《電子與控制實驗》教學(xué)大綱

《電子與控制實驗》教學(xué)大綱Electronicandcontrolexperiments課程編碼：2334141806學(xué)分：1課程類別：實踐教學(xué)計劃學(xué)時：36講課：0實驗或?qū)嵺`：36上機：0適用專業(yè):交通運輸先修課程：高等數(shù)學(xué)、測試技術(shù)、電工及電子學(xué)、單片機原理與應(yīng)用、機械工程控制基礎(chǔ)、機械工程測試技術(shù)、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、機電傳動控制推薦教材：郭安福、郭宏亮、陳林林，《電子與控制實驗》，電子工業(yè)出版社，2019。參考書目：1.馮秀清、鄧星鐘，《機電傳動控制》第五版華中科技大學(xué)出版社2.張建民，《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四版》，高等教育出版社，20143.UniversalRobots,《UR5機器人用戶手冊》，優(yōu)傲機器人貿(mào)易（上海）有限公司，20124.UniversalRobots,《UR5機器人軟件操作說明書》，優(yōu)傲機器人貿(mào)易（上海）有限公司，20125.趙麗清、惠鴻忠，《單片機原理與C51基礎(chǔ)》，機械工業(yè)出版社，20126.王恩亮、陳潔，《單片機技術(shù)與項目實踐》，機械工業(yè)出版社，20187.胡壽松,《自動控制原理基礎(chǔ)教程》,科學(xué)出版社，20178.譚心、尹明,《機械工程控制基礎(chǔ)》,電子工業(yè)出版社，20139.祝守新、邢英杰,《機械工程控制基礎(chǔ)》,清華大學(xué)出版社，201510.柳洪義、宋偉剛,《機械工程控制基礎(chǔ)》,科學(xué)出版社，200611.張一清、楊少卿，《電工學(xué)實驗教程》，西安電子科技大學(xué)出版社，2018各實驗授課內(nèi)容、教學(xué)方法及學(xué)時分配建議實驗一、基爾霍夫定律和疊加原理的驗證（2學(xué)時）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。（2）掌握萬用表、直流數(shù)字電流表及穩(wěn)壓電源的使用方法（3）驗證線性電路疊加原理的正確性，從而加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解?！窘虒W(xué)重點與難點】【重點】掌握基爾霍夫定律?！倦y點】對線性電路疊加性和齊次性的認識和理解?！臼谡n方法】教師課堂講授并示范，學(xué)生觀察并實際操作，在操作中觀察實驗現(xiàn)象。實際動手測量相關(guān)數(shù)據(jù)并記錄。【教學(xué)內(nèi)容】（1）驗證基爾霍夫電壓定律的正確性，并加深對基爾霍夫電壓定律的認識和理解。（2）將電源分別單獨作用于電路，分別測量電路中的電壓和電流。（3）將電源共同作用于電路，測量電路中的電壓和電流?！咎岣?、拓展內(nèi)容】在實驗中，若用萬用表的直流電流檔測量各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)負值？應(yīng)如何處理？實驗二、電壓源與電流源的等效變換（2學(xué)時）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）加深對電壓源、電流源概念的理解。（2）掌握電源外特性的測試方法。（3）驗證電壓源與電流源等效變換的條件?！窘虒W(xué)重點與難點】【重點】掌握電壓源、電流源的概念?！倦y點】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，在操作中觀察實驗現(xiàn)象。實際動手測量相關(guān)數(shù)據(jù)并記錄。（2）根據(jù)實驗數(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。從實驗結(jié)果來驗證電源等效變換的條件。【教學(xué)內(nèi)容】（1）測定理想電壓源與實際電壓源的外特性。（2）測定電流源的外特性（3）測定電源等效變換的條件。【提高、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？實驗三、正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究（2學(xué)時）—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，及測試方法。（3）理解改善電路功率因數(shù)?！窘虒W(xué)重點與難點】【重點】正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量的關(guān)系?！倦y點】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，在操作中觀察實驗現(xiàn)象。實際動手測量相關(guān)數(shù)據(jù)并記錄。（2）根據(jù)實驗數(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。從實驗結(jié)果來驗證電源等效變換的條件?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）測定理想電壓源與實際電壓源的外特性。（2）測定電流源的外特性（3）測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？實驗四、三相交流電路電壓、電流的測量（2學(xué)時）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）掌握三相負載作星形連接三角形連接的方法，驗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。