng)新套件具有模塊化、開放式、集成度高、易攜帶、適合項(xiàng)目學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，非常適用于學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

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篇6

關(guān)鍵詞 臭氧 高壓放電 低功耗振蕩

引 言

臭氧技術(shù)已在飲用水殺菌消毒、食品、空氣凈化、化工生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用， 因此臭氧生成裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)研究具有實(shí)用價(jià)值。國(guó)內(nèi)外的臭氧生成裝置多數(shù)采用板式、管式或單片機(jī)等較大電路模塊，體積較大、成本高；多數(shù)生成的產(chǎn)物為臭氧氣體，使用時(shí)需要把氣體通入水中，再生成臭氧水以實(shí)現(xiàn)消毒。

本文針對(duì)高壓放電（電暈放電）氧化空氣生成臭氧的裝置，通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)雙電路供電，配合低功耗振蕩電路、低匝數(shù)變壓器以及倍壓整流電路，輔以控制電路、風(fēng)扇排風(fēng)系統(tǒng)和放電系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)臭氧生成裝置模塊龐雜的缺點(diǎn)，使臭氧生成裝置的體積大為減小，并增加臭氧氣體消毒、臭氧水消毒、臭氧水霧消毒應(yīng)用控制模塊，以達(dá)到臭氧生成模塊微型化、電路靈活化和低功耗的效果。

1 主要設(shè)計(jì)思路

臭氧生成模塊的核心在于臭氧生成電路，常見(jiàn)生成方法為高電壓擊穿空氣中的氧氣形成臭氧，其高壓的產(chǎn)生有2種設(shè)計(jì)方式。

1.1 交流供電

采用220V交流市電，通過(guò)控制可控硅的導(dǎo)通與否形成振蕩電流源，然后輸入變壓器產(chǎn)生高電壓。這種輸入220V交流電直接進(jìn)行振蕩的供電方式其優(yōu)點(diǎn)在于：因輸入端電壓較高，變壓器匝數(shù)較少，可以大大縮小變壓器體積。但220V市電直接供電，其輸入端只能是市電接口，而控制電路工作電壓一般為5～24V，因而明顯缺點(diǎn)是缺乏電路靈活性，單一的供電端又使得電路可控性差。

1.2 直流供電

采用5～24V直流電壓供電，然后利用不同振蕩方式，再由變壓器產(chǎn)生高壓。低壓振蕩產(chǎn)生方式包括：RC文氏橋振蕩、RC分立元件多諧振蕩、RC非門振蕩、LC變壓器反饋振蕩、LC電感三點(diǎn)式振蕩、LC電容三點(diǎn)式振蕩、石英晶體振蕩以及集成元器件振蕩等。優(yōu)點(diǎn)在于：選擇余地大，可以按照要求制造出各種方便控制的電路，或者滿足各種輸入輸出特性要求，滿足多樣化的需求。缺點(diǎn)在于：（1）供電前端輸入電流小，需要更多匝數(shù)的變壓器，導(dǎo)致電路體積增大；（2）為實(shí)現(xiàn)高效的可控性能，需要通過(guò)集成元件來(lái)處理，因此對(duì)電路的復(fù)雜程度要求高，并且電路功耗大。

若實(shí)現(xiàn)減小體積、降低功耗以及提高電路選擇靈活性等要求，可采用以下方法：（1）采用12V直流電路供電和220V市電（交流電）雙電路可選擇模式，最大程度地提高電路靈活性；（2）采用低功耗振蕩電路（LC變壓器反饋振蕩），它對(duì)電源的要求低，功耗小，雖然它的輸出達(dá)不到集成元件的高性能和高可控，但已經(jīng)滿足臭氧發(fā)生器系統(tǒng)需求；（3）采用低匝數(shù)變壓器感應(yīng)出比較高的電壓，再利用倍壓整流獲得大電壓，倍壓整流配合低匝數(shù)變壓器，可以極大程度地降低電路體積和功耗。

2 電路具體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)基于模擬電子技術(shù)的硬件組成框圖（見(jiàn)圖1），它通過(guò)電源輸入、振蕩電路、升壓電路、放電系統(tǒng)4個(gè)部分，以實(shí)現(xiàn)高電壓對(duì)空氣中的氧氣進(jìn)行擊穿放電。各電路模塊的具體設(shè)計(jì)如下。

2.1 電源電路

220V交流電源電路（見(jiàn)圖2）。

12V直流電源輸入以及工作指示電路（見(jiàn)圖3）。12V電源由接口P2輸出，其中2腳作為地，1腳作為+12V，C1作為儲(chǔ)能或者濾波電容，其作用是濾除電源的高頻噪聲使電源更加穩(wěn)定。另外，此電容還兼有儲(chǔ)能作用，其值大小依據(jù)后級(jí)電路的電流要求決定。電阻R1作為分流電阻控制支路電流在0.01A，使指示燈作用的發(fā)光二極管D1能夠正常發(fā)光。

2.2 振蕩變壓及放電保護(hù)電路設(shè)計(jì)

如圖4所示，C6主要起濾波和儲(chǔ)能作用。PNP晶體管Q2、電容C7、C8的電阻R8以及變壓器T1的初級(jí)以及次級(jí)構(gòu)成振蕩電路，同時(shí)兼有升壓作用。振蕩的電壓電流在升壓變壓器T1的次級(jí)感應(yīng)出比較高的電壓。升壓倍數(shù)為50倍，即將12V的電壓大約升為600V。

