武汉理工大学电工电子实习报告书.docx
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武汉理工大学电工电子实习报告书
一、安全用电常识
1、安全电压
从安全角度来看，确定对人的安全条件，不用安全电流而用安全电压，因为影响电流变化的因素是电压，而电力系统的电压通常是恒定的。
我国确定的安全电压范围是36、24、12V。
一般36V以下的电压不会造成人员伤亡，故称安全电压。
2、安全电流
1）通过人体电流的大小：
根据科学实验和事故分析，确定额外50—60Hz的交流电10mA和直流电50mA为人体安全电流。
2）电流通过人体的持续时间：
在心脏搏动的周期中，有约0.1s的特定相位对电流最敏感，通电时间越长，与该特定相位重合的可能性越大，对人的伤害越大。
3）电流经过的途径：
（a）、单相触电；较危险的途径是从手到手。
（b）两相触电；危险性较小的途径是从脚到脚。
（c）跨步电压触电。
3、人体电阻
通过人体的电流决定于触电时的电压和人体电阻。
影响人体电阻值的因素很多，并因人而异。
一般人的表皮角质层电阻约1—10000欧，但角质层记忆破坏，皮肤潮湿多汗均会较低人体电阻，触电时间越长，发热出汗越多，人体电阻越小。
一、电工电子实习安全操作要求
1、电源的安全使用
在电工电子实习的工作台上，安装有三相和单相空气开关，以及220V的交流电流插座，用来为电烙铁或实验板提供电源，和上空开，各插座接通电源，拉下空开，工位上的电源被断开。
2、电子实习安全操作注意事项
1）接通电源前的检查
任何新的或搬运过的以及自己不了解的用电设备，不要冒失地拿起插头就在电源上插，要记住“四查而后插”。
四查为：
一查电源线有无破损；二查插头有无外漏或内部松动；三查电源线插头两级有无短路，同外壳（如果设备是金属外壳）有无通路；四查设备所需的电压值是否于供电电压相符。
2）检修、调试电气、电子设备的注意事项
检修前，一定要了解检修对象的电气原理，特别是电源系统。
不要以为断开电源开关就没有触电危险。
只有拔下插头，并对仪器内的高电压大容量电容放电处理后，才是安全的。
③不要随便改动仪器的电源线。
④洗手后或出汗潮湿后，不要带电作业，尽可能用单手操作。
3）安装及焊接操作
①不要惊吓正在操作的人员，工作时不要打闹。
②烙铁头在没有确信脱离电源时，不能用手摸。
③烙铁头上多余的锡不要乱甩，特别是往身后甩危险性很大。
易燃品远离电烙铁。
⑤拆焊有弹性的原件是，不要离焊点太近，并使可能弹出焊锡的方向向外。
⑥插拔电烙铁等电器的电源插头时，手要拿插头，不要抓电源线。
⑦用螺丝刀拧紧螺钉时，另一只手不要握在螺丝刀刀口方向。
⑧用剪刀钳剪断小导线时，要让导线甩出去方向朝着工作台或空地，绝不可向人或设备。
⑨工作间内的各种工具、设备不要乱摆、乱放，以免发生事故。
二、仪器仪表的使用
指针式万用表的使用
万用表是一种多用途、广量程和使用方便的测量仪表。
是电工电子测量技术中最常用的测量工具。
它可以用来测量交流电压、直流电压、直流电流、电阻、三极管直流放大倍数等主要参数。
万用表的组成
万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部件组成。
表头是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能；测量电路是万用表用来实现多种电量和多种量程测量的主要环节。
它实质是由多量程直流电流表、直流电压表、交流电压表、欧姆表组合而成的。
转换开关的作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同类型和不同量程的测量要求。
2）指针式万用表使用前的准备
①将万用表水平放置。
②检查指针。
检查万用表指针是否停在表盘左盘的“0”位。
如果不在，用小一字起轻轻转动表头上的机械调零旋钮，是指针指在“0”位。
③插好表笔。
将红黑表笔分别插入表笔插孔。
将红表笔插入“+”端，黑表笔插入“com”端连接。
④检查电池。
将量程选择开关旋转到R×1档，把红、黒表笔短接，如进行欧姆档调零后，万能表指针仍不能偏转到刻度线右端的0位，说明电压不足，需更换电池。
⑤选择测量项目和量程。
将量程选择开关旋到相应的项目和量程上。
禁止在通电测量状态下转换量程选择开关，以免可能产生的电弧作用损坏开关触点，测量种类、测量范围的选择要慎重。
3）正确读数
①进行电流电压测量时，使万用表指针指示在满偏值的2／3以上。
②进行电阻测量时，应使万用表指示在标尺的几何中心线的附近，否则应该改变测量量程。
4）正确测量
①测量电流：
a交流电压的测量：
将万用表的转换开关置于交流电压档，万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。
B直流电压测量：
将万用表的转换开关置于直流电压档，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“-”表笔（黑表笔）接到低电位，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。
