实物解剖的基本要求及成绩评定.docx

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实物解剖的基本要求及成绩评定

技术素养拓展课程大纲之

实物解剖的基本要求及成绩评定

目的及意义：

为了全面推进我院“211人才培养模式改革”，深化教育教学改革，提高学生的技术素质，我院对全体学生开设《技术素养拓展》课程。

课程内容及要求：

根据个人对某项技术的热情和关注、结合所学专业实际，选择某一实物进行技术解剖。

对技术解剖的基本要求如下：

1、要求选取和本专业有一定的关联和有一定的技术含量的实物。

2、要求解剖后的实物具有复原性和功能性。

3、要求写出技术解剖报告；解剖报告按装置的科学技术原理、关键技术内涵、基本构成模块及连接机理、主要功能及性能特点、可进行的技术创新与创意、思维拓展等六部分写出。

（可参照附件样本，见后页）。

4、熟悉实验室的教学环境，进行安全教育（特别是用电安全）。

5、要求对学生进行工具、仪表等的使用和管理制度学习。

6、强调对工程工艺知识的学习。

组织及安排：

按班级统一组织安排实施，可以是以个人或三至五人分组，所选解剖实物自定，时间安排课余，场地可选择宿舍或实验室；若选择实验室，须事前预约统一安排。

课程成绩考核内容和考核办法：

考查方式：

技术解剖报告、实际考核

成绩构成：

技术解剖报告40%、实践能力60%；课程成绩按优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制评定

优秀：

能很好地完成技术解剖任务，达到课程大纲中规定的全部要求，解剖报告能对技术解剖内容进行全面、系统总结，并能运用学过的理论对某些问题加以分析。

在考核时能比较圆满地回答问题，并有某些独到见解。

态度端正且无违纪行为。

良好：

能较好地完成课程任务，达到课程大纲中规定的全部要求，技术解剖报告能对技术解剖内容进行比较全面、系统的总结。

考核时能比较圆满地回答问题。

态度端正且无违纪行为。

中等：

达到课程大纲中规定的主要要求，技术解剖报告能对课程内容进行比较全面的总结，在考核时能正确地回答主要问题，学习态度基本端正且无违纪行为。

及格：

学习态度端正，完成了技术解剖的主要任务，达到课程大纲中规定的基本要求，能够完成技术解剖报告，内容基本正确，但不够完整、系统，考核中能回答主要问题。

实际过程中虽有一般违纪行为但能深刻认识，及时改正。

不及格：

凡具备下列条件之一者，均以不及格论。

1、未达到课程大纲规定的基本要求，技术解剖报告马虎潦草，或内容有明显错误；考核时不能回答主要问题或有原则性错误；

2、未按规定签到的或按要求未到时间超过全部时间三分之一以上者；

3、实际过程中有违纪行为，教育不改，或有严重违纪行为者。

实验室操作纪律和注意事项：

1、必须注意实验室用电安全，在接触强电时，在每一步操作之前，必须确保电气控制设备的总电源开关处于断开状态，严禁带电操作。

通电实验前要经过教师的核准。

2、在实验室期间必须严格遵守实验室的相关制度，保管好各自的工具和仪表设备，对损坏和遗失的设备、工具等必须按照学院相关制度赔偿。

3、在实验室期间因故请假（或无故缺席）时间超过全部时间三分之一以上者，应令其补足或重作。

否则，其课程成绩按不及格处理。

违纪者补作期间的费用，一律由学生个人自理。

未补或补作仍不及格者，按学籍管理的有关规定处理。

4、技术解剖项目完成后应立即归还所借工具设备，并打扫好环境卫生，经过老师同意后方可离开实验室。

