认识实习指导书

重 庆 邮 电 大学自动化学院认识实习指导书温度测量与控制 吕霞付 编写检测与控制实验中心罗克韦尔实验室2015/2/27目录第一章 认识实习目的任务及要求3第二章 常用元器件的认识4第三章 系统原理-温度测量与控制7附录9第一章 认识实习目的任务及要求一、目的高校是工程师的摇篮，要培养德才兼备的合格工程师，必须要进行理论知识和实践动手能 力的正规化培训。认识实习是自动化学院学生必须参与的一项实践教学环节。是对学生进行 电子产品焊接、装配、调试等生产过程的一种正规化的培训，以充实理论教学中不能学到的 知识和技能。同时，把在理论教学中学到的知识具体运用到实际工作中，提高学生的综合素 质，从而达到工程师基本功培训目的，使学生成为既有理论知识，又有实际动手能力的工程 技术及管理人才。二、任务1、学会识别常用的电器元件。2、能看懂简单的原理图，印刷电路板，装配图。3、掌握焊接和装配技术三、要求为树立良好的学风，保证教学质量，学生在参加电装实习期间应遵守如下守则：1、按时进入实习场地，不得迟到和无故缺席，有事向实习老师请假，否则按旷课处理， 严重者取消实习资格。实习成绩作零分处理。2、在实习期间，每组学生发一套实习工具，一套本次实习的元器件材料，必须认真清点 核对，如有不符立即向老师汇报。事后如有缺少，概由学生自己负责，在实习期间，工具材 料不得自己调换、丢失。凡无故损坏或丢失者均照价格赔偿。3、一切实践环节必须自己动手完成，不准代装、调换，一旦发现，均按作弊处理。4、操作必须严格按工艺规范进行，违反操作规范，引起元器件和仪器损坏，将追究其责 任和进行赔偿。5、实习场地内不得大声喧哗，不准随地吐痰、吸烟。保持场地内的安静、文明、整洁、 卫生，下课时整理好自己的工具、材料。6、注意安全，致意防火及安全用电，防止事故发生。第二章 常用元器件的认识常用元器件的识别一、电阻电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作 用为分流、限流、分压、偏置等。1、参数识别：电阻的单位为欧姆（Q ）,倍率单位有：千欧（KQ ），兆欧（MQ ）等。换算方法是：1 兆欧=1000 千欧=1000000 欧电阻的参数标注方法有 3 种，即直标法、色标法和数标法。a、 数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：472表示47X100Q （即4.7K）； 104则 表示 100Kb、色环标注法使用最多，现举例如下：四色环电阻五色环电阻（精密电阻）2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示：颜色有效数字倍率允许偏差（）银色/x0.0110金色/x0.15黑色0+0/棕色1x101红色2x1002橙色3x1000/黄色4x10000/绿色5x1000000.5蓝色6x10000000.2紫色7x100000000.1灰色8X100000000/白色9X1000000000/二、电容1、电容的表示电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号为13的电容）。电容是由两片 金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它 与交流信号的频率和电容量有关。容抗XC=1/2n f c （f表示交流信号的频率，C表示电容容 量）电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电 容等。2、识别方法 电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法 容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法：lm=1000 uF 1P2=1.2PF ln=1000PF 数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。 如：102 表示 10X102PF=1000PF 224 表示 22X104PF=0.22 Uf3、电容容量误差表符号FGJKLM允许误差1%2%5%10%15%20%如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为5%。三、晶体二极管晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。1、作用二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小； 而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，常把它用在 整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特 基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。2、识别方法二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈 标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符 号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长 脚为正，短脚为负。3、测试注意事项用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下：型号1N40011N40021N40031N40041N40051N40061N4007耐压（V）501002004006008001000电流（A）1111111四、晶体三极管晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。1、特点晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。