從變壓器輸出600V交流電壓，經(jīng)過(guò)D8～D19和C9～C20的12倍電壓整流，產(chǎn)生7200V直流電壓（見(jiàn)圖5）。其機(jī)理主要是通過(guò)二極管調(diào)節(jié)，將電容C的儲(chǔ)能在一定時(shí)間內(nèi)同步釋放，以達(dá)到高電壓倍壓目的，實(shí)現(xiàn)小電流的小功率整流。

倍壓整流輸出的高電壓，經(jīng)過(guò)R9～R12的串聯(lián)限流后，輸入放電裝置，放電產(chǎn)生臭氧。該部分電阻起保護(hù)作用，倘若放電時(shí)人體不小心接觸到放電針，在R9等大電阻的限流作用下，使流過(guò)人體的電流基本為零。根據(jù)分壓原理，由于人體電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該部分電阻，所以人體分得的電壓極小，不足以造成損傷。

2.3 總電路設(shè)計(jì)

整個(gè)電路包括電源電路、振蕩及變壓電路、倍壓和穩(wěn)壓整流電路及放電保護(hù)電路，以及定時(shí)工作電路，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)及接口電路，復(fù)位開關(guān)和電子開關(guān)電路等，還有外加放電系統(tǒng)和應(yīng)用控制模塊（見(jiàn)圖6）。

本設(shè)計(jì)采用的PCB板面積為6.26cm×4.15cm，其4個(gè)角的4個(gè)焊盤用于支撐并固定抽氣風(fēng)扇，放電裝置位于板的正中部，變壓器位于板的右方中部黃色（見(jiàn)圖7）方框內(nèi)，時(shí)間調(diào)節(jié)滑變位另外，采用尖端放電，將PCB板中間掏空，3根放電極（直徑0.6mm、長(zhǎng)7mm的裸銅絲頂部磨尖）焊在連接倍壓輸出2個(gè)端口的銅箔條上（間距7mm左右），公共電極為一根直徑1mm左右的裸銅絲，彎成門狀并與橫梁垂直的兩端焊接在下面的銅箔條上。每一個(gè)放電電極尖端與公共電極相距2mm。通過(guò)這一設(shè)計(jì)進(jìn)一步減少裝置體積。

圖8是3代臭氧生成模塊印刷電路板比較圖，自制第3代臭氧生成模塊的印刷電路板（圖中第3行）近似呈正方形，且電路布局非常緊湊，幾乎無(wú)閑置空間。放電裝置與風(fēng)扇配合分裝，使臭氧的產(chǎn)生與主電路模塊分離，操作更便捷。

增加與臭氧氣體、臭氧水、臭氧水霧對(duì)應(yīng)的應(yīng)用控制模塊，3個(gè)模塊可分別獨(dú)立使用，進(jìn)行臭氧氣體消毒，臭氧水消毒和臭氧水霧消毒，也可以同時(shí)復(fù)合在一個(gè)系統(tǒng)中，形成臭氧復(fù)合消毒。其中臭氧水消毒模塊主要應(yīng)用于產(chǎn)生可以用于消毒使用的臭氧水或者可以直接飲用的臭氧水；臭氧水霧消毒模塊主要應(yīng)用于果蔬農(nóng)藥殘留消毒。

實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物多樣化，能夠同時(shí)生成臭氧水、臭氧水霧、臭氧氣體，與傳統(tǒng)臭氧生成系統(tǒng)單一的氣體相比，擴(kuò)展該裝置使用范圍。

3 應(yīng)用結(jié)果測(cè)試

3.1 整個(gè)系統(tǒng)測(cè)試調(diào)試

新設(shè)計(jì)的臭氧生成模塊安裝前待檢測(cè)的主要模塊包括電壓輸入、振蕩電路、升壓電路以及放電系統(tǒng)。具體測(cè)試內(nèi)容有硬件功能和放電功能測(cè)試。

硬件調(diào)試。首先不上電檢查，查看印制線是否有斷線、毛刺；焊盤有否脫落；過(guò)孔是否有未金屬化現(xiàn)象等。用萬(wàn)用表檢查連線或接點(diǎn)通斷情況，電源線與地線是否短路。同時(shí)對(duì)所用到的元器件型號(hào)進(jìn)行核對(duì)。然后上電，確定電路板各個(gè)芯片是否正常工作，各點(diǎn)電壓是否符合設(shè)計(jì)要求。檢查電路中電源端電壓是否符合要求，固定電平的引腳端電平是否正確。在加電過(guò)程中還要時(shí)刻觀察芯片或器件是否含有過(guò)熱、冒煙等異常現(xiàn)象。如有異常應(yīng)馬上斷電重新進(jìn)行不上電檢查。

放電功能測(cè)試在上述硬件測(cè)試完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行。測(cè)試時(shí)，將檢測(cè)器電路板上電源輸入設(shè)定為12V。這時(shí)可以看到風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電源指示燈以及風(fēng)扇指示燈亮。

3.2 臭氧生成濃度測(cè)試

對(duì)利用本裝置產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行濃度測(cè)試，采用碘化鉀滴定法，對(duì)臭氧氣體取樣，再將碘化鉀溶液酸化，即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，以淀粉溶液為指示劑對(duì)游離碘進(jìn)行滴定，根據(jù)硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計(jì)算出臭氧濃度。