5、每次进实验室需要签到。

课程完成后一周内，按照课程要求完成技术解剖报告。

其他问题：

适用专业：

物理学、电子信息科学与技术、电子信息工程、自动化、应用电子、计算机应用等

参考资料：

附件

襄樊学院物理与电子工程学院

大学生技术教育基地

2011-04-20

附件：

1、单相电子式预付费电能表分析报告

技术解剖人安忙忙

一、装置的科学技术原理

电子式电度表是利用电子芯片来测量电能：

首先用变压器和集继电器对电压和电流信号进行采样，然后将被采后的信号经放大、乘法、积分、V/F变换、分频功率驱动等电路处理，利用ADE775x输出频率与电能成正比的标准脉冲信号，最后脉冲信号送至MCU（PIC16F7X）微控制处理器处理，根据预先设定的时段运算出电量，在LED上进行数码显示，并将数据结果保存到EEPROM。

二、关键技术内涵外观图

1、计量系统采用先进的微电子技术与SMT生产工艺制造的产品，采用单相电能计量专用芯片与单片机相结合，实现对有用工的计量，这种先进的计量技术及创新的结构设计．使它具有稳定可靠、负载范围宽、启动灵敏度高、自身功耗低、防潜动、防窃电、体积小、重量轻、价格低等特点，还具有带光电隔离的脉中输出，可以很方便的组成远程抄表系统，是传统感应电能表更新换代的理想产品。

2、信号处理电路，全部采用数字信号处理技术，在一块芯片内完成所有运算，因此能适应极其恶劣的环境，对外界干扰信号，特别是外磁场的影响没有什么反应，并保护它的良好特性和测量精度，组成高可靠性、稳定性、宽量程的单相电子电能表。

3、主板芯片内设计有抗混叠滤波器，最大程度地减小了片外滤波器的要求，使得片外一阶R－C滤波器的－3dB转折频率可以扩展到100KHz，这样不仅减小了滤波器中电阻、电容值，同时也大大减小了电阻、电容的精度要求。

4、电源电压检测电路，当电源电压降低到80％VDD时，芯片自动复位，检测电路的检测阈值设计有100mV的滞回电压区间，避免了电源电压上的起伏噪声而引起的反复复位。

5、采用大电流新型磁保持继电器，功耗低可靠性高。

6、在普通电度表基础上增加了微计算机处理单元和存储单元以及控制断电装置等结构，用户必须自觉在购电卡里预存一定金额才能合闸供电，便于电力部门的管理；用电时电表一边计量一边从剩余值中扣减已用的电量或金额，如果扣完则断电，用户可凭磁卡查询电费情况，十分方便。

7、使用标准IC卡，一表一卡防止伪卡破坏，自动写回各种用户的用电信息断电后卡内数据长期保存。

三、基本构成模块及连接机理

单相电子式预付费电能表主要由以下四部分组成：

信号采集器（模拟前端）、微处理器、电能计量芯片和IC磁卡，各个组成部分如下图所示：

1、信号采集器由变压器和集继电器构成，它的作用是把电压和电流信号转换为数字信号。

2、微处理器由集成电路组成，它的作用是将变换好的电压电流信号进行模拟或数字乘法，然后输出频率与电能成正比的脉冲信号。

3、电能计量片由三个集成块和一个数码管组成，它的作用是计量由微处理器发来的脉冲信号，根据预先设定的时段运算出电量，并在LED上进行数码显示。

4、IC磁卡是由大规模集成电路组成,它的作用是自动计算用户消耗的电能,与电能表进行信息传递。

5、系统连接机理图:

四、主要功能及性能特点

该表的主要有3项功能有：

1、准确计量电能：

必须由用户交费购卡输入表中，电表才能供电，一户一表一卡，卡互不通用；计算机自动计算用户消耗电量、停电时表内数据自动保护、卡中电量用完后自动拉闸断电，从而有效地解决收电费难的问题。

