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电子控制技术教学策略


电子控制技术的教学策略

杭州市普通教育研究室

教材顺序
电 子 控 制 系 统 概 述 开 环 电 电 电子 子 子控 控 控制 制 制技 系 术 系统 系 与 统和 统 的电 闭 工子 环 作控 电 过制 子 程系 控 统 制 电 息子 获控 取制 与系 转统 换的 信 电 子 控 处制 理系 统 的 信 号 电 子 控 部制 件系 统 的 执 行 电 子 控 应制 用系 统 设 计 及

附 录

认 传识 感常 器见 的的 应传 用感 器

数 字逻数 集辑字 成门信 电 号 路

晶 直 闸 流继 管 规电 电 的 格磁 器 构 和继 的 造 构电 作 和 造器 用 工 原的 和 作 理构 类 原 造型 理 、

遥闭 开 控环 环 电电 电 子子 子 系系 系 统统 统 的的 的 设设 设 计计 计 与与 应 应应 用 用用

多 电用电 子电子 虚表元 拟和器 试示件 验波 器

建议教学顺序
电 子 元 器 件 的 识 别 : 电 阻 、 电 容 、 电 感 多晶 用体 电二 表极 的管 使、 用三 、极 晶管 体的 管原 的理 测特 量性 晶 体 三 极 管 的 放 大 与 开 关 作 用 直 流继 电电 格磁 和继 器 构电 的 造器 作 原的 用 和 理构 类 造型 、 规 闭开 环环 电电 子子 系系 统统 的的 设设 计计 与应 应用 用

数 字逻数 集辑字 成门信 电 号 路

认 传识 感常 器见 的的 应传 用感 器

正极 P N

负极

晶体二极管

晶体二极管的单向导电性

? 三极管的发明 ? 1947年12月23日,美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里, 3位科学家——巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士在紧 张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行 用半导体晶体把声音信号放大的实验。3位科学家惊奇地 发现,在他们发明的器件中通过的一部分微量电流,竟然 可以控制另一部分流过的大得多的电流,因而产生了放大 效应。这个器件,就是在科技史上具有划时代意义的成果 ——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的,而且对人们未 来的生活发生如此巨大的影响,所以被称为“献给世界的 圣诞节礼物”。另外这3位科学家因此共同荣获了1956年 诺贝尔物理学奖。

? 晶体管促进并带来了“固态革命”,进而推动了全球范围 内的半导体电子工业。作为主要部件,它及时、普遍地首 先在通讯工具方面得到应用,并产生了巨大的经济效益。 由于晶体管彻底改变了电子线路的结构,集成电路以及大 规模集成电路应运而生,这样制造像高速电子计算机之类 的高精密装置就变成了现实。

晶体三极管的放大作用

三极管的电流放大作用

0.001 IC/mA 0.001 IE/mA 由表得出 0

IB/mA

0 0.01 0.01

0.01 0.02 0.03 0.56 0.57 1.14 1.16 1.74 1.77

0.04 2.33 2.37

0.05 2.91 2.96

?I C 0.58mA ? ? 58 ?I B 0.01mA

1.三极管的电流放大作用——基极电流 I B 微小的变化, 引起集电极电流 I C 较大变化。 2.交流电流放大系数 ? ——表示三极管放大交流电流的 能力 ?I C ?? (2.1.3) ?I B 3.直流电流放大系数?——表示三极管放大直流电流的 能力 IC ?? IB (2.1.4)

4.通常 ? ? ? ,I C ? ?I B ,所以可表示为

I C ? ?I B

(2.1.5)

用万用表NPN管型和PNP管型的判断
将万用表设置在 R ?1k? 或 R ? 100 ? 挡,用黑表 笔和任一管脚相接(假设它是基极b),红表笔分别和 另外两个管脚相接,如果测得两个阻值都很小,则黑 表笔所连接的就是基极,而且是 NPN型的管子。如图 2.1.14(a)所示。如果按上述方法测得的结果均为高 阻 值 , 则 黑 表 笔 所 连 接 的 是 PNP 管 的 基 极 。 如 图 2.1.14(b)所示。

图2.1.14基极b的判断



F.1.2 常见二极管及电路符号、特性,正负电极的判断
F.1.3 常用的三极管及电路符号,三极管三个电极、电流 放大作用及三个工作区 F.2.2 多用电表检查半导体二极管电极及好坏,判断三极管 好坏
黑表笔
N J1 P N

红表笔

电源+

电源-

晶体管控制(光敏)电路

焊接操作

电烙铁

分内热式和外热式两种。按电烙铁的消耗功率分有20W、 25(30)W、45(50)W、75W、100W等多种。如图所示为25W 内热式电烙铁,具有体积小,重量轻,耗电省,价格低,可以方便 地更换不同形状的烙铁头等优点,是常用的一种焊接工具。焊接的 间隙一般放置在烙铁架上(如图右所示)。用电烙铁焊接元器件或 导线等时,还需要焊锡丝、焊锡膏等。

