2010年四川省電子設(shè)計(jì)競賽題目(ABCD題)

1、簡易數(shù)字式電阻、電容和電感測量儀（A題）（本?？乒灿茫┮?、 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作數(shù)字式電阻、電容、電感、品質(zhì)因素和損耗系數(shù)測量儀。二、要求1 基本要求（1）測量電阻范圍：100W1MW，測量精度：；（2）測量電容范圍：100pF10000 pF，測量精度：；（3）測量電感范圍：100mH10mH，測量精度： ；（4）使用鍵來設(shè)置測量的種類和單位，并顯示；（5）自制電源。2. 發(fā)揮部分（1）進(jìn)一步擴(kuò)展量程，并提高測量精度。. 測量電阻范圍：10W10MW，測量精度：；. 測量電容范圍：50pF10mF，測量精度：；. 測量電感范圍：50mH1H，測量精度： ；（2）測量電感的品質(zhì)因素Q，測量范圍：1.

2、0999.9，測量精度：；（3）測量電容的損耗系數(shù)D，測量范圍：0.0019.999，測量精度：；（4）測試頻點(diǎn)：100Hz，1kHz，10kHz；（5）其它（如進(jìn)一步擴(kuò)展量程和提高精度，自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換等）。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分設(shè)計(jì)報(bào)告（本科30分）（高職高專10分）報(bào)告內(nèi)容：(1) 方案比較、設(shè)計(jì)與論證；(2) 理論分析與計(jì)算；(3) 電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件；(4) 測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析?；疽螅?0分）電阻測量12電容測量12電感測量12鍵設(shè)置測量種類，單位8自制電源6發(fā)揮部分（50分）進(jìn)一步擴(kuò)展量程和提高精度15測量電感的品質(zhì)因素12測量電容的損耗系數(shù)12測試頻點(diǎn)

3、3其它8四、說明在賽區(qū)測試時(shí)，各測試結(jié)果以成品數(shù)字電橋（型號(hào)：TH2811D）為標(biāo)準(zhǔn)。受控正弦信號(hào)發(fā)生器（B題）（本專科共用）一、任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作二線式電流型電阻變送器控制的正弦信號(hào)發(fā)生器。變送器的輸入為電阻量，輸出為電流量，信號(hào)發(fā)生部分的輸入為電流量，輸出為正弦信號(hào)，如圖1所示。電源420mA24V正弦信號(hào)發(fā)生器+-電源與電壓采集信號(hào)調(diào)理電流變送可調(diào)電阻二線式電流變送器信號(hào)發(fā)生部分圖1二線式電流型變送器控制的信號(hào)發(fā)生器二、要求1基本要求（1）設(shè)計(jì)制作二線式電流型變送器控制的正弦信號(hào)發(fā)生器，1000W2000W對應(yīng)的電流輸出為420mA，變換精度優(yōu)于1%，變換非線性度優(yōu)于2%，輸出傳輸線的長度

4、不小于1m。信號(hào)發(fā)生部分要求能夠?qū)⑤斎腚娏髁哭D(zhuǎn)換成電阻量并采用數(shù)碼顯示，顯示分辨率為1W；（2）設(shè)計(jì)并制作正弦信號(hào)發(fā)生器，當(dāng)輸入的可調(diào)電阻值大于1500W時(shí)，信號(hào)發(fā)生器輸出一固定頻率的正弦信號(hào)，電阻值低于該值時(shí)信號(hào)發(fā)生器停止工作;（3）設(shè)計(jì)并制作變送器和信號(hào)發(fā)生部分所需的電源。2發(fā)揮部分 設(shè)計(jì)制作正弦信號(hào)發(fā)生器，其輸出正弦信號(hào)的頻率與變送器變送的輸入可調(diào)電阻值有關(guān)。當(dāng)變送器端輸入的可調(diào)電阻值在1000W2000W之間變化時(shí)，輸出的相應(yīng)正弦信號(hào)的頻率在1000kHz2000kHz之間變化，并顯示其頻率值。輸出信號(hào)無明顯失真，輸出頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10-4；(注：要求不能采用專用變送器或電流轉(zhuǎn)換器芯片

