电子测量与仪器范文

时间:2023-03-31 08:13:49

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电子测量与仪器

篇1

电子测量技术的现状及存在的问题

目前国内的电子测量技术已有了很大的发展,中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了各个方面的重视,状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国的仪器取得了巨大的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展,为中国的测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府越来越重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出,中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品,现在已基本上采用了标准化,模块化的设计体系,已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。

虽然国内的测试测量产业快速的发展,但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后,表面上看的有精度不高,外观不好,可靠性差等,深入分析则存在以下问题:

人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中,研发始终处于核心地位,而测试则处于从属和辅助位置,研究者对测试不够重视。

数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志,关系着一个国家在科技领域“核心竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因,中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。

软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用,就如同人的大脑一样,然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件,即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术,在电子测量仪器中是其重要的核心技术,它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器,这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。

面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。

目前电子测量仪器的高技术成果

成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面:工作频带宽;测量精度高;大动态范围;高速实时测试。

调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。

VXI总线技术取得重大进展。VXI可以大大减小设备的体积和重量,还可以大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中,有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。

电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。

现代电子测量仪器的发展方向及趋势

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关键词:电子测量技术与仪器;工程应用;分组指导;教学改革

1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵

目前,《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课,该课程对理论和实践的要求都比较高,高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求,传统教学中实验操作较少,电子测量仪器种类较少,如何通过教学改革,强化学生的理论知识和实践操作技能,形成具有高职自身特色的教育课程,值得我们深入研究和思索。

结合该课程特点,我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质,一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高,因为移动通信专业的知识外联性较低,学生以前接触的很少,因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能,并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线,使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分,同时配备多种电子测量仪器,让学生在实际操作中练习各种测量技能,学和做相辅相成,更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体,遴选、重构课程内容,将工作任务作为终极努力目标。

2 教学改革实施

依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标,本课程实践教学改革的原则如下:⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线,通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。

在上述原则的指导下,对该课程教学进行如下改革:

⑴在教学中以学生为主体,以教师为主导,充分发挥主导的导向作用,使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼,同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上,着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈,移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器,运用自己所学理论指导实践,进行高频微波各种信号的测试,对相关数据进行记录分析并处理。因此,本课程从专业需求入手,充分利用实训室条件,培养学生分析问题,解决问题的能力。

⑵充分采用多种教学方法,逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中,引入实际工程应用,以任务作为驱动,积极引导学生学习。主导教师介绍任务,将学生分组,每组同学分贝完成不同任务,在同一组中,每位同学轮流当组长,指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留,让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识,在后续课中鼓励同学们上台展示,给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分,基本模块用于提高电子测量能力,拓展模块用于培养学生的创新能力。

⑶以电子仪器作为载体,联合企业开发多项实验实训项目,构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学,合理有序的安排实验项目,根据不同的工程环境、工作任务及精度要求,选取科学合理的测量方案,选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求,学生自行确定实验方案,配置实验仪器,分组制定实验步骤,完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验,不同组别的学生可以选取不同测量模块,自行查阅实训手册,分别制定不同实验步骤,最终完成测量任务。同时提出扩展性任务,添加学生自己的新思维,锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台,引入Lab View虚拟仪器平台,利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点,得出仿真结果,从而掌握电子产品发展新方向。

在综合性课程设计中,要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数,进行搭建实际电路并进行实际参数测量,要求学生提交测量结果,完成课程实习报告的书写,同时在实训结束前预留一定时间,自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等,指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论,学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。

3 总结

通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革,学生有了较强的自信心,理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高,而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务,进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽,面对问题能够共同讨论解决,学生的学习积极性有了明显的提高,真正落实了理论实践深层次理论的过程,学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进,教学内容贴近实际要求,因此,基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。

[参考文献]

[1]姜大源.如何开发工作过程导向―工作过程系统化课程设计方法[M/CD].姜大源教授在湖北职业技术学院的报告,2008-11.

篇3

关键词:项目教学法 电子测量仪器 教学应用

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)008-178-02

1 项目教学法的概念

项目教学法是以实践为导向,教师为主导,学生为主体的教学方法,是从职业的实际出发选择具有典型性的事例作为教学的内容,学生在教师的指导下,按照问题的要求搜集、选择资料,通过小组的共同研究,得出结论或完成任务。

在项目教学法的教学过程中,首先将学生划分成若干个小组,然后按照项目任务的要求,通过分工协作,学生独立制定计划并实施计划,最后完成项目任务。项目教学法能最大限度地调动学生学习的积极性、主动性和参与性,让他们独立学习,积极思考,团结协作,充分发挥其想象力和创造力,有效地提高学生的各方面能力。而教师在整个教学过程中起组织、指导和辅助的作用。

2 项目教学法的应用

2.1确定项目任务

首先选定合适的项目是成功的关键。项目的难易程度要结合学生的实际情况而定,既要有一定的趣味性,又要有可操作性,以促使学生运用知识、技能解决遇到的问题。不过与传统教学不同的是,项目完成后,学生能达到举一反三的效果,即教师布置本项目的同类项目,同类项目必须让学生自行分工协作,独立完成。《电子测量仪器》这门课程介绍了常用电子测量仪器(如电子电压表、函数信号发生器、电子示波器、电子计数器等)的原理与使用,同时为了拓展学生的知识面,介绍了一些电子测量仪器的新产品,如数字存储示波器、逻辑分析仪、智能仪器。我们可以把《电子测量仪器》这门课程中的常用电子测量仪器及一些电子测量仪器的新产品确定为若干个项目,例如,在学习这门课程中的电子示波器项目时,学生刚学习时必须在教师的指导下完成,在此基础上,教师可以将此项目的同类项目如“电子计数器”、“电子电压表”等,让学生独立学习完成。下面以电子示波器这个项目为例介绍具体的任务,如表1所示。