具體測(cè)量：取定量的20mL碘化鉀溶液，然后用350 mL蒸餾水稀釋。待臭氧生成系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，于氣體出口處取樣，待通入的氣體達(dá)到一定量時(shí)（本實(shí)驗(yàn)測(cè)定選取時(shí)間5min，大約通入氣體2000mL）馬上加入硫酸，用硫代硫酸鈉滴定。待生成黃色沉淀物后進(jìn)行淀粉滴定，直至沉淀消失。采用如下公式計(jì)算

臭氧濃度 = 硫代硫酸鈉體積數(shù)×硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度×臭氧氣體取樣氣體。

經(jīng)實(shí)測(cè)本裝置臭氧濃度達(dá)到5.3mg/L，大于3mg/L，符合標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)要求。

4 結(jié)論

在減小體積、降低能耗后，新設(shè)計(jì)系統(tǒng)所生成的臭氧濃度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并且具有雙電源供電模式可靈活選擇的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)輸出高電壓、小功耗的效果，PCB板面積為6.26cm×4.15cm，整個(gè)體積不大；采用尖端放電，將PCB板中間掏空放置電極，這樣的設(shè)計(jì)使裝置體積減小。臭氧生成模塊布局緊湊，臭氧的產(chǎn)生與主電路模塊分離，操作更便捷。

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篇7

關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù)；教學(xué)改革；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

作者簡(jiǎn)介：郭華（1977-），女，山西忻州人，西安交通大學(xué)城市學(xué)院電氣與信息工程系，講師；申忠如（1946-），男，陜西米脂人，西安交通大學(xué)城市學(xué)院電氣與信息工程系，教授。（陜西 西安 710018）

基金項(xiàng)目：本文系2011年西安交通大學(xué)城市學(xué)院第四批教改基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：110022）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）35-0147-02

模擬電子技術(shù)是電子類專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它課程內(nèi)容多，理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)，學(xué)習(xí)存在一定難度。這就要求教師在講授知識(shí)的過(guò)程中結(jié)合實(shí)踐教學(xué)方法，深化理論知識(shí)、進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。[1-5]

西安交通大學(xué)城市學(xué)院依據(jù)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的基本培養(yǎng)目標(biāo)構(gòu)建了實(shí)踐教學(xué)體系，針對(duì)模擬電子技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)可分為如下幾個(gè)層次：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)。在這種訓(xùn)練下，從主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主測(cè)試到自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)逐步激發(fā)學(xué)生的求知欲望、創(chuàng)新欲望，取得良好的教學(xué)效果。

一、突出“應(yīng)用型”特色是模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革的關(guān)鍵

根據(jù)獨(dú)立學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的特點(diǎn)，在專業(yè)教育上不能過(guò)分強(qiáng)調(diào)“寬口徑”，否則會(huì)造成學(xué)生“什么都學(xué)過(guò)，什么都不懂”；應(yīng)突出獨(dú)立學(xué)院“應(yīng)用型”特色，重點(diǎn)在實(shí)踐能力的提高。針對(duì)模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)訓(xùn)三個(gè)層次的培養(yǎng)模式，加強(qiáng)對(duì)模擬電子技術(shù)課程的掌握，使學(xué)生具備獲取知識(shí)的能力，學(xué)習(xí)必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)，能夠解釋現(xiàn)象、分析問(wèn)題，掌握學(xué)習(xí)方法，在需要進(jìn)一步深造時(shí)具備再學(xué)習(xí)的能力；具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從而更好地完成后續(xù)課程。[6]

1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證課本知識(shí)

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括與課本章節(jié)相關(guān)的8個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：雙蹤示波器使用、共射極放大電路性能測(cè)試等，旨在加強(qiáng)學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)基本知識(shí)的掌握，訓(xùn)練學(xué)生分析、設(shè)計(jì)與調(diào)試電路的基本方法。

教師結(jié)束課堂教學(xué)之后，根據(jù)理論內(nèi)容給出實(shí)驗(yàn)題目要求，提出預(yù)習(xí)問(wèn)題，要求學(xué)生通過(guò)查閱資料寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；然后按照實(shí)驗(yàn)教材給出基本電路及其工作原理，學(xué)生自己搭建電路、測(cè)試其性能指標(biāo)，驗(yàn)證理論知識(shí)的正確性；熟悉儀器設(shè)備的使用，學(xué)會(huì)利用儀器設(shè)備發(fā)現(xiàn)并找出電路的故障。

2.課程設(shè)計(jì)：培養(yǎng)動(dòng)手能力

課程設(shè)計(jì)是課堂教學(xué)和課程實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的綜合應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)。本項(xiàng)教學(xué)改革將模電課程設(shè)計(jì)分為兩部分，一是為彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足而進(jìn)行的仿真設(shè)計(jì)。仿真設(shè)計(jì)包括三個(gè)環(huán)節(jié)，首先進(jìn)行常用單元模塊電路仿真；然后結(jié)合課本知識(shí)，給定電路參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)；最后拓展內(nèi)容，對(duì)一些實(shí)際應(yīng)用廣泛的應(yīng)用電路仿真進(jìn)行學(xué)習(xí)。三個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生的要求層層遞進(jìn)，前兩個(gè)環(huán)節(jié)為“必做”，第三個(gè)環(huán)節(jié)為“選做”。

二是從設(shè)計(jì)、制版、焊接直至調(diào)試全過(guò)程的綜合設(shè)計(jì)制作選題。有兩個(gè)題目供學(xué)生選擇：MAX038函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)和音頻功率放大器的設(shè)計(jì)與調(diào)試。題目要求盡可能實(shí)用有趣。

3.綜合實(shí)訓(xùn)：提升綜合素質(zhì)