焊锡丝

分含铅和无铅型,中心都有助焊剂。 直径有 0.5 、 0.8 、 1.0 、 … 、 5.0mm 等多种 规格,要根据焊点的大小选用。

手工焊接步骤

焊接的实质:利用热能加速金属原子间的扩散,由于金属 原子间的吸引力使金属之间的连接处形成牢固的合金结合 在一起。

焊接的实质:利用热能加速金属原子间的扩散, 由于金属 原子间的吸引力使金属之间的连接处形 成牢固的合金结合在一起。
锡焊的特征:焊锡和元件之间呈浸润状态

浸润状态

非 浸润状态

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

1。加热

正 确 焊 接

1。加热

正 确 焊 接

1。加热

正 确 焊 接

1。加热

正 确 焊 接

1。加热

正 确 焊 接

2。加焊锡(松香)

正 确 焊 接

2。加焊锡(松香)

正 确 焊 接

2。加焊锡(松香)

正 确 焊 接

2。加焊锡(松香)

正 确 焊 接

2。加焊锡(松香)

正 确 焊 接

2。加焊锡(松香)

正 确 焊 接

2。加焊锡(松香)

正 确 焊 接

2。加焊锡(松香)

正 确 焊 接

正 确 焊 接

正 确 焊 接

3。撤离

正 确 焊 接

3。撤离

正 确 焊 接

3。撤离

正 确 焊 接

3。撤离

正确焊点:牢固,光洁,大小适中

焊锡用量过多

焊锡用量太少

虚焊:印制板铜泊加热不足

虚焊:印制板铜泊加热不足

虚焊:印制板铜泊加热不足

虚焊:印制板铜箔加热不足

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

错 误 焊 接

虚焊:表面有氧化层,不洁净

有毛刺;加热时间控制不当

加热时间太长,印制板铜箔起翘,脱落

焊接的要点:1.控制焊锡用量 2.控制加热时间

焊接的实质:利用热能加速金属原子间的扩散, 由于金属 原子间的吸引力使金属之间的连接处形 成牢固的合金结合在一起。
锡焊的特征:焊锡和元件之间呈浸润状态 焊接步骤:1.加热 2.加焊锡(松香) 3.撤离 焊接的要点:1.控制焊锡用量 2.控制加热时间

R4
to R1 R2 V1 R5 R5 R3 V3 V2 J 3V

R1 光敏二极管
R2 20KΩ R3 1 00 Ω R4 56Ω 红 黑 棕 黑 绿 蓝 橙 棕 黑

R3

R5 K可变电阻 100K Ω

e
R1 R2 V1 e b V2 c b c V3 R4

多功能自动控制电路组装

基本门电路知识
真值表

与门
A B F

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

F 0 0 0 1

口诀:高高出高,有低出低。 与门逻辑符号 与逻辑关系在布尔代 数中被定义为逻辑乘法, 记作: F=A×B 或F=A· B 或F=AB 称为与门的逻辑表达式。 与门波形图

? 基本门电路知识
或门
A B F
A
0 0 1 1

真值表
B
0 1 0 1

F
0 1 1 1

或门逻辑符号

口诀:有高出高,低低出低。 或逻辑关系在布尔代 数中定义为逻辑加法,记 作: F = A + B 称为或门的逻辑表达式。

或门波形图

? 基本门电路知识
非门
A F
0
1

真值表
A F

1
0

口诀:高出低,低出高。 非门逻辑符号

非逻辑关系在布尔代 数中定义为反,记作: F = A 称为非门的逻辑表达式。
非门波形图

? 基本门的拓展
与非门
真值表

或非门
真值表
F 1 1

A
B

F

A 0 0

B 0 1

A
B

F

A 0

B 0

F 1

0
1 1

1
0 1

0
0 0

1
1

0
1

1
0

口诀:与门的反

口诀:或门的反

与非门波形图

或非门波形图

A

3.1.2 数字信号中“1”和“0”的意义 3.2.2 与门、或门和非门三种基本逻辑门的电路符号及 各自的逻辑关系,填写真值表 3.2.3 与非门、或非门的电路符号及各自的逻辑关系, 填写真值表

N P N

F.1.3 常用的三极管及电路符号,三极管 三个电极、电流放大作用及三个工作区 2.2.2 传感器的选择 5.1.3 5.2.3 安装过程中常见问题的分析 和解决 2 1 3

3.2.2 与门、或门和非门三种基本逻辑门的电路符号及各自的逻辑关系,填写真值 表 3.2.3 与非门、或非门的电路符号及各自的逻辑关系,填写真值表 3.2.4 简单的组合逻辑电路

非门 高出低,低出高。

B 低

F.1.1 常用电阻器、电容器、电感 A 高 器的外形特征、电路符号与标称值 2.1.1 常见的传感器 2.1.2 光敏传感器、热敏传感 器的检测 2.1.3 常见传感器的作用 2.2.1 传感器的常见应用 D 考虑 Rt的特性和设计要求

与门 高高出高,有低出低。或门 有高出高,低低出低。

2.2.1传感器的常见应用

4.2.1 常见的直流继电器的构造和工作原理 4.2.2 直流电磁继电器的使用 3.3.1 晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用

1、2联动
簧片触点2 (常开) 簧片触点1 (常开)

线圈

Rbc

Rac

F.1.1 常用电阻器、电容器、电感器的外形特征、电路符号与标称值

LED

5.1.2 简单的开环电子控制系统设计、安装与调试 5.2.2 简单的闭环电子控制系统设计、安装与调试

3.3.2 常用数字集成电路类型 3.4.1 简单的组合逻辑电 路的分析、制作和测试


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