2012年武汉理工大学《电工电子实习报告书》.doc

武汉理工大学电工电子实习报告书498501924目录1.实习目的12.实习时必要的安全常识13.实习时常用的仪器与元件23.1万用表的使用方法23.2三极管43.3发光二极管53.4电容53.5电阻63.6电烙铁74.流水彩灯音乐盒84.1产品原理及方框图84.2各级图及工作原理104.3手工布置图135.成品检测调试过程136.居家电器的设计与安装156.1居家电器原理156.2居家电器实物图166.3居家配电系统图176.4居家电路设计图177.电工实习的心得体会188.对电工实习这门实践课的建议191.实习目的电工实习是电子信息工程专业重要的实践课程之一，在学习电类有关理论知识之后，通过一个电子产品的装配和调试过程，建立起对电子产品的感性认识是非常必要的。日常生活中的家用电器和工业生产中的很多自动化和半自动化控制微处理系统都是以电子元件为基本单元，通过集成电路来实现的。同时对基本操作技能进行必要的训练，为以后整个电类及其他相关学科知识的学习以及相关实践和学习打下良好的工程素养基础。2.实习时必要的安全常识用电线路及电气设备的绝缘必须良好，灯头，插座，开关等的带电部位绝对不能暴露在外面，以防触电。如果离开实验室或者突然断电，应关闭电源，尤其是要关闭加热电器的电源开关。电源开关附近不得存放易燃易爆物品或者堆放杂物，以免引发火灾事故。在电子装焊调试中，要使用各种电子仪器设备，同时在居家电气设计项目中还要接触危险的高电压，如果不掌握必要的安全知识，操作中缺乏足够的警惕，就可能导致电子元器件的损坏，设备损耗以及人身安全的危险。不慎触电甚至可直接导致人员伤残，甚至死亡。所以必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上，掌握一些安全用电知识，做到防患未然。3.实习时常用的仪器与元件本次电子电工实习主要进行流水彩灯音乐盒和居家电气的设计与安装，主要要用一个十字起，一个一字起，剪刀，平口钳，镊子，指针式万用表。3.1万用表使用方法机械指针型万用表分为表头，表盘，电路板，表笔几部分。表头是电磁驱动指针在刻度盘上指示测量数值的。表头的工作电流很小，约几微安至几十微安。测量时通过接配不同的测量电路达到不同的测量目的。水平放置时，表头上的指针应该处于左侧“0”位。如果不是，应调节表头正中的按钮使之为0.表盘指针下方是一个多触点的专用开关。通过开关接触不同的电路完成不同的项目测量。电路板上装有测量电路与表头相连接构成不同的功能测量电路。表笔是万用表的输入线，接触电路中的被测点就能使万用表接入电路，红笔插入+，黑笔插入-。机械型万用表在使用中要注意量程的选用。在不知道被测值的情况下要选用最大的量程，在能估计到被测数据时要选用万用表指针指示尽量在居中45度范围内。(1) 熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。(2) 进行机械调零。(3) 根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线。(4) 选择表笔插孔的位置。(5) 测量电压：测量电压（或电流）时要选择好量程，如果用小量程去测量大电压，则会有烧表的危险；如果用大量程去测量小电压，那么指针偏转太小，无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。a交流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于交流电压的合适量程上，万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。b直流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于直流电压的合适量程上，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“-”表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。(6) 测电流：测量直流电流时，将万用表的一个转换开关置于直流电流挡，另一个转换开关置于50uA到500mA的合适量程上，电流的量程选择和读数方法与电压一样。测量时必须先断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。如果误将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧毁仪表。其读数方法如下：实际值=指示值量程/满偏(7) 测电阻：用万用表测量电阻时，应按下列方法*作：a机械调零。在使用之前，应该先调节指针定位螺丝使电流示数为零，避免不必要的误差。b选择合适的倍率挡。