武汉理工大学电工实习报告.docx
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武汉理工大学电工实习报告.docx
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武汉理工大学电工实习报告
目录
一.实习目的………………………………
(2)
二.用电安全及常用电工工具使用……………………
(2)
三.电子产品手工焊接技术………………(4)
四.常用电子元器件的识别与测试………(8)
五.555声光报警器和流水彩灯音乐盒的制作…….(13)
六.作电子电工实习总结的心得……………….(18)
1.实习目的
电子电工技术在现代生活中应用越来越广泛,日常生活中的家用电器和工业生产中的很多自动化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。
《电工电子实习》是机电类等工科类学生工程实践课程,是实践教学的重要环节之一。
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。
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。
通过555声光报警器的规化、装配和调试,了解电子产品商品化生产过程,对未来工程师素质的提高,思维方式的培养,特别是在实际动手能力、团队合作能力的锻炼方面,都将起着积极的作用。
2.用电安全及常用电工工具使用
安全用电知识
(1).人身安全:
人身安全是指人在日常生活中避免受电的危害。
电对人体的危害主要表现为电流,电流对人体的伤害程度与其大小,频率,持续时间,通过人体的路径及人体电阻大小等因素有关。
对于工频交流电而言,通过1mA电流就有不适的感觉,这个电流成为感知电流;当通过10mA电流人体尚能摆脱电体,称为摆脱电流。
当大于30mA使人体感觉麻痹,中枢神经受伤害,呼吸困难,称为致命电流,如果通过人体电流超过100mA,极短时间内人就会失去知觉死亡。
(2).人体触电:
分电击和电伤。
电击指通过人体造成内伤,电伤只对外部造成的局部伤害,由电流产生的其他物理化学效应造成的伤害。
所以不要因好奇心贸然感受电击电伤的滋味。
引发触电事故的原因主要包括缺乏安全用电常识,贸然触及带电体,违反操作规程,用电设备管理不当,绝缘损坏发生漏电,检修电气设备接线错误等。
(3).触电救护
解脱电源:
如果是接触电器触电,立即切断近处的电源,如断开空开拔下插头等;若因碰到破损导线触电,附近找不到接电源的开关,可用干燥的木棒竹竿等绝缘体把电线挑开,挑开的线放在绝缘处。
在解脱电源的过程中,如触电者身处高处,要防止触电者脱离电源后跌伤。
抢救者一定要防止自身触电,不要在没有绝缘防护的情况下直接接触触电者皮肤。
触电的急救:
是触电者平卧,不垫枕头,放在干燥通风处;迅速解开触电者的领带围巾,松开上衣钮扣,护胸罩,松开裤带,使其胸部能自由扩张不妨碍呼吸。
如果触电人意识模糊或心跳停止,须进行人工呼吸。
方法是救护人员位于触电者头部的左边或右边,用一只手捏紧其鼻孔不使漏气,另一只手将触电者下巴拉向前下方,使其嘴巴张开准备接受吹气。
救护人员做深呼吸后紧贴触电人的嘴巴对其大口吹气,同时观察触电人胸部的隆起程度,一般略有起伏为宜。
救护人员吹气至换气时,应立即离开触电人的嘴巴,放松其鼻子使其自由排气。
这是应注意其胸部的复原情况,倾听口鼻处有无呼气声,从而检查呼吸是否阻塞。
按照上述方法对触电人反复吹气,换气,成人为14~16次/min,大约5S一个循环,吹气约2S,呼气约3S;儿童为10~18次/min。
人工胸外挤压心脏。
若心跳和呼吸已停止,人完全失去知觉时,则需同时采用人工呼吸和胸外挤压两种方法,先胸外挤压心脏4~6次,然后人工呼吸2~3次,再挤压心脏,反复循环进行操作。
人工胸外挤压心脏的具体步骤:
解开触电人衣裤,清除口腔内异物,使其胸部能自由扩张;让其仰卧,背部着地处的地面必须牢固;救护人员位于触电人一边,最好是跪跨在触电人的腰部,将一只手的掌跟放在心窝稍高的地方,中指指尖对准呕吐处边缘,另一只手压在那只手的手背上,呈两手交叠状。
救护人员找到触电人的正确压点,自上而下,垂直均衡地用力向下挤压,压出心脏里面的血液,注意用力适当。
挤压后掌跟迅速放松,使触电人胸部自动复原,心脏扩张,血液又回到心脏。
反复此法,约60次/min,挤压时定位要准确用力要适当,只要发现触电人有苏醒症状,如眼皮微动等就应终止操作几秒,让触电人自行呼吸和心跳。
