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关键词:Protel仿真 电子测量实验课 教学成效 知识了解
0 引言
电子信息类专业中包含了电子测量这一重要课程,学生在通过电子测量与实验课程学习之后能够将电子测量方法掌握的更加牢靠。许多培养人才的弊端都存在于传统人才培养模式中,其中就包括教学过程中对实践的重视力度不够,在实践教学过程中,实验教学大都比较依赖理论,缺乏多元化教学形式,教学层次也较为单一,同时实践教学的教学条件也不能满足需求,各种有效保障机制也未在实践教学中建立起来。现代工程中使用较为普遍的技术就包含计算机仿真技术,其中工程设计中的必备工具就包括Protel、Multisim、Pspice等电子仿真软件。现今面临的主要问题是如何正确的选择这些电子仿真技术,以此使实验教学能够得到更多帮助,将实验教学的教学质量提高。正确的选择电子仿真技术,保证能够在实验教学中发挥出最大价值。学生通过Protel技术和测量平台的结合能够将测量的理论知识掌握的更加牢靠、学生实验课程之外的知识也能够得到良好拓展,促进学生动手能力和研发能力迅速提高。
1 现今电子测量教学中的主要问题
现今电子测量教学中存在的主要问题有:①实验课在实际教学过程中不能够和理论课程良好衔接,既使有衔接,衔接也不够紧密。②实验过程中仅仅将实验作为主导,实验性质较为单一,缺乏综合性,学生动手能力和创新能力在性质单一的实验中得不到良好的发挥。③在教学过程中运用的教学方式过于简单,教学手段也不能体现出多元化教学性质。在实验过程中使用的设备多为综合实验箱,学生在实验的过程中也只能够按照固定的模式和步骤进行,学生自身不再需要设计电路。很多实验室仅仅将实验板和实验原件发放给学生,学生在做实验时必须自行去安装电路板,而学生仅仅只能按照教材中的原理图实验,学生对实验的理解和知识的掌握都得不到有效提高。④对学生的考核形式过于单一,学生对学习的掌握不能够被教师清楚了解。现今考核学生的主要方式是分析和评估学生的实验报告,在对实验报告的考核和评估中也仅仅只能够看出学生实验步骤和方法是否正确,因为每个学生的实验都一样,因此很多学生都能够使用其余学生的实验数据,导致考核达不到根本目的。教师也不能够清楚了解到学生对实验和知识的掌握情况,学生的学习效果得不到有效体现。
2 学生实验课程考核机制的改革
教学效果必须要运用科学的考核方式才能够得到清楚体现,电子测量教学中的考核方式必须深化,要保证建立的考核方式具有多重形式,在构建考核方式的过程中要和全方位评级考核体系充分结合,学生对知识的掌握情况能够被良好反映出。现今的电子测量课程的考核方式是在先前笔试考核基础上逐渐改革而形成的,现今的考核方式体现出了对学生创新的鼓励。现今电子测量课程的考核更加重视学生的实验过程,同时还注重学生在平时实验学习过程中的综合表现,将实验报告作为主要考核标准,在考核的过程中让学生阐述整个实验过程,以及实验数据的计算方法。学生对课程的学习效果可以通过简单的笔试进行考核,在考核过程中对学生的考核可以从习题、操作等方面进行,同时可以设立一些加分考核题,使学生在学习过程中能够敢于大胆创新。
3 Protel仿真在电子测量实验课程中的应用
英国Labcenber公司开发的Protel嵌入式系统仿真平台,此平台是现今世界最先进的仿真平台,且该平台拥有良好的完整性,此平台对多种型号的单片机都能良好支持,并且具有可视化特性。对常用单片机的开发环境和调试硬件和软件开发系统的连接也能够良好支持。至今为止,Protel软件的使用历史已经有20多年,很多领域中都广泛使用了Protel软件,其中包括剑桥大学等,其在电子学以及嵌入式系统教学中使用的实验平台和开发平台都是Protel软件。在电子测量课程中包含了多项重要技术,其中就包括频率的测量技术等,频率是电子技术领域中的基本参数之一,各个领域中的频率测量都是不可或缺的重要工作,例如飞机导航、导弹跟踪、交通运输等。电子是课程的设计要让学生能够仔细了解到频率测量原理以及测量的基本方法,频率测量原理是现今电子测量实验课程中的重要体现之一。学生通过对频率测量原理了解之后也能将时间基准产生的全过程了解的更充分。
电子测量原理实验课中一项“电子计数器的使用与信号测量”实验的目的及实验内容如下。
实验目的:①仔细了解电子技术器的基本工作原理。②掌握利用电子计数器进行信号周期、频率、测量比的测量方法。③了解振荡器、分频器、七段译码工作原理。
实验内容:①预习作业:基于Protel软件频率计平台如图1所示,并改动连接线路,实现10进制计数器。②基本题:熟悉电子测量实验平台,并利用平台搭建一个三进制或其他多进制的计数器。③加分题:电子测量实验平台基础上设计一款简易频率计。
4 课程改革优化的结果
学生在学习改革后的实验之后能够更好的掌握计数器的工作原理,对振荡器、译码器以及分频器工作原理的了解也能更加深入,学生通过电子实验课程学习之后,能够提升自身的动手能力以及创新能力,实验教学的根本目的也得到了良好的实现。实验课程得到改革之后学生能够从更多角度了解实验课程,先前实验课程中的资源浪费情况得到了良好的解决。如下表1学期针对100 名学生投入的实验经费使用情况,学生在进行频率测量实验过程中使用的实验板都已被焊死,虽然学生在此过程中能够迅速提高动手能力,但实验板在焊死之后不能够再重复使用,会造成资源严重浪费的情况,虽然实验在设计环节中没有出现问题,但是因为线路板中各种虚焊情况实验很容易失败,导致实验教学达不到根本目的,学生也会因为实验多次失败逐渐对实验教学失去兴趣。
5 结束语
Portel仿真技术应用于电子测量原理实验课中,利用仿真实验上课之前更全面的预习实验课内容,在利用试验室的过程中要充分展现出对实验室的利用效率,不会因为原理图设计的误差引起整个系统的错误。实验课不用局限于现成的实验板或开发板,对系统也可以进行自主研发,更系统的学习电子测量原理课程。
电子测量原理课程引用多样化的教学方式和考核方式,使学生学习的积极性和学习兴趣得到良好的激发,教学实践在得到落实之后,教学质量也有明显的提升。实践证明实验教学改革有助于学生大学生电子设计竞赛取得好成绩,对毕业设计、创新项目、课外实验活动中起到了一定的作用。
参考文献:
[1]千承辉,凌振宝,田宝凤等.Protel仿真在电子测量实验课程中的应用研究[J].实验室科学,2013,16(3):96-98.
[2]江和.Protel仿真在谐波检测器设计中的应用[J].低压电器,2011(15):56-59,63.
[3]王尔申,庞涛,等.Multisim和Protel仿真在数字电路课程教学中的应用[J].实验技术与管理,2013,30(3):78-81.
