《電子與控制實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

《電子與控制實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱Electronicandcontrolexperiments課程編碼：2334141806學(xué)分：1課程類別：實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)：36講課：0實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`：36上機(jī)：0適用專業(yè):交通運(yùn)輸先修課程：高等數(shù)學(xué)、測(cè)試技術(shù)、電工及電子學(xué)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)控制推薦教材：郭安福、郭宏亮、陳林林，《電子與控制實(shí)驗(yàn)》，電子工業(yè)出版社，2019。參考書目：1.馮秀清、鄧星鐘，《機(jī)電傳動(dòng)控制》第五版華中科技大學(xué)出版社2.張建民，《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四版》，高等教育出版社，20143.UniversalRobots,《UR5機(jī)器人用戶手冊(cè)》，優(yōu)傲機(jī)器人貿(mào)易（上海）有限公司，20124.UniversalRobots,《UR5機(jī)器人軟件操作說(shuō)明書》，優(yōu)傲機(jī)器人貿(mào)易（上海）有限公司，20125.趙麗清、惠鴻忠，《單片機(jī)原理與C51基礎(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社，20126.王恩亮、陳潔，《單片機(jī)技術(shù)與項(xiàng)目實(shí)踐》，機(jī)械工業(yè)出版社，20187.胡壽松,《自動(dòng)控制原理基礎(chǔ)教程》,科學(xué)出版社，20178.譚心、尹明,《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》,電子工業(yè)出版社，20139.祝守新、邢英杰,《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》,清華大學(xué)出版社，201510.柳洪義、宋偉剛,《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》,科學(xué)出版社，200611.張一清、楊少卿，《電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》，西安電子科技大學(xué)出版社，2018各實(shí)驗(yàn)授課內(nèi)容、教學(xué)方法及學(xué)時(shí)分配建議實(shí)驗(yàn)一、基爾霍夫定律和疊加原理的驗(yàn)證（2學(xué)時(shí)）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性，加深對(duì)基爾霍夫定律的理解。（2）掌握萬(wàn)用表、直流數(shù)字電流表及穩(wěn)壓電源的使用方法（3）驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，從而加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】【重點(diǎn)】掌握基爾霍夫定律?！倦y點(diǎn)】對(duì)線性電路疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解?！臼谡n方法】教師課堂講授并示范，學(xué)生觀察并實(shí)際操作，在操作中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)際動(dòng)手測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)并記錄?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）驗(yàn)證基爾霍夫電壓定律的正確性，并加深對(duì)基爾霍夫電壓定律的認(rèn)識(shí)和理解。（2）將電源分別單獨(dú)作用于電路，分別測(cè)量電路中的電壓和電流。（3）將電源共同作用于電路，測(cè)量電路中的電壓和電流。【提高、拓展內(nèi)容】在實(shí)驗(yàn)中，若用萬(wàn)用表的直流電流檔測(cè)量各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)負(fù)值？應(yīng)如何處理？實(shí)驗(yàn)二、電壓源與電流源的等效變換（2學(xué)時(shí)）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）加深對(duì)電壓源、電流源概念的理解。（2）掌握電源外特性的測(cè)試方法。（3）驗(yàn)證電壓源與電流源等效變換的條件。【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】【重點(diǎn)】掌握電壓源、電流源的概念?！倦y點(diǎn)】掌握電壓源與電流源等效變換的條件。【授課方法】（1）教師課堂講授后示范，學(xué)生觀察后操作，在操作中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)際動(dòng)手測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)并記錄。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出電源的4條外特性曲線，并總結(jié)、歸納各類電源的特性。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證電源等效變換的條件。【教學(xué)內(nèi)容】（1）測(cè)定理想電壓源與實(shí)際電壓源的外特性。（2）測(cè)定電流源的外特性（3）測(cè)定電源等效變換的條件?！咎岣?、拓展內(nèi)容】直流穩(wěn)壓電源的輸出端為什么不允許短路？直流恒流源的輸出端為什么不允許開路？實(shí)驗(yàn)三、正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究（2學(xué)時(shí)）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。（2）掌握日光燈線路的連接，及測(cè)試方法。（3）理解改善電路功率因數(shù)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】【重點(diǎn)】正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量的關(guān)系?！倦y點(diǎn)】理解改善電路功率因數(shù)?！臼谡n方法】（1）教師課堂講授后示范，學(xué)生觀察后操作，在操作中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)際動(dòng)手測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)并記錄。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出電源的4條外特性曲線，并總結(jié)、歸納各類電源的特性。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證電源等效變換的條件?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）測(cè)定理想電壓源與實(shí)際電壓源的外特性。（2）測(cè)定電流源的外特性（3）測(cè)定電源等效變換的條件?！咎岣?