《汽车电工电子基础》实验指导书

汽车电工电子基础课程实验（实训）指导书适用专业：汽车检测与维修技术指导书撰写：付晨指导书审定：机电系实验指导书审定小组制定日期：二一一年七月汽车电工电子基础实验指导书、本实验课程的教学目的和基本要求实现汽车电工电子基础课程的验证性实验，使同学们掌握相关知识的实际应用，相关电路的设计，测试和计算，培养学生的分析问题和解决问题的能力以及自学能力。二、本实验课程涉及的主要仪器设备直流稳压电源，万用表，电阻，电容，半导体二极管，三极管，数字电路实验箱，模拟电路实验箱，变压器，直流稳压电源，数字示波器等。三、本实验课程的实验项目设置一览序 号实验项目名称学时实验类型实验要求目的要求实验层次01万用表测量技术2综合必做了解万用表的面板结构及测量功能，学习使用方法，学习伏安法测量电阻基本型实 验02验证基尔霍夫定律2综合必做验证KCL,KVL定律，学习直流稳压电源的使用03电阻识别2验证必做 用万用表测量电阻，并掌握电阻的色带判别法04汽车点火线圈的测试2验证必做利用万用表测试汽车开磁路和闭磁路点火线圈的接线柱，测量一次绕组、二次绕组05电机的识别与测试2综合必做学习和认识电机的构造与工作原理，使用万用表测量电机06电路板焊接技术2综合必做学习使用电烙铁，学习简单的电路板焊接技术07半导体二极管、三极管的极性判断及特性测试2验证必做学会用万用表测试半导体二极管和三极管的管脚和极性08数字示波器的使用和波形分析2综合必做学习使用数字示波器和函数信号发生器，学习使用数字示波器观察基本波形09译码显示电路2验证必做利用双七段显示器验证译码器实验一 万用表测量技术一、实验目的1、了解万用表的面板结构及测量功能。2、学会万用表使用方法。3、学会用途伏安法测量电阻。二、实验仪器1、直流稳压电源 1台2、万用表 1块3、导线 若干，4、电阻 10个三、实验原理（一）、万用表的类型及基本使用方法 万用表是一种最常用的电工测量仪表，它功能齐全，能够测量多种电量和电参数，并且测量量程多、操作简单、携带方便。目前，广泛使用的万用表有两种：普通指针式万用表和数字万用表。指针式万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压、直流电阻以及音频电平，有的还可以测量电容、电感以及三极管放大系数。数字万用表除了具有以上功能外，还可以测量频率、周期、时间间隔等参数。1指针式万用表 指针式万用表以指针的偏转来指示被测量的大小。它主要由磁电式测量机构(俗称表头)、测量线路和转换开关三部分组成。国产MF型万用表一般为1.52.5级；万用表的使用频率范围一般为451000 Hz，有的可以更宽一些。实验图1-1-1 MF47型万用表面板图四、实验内容(1)直流电流和电压的测量 测量0.05500mA的直流电流或0.25l000 V的直流电压时，先将转换开关旋至相应被测量的范围内，选好量程，再将测试表笔串人(测电流)或并入(测电压)被测电路中进行测量。注意插在“+”孔中的红表笔应接在被测电路的正极，插在“-”孔中的黑表笔应接在被测电路的负极。提示：测量时的量程选择要合适，应使指针偏转在2/3量程左右的范围内。5A和2500V量程为单独插孔，在使用5A直流电流插孔测直流电流时，转换开关应置于500mA电流量程位置，使用2500V电压插孔测直流电压时，转换开关应置于直流1000V电压量程位置。(2)交流电压的测量 交流电压的测量方法与直流电压的测量方法相同。 提示：在使用2500V电压插孔测交流电压时，转换开关需置于交流1000V量程位置。为扩大交流电压的量程，在测量电路中需要串联附加电阻，万用表的交流电压挡附加电阻与直流电压挡共用。(3)电阻的测量 MF47型万用表电阻挡具有五个量程。它们共用一条刻度线。由于量程之间是10倍关系，为保证测量准确，每次测量前首先选好量程，然后必须调零，其方法是：将红、黑表笔短接，旋动调零旋钮，直到指针指示“0”为止。万用表的指针转角与被测电阻一一对应，电阻刻度为非均匀刻度。 提示：为保证在不同量程下测量机构满偏电流不变，需要电池电压不变；万用表干电池的端电压会随时间的延长而下降，导致工作电流变小，使测量结果偏大，所以在测量线路中设有调零电路。