2.2制定项目计划

根据具体的项目任务,确定电子示波器具体项目计划,如表2所示。

制定一个完整有序的计划是项目活动得以顺利进行的基础。在制定计划时,教师要进行一定的指导。针对不同层次的学生,教师指导的深度可以有所不同。即使学生遇到困难,教师也应该进行启发性的、非正面的提示性指导,这样可以使学生记忆深刻,还能锻炼学生的能力。(1)首先将全班学生进行分组,采取自愿原则,将他们按4-6人自由组合成项目小组,然后再按“组间同质,组内异质”的原则进行适当调整,力求各个小组的实力较为均衡,小组内部能做到优势互补。(2)在每一小组中选出组长一人,由组长布置自己小组的具体分工。例如:一人查阅资料了解电子示波器的工作原理,一人了解电子示波器的基本组成,两人熟悉电子示波器的各个旋钮及测量被测信号的幅度、周期,一人记录学习内容。(如表3所示)最后由组长汇报本组的学习情况。

2.3实施项目计划

电子示波器具体项目实施过程如表四所示。这一阶段是项目教学的关键,是项目教学能否成功的一个决定性环节。在这个过程中,学生是活动的主角,而教师是辅导者,成为教学的服务者。中职学生年龄尚小,研究问题难以持久,教师要根据学生的项目实施情况,制定跟踪管理方案。在学生实施计划时,教师不要急于断定学生的方案是否可行、是否正确等等,而是应该鼓励学生积极的进行尝试,从而获得正确的研究方法。当学生遇到问题时应该鼓励学生相互讨论,指导学生查阅相关的教材和参考资料,对于个别问题,教师可以进行个别指导;对于共性问题,教师可集中讲授。例如,学生在学习电子示波器中示波测试的基本原理时,因为这个知识点较难,学生不易自学,教师应集中进行讲解。再如电子示波器中旋钮较多,学生一时不能分清,教师应重点讲解一些旋钮。在双踪电子示波器中,有X、Y两个输入信号,它有五种显示方式,学生一般不易自学,应集中进行讲解。

2.4开展项目评估和交流

项目结束时,每组学生要展示自己的学习成果,讲解方案的理论基础,方案的设计,自评本项目实施的情况和需要改进的地方。这一阶段,学生对自己提交的作品进行现场演示,每个学生要就自己所承担的项目任务进行讲述与现场答辩;教师要对学生提交的项目报告进行考察,对作品进行测试。教师在评估时,就学生完成项目的过程进行评价,对学生的评价要从学生参与学习的程度、知识的应用、专业技能的掌握情况等多方面综合考虑。

例如在电子示波器项目的学习过程中,检查学生是否了解了电子示波器的基本原理和组成,是否能熟练运用电子示波器来测量被测信号的幅度和周期,在学习过程中的心得体会。

3 实施项目教学法的几点思考

3.1教师方面

3.1.1转变了教师的教育理念

引入项目教学法,在整个教学过程中,教师不再是传统教学中的中心人物,取而代之的是学生,教师担当的角色是组织者、引导者、帮助者和促进者。创设学习资源和协作学习的环境是教师最主要的工作。教师在不同章节的教学过程前要进行大量的实践和操作,分析在实践操作中学生可能出现的问题,并找出对策,再根据学生的实际情况和应达到的实践能力,围绕项目实施教学。

3.1.2激发了教师的学习热情

在项目教学中涉及的内容和范围远远超出教科书规定的内容,教师仅凭书本上的一些知识已经远远不够,为此,教师要对本课程有一个系统的思路,同时有极大的创造性和应变能力。因此教师应利用业余时间不断学习、实践、操作,不断积累实践经验和理论涵养,来获得相关项目的信息,才能胜任项目教学法。

3.2学生方面

3.2.1学生学习更加积极主动

项目教学法使学习过程成为一个人人参与的实践活动过程。在完成项目实践过程中,学生更加理解了教材内容,体验到创新的艰辛与乐趣。特别是当学生的作品被展示后,学生的表现欲被极大地激发出来。

3.2.2学生综合素质得到提高

篇4

关键词:电子测量 教学方法 理论教学 实验教学

中图分类号:G642.4

文献标识码:A

DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.128

1 引言

现代科学技术的发展,如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具,推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器,甚至在一些原先与“电”无关的专业,如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备,因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功,认真学好。不论哪行哪业,在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要,如何更有效的展开本课程的教学工作,是一个值得我们深思的问题,本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。

2 理论教学

电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析,并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样,该课程的理论内容非常枯燥,如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节,只是一味的介绍理论知识,将使得学生无法全面掌握电子测量的核心技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。

2.1 教材的选择

一本好的教材不仅可以使教师易教,大大提高教学效果和教学质量,而且还可引导教学改革和教学思想的转变,而且可使学生易学,启发学生思维、引导学生创新。

笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》,该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写,教材中的内容与时俱进,技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理,容易入门,叙述深入浅出,图文并茂,宜学宜懂,同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用;该书的具体内容做到了理论联系实际,既讲电子测量原理,又讲具体仪器应用,通过实例与仪器型号参数介绍,加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题,便于学生预习、复习和总结。

2.2 教师的自我提高

在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用,教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的,电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律,即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍,在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师,一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态,要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态,定期查阅他们产品的资料,用来深化和扩展教学内容,将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生,丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情,拓宽学生视野做到与时俱进;另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究,促使教师对该方面的知识有更深入的理解,多参加学术交流会议,到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习,通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。

2.3 逆向思维教学法

任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程,如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的,在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分,教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室,直接面对仪器教学,使用逆向思维的方法进行理论教学,先从教学生如何使用测量仪器开始,让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识,懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能,以及各旋扭或按键间如何协调工作,以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。

以信号源和示波器的教学为例,这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来,先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解,让学生使用示波器测量信号源输出的信号,学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来,教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中,信号的形状会发生变化,由此引出怎样才能使信号的波形发生改变,这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容,这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法;再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段,在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化,信号源是如何实现这些频率变化的呢?带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题,引导学生去学习示波器的理论内容,如打开示波器观察到光点,通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造,这一显示原理也用于其他的显示设备上,如频谱仪、扫频仪等,做到触类旁通;通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化,反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化,带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识;再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时,通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化,为何会出现这种变化?带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。

3 实验教学

本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。

3.1 验证性实验

验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目,使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解,培养学生独立思考的习惯,提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中,学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法,学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如:通用计数器的应用,该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理,掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度,熟悉计数器的其他扩展功能;再如通用示波器的应用,要求学生理解示波器的工作原理、技术指标,熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。