、拓展內(nèi)容】提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法而不用串聯(lián)法？所并聯(lián)的電容器的電容值是否越大越好？實(shí)驗(yàn)四、三相交流電路電壓、電流的測(cè)量（2學(xué)時(shí)）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）掌握三相負(fù)載作星形連接三角形連接的方法，驗(yàn)證這兩種接法下線電壓，相電壓及線電流、相電流之間的關(guān)系。（2）充分理解三相四線制供電系統(tǒng)中中線的作用?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】【重點(diǎn)】掌握三相負(fù)載不同接法的線電壓、相電壓及線電流、相電流之間的關(guān)系?！倦y點(diǎn)】三相四線制供電系統(tǒng)中中線的作用?！臼谡n方法】（1）教師首先利用20分鐘左右的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作講解，然后學(xué)生根據(jù)教師講解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。另外，對(duì)于學(xué)生較難理解和比較復(fù)雜以及有一定危險(xiǎn)性的操作，教師還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)之前做演示操作。（2）正確識(shí)別和使用各儀器儀表。掌握三相負(fù)載星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接方式及電壓、電流的測(cè)量方法?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）三相負(fù)載星形聯(lián)接及電壓、電流的測(cè)量。（2）三相負(fù)載三角形聯(lián)接及電壓、電流的測(cè)量?！咎岣摺⑼卣箖?nèi)容】分析三相星形連接不對(duì)稱負(fù)載在無(wú)中線的情況下，當(dāng)某相負(fù)載開路或短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況。實(shí)驗(yàn)五、常用電子儀器的使用（2學(xué)時(shí)）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）學(xué)習(xí)電子電路實(shí)驗(yàn)中常用的電子儀器：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、頻率計(jì)、萬(wàn)用表等的主要技術(shù)指標(biāo)、性能及正確使用方法。（2）初步掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號(hào)波形和讀取波形參數(shù)的方法。【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】【重點(diǎn)】掌握直流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表的正確使用方法?！倦y點(diǎn)】掌握雙蹤示波器的使用方法。【授課方法】教師首先利用20分鐘左右的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作講解，然后學(xué)生根據(jù)教師講解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。另外，對(duì)于學(xué)生較難理解和比較復(fù)雜以及有一定危險(xiǎn)性的操作，教師還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)之前做演示操作?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）熟悉各種實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法、用萬(wàn)用表測(cè)試實(shí)驗(yàn)箱上的電阻、電容、直流電源的數(shù)值并與標(biāo)稱值相比較，對(duì)元件的誤差有初步認(rèn)識(shí)。用萬(wàn)用表測(cè)試實(shí)驗(yàn)箱上的二極管、三極管的結(jié)電壓，并判別其極性及好壞。（2）用信號(hào)發(fā)生器輸出一頻率為1kHz、幅值為1.4V的正弦波信號(hào)用交流毫伏表測(cè)量信號(hào)參數(shù)。用示波器觀察該信號(hào)的波形，并記錄示波器上的頻率，峰-峰制等數(shù)據(jù)。（3）測(cè)量?jī)刹ㄐ伍g相位差1)觀察雙蹤顯示波形“交替”與“斷續(xù)”兩種顯示方式的特點(diǎn)2)用雙蹤顯示測(cè)量?jī)刹ㄐ伍g相位差【提高、拓展內(nèi)容】頻譜儀、EMI測(cè)試接收機(jī)等高端測(cè)試設(shè)備的介紹。實(shí)驗(yàn)六、單管共射交流放大電路（2學(xué)時(shí)）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。（2）掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè)試方法。（3）熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】【重點(diǎn)】掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè)試方法?！倦y點(diǎn)】掌握常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。【授課方法】學(xué)生課前預(yù)習(xí)理論，教師現(xiàn)場(chǎng)講解示范，學(xué)生實(shí)際操作，測(cè)定數(shù)據(jù)并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。（2）放大器電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè)試。【提高、拓展內(nèi)容】總結(jié)RB、RC1、和RL變化以后對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)、放大倍數(shù)及輸出波形的影響。實(shí)驗(yàn)七、TTL基本門電路邏輯功能測(cè)試（2學(xué)時(shí)）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）掌握常用TTL門電路的邏輯功能，熟悉其型號(hào)、外形和管腳排列。（2）驗(yàn)證基本門電路的邏輯功能。（3）熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】【重點(diǎn)】掌握常用TTL門電路的邏輯功能，熟悉其型號(hào)、外形和管腳排列。【難點(diǎn)】掌握常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用?！臼谡n方法】學(xué)生課前預(yù)習(xí)理論，教師現(xiàn)場(chǎng)講解示范，學(xué)生實(shí)際操作，測(cè)定數(shù)據(jù)并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）測(cè)試與非門的邏輯功能。（2）測(cè)試或非門的邏輯功能。（3）測(cè)試異或門的邏輯功能。（4）測(cè)試與或非門的邏輯功能。（5）用TTL與非門組成其他功能邏輯門?！咎岣?、拓展內(nèi)容】邏輯門電路（TTL）與非門和或非門不用的輸入端的處理方法。實(shí)驗(yàn)八、譯碼器及其應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）掌握二進(jìn)制譯碼器的功能及測(cè)試方法。（2）掌握利用二進(jìn)制譯碼器設(shè)計(jì)組合邏輯電路的方法。（3）熟悉顯示譯碼器