面板上的调零旋钮对应于并联在测量机构上的调零电位器，利用该调零电位器，可调整测量机构的工作电流，使调零时的指针满偏；由于万用表电阻刻度不均匀，使电阻挡的有效测量范围仅局限于误差较小的0.110倍中值电阻范围内。测量时，若被测量超出这个范围，应转换量程挡，调零后重新测量。(4)三极管直流放大系数的测量先将转换开关置于三极管调节“ADJ位置，短接红黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指示在绿色三极管刻度线的300刻度值上，然后再将转换开关转到“hFE”位置，将待测三极管管脚分别插入三极管测试座的ebc管座内，就可根据指针位置从绿色刻度线上读取该三极管的直流放大系数。提示：N型三极管应插入N型管孔内，P型三极管应插入P型管孔内。1、用万用表直流电压档测量电压(1)把万用表转换开关选至测直流电压。(2)根据被测量大小选择量程。(3) 测量时两个表笔的正、负极与被测电压的正负相并联，从直流电压表刻度上读取指针示数。(4)调整稳压电源，填入实验报告表中。a、用伏安法测电阻，做伏安特性曲线b、将电阻和万用表与直流稳压电源串接。c、万用表选择10mA量程。d、调整稳压电源，测出相应电流。e、由测得的电流值计算电阻。 四、总结与讨论分析伏安法测电阻产生误差的原因。实验二验证基尔霍夫定律一、实验目的1、验证KCLKVL定律。2、学习直流电源的测量方法和测量技术。3、学习直流稳压电源的使用。二、实验仪器1、直流稳压电源 1台2、万用表 2块3、电路板 1个三、实验内容及步骤实验图2-1-1实验图2-1-2第一定律（节点电流定律）：电路中，任意时刻流入任一节点的电流，恒等于流出 这个节点的电流。若规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负值，则：第二定律（回路电压定律）：沿任一闭合回路绕行一周，各电路元件上的电压降的 代数和为零，即：运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。要注意参考方向的概念，所谓参考方向是指如图实验图所示的一条支路ab在事先不知道其电流方向的情况下，假定电流方向从A到B这就是I的参考方向按照这个方向去测电流即将电流表的正极接A点，负极接B点，如果电流表的值为正，则说明参考方向与实际方向相同，如果值为负则说明参考方向与实际方向相反。同理可解释电压的参考极性。将测量结果填入表中。四、总结与讨论如果改变电流表、电压表极性即参考方向改变了读数会有变化吗？定律还能得到验证吗？实验三 电阻识别一、实验目的1、学习色带法判断电阻阻值。2、通过万用表判断电阻阻值。3、比较两种方法所读出的阻值。二、实验仪器1、电阻 10个2、万用表 1块3、电路板 1个三、实验内容及步骤实验图4-3-1(1)用万用表电阻表测量选用电阻。(2)根据被测量大小选择量程，然后表笔相接后旋转调零按钮调零。(3)测量时两个表笔的正、负极与被测电阻相连，从电阻表刻度上读取指针示数。如图所示电阻色环读数1 2 3 4 5 棕 红 橙 黄 绿 6 7 8 9 0 蓝 紫 灰 白 黑 四环电阻： 第一环 第二环 第三环 第四环 有效数字1 有效数字2 乘十的幂数 精度：无20%;银10%;金5% 五环电阻： 第一环 第二环 第三环 第四环 第五环 有效数字1 有效数字2 有效数字3 乘十的幂数 精度：银10%;金5%;红2%;棕1% 对于幂指数环，金表示-1,即乘以0.1 所以棕黑金金的电阻的阻值为1欧姆，精度5%(4)识背色带法图表，依据色带法判断上述电阻阻值，与万用表所测读数进行比较。实验四 汽车点火线圈的测试一、实验目的1、掌握用万用表检测点火线圈地方法。二、实验仪器闭磁路点火线圈 1个万用表 1块三、实验内容及步骤实验图4-1-1实验图4-1-2实验图4-1-31、把万用表打到R1档，万用表表笔连接在一次绕组接线端上，测试一次绕组是否有断路或者短路。如4-1-3左图2、把万用表选定在R1k档，并把表笔连在线圈二次接线端和一个一次接线端上，测试二次绕组是否有断路或短路。如4-1-3右图实验五 直流电机的识别与测试一、实验目的1、掌握电机的拆装顺序2、了解直流电机各零件的名称和作用。3、掌握对直流电机进行简单测量的方法。二、实验仪器汽车启动用直流电机，万用表，维修工具三、实验内容及步骤1、启动机拆解(1)拆下连接片与电磁开关，取下电磁铁心。