模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是綜合實(shí)訓(xùn)。這其中已經(jīng)不只是模擬電子技術(shù)一門課程，它將與數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用等課程綜合開發(fā)設(shè)計(jì)題目，訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。在訓(xùn)練方法上通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)三個(gè)步驟激發(fā)學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新意識(shí)。

（1）主動(dòng)學(xué)習(xí)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的基本功能和達(dá)到的指標(biāo)要求，學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)，確定自己的設(shè)計(jì)方案；利用軟件仿真電路，并通過(guò)調(diào)試確定適合的參數(shù)；寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。

（2）自主設(shè)計(jì)：根據(jù)軟件仿真電路搭建實(shí)際系統(tǒng)的硬件組件；完成系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)；進(jìn)行軟硬件調(diào)試，通過(guò)查找錯(cuò)誤、解決問(wèn)題，達(dá)到鍛煉提高的作用；測(cè)試系統(tǒng)的基本參數(shù)和功能。

（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)：完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)階指標(biāo)：如增加功能或提高指標(biāo)；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行最終測(cè)試，給出誤差分析；寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提交實(shí)驗(yàn)作品。

綜合實(shí)訓(xùn)使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程的選題、立項(xiàng)、方案論證、電路設(shè)計(jì)、裝配調(diào)試、系統(tǒng)測(cè)試、總結(jié)報(bào)告、文檔整理等全過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。

二、進(jìn)一步完善實(shí)踐教學(xué)體系

1.嚴(yán)格考核制度

要想使模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)順利地進(jìn)行下去，必須進(jìn)行嚴(yán)格的考核制度，以保證實(shí)踐教學(xué)的良好效果。

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)學(xué)生每次做實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)中的操作表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果分析，給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)，占模擬電子技術(shù)課程總成績(jī)的20%。模擬電子技術(shù)課程總成績(jī) = 70%的期末考試卷面成績(jī) + 20%的實(shí)驗(yàn)成績(jī) + 10%的平時(shí)成績(jī)。

（2）課程設(shè)計(jì)。完成課程設(shè)計(jì)中常用單元模塊電路仿真，成績(jī)?yōu)椤凹案瘛?；完成課程設(shè)計(jì)中常用單元模塊電路和規(guī)定電路的仿真設(shè)計(jì)，成績(jī)?yōu)椤爸械取?；完成課程設(shè)計(jì)中全部軟件仿真設(shè)計(jì)，成績(jī)?yōu)椤傲己谩?；完成課程設(shè)計(jì)中全部軟件仿真設(shè)計(jì)和一個(gè)綜合設(shè)計(jì)制作選題，成績(jī)?yōu)椤皟?yōu)秀”。

2.完善實(shí)踐教學(xué)體系的配套工作

除上述改革措施外，為進(jìn)一步完善實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)的投入是必要條件；編寫相應(yīng)教材，加強(qiáng)較適合學(xué)生之間的交流也十分重要。已經(jīng)完成或正在進(jìn)行的工作如下：

（1）吸取經(jīng)典教材的寶貴經(jīng)驗(yàn)和新的教學(xué)理念，結(jié)合獨(dú)立學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及本院課程設(shè)置和課程大綱的要求，編寫適用于應(yīng)用型本科的教材——《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》[7]以及配套的實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。

（2）開設(shè)電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證考試（EDP），為學(xué)生就業(yè)增加砝碼；指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生專業(yè)競(jìng)賽等，促進(jìn)“因材施教的個(gè)性化培養(yǎng)”。

（3）建立了模擬電子技術(shù)課程與實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)了指導(dǎo)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)，拓寬了主動(dòng)學(xué)習(xí)的空間。

三、結(jié)論

經(jīng)過(guò)3年的試點(diǎn)，模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的改革、探索和實(shí)施取得良好的效果。課程基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了有效融合，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，動(dòng)手能力增強(qiáng)了；科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思維、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟得到了訓(xùn)練；分析數(shù)據(jù)、討論誤差、撰寫報(bào)告的能力得到提高；符合因材施教培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求。實(shí)踐證明：通過(guò)良好的訓(xùn)練，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文寫作的完成質(zhì)量明顯提高；我院自2009年第一次參加全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽以來(lái)，除2011年獲得1個(gè)三等獎(jiǎng)外，每年都有1項(xiàng)一等獎(jiǎng)。教學(xué)改革需要長(zhǎng)期、系統(tǒng)地工作，還要繼續(xù)努力，培養(yǎng)更加優(yōu)秀的專業(yè)人才。

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篇8

關(guān)鍵詞：物質(zhì)導(dǎo)電性；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；應(yīng)用價(jià)值

在中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，現(xiàn)有的物質(zhì)導(dǎo)電性教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，都是從實(shí)驗(yàn)的安全性考慮，采用的是36V以下電壓。由于實(shí)驗(yàn)電壓太低，電流過(guò)弱，實(shí)驗(yàn)的效果很不理想。例如，用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)法檢測(cè)天然水的導(dǎo)電性，甚至無(wú)法檢測(cè)弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性，如二氧化碳水溶液的導(dǎo)電性。由于該實(shí)驗(yàn)裝置在設(shè)計(jì)上無(wú)法彌補(bǔ)的缺陷，使得一些原本導(dǎo)電的弱電解質(zhì)無(wú)法顯示導(dǎo)電能力成為“非電解質(zhì)”，一些常見(jiàn)的導(dǎo)體(如人體的皮膚，潮濕的木棒)變成了“絕緣體”，給教學(xué)留下了不小的遺憾。針對(duì)上述試驗(yàn)裝置存在的電壓低、電流弱的缺陷，我們?cè)O(shè)計(jì)出一種用220V電源電壓供電的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置原理科學(xué)，外形美觀，操作簡(jiǎn)單，使用方便，可視性強(qiáng)，可用于教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果顯著。現(xiàn)將物質(zhì)導(dǎo)電性創(chuàng)新試驗(yàn)裝置的電路原理、設(shè)計(jì)與制作、功能和用途以及使用方法等作一介紹。