5、)（1） 頻率變換精度優(yōu)于0.5%，顯示輸出的頻率值，顯示分辨率為100Hz；（2） 變換非線性度優(yōu)于1%；（3） 輸出電壓幅度：在50W負(fù)載電阻上的電壓峰峰值Vopp 5V;（4） 其它。三、說明1測量精度按貝塞爾公式計(jì)算；2非線性度計(jì)算公式為：非線性度最大誤差¸(滿度零度)´100%；例：非線性度最大誤差¸(51) ´100%3輸出頻率穩(wěn)定度在設(shè)計(jì)中說明，不作測試；4. 發(fā)揮部分中的“其它”是指與題目密切相關(guān)的，題目中沒有要求的發(fā)揮功能。四、評分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分設(shè)計(jì)報(bào)告（本科30分）（高職高專10分）報(bào)告內(nèi)容：(1)方案比較、設(shè)計(jì)與論證；(2)理

6、論分析與計(jì)算；(3)電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件；(4)測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析?；疽螅?0分）變送器部分25信號(hào)發(fā)生器部分10電源制作10制作工藝5發(fā)揮部分（50分）完成第（1）項(xiàng)22完成第（2）項(xiàng)15完成第（3）項(xiàng)8其它5坦克打靶（C題）（本?？乒灿茫┮弧⑷蝿?wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)可以尋跡的簡易坦克車，并在其上安裝由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可以自由旋轉(zhuǎn)的炮塔，在炮塔上安裝激光筆以代替火炮。本題的任務(wù)是控制坦克沿靶場中預(yù)先設(shè)置的軌跡，快速尋跡行進(jìn)，并同時(shí)以光電方式瞄準(zhǔn)光靶，實(shí)現(xiàn)激光打靶。本題僅考核在水平面上跟蹤軌跡的精確性、在水平面上打靶的精確性以及完成任務(wù)的速度。靶場如圖1所示（測試現(xiàn)場不得自帶靶

7、場，光靶刻度板可以自帶）：25cm光源檢測刻度線正立面水平面4m1.5m起點(diǎn)引導(dǎo)軌跡例子終點(diǎn)位置測試時(shí)臨時(shí)定光靶刻度板炮擊點(diǎn)間距1.5m靶場光靶中心線  圖1 靶場及光靶示意圖二、要求1基本要求（1）要求坦克從起點(diǎn)出發(fā)，沿引導(dǎo)軌跡快速到達(dá)終點(diǎn)。坦克上應(yīng)自行標(biāo)示一醒目的檢測基準(zhǔn)。在尋跡跟蹤的全過程中，其檢測基準(zhǔn)偏離引導(dǎo)軌跡邊緣距離應(yīng)2cm，一旦不滿足該要求，坦克應(yīng)自動(dòng)給出聲光報(bào)警；同時(shí)全程行駛時(shí)間不能大于60 s，時(shí)間越短越好。行駛時(shí)間達(dá)到60 s時(shí)，必須立即自動(dòng)停車并停止炮擊的動(dòng)作并給予聲光報(bào)警。（2）在引導(dǎo)軌跡適當(dāng)位置設(shè)置有4條“炮擊點(diǎn)”黑色短線，坦克檢測到“炮擊點(diǎn)”黑色短線時(shí)需立

8、即發(fā)出聲光指示信息，并停車，在檢測到“炮擊點(diǎn)”標(biāo)志1s內(nèi)瞄準(zhǔn)炮擊。炮擊全過程必須以激光指示彈著點(diǎn)并伴隨聲光指示，持續(xù)時(shí)間2s，以便確切檢測激光炮擊點(diǎn)刻度位置，記錄該過程中最大偏差值。2發(fā)揮部分 完成本部份，炮塔增加不少于250g的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量配重，低于220g發(fā)揮部分不測試。（1）全程行駛時(shí)間不能大于40 s，其余要求同“基本要求”第（1）條。（2）坦克在行進(jìn)過程中可以動(dòng)態(tài)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，當(dāng)檢測到“炮擊點(diǎn)”黑色短線時(shí)立即炮擊。炮擊過程必須伴隨聲光指示，時(shí)間持續(xù)2s。炮擊過程中不能停車，也不允許有明顯降低坦克行進(jìn)速度的情況發(fā)生，全程行駛時(shí)間不能大于40 s。（3）坦克每瞄準(zhǔn)炮擊一次，炮塔應(yīng)自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)檢測

