導(dǎo)語(yǔ)：電工電子綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：設(shè)計(jì)并制作多功能電工電子綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。設(shè)計(jì)時(shí)考慮該院各專業(yè)的電類基礎(chǔ)課程知識(shí)的綜合運(yùn)用。它不僅可以做一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而且可以做設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。滿足不同層次的需要。應(yīng)用二維碼技術(shù)，可以讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，由易到難，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自己設(shè)計(jì)電路來(lái)完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：電工電子；平臺(tái)；設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)

新疆工程學(xué)院電工、模電、數(shù)電實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用的是上海上益WBK—530A，該設(shè)備可以完成以上四門課程的實(shí)踐教學(xué)，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)種類比較單一，大多是一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，綜合性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)較少，現(xiàn)階段應(yīng)用型本科課程改革勢(shì)在必行，該設(shè)備已經(jīng)不能完全滿足應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)任務(wù)。針對(duì)目前存在的問(wèn)題，為了適應(yīng)應(yīng)用型本科的發(fā)展，以及滿足本學(xué)院的實(shí)踐教學(xué)需求，需要開發(fā)一臺(tái)多功能電工電子綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，并與二維碼技術(shù)相結(jié)合突破傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式，找到一條適合本學(xué)院老師和學(xué)生的應(yīng)用型本科實(shí)踐教學(xué)道路。

1實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)的電工電子綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)箱由簡(jiǎn)易儀器儀表和實(shí)驗(yàn)電路兩大部分組成，簡(jiǎn)易儀器儀表區(qū)有函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器等儀表構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)電路區(qū)有數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)區(qū)、模擬電路實(shí)驗(yàn)區(qū)、電路實(shí)驗(yàn)區(qū)以及綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)（面包板區(qū)）四部分構(gòu)成，圖1是實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)圖。邏輯門電路的測(cè)試、組合邏輯電路的測(cè)試以及時(shí)序邏輯電路的測(cè)試都屬于數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)區(qū)，模擬電路區(qū)包含二極管的運(yùn)用電路、三極管的應(yīng)用電路，各種放大電路，信號(hào)產(chǎn)生、運(yùn)算、處理電路，以及穩(wěn)壓電源電路。電路分析區(qū)包含各種基本定理的驗(yàn)證，以及電路測(cè)試。簡(jiǎn)易儀器儀表區(qū)包含實(shí)驗(yàn)中所需的各種儀表。由面包板組成的綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)，其中配備各類綜合、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)所需的元器件存放在元器件收納區(qū)。開發(fā)實(shí)驗(yàn)、電路、數(shù)字電路、模擬電路區(qū)完成相關(guān)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)（面包板區(qū)）完成綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，開發(fā)5～10個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

1.2設(shè)計(jì)方法

綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)了四種常用儀器，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、電流表、電壓表和示波器是常用的測(cè)量?jī)x器儀表。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的各種波形，如方波、正弦波和三角波。示波器帶寬為100MHz，電壓表測(cè)量范圍為0～20V。為提高實(shí)驗(yàn)箱有限空間的利用率，數(shù)字電路區(qū)除設(shè)計(jì)數(shù)字電路基本的實(shí)驗(yàn)電路外，還預(yù)留鎖緊座與面包板。學(xué)生可根據(jù)自身的興趣點(diǎn)加配不同的器件就可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與結(jié)果測(cè)試。每個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的功能都不同，沒(méi)有電氣連接，當(dāng)某一區(qū)域的電路發(fā)生故障時(shí)，僅需取出該部分的電路板進(jìn)行維修，其他區(qū)域?qū)嶒?yàn)可以正常進(jìn)行，不會(huì)因設(shè)備問(wèn)題而影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。將數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)區(qū)、模擬電路實(shí)驗(yàn)區(qū)、電路實(shí)驗(yàn)區(qū)的實(shí)驗(yàn)所需的元器件焊接在PCB板上，安裝在實(shí)驗(yàn)操作面板上，PCB板用Protel軟件繪制原理圖，這樣就可將電路的構(gòu)成很直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)板上設(shè)置關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)，供實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)試用。每門課依據(jù)課程大綱的要求，可以設(shè)計(jì)3～5個(gè)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)。給出設(shè)計(jì)要求，不給實(shí)驗(yàn)框圖和設(shè)計(jì)電路，學(xué)生根據(jù)要求設(shè)計(jì)電路，實(shí)驗(yàn)箱給出實(shí)驗(yàn)所需的元器件，在綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)可以搭建設(shè)計(jì)的電路，測(cè)試最后是否能滿足設(shè)計(jì)要求。如果有問(wèn)題可以隨時(shí)修改。錄制并上傳相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻，采用二維碼技術(shù)，學(xué)生掃碼就可以觀看。