需要坚持不懈地人工呼吸和按压,直到救护人员到达。
只有职业医生才有权宣布触电人真正死亡。
常用电工工具使用
1)主要工具:
本次电子电工实习主要进行流水彩灯音乐盒的制作实习过程中所用到的工具主要有:
(1)十字起,一字起、镊子、剪刀:
主要用来拆卸、紧固各种螺钉或拆卸元件;
(2)剪刀,平口钳:
主要用于剪去焊接后集成电路板上过长的引脚;
(3)剥线钳:
用于剥去绝缘层
2)主要仪器仪表及使用
本次实习使用的主要仪表为指针式万用表
(1)指针式万用表:
A.功能:
主要用于测量直流电流、直流电压、交流电压以及各种电子元件的电阻等
B.万用表使用注意事项:
1、万用表使用应水平放置,测量前应注意调零,尤其是测电阻时每次换挡都必须重新调零。
2、在测电流、电压时,不能带电换量程
3、若不清楚待测元件的参数范围,选择量程时,要先选大的,后选小的,尽量使被测值接近于量程
4、测量时尽量单手操作。
5、测电阻时,不能带电测量。
因为测量电阻时,万用表由内部电池供电,如果带电测量则相当于接入一个额外的电源,可能损坏表头。
指针式万用表黑表笔为+,红表笔为-。
6、用毕,应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。
7、注意在欧姆表改换量程时,需要进行欧姆调零,无需机械调零。
8、万用表长时间不用,应将电池拿下。
三.电子产品手工焊接技术
(1)焊接原理
锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。
外表看来印刷板铜铂及元器件引线都是很光滑的,实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙,熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散,形成焊料与焊件的浸润,把元器件与印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的导电性能。
锡焊接的条件是:
焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接;能被锡焊料润湿的金属才具有可焊性,对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊剂,先对焊件表面进行镀锡浸润后,再行焊接;要有适当的加热温度,使焊锡料具有一定的流动性,才可以达到焊牢的目的,但温度也不可过高,过高时容易形成氧化膜而影响焊接质量。
(2)焊接工具及材料:
电烙铁、电烙铁架、焊锡丝等。
图1电烙铁
图2烙铁架图3锡焊丝
(3)新烙铁在使用前的处理方法
1.新电烙铁在使用前先用细砂纸、锉刀或小刀烙铁头的表面刮光或打磨。
2.搪锡。
将电烙铁加热到可以融掉焊锡,但表面还没有被氧化的时候,很快的涂上松香,然后再烙铁头上均匀的沾上锡。
(4)焊接操作方法
1.操作姿势:
手工操作时,应注意保持正确的姿势,:
挺胸端正直坐,切勿弯腰;由于距烙铁头20—30cm处的有害化学气体、烟尘的浓度较高,所以鼻尖至烙铁头尖端至少应保持20cm以上的距离,通常以40cm时为宜,以有利于健康和安全。
2.电烙铁拿法:
根据电烙铁大小的不同和焊接操作时的方向和工件不同,可将手持电烙铁的方法分为反握法、正握法和握笔法三种
图4电烙铁的握法
3.操作步骤:
五步施焊法:
一刮、二镀、三测、四焊
Ø“刮”就是处理焊接对象的表面。
焊接前,应先进行被焊件表面的清洁工作,有氧化层的要刮去,有油污的要擦去。
Ø“镀”是指对被焊部位搪锡。
Ø“测”是指对搪过锡的元件进行检查,在电烙铁高温下是否变质。
Ø“焊”是指最后把测试合格的、已完成上述三个步骤的元器件焊到电路中去。
图5五步焊接法
注意:
焊接环境空气流动不宜过快。
切忌在风扇下焊接,以免影响焊接温度。
焊接过程中不能振动或移动工件,以免影响焊接质量。
(5)焊接注意事项
(1)焊接时间不能过长(必要时可以用镊子夹住被焊元器件,起到散热作用。
(2焊接时不能出现假焊或虚焊。
(3)注意不要将烙铁碰到导线等物品,将电烙铁电源线放在试验台右方。
(4)烙铁必须插在烙铁架中。
图6几种不同的焊点
(6)电子元件焊接装配
1)、元件插装时标记和色码朝上,易于辨认。
2)、有极性由极性标记方向决定插装方向。
3)、插装顺序应先轻后重、先里后外、先低后高。
图7焊接电子元件插装方式
四.常用电子元器件的识别与测试
(1)电阻器
a.电阻器是一种具有一定电阻值的电子元器件,习惯上也简称为电阻。
b.电阻是一种在电子产品中用得最多的电子元器件之一。