3.2 设计性实验

《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识,教师结合本专业的基础课程,设计了本课程的设计训练题目,目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力,通过设计训练,要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上,能根据所学知识综合设计简单的测量电路,运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计,从而提高学生的创新设计实践能力。

设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等,让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》,包括以下内容:第一,仪器名称、用途、特点及简要设计思想;第二,主要技术指标;第三,仪器应具备的功能;第四,仪器的设备规模;第五,系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标,同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法;在设计过程中除写好《设计任务书》外,还要做到理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡,要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通,尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图,过程中要绘制详细的电路图,仿真无误后方可制作电路板;硬件完成后要规划软件控制流程图,根据流程图逐步、逐点编写程序;最后进入软、硬件联调、实验,最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。

通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识,使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理,硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法,掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备,也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。

4 结论

作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”,学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等,较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用,让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践,本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣,巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解,提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量,符合创新人才培养和社会发展的要求。

参考文献:

【1】陈尚松,郭庆,雷加.电子测量与仪器【M】.电子工业出版社,2012.

【2】范泽良,王永奇.电子测量与仪器【M】.清华大学出版社,2010.

篇5

【关键词】电子测量;方案;选择

电子测量是以电子技术理论为依据、以电子测量设备为手段、对各种电量和非电量所进行的测量。随着科学技术的迅速发展,在工业、农业、交通运输、航空航天、国防建设等国民经济的诸多领域都广泛应用着电子技术,而电子测量又是电子技术中进行信息检测的主要手段,它是一门发展快、应用面宽、实践性强的重要应用学科,在现代科学技术中占有举足轻重的作用和地位。在我国实现四个现代化的伟大事业中,科学技术的现代化是关键,科学实验手段的现代化是实现科学技术现代化的必要条件,而电子测量正是各个学科领域科学实验手段现代化的重要标志。

科学技术的发展对电子测量的需求面越来越宽,促进了电子测量的应用范围更广泛,电子测量仪器种类更多,准确度和灵敏度更高,测量方法更加多样化。在实际测量中该如何从众多的测量方案中选择出最佳方案呢?应从以下几个方面来综合考虑,从而选择出最佳测量方案。

1.测量方法要合理

电子测量方法有很多种,按测量手续分类,分为直接测量法(万用表测电阻)、间接测量法(伏安法测电阻)和组合测量(电阻器电阻温度系数的测量);按测量方式分类,分为偏压式测量法(使用万用表测量电压电流)、零位式测量法(利用惠斯登电桥测量电阻)和微差式测量法)偏差式与零位式相结合的方法);按被测量的性质分类,分为时域测量(用示波器观察脉冲信号的上升沿、下降沿等)、频域测量(用频谱分析仪分析信号的频谱)、数据域测量(用逻辑分析仪等设备对数字量或电路的逻辑状态进行测量)和随机测量(对各类噪声信号进行动态测量和统计分析);另外,按照对测量精度的要求分为精密测量和工程测量;按照测量者对测量过程的干预程度分为自动测量和非自动测量;按照传感器与被测对象是否接触分为接触式测量和非接触式测量;按照被测量的属性分为电量和非电量测量等等。

在众多的测量方法中,到底哪一种是我们选择的最佳方案呢?对于测量方法的选择要综合考虑以下几个方面内容:①被测量本身的属性;②所要求的测量精确度;③测量环境;④现有的测量设备等。例如,要测量正在工作的白炽灯的电阻,万用表再方便、电桥再精确,在直接测量时二者也无能为力,而间接测量法中的“伏安法”是最佳选择方案;如果要获得某一电信号随时间变化规律的波形,用示波器测量将是我们选择的最佳方案;例如,要测量一小段导线的电阻,由于阻值非常小,精确度再高的万用表也派不上用场,而双臂电桥法就是最佳测量方案[1]。

2.综合误差要最小

在实际测量中,由于人们对客观规律认识的局限性、测量仪器本身的局限性、测量手段的不完善、测量时外界条件的变化、检测人员的疏忽大意及测量经验等多种因素的影响,都会造成被测量的测量结果与其真实值之间存在一定的误差,测量误差的来源包括仪器系统误差、使用误差、人身误差及影响误差等。虽然产生误差的原因多种多样,但按误差基本性质和特点,误差可分为三种:即系统误差、随机误差和粗大误差[2]。当测量误差超过一定限度时,测量工作和测量结果就会变得毫无意义,甚至会带来负面影响,导致人们会根据这个不正确的测量结果做出错误地分析、判断,从而大大阻碍了工作的顺利进行,严重的会造成巨大经济损失。

因此,从误差的角度来看,最佳的测量方案应做到各方面因素造成的综合误差越小越好,也就是说使每一项测量误差都达到最小。由于每项误差使受一些客观因素限定的,所以要依据测量的要求、现有的仪器、测量环境及工作人员的素质等具体条件来综合比较各种可行方案,分析各项误差可能达到的最小数值,选择合成误差最小者作为现有条件下的最佳方案。

在最佳方案中要针对下列不同误差类型尽可能减小相应的误差:针对系统误差,要尽可能选择用精度较高的仪器仪表进行测量;针对环境误差要尽可能控制测量的环境;针对人身误差要尽可能采用数字仪器并采取多次测量求其平均的方式减小偶然误差;针对方法与理论误差要选取某些特殊方法来减小理论误差[3]。

3.测量花销要经济实惠

仪表的准确度是指仪表的真实值与被测量真实值的一致程度,反映了测量的各类误差的综合。综合误差越小,精确度越高,仪表灵敏度描述了对被测量的反应能力,即仪表所能测量的最小被测量。精确度和灵敏度都是仪表的重要技术指标。但是在我们进行仪表的选择时,不能一味地追求灵敏度而不考虑自身的经济条件,况且高精确度高灵敏度的仪表也不一定时我们工程或者应用的最佳选择,我们要从我们的要求实际出发,来选择相对经济实惠又可以完成相关测量的方案来完成我们的测量。例如,在一般电阻测量中,我们用普通万用表就可以满足测量要求,而不需要买一个较为昂贵的精密电桥进行测量。