【关键词】电子制作 作用 融合课程 实践性教学
目前,中等职业学校的电子技术应用专业课程的特点是实践教学少,理论课程多。经过多年的理论实践教学,笔者认为目前电子应用专业的课程有必要进行改革,在教学过程中应采用先实践、后理论的策略,大幅增加实践教学的课时,让学生在动手过程中学习理论和技能。具体的做法是设置《电子制作》这门课程,这门课程宗旨就是通过电子电路的制作过程,学习电子技术应用专业应掌握的知识与技能,它能够通过具体的电路制作有效地取代《电子工艺基础》,《电子测量仪器》,《电子传感器》等理论课程的教学,并且能作为《低频电子电路》、《高频电子电路》、《数字与脉冲电路》等理论课程的实践教学课程,相互补充,使学生能更好地运用理论知识完成实践技能,以及从实践教学中获得理论知识,培养学生的创新精神和实践能力。在中等职业教学的改革中,《电子电路制作》这门课程的运用可以起到重要作用。
一、通过科学合理的设计可以取代《电子工艺基础》,《电子测量仪器》,《电子传感器》相关课程,压缩了大量的理论课,减轻了学生学习负担,提高了学生学习兴趣
1.取代《电子测量仪器》、《电子工艺基础》、《电子传感器》的可行性
《电子工艺基础》课程主要是学习基本的电子元件的识别,测量,常用工具的使用,焊接的理论基础,焊接的工艺知识,电子产品的防护等。《电子测量仪器》这门课程主要是介绍电子应用中常见的电子测量仪器仪表的构成原理及使用。《电子传感器》介绍了电子各种传感器,如温度、声音、电压、压力、湿度、光传感器,理论知识并不详实,而且比较抽象。
《电子工艺基础》可以说这门课程是实践性操作性相当强的学科,我们都知道,单纯的焊接练习、元器件的测量及相关理论的教学是枯燥无味的。对目前中职生来说,他们希望具体的,感性认识。从而调动他们的学习积极性,增加他们的学习兴趣。而电子电路的制作就是将元件的测量,焊接组合成具有一定功能的电路,学生能够通过制作的过程中学习相关理论知识,培养技能。
我们在《电子测量仪器》中要传授的知识主要是了解、使用电子仪器,学生通过学习使用各种电子测量仪器为未来就业储备知识。传统教学中只是将仪器给学生使用,没有具体测量的目的,由于教学比较枯燥,目的性不强,而且操作课时不多,学生学完即忘,所以把《电子测量仪器》这门操作性相当强的课程单独设置效果并不好。而在电子制作的过程中学习电子测量仪器的使用,运用测量仪器进行调试、维修等具体的操作,针对性、目的性强,能收到事半功倍的效果。
同样,在电子制作中安排有关传感器的内容的制作来达到学习《电子传感器》课程内容的目的。
我们通过科学合理的设置电子制作的课题可以较好地取代上述三门课程,节省出了大量学习的时间,使得中职学生有时间进行电子制作这门实践性强的课程,并且能够配合其它课程的教学的学习,提高学生学习的兴趣。通过大量的实践动手操作,强化学生的理论知识,提高学生的专业实践技能。最主要的是这门课可以通过大量的实例,通过光、声、机械的介入,使学习更加形象化,具体化,加深学生对相关原理的记忆,让学生学出“味道”来。
2.《电子电路制作》课程内容设置的基本原则
(1)能够学习电子工艺基础,电子测量仪器中的工具、仪器仪表的使用,并通过大量的实践操作,反复运用,使学生熟练的掌握相关的技能。
(2)《电子制作》课程中电路要求
①有趣性,能引起学生的学习兴趣。可以通过声、光的现象是学生有一个直观的感受。
②科学性,能反映中等职业教育所需学习的内容。
③适合性,能根据学生的水平制定出水平适当的电路,从简单到复杂的过程。
④新颖性,电路及元器件的使用能跟上时代的步伐,反映出目前电子技术的最新成果,使学生能够学习到新知识。
3.《电子制作》课程理论与实践课程安排
(1)对于每一项的制作课题必须安排理论讲解。在实践操作前进行简单的理论讲解,让学生对制作课题的理论有一个初步的了解。讲解的理论包括电路的原理知识,制作工艺,必要的元件的介绍。理论的讲解要简单,易懂,不要复杂的计算,公式,符合学生的知识水平。
(2)实践课的安排学生从满足电子制作工艺要求的排版绘图,制作过程的焊接,元件的布局要求,连接工艺知识,元器件的测量,制作后的检修调试,探讨调试工艺。 转贴于
二、可以通过实践性强的电子制作课程培养学生的动手操作和解决问题的能力
电子电路的制作是一门实践性很强的学科,通过不同的电路的制作可以学习电子技术的技能水平和理论知识。根据《电子制作》课程的内容设置的原则,我们在实践中选用了串联稳压电路,音频放大电路,RC桥式正弦波振荡器,声光控节能电路,自激多谐振荡器,组合逻辑电路,555定时器,叮咚门铃电子电路,水位控制器,热释红外报警器,温度控制器,调幅中波收音机。每个电子制作都要求学习电子电路原理,原理图的识别,其中一些电子制作要求用万能板来制作,目的是加强学生在焊接技术及焊接工艺上得到训练。一些电子制作要求运用电子仿真软件进行电路仿真,并制作PCB印刷电路板,学习印刷电路板的制作。在电路制作过程中学习电烙铁,镊子、斜口钳、尖嘴钳、电钻、吸锡器等常用工具的使用,运用万用表、示波器、信号发生器、晶体管特性仪等仪器仪表对元器件进行检测和对电路进行测量,维修时学习维修方法,训练维修技能。
如在制作分立元件的推挽功率放大器的过程,首先对元件进行测量,包括运用万用表测量电阻,电容,运用晶体管特性仪对功率对管的特性曲线的测量,使学生学习三极管的筛选方法,制作完成进行电路调试时,用万用表测量电路的静态电流,中点电压。再利用信号发生器产生不同频率的音频信号并运用示波器对波形进行观察,对整个电路调试。使学生在一个电路的制作过程中,有目的的学习了大量的技能。又如在教学过程中,出现了电烙铁失效,打火等现象,针对这一情况,及时调整教学内容,组织学生分析原因,结合有关工艺知识,分析出现问题的原因,并引导学生提出解决问题的方法,使学生在探讨中学习电子产品工艺知识和电烙铁的维修技能。
在制作过程别注重对学生的维修技能的培养。针对制作时出现的故障现象,指导、引导学生发挥创造性思维来解决实践中出现的问题,努力培养学生的理论分析能力和维修技能。每次制作中对于一次装好的电路还要人为设置一些故障,让每个学生能学习维修技能。
制作一个电路,学生能够学习焊接,PCB板图的设计,调试,仪表的运用,电路的原理即电路理论,学习电路的维修。
每个电路的制作中反复训练,最终学生通过大量的技能训练,可以成为企业需要的电子应用的熟练工人。
三、通过《电子制作》课程培养提高学生的综合素质
1.制定针对学生的严格管理制度,将企业的严格管理与操作规章规范引入到电子制作的实践课堂中,使实训场所与未来的就业环境接轨,使在校的学生能够感受到未来就业的环境,内容为:课堂纪律(相当于企业的纪律),安全规范操作,制作工艺要求及敬业精神。培养学生自觉遵守纪律的能力。
2.对每个电路制作的课题都要求写出实训报告。针对制作中出现的问题,引导学生写出技术论文,提高学生的写作水平。同时要求学生会利用所学的计算机基础知识处理简单的文档,为以后走上工作岗位奠定了一定的基础。这样一来,学生的写作能力,利用计算机处理文档的能力在不断的电路制作过程中得到了锻炼和加强。
3.在教学中可以加强专业科技英语的教学,如在学习元件基础知识时,对电阻电容等元件可以标注相应英语单词,这样的方式贯穿在整个教学中,使学生在潜移默化中学会了电子专业方面的英语知识,可以提高学生阅读相关专业外文简单科技论文的能力,使学生在电子制作实践同时又丰富了英语知识。
4.将专业知识和计算机应用基础知识完美地有机地结合在一起。利用多媒体教学教会学生如何使用电子线路仿真软件(MULTISIN9.0)对制作的电路进行自行分析,理解枯燥无味的电路原理,起到培养同学们的学习兴趣的作用。
这次教学改革的目的就是利用电子制作课程这个平台,通过长期的反复的训练掌握一定操作技能知识,实践证明切实可行,中职教育的发展要求我们不断努力创新,改革教学方法和教学课程,使得我们的中职学生学习到应对未来就业和可持续发展的相应技能和知识,为就业和发展创造有力条件。
参考文献:
[1]孟贵华.电子技术工艺基础.
[2]肖晓萍.电子测量仪器.