它在电路中的主要作用是控制电压、电流的大小,还可以与其它元件配合,组成耦合、滤波、反馈、补偿等各种不同功能的电路。
图8电阻的文字直接标注法
c.电阻的标志方法有文字符号直标法、色标法和数字标志法等多种。
1.文字直接标注:
直接标志法是直接用阿拉伯数字和单位在产品上标志出其主要参数的标志方法,如图。
一般只标明标称阻值、允许偏差、材料、额定功率等几项参数。
2.色环标注
色标法是用颜色表示电阻的各种参数值,直接标志在电阻体上。
它主要适用于小功率电阻,特别是0.5W以下的碳膜电阻和金属膜电阻。
色标电阻的色带通常采用四色带、五色带表示。
色带不同,所表示的电阻参数也不相同。
四色带表示电阻的标称阻值(两位有效数字)和允许偏差,如图2.6(a)和所示。
五色带表示电阻的标称阻值(3位有效数字)和允许偏差,如图2.6(b)所示。
图9色环电阻色标
3.数字标志法
数字标志法多用于片状电阻。
由于片状电阻器体积较小,通常只在电阻表面用3位阿拉伯数字表示电阻的标称阻值,其它参数省略。
前两位数字表示有效数字,第3位数字表示有效数字后面0的个数(即10的幂数),当第3位为9时表示倍率为0.1。
此外,还有少数片状电阻用四位数字标志电阻值。
四位数电阻值标志比三位数标志多了一位有效数字,第4位表示有效数字后0的个数,其余与三位数标志法相同。
如电阻的标志符号为6801,表示6.80kΩ。
本次实习中使用的主要为色环电阻。
(2)二极管
1)二极管的定义与分类。
二极管具有单向导电性,可用于整流、检波、稳压、混频等电路。
二极管的外形和电路符号如图2.27所示。
常见二极管有以下几类:
图10二极管的外形及电路符号
检波二极管。
检波二极管用来对收音机、电视机等收到的信号进行检波。
整流二极管。
整流二极管的作用是将交流电变成直流电。
要求整流二极管要有一定的耐压值,并能通过一定的电流。
开关二极管。
开关二极管在电路中起开关作用,要求它工作速度快,其反向恢复时间只有几纳秒。
发光二极管(LED)。
发光二极管通常使用砷化镓、磷化镓等材料制成。
它具有工作电压低、耗电少、响应速度快、抗冲击、耐振动、性能好以及轻而小的特点,被广泛应用于显示电路中。
稳压二极管(简称稳压管)。
稳压管在电路中是反向连接的,它能使所接电路两端的电压稳定在一个规定的电压范围内,这个电压范围称为稳压值。
光敏二极管。
在光敏二极管壳上备有一个玻璃窗口,以便于接受光照。
当有光照时,其反向电流随光照强度的增加而上升。
2)采用万用表对二极管进行简单测试。
单向导电性能的检测。
通常,正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。
正、反向电阻值相差越悬殊,说明二极管的单向导电特性越好。
若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小,则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。
若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大,则说明该二极管已开路损坏。
本次实习中使用的主要是单向二极管和发光二极管。
(3)半导体晶体管(即三极管)
图11常见三极管的外形及电路符号
1)半导体晶体管简介。
半导体也称为晶体三极管,最主要的功能是电流放大和开关作用。
三极管顾名思义具有三个电极。
二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。
其它的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。
由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。
三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。
三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观,有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。
箭头所指的方向是电流方向。
2)采用万用表对半导体晶体管进行简单测试。
a.判别基极和管子的类型。
选用欧姆档的R