万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/32/3间。c欧姆调零。测量电阻之前，应将2个表笔短接，同时调节“欧姆（电气）调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位，说明电池电压不足或仪表内部有问题。并且每换一次倍率挡，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。d读数：表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。3.2三极管三极管由PN结构构成，从类型上分有NPN和PNP两种，两者电流方向相反，使用时候注意区分（三个接口分别用E、B、C表示）； PN结具有单向导电性和导电的非线性； 测量PN结的时候将万用表拨到电阻X1K档，调零后分别测量BE、BC结的正反向电阻。3.3发光二极管发光二极管具有单向导电性和发光作用，在电路中可以做指示灯。3.4电容电容的共性是储能元件，可以“隔直通交”，所通过的交流信号的频率受电容的容量的控制。电容分为固定电容和可变电容。固定电容按介质分为很多种，实验中主要用到电解电容和磁介电容。电解电容：有极性，在没有专用测量仪器的网情况下，用万用表电阻X1K档测量。将万用表拨到电阻X1K档，用表笔将电容的两极短路放电后，正反两次对电容进行充电。好电容应能完成充电和放电的过程，摆动幅度、充放电的时间受容量控制。如果出现电阻为零或一个固定值，说明电容击穿；如果指针不动，说明电容失效；如果放电时指针没有退回左侧有缓慢向右，说明电容有漏电。磁介电容：没有极性，容量很小。用万用表电阻X1K档测量时几乎不动是正常的。3.5电阻电阻的标识方法： 色环电阻，电阻表面涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。具体读法可参考下列标识：黑，棕，红，橙，黄，绿，蓝，紫，灰，白 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9 倒数第二环，表示零的个数。 最后一位，表示误差：金色5%；银色10%。A, 四色环电阻： 第一色环是十位数，第二色环是个位数， 第三色环是指数，第四色环是误差率。 B，五色环电阻：第一色环是百位，第二色环是十位，第三色环是个位，第四色环是指数，第五色环是误差率。 电烙铁 焊锡丝3.6电烙铁 电烙铁，是电子制作和电器维修必需工具，主要用途是焊接元件及导线，按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。电烙铁是捏在手里的，使用时千万要注意安全。新买的电烙铁先要用万用表电阻档检查一下插头与金属外壳之间的电阻值，万用表指针应该不动。否则应该彻底检查。新的电烙铁在使用前先蘸上锡，接通电源后等一会烙铁的颜色会变，证明烙铁发热了，然后用焊锡丝放在烙铁尖头上镀上锡，使烙铁不易被氧化。在使用中，应使烙铁头保持清洁，并保证烙铁的尖头上始终有焊锡。使用烙铁时，烙铁的温度太低则熔化不了焊锡，或者是焊点未完全熔化而形成不好看，不可靠的样子。使用前要将烙铁头上的镀铬层锉掉并涂上锡，放到烙铁架上待用。掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到好的焊点。手工焊接操作过程可以分成五个步骤 : 步骤一：准备施焊 首先检查工具是否完好（主要看是否有破损）,左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。 步骤二：加热焊件 烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为 1 2 秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物中的导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀受热。 步骤三：送入焊丝 焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！ 步骤四：移开焊丝 当焊丝熔化一定量后，立即向左上 45 方向移开焊丝。 步骤五：移开烙铁 焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上 45方向移开烙铁，结束焊接。4.流水彩灯音乐盒4.1产品原理及方框图4.1.1产品原理图4.1.2 555芯片4.1.3音乐电路4.1.4高低电平电路4.2各级图及工作原理4.2.1多谐振荡器工作原理 由555定时器组成的多谐振荡器如下图所示：多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。