因此,在选取我们的测量方案的时候要考虑到一定的经济利益,我们的测量才能在工程实践中得到广泛应用,才会更有价值。

4.测量方法要简便易行

在科学技术飞速发展的今天,快节奏高效益也要求我们迅速获得被测量的测量结果,因此我们要追求测量简便易行。所谓简便易行,是指测量仪表或测量方法操作简单、测量步骤少、读取结果时间短,这样的测量过程时间短、速度快,因操作造成失误的几率小。然而对不同的操作者,要求也有所不同。比如要测量一个电阻阻值,有五种方案:用电阻箱测量、用万用表测量、用电压电流表测量、用直流电桥测量、用自动LCR测量仪测量。对于操作者,如果只会熟练使用其中一种方法,那么这种方案就是我们要选取的最佳方案;如果五种都会熟练使用,那么最简便易行的就是万用表测量了。对于测量人员,在满足测量要求的情况下,要在众多测量方案中选取最为简便易行的方案,以适应生产和科研发展的要求。

在实际的测量中,对于最佳测量方案的选取不能只从某一个方面来考虑,一切以满足实际测量需要为宗旨,以适应科研要求和工程生产为目的,在此前提下,综合考虑各方面因素,尽量减小测量误差,权衡利弊,在各种方案中选择最佳方案,挑选出最合理的测量方案,来达到我们的测量目的[4]。

5.要考虑干扰与共地的影响

在考虑了上述因素的情况下,测量时还需要根据测量信号的频率特性等考虑干扰与共地对测量结果的影响。电子设备是在一定环境下工作的,在实际环境中不可能存在理想的环境状况,而必然存在着自然的或者人为因素产生的电磁能量,这些电磁能量通过一定途径进入工作电路,从而产生正常工作所不需要的信号。这些信号有些是瞬间或偶然出现,有些是伴随着电子设备的使用而长期存在,影响电子电路的正常工作。因此,在生产中,电子仪器、仪表或分散控制系统工作时,或者对参数测量时,电子回路都需要有一个公共电位参考点,这个参考点我们通常称为工作接地点。合理设计电路或者回路中的接地点可以有效地防止干扰[5]。

在某些电路测量中,当用浮地的、相互独立的仪器进行测量,测量结果是正确的,但如果测量仪器共地,由于负极接地的电子仪器的接入,测量仪表的负极所接的被测点就被强制接地,原本电位不为零的点的电位强制变为零,改变了电路结构,这时出现测量结果不正确甚至电路和仪器损坏。因此在实际电路进行测量前,一定要注意首先弄清楚仪器负极是否共地,电路能否用共地的仪器进行测量,一定要认真分析,千万不能盲目接电路,造成不必要的错误和损坏[6]。

6.总结

现代电子测量是一门发展迅速、应用广泛、对现代科学技术发展起着巨大推动作用的测量分支,现在几乎找不到没有运用电子测量技术的科技领域。同时电子测量也是一门对科技成就十分敏感的学科,它与科技同步发展,这使得电子测量技术知识不断更新,这也就要求测量人员不断吸取新的科技知识,时时寻求测量最佳方案,力求测量方案更加规范化、科学化、现代化,跟上电子测量的时代步伐。

参考文献

[1]张永瑞,刘振起,杨林耀,等.电子测量技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2009.

[2]邹其洪,黄智伟,高嵩,等.电工电子实验与计算机仿真[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]谢海霞.电子测量误差的分析与减小方法[J].琼州大学学报,2004,11(5):26-28.

[4]蒋焕文,孙续.电子测量(第三版)[M].北京:中国计量出版社,2009.

[5]魏宗宪,张秉海.干扰与接地[J].石油化工自动化,2002, 4:106.

[6]周宦银,刘家华,李莉.电子设备共地长出现的错误研究[J].中国现代教育装备,2006,9:55.

作者简介:

武怀玉(1972—),男,工程师,陕西广电网络传媒股份有限公司安塞县支公司副经理,从事广播电视管理和有线电视网络建设工作。

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关键词:电子测量仪器;教学方法;教学效果

中图分类号:G423.07 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2015)24-0021-01

“电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的学科。“电子测量技术”这门课程的内容包括测量误差的性质、特点、分类和测量结果的处理,常见元件(电阻、电容、电感)标注方法和测量方法,电参量(电流、电压、功率)的测量,常用的测量仪器的原理、使用方法,时域测量频域测量和数据域测量的基本特点。学习本课程的目的是使大学生初步学会选择合适的测量仪器、制定合理的测试方法,学会设计一个最佳的测试方案,并且学会对测量结果进行误差分析和处理。开设“电子测量技术”课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。该课程涉及知识点多,数学公式推导复杂,学习难度大,容易造成大学生学习疲劳,致使学习效率下降。因此,我们不仅要加强大学生理论知识的学习,还要注重大学生创新和动手能力的实践培养。我们可将实验分为基础验证实验和综合设计实验。在基础验证实验中要求大学生能够识别常用元件,并能对简单的电路进行测量。在综合设计实验中,要根据大学生电子协会和电子设计大赛比赛要求事先拟定题目,使课堂教学和实践教学相融合,加强大学生的设计和创新能力。通过改革,我校大学生近几年的参赛均取得了可喜的成绩。本文从理论教学、实践教学和考核方式几个方面进行了改革,目的是为了激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力,通过一系列的改革取得良好的效果。

一、课程内容的改革

当前的“电子测量技术”课程体系陈旧,过多的介绍一些繁杂的公式,对于专科大学生来说难度过大,因此我们联合黄河水利职业技术学院的教师编写了适合大学生使用的“电子测量技术”“电子测量技术教学大纲”和“电子测量技术实验实训指导书”。该套教材介绍常见电参量的测量方法、常用元器件的特点以及测量方法和测量常用仪器的工作原理、使用方法和测试技能,并且介绍了误差理论和误差分析,时域测量、频域测量和数据域测量的基本方法。该套教材的特点是突出应用性和实践性,在课程内容上能够将知识点与能力点有机结合起来,注重培养大学生解决现场实际问题的能力。在内容安排上,力求广度和深度的统一,对电子测量的主要方面做了全面、系统的介绍,对于具体测量问题,选择典型的具有代表性的例题,使大学生既能够建立基本测量理论和基本概念的学习,又能加强基本操作技能的培养和提高。在课程内容上增加了现代测量新技术如无线通信测试、蓝牙测试、光通信测试等,每一部分均附有例题和习题,供大学生练习,以加深理解。在每章的开始部分增加实训项目,在选择实训内容时,应结合现场工作需要和我校实验室的设备条件,所选择的仪器都是全国各大高校普遍使用的测量仪器。