2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2.1電路元件伏安特性的測(cè)量實(shí)驗(yàn)

2.1.1實(shí)驗(yàn)原理1）通過(guò)電壓表、電流表去測(cè)定獨(dú)立電源及電阻元件的伏安特性，稱為伏安測(cè)量法。伏安表法測(cè)試原理簡(jiǎn)單易懂，測(cè)量使用的儀器儀表簡(jiǎn)單方便。2）線性電阻元件的特性即歐姆定律，在坐標(biāo)平面上畫出該元件兩端的電壓U與流過(guò)元件的電流I，畫出的曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。2.1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）測(cè)定實(shí)際電源的伏安特性。如圖2所示接線。實(shí)驗(yàn)中實(shí)際電源用一臺(tái)直流穩(wěn)壓電源Us串聯(lián)電阻Rs來(lái)模擬。接線前調(diào)穩(wěn)壓電源Us=10V。改變R數(shù)值分別是900Ω、800Ω、700Ω、500Ω、300Ω、200Ω、100，記錄相應(yīng)的電壓值與電流值。2）測(cè)定線性電阻的伏安特性。改變直流穩(wěn)壓電源的電壓Us，分別是0V、2V、4V、6V、8V、10V，測(cè)定相應(yīng)的電流值和電壓值并記錄。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上按比例繪出伏安特性曲線。

2.2光控路燈的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

光控路燈電路由555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，與一個(gè)繼電器、一個(gè)光敏電阻、一個(gè)燈泡、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一個(gè)開關(guān)、二個(gè)發(fā)光二極管、三個(gè)電阻、三個(gè)電容共同構(gòu)成。因?yàn)橄肜霉庹詹煌瑢?dǎo)致大致思路是：路燈是否發(fā)光決定用光敏電阻白天晚上阻值大小不同配合繼電器來(lái)控制路燈是否亮燈。白天光敏電阻器受光照射而呈低阻狀態(tài)，555定時(shí)器3腳輸出低電平，使繼電器K釋放，其常閉觸點(diǎn)斷開，燈不亮。當(dāng)夜幕降臨時(shí)，光敏電阻器高阻，555定時(shí)器3腳輸出高電平。繼電器吸合，其常閉觸電閉合，燈亮。圖3所示為設(shè)計(jì)的電路圖：通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)（面包板區(qū)）搭建電路，并測(cè)試電路是否完成設(shè)計(jì)功能。

3結(jié)語(yǔ)

多功能電工電子綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)補(bǔ)充了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足，滿足了課程改革的需要，滿足了人才培養(yǎng)的需求，提升了老師的綜合素質(zhì)，鍛練了學(xué)生的動(dòng)手能力。將二維碼技術(shù)引用到實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生通過(guò)手機(jī)終端掃描二維碼，就可以通過(guò)手機(jī)看到實(shí)驗(yàn)相關(guān)的圖片、視頻，可以預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)可以自主學(xué)習(xí)，激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，同一小組同學(xué)一同學(xué)習(xí)，通過(guò)討論、探索，提高了團(tuán)隊(duì)合作精神。這種方法突破了原有的教學(xué)方法，把電類基礎(chǔ)課程都應(yīng)用在實(shí)踐中，提升了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

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作者：蘭鴿 任甜甜 張慧娥 單位：新疆工程學(xué)院