“一主三学”教学模式,“一主”即自主学习是中心,远程开放教育要以学习者的自主学习为中心;三学即“导学”、“助学”、“促学”三者相互联系,不可分割。它围绕学习者自主学习而展开,贯穿于整个教学过程和教学的各个环节。“导学”是基础,它对开放教育、学生自主学习具有引导性;“助学”是核心,学生对助学的各项支持服务具有选择性。“促学”是条件,是促进学生学习的基本手段,具有一定的强制性。
孙龙国校长的“一主三学”教学模式最初是根据开放教育的特点提出的,具有较强的针对性。笔者通过对“一主三学”教学模式的研究发现,“一主三学”同样适用于高职高专教育。
目前我国一直提倡高职高专(包括以后的本科教育)以培养高等技术应用型的技能型人才为根本任务。何谓技能型人才?作为高等教育者,只有理解了技能型人才的内涵,才能采用针对性的教育教学手段,为国家输送和培养合格的人才。技能型人才是指在生产、服务等领域岗位一线掌握专门的知识和技术,具备一定的操作能力,并在工作实践中能够运用自己的技术和能力进行实际操作的人员。
郑州电大“一主三学”教学模式同样适合高职高专技能型人才培养的教学模式,在此以应用电子专业为例,从“一主三学”教学程式简单谈几点看法:
一、导学先行
导学顾名思义,即为学生自主学习提供指导,导学作为学生学习前的准备工作,包括专业导学、课程导学、实践导学。
1.专业导学
专业导学是指专业入学教育,学生在入学时首先要让学生明白所学专业是干什么的,怎么学,要学什么课程,要达到怎样的程度对学生做一个纲领性的指导。应用电子专业的培养目标是掌握应用电子技术专业的基本知识、基本技能,能够从事电子技术与计算机应用等工作,具备电子仪器测量能力、可编程逻辑控制器应用能力、电子工艺制作与维护能力的高技能技术应用性人才。专业导学也可称为目标导学,是课堂教学和学生学习的起始阶段,也是学生自主学习的必要的准备阶段。
2.课程导学
课程导学是指课程学习内容、要求和方法的指导。学生在校学习期间,学校会在不同的学习阶段开设不同的课程,不同的课程会有不同的特点,也应采用不同的学习方法。课程导学应包括课程的性质、学习目的和任务、学习重点内容和要求、多种媒体资源的配置情况、教学活动整体安排等内容的教育和指导。同一课程的不同章节适合采用何种教法和学法也应作具体的指导。课程导学一般由相应课程教学的老师根据学生的具体情况来进行。以《电子测量技术》为例,由于是一门理论与实践结合很紧密的课程,要求学生会用一些常用的仪器进行实际的测量。
3.实践导学
实践导学是指完成实践环节的指导,应用电子专业就是培养电子方面技能应用型人才,实践环节占很大一部分比例,包括每一课程具体内容的实践环节,每一课程综合性的实践内容以及毕业设计,他们之间环环相扣,每一部分都需要老师进行专门性的指导。
二、助学阶段
技能型人才要求具有分析问题的能力,要求学生具备很强的自主学习的能力,这一点与“一主三学”教学模式非常吻合。高职高专新的人才培养模式要求在教学活动中要以学生为中心,学生处于主体地位,老师是主导,协助学生学习,是学生学习过程中的指导员、观察员、协调员。
在学习《电子测量技术》万用表的原理及使用这个项目时,一个小组一个万用表。先让学生自己认识万用表,看其外观及其面板结构和功能,再进行简单的应用,然后在老师的引导下,让学生总结自己观察到的和万用表的使用方法,以此来激发学生的学习兴趣。此后,再在课堂上进行相关理论的学习。课堂上,教师可根据学生自主学习和操作中出现的问题,再演示一遍万用表的操作过程以及工作原理,让学生做好课堂笔记,然后找几名学生现场演示,教师随后指出学生操作中遇到的各种问题。
三、促学评价
促学评价是教学活动的最后一个环节,也是非常重要的一个环节。当某一项目任务完成后一定要及时对学生的学习情况进行总结和评价。一般情况下可分三级来考核:“第一级可由教师对小组项目情况进行评定;第二级是由小组成员根据各组员对小组贡献情况进行互评;第三级由学生本人进行自评,综合三级评定来确定每一个成员的成绩。
教师让学生及时写出实训报告,并写出实训体会,引导学生对所做所学的内容进行归纳,总结收获,找出不足,并让学生建立起本项目内任务间及各项目之间的联系,以加深对知识的记忆和理解,完成真正意义上的完整知识体系的建构。在第三级评定时,组织优秀学生对其他学生进行指导和评价,通过学生指导和评价可再次激起优秀学生的学习兴趣,同时提高他们的成就感。
“一主三学”教学模式,以学生为中心,以市场为导向,市场需要什么样的人才,老师就安排什么项目,在教学活动中就讲什么知识,教师只起引导者的作用。学生以项目为中心,围绕项目,自主学习,积极思考、探索,并在教师预定的时间内完成。遇到问题,师生之间、生生之间,相互讨论,让学生在学习过程中感觉自己是项目的主人,充分地调动了学生学习的积极性,也减轻了任课教师的压力,使其从传统的教学活动中解放出来。
参考文献
1 孙龙国.郑州电大“一主三学”教学模式的实践模型[J].河南广播电视大学学报,2005
2 赵立东.项目教学法在Protel DXP教学中的应用[J].宿州教育学院学报,2010
关键词:高级工 维修调试
中图分类号:TM935 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(a)-0093-02
无线电高级工考核排故内容包括信号发生器和示波器两项,示波器的维修与调试是排故考核重要项目,考核要求包括示波器预设故障的排除和示波器的整机调试,完成上述任务还需填写排故分析及调试报告。本文针对HE6105型单踪示波器偏转系统的维修展开分析和排故思路的介绍,并提出了整机调试的注意事项,能够帮助指导教师在教学中为学生提供较为有效的教学方案,从而提高学生设备维修的故障分析能力和操作能力,对学生专业素质的培养起到关键的作用。
1 示波器排故维修
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏幕上,就可产生细小的光点。显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管,是示波器的重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成。
示波器排故基本步骤如下:首先将示波器的亮度旋钮、聚焦旋钮、触发方式选择开关、信号选择开关、XY微调旋钮、灵敏度选择等放置到准确位置。然后断开垂直系统板和水平系统板(以下分别简称X板、Y板)的电源连接线,使X板和Y板均停止工作。开机观察,若屏幕中间显示有光点,则说明示波器的高压电路和电源电路工作正常;若无光点,则检查高压或电源部分并排除故障。在确认高压和电源电路正常工作的前提下分别对Y板和X板进行维修检查,最终使示波器正常工作,完成对应的维修和调试。需要说明的是为了保证学生练习和考核时的安全,一般高压部分建议不设置故障。
1.1 垂直放大系统
由于示波管垂直方向的偏转灵敏度很低,所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大,再加到示波管的垂直偏转板上,以得到垂直方向上适当大小的图形。该单元电路由耦合方式选择,输入衰减器,前置放大器和主放大器组成。
1.1.1 故障现象和检修思路
排故过程中需要根据不同的故障现象查找对应功能的电路区域,从而缩小故障范围,最终找出故障点所在位置并进一步维修排除故障。
在确认高压和电源电路部分正常工作之后,则需将Y板工作电源连接导通,X板电源仍然断开,使Y板单独工作。开机后观察屏幕显示现象,一般故障现象有以下几种情况:现象一,开机无光迹;现象二,开机有光迹,Y位移失效;现象三,开机有光迹,Y位移不能向上或向下等。以下我们针对不同现象采取相应分析处理方法来排除故障。
现象一。
分析:Y板放大电路是多级放大的差分放大电路,差分放大电路具有“零输入、零输出”的特点,即输入端基极电位差为零时,输出端电位差也为零。对于示波器显示而言,“零输出”表示屏幕上光点应该在中间位置。若光点有偏移,说明差分放大电路并未正常工作,那么如果我们强制使得差分电路的各级输入端电位差为零的话,就能实现“零输出”,屏幕显示就是光点回到中间位置。如果哪一级在满足“零输入”要求后,光点依然不能回到中间,那么说明该一级的三极管及其电路有问题,从而可以展开进一步检查以确定最终故障点的位置。
检修方法和思路:在按下电源开关时注意观察是否有光点向上或向下划过屏幕,若有此类情况则说明光点出现上偏或下偏。在开机状态下,用镊子从Y板放大电路最后一级的输出端开始对差分放大电路的各级进行短接法检查。如果短接某一级的一对三极管的基极,则应该观察到光迹显示在屏幕中间位置,如果短接至哪一级观察发现光迹没有回到屏幕中间,那么就可以初步判断故障点在该一级的三极管附近,然后可以用电位测量法、信号跟踪法结合通断测量法检查故障点所在位置。电位测量法是用万用表测量三极管各引脚上的电位值,与参考值比较后作出判断以确定故障原因并找出故障点。而信号跟踪法则是在示波器信号输入端送入一个正弦波信号,然后根据信号通路逐级观察放大电路信号输出情况,判断故障的基本范围。最终采用通断测量法查找开路或短路故障,从而查找出故障点位置并修复。
现象二。
分析:光迹能够在屏幕内上下移动,是通过改变电子束所处偏转电场的强弱来控制的,而电场的强弱是由改变控制电路的电压大小来实现。所以当控制Y位移的电位大小发生严重偏差时,调节Y位移旋钮将不能实现光迹的上下移动。
检修方法和思路:首先怀疑Y位移控制部分,一般出现Y位移旋钮附近电路开路故障时,电位器失效,从而影响屏幕上光迹的上下移动,利用电位测量法可以查找出具体故障点所在位置。此外,通过短接法、电位测量法、通断测量法的结合运用,可以查找出其他故障引起的Y位移失效的情况,通常都能够较为顺利的找出故障原因。
现象三。