设电容的初始电压，t时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端，比较器1输出为高电平，输出为低电平，即，（1表示高电位，0表示低电位），触发器置，定时器输出此时，定时器内部放电三极管截止，电源经，向电容充电，逐渐升高。当上升到时，输出由翻转为，这时，触发顺保持状态不变。所以0t期间，定时器输出为高电平。时刻，上升到，比较器的输出由变为，这时，触发器复，定时器输出。期间，放电三极管导通，电容通过放电。按指数规律下降，当时比较器输出由变为，触发器的，的状态不变，的状态仍为低电平。时刻，下降到，比较器输出由1变为0，R-S触发器的1，0，触发器处于1，定时器输出。此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出，电容放电时，0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。振荡周期由图可知，振荡周期。为电容充电时间，为电容放电时间。充电时间 放电时间 矩形波的振荡周期因此改变、和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空比q，q=（脉宽）/（周期T），指输出一个周期内高电平所占的时间。4.2.2音乐芯片音乐芯片的组成音乐芯片由以下几个部分组成：逻辑控制电路、振荡器、地址计数器、音符节拍存贮器（ROM）、音阶发生器、输出驱动器。它的工作原理为：振荡电路产生的信号供各个电路使用；控制电路从存储器中读出代码，根据代码来控制节拍器和音调器协调工作，产生相应的音乐输出。音乐芯片电路图一般就一个三极管和一个喇叭。4.2.3高电平电路工作原理电路中开关闭合，发光二极管LED3亮；555的2和6脚为低电平0，输出端3脚为高电平1，LED1亮，三极管VT1导通，三极管VT2截止，LED2灭，7脚为高阻态；随着时间的增长，电容C1通过电阻R1,R2充电，2和6脚电位升高，最终达到高电平。1,3脚输出低电平0，LED1灭，三极管VT1截止，三极管VT2导通，LED2亮，7脚为低阻态，通过电源负开始放电，致使2和6脚电位降低，循环往复。4.3手工布置图5.成品检测调试过程5.1电路检测万用表档位调到1欧或者10欧档位5.1.1负总线的检测黑表笔接电源负极，红表笔接与电路负总线相联的元件负极：芯片座的1脚，C1电容的负极，C2电容的负极、R3电阻的负极，VT2的集电极C，LED3的负极。万用表指针不偏转正常即指示0欧，如果指针偏转到档，则表示该元件与负总线之间的连接线路断开了。5.1.2正总线的检测黑表笔接电源负极，红表笔接与电路正总线相联的元件正极：芯片座的8脚、4脚，C1电容的正极，R1、R6、R7、R8电阻的正极。万用表指针不偏转正常即指示0欧，如果指针偏转到档，则表示该元件与正总线之间的连接线路断开了。5.1.3元件之间线路的检测红黑表笔分别接在：芯片座7脚和R1的负极，6脚和R2的负极，6脚和C1电容的正极，5脚和C2电容的正极，3脚和R5电阻的正极，R4电阻的负极和R5电阻的正极，LED1的负极和R3电阻的正极，LED2的负极和VT2的发射极E，电阻R5与VT2的基极。检测结果分析和负总线检测一致。5.2 555芯片的调试万用表档位接到直流电压10V档1） 两表笔接电源两级测电源电压2） 黑表笔接电源负极，不带芯片测芯片座的对地电压，即红表笔接芯片座的1脚、8脚和4脚。1脚：0V，4脚：大约3.8V，8脚：大约3.8。3） 芯片组装后的测量（无电压情况下安装芯片）a、 测量芯片3脚的对地电压（大约零点几伏到4V左右）如果无震荡，先检查C1电容的连接是否正常，然后检测2脚和6脚的连接是否正常，最后检测C2电容是否牢固连接。b、 当LED1亮时，分别测量LED1的正极电压和负极电压（正极电压2V左右，负极电压0V）c、 当LED2亮时，分别测量LED2的正极电压和负极电压，（使用数字表）测量三极管VT2的集电极C、基极B、发射极E的对地电压。Ve大约一点几伏，Vb大约零点几伏，Vc为0伏。d、 音乐电路的测量e、 测量C3电容的正极对地电压，（使用数字表）测量三极管VT1的集电极C、基极B、发射极E的对地电压。Vc大约一点几伏，Vb大约零点几伏，Ve为0伏。4）整理并记录所测数据。6.居家电器设计与安装6.1居家电器原理结合家庭房间的布局设计家庭电气的电路设计，家庭用电一般是220V的交流电，从外界引入单相的220V交流电，即一根火线和一根零线。家庭用电可根据情况分成不同的几路，每一路单独控制，便于检修和安全。外界引入的单相交流电经过一个空气开关后接入单相电表，这个空气开关的作用是隔开家庭电路和外界总电路，防止一个家庭的电路出现故障而影响到整个电路。单相电表的作用是记录家庭的总用电量。从单相电表出来后，分成三路，所有的灯为一路，所有的插座为一路，大功率用电器如空调为一路。每一路从