一、實(shí)驗(yàn)裝置原理

圖1是我們最初設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置電路實(shí)物圖。利用一副電極棒可以進(jìn)行物質(zhì)導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的原理是：電極插座與電燈串聯(lián)，電極插頭插入電極插座孔，當(dāng)二電極與被測(cè)試物質(zhì)接觸，指示燈亮，則說(shuō)明電路通路，被測(cè)試物質(zhì)導(dǎo)電；指示燈不亮，則說(shuō)明電路不通，被測(cè)試物質(zhì)不導(dǎo)電。圖1

二、實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)、制作

1.對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的思考我們用圖1的實(shí)驗(yàn)電路對(duì)天然水、食鹽水、稀硫酸、氫氧化鈉、無(wú)水酒精、稀氨水、濃氨水等物質(zhì)進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。將待測(cè)試的物質(zhì)放在燒杯中逐一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖2所示)。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)存在如下兩方面的問(wèn)題。(1)由于實(shí)驗(yàn)采用的是220V的電壓，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不小心觸碰電極或接觸導(dǎo)電的測(cè)試液都會(huì)發(fā)生觸電，故試驗(yàn)中有觸電的危險(xiǎn)。(2)由于實(shí)驗(yàn)燒杯是臨時(shí)實(shí)驗(yàn)容器，實(shí)驗(yàn)時(shí)電極浸入燒杯的液體中，每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)完成后都要清洗電極和燒杯，操作麻煩、費(fèi)時(shí)。2.問(wèn)題的解決方案針對(duì)問(wèn)題1(實(shí)驗(yàn)中有觸電的危險(xiǎn))，我們有如下的兩種解決方案。(1)方案一在電路中設(shè)置一個(gè)漏電斷路器。在零線和火線上設(shè)置一個(gè)雙擲開關(guān)(閘刀開關(guān))如圖3所示，我們?cè)陔娐返姆娇?的位置設(shè)置漏電斷路器，在方框2的位置設(shè)置雙擲開關(guān)。這樣可避免在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因不小心或操作不當(dāng)而發(fā)生的觸電事故。根據(jù)圖3的實(shí)物電路，我們?cè)O(shè)計(jì)并制作出如圖4所示的物質(zhì)導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)裝置A。該裝置A呈長(zhǎng)方體(設(shè)計(jì)長(zhǎng)24cm，寬18cm，高9cm)，電路元件布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，裝置外形美觀。(2)方案二另一種防止實(shí)驗(yàn)觸電的方案是在電路中安裝一隔離變壓器。只要將圖4導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)裝置A中安裝的斷路器用隔離變壓器替代即可。這一方案簡(jiǎn)單易行，不失為一種好的選擇方案。針對(duì)問(wèn)題2(每一次實(shí)驗(yàn)后都要清洗電極，操作麻煩，費(fèi)時(shí)太多)，我們?cè)O(shè)計(jì)如下的解決方案：一是將電極倒置；二是在盛測(cè)試液體的試驗(yàn)容器底部設(shè)置一個(gè)排液孔；三是倒置的電極和盛測(cè)試液體的實(shí)驗(yàn)容器為兩個(gè)部件，兩個(gè)部件裝配在一起構(gòu)成一個(gè)整體使用。利用上述方案，我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了如圖6所示的液體導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)容器。在做液體導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電極插頭插入實(shí)驗(yàn)裝置A的電極插座孔中，進(jìn)行裝置連接?，F(xiàn)在我們用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的液體導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)容器測(cè)試液體的導(dǎo)電性，再將用該裝置的實(shí)驗(yàn)操作方法與改進(jìn)前的實(shí)驗(yàn)操作來(lái)進(jìn)行對(duì)比分析。改進(jìn)前(如圖5所示)，在做液體導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)時(shí)，燒杯是臨時(shí)容器(待測(cè)試的液體放在燒杯中)，每做完一個(gè)測(cè)試都要清洗一次電極和燒杯，操作麻煩，耗時(shí)多。改進(jìn)后的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)裝置B(如圖6所示)，電極與實(shí)驗(yàn)容器組合在一起，每完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，打開排液閥，廢液由試驗(yàn)容器下端排液孔直接排入廢液缸，電極用純凈水清洗2~3遍，清洗后的液體由排液孔排入廢液缸，接著就可以進(jìn)行下一項(xiàng)試驗(yàn)。與原來(lái)實(shí)驗(yàn)方法比較，操作非常方便，大大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。因此，我們對(duì)物質(zhì)導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)后，不僅解決了實(shí)驗(yàn)操作的安全問(wèn)題，也解決了實(shí)驗(yàn)時(shí)清洗電極操作麻煩、費(fèi)時(shí)太多的實(shí)際問(wèn)題，明顯地提高了課堂教學(xué)效率。最后，制作一副帶插頭的電極棒，一個(gè)固定實(shí)驗(yàn)容器的鐵夾和鐵桿(如圖7、圖8所示)，便于完成整個(gè)物質(zhì)導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)裝置的制作。利用該裝置，可以進(jìn)行固體物質(zhì)和液體物質(zhì)的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。