100(或R)1K)档,先用红表笔接一个管脚,黑表笔接另一个管脚,可测出两个电阻值,然后再用红表笔接另一个管脚,重复上述步骤,又测得一组电阻值,这样测3次,其中有一组两个阻值都很小的,对应测得这组值的红表笔接的为基极,且管子是PNP型的;反之,若用黑表笔接一个管脚,重复上述做法,若测得两个阻值都小,对应黑表笔为基极,且管子是NPN型的。
b.判别集电极。
因为三极管发射极和集电极正确连接时β大(表针摆动幅度大),反接时β就小得多。
因此,先假设一个集电极,用欧姆档连接,(对NPN型管,发射极接黑表笔,集电极接红表笔)。
测量时,用手捏住基极和假设的集电极,两极不能接触,若指针摆动幅度大,而把两极对调后指针摆动小,则说明假设是正确的,从而确定集电极和发射极。
本次实习使用的是NPN型9013和PNP型8550三极管。
(4)电容器
1)电容器的基本概念
电容器是一种可以存储电荷的常用电子元件,其基本结构是在两个相互靠近的导体之间敷一层不导电的绝缘材料(介质)
图12电容器的电路符号
电容器在电路中具有隔断直流电、通过交流电的特点,因此,多用于电路级间耦合、滤波、去耦、旁路和信号调谐等方面。
2)电容器的分类
根据容量是否可调,电容器可分为固定电容器、半可调(微调)电容器和可调电容器。
根据所用介质,可分为有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、真空介质电容器、半导体电容器。
(1)固定电容器。
固定电容器是指电容器一经制成后,其容量不再改变的电容器。
固定电容器分为无极性电容器和有极性电容器两种。
(2)微调电容器。
通常以空气、云母或陶瓷作为介质,电容器容量可在小范围内变化,其可调容量为10~100pF。
(3)可调电容器。
由若干片形状相同的金属片分别连接成一组定片和一组动片,定片与动片间一般以空气作介质,也有用有机薄膜做介质的。
动片可以通过转轴转动,以改变动片插入定片的面积,从而使电容器容量在一定范围内连续变化。
3)电容器的标注方法
1.大电容器的标注:
较大电容器用字母和数字把型号、规格直接在电容器外壳上标出。
2.小型电容器的标注:
(1)直标法。
(2)三位数码表示法。
(3)色标法。
4)电容器的主要特性参数
电容器的性能参数很多,较常用的主要参数有电容器的标称容量、容差、额定工作电压(耐压)、电容温度系数、绝缘电阻、能量损耗、频率特性和固有电感等。
(5)555芯片
图14555芯片
1:
电源负极8:
电源正极
2:
低电平触发7:
放电端
3:
输出6:
阀值端
4:
低电平复位5:
控制端
555定时器是一种模拟和数字相结合的中规模集成器件,可以构成施密特触发器,用于TTL系统的接口,整形电路或脉冲鉴幅等,也可构成多谐振荡器,组成信号产生电路。
采用不同形状的脉冲信号对555振荡电路产生的矩形波信号进行调制,可以产生出不同效果的模拟声。
多谐振荡器原理图如右下角图所示:
多谐振荡器其工作原理为:
当电路与电源接通瞬间,C2两端没有存储电荷,两端的电压为零,555定时器的2、6两端输入电压为零,即出现6端输入电压小于2/3Vcc,2端的输入电压小于1/3Vcc的情况,集成运算放大器的A1输出高电平,A2输出低电平,基本RS触发器置1工作状态,输出信号Vo为高电平,晶体管截止,电源Vcc经R5、R6、C2到公共端对电容C2充电。
这种情况一直维持到C2的两端电压略超过2/3Vcc。
当C2的两端电压略超过2/3Vcc时,出现6端输入电压大于2/3Vcc,2端的输入电压大于1/3Vcc的情况,集成运算放大器的A1输出低电平,A2输出高电平,基本RS触发器清零工作状态,输出信号Vo为低电平,使晶体管导通,电容C2经C2、R6、晶体管T到公共端放电。
这种情况一直维持到C2的两端电压略低于1/3Vcc。
此后又从新回到上述的充电过程,如此周而复始,形成振荡,产生矩形脉冲波输出。
因而使LED灯交替亮起来。
五.555声光报警器和流水彩灯音乐盒的制作
<一>.555声光报警器制作
555声光报警器的制作共分为两部分,第一部分是电源的制作。
既通过变压器以及稳压装置,将220v生活交流电源转化为报警器需要的6v直流电源。
图21555声光报警器6V电源原理图
图22555声光报警器原理图
原理:
电路由两个555多谐振荡器组成,第一个振荡器的振荡频率为1~2Hz时,第二个振荡器的振荡频率为1000Hz。
将第一个振荡器的输出(3脚)接到第二个振荡器的复位端(4脚)。
在输出高电平时,第二个振荡器振荡;输出低电平时,第二个振荡器停振。
这样,蜂鸣器将发出间隙声响。
3.2声光报警器元件清单
100Ω电阻1个,10K电阻2个,1K电阻4个,100uF电容1个,C103电容1个,二极管3个,555芯片一个,三极管8050和9013,蜂鸣器一个