【教學(xué)重點與難點】【重點】掌握三相負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】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分鐘左右的時間對實驗原理和實驗內(nèi)容作講解，然后學(xué)生根據(jù)教師講解進行實驗操作。另外，對于學(xué)生較難理解和比較復(fù)雜以及有一定危險性的操作，教師還應(yīng)在實驗之前做演示操作。（2）正確識別和使用各儀器儀表。掌握三相負載星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接方式及電壓、電流的測量方法?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）三相負載星形聯(lián)接及電壓、電流的測量。（2）三相負載三角形聯(lián)接及電壓、電流的測量?！咎岣?、拓展內(nèi)容】分析三相星形連接不對稱負載在無中線的情況下，當(dāng)某相負載開路或短路時會出現(xiàn)什么情況。實驗五、常用電子儀器的使用（2學(xué)時）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）學(xué)習(xí)電子電路實驗中常用的電子儀器：函數(shù)信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、頻率計、萬用表等的主要技術(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波形和讀取波形參數(shù)的方法?！窘虒W(xué)重點與難點】【重點】掌握直流穩(wěn)壓電源、萬用表的正確使用方法?！倦y點】掌握雙蹤示波器的使用方法?！臼谡n方法】教師首先利用20分鐘左右的時間對實驗原理和實驗內(nèi)容作講解，然后學(xué)生根據(jù)教師講解進行實驗操作。另外，對于學(xué)生較難理解和比較復(fù)雜以及有一定危險性的操作，教師還應(yīng)在實驗之前做演示操作?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）熟悉各種實驗儀器的使用方法、用萬用表測試實驗箱上的電阻、電容、直流電源的數(shù)值并與標(biāo)稱值相比較，對元件的誤差有初步認識。用萬用表測試實驗箱上的二極管、三極管的結(jié)電壓，并判別其極性及好壞。（2）用信號發(fā)生器輸出一頻率為1kHz、幅值為1.4V的正弦波信號用交流毫伏表測量信號參數(shù)。用示波器觀察該信號的波形，并記錄示波器上的頻率，峰-峰制等數(shù)據(jù)。（3）測量兩波形間相位差1)觀察雙蹤顯示波形“交替”與“斷續(xù)”兩種顯示方式的特點2)用雙蹤顯示測量兩波形間相位差【提高、拓展內(nèi)容】頻譜儀、EMI測試接收機等高端測試設(shè)備的介紹。實驗六、單管共射交流放大電路（2學(xué)時）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）學(xué)會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。（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試方法。（3）熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設(shè)備的使用。【教學(xué)重點與難點】【重點】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試方法。【難點】掌握常用電子儀器及模擬電路實驗設(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)場講解示范，學(xué)生實際操作，測定數(shù)據(jù)并填寫實驗報告?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）放大電路靜態(tài)工作點的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。（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試?！咎岣摺⑼卣箖?nèi)容】總結(jié)RB、RC1、和RL變化以后對靜態(tài)工作點、放大倍數(shù)及輸出波形的影響。實驗七、TTL基本門電路邏輯功能測試（2學(xué)時）—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、外形和管腳排列。（2）驗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驗設(shè)備的使用?！窘虒W(xué)重點與難點】【重點】掌握常用TTL門電路的邏輯功能，熟悉其型號、外形和管腳排列?！倦y點】掌握常用電子儀器及模擬電路實驗設(shè)備的使用。【授課方法】學(xué)生課前預(yù)習(xí)理論，教師現(xiàn)場講解示范，學(xué)生實際操作，測定數(shù)據(jù)并填寫實驗報告?！窘虒W(xué)內(nèi)容】（1）測試與非門的邏輯功能。（2）測試或非門的邏輯功能。（3）測試異或門的邏輯功能。（4）測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。實驗八、譯碼器及其應(yīng)用（2學(xué)時）—支持課程目標(biāo)1、2【教學(xué)目的與要求】（1）掌握二進制譯碼器的功能及測試方法。（2）掌握利用二進制譯碼器設(shè)計組合邏輯電路的方法。（3）熟悉顯示譯碼器