若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。
C测电流：
测量直流电流时，将万用表的一个转换开关置于直流电流档，电流的量程选择和读数方法与电压一样。
测量时必须先断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。
如果误将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧毁仪表。
②测电阻：
用万用表测量电阻时，应按下列方法操作：
a欧姆调零。
测量电阻前，应将2个表笔短接，同时调节“欧姆调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。
如果指针不能调到零位，说明电池电压不足或仪表内部有问题。
并且每换一次倍率挡，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。
使用欧姆档是黒表笔为“-”极，红表笔为“+”极。
B读数：
表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。
5）注意事项：
①在测电流、电压时，不能带电换量程②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③测量时尽量单手操作④测电阻时，不能带电测量⑤用毕，使转换开关在交流电压最大档位或空挡上⑥注意在欧姆表换量程时，需要进行欧姆调零，无需机械调零⑦万用表长时间不用，应将电池拿下。
三、常用电子元器件的识别与检测
名称
图示
元件性能
检测方法
电阻
电阻是一种电阻无源电子元件，代表符号为R，特点是无论被安装在电路结构的那部分，电阻都会有电流流过。
在电路中起限流、分流、降压、分压、负载及阻抗匹配作用，还可与电容配合做滤波器的作用，是电子设备中使用最多的原件之一。
1）首先将万能表放置合适的欧姆档；2）红、黒表笔短接调零；3）两只表笔分别接被测电阻的两端。
测量时注意不要双手同时触及电阻的引线的两端，以免将人体电阻并联至被测电阻，影响测量的准确性。
电
容
电容是由两个金属电极，中间夹一层电介质构成。
在两个电极之间加上电压时，电极上就能储存电荷，所以说电容是一种储能元件。
在电路中起交流耦合、旁路、滤波、信号调谐等作用。
①测量电容的漏电流。
将万能表置于R×1K欧档，用表笔对电容的两极短接放电后，正反两次对电容进行充电。
此时表针迅速向右摆动，然后慢慢退回。
待指针不动时指示的电阻值越大，表示漏电流越小。
若指针在0位附近不返回，则说明电容已经击穿；若表针不摆动，则说明该电容已开路。
失效。
②非电解电容的测量方法。
万用表置于R×10K欧档，正反两次对电容充电，第二次摆动幅度比第一次大，而后复原，说明该电容是好的。
电容容量越大指针摆动幅度越大。
③可变电容的检查。
主要用万用表电阻档检查动、定片之间是否碰片。
用红、黒表笔分别接动片和定片，旋转轴柄若电表表针不动，说明动、定片之间无短路，若指针摆动，说明电容有短路之处。
二
极
管
二极管是由一个PN结加上引线及管壳构成，具有单向导电性。
分类：
按材料二极管可以分为硅管和锗管；按制作工艺可以分为点接触性和面接触性；按用途又分为整流管、检波管、稳压管、变容管和光敏管等。
1）直观法判断二极管的极性。
2）万用表测试：
万用表选在R×1K欧档，将两表笔接在被测二极管的两端，正向电阻为100-几千欧，反向电阻为几十千欧-几百千欧。
说明二极管是好的。
3）Si管与Ge管的判别：
利用万用表测量二极管的正向电压，Si管正向电压为0.6-0.7V，Ge管的正向电压为0.1-0.3V。
4）发光二极管是一种将电信号转换为光信号的半导体器件，与普通二极管一样也具有单向导电性，正向导通才能发光。
不过发光二极管的正向导通电压为1.5-3V。
三
极
管
三极管又称为双极性晶体管，内含两个PN结，三个导电区域。
1）将万能表调到电阻R×1K欧档，调零后分别测量be、bc间的正反向电阻，判别好坏。
注意PN结的导电是非线性的，在不同的电压下有不同的结果，所以规定用电阻R×1K欧。
2）直流放大倍数n的测量。
首先调零，再将开关旋转到HFE处，将三极管e、b、c插入对应的晶体管座，读取表盘上HFE刻度线上的读数。
注意一定要分清NPN型和PNP型。
（4）555芯片：
1地GND2触发3输出4复位5控制电压6门限（阈值）7放电8电源电压Vcc
555芯片工作原理：
555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。
1脚为地。
2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。
当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；