分析:前面已经介绍了Y位移的工作原理,那么Y位移不能向上或向下同样是由于电位值的改变造成的,通常是因差分放大电路某一放大级中的其中一个三极管或其电路发生故障,致使无法实现“差分”放大,最终影响屏幕光迹的显示效果。
检修方法和思路:首先根据Y位移向上或向下的情况,可以初步判断是差分电路的上半部分还是下半部分出现故障,以此缩小故障查找范围。然后采用短接法和电位测量法可以查找出到底是哪一级的差分放大电路出现故障。最后便可以确定具体的故障点位置,从而排除故障修复Y位移功能。
1.2 水平扫描系统
水平扫描系统由扫描信号发生器与水平放大电路组成。在确认Y板正常工作的基础上,将X板的工作电源连接线接上,让X板和Y板同时工作。水平放大电路的第一级是由三极管构成共基极放大器,它的射极电位可由面板上的X位移旋钮电位器调节,从而改变其集电极输出直流电位,实现扫描线起点的左右移动。第二级水平放大电路是单端输入双端输出的差动放大器,调节两管射极间的可调电阻可实现其放大倍数的调节。开机后观察故障现象,一般有五种现象。现象一:无光迹,无扫描线;现象二:有光迹,无扫描线;现象三:有扫描线,X位移失效;现象四:有扫描线,但扫描线程变短;现象五:有扫描线,但扫描范围变窄。
现象一。
分析:X板水平扫描系统同样会出现与Y板类似的情况,就是光迹或扫描线严重偏离屏幕,通常是由于水平系统中的差分放大电路故障造成的。X板上的差分放大电路同样具有“零输入、零输出”的特点。
检修方法及思路:参照Y板差分放大电路的排故方法,通过短接法、电位测量法、通断测量法查找故障点。
现象二。
分析:根据水平扫描系统工作原理,如果开机观察发现屏幕显示有光迹但无扫描线,则可初步判断是扫描信号发生器部分出现故障。若排除扫描发生器故障可能,则考虑在扫描信号产生后的传输线路出现故障,可采取进一步检查维修。
检修方法及思路:扫描方式开关通常放置在AUTO档,当无扫描触发信号输入时,扫描发生器工作于自激振荡状态,最终在扫描信号发生器的3Q4发射极产生周期性锯齿波信号。由于扫描信号发生电路是振荡回路,任何一个节点的电位发生变化都会影响其他节点的电位值,所以采用电位测量法、通断测量法很难方便的确定故障点位置。因此,采用信号跟踪法比较合适,我们可以断开回路中二极管3D5的阳极引脚,并从阳极送入一个三角波信号,然后沿着回路逐一观察信号传输情况,在判断出基本故障范围后再用通断测量法检查确定故障点。
现象三。
分析:X位移失效的故障一般由X位移控制电路故障引起,与Y位移失效相似。
检修方法及思路:此类故障情况可用电位测量法和通断测量法检查故障点,恢复后X位移即可正常工作。
现象四、五。
分析:根据水平扫描系统的工作原理,扫描线程变短或扫描范围变窄,通常故障发生在水平放大电路。
检修方法及思路:采用短接法可以判断出水平放大电路故障在哪一级三极管附近,然后通过电位测量和通断测量来确定故障点位置。
1.3 维修报告
填写维修报告要注意几个方面:第一,排故思路表达要清晰,有条理;第二,排故过程需有逻辑衔接;第三,故障点描述要准确,如三极管基极开路、集成芯片几号脚开路、基极发射极短路等。第四,尽量按照规范书写,如需要说明判断故障点位置、恢复故障点、开机显示正常等内容。
2 整机调试
示波器整机调试是用信号发生器从示波器被测信号输入端送入一个正弦波信号,然后按照要求完成调试。调试内容包括三项。
第一是选定Y轴输入灵敏度档位,从信号发生器读取并记录输入信号电压幅度,再从示波器读取显示波形的幅度值,并计算得出波形显示的相对误差。第二是选定X轴输入灵敏度档位,按要求调节输入信号频率,使得示波器屏幕上显示刚好10个周期(10div)的波形,然后从信号发生器读取输入信号频率值,换算成周期值并记录,与显示波形的周期值比较并计算出相对误差。需要说明的是输入信号波形可以是正弦波、三角波或方波,因为三角波或方波观察一个周期的波形更准确一些。第三是选定Y轴输入灵敏度档位,然后改变输入信号频率分别为10 Hz、100 Hz、10 kHz、100 kHz、1 MHz并分别记录对应的输入信号电压值。需要说明的是输入信号频率很低时,波形已经无法正常显示和读取,我们可以选择将X轴输入灵敏度旋钮放置到X-Y方式读取波形幅度值,这样准确度相对高一些,从而减小读取时的人为误差。
3 结语
本文重点介绍了无线电调试高级工HE6105型示波器故障现象,对各种现象展开分析,对维修方法及思路进行说明,给出了较为系统的排故解决方案,以便提高学生解决故障分析能力和维修调试能力,对学生顺利通过高级工考核有极大的帮助。文中介绍的是示波器排故维修的基本故障分析及维修方法,对于一些较为特殊的故障情况还需要在今后的教学实践中进一步总结归纳整理成文。
关键词:基本技能;动手;综合素质;创新;发展
中图分类号:G71 文献标识码:A
收录时期:2014年5月13日
一、加强基本技能训练,培养动手能力
电子类职高学生主要工作方向是在生产第一线从事电子产品的生产加工和电子设备安装、调试、维修、产品的销售服务、工艺编制与技术改造等工作,为了学生能适应这种岗位的需求,我们应该加强学生的基本技能训练,使学生具备扎实熟练的基本功。掌握读图识图能力,安装焊接能力,测量调试能力,查找资料能力,设计制作能力。了解岗位标准,学会总结分析,书写报告。只有这样才能达到将来实际工作的要求。
(一)读图、识图的能力。只有读懂电路原理图,才能了解工作原理,去生产、去加工、去分析、去检测、去维修维护实际电路。能不能识读电路图直接影响学生应用实际电路的能力,甚至影响到学生走上工作岗位后专业技术的提高。那么如何才能提高学生的读图能力呢?这需要在多方面的培养。首先,在理论授课过程中,如模拟电路、数字电路等课程里除了要讲解一些典型原理电路外,还应讲解一些实际应用电路,使学生能积累一定数量的典型器件应用电路的知识。其次,在实验实习过程中,要求学生对每个单元电路要看懂电路图,再制作实物。将原理电路图和实际硬件电路对应起来识读,在测量中明确测量的参数在原理图中的含义,提高理解分析能力。在对整体电路的学习中,着力理解整个电路是由哪几部分典型电路构成的,各部分电路在整个系统中的功能是什么,电源的供给方式,电路之间的信号的传输处理过程是怎样的。从而使学生掌握一些识读实际原理电路和具体硬件电路的方法。最后,把识图技能作为一个专题来进行讨论,要利用专门的时间来讲解电路图的识读方法,综合训练学生的读图能力。
(二)元器件的测量能力。职高学生的基础较弱,习性好动,细心和耐心都需要培养。而电子产品的制作过程中是不允许有丝毫的偏差,否则实验必然失败。在具体焊接前正确的识别元件,判断管脚,处理元件都不是可以忽略的细节,否则只能返工检修。通常制作电子产品的电阻,电容,二极管,三极管,集成电路以及一些特种元件都需要能够正确的识别和判断。来确认其参数、管脚和安装位置。经常有学生在照样焊接时做得不错,可一离开样子,却错误百出。这就是不能正确识别造成的问题。在对元件的测量和判断教学中,一定要反复强调测量的重要性和元件的测量判断标准。通过测试的方法让每个学生都能确实掌握元件测量的基本功。
(三)安装焊接的能力。各种类型的电子产品都必须通过焊接工序。安装焊接是每个学生必须具备的基本技能。要让学生掌握良好的焊接安装技能,就必须具备一定的焊接工艺知识。能了解良好焊点的形成机理,知道焊接过程中所用到的主要材料,常用工艺方法、工艺参数。初步掌握通孔插装焊接技术,表面安装焊接技术,拆焊技术集成电路焊接技术等。了解虚焊,假焊对产品的影响及判断虚焊,假焊的方法。通过测试实际考核学生对焊接技术的掌握程度,要求人人达到合格的水平,此外还应专门进行焊接安装工艺实训课题教学,从理论上和实践上去指导学生掌握焊接安装技能。
(四)测量调试检修能力。作为生产一线的电子工程技术人员必须掌握测量基本技能。要求学生能正确选用测量仪器和测量方法去检测具体电路参数,并能根据要求进行相应的调整。首先,在课程基础实验中,应使学生掌握常用电子测量仪器的使用方法,典型电路参数的测试调整方法;其次,要加强综合实验、实训等实践性环节,可以给定实际电路原理图和具体元器件,让学生自己去搭接电路、选用仪器、测试和调整电路参数。也可以给定一正常或有故障的实际硬件电路让学生去测试调整电路参数或去排除故障,以提高学生的实际应用能力。测量能力的培养要贯穿于整个实验、实训过程中。
(五)印刷电路板的设计和制作能力。初步掌握电子线路及印制电路板的设计制作,是职高学生职业能力和今后专业上发展的一个要了解的重要方面。虽然各种成熟的电子电路数不胜数,但在实际工作生活中,经常会遇到这样的问题,要实现某种功能应选用哪种电路更好?某种电路在实际使用中存在一定的缺陷如何改进?这就要求我们的学生能根据出现的问题及技术性能要求,查询、收集相关资料,运用所学的理论和实践知识,分析研究类似电路性能并进行改进,通过组装调试等实践活动,设计制作出性能指标达到相应要求的电路。在实习初期我们用多孔的万用电路板来制作电路,并不需要讨论印刷电路板,只是在后期学生有一定的基础后,讲解印刷电路板的有关知识,给学生介绍印刷电路板的设计方法和制作工序,让学生动手亲自做一块电路板,感受制作的全部过程。
(六)查阅资料选择分析能力。学生走上工作岗位后,要想做好自己的工作,要想有所发展,必须要有获取新知识的能力。科学技术的发展日新月异,在实际学习工作过程中,有很多是我们所不熟悉的、陌生的新内容。这就要求我们的学生要具有继续学习的能力,要学会查阅各种资料并为我所用.教会学生查阅晶体管手册,集成电路手册,学会使用网络来寻找需要的资料。我们在理论教学和实践教学中要注重培养学生的自学能力。从开始布置思考题,提供参考书,过渡到只布置思考题,不提供参考书,到最后学生自己发现问题,自己去想办法解决问题,来逐步提高学生的查阅、获取新知识的能力。
二、整合实践过程,培养工程能力