三、實(shí)驗(yàn)裝置的特殊用途：顯示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程

我們將實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)容器用做反應(yīng)容器，當(dāng)一個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)液體的導(dǎo)電性變化，即指示燈的明暗程度變化，可以判斷化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程。例如，足量二氧化碳與澄清石灰水的反應(yīng)。如圖9所示，二氧化碳慢慢通入澄清石灰水中，起初發(fā)生的反應(yīng)是：在反應(yīng)過(guò)程中我們觀察到2個(gè)現(xiàn)象：一是澄清的石灰水變渾濁，然后渾濁的液體又慢慢變清；二是指示燈由亮變暗直至熄滅，然后又開始慢慢變亮。顯然，從現(xiàn)象一我們無(wú)法準(zhǔn)確判斷上述第一個(gè)反應(yīng)在什么時(shí)刻完成。因?yàn)槿庋蹮o(wú)法準(zhǔn)確判斷什么時(shí)候液體的渾濁度最大。而根據(jù)現(xiàn)象二可知，燈熄滅的這一瞬間正是第一個(gè)反應(yīng)完成的時(shí)刻，也是后一個(gè)反應(yīng)發(fā)生的時(shí)刻。上述反應(yīng)過(guò)程液體的導(dǎo)電能力與通入二氧化碳量的關(guān)系可用圖像直觀表示(如圖10所示)，該圖像曲線底部最低處表示第一個(gè)反應(yīng)的結(jié)束，第二個(gè)反應(yīng)的開始；曲線平直部分表示第二個(gè)反應(yīng)結(jié)束。圖9圖10因而，利用物質(zhì)導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)液體的導(dǎo)電能力變化，即指示燈的明暗程度變化，可以顯示化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程。運(yùn)用的又一個(gè)實(shí)例是硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的導(dǎo)電現(xiàn)象(圖像同圖10)。CuSO4+Ba(OH)2=Cu(OH)2+BaSO4指示燈由亮變暗直至熄滅，指示燈熄滅的一瞬間，反應(yīng)正好結(jié)束。

四、實(shí)驗(yàn)裝置在科學(xué)探究中的運(yùn)用

本實(shí)驗(yàn)裝置可用于科學(xué)探究，例如：電流對(duì)(水生)動(dòng)植物生長(zhǎng)影響探究、魚類抗擊電流能力探究、電流對(duì)種子性狀改變探究。實(shí)驗(yàn)時(shí)將選擇的實(shí)驗(yàn)材料放入圖11所示實(shí)驗(yàn)容器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖11在實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇向水中加入適量的電解質(zhì)、調(diào)整電極間的距離及換用不同功率的燈泡等方法控制電流大小。實(shí)驗(yàn)時(shí)我們還可以在電路中串聯(lián)一靈敏電流計(jì)，用于測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)所控制的電流值，以便定量的分析電流大小對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響。

五、結(jié)束語(yǔ)

篇9

電子實(shí)習(xí)教學(xué)的改革措施

目前在電子實(shí)習(xí)中，陸續(xù)采用并運(yùn)用于實(shí)踐教學(xué)，獲得良好教學(xué)效果的經(jīng)典教學(xué)案例有：可調(diào)式串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的原理、焊接與調(diào)試；簡(jiǎn)單收音機(jī)電路的原理、焊接與調(diào)試；自動(dòng)水龍頭控制電路的原理、焊接與調(diào)試；聲光控節(jié)電開關(guān)電路的原理、焊接與調(diào)試；多功能數(shù)字液晶顯示萬(wàn)用表的原理、焊接與調(diào)試；基于PT2262和PT2272數(shù)字編譯碼芯片的遙控發(fā)射接收電路的原理、焊接與調(diào)試等。學(xué)生“學(xué)練試創(chuàng)”，老師引導(dǎo)啟發(fā)的教學(xué)模式。根據(jù)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)過(guò)程，我們大致將整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程分為學(xué)、練、試、創(chuàng)四個(gè)不同階段。針對(duì)這四個(gè)階段的特點(diǎn)，實(shí)習(xí)教師相應(yīng)的調(diào)整教學(xué)重心和方式。學(xué)，主要是知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。這個(gè)階段教師側(cè)重于激發(fā)學(xué)生的興趣和愛(ài)好，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。練，主要是知識(shí)的消化和吸收，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題的能力。這個(gè)階段老師注意重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生掌握電路模塊的調(diào)試和故障診斷。試，主要是知識(shí)的運(yùn)用和發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)階段老師要引導(dǎo)學(xué)生掌握和理解關(guān)鍵電路模塊的基本原理、調(diào)試和排除故障。創(chuàng)，是實(shí)習(xí)的最后一個(gè)階段，相比于前三個(gè)階段，這個(gè)階段對(duì)能力培養(yǎng)的要求更高。通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、交流溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