2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。
6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入 电压大于2Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。
3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。
4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。
5脚是控制端。
7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。
（5）CD4017芯片：
电路工作原理
CD4017输出高电平的顺序分别是③、②、④、⑦、⑩、①、⑤、⑥、⑨脚，故③、②、④、⑦、⑩、①脚的高电平使6串彩灯向右顺序发光，⑤、⑥、③脚的高电平使6串彩灯由中心向两边散开发光。
各种发光方式可按自己的需要进行具体的组合，若要改变彩灯的闪光速度，可改变电容C1的大小。
（6）印刷电路板
印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。
由于这种板是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。
习惯称“印制线路板”为“印制电路”是不确切的，因为在印制板上并没有“印制元件”而仅有布线。
四、手工焊接工艺
（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，金属焊件与焊原子之间相互吸引、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：
能被锡焊料浸润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、松香、焊锡丝等。
电烙铁
电烙铁架电焊丝
（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、锉刀或小刀把电烙铁头的表面刮光或打磨。
2.搪锡:
将电烙铁加热到可以熔点焊锡，但表面还没有被氧化的时候，很快涂上松香，然后在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在20cm以上的距离，通常以40cm时为宜，以有利于健康和安全。
2.电烙铁的拿法：
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式、正握式和握笔法三种
电烙铁的握法
3.操作步骤：
五步施焊法：
一刮、二镀、三测、四焊，如图所示。
“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。
“镀”是指对被焊部位搪锡。
“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。
“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上去。
五步焊接法
注意：
焊接环境空气流动不宜过快。
切记在风扇下焊接，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）拆除焊点的方法
一边用电烙铁加热焊点，一边用镊子往下轻拿元件。
（6）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实验台右方。
4.烙铁必须插在烙铁架中。
（7）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.有极性的元件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。
焊接电子元件插装方式
五、555声光报警器的制作
1、电原理图
2、555声光报警器方框示意图
3、电路原理分析
电路中开关闭合，发光二级管LED3亮；555的2和6脚为低电平0，输出端3脚为高电平1，LED1亮，三极管VT1导通，蜂鸣器J1告警，三极管VT2截止，LED2灭，7脚为高阻态；随着时间的增长，电容C1通过电阻R1，R2充电，2和6脚电位升高，最终达到高电平1,3脚输出低电平0，LED1灭，三极管VT1截止，蜂鸣器J1告警停止，三极管VT2导通，LED2亮，7脚为低阻态，通过电源负开始放电，致使2和6脚电位降低，循环往复，电路又开始报警。
其中电路的定时时间为：
T=（R1+2R2）C1
4、555声光报警器制作元件的检测（见附录一）
5、装配图
6、按照前章节所述装配工艺进行装配
7、装配实体图
555声光报警器实物正面图
555声光报警器实物反面图
8、成品参数的测量（见附录二）