我校开设的电子专业课有自己的教学目标和教学实施办法,都应有相应的理论要求和技能要求。理论教学和实践教学是由同一位教师来完成,按需要分时进行教学,理论教学为实际应用服务,实践教学应紧密地和实际应用相联系,实践教学即能为验证理论教学服务又能培养学生的动手能力。实际应用电路是一个综合的系统的电路,用到专业课程各章节的知识。因此,在实践教学的安排上,要考虑到各专业知识间的横向联系和各个实践教学环节间的相互配合,对各个实践教学环节进行整合,全盘优化考虑。实践性教学环节可分为三个层次进行。
(一)基础训练。主要通过课程实验、电子工艺实训,训练学生识别选用元器件、使用常用电子仪器、测试简单电路、掌握焊接装配工艺等技能。课程实验,目的是培养学生测试电子电路和使用电子仪器的能力。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量,巩固学生所学电子技术理论知识,学会正确使用仪器和科学地测量电路方法。为后续实训环节打下基础。电子工艺实训,目的是训练学生基本操作技能和操作规范,通过元器件检测、筛选、焊接装配、制作印制电路板、电路调试、故障排除等环节,系统地进行生产一线实践工作的训练。既学会生产一线所需基本技能,又培养良好职业习惯和职业道德,为学生将来适应工作岗位打下基础。
(二)模块训练。就是对某一单元电路进行专项实训,目的是提高学生的实践动手能力,使学生能掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试,分阶段来训练学生的基本技能,并为后面的综合训练做好铺垫。使学生切实学会“识图、设计制作、焊接安装、测量、上岗、查资料、写文档”,为今后从事生产,实践应用工作打下基础。
(三)综合训练。在模块训练的基础上,将模块电路综合成某种系统电路,即将模拟电路、数字电路、计算机电路等结合起来,能根据所需实现功能,充分应用通用的单元电路改造和设计相应原理电路及印制电路板,并进行制作安装、综合调测。目的是训练学生综合运用知识的能力。在这个阶段我们主要带学生进行了晶体管收音机的安装调试,电视机的调试检修,单片机控制楼道门禁系统的原理介绍等系统电路的训练.通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节,系统地进行电子电路工程实践训练,从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力,为今后有效地应用电子技术打下基础。
(四)顶岗操作。作为生产一线的工作人员和工程管理人员应当掌握生产工艺管理的主要工作内容。要求学生了解生产工艺管理体系的任务及工作程序,知道主要工作方案、工艺规程的编制方法,工艺过程的控制方法,工艺管理基础的实施方法等。初步掌握常用工艺文件编制的思路、要点和方法。应专门开设生产工艺的理论课程,来讲述生产工艺管理和生产工艺技术的有关知识。并进行生产工艺实际训练,来模拟工厂电子产品的生产过程。采用流水线方式组织生产,组装、调试、检验严格按工艺文件的要求进行。控制好各个工序管理的环节来保证产品的质量。在这个阶段根据学校的安排我们带学生到工厂进行参观学习,进行顶岗操作.亲自体会工厂生产的全过程和工作要求。
(五)书写文档。学生将来作为生产第一线的工作和技术管理人员要想有所发展,必须要有良好的文字表达能力。我们在理论教学和实践教学中,要使学生掌握各种报告、文件、论文编写的格式和主要内容,要注重培养学生的写作能力,对学生写的总结报告、实验报告、课程设计报告、各种测试报告、工艺管理文件、毕业技能鉴定等要严格要求。并要加强锻炼,切实提高学生的写作能力。
三、实施质量监控,全面提高学生综合素质
在电子工艺实训、电子产品制作实训中,要仿照企业控制产品质量的方法,建立健全每道工序质量的控制办法,措施到位、责任到人。严格按企业所要求的质量观念去要求学生,让每位学生都能学会产品检验的标准,让标准细化可操作,参照企业的管理模式去管理学生。加强自检、互检、专职检,层层把关,帮助学生建立质量第一、文明生产、安全生产、遵守劳动纪律的观念。从多个方面、逐个项目去考核学生的实训成绩,而不能只重视结果。使每个学生都能学有所获,真正体会到控制实训过程的重要性和必要性。
四、加强学习,不断创新,紧跟时展
电子技术已经渗透到了日常生活的方方面面和社会生产的各行各业.虽然我们现在所使用的教材已经多次改版,但仍然不够,基本内容还和十几年前的教材变化不大,新知识新理论的引入还远远不够,我们热切盼望我们的理论教材能够有大的更新,并且形成更新机制,让技术跟上时代的发展,不要让我们教的和学生学的技术是落后的技术是没用的技术。同时,我们自己也要加强自我学习,不断提高对新技术的认识,主动学习现今流行的新理论新技术,研究新产品走在社会的前沿。同时,我们也要不断改进我们的教学方法提高教学能力,让学生能够获得有效的知识和技能,为将来的工作打下基础。本文分析了电子类职高生必须掌握的“基本能力”的内容,这与基本技能是不能截然分开的,在实际应用中是一个综合的系统的内容。要通过理论和实践的配合先分项后综合的进行训练,分模块、分层次的实验实训环节和质量监控体系来实现。同时,也是我们在实践教学中的一些做法和体会。不足之处我们将在今后的教学中加以改进。
主要参考文献:
[1]张龙兴主编.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社.
1对电子设计竞赛高职组试题的探讨
大学生电子设计竞赛命题一般是以电子电路(含模拟和数字电路)应用设计为主要内容,可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机(主要用于开发)的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分,着重考核学生综合运用基础知识进行理论设计的能力,考核学生的创新精神和独立工作能力,考核学生的实验技能(制作、调试)。具体的竞赛试题一般具有特定工程背景,其涉及的专业知识面广,综合应用性强。在给定功能和性能参数要求的情况下,由一个参赛队在四天内共同设计、制作完成。起初在竞赛的选题上,高职院校的参赛选手与本科生没有什么区别,都是从同一组试题中进行选题,其竞赛的成绩与本科生差距明显,多数参赛队伍都难以按要求完成其中的理论设计部分。从2007年开始,组委会采用了本科生组(甲组)和高职高专学生组(乙组)分开的两组竞赛题目,高职组的题目相对本科组除难度小些,要求降低外,其他方面并没有多大区别,仍然是以电路的综合设计与制作为主,评分标准也大体相同。从今年9月份举办的竞赛来看,仍是这种情况,给人的感觉只是本科生试题要求的缩水。竞赛对高职生在理论设计上的要求分量显得过重,与当前高职教学改革的方向似乎有些偏离。
高职教育在我国经历了十多年的发展,全国各类高职院校成立之初,课程的设置与本科院校同类专业差别不大,许多课程只是本科课程的压缩。随着高职教学改革的深入开展,其培养目标和职业岗位定位越来越清晰。教育部对高职生的培养目标是要求学生具有较强的动手能力与实践能力,要求学生毕业后从事生产第一线的设备维护、维修、安装、调试等工作,这与就业市场对高职生的需求是相符的。高职的课程改革也逐渐走上了以就业为导向,校企合作、工学结合的道路。在这种趋势下,大学生电子竞赛对高职生在电路综合设计方面的要求则难以发挥导向作用,以至于一些院校为了应付竞赛而另外为参赛选手开设培训课程的情况。既然竞赛专门开设了高职高专组,在题目的设计和要求上是否能多考虑高职教育的特点和职业岗位的要求,不仅在难度上与本科组有所区别,在竞赛的侧重点和评分标准也应有所不同。例如本科组可侧重综合设计,高职组侧重制作和测试,这样更符合不同层次的高等院校对人才培养的定位要求。
2综合设计型人才难以成为高职教育的培养目标
虽然高职生也是从每年的高考中录取的,但是在入学分数上毕竟比本科生差了一个等次,这个差距反映出他们的中学知识基础和学习能力与本科生的差距。许多学生读高职是想学一门专业技术,希望在动手能力上强于本科生,在今后的就业市场上找到属于自己的位子。基础、能力和心理上的定位预期决定了他们中的大多数人难以在电子电路的综合设计上有所作为。电子信息技术是现代科学技术中的高新技术,其理论抽象、高深,初学者不容易理解和掌握。高职生由于中学的物理和数学基础较差,教学中他们普遍反映专业理论课程的学习难度大,感到内容抽象、难以掌握,理论考试不及格的情况在各高职院校都较为普遍。另外,高职生在校学习时间短,也制约了他们深入、全面地学习电子信息技术和相关知识。许多高职生实际在校学习时间为2年或2年半,最后一年或半年学校安排到企业实习。所以每届参赛的高职生,多以二年级的学生为主,以他们的课程安排来说,还只是学了一些基础理论,加上近年来的高职教学改革更侧重于培养学生的动手实操能力,许多理论课程被压缩,或降低要求,有设计要求的课程很少。在这种情况下,培养的高职生大多数不具备综合全面的设计能力。因此,课程难度与学习时间的限制决定了难以将高职生培养成为电子电路方面的设计型人才。就业市场对高职生的需求和定位也越来越清晰,多数电子企业并不要求高职生具备设计开发电子产品的能力。以我校应用电子技术专业多年来毕业生的就业情况来看,在电子行业工作的大多数毕业生都是从事电子产品的生产制造与维修工作,只有极个别的学生有机会从事电子产品的设计开发。因此,就业的导向也决定了高职电子信息类专业教学不能以培养设计开发型的人才为目标。
3以专业职业岗位技能要求为导向设计高职竞赛题目