(2)拆下防尘箍，拆下电磁开关与驱动端盖的紧固螺钉，取下电磁开关。(3)拆下起动机防护罩。(4)用电刷钩取出四只电刷。(5)旋出两支穿心连接螺栓，使驱动端盖（连转子）、定子与电刷端盖分离，注意转子换向器处止推垫圈片数。(6)拆下中间支承板螺钉、拆下拔叉销轴，从驱动端盖中取出转子（带中间支撑板、单向离合器）。(7)拆下转子驱动端锁环，取下挡圈，取下单向离合器、中间支撑板。 电机结构如图4-2-1所示2、直流电机的检测实验图4-2-12、直流电机的检测(1)励磁绕组的检测，如图4-2-2所示。实验图4-2-2励磁绕组断路的检查：首先通过外部验视，看其是否有烧焦或断路处，若外部验视未发现问题，可用万用表电阻R1挡检测，两表笔分别接触起动机外壳引线(即电流输入接线柱)与励磁绕组绝缘电刷接头是否导通，如果测得的电阻为无穷大，说明励磁绕组断路，应予以检修或更换。励磁绕组搭铁的检查：用万用表电阻RlOk挡(或数字万用表高阻挡)检测磁场绕组电刷接头与起动机外壳是否相通，如果相通，说明励磁绕组绝缘不良而搭铁；如果阻值较小，说明有绝缘不良处，应检修或更换励磁绕组。励磁绕组短路的检查：可用2V直流电进行接线，如图4-40所示。电路接通后，将旋具放在每个磁极上，检查磁极对旋具的吸引力是否相同。若某一磁极吸力太小，就表明该励磁绕组有匝间短路故障存在。(2)电枢绕组的检查枢绕组的检查，可在汽车电器实验台上的电枢检验仪上进行。搭铁检验：用附件F6一根，一端插入插座33，一端接电枢轴，另一根附件F6一端插入插座34，一端接至整流子铜片，如有搭铁，指示灯25即亮，可标出搭铁的整流子铜片。短路检验：如图441，将待试的电枢放在电枢感应仪3上，接通开关60，灯19亮，感应仪配备一钢片，将该钢片放置于电枢铁心线槽上，如该钢片振动发声，则表明绕组有短路故障。不断慢慢转动电枢一圈，将钢片依次逐个放置于各线槽上，对每一故障处做出标记。由于起动机电枢绕组采用波绕法，所以当钢片在四个铁心槽出现振动时，说明相邻换向器铜片间短路；当钢片在所有槽上振动时，说明同一个槽中上、下两层导线短路。(3)断路检验将待试的电枢放在感应仪上，接通开关60，灯19亮，将感应仪所附试棒两触针放在相邻两整流子片上，若电流表18针不动，移动触针至电流表指出某一电流数值，固定此触针位置，然后转动电枢，使其余两邻片也达到此位置，用触针测其电流，如电枢没有损坏，相邻两整流子片在电流表18上的读数均应不变，若电流表18无读数则表明该绕组断路。(4)用电刷钩取出四只电刷。实验六 电路板焊接技术一、实验目的：1、掌握电烙铁使用方法。2、学会使用电烙铁焊接基本的电子元件。二、实验原理1、电烙铁 1个2、电路板 1个3、焊锡丝、焊锡膏、松香等三、实验线路与实验步骤1、仔细阅读电烙铁使用说明书2、焊接技术要求焊点平滑光亮，浸润良好，焊料适量，能看出引线轮廓；焊点无针孔、挂流、锡尖、桥接等；焊点牢固，引线或导线适当施以拉力时，不应松动、裂缝或脱落；焊点不允许有漏焊、错焊、虚焊和假焊等现象。 提示：虚焊是指焊锡与被焊件没有形成金属合金，只是简单地依附在被焊件表面。3、焊接一般工艺流程焊前准备-工件结合-涂适量助焊剂-施焊-清洗-整理自检-送验。 提示：大量元器件在焊接时，由于引线已被氧化而不能直接进行焊接。为了保证焊接质量，在焊接前应先去除氧化层并进行搪锡处理，就是在元器件的引线或被焊部位涂上一层锡，以增加可焊性。有些氧化严重的引线还要用刮脚的办法先去除氧化层。对于镀金或镀银的引线，只要用橡皮擦干净就可搪锡。对于合金材料引线，可焊性较差而且很难搪锡，用活性较强的助焊剂进行搪锡。对于有绝缘层的导线在焊接前还应进行剥线，塑胶导线可借助剥线钳得到长度合适的剥头，剥出的芯线有氧化层时，用刀片刮净或用细砂纸细心砂净，然后才能用电烙铁搪锡；对多股丝漆包线剥线时，可先将丝包绝缘物捻松。并向后退1020 mm，露出漆包芯线，再把芯线拧在一起，放在酒精灯外火焰处，烧去漆层，但烧线时间不能过长，当烧至芯线发黄红色时，立即离开火焰以免烧熔，纱布擦干净就可搪锡。结构件焊接是指将导线焊接在各种元器件的引脚上或者元件间的悬挂焊接。结构件焊接过程中，最好使用带松香的管形焊锡丝，一手拿电烙铁，一手拿焊锡丝，被焊件稳固地安放在焊件架上，电烙铁要拿稳对准。