3、故障修理
1、故障电源指示灯不亮。
原因①两端电压是否有6V。
②指示灯是否装反。
③虚焊。
2、故障有震荡震荡指示灯不亮。
原因①灯是否接反了。
②灯是否坏了。
③虚焊。
3、故障有震荡蜂鸣器不响。
原因①蜂鸣器是否接反了。
②三极管接线错误。
③虚焊
<二>.流水彩灯音乐盒的制作
1.所需器材
所需器材
数量
型号,参数
备注
电烙铁
1个
发光二极管
3个
包括红色绿色LED灯
开关
1个
锯末压缩板(刨花板)
一块
长宽高适中
导线
若干
彩虹排线
十根
带排插
焊锡
若干
0.8mm
低熔点,内含松香
电容
3个
C1=100μF;
C2=100μF;
C3=0.01μF;
电阻
8个
R1=R4=100Ω;R2=R8=10k;R5,R6,R7,R3=1KΩ;
三极管
2个
S8550,S8050
装饰贴纸
若干
焊接工作台
一个
包括尖口焊枪,烙铁架,
集成音乐芯片
一个
音乐为《生日快乐歌》
扬声器
一个
所需器材清单
2.流水灯原理
电路由NE555,CD4017,和十个LED灯组成流水灯电路,接通电源后,系统可以依次点亮每一盏led灯,LED灯间隔亮的时间固定。
图18电路硬件框图
NE555搭建成一个定时器电路,定时器的时钟周期由R1,R4,C1组成,时钟周期T=0.639(R1+2R4)C1。
图19流水灯原理图
3.音乐播放原理
音乐播放电路使用了集成的音乐芯片,该芯片把一首歌的音符对应产生的音乐频率烧到芯片内部,加上如下图所示原件,即可驱动扬声器发声。
图20音乐芯片
4.具体制作
a.木质音乐盒制作
①按照下图所示尺寸对模板进行切割打磨。
图21板材下料尺寸图
②用热熔胶配合热熔枪,电烙铁对木板进行粘合,进行边缘打磨。
③使用彩纸彩条对木盒进行美化。
④对木板进行规划后钻孔,放置LED灯组
b.电路制作
①清理元件,对元件进行误差测量
②绘制实物的原理图
③绘制实物的装配图
④将元件装配至万能板上,对电路进行焊接。
⑤用万用表对电路进行测量,调试,调试完毕后装入木盒中,进行最后包装。
5.实物展示
图22流水灯音乐盒整体图
图23流水灯音乐盒元件插装面
图24流水灯音乐盒电路焊接面电路图
六.作电子电工实习总结的心得
1、通过一学期的电工电子实习,我了解了安全用电常识和安全操作规程,通过老师的讲解。
我对电工工具、电器元件及线路安装有一定的认识;自己动手设计电路、焊接电路板对自己的动手能力是个很大的锻炼。
此外,我对对电工技术的理论有了初步的的了解。
我了解到了控制电路板图的设计制作与工艺流程、连接电器元件的技巧等。
这些知识不仅在课堂上有效,对以后的电工技术课的学习有很大的指导意义,而且在日常生活中更是有着现实意义。
2、我设计的电路板上,六个电阻排在一起,电容和三极管在一排,刚开始设计电路有点困难,布线容易有交叉,经过老师的提示和多次尝试,终于满足了条件,后来又加入了一个电阻,总体还是很美观的。
在焊接过程中,刚开始觉得很难,出处担心害怕会被烫到,后来慢慢的尝试,发现只要掌握技巧,焊接就很快速而且焊点饱满。
多次的调试也很是锻炼了我的耐心。
3、在实习中,我锻炼了自己动手技巧,提高了自己解决问题的能力。
比如做彩灯电路组装与调试时,好几个元件的间距特别小,稍不留神,就把连接好的接线又弄断了,但是我还是完成了任务。
在实习过程中老师帮助了我调试,同学们之间互相帮助,你帮我检查电路,我帮你锯木板,在这当中我也感受到了团队精神的力量。
当漂亮的流水彩灯音乐首饰盒诞生在我的手上,我感到非常有成就感。
4、实践出真知,所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。
没有足够的动手能力,就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。
电工电子实习,是以学生自己动手,掌握一定操作技能并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。
它将基本技能训练,基本工艺知识和创新启蒙有机结合,培养我们的实践能力和创新精神。
作为信息时代的大学生,作为国家重点培育的高技能人才,光掌握书本上的知识是不够的,基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。
所以,作为大学生,我们在日常生活中也要将强对自己动手能力的锻炼,使自己不但懂得只是,还要懂得实践!
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