高职院校的办学目标定位就是要培养出符合区域经济发展需求的高素质技能型人才,其核心任务就是要提高学生的职业技能与综合职业素质。在电子产品的设计、制造和服务领域,职业岗位对高职生技能的要求是能够从事更高级、更复杂、更精细的工作。如果考虑到目前高职教育的特点,以电子专业职业岗位技能要求为导向设计高职电子竞赛试题,可以从两方面考虑出题,一是以电子电路的制作与测试为主;二是以电子产品故障的分析与维修为主。这两方面是电子信息专业的高职生要掌握的主要职业技能,把这两方面的职业技能要求引入到竞赛中,通过赛项的设计将引导高职泛信息类相关专业课程设置和教学改革、人才培养模式改革与创新方向。大学生电子设计竞赛高职高专组的命题设计,可以侧重考核参赛者的电路制作与测试能力,降低对电路综合与程序设计要求,甚至不做要求,直接给出电路原理图和控制程序,变设计制作为分析、制作和测试为主。让高职生在识读电路原理功能、弄清信号流程、读懂程序设计的基础上,进行PCB电路板的设计制作;元器件的选择安装;程序的输入调试;电路功能的实现;整机性能参数的测量。以充分反映参赛的高职生对电路的理解和将图纸变为实物的技能水平。
全国职业院校技能大赛高职电子信息类的选题,可以以电子产品故障的分析与维修为主。今年全国职业院校技能大赛高职组的“芯片级检测维修与信息服务”试题,就是按照完整的芯片级维修工作过程设计竞赛题目,竞赛内容体现实际工作过程的真实性。今后的竞赛若能以电子产品整机的维修作为竞赛项目(如数字电视、手机、电脑、数码产品等),在一个产品上设置多种故障,能涉及更多更全面的维修知识和技能。对高职生的维修技能要求应与经验型维修有所区别,应重点要求能从硬件和软件原理分析,仪器检测等分析复杂故障,写出故障分析报告。对于一般的维修技能也应有所要求,如根据电路板绘出局部电路图、软件的擦写、芯片的拆焊、元器件的代换、维修工具的使用等。
4高职电子信息专业培养的能力目标定位
关键词:电子电路制作技术;教学创新;工程实践能力
1课程特色与创新
《电子电路制作技术》以电子产品为载体,采用项目层次教学,产教融合为一体,让学生“在学中做,在做中学”,通过原理图设计、电路制作和调试,项目验收等环节,使学生掌握电子电路制作技术相关技能,适应社会的需求,符合人才培养目标。本课程通过完成典型实训项目(典型电子产品),达到培养学生实用电子线路设计与制作能力的目的。采用工学结合的教学模式、项目教学法,教学活动参照企业岗位的工作过程,总体流程:“(1)获取信息、明确任务。(2)制定计划、安排进度。(3)选择方案、做出决策。(4)任务实施、完成工作。(5)对照要求、检查控制。(6)总结评估、提出改进。”六个教学步骤来设计。电子电路制作技术是电子信息类各专业必不可少的重要实践环节,它包括设计方案的选择、设计方案的论证、方案的电路原理图设计、印制板电路(即PCB)设计、元器件的选型、元器件在PCB板上的安装与焊接,电路的调试,撰写设计报告等实践内容。电子电路制作技术的全过程是以实践操作为主,教师的讲授、指导、讨论和研究相结合为辅的方式进行。根据实训项目的要求,对设计思路、设计方案等展开讨论。
2课程建设与改革探索
2.1课程沿革
电子电路制作技术是电子信息类相关专业实践课程体系核心课程之一,积累十余年实践经验,已成为学院课程建设的亮点。本课程至2006开始设置,课程名为电子实习,以收音机组装为载体培养学生的电子工装技能,系统集成和调试技能;2017年至今,课程名为电子电路制作技术,运用OBE教育理念,通过对行业企业需求调研分析后,充实了课程内涵,学生可结合理论学习提出不同的设计任务;改进了教学方法,采用探究式、翻转教学等方法发挥学生主体作用,激发学习兴趣。
2.2课程与教学改革要解决的重点问题
本课程是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端,是对理工科专业学生进行科学实验训练的重要基础。训练学生理论联系实际,培养学生初步的实验能力,良好的实验习惯以及严谨的科学作风,使学生具有良好的实验素质,同时又为后继的课程打好基础。
2.3课程内容与资源建设及应用情况
本课程要求使AltiumDesigner为设计工具,完成原理图、PCB板的设计、布局;依托新一代信息技术综合训练中心,对PCB电路进行热转印、蚀刻、打孔、焊接、调试检测等提高学生电子电路制作设计能力。课程项目内容多样化,课程内容包括:幸运转盘,无线收发话筒,小音响,多彩摇摇棒等。与学生兴趣相结合,加入实用元素,学生对制作产品感兴趣,能驱动其进行更深入的学习,并能使学生在完成任务的过程中,提高动手能力和综合能力。课后作品可以在生活中使用,一举多得。
2.4课程教学内容及组织实施情况
本课程以任务为主线,学生为主体,将学生的学习活动与任务相结合,围绕任务展开学习,以任务的完成情况作为检验的重要依据,使学生主动探究、实践、思考后,运用相关知识解决问题的综合能力。在项目任务实施过程中,注重培养学生的自主创新意识,引导学生进行自主性的电子产品单元电路设计和规划。在学生自主创意设计的过程中,充分发挥学生的创新思维,丰富学生制作以及设计的多样性,提升学生设计制作的兴趣和积极性。通过创新思考、设计、电路规划及实训报告思考中,体现学生的学习效果。评价采用分阶段分评价的模式,重点评价学生的综合职业能力。
2.5课程成绩评定方式
本课程的考核方法采用五级制,包括平时考勤(占20%)、阶段考查(占40%)、功能考核(占20%)和设计报告(占20%)四个环节。平时考勤考核学生到课与遵守课堂纪律情况;阶段考查检查学生对每个任务的完成情况,以及阶段性成果,功能考核主要检查学生作品完成情况以及功能实现情况。通过平时考勤,确保学生都能积极参与课堂,通过任务考核和阶段性考查驱动学生去学习,并完成任务,最后功能考核是对学生最后成绩的肯定,也是学生对自己工作的认定,通过设计报告,锻炼学生撰写设计文案的能力,也是学生对整个设计工作的总结。
3课程开发原则
本课程通过充分的社会企业调研,以“走出去,引进来”原则完成课程开发,大致分五个环节。图1电子电路制作流程图根据项目要求,完成元器件的选用。(2)完成原理图、PCB板图设计。(3)根据工程模式完成电路的焊接工作,达到良好的电气性能与机械强度。(4)通过电路调试与测试,掌握常用仪器仪表的使用。(5)项目答辩验收。
4课程设计方案
4.1课程设计理念
《电子电路制作技术》通过理能联系实际,产教融合,对电路进行合理设计、制作、调试、验收为前提,综合提升学生工程实践能力。
4.2项目任务设计
本课程通过完成典型项目,达到培养学生工程应用能力的提升。在开发典型项目任务时,既要考虑工作过程的真实性,也要考虑与教学规律相结合,考虑教学的适用性。因此,我们选择以下典型的项目任务:项目1:NE555多谐振荡器设计与制作;项目2:计数器设计与制作;项目3:LED显示设计与制作;项目4:对前面项目进行级联调试。
4.3学习活动的设计
本课程采用工学结合的教学模式,采用项目教学法,学习活动参照企业岗位的工作过程,大体按照“信息、计划、决策、实施、检查、评估”六步工作法来设计。对每一个项目,具体的教学过程如图2所示。(1)明确任务,制定计划:根椐项目,采用从上而下的方法分析任务要求,明确系统的设计任务要求,制定明确完整的计划,对方案进行选择(2)设计电路:在理论基础上,充分查阅相关文献,根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图,确定对各单元电路的设计要求,必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合,但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路,以简化电路结构、降低成本。拟定出各单元电路的要求后进行全面检查,无误后按顺序设计各单元电路。(3)制作、调试电路:电子电路的安装与调试在电子电路实践和电子工程技术中都占有非常重要的地位。它是把理论付诸于实践的阶段,也是将理论电路转换为实际电路和电子设备的过程。同时,这一过程也是对理论设计的检验、修改和完善。调试过程是利用符合指标要求的各种电子测量仪器,如示波器、万用表、信号发生器等。对安装好的电路或电子装置进行调整和测量,以保证电路或装置正常工作;同时,判别其性能的好坏,各项指标是否符合要求等。因此,调试必须按一定的方法和步骤进行。(4)验收:学生独立测试,教师对项目输出结果,电路制作工艺等方面进行评分(5)答辩:项目验收结束后,学生进行答辩,阐述项目设计方案,制作方法以及整个过程中的问题解决思路。(6)提出改进意见:教师对学生的工作有针对性的提出意见,便于后期整改。(7)撰写报告:写项目报告的写作,要求包含方案论证,设计原理,制作过程,输出数据参数等,误差分析。
5教学效果
(1)学生的学习积极性和学习兴趣有了很大程度的提高。多数同学利用课余时间到实训室制作电路的情况。(2)学生的学习能力和动手能力有了较大的提高。多数学生基本能够看懂电路图,并能够按照电路图和设计要求制作和调试电路,能够撰写比较完整的项目设计报告。(3)从一开始遇到问题不知如何是好,到现在能分析问题,解决问题。(4)学生参加各种竞赛获得佳奖。由此看出,我们的教学改革已初见成效。
6课程建设计划
能正确识别、检测和选用常用电子元器件。能对典型电子电路进行分析和计算。能读懂实用电子电路原理图。能对照不同电路方案分析选择电路。能够根据电路原理图完成PCB的设计制作。能够按照电路原理图焊接实用电路。熟练使用万用表、信号发生器、示波器等常用仪器仪表。能够对制作完成的电路进行调试以满足设计要求。结合生产生活实际,培养对电子产品制作技术的学习兴趣和爱好,养成自主学习与探究学习的良好习惯;通过参加电子产品制作的教学活动,培养运用电工电子技术知识和工程应用方法解决电子产品生产过程中相关的实际问题的能力;强化安全生产、节能环保和产品质量等职业意识,养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。
参考文献
[1]谭海曙.模拟电子技术实验教程[M].北京大学出版社,2010.