9、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。
六、流水彩灯音乐盒的制作
1、电原理图
2、流水彩灯音乐盒方框示意图：
3、电路原理分析
计数电路：
CD4017是十进制计数/分频器。
CD4017有10个输出端（O0~O9），3个功能端（MR、CP0和~CP1），如图所示。
MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O0~O9）均为低电平。
CP0和~CP1是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号有CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由~CP1端输入。
设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。
CD4017输出高电平的顺序分别是⑶、⑵、⑷、⑺、⑽、⑴、⑸、⑹、⑼、⑾脚，各种发光方式可按自己需要进行具体的组合，若要改变彩灯的闪光速度，可改变电容电位器R6的大小。
CD4017引脚图
555多谐振荡电路：
在前面以作555工作原理说明，在此不再赘述。
音乐电路：
有音乐芯片、电解电容、三极管、扬声器组成。
电容起到滤波作用，清除杂音。
三极管起放大信号的作用。
芯片的作用是把一首歌的音符对应的音乐频率烧写在内部。
通过电路将电信号引出，由扬声器进行播放。
4、流水彩灯音乐盒各个元件检测表（见附录三）
5、装配图
6、按照前章节所述装配工艺进行装配
7、装配实体图
8、成品参数的测量（见附录四）
由测量参数可知该作品在电气路线上没有存在问题。
9、成品外包装展示
七、印刷电路板计算机辅助设计
1、PROTEL概述
Protel99SE是Protel公司（现已更名为Altium公司）于2000年推出的一款EDA设计软件，是Protel家族中性能较为稳定的一个版本。
Protel99SE的功能十分强大，集原理图设计、可编程逻辑器件的建立、电路混合信号仿真、印制电路板（PCB）设计与布线、信号完整性检查以及设计规则分析等功能于一身，在电子电路设计领域占有极其重要的地位，获得广大硬件设计人员的青睐，是目前众多电路板EDA设计软件中用户最多的产品。
2、新建一个设计库
（1）启动Protel99,启动后出现窗口。
（2）选取菜单File文件/New新建设计来新建一个设计库。
DatabaseFileName处可输入设计库存盘文件名，点击Browse…改变存盘目录。
建立的设计库名称为***.ddb
3、创建并设计一个原理图
在创建好一个设计项目之后，选取菜单File文件/New新建文件来新建一个原理图。
选新建文件后出现以下对话框，建一个***.SCH文件
4.设置电路图纸
在主菜单上找Design设计，下拉菜单上找选项子菜单。
设定图纸对话框如下图。
5.添加元件库
（1）双击设计管理器中的***.SCH原理图文档图标，打开原理图编辑器。
（2）点击设计管理器的BrowseSch选项卡，然后点击Add/Remove按钮，如下图所示。
调用的流水彩灯所有元件以及设置的属性
元件
文件名称
封装
备注
电池组
BATTERY
SIP2/RAD0.1
电阻
RES2
AXIAL0.3
电解电容
ELECTRO1
RB.2/.4
瓷片电容
CAP
RAD0.2或0.3
需要穿线就用大尺寸
NE555
555
DIP8
CD4017
4017
DIP16
发光二极管
LED
SIP2
9013/8050
NPN
TO-92B
排针
CON12
SIP12
排座
12HEADER
SIP12
开关
SWSPDT
SIP3
6、连线
在元件与元件之间画了导线，选择工具条中的
进行连线，因为只有此线才有电气性质。
7、检查
对已经画完的原理图进行电气规格检查，其结果为无重名元件、无未连接的电源端口。
通过报告下拉菜单下的元件清单对元件的参数、编号、封装进行检查，确认无误。
8、生成网络表格
创建网络表格杜冠军.NET,并读网络表文件判断元件是否正确。
正确的电原理图见（附录五）
9、PCB制作
（1）创建PCB文件
同创建SCH文件类似，在设计管理版面中点击“***.ddb”,然后点击file菜单下新建文件，在弹出的对话框中选择PCBDocument,点击OK则创建PCB，取名为***.PCB
双击该图标则进入PCB设计主界面。
（2）布线规则设置项
工作面设置状态
（3）更改设计规则，提前设定正确的参数，如下图所示
RoutingLayers布线层确定。
顶层禁止使用，如下图所示
WidthConstraint走线宽度的要求，如下图所示
定义边框
在设计工作区的板层标签选择keepoutlayer如下图所示
然后选择工具条上的
按钮，画边框，画3*4的边框。
（4）载入网络表格
（5）元件的布局
根据有电关系的元件彼此放置最近的原则即电流流向原则，布置元件的布局。
更改所有焊盘的参数，改成80*80*50焊盘外径X、Y轴全部80，过孔内径50.