二、课堂讲授

在课堂讲授中,不再采取满堂灌的“填鸭式”的方式,而是将大学生进行分组,选择具有代表性的例子引导大学生自己去讨论、自己制订测量方案,使每个大学生都能够全身心地投入到课堂的学习中来。授课过程中,对于基本公式、基本定理的推导采用传统的板书形式,既能使大学生加深理解,又方便大学生记录。对于电路的测试技术和方案,利用多媒体技术、动画演示等手段,通过形象直观的演示,增加了传授的信息量。在教学过程中以大学生为主体,使大学生参与到课堂中来,改变了以往在课堂上教师乏味的讲解方式,教师在课堂上起引导作用,大学生才是主体。对于难点、抽象的知识点,教师要给大学生讲解清楚。同时,教师要在课堂上设置训练项目,让大学生先对项目进行分析,然后到网上和图书馆查阅资料,通过自己搜集信息,了解每种测量仪器的优缺点、适用范围和测量精度,从而学会建立一个优化的切实可行的测量方案。

三、加强实践技能训练

在实验环节的安排上,增加实验台、实验课时和实验数目。我们把整个实验内容分为基础验证型实验和综合设计型实验,在基础验证型实验中使大学生学会常用元器件的识别方法,学会常用测量仪器的使用方法,会对简单的电路进行测量;在综合设计性实验中,强化大学生创新能力的培养和综合设计能力的提高。同时,布置一些难度适中的题目和一些高难度的题目,难度适中的题目能使大部分的大学生经过自己的努力就可以完成,高难度的题目可以使少部分有探索精神和创新能力的大学生脱颖而出,从而带动其他的大学生,营造一个优良的学习氛围。

四、考试方式的改革

为了杜绝考前突击几天就能过关的现象,对大学生的考核方式也进行了改革。以前的测试就是笔试,以至出现了大学生眼高手低、只会纸上谈兵的现象。为了彻底杜绝这种情况的发生,我们更注重大学生平时的课堂表现、出勤率、作业情况以及在实验操作中的具体表现,这样给出的成绩更加客观公正,能大大提高了大学生的学习积极性,使大学生在平时的课堂上能更好地参与到课堂讨论中来。

五、结束语

通过这几方面的改革,激发了高校大学生的学习的兴趣,充分调动了大学生的主观能动性。近年来,我校的大学生参加河南省电子技能大赛、全国电子大赛还有电工证的等级考试,取得了良好的成绩,促进了他们的成长成才。

参考文献:

[1]王槐生.虚拟仪器在“电子测量技术”教学中的改革与应用[J].中国电力教育,2011(04).

[2]熊秋红.浅谈电子技术与技能训练的教学[J].都市家教月刊,2011(04).

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【关键词】电子测量;示波器;测量方法

科学的进步,生产的发展与测量理论、技术、手段的发展和进步是相互依赖、相互促进的。测量是指人们对客观事物取得数量概念的认识过程,是人们认识和改造自然界的一种不可缺少的手段。在自然界中,对于任何被研究的对象,若要定量地进行评价,必须通过测量来实现,测量是技术生命的神经系统。如今,电子测量技术已成为电子科学领域重要而且发展迅速的分支,对整个电子技术和其他科学技术产生了巨大的推动作用。

电子测量是指以电子技术理论为依据,电子测量仪器和设备为手段,对各种电量、非电量、电信号以及电子元器件的特性和参数进行的测量。在电子测量中,示波器是一种不可缺少的测量仪器。示波器是利用电子示波管来显示被测信号波形的一种电子测量仪器。“百闻不如一见”,示波器能够把人类肉眼无法直接观测的电信号,转换成人类肉眼可以看见的波形,并显示于屏幕上,以便于对信号进行直观、定性、定量的观测,它所提供的直观视觉效果是其他仪器无法替代的。