[2]毕满清.电子技术实验与课程设计[M].机械工业出版社,2011.
[3]梁青.Multisim11电路仿真与实践[M].清华大学出版社,2012.
[关键词]大型钢结构井架;整体纠偏;PLC液压同步移位;控制系统;液压千斤顶
0引言
孔庄煤矿混合立井井筒净直径8100mm,井筒设计深度1088m,井架采用主提中心线与副提中心线垂直布置,总高度64m,总质量871.6t。结构形式为落地式多绳提升双斜撑式钢结构井架,其中斜架为钢框架结构,采用钢板焊接封闭箱型断面。井架基础采用预制混凝土方桩基础,断面4000mm×4000mm,设计入土深度23m,以粉砂、含姜砂粘土层为持力层,单桩竖向承载力特征值600kN,单桩水平承载力特征值600kN,采用锤击法施工。混合立井采用冻结法施工,由于井筒直径大、穿过冲积层特厚、冻结法凿井时所需冻结壁厚、冻土范围大、永久井架4个基础距冻结壁距离各异及4个独立基础由于受土层不均质、冻结壁非均质、土体冻胀融沉差异、主副提(北侧主提、西侧副提)方位垂直、地下水流失影响等原因,造成井架基础沉降不均匀。根据2013-03-30—2014-11-07沉降观测,4个独立基础的累计沉降值分别为:JCA点5mm、JCB点8mm、JCC点16mm、JCD点11mm。其中JCC点的沉降量最大,存在向冻结壁最近点偏移的趋势,导致井架向北、向西倾斜。根据2014年10月的井架位移观测报告,井架50.15m平台南北方向(主提中心)偏西17mm、东西方向(副提中心)偏北18mm,已超过井架安装标准要求,需及时采取措施控制基础沉降对安全使用产生不利影响,故需对井架进行纠偏复位。
1井架纠偏复位施工方案
井架纠偏复位采用PLC液压同步移位控制系统整体顶升[1]。顶升设备采用有效行程14cm配有液压锁的200t液压千斤顶,可防止系统及管路失压问题,保证负载有效支撑。井架顶升竖向利用M80螺杆及钢板垫片定位支撑。复位过程中使用全站仪全程跟踪检查中心线位移情况,使用水准仪测量天轮平台水平度,确保复位的准确性。首先使用全站仪测量井架基础沉降的相关数据,为井架复位提供数据依据。然后在井架4个柱脚底板基础处分别凿出2个矩形凹槽,在凹槽内支设千斤顶;井架底板4个角安装M80竖向定位螺栓,千斤顶通过液压站集中操作控制,井架底板安装电子刻度标尺,便于观测顶升高度,通过千斤顶的伸缩调整井架中心线位置。千斤顶顶升前,先将箱型井架与井口套架的上端连接部位松开,然后松动井架基础的底脚螺栓。井架调整时,地面井筒十字中心的两个方向分别架设全站仪,观测井架中心线偏移,直到中心线尺寸符合设计要求。井架复位完成后,用高强度无收缩灌浆料将井架底脚与基础的间隙灌浆密实,并对套架上端及天轮的中心线位置偏差和水平度进行校验,如偏差超标,则需要进行调整套架和天轮。
2井架顶升前准备
顶升前准备:①施工设备及材料、工器具的准备。井架纠偏复位主要施工设备有PLC液压同步移位控制系统(含配套液压站、高压油管及200t千斤顶24台)、基础开凹槽用金刚石圆盘锯1台、施工用电焊机2台、井架测量用全站仪2套和水准仪1套、电子测量尺等。材料有高强度无收缩型基础灌浆料3t、平垫铁、斜垫铁、钢板、井架支撑用全螺纹M80mm×150mm螺栓定位螺栓(含特制螺母)及承压板、铁丝、棕绳、临时动力及控制电缆等。施工工器具有割矩、大锤、手锤、磁力线坠、钢尺、角尺、钢板尺、角磨机、望远镜、对讲机等。②基础上表面装修层铲除。使用大锤、錾子等工具将井架底脚基础板处的装饰层拆除,清理出基础板下垫铁位置。③加工300mm×300mm×20mm钢板16块,作为竖向定位螺栓的承压钢板。④在井架4个底脚的基础板上切割出覬86mm圆孔。⑤加工M80mm×150mm全螺纹六角头螺栓(B级,性能等级4.8)16条和特制螺母16个,将螺母焊接在每个井架底脚基础板覬86mm圆孔上方,并在圆孔附近焊接加强板筋。⑥在井架底脚基础板覬86mm圆孔处安装竖向定位M80mm螺栓,螺栓下端与基础上放置的承压钢板接触并紧固螺栓。⑦凿支放千斤顶的凹槽。在每个井架基础上部分别凿2个450mm×650mm×300mm(高×宽×深)凹槽,用于支放千斤顶。⑧安装千斤顶。将千斤顶安装在凹槽内,每个井架柱脚安放6台200t液压千斤顶(1个凹槽内3台),整个井架共安装24台,顶升时千斤顶分成4组控制。千斤顶上部直接顶在井架底部端板,下部凹槽底面用高标号混凝土(砂浆)找平后放置1块650mm×300mm×40mm钢板,千斤顶下端放置在钢板上。
3井架顶升纠偏复位
(1)施工前测量。测量技术人员利用甲方提供的井筒十字中心线坐标,使用全站仪配合棱镜测量校验井架中心线偏差情况,将井筒十字中心线投放到井架43.65、51.15、56.65m层平台上,通过与原井架中心线的标记对比,确定井架偏移数值;根据实测偏移值计算井架各柱脚的顶升值,考虑井架非绝对刚体,实际顶升量要略小于计算值。以井筒十字中心线为基准测量出罐笼提升中心线、箕斗提升中心线的尺寸偏差,利用水准仪测量井架基础沉降情况,为复位工作提供数据支持。
(2)顶升纠偏作业。①将千斤顶放入井架基础底脚下方凹槽内,千斤顶与井架箱型钢柱底端板垂直安放,在顶升过程中千斤顶需分时段调整角度,确保轴心受压。②千斤顶就位后,确定并设置各千斤顶的准确顶升量,安装好电子刻度标尺和监测系统。③根据竖向定位螺栓及钢板垫块的数量,合理安排作业人员及作业内容。④在千斤顶顶升作业前,将井架基础地脚螺栓的螺母松动,确保在顶升作业时地脚螺栓不受力。⑤井架顶升前,将井架箱体与井口套架上端的连接装置松开,防止井架在顶升作业时对套架产生影响。⑥先调整主提方向中心线偏差,后调整副提方向中心线偏差。顶升时统一号令,保证同步操作千斤顶。⑦井架顶升过程中,在地面井筒十字中心线两个方向上分别架设1台全站仪,技术人员利用全站仪观测井架各层平台中心线偏移情况。井架顶升前、顶升过程中及顶升后的沉降监测采用精密水准仪进行观测。⑧在顶升过程中安排足够的人员负责监督、测量工作,并分阶段校正千斤顶的抬升值,若个别千斤顶抬升速度与计划有偏差时,应停止纠偏分析原因,及时调整该千斤顶的顶升速度。⑨利用置于千斤顶和井架箱体底板之间的力传感器,观测井架顶升过程中的力值变化,一方面为控制井架顶升力提供依据,同时为该类型工作积累参数。⑩井架顶升工程中要对井架结构整体姿态变形进行监测,包括井架平动、转动和倾斜。井架顶升过程实际上就是控制井架姿态的过程,对井架的数个特征点进行测量和控制,通过监测各特征点实际到达的位置与预期位置的接近程度,可以判断井架变形特征并控制移位过程。輥輯訛当顶升值达到理论计算值的70%时,暂停纠偏,用全站仪测量井架各层平台中心线位置,对提升绳中心线至井筒中心线的尺寸变化情况进行跟踪测量。根据检查结果,当达到原设计使用要求时,停止纠偏,如达不到原设计要求时需继续纠偏,直到满足设计要求。輥輰訛井架顶升复位过程中,竖向定位螺栓由专人跟踪拧紧,保证螺栓处于受力状态。井架和基础之间的间隙用斜垫铁和钢板(400mm×200mm×10mm)塞入,使井架与基础始终保持接触。輥輱訛井架复位后,连接好地脚螺栓,将地脚螺栓紧固。
(3)基础二次灌浆。架复位后,在井架底脚与基础连接部位清除杂物,并用水冲洗后,进行基础的二次灌浆。②二次灌浆使用高强度无收缩灌浆料[2],在灌浆料浇筑后24h强度即可达到C20~C35,3d强度可达C50。③灌浆前,先将井架底脚两侧及下边封堵,然后从上边灌入灌浆料。灌浆料流动性强,可凭自重流淌至所有空隙,不需要进行振捣即可达到密实效果。④待灌浆料强度达到设计要求时,撤掉千斤顶。