9、到“炮擊點(diǎn)”標(biāo)志時(shí)需在2s內(nèi)瞄準(zhǔn)炮擊且不允許停車，全程行駛時(shí)間不能大于60 s。其余要求同發(fā)揮部分第（2）條。復(fù)位位置為火炮指向車頭正前方位置，自動(dòng)復(fù)位到位應(yīng)當(dāng)有聲光指示信息。（4）其它。 三、說明 1在白紙上繪制或粘貼引導(dǎo)軌跡。 2引導(dǎo)軌跡寬度2cm，可以涂墨或粘黑色膠帶，引導(dǎo)軌跡形狀在競賽時(shí)臨時(shí)指定。軌跡曲率半徑不小于30 cm?！芭趽酎c(diǎn)”黑色短線長35cm。3坦克行進(jìn)及打靶不允許采用人工遙控，坦克外圍尺寸：長度35cm，寬度25cm；坦克采用電池供電。競賽測試過程中允許自帶多套備用電池。4炮塔電機(jī)體積不大于5×5×5cm3。5配重體軸向厚度不大于2 cm，并便于取下稱

10、量檢查。6光靶采用電壓12V、功率15W的小汽車燈泡，燈泡中心距地面25cm。競賽時(shí)可以自備。7光靶刻度板長約50cm，每間隔1cm刻一條豎線，光靶中心線兩側(cè)各25條。每5條做一標(biāo)記，如1、5、10、15、20、25。炮擊點(diǎn)規(guī)定在燈泡以下便于觀察位置。8發(fā)揮部分中的“其它”項(xiàng)指與本題目密切相關(guān)的內(nèi)容。四、評分標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分設(shè)計(jì)報(bào)告（本科30分）（高職高專10分）報(bào)告內(nèi)容：(1)方案比較、設(shè)計(jì)與論證；(2)理論分析與計(jì)算；(3)電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件；(4)測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。基本要求（50分）完成第（1）項(xiàng) 25 完成第（2）項(xiàng) 25 發(fā)揮部分（50分）完成第（1）項(xiàng)

11、10完成第（2）項(xiàng)15完成第（3）項(xiàng)17其它8高效數(shù)控恒流電源（D題）（本?？乒灿茫┮弧⑷蝿?wù) 設(shè)計(jì)并制作以DC-DC變換器為核心的數(shù)控恒流電源，電路框圖如圖1所示。圖1 電路框圖二、要求在輸入電壓Ui為15V/DC(波動(dòng)范圍12V18V)及電阻負(fù)載條件下，使電源滿足：1基本要求（1） 輸出電流Io可調(diào)范圍：200mA2000mA；最大輸出電壓Uomax：10V；（2） Ui從12V變到18V時(shí)，電流調(diào)整率SI 4%（Io1000mA，負(fù)載為5的條件下測試）；（3） 改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化時(shí)，負(fù)載調(diào)整率SR4%（Ui=15V， Io1000mA，負(fù)載在15條件下測試）；（4） 輸

12、出噪聲紋波電流30mA（Ui =15V，Uo=10V，Io=2000mA）；（5） 整機(jī)效率70%（Ui=15V，Uo=10V，Io=2000mA）；（6） 具有過壓保護(hù)功能，動(dòng)作電壓Uoth=11±0.5 V（Ui=15V，Io=1000mA）；2發(fā)揮部分(1) 能數(shù)字設(shè)定并控制輸出電流，步進(jìn)10mA，要求輸出電流與給定值的相對誤差±2%；(2) 輸出噪聲紋波電流15mA（Ui =15V，Uo=10V，Io=2000mA）；(3) 整機(jī)效率80%（Ui=15V，Uo=10V，Io=2000mA）；(4) 排除過壓故障后，電源能自動(dòng)恢復(fù)為正常狀態(tài)；(5) 具有輸出電流的測量

13、和數(shù)字顯示功能；(6) 其它（如：擴(kuò)大輸入電壓波動(dòng)范圍為8V20V；具有上電前輸出開路檢測并報(bào)警顯示功能等。）。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng) 目主要內(nèi)容滿 分設(shè)計(jì)報(bào)告（本科30分）（高職高專10分）報(bào)告內(nèi)容：(1)方案比較、設(shè)計(jì)與論證；(2)理論分析與計(jì)算；(3)電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件；(4)測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析?；疽螅?0分）輸出電流Io范圍15電流調(diào)整率SI5負(fù)載調(diào)整率SR5輸出噪聲紋波電流5整機(jī)效率15過壓保護(hù)功能5發(fā)揮部分（50分）數(shù)字設(shè)定并控制輸出電流15輸出噪聲紋波電流5整機(jī)效率10保護(hù)自動(dòng)恢復(fù)功能5輸出電流測量顯示功能5其它10四、說明1. 圖1中DC-DC變換器不允許使用成品模塊，但可使用開關(guān)電源控制芯片。2. DC-DC變換器、控制、顯示電路只能由Ui供