這個(gè)階段，實(shí)習(xí)老師注重和強(qiáng)調(diào)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中的表現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和潛能，并通過(guò)最后的答辯環(huán)節(jié)評(píng)定和考核項(xiàng)目實(shí)施中團(tuán)隊(duì)成員的表現(xiàn)。利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和多媒體技術(shù)，改進(jìn)教學(xué)手段和方法。常用電子儀器儀表的使用、電子元器件辨識(shí)與檢測(cè)等內(nèi)容主要依靠實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師在實(shí)訓(xùn)室里通過(guò)黑板教學(xué)講解和實(shí)物操作演示，而焊接工具與焊接練習(xí)、電子產(chǎn)品的電路原理及焊接調(diào)試等實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容則通過(guò)面對(duì)面、手把手的指導(dǎo)，讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作。隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，借助網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，在教學(xué)改革中，我們制作了實(shí)習(xí)教學(xué)多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)課程包，努力建設(shè)電子實(shí)習(xí)精品課程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資料網(wǎng)絡(luò)共享，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。運(yùn)用圖像、文字和視頻相結(jié)合的多媒體手段，以豐富生動(dòng)的教學(xué)形式激發(fā)學(xué)生的興趣；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源共享和網(wǎng)上師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，來(lái)幫助學(xué)生有效便捷地預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容和獲取教學(xué)資源，拓寬教師和學(xué)生交流互動(dòng)的渠道，從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果?；A(chǔ)與提高并重，個(gè)人與團(tuán)隊(duì)兼顧，綜合考核學(xué)生。

為了更好評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合能力，需建立較為科學(xué)全面的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)學(xué)生電子實(shí)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行考核。根據(jù)實(shí)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)安排，我們把整個(gè)電子實(shí)習(xí)內(nèi)容的安排劃分為四部分：基礎(chǔ)、提高、設(shè)計(jì)和答辯。因此，學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)定也就綜合了這四部分：基礎(chǔ)部分（占30％），主要是培養(yǎng)學(xué)生個(gè)人的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)和基本技能訓(xùn)練。包括了解和掌握常用元器件的分類、規(guī)格、型號(hào)、辨識(shí)方法及選用原則等；掌握常用電子儀器儀表的工作原理、性能指標(biāo)和使用方法；構(gòu)思并在萬(wàn)用板上焊接一個(gè)具有獨(dú)特個(gè)性的LOGO，作為自己電子作品的標(biāo)志；直流穩(wěn)壓電路的焊接、調(diào)試及測(cè)量等。提高部分（占30％），安排一些較為復(fù)雜電路模塊的原理、焊接、調(diào)試等作為實(shí)習(xí)的提高內(nèi)容，主要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)的設(shè)計(jì)階段打下基礎(chǔ)，包括雙晶體管振蕩電路、小型繼電器控制電路、遙控發(fā)射接收測(cè)試電路的焊接與調(diào)試等內(nèi)容。設(shè)計(jì)部分（占30％），在這個(gè)階段，學(xué)生4或5人一組，自由組成團(tuán)隊(duì)，自主選擇實(shí)習(xí)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，分工協(xié)作，共同努力，自主設(shè)計(jì)，獨(dú)立調(diào)試，提交作品及設(shè)計(jì)報(bào)告，以團(tuán)隊(duì)的形式完成項(xiàng)目。答辯部分（占10％），最后團(tuán)隊(duì)推選一名成員，進(jìn)行項(xiàng)目完成情況的陳述答辯。

改革后的教學(xué)效果

篇10

關(guān)鍵詞城市軌道交通；信號(hào)系統(tǒng)；倒切電路；軌旁設(shè)備；分時(shí)復(fù)用

我國(guó)各個(gè)城市規(guī)模不同，導(dǎo)致規(guī)劃的城市軌道交通線路長(zhǎng)短不一。為減少城市軌道交通建設(shè)對(duì)市民出行的影響，部分城市針對(duì)長(zhǎng)線路的處理方法是將一條長(zhǎng)線路劃分為若干子線路進(jìn)行分期開通。一旦線路分期開通，就會(huì)面臨先期開通工程和后期開通工程的線路貫通及系統(tǒng)貫通問(wèn)題。武漢地鐵4號(hào)線一期工程自武漢火車站站至武昌火車站站，2013年12月開通運(yùn)營(yíng)，共設(shè)信號(hào)設(shè)備集中站6座；二期工程自武昌火車站站至黃金口站，2014年12月開通運(yùn)營(yíng)，共設(shè)信號(hào)設(shè)備集中站5座。武昌火車站站為4號(hào)線一、二期工程的銜接站。武漢地鐵4號(hào)線線路圖如圖1所示。圖1武漢地鐵4號(hào)線線路圖在4號(hào)線一期線路信號(hào)系統(tǒng)中，將武昌火車站站設(shè)置為信號(hào)聯(lián)鎖集中站，其控制區(qū)域?yàn)槲洳疖囌菊竞兔吩沸^(qū)站；當(dāng)一、二期線路貫通后，武昌火車站站作為信號(hào)設(shè)備非集中站，其室內(nèi)的集中站信號(hào)設(shè)備被拆除，武昌火車站站和梅苑小區(qū)站室外的信號(hào)設(shè)備由首義路集中站進(jìn)行控制。在一、二期線路貫通調(diào)試期間，調(diào)試時(shí)段原一期線路武昌火車站站控制區(qū)的室外設(shè)備如轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)、計(jì)軸等由首義路控制區(qū)進(jìn)行控制，而運(yùn)營(yíng)時(shí)段這些室外設(shè)備由武昌火車站集中站進(jìn)行控制，因此武昌火車站站和梅苑小區(qū)站的室外設(shè)備面臨不同時(shí)段由2個(gè)集中站分別進(jìn)行控制的情況。調(diào)試期間室外信號(hào)設(shè)備在2個(gè)不同的集中站之間頻繁倒切，涉及到倒切的快速性及可靠性問(wèn)題。常見(jiàn)的信號(hào)系統(tǒng)倒切方式為：調(diào)試前，人工在原有系統(tǒng)分線盤上將室外設(shè)備的室外電纜斷開，然后將室外設(shè)備的電纜接入新系統(tǒng)的分線盤，實(shí)現(xiàn)新系統(tǒng)對(duì)室外設(shè)備的控制；調(diào)試結(jié)束后，將室外線纜接回既有分線盤恢復(fù)與原系統(tǒng)的連接。該倒切方式存在倒切速度慢、容易出錯(cuò)、效率低下等缺點(diǎn)。本文介紹一種快速、便捷、準(zhǔn)確率較高的倒切方式，其在武漢地鐵4號(hào)線一期工程和二期工程的貫通調(diào)試中獲得了較好的倒切效果。