2、科学管理：

供电部门可通过计算机售电管理系统储存用户表的出厂表号、表常数、计度器初始值、用户地址、姓名等，并进行系统管理。

用户的购电信息实行微机管理，方便地进行查询、统计、收费及打印票据等。

3、数据回读：

当购电卡插入表内电表正确读取数据后，能够将表内总电量、本次剩余电量、上次剩余电量、负电量、总购电次数等数据回读到电卡中。

便于供电部门与用户进行信息传递，保护供、用电双方的利益。

4、该表具有高精度、高过载、功耗低、体积小、重量轻等性能特点，主要体现在：

、全电子单相有功电能计量功能，反向有功电能自动计入正向有功电能中；

、可实行先交费后用电，有效解决收费难问题；

、采用硬件逻辑加密IC卡和动态加密算法，安全可靠又经济实用；

、通过IC卡可回抄电表中的用电量、赊欠电费等多种用电信息；

、剩余电费报警阀值可设置，剩余电费小于报警阀值时LCD有指示，同时负荷开关断电报警；

、LCD显示，带汉字提示，清晰直观；

、能手动按键轮显，可以查看到剩余电费金额、累计用电量、日期时间、剩余电费报警阀值、费率、时段表等信息。

五、可进行的技术创新或创意

1、电表上有外部通讯接口（磁卡插口），易受到潮湿和有害气体的侵蚀，使接触金属部分氧化，导致通讯失败甚至数据错误，同时接口还易受到人为干扰和攻击，可否设计非接触卡，采用红外线遥控？

2、由于电子式易被做手脚，可否在表上附加一个报警器？

六、思维拓展

1、试想:

可否将这种“一户一卡”模式推广到计量水费、气费呢？

；

2、你能说出“一户一表一卡”的道理吗？

。

2、电视机遥控器分析报告

技术解剖人尤凯

一、装置的科学技术原理：

遥控系统主要是由遥控发射器、遥控接收器、和微处理器大部分组成，其中微处理器是遥控系统的主体，通常还包括存储器，字符发生器和接口电路等集成电路。

除遥控发射器之外其余部分都装在电视机内部。

二、关键技术内涵：

（1）红外遥控

远程遥控技术又称为遥控技术，是指实现对被控目标的遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。

红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。

（2）红外线

红外线又称红外光波，在电磁波谱中，光波的波长范围为0.01um~1000um。

根据波长的不同可分为可见光和不可见光，波长为0.38um~0.76um的光波可为可见光，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。

光波为0.01um~0.38um的光波为紫外光（线），波长为0.76um~1000um的光波为红外光（线）。

红外光按波长范围分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。

红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um~1.5um。

用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件（红外发光管）与红外接收器件（光敏二极管、三极管及光电池）的发光与受光峰值波长一般为0.8um~0.94um，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。

（3）红外遥控的基本原理

红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射雕红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。

（4）发射机一般由指令键（或操作杆）、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。

当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载体进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定指令编码信号。

（5）接收电路一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路（机构）等几部分组成。

接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。

指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制（机构）。

（6）红外遥控的应用范围

 由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套（发射器和接收器）要有不同的遥控频率或编码（否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器），所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。

这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方面。

由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备

三、基本构成模块及连接机理

 1、电视机遥控器的基本外形和构造

（1）微处理器芯片

（2）晶体振荡器

（3）放大晶体管

（4）红外发光二极管

（5）键盘矩阵

2、工作原理

其工作原理如下：

微处理器芯片IC1内部的振荡器通过2、3脚与外部的振荡晶体X组成一个高频振荡器，产生高频振荡信号（480kHz）。

此信号送入定时信号发生器后产生40KHz的正弦信号和定时脉冲信号。

正弦信号送入编码调制器作为载波信号；定时脉冲信号送制扫信号发生器、键控输入编码器和指令编码器作为这些电路的时间标准信号。

IC1内部的扫描信号发生器产生五中不同时间的扫描脉冲信号，由5～9脚输出送至键盘矩阵电路。

当按下某一键时，相应于该功能按键的控制信号分别由10～14脚输入到键控编码器，输出相应功能的数码信号。

然后由指编码器输出指令码信号，经过调制器调制在载波信号上，形成包含有功能信息的高频脉冲串，由17脚输出经过晶体管BG放大，推动红外线发光二极管D发射出脉冲调制信号。