一、示波器的选择

可以根据被测信号的特性来选择。

1.定性观察频率不高的一般周期性信号,可选用普通示波器或简易示波器。

2.观察非周期信号、宽度很小的脉冲信号,应选用具有触发扫描或单次扫描的宽带示波器。

3.观察快速变化的非周期性信号,应选用高速示波器。

4.观察频率很高的周期性信号,可以选用取样示波器。

5.观察低频缓慢变化的信号,可选用长余辉、慢扫描示波器。

6.需要对两个信号进行比较时,应选用双踪示波器;需要对两个以上信号比较时,则选用多踪示波器或多束示波器。

7.若被测信号为一次性过程或复杂波形,需将被测信号存储起来,以便进一步分析、研究,可选用存储示波器。

二、需要注意的事项

1.选择合适的电源,并注意机壳接地。使用前要预热几分钟再调整各旋钮。

2.经过探极衰减后的输入信号切不可超过示波器允许的输入电压范围,并应注意防止触电。

3.通电预热后再调整各旋钮,同时注意各旋钮应先大致旋在中间位置。

4.根据需要,选择合适的输入耦合方式。

5.辉度要适中,不宜过亮,且亮点不能长时间停留在同一点上,特别是暂时不观测波形时,更应该将辉度调暗,以免缩短示波管的使用寿命。

6.聚焦要合适,不宜太散或过细。

7.测量前要注意调节“轴线校正(TRACE ROTATION”)旋钮,使荧光屏刻度轴线与显示波形的轴线平行。

8.尽量在荧光屏有效尺寸内进行测量。

9.探极要与示波器配套使用,不能互换,且使用前要校正。

10.波形不稳定时,通常按“触发源”、“触发耦合方式”、“触发方式”、“扫描速度”、“触发电平”的顺序进行调节。

三、示波器测量方法

1.直流电压的测量

(1)测量原理

利用被测电压在屏幕上呈现的直线偏离时间基线(零电平线)的高度与被测电压的大小成正比的关系进行的。VDC=h×Dy×k

其中VDC为被测直流电压值,h为被测直流信号线的电压偏离零电平线的高度;Dy为示波器的垂直灵敏度, k为探头衰减系数。

(2)测量方法

1)将示波器的垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置(CAL)。

2)将待测信号送至示波器的垂直输入端。

3)确定零电平线。

4)将示波器的输入耦合开关拨向“DC”档,确定直流电压的极性。

5)读出被测直流电压偏离零电平线的距离h。

6)计算被测直流电压值。

例:示波器测直流电压及垂直灵敏度开关示意图如下图所示,h=4cm,k=10:1,求被测直流电压值。

VDC=h×Dy×k=4cm×0.5V/cm×10=20V

2.交流电压的测量

(1)测量原理

Vp-p=h×Dy×k

Vp-p为被测交流电压值(峰-峰值);h为被测交流电压波峰和波谷的高度或任意两点间的高度;Dy为示波器的垂直灵敏度;k为探头衰减系数。

(2)测量方法

1)垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置。

2)接入待测信号,输入耦合开关置于“AC”。

3)调节扫描速度使波形稳定显示。

4)调节垂直灵敏度开关。

5)读出被测交流电压波峰和波谷的高度。

6)计算被测交流电压的峰-峰值。

3.周期和频率的测量

(1)测量原理

T=xDx/kx

T为被测交流信号的周期;x为被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占距离; Dx为示波器的扫描速度;kx为X轴扩展倍率。周期的倒数即为频率。

(2)测量方法

1)将示波器的扫描速度微调旋钮置于“校准” 位置。

2)将待测信号送至示波器的垂直输入端。

3)将示波器的输入耦合开关置于“AC”位置。

4)调节扫描速度开关,记录Dx值。

5)读出被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占的距离x。

6)计算被测交流信号的周期。

4.时间间隔的测量

测量同一信号中任意两点A与B的时间间隔的测量方法

TA-B=xA-B×Dx

TA-B为:A与B的时间间隔;xA-B为A与B的时间间隔在荧光屏水平方向所占距离;Dx为示波器的扫描速度。

5.相位的测量

(1)用双踪示波法测量相位

将欲测量的两个信号A和B分别接到示波器的两个输入通道。利用荧光屏上的坐标测出信号的一个周期在水平方向上所占的长度xT 。再测量两波形上对应点之间的水平距离x,则两信号的相位差为 Δψ=×

(2)用李沙育图形法测量频率或相位

将示波器工作于X-Y方式下,将频率已知的信号与频率未知的信号加到示波器的两个输入端,调节已知信号的频率,使荧光屏上得到李沙育图形,由此可测出被测信号的频率。

NH和NV分别为水平线、垂直线与李沙育图形的交点数;fx、fy分别为示波器Y和X信号的频率。李沙育图形存在关系:

四、结论

示波器不仅能直观地观测信号波形,能测量信号的电压、周期、频率、相位等,另外示波器与传感器结合,还能对温度、压力、密度、声、光、磁效应等各种非电量进行测量。但在精密度要求高的场合,还需要注意利用示波器测量带来的测量误差。

参考文献

[1]范泽良,吴政江.电子测量与仪器[M].北京:清华大学出版社,2010:53-94.

[2]欧正宏.用示波器测量电阻的三种方法[J].实验教学与仪器,2013年12期.

篇8

关键词:电子测量 课程 教学改革

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(c)-0136-01

众所周知,中职学生基础知识较差,他们竞争意识薄弱,学习能力较差。很多在中职教师岗位上奋战的一线教师时常抱怨:学生的学习反应冷谈,学习积极性差,教师时常被现存的种种课堂不良现象严重打击,身心俱疲,无法或鲜少获得职业的幸福感、成就感。学生的消极反应作用于教师身上,教师无可奈何;教师的消极情绪又反作用到课堂上,学生学习的积极性更差……长此以往,师生间的教与学不断恶性循环,教学质量逐渐日下。

那么,如何改善师生关系,改善课堂教育效果呢?我个人认为,不管什么课程,只要找到合适的教学方法,对症下药,是可以改善课程教学效果,推动教学改革的。以电子专业《电子测量仪器》课程为例,结合学生的实际情况和多年身为一线教师的教学实践经验,我觉得,项目导向、任务驱动教学法在其授课课程中效果良好。下面,我将浅谈这种教学方法在《电子测量仪器》课程教学改革中的实施,不到之处,敬请批评。

首先,纵观现有的关于电子仪表仪器测量的教材,不难发现,众多教材都是选用几种仪表仪器作为代表,然后重在理论介绍它们的内部结构原理,对于仪表仪器应用部分,介绍则比较空乏。然而,这些理论知识,对于刚从初中升学上来的中职学生来说,文字多、内容复杂、陌生、难理解,而且中职学生毕业后大多从事技术工作,需要很强的实操能力。很多教师在教学过程中,为了完成教学任务,照本宣科,而且在安排实验的时候,从元件选取、电路搭建、仪表仪器使用、整理实验场地等,从头到尾,只用两节课时间,匆匆忙忙,只求完成教学任务不追求教学质量。这种枯燥、死板、粗暴的上课模式,对于学习能力较差、学习自觉性薄弱的中职生来说,学习非但没有给他们带来乐趣,反而增加了他们对学习的抵触情绪。

而科学研究表明,教学过程中,学生能记住20%他们听到的,能记住30%他们看到的,能记住50%他们听到和看到的,能记住70%他们所说的,但是他们却能记住90%他们做过的。所以,以伍湘彬老师主编的《电子测量仪器》为例,结合我校的实验设备,以及电子专业学生的特点,我以项目导向、任务驱动教学法为主线,以完成项目任务的形式特别制定了五个项目,完成教学任务:

项目一:通用示波器

仪器:本校设备亚龙YLDS1062D数字示波器。

任务:(1)数字示波器的面板介绍和认识;(2)使用数字示波器对50 Hz的3 V交流电进行波形观察和相应参数测量;(3)使用数字示波器对电路的输入、输出级电路关键点进行波形观察和测量,完成波形绘画;(4)教学视频及教学光盘的播放学习。

教学及能力目标:(1)教师引导、学生操作,通过学生自身体验和感性认识,熟记示波器面板上各功能按键的作用;(2)熟练使用示波器对信号、电路等进行波形观察和测量各种电参量;(3)通过对示波器的其他种类介绍和比较,帮助学生进一步巩固示波器的相关知识,帮助学生提高学习兴趣和树立学习信心。

项目二:函数信号发生器

仪器:本校设备亚龙YL-238函数信号发生器。

任务:(1)函数信号发生器的面板介绍和认识;(2)使用函数信号发生器调出各种波形,用示波器观察并测量各种参数,验证输出是否正确;(3)使用函数信号发生器调出电路所需要波形信号并送往电路;(4)教学视频及教学光盘的播放学习。

教学及能力目标:(1)教师引导,学生操作,通过学生的自身体验和感性认识,学生熟记信号发生器面板上各功能按键的作用;(2)会熟练使用信号发生器调出各种波形,并用示波器观察验证,同时,会将所需信号供给电路。既可以加深对新知识的理解,也对旧知识(示波器)进一步强化和应用;(3)通过对函数信号发生器的其他种类认识和比较,帮助学生进一步巩固信号发生器的相关知识,帮助学生提高学习兴趣和树立学习信心。

项目三:电子电压表(1)

仪器:本校设备南京科华MF47指针式万用表。

任务:(1)指针式万用表的面板介绍和认识;(2)使用指针式万用表测量常用元器件(电阻、电容、二极管、三极管等),并判断元器件极性、好坏;(3)使用指针式万用表测量电路静态参数和动态参数(单管放大电路);(4)教学视频及教学光盘的播放学习

教学及能力目标:(1)教师引导,学生操作,通过学生的自身体验和感性认识,学生熟记万用表面板上各功能按键的作用;(2)会熟练用万用表的欧姆档、电压档进行相应测量;(3)通过对万用表的其他种类认识和比较,帮助学生进一步巩固万用表的相关知识,帮助学生提高学习兴趣和树立学习信心。

项目四:电子电压表(2)

仪器:本校设备优利德UT61E数字万用表。

任务、教学及能力目标:与项目三相似

项目五:电子计数器

仪器:本校设备E312A型通用电子计数器。

任务:(1)电子计数器的面板介绍和认识;(2)使用电子计数器对输入信号进行测量周期、频率;(3)教学视频及教学光盘的播放学习。

教学及能力目标:(1)教师引导,学生操作,通过学生的自身体验和感性认识,学生熟记电子计数器面板上各功能按键的作用;(2)会熟练用电子计数器进行周期、频率测量;(3)通过对计数器的其他种类认识和比较,帮助学生进一步巩固电子计数器的相关知识,帮助学生提高学习兴趣和树立学习信心。

篇9

示波器之外,工程师们常用的电子测量工具还很对,理想的做法是将他们集成为一台仪器,这样将大大减少仪器之间的连接和配置的麻烦,同时也简化的工程师的工作台。不过,这显然是不可实现的,仪器供应商只能权衡利弊,尽可能将可以集成的功能集成进工程师最常用的工具--示波器中。因此,集成哪种功能,集成进多少功能成了示波器供应商需要慎重考虑的问题。如果集成不当,不但没有简化工程师的工作,反倒降低了示波器的主要性能,这将得不偿失。

将逻辑分析仪的部分功能集成进示波器是最早的尝试,集成后的示波器号称混合信号示波器。像安捷伦公司、泰克公司、力科公司等众多示波器供应商都先后推出了混合信号示波器。从原有的2通道或4通道的示波器到增加了16个逻辑通道的混合信号示波器,大大方便的工程师的测试工作,尤其受到了开发和调试嵌入式设计的工程师们的欢迎。

之后,安捷伦公司又将信号发生器集成进示波器中。2011年2月,安捷伦推出InfiniiVision2000和3000X系列示波器,率先将函数信号发生器集成进示波器中。

去年,泰克公司又推出了集成频谱分析仪的示波器,将频谱仪集成进示波器是一个不小的挑战,这两类仪器本来属于不同的测量域--时域和频域,考虑将他们结合起来也是基于行业的发展需求。近几年,Wi-Fi、ZigBee、蓝牙、RFID等无线应用更多地进入到日益增多的嵌入式系统中,越来越多的工程师需要同时面对数字电路和射频电路设计,设计工程师必须同时处理这两个领域。正是基于这样的行业需求,泰克在去年推出了MDO4000混合域示波器。集示波器和频谱分析仪功能于一起,MDO4000可以提供时间相关的模拟、数字和射频信号观测。由于实现了时间相关的多域显示,工程师能够进行准确的定时测量,以了解其设计中的时域命令/控制事件间的延迟和时延在频域上引起的变化。另外,由于MDO4000能够提供时域和频域时间相关的完整系统级观测,所以寻找间歇性EMI噪声和元器件状态带来的EMI噪声变得前所未有的容易。

篇10

电工电子技术基础是电子测量与仪器专业的专业基础课程,也是一门理论性和实践性相结合的课程。针对高职教育教学中学生理论基础弱,但思维活跃,动手能力强的特点,为了使高职学生成为技术应用型高技能人才,有必要在高等职业院校进行电工电子技术课程教学改革,既使高职与普通高校区别开来,又能使个高职学生学到相关知识并能学以致用。为配合高职院校学校实践性强的课程进行专业建设工作,我们按照课程体系与教学内容改革的建设方案,建设电工电子技术基础课程,使其达到优质专业基础课程水平。

2.电工电子技术基础课程建设思路

本课程以工作任务为逻辑主线,以任务的兴趣点为引导,将完成工作任务必需的相关理论知识构建于实验项目之中,学生在任务兴趣点的驱使下进行具体实验项目探索体验,完成相应的工作任务,锻炼职业能力,掌握相应的理论知识。在教学环节中,依据校内实验环境和实训条件、校外实习资源情况贯彻模拟电工电子实验实训项目(校内实验实训室)完成基础教学,承担真实的电工电子工程项目(工程现场)的实用教学,并根据工程情况设计随时更新教学项目内容和实践教学过程。