它分 NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的 对管就是由PNP型和NPN型配对使用。电话机中常用的PNP型三极管有：A92、9015等型号； NPN 型三极管有：A42、9014、9018、9013、9012 等型号。2、晶体三极管作用主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。为了便于比较，将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表，供大家参考。名称共发射极电路共集电极电路 （射极输出器）共基极电路输入阻抗中（几百欧几千欧）大（几十千欧以上）小（几欧几十欧）输出阻抗中（几千欧几十千欧）小（几欧几十欧）大（几十千欧几 百千欧）电压放大倍数大小（小于1并接近于1）大电流放大倍数大（几十）大（几十）小（小于1并接近 于1）功率放大倍数大（约3040分贝）小（约10分贝）中（约1520分 贝）第三章 系统原理-温度测量与控制一、实习目的1、了解温度传感器的种类。2、了解检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方 式也不同。3、掌握半导体PN结温度传感器工作原理。二、实习要求与内容1、运用电子技术来实现温度测量和控制任务，完成温度测量和控制电路的焊接和调试。2、学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析问题 和解决问题的能力。3、本次实习所选用的传感器为半导体传感器。即测温元件采用由半导体二极管构成的PN结 传感器。测量电路是通过电压比较放大电路来实现温度的检测。控制电路也是通过两个电压 比较电路来实现对两个继电器的控制。三、温度测量与控制参考电路图图 1 ：原理图CI | 0 1I “ IN4148四、实习操作步骤1、安装 U1A 及外围电路。 D二极管需要焊接二根长线，引出电路板。接好电路之后，通过测量可以发现：随着温度检查无误，方可通电。给D加热，测量UA的输出电压VO1。的升高，VO1降低。温度特性曲线如图2所示-2D020 抑 釦 RO 100aist/t图 2 PN 结与温度关系曲线2、安装UB及外围电路。W为调零电位器，W2为定标电位器。在室温下调整W,使U1B的输出VO2为室温时的电压输出（当量为10mV/C）。将D放 入热水（40-50C ）中，调整W2，使U1B的输出VO2正确。注意应反复调整W、W2电位器, 使VO2输出正确。3、安装U&和UD及它们控制的继电器。调整W3,使a点的电位为300 mV （即设定的控制温度上限为30度）；调整W4，使b 点的电位为200mV （即设定的控制温度下限为20度），UC和D分别控制继电器J和J2。当温度低于20C时，VO4为高电平（约3.55V），红色发光二极管亮，三极管T2饱和导通, 集电极C2为低电平（约0.1V0.15V），使J2继电器吸合，控制加热器开始加热（给同学示 范）。当温度高于30C时，VO3为高电平（约3.55V），绿色发光二极管亮，三极管T1饱和导通, 集电极C1为低电平（约0.1V0.15V）,使J继电器吸合，控制制冷器开始制冷（给同学示 范）。当温度在设定温度上下限（20度至30度）之间时，VO2值为（200mV300mV），使V3、 VO4均为负值（约-5V）,红色和绿色发光二极管全熄灭，此时两只三极管均截止，集电极C1、 C2均高电平（约+5V）, J、J2继电器断开，不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就 可以知道温度情况及温度控制情况。4、注意事项 为避免测温二极管本身通电产生的温度升高对测温的影响，电路设计时注意不要使通过测温元件的电流超过1mA。五、思考题1、电路中所用温度传感器有何特点？2、指出本实验电路的优缺点，并提出对电路的改进意见。附录1、PN 结温度传感器： 温度传感器是利用一些金属、合金或半导体材料与温度有关的特性制成，常用的有热电 偶、热电阻、热敏电阻、半导体PN结及集成温度传感器等。PN结温度传感器是利用PN结的结电压随温度成近似线性变化这一特性，可直接用半导 体二极管或将半导体三极管接成二极管（将集电极与基极短接）做成PN结温度传感器。这种传 感器测温范围为-50C至150C，有较好的线性度，尺寸小，响应快、灵敏度高、热时间常数 小的特点，用途较广。可将普通二极管（如1N4148）或硅三极管用作温度传感器。 但普通二极管或三极管即使型号相同，其温度特性也有较大差异，因而互换性差。现已 有专用的温敏二极管和温敏三极管产品供选用。如国产2DWM型温敏二极管，外形封装有珠 型、管型、探针型等，其测温范围为50C150C，线性度达土0.3%。另外，由三个PN结构 成的温敏晶闸管，是一种新型的温敏元件，主要用于温度控制及过热保护。2、温度与温标温度不能直接加以测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物 理性质随着冷热程度不同而变化的特性间接测量。为了定量描述温度的高低，必须建立温度标尺（温标），温标就是温度的数值表示。各种 温度计和温度传感器的温度数值均有温标确定。国际温标是一个国际协议性温标。其规定仍 以热力学温度作为基本温度， 1K 等于水三相点热力学温度的 1/273.16。它同时定义国际开尔 文温度（符号t90）和国际摄氏温度（符号t90）和之间的关系：t90/oC= T90 /K-273.16在实际应用中一般直接用t和T代替t90和T90。3、温度测量的主要方法和分类温度传感器的组成：现场的感温元件和控制室的显示装置两部分组成。 温度测量方法按感温元件是否与被测介质接触分成接触式测温和非接触式测温两大类。 接触式测温是使测温敏感元件和被测介质接触，当被测介质与感温元件达到热平衡时， 温度感温元件与被测介质的温度相等。这类温度传感器结构简单、工作可靠、精度高、稳定 性好、价格低、应用广泛。非接触式测温是应用物体的热辐射能量随温度的变化而变化的原理。可测高温、腐蚀、 有毒、运动物体和固体、液体表面的温度，但精度低，使用不方便。