具体的焊接步骤(如实验图5-1-1所示)实验图5-1-14、焊援后整理经焊接后元器件的排列位置会发生偏移，有的导线散乱，还有的导线端头套管未套等，这都影响装配质量，因此要进行整理，做到元器件、导线排列整齐，美观大方。依据工艺标准和技术条件，对产品进行全面检查。提示：为了确定焊点是否合格，习惯上规定在放大一定倍数的情况下来检查焊点，可使用210倍放大镜进行观察；焊点在通常的情况下，用手或工具轻轻地摇动电路板，也可用橡皮锤轻击焊点，使其产生振动；还可用镊子轻轻拨动器件引线，听其声音，如果某引线声音有异变，则说明此引线，的焊点有问题。进一步：用万用表依照电路进行检查。操作：按照上面介绍的焊接工艺和步骤，进行电子元件在印制电路板上的焊接练习和电器结构件焊接练习。四、总结与讨论熟练掌握焊接方法，可于焊接后用万用表进行测试，是否有断路等情况。实验七 半导体二极管、三极管的极性判断及特性测试一、实验目的1、熟悉二极管和三极管的外形和管脚判别法2、通过实验掌握用万用表测试二极管和三极管的方法。二、实验仪器1、万用表 1块2、二极管、三极管 若干三、实验内容及步骤在实际工作中，经常遇到判别三极管管型、管脚极性判别问题，以及检测判断三极管是否损坏的问题。判定的方法主要有目测和万用表检测两种方法，实际工作中经常采用目测法，在目测法不能做出准确判断时，再利用万用表进行检测。1、目测法(1) 管型的判别 一般情况下，管型是NPN还是PNP应该从管壳上标注的型号来判别。依照部颁标准，三极管型号的第二位(字母)，A、C表示PNP管；B、D表示NPN管。例如：3AX、3CG、3AD、3CA 等均表示PNP型三极管。3BX、3DG、3DD、3DA等均表示NPN型三极管。提示：三极管型号中的第一位数字3，表示三极管；第三位字线表示三极管的功率及频率特性；第四位数字表示序列号。详细内容请参考三极管手册。按实验图3-2-2在EWB5.0软件中连接各元器件。(2) 管脚极性的判别 常用的小功率三极管有金属圆壳封装和塑料封装(半圆柱形)等，管脚排列如图5-19(a)所示。大功率三极管的外形有金属壳封装(扁柱形)管脚排列如图5-2-1所示，以及塑料封装(扁平、管脚直列)等形式。实验图5-2-12、用万用表电阻挡判别 三极管内部有两个PN结，利用PN 结的单向导电性，可用万用表电阻挡判别管子类型和e、b、c 三个极。(1) 基极的判别 判别管脚时应首先确认基极。一般情况下，基极排列在三个电极的中间(大功率金属壳扁平形封装除外)。用指针式万用表的黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个极。若测得电阻都较小，约为几百欧至几千欧；将红黑表笔对调，测得电阻都较大，约为几百千欧以上，这个管子就是NPN 管，最初黑表笔接的就是基极。用指针式万用表的黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个极。若测得电阻都较大，约为几百千欧以上；将红黑表笔对调，测得电阻都较小，约为几百欧至几千欧。这个管子就是PNP管。最初黑表笔接的就是基极。(2) 集电极和发射极的判别 对于NPN 管，确定基极后，用指针式万用表的两个表笔分别接触另两个管脚，同时用指尖轻触基极，观察万用表指针摆动情况；将两个表笔对调，重复上述过程。取指针摆动较大一次的表笔接触位置，黑表笔接触的是集电极c，红表笔接触的是发射极e。 对于PNP管，确定基极后，用指针式万用表的两个表笔分别接触另两个管脚，同时用指尖轻触基极，观察万用表指针摆动情况；将两个表笔对调，重复上述过程。取指针摆动较大一次的表笔接触位置，黑表笔接触的是发射极e，红表笔接触的是集电极c。实验八 数字示波器的使用和波形分析一、实验目的1、学习使用数字示波器。2、学习函数信号发生器的使用。3、使用数字示波器观察函数信号发生器的几种基本波形。二、实验仪器1、数字示波器 1台2、函数信号发生器 1台三、实验内容及步骤1、电子技术实验中，常用的仪器仪表有示波器、低频信号发生器、交直流数字电压表、电子管毫伏表、直流稳压电源及万用表等。它们的主要用途和相互关系如图7-1-1所示。实验图7-1-12、用数字电压表、万用表分别测量直流稳压电源的输出电压接通稳压电源，分别调节其输出电压值为1.25V、2.95V、4.55V、14.8