(4)井口套架的复位。因井架进行复位处理时将井口套架上端与井架连接装置松开,对井口套架上端会产生位移影响,在井架找正复位后,需对套架上部位置进行校验。利用井架箱体上的中心线挂垂线对套架上部位置校验,如尺寸有偏差,则用手拉葫芦进行调整,调整后再固定牢靠。
(5)天轮的位置校验。因井架在复位时的移动,可能对天轮产生影响,根据地面投放的井筒十字中心线,校验天轮中心线位置,如位置偏差超标,则需对天轮调整。用水准仪对天轮的水平度进行校验,如偏差超标,也需要调整。调整时先将所有提升绳锁在井口套架上,使各天轮不受力,然后松动天轮地脚螺栓,用千斤顶配合大锤等进行调整,通过十字中心线和标高控制,使天轮的位置及水平度满足设计及规范要求。
(6)试运行。井架复位后,基础灌浆强度达到C30以上后,才可以进行试运转,前期试运转中尽量避免急刹车等容易使井架加剧晃动的情况发生,待灌浆层强度稳定后可恢复到设计工况运行。
(7)施工组织。井架顶升纠偏复位施工采用白班工作制,除去施工准备及复位后的缮后工作时间,复位顶升在影响矿井正常提升1d内完成。
4井架顶升过程中应急保障措施
保证措施:①成立以项目经理和建筑、安装、液压、计算机等方面的专家及经验丰富的技术人员组成的应急领导小组,领导小组在紧急情况下可启动应急程序。②监测项目超出预警值时,立即停止工作,检查原因,迅速采取措施进行加固,并继续跟踪监测。③顶升过程中倾斜处理。方案采用了计算机控制的同步连续顶升系统,并由电子测量尺精测各点位移,当发生偏向并超出允许范围时,应检查测距系统的工作情况,电线及信号线是否连通,并由另一套位移测量系统进行复核[3]。④顶升系统发生故障时立即由专业工程师对系统进行检查,尽快排除故障,现场应有足够的备品、备件。⑤系统断电故障处理。电脑程序备有UPS不间断电源可防止突然断电;如果液压油站发生断电,液压千斤顶具有自锁功能,液压千斤顶截止阀将关闭,液压千斤顶压力不变。
5施工过程中注意事项
注意事项:①施工前应对井架进行抗倾覆和抗滑移安全验算,无问题后方可进行施工。②现场应设置施工区临时警戒线,各个路口要有专人把守。防止外界人员进入施工现场发生意外。③施工人员进入现场必须戴安全帽,高空作业必须系安全带,严禁高空抛物。④井架顶升过程中要严格监测有关参数,合理评价井架结构受外力作用的影响,及时、主动采取措施降低或消除不利因素的影响,以确保结构的安全。⑤井架复位前应准确掌握天气情况,5级以上风力禁止复位井架。⑥夜间施工场所应有足够的灯光照明。
6结论
大型钢结构井架纠偏复位有稳车牵引、平行移位等多个施工方法,但采用PLC控制液压顶升调整有较强的施工优势。其施工准备期和后续处理期均不占用矿井生产时间,只在具体的顶升时才影响矿井停产1d时间,施工费用较少,高处作业少,安全生产保障性高,顶升过程位移和受力监测可靠性强,施工质量有保证,为以后同类钢井架的纠偏和复位提供了一种快捷、高效的施工实践经验。
[参考文献]
[1]周科,陈柏金,冯仪,等.基于PLC控制的液压同步顶升系统[J].机床与液压,2007,35(12):149-150.
[2]李鸿博.高强无收缩灌浆料在工程施工中的应用[J].科技信息,2014(6):229-229.
1 实训室建设
电工电子专业从培养适应现代电工电子技术应用型人才的目标出发,按照基本技能、综合技能、拓展技能三个层次的特点,把电工基本功训练、电子组装工艺、仪器仪表使用与测量实训教学目标定位为电工电子基本技能培养;把维修电工、PLC技术、单片机技术实训目标定位为综合应用能力培养;把电气CAD设计、DXP电路设计、综合布线、汽车电工、网络技术、机电技术定位为拓展应用能力培养。
根据实训课程不同特点配置相应的实训室,如电子装配在电子技术实训室,维修电工、电机与变压器在维修电工实训室,PLC技术、变频器技术在PLC实训室,数字电路、仪器仪表使用与测量在电子测量实训室,单片机技术在单片机实训室,电气CAD设计、DXP电路线路设计在计算机操作室,电工基本功训练在电工基础实训室,家庭电气布线、门禁、监控、网络技术等在综合布线室等。
学校电工电子类专业的培养目标是培养适应市中区及周边区县电工电子类技术应用型人才。要达到培训目标除保证实训室设备配备合理外,还应注重校外实践基地的建设,与现代企业实现零接轨,建立校企实训基地(涉及电网自动化、家电、监控、显示屏等)。
2 实训管理机制
为充分发挥实训室的作用,要建立行之有效的管理机制。
2.1 专业负责人管理制度
专业部主任和教研组长对实训室的整体规划、建设和发展工作全面负责。两者既有明确分工、各司其职,又相互配合、统一协调,共同解决实训室建设和管理方面的问题。
2.2 专业教研组管理制度
专业教研组长每学期根据课程安排制定实训内容和计划,落实实训指导人员,组织相关教师修改实训指导书,及时收集反馈教师和学生信息,对实训室的工作进行检查、督促和考核评定。
2.3 实训管理责任制度
实行实训室管理员与任课教师共同承担实训课的制度。各任课教师负责具体班级的实训指导工作、实训报告批改。实训室管理员负责日常管理工作,包括实训室仪器设备保养维护、维修元器件、实训易耗品统筹,以及实训前的准备工作和全程指导学生实训。
2.4 实训室总负责人管理制度
实训室总负责人实行早会制度,做好总结和工作任务分配,按要求做好考勤记载,检查实训室卫生,随时掌握各实训室设备好坏情况,并作出相应记录,督促各实训室下班后水、电、设备以及门窗的关闭。
3 实训室管理
实训教学是电工电子专业教学的基础,而实训室是培养学生专业技能的物质和设施条件。要顺利完成实训教学任务,必须注重对实训室的科学管理。
实训室管理内容包括设备的管理和实训教学的管理两个方面。既要管物,又要管人。管物是为了育人,管理的最终目的是为了保证实训教学任务的完成。所以实训室的日常管理工作必须从严、从细要求,使实训室保持良好的环境,以满足师生的需要,确保教学质量的提升。
3.1 统筹安排
实训室使用频率较高,为确保实训课能按计划、按步骤、有条不紊地进行,每学期教研组要把各班级的实训课程进行汇总,统一协调安排,制定全学期实训项目和进度表。在计划确认后,教研组书面通知有关班级及任课教师,确保其提前做好实训前的预习和准备工作。
3.2 设备维护
管好、用好实训室仪器设备。严格做到摆放定柜、定位,保持设备状况完好。实训管理员对实训室设备要了如指掌,熟练其操作规则,并且定期对仪器设备进行全面检查。力求做到发现隐患须及时,判断问题须准确,排除故障须彻底。
3.3 重视安全管理
各实训室要制定安全用电规则,实行班主任、科任教师、实训管理员三维一体管理。任课教师必须在每学期开学的第一节课,宣讲安全管理制度,实训管理员每次课前清点学生人数,讲解贯彻安全规则制度。每次通电时,必须做到任课教师与实训管理员均在场,防止发生突发事件。
3.4 资料档案、日志管理
实训室的资料由两大部分组成。一部分是实训日志,其主要包括实训日期、实训项目、实训人员及设备运行状态,要求科代表如实填写并定期交专业部和教研组检查。另一部分是实训室安全隐患单(含日期、存在安全隐患位置、是否排除、如何排除、负责人)、实训室卫生考核表(含日期、卫生情况、存在问题、是否整改、责任人)、下班门窗和电源关闭登记表(含日期、责任人)、设备维修保养单(含时间、设备名称、更换零件名称、维修保养后设备是否正常、责任人)、实训消耗品登记表等,由实训室管理员填写,设备产品说明书、设备入库和出库清单、实训室设备清单,由实训室管理员负责保管和归档。
3.5 “8S”管理