1轉(zhuǎn)極電路及表示電路的設(shè)計(jì)

雙穩(wěn)態(tài)繼電器具有2個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，切斷繼電器勵(lì)磁電路的電源，繼電器接點(diǎn)的狀態(tài)不會(huì)改變。雙穩(wěn)態(tài)繼電器分為單線圈和雙線圈雙種，本文案例中采用雙線圈雙穩(wěn)態(tài)繼電器。在雙線圈雙穩(wěn)態(tài)繼電器中，當(dāng)給一個(gè)線圈供電時(shí)，繼電器處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)給另一個(gè)線圈供電時(shí)，繼電器返回到斷開狀態(tài)。在倒切電路中設(shè)計(jì)了新、舊信號(hào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換確認(rèn)開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)。轉(zhuǎn)換確認(rèn)開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作原理圖如圖2所示。其中，轉(zhuǎn)換確認(rèn)開關(guān)用于確認(rèn)是否需要轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換開關(guān)用于選擇雙穩(wěn)態(tài)繼電器的供電線圈。當(dāng)設(shè)備需要轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換確認(rèn)開關(guān)擰至確認(rèn)位置，轉(zhuǎn)換開關(guān)擰至相應(yīng)的位置選擇雙穩(wěn)態(tài)繼電器線圈，電路導(dǎo)通給雙穩(wěn)態(tài)繼電器的線圈供電；當(dāng)轉(zhuǎn)換過(guò)程結(jié)束，斷開轉(zhuǎn)換確認(rèn)開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)保持不變），切斷雙穩(wěn)態(tài)繼電器線圈的電源。雙穩(wěn)態(tài)繼電器轉(zhuǎn)極需要改變供電的勵(lì)磁線圈，因此設(shè)置新、舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開關(guān)來(lái)改變雙穩(wěn)態(tài)繼電器的線圈供電，從而改變雙穩(wěn)態(tài)繼電器動(dòng)作接點(diǎn)的極性。將雙穩(wěn)態(tài)繼電器的前后接點(diǎn)分別與新、舊信號(hào)系統(tǒng)指示燈進(jìn)行連接，可以清晰地顯示目前是哪個(gè)信號(hào)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。

2倒切電路的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)倒切電路的目的，是為了2個(gè)集中站的信號(hào)系統(tǒng)分時(shí)復(fù)用室外信號(hào)設(shè)備，保證任何時(shí)刻只有1套室內(nèi)信號(hào)系統(tǒng)控制室外設(shè)備，不會(huì)出現(xiàn)2套信號(hào)系統(tǒng)同時(shí)控制室外設(shè)備的情況。倒切開關(guān)繼電器的接點(diǎn)與組合柜及分線柜的連接如圖3所示，雙穩(wěn)態(tài)繼電器的上接點(diǎn)、下接點(diǎn)分別與室內(nèi)新、舊系統(tǒng)組合柜上相應(yīng)設(shè)備連接線連接，中接點(diǎn)連接到分線柜上，從而與室外的計(jì)軸、轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)等信號(hào)設(shè)備電纜相連接。當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)繼電器的線圈1和線圈2分別勵(lì)磁，繼電器的中接點(diǎn)和前接點(diǎn)、后接點(diǎn)分別導(dǎo)通，共用室外設(shè)備的室外電纜分別連接至既有信號(hào)系統(tǒng)、新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)。該倒切電路操作簡(jiǎn)單，能簡(jiǎn)潔有效地將一期信號(hào)系統(tǒng)和二期信號(hào)系統(tǒng)對(duì)室外公用信號(hào)設(shè)備的控制權(quán)進(jìn)行快速倒切。為確保信號(hào)系統(tǒng)倒切安全，采用雙穩(wěn)態(tài)繼電器N.S1-B-24-4.16.4。該繼電器在低要求模式下的平均失效概率大于10-5且小于10-4，在高要求或連續(xù)操作模式下每小時(shí)危險(xiǎn)失效概率大于10-9且小于10-8，因而達(dá)到SIL4安全等級(jí)要求。同時(shí)，轉(zhuǎn)換確認(rèn)開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)鑰匙分別由具有不同操作權(quán)限的人員管理，只有當(dāng)不同操作權(quán)限的人員均在場(chǎng)的情況下，才能實(shí)施新舊信號(hào)系統(tǒng)的倒切。

3結(jié)語(yǔ)

采用滿足SIL4安全級(jí)別的雙穩(wěn)態(tài)繼電器所設(shè)計(jì)的倒切電路已成功應(yīng)用于武漢地鐵4號(hào)線一、二期信號(hào)系統(tǒng)的貫通調(diào)試，并在調(diào)試過(guò)程中表現(xiàn)出安全性高、操作簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)。該倒切電路提高了新、舊系統(tǒng)的倒切效率，有效降低了倒切錯(cuò)誤率。

參考文獻(xiàn)

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