3.电工电子技术课程建设探索与实践

3.1 课程的功能与定位

职业教育课程应当突出能力目标,鉴于电工电子技术课程为专业基础课,则对课程大要求既要体现嗯能力的培养,又要兼顾基本基础知识掌握和运用,为后续课程的学习奠定理论基础。本课程是中国环境管理干部学院电子测量与仪器专业的专业基础课,是一门理论性和实践性都较强的课程。通过本课程的学习,学生可以了解单片机原理与应用,实验数据处理与虚拟仪器,电路仿真软件应用,可编程序控制器等相关后续课程所需的电路电子基础的基本概念和电路实践基础知识,能够进行简单器件的选型,能够使用常用电工电子仪器设备,能够独立完成简单实践项目,并能对系统功能进行测试,为将来从电子测量工程相关工作打下坚实的基础。

3.2 课程的能力目标

本课程的核心能力目标是培养学生电工电子技术相关职业能力和学习后续课程的基础能力与专业素养,使学生达到国家相关职业标准。通过本课程的学习,学习者应该具备以下知识、技能与素质:

(1)能够进行实验任务和实践项目的器材、仪器需求分析;

(2)能够撰写实验项目的项目说明书;

(3)能设计中小电路应用系统方案;

(4)能够进行简单电路电子器件选型;

(5)能熟练操作电工电子常用器材和工具;

(6)能完成电工电子项目任务过程的各个环节,能熟练、规范地完成实践操作;

(7)能根据电工电子基础理论和实践知识,分析后续课程相关电路。选取后续课程实践所需电路器件和仪器;

(8)能完成对电工电子器件、仪器的规范分类与管理。

3.3 课程教学总体设计和教学内容

根据电工电子技术及应用专业技能目标框架,获得本课程的能力目标,找到教学设计途径。依据职业岗位课程学习要求,按照后续职业课程标准,通过校企合作制定职业标准;将能力群分解为若干个能力模块,结合兴趣任务和能力训练要求,引导学生进入任务角色;制定融合职业标准和行业标准的能力训练模块考核标准、考核方法;编写适合在生产性实训基地开展教学的工学结合校本教材。

3.4 教学内容的确定

课程教学内容的确定是从高职学生工作预期和后续课程出发,通过电子测量技术与仪器专业课程设置及对工作岗位进行分析,选出与本课程相应的典型工作任务是常用电子器件的识别与使用、常用电测仪器和设备的使用。通过对典型工作任务和职业行动能力进行分析和讨论,分解和细化核心能力目标,在此基础上确定有任务陈述的课程教学内容。

3.5 教学模式设计

组织课程教学时,以学生为主体,充分考虑到高职学生的基础知识薄弱、动手操作能力较强、思维活跃开放等特征,提出趣味性任来吸引学生,从而建立其自信心。在此方面,首先可以演示案例教学,促进学生职业能力发展。在课程设计上,有小的基础案例,也有来自行业的工业案例,以实验室环境教学为基础平台,工厂型实训基地为拓展平台,使理论知识、实践技能、职业素养与实际应用环境结合在一起,从而达到工作过程与教学过程的融合。在案例教学中,采用“做中学,做中教”的教学方法,按照案例的工作过程进行学习与训练,使学生的专业能力、方法能力、社会能力得到逐步提高。

其次是客观教学内容上实施兴趣项目教学。第一学段重在兴趣点的建立,从任务的被动吸引到主动探索。通过大量收集资料、整理方案、小组讨论,制定实施计划,完成构思与设计,然后进行小组分工,开始进行方案实施。在循序渐进实施项目过程中,逐渐过渡到学生整理项目方案,由指导教师进行中期检查,对项目设计的规范和要求提出指导意见,但并不对项目的可行性给予评价,充分发挥学生的主动性和创造性;第二个学段,项目小组必须细化方案,形成完整书面文本,进行项目汇报、答辩与成果展示,并进行成绩评定。

在项目教学期间,各项目小组根据项目方案进行汇报,由2名教师(校企双方组成)进行评定,根据学生在项目方案中获取知识与运用知识的能力予以打分。从实践情况看,此阶段,学生的创新思维活跃,敢于构思和设计。

3.6 实训室建设

根据中国环境管理干部学院现有电工电子技术基础实验实训室建设情况和学校教学目的出发,正在完善电工电子技术实训中心、中型项目任务实训室,校企共同确定生产实训基地建设方案。对职业教育国内现状进行深入调研,对毕业生市场需求进行分析,分析各岗位的需求量及对应的技术特点和设备要求及环境要求,以此为根据确定实验实训实习基地建设方案。实验实训实习基地建设的定位如下:

(1)电子测量技术与仪器专业群校内实验室;

(2)电子测量技术与仪器专业群校内实训室;

(3)电子测量技术与仪器专业群校外实习基地;

(4)学生创业教育平台。

实训室配置电工电子技术实验室的相关设备,培养学生简单实验的验证和操作、基础实训的独立操作能力、校外实习的选件能力、软件应用能力、资料查询能力和负责电路的安装调试维护能力、设备及网络性能测试能力、物联网应用平台管理能力等。

这些实训设备可以满足日常的实训教学需要,同时也为学生课程设计和竞赛提供了保障。该实训室将全体向学生开放,从发发挥了实训室为全院学生服务的作用。

3.7 教学评价设计

教学评价的基本思路是,不仅有期末考核和期中考核,而且有过程评价和学生的自评。实训部分占总成绩的50%,以实验实训过程为考核的主体,贯穿整个学期。具体表现在以下几个方面:

(1)改革传统的学生评价手段和方法,采用阶段评价,过程性评价与目标评价相结合,项目评价,理论与实践一体化评价模式。

(2)采用多方位评价模式,分别用出勤、课堂提问、实验实训准备、实验实训过程及完成质量来综合评价学生期末成绩。

(3)注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。

4.结语