现代工业电子学课程教学大纲.doc

现代工业电子学课程教学大纲Modern Industrial Electronics预修课程： 数字电路、线性电子线路一、 教学目标和基本要求本课程系统论述现代工业电子学的基本理论，在此基础上以实际应用中的几个典型工业控制系统为例，详细介绍系统中涉及到的控制实现原理、逻辑电路组成及原理、电子元件的应用及其他相关背景知识。使学生掌握工业（控制）系统中常用逻辑电路、电子元件及控制回路的原理与应用。二、 课程简介本课程主要内容包括晶体管（Transistor）、Relay（继电器）、SCR（可控硅整流器）、UJT（单结晶体管）、TRIAC（三端双向可控硅开关元件）等电子元件的基本结构及原理，介绍晶体管逻辑电路及继电器逻辑电路的基本组成、原理及应用，介绍典型的传感器（输入换能器-检测装置，transducers-measuring devices）及最终矫正装置（final correcting devices）的基本结构与工作原理，介绍九个闭环工业系统（closed-loop industrial systems）的逻辑电路原理并阐述相关电子元件在实际系统中的应用。三、 教学重点、难点教学重点：基本逻辑部件原理，单结晶体管原理及应用，闭环工业系统实例。教学难点：逻辑部件在控制系统中的实际应用。四、 教材名称及主要参考书采用教材：Modern Industrial Electronics （Fourth Edition），Timothy J.Maloney等编著（国外高校电子信息类优秀教材 英文影印版），科学出版社，培生教育出版集团主要参考书：1.线性电子线路，戴蓓蒨、钱志远编著，中国科学技术大学出版社出版2.数字电路简明教程，Robert D. Thompson著，电子工业出版社出版3. The Art of Electronic（电子学），哈佛大学电子学教材（第二版）4.电子学(第2版)，Paul Horowitz，电子工业出版社5. Industrial control electronic（工业控制电子学:设备、系统与应用），国外电子信息经典教材(第2版)，TERRY BARTEL，清华大学出版社五、 课程章节主要内容及学时分配本课程共80学时，分为现代工业电子学1（40学时）和现代工业电子学2（40学时）。现代工业电子学1（共40学时）： 第一章：作为逻辑控制的晶体管开关（The Transistor Switch As a Decision-Maker） （10学时） 第一节：工业控制电路的3部分组成及功能 （1学时） 第二节：继电器及固态（控制器）逻辑电路原理 （3学时）第三节：晶体管逻辑电路原理 （3学时）第四节：逻辑电路应用于控制系统 （3学时）第二章：晶体管开关在记忆（存储）和计数方面的应用（Transistor Switch in Memory and Counting Applications） （10学时）第一节：触发器工作原理与应用 （1学时） 第二节：移位寄存器、计数器基本结构原理及应用 （1学时）第三节：译码器/编码器、计数器/定时器基本结构原理及应用 （2学时）第四节：延迟继电器、固态定时器基本原理及应用 （2学时）第五节：单稳态（单击）电路及时钟（脉冲） （2学时）第六节：自动注液式储液槽系统及仓储填充系统原理 （2学时）第三章：可控硅整流器（SCRs）（Silicon-Controlled Rectifier） （6学时）第一节：SCR的基本原理 （1学时） 第二节：SCR的动作、波形、参数及闸极特性 （1学时）第三节：SCR门控电路原理与特性 （2学时）第四节：实际系统应用分析 （2学时）第四章：单结型晶体管（UJTs）（Unijunction Transistor） （8学时）第一节：UJT的基本原理、电压电流特性曲线 （2学时）第二节：UJT的应用（弛张振荡器/继电器/定时器/单击改良电路）（2学时）第三节：实际系统中UJT的应用 （2学时）第四节：可编程单结晶体管PUT （2学时）第五章：三端双向可控硅元件和其他硅控整流器（半导体闸流管）（Triacs and other Thyristors） （6学时）第一节：Triacs的基本原理、波形、电气特性及参数 （2学时） 第二节：Triacs的触发电路、闸极控制电路 （2学时）第三节：硅双向开关（SBS）及四层二极管基本原理、应用 （2学时）现代工业电子学2（共40学时）第一章：反馈系统和伺服机构（Feedback Systems and Servomechanisms）（6学时）第一节：闭环控制系统原理简介及4个闭环系统实例 （2学时）第二节：开关（On-Off）控制 （1学时）第三节：比例控制与比例带（proportional band） （1学时）第四节： PID温度控制器的电气式实现 （2学时）第二章：传感器（输入换能器）检测装置（Input Transducers-measuring Devices） （12学时）第一节：可变线性差分变压器（LVDT）、压力传感器 （2学时）第二节：热电偶（thermocouple）、热电阻（RTD）、热敏电阻（thermistor）、固态温度转换器、PN结温度传感器 （2学时）第三节：光电池和光导电池（photovoltaic/photoconductive cell）、光位置编码器（optical position encoder）、光耦合器/光隔离器（optical coupler/isolator） （2学时）第四节：超声波、霍尔效应流量计（hall effect flowmeter） （2学时）第五节：应变规（strain gage）、应变规加速计（accelerometer） （2学时）第六节：阻性湿度计（resistive hygrometer）、干湿球湿度计（psychrometer）、转速计（tachometer） （2学时）第三章：最终矫正装置（Final Correcting Devices） （8学时）第一节：常用阀门(Valve)结构、原理及应用 （2学时）第二节：平衡梁原理气电阀 （2学时）第三节：气电式信号转换器原理 （2学时）第四节：流体电气式信号转换器原理 （2学时） 第四章：九个闭环工业系统逻辑电路原理（Nine Examples of Closed-loop Industrial Systems） （14学时）第一节：淬火槽温度控制系统