四、主要功能及性能特点:

电视机遥控器是的通过向电视机发送经过调制的红外光波来调节电视机的。

电视机遥控

器的性能比较稳定，内置有两节5号电池。

遥控器一般不经摔，因为遥控器电路板上有晶振，而晶振是不抗摔的。

五、可进行的技术创新或创意：

当今社会无线电应用越来越广泛，我们可将无线电的接收与发射技术广泛的应用于日常生活的能够利用其技术、并且利用之后性能能够得到大大改善的小器件、小电器中。

六、思维拓展：

你能列举出来10种以上利用遥控器的电器

3、交流接触器分析报告

技术解剖人胡坤鹏

一、装置的科学技术原理

交流接触器是用外界电源来加在线圈上，产生电磁场，通电吸合，断电后接触点就断开。

主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

交流接触器的动作动力来源于交流电磁铁，电磁铁由两个“山”字形的幼硅钢片叠成，其中一个固定，在上面套上线圈，工作电压有多种供选择。

为了使磁力稳定，铁芯的吸合面，加上短路环。

交流接触器在失电后，依靠弹簧复位。

另一半是活动铁芯，构造和固定铁芯一样，用以带动主接点和辅助接点的闭合与断开。

20安培以上的接触器加有灭弧罩，利用断开电路时产生的电磁力，快速拉断电弧，以保护接点。

交流接触器制作为一个整体，外形和性能也在不断提高，但是功能始终不变。

无论技术的发展到什么程度，普通的交流接触器还是有其重要的地位。

二、关键技术内涵

1、交流接触器的接点，由银钨合金制成且接触面积大，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。

2、线圈套在“山”字形的硅钢片上，利用硅钢片聚集磁力线，降低露磁现象。

三、基本构成模块及连接机理

1、交流接触器的主要结构包括：

线圈、硅钢片、弹簧和触点。

“山”字型硅钢片用来套住线圈，使线圈产生的磁场绝大多数聚集在硅钢片上。

线圈产生磁场。

交流接触器的触点用来连接大电流线路，一般几路并用，目的是增加电路的安全性和可靠性。

2、连接机理

交流接触器内部线圈套在底座上的“山”字型硅钢片的中间，用来产生磁场，另一个“山”字型硅钢片上固定有连杆，连杆上设置了动触点，固定有连杆的“山”字型硅钢片被弹簧拉住。

四、主要功能及性能特点

通电以后，线圈产生磁场将被弹簧拉住“山”字型硅钢片紧紧吸住，就使原来闭合的静触点断开，原来断开的静触点闭合；动静触点的接触面积大，能承受大电流，工作安全可靠。

五、可进行的技术创新或创意

交流接触器在吸合的瞬间会发生很大的噪音，可以在硅钢片上涂上一层缓冲物质降低吸合的瞬间的噪音。

六、思维拓展

1、交流接触器在日常生活中有那些应用？

2、为什么硅钢片有很好的聚磁作用？

3、你对交流接触器的结构有什么改进意见？

4、太阳能热水器智能测控仪分析报告

技术解剖人闫晗邹广春

一、装置的科学技术原理：

太阳能热水器水温水位自动上水测控系统是利用温度传感器和液位传感器检测水温和水位信息，然后将信息通过微电脑处理芯片处理并发出相应的信号来控制相应的工作机及温度显示器以实现对水箱中水温、水压的智能化显示和控制。

二、关键技术内涵：

太阳能热水器全自动上水、水位水温控制装置，由全自动上水控制和水位水温控制构成，其主要特征在于：

在槽型铜片内上方安装一干簧管，其一端连接进水电磁阀，另一端连接热敏开关组成全自动上水控制；同时由数个电阻串联组成电阻链，在每级电阻之间连接一干簧管组成水位水温控制。