（6）自动布线
自动布线全部。
若布线不成功，工具下拉菜单下，撤销布线全部，再次调整元件位置，直至自动布线成功。
正确PCB图见附录六
八、居家电路的设计与安装
1、配电系统图
2、工程材料表
3、安装布置图
4、配线电路图与安装实物图
九、实习心得
此次实习让我对理论的学习有了更感性的认识，也加深了我学习相关课程的兴趣。
看到自己独立设计完成的555声光报警器、流水彩灯音乐盒和居家电路能正常工作，自己也感到了一份成就感。
在此，向指导我成功完成这次实习的明老师再次致以感谢。
焊接，实习的第一堂课。
由于在大二学的都是一些理论知识，没能体会到亲自动手焊接东西的过程是怎样的。
在这一过程当中我深深的感觉到，看似简单的事情，实际上可能并不简单，需要我们长时间练习才能掌握。
555声光报警器、流水彩灯音乐盒和居家电路的设计制作不仅让我们学习了日常的电子电工元件和电力知识，更让我们在实践中将所学转化为实用的产品。
让我们建立了一个电子产品从理论设计到成为实际产品的整个流程的感性认识，培养了我们在实践中创新，从功能，外观，成本综合考虑设计的现代工程基本素养。
加强了我们利用理论知识解决实际问题的能力，动手操作的能力，并加深了我学习相关课程的兴趣。
我想这就是实习的目的吧。
短暂的实习结束了，但却给我以后的道路指出一条明路，那就是理论联系实际的能力，提高自己分析问题和解决问题的能力，时刻保持清醒的头脑，出现错误，一定要认真、冷静地去检查分析错误，思考着做事，态度端正，必能事半功倍。
在以后的人生中，我也应该秉承实习时耐心，认真、仔细的态度去做每件事，相信只要坚持不懈地付出自己的努力，总会取得成功亦或有所收获。
附录一
555声光报警器制作元件的检测
1.固定电阻的检测
代号
标称值（Ω）
允许误差
档乘
测量值
（Ω）
实际误差
适用判断
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
2.电容器的检测
代号
标称值
额定电压
有无击穿、漏电、失效
C1
C2
3.晶体三极管的检测
代号
型号
be正向（Ω）
be反向（Ω）
bc正向（Ω）
bc反向（Ω）
VT1
9013
VT2
8550
4．发光二级管的检测
代号
颜色
导通电压（v）
LED1
LED2
LED3
5、开关的测量
代号
K1
附录二
555声光报警器成品参数的测量
电压测量：
电源电压：
1）555振荡器各管脚电压测量
1脚（GND）：
8脚（VCC）：
4脚（复位端）：
3脚（振荡输出）：
2）三极管基极、发射极、集电极的电压测量
3脚输出高电平时（LED1亮，LED2灭，蜂鸣器工作）：
LED1电压：
VT19013：
Vb:
Ve:
Vc:
VT28550:
Vb:
Ve:
Vc:
3脚输出低电平时（LED1灭，LED2亮，蜂鸣器工作）：
LED2电压：
VT19013：
Vb:
Ve:
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