该装置还采用了PIC16C73B.04/SP芯片能准确的将传感器收集的数据处理并发出相应的指令（图1）。

三、基本构成模块及连接机理：

水温水位自动上水测控系统主要由传感器、中央处理芯片、控制电路及相应的工作机（增压泵等）组成。

其中传感器的作用是收集水温水位信息并将其转换成电信号，控制电路的作用是将传感器收集到的信息以电流的形式传递到中央处理芯片上和将芯片处理信息后发出的相应指令传出并作用到相应的工作机（比如增压泵）上，中央处理芯片的作用是将控制电路传回的信号进行处理并发出相应的指令（运转或是停止），相应工作机的作用是执行相应的指令。

所有部件结合在一起共同实现对热水器水温水位的智能控制。

四、主要功能及性能特点:

控制板反面

该测控仪采用物理特征实现全天候的全自动控制耗电低，减少全天候通电元器件的损坏率，提高使用寿命。

同时具有安全可靠，安装维修方便，成本低等特点。

其主要功能是实现对太阳能热水器温度水位及自动上水的自动控制。

五、可进行的技术创新或创意：

1、传感器虽然可以收集到水温水压的信息但确由于技术条件等诸多因素的限制并不总能很好的完成信息的收集。

2、该系统功能的实现还基于一个有足够储水量的水箱，正常的供电、供水系统等诸多客观条件。

六、思维拓展：

1、假如通过无线电传输方式将传感器收集的信息传递给中央处理芯片，其利弊何在？

2、能否实现该系统不依赖于“可进行的技术创新或创意”中所提到的客观条件而很好的工作？

如果能，将有何利弊？

5、电磁炉分析报告

技术解剖人任向东马千里

一、科学原理

电磁炉是应用电磁感应加热原理，利用通过线圈的电流产生交变磁场，该磁场的磁力线通过铁质锅底部的磁条形成闭合回路时会产生无数小涡流，这些小涡流能使铁质锅体的铁分子做高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，然后将热能传导到锅中，从而加热锅中的食物。

二、关键技术

1、电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为频率超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，于是产生高频交变磁场，其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅，在烹饪锅体内因电磁感应会有强大的涡流产生，涡流克服锅体的内阻流动从而完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。

2、利用线圈盘下面的磁条会聚磁力线，减少磁力线外泄。

3、电磁炉顶板的材料：

一般为陶瓷材料制成，耐高温、热传导效果好，而且磁力线穿透充分。

三、主要构成部分及其作用

1、电磁炉的主要构成部分包括：

功率板、主机板、按键板、线圈盘及热敏传感器、散热风扇等。

图一功率板和主机板

图二按键板

图三线圈盘

图四散热风扇

2、各部分的功能

（1）功率板和主机板产生大功率交变电流。

（2）按键板是用户对电磁炉控制的输入设备。

（3）线圈盘是将交变电流转换为交变磁场的装置，另外线圈盘的下面有很多磁条，用来会聚磁力线，减少磁力线外泄。

（4）热敏电阻对电磁炉线圈盘的温度进行监测，防止其过热烧毁。

（5）散热风扇主要是为功率板散热，防止其过热烧毁。

四、思维拓展

1、电磁炉主要用到了那些物理原理？

2、分别在电磁炉上放置铁片、铜片、铝片、塑料片和纸片等，打开电磁炉一段时间后各个物体的温度有什么变化？

为什么?

3、为什么电磁炉的线圈盘是由很多匝细铜丝绕起来的？

你能提出一些改进的意见吗？

4、普通的变压器使用一段时间后也会发热，为什么？

这与电磁炉有什么相似之处？

普通变压器的铁芯为什么要用很薄的硒铁一片一片组装起来？

5、在选购电磁炉时你会注意那些问题？