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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子測量儀器,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:教學方法;電子測量儀器
電子測量儀器這門課程的任務是使學生具備有關現代電子測量技術和常用電子儀器基本原理的理論知識和運用電子儀器解決實際問題的基本能力。教師必須重視教學方法,切實提高電子測量儀器的教學質量。以下是我在教學過程中進行的一些探索和嘗試。
1 對比記憶,觸類旁通
《電子測量儀器》這門課中,有大量的基本概念需要記憶和理解,這部分內容比較抽象,學生往往無法形成一條清晰的思路。但是,很多的概念和原理既相似卻又有不同,因此,我們可以指導學生將易混淆知識點歸納到一個系統中,從文字、范圍和內涵等方面進行比較,同中求異異求同,這樣更容易記憶。
例如放大檢波式電壓表和檢波放大式電壓表,二者在結構上的共同點是:都由檢波器、可變量程分壓器和放大器三部分組成。不同點在于采用的放大器類型不同,一個是交流放大器,一個是直流放大器。同時,在原理上也存在差異,前者先放大后檢波,而后者是先檢波后放大。對這些異同點進行分析后,就可以歸納總結為右圖,清晰揭示了二者結構上的區別,有利于理解其工作原理。
2 類比推理,具體生動
"類比"就是在兩個事物之間進行比較,找出相似之處,產生新的設想,它在《電子測量儀器》的教學中發揮著事半功倍的作用。以下是利用水池供水類比全波平均值算法的一個例子。
通過圖像類比,學生不僅可以非常形象的理解交流電壓全波平均值中"全波平均"的概念,更為重要的是鍛煉了創造性思維。
3 利用流程圖將復雜的過程簡單化
流程圖簡單直觀的特點,為很多器件工作原理的理解提供了一個有效手段。
逐次逼近式A/D轉換器是數字電壓表中經常采用的核心部件,在教學過程中,我發現很多學生并不具備計算機基礎知識,所以對其復雜的工作過程難以理解,教師必須找到一種方法,將復雜的理論敘述條理化,流程圖不失為一種好方法。我們以一個內部基準電壓為16V的四位逐次逼近式A/D轉換器轉換7.5V電壓為例來說明它的工作過程。由于內部基準電壓為16V,所以基準碼應為8V,4V,2V和1V。工作過程如左圖中右端的流程圖所示,左端為通用的四位逐次逼近式A/D轉換器轉換流程圖。
通過流程圖,學生可以更為明確的搞清轉換器位數、內部基準碼、轉換后的二進制碼之間的相互制約關系,理解 "大者棄,小者留"的原則。
4 實驗法
《電子測量儀器》是一門實踐性極強的課程,運用實驗法,可以加深學生對理論知識的理解,鍛煉動手能力。比如,示波器水平系統中連續掃描與觸發掃描,學生總是不知其所以然,但接觸到實際的示波器時卻表現出極大的熱情。通過操作演示,他們理解了為什么在連續掃描狀態下,無論有無觸發信號,屏幕上都會出現水平掃描線;為什么在觸發掃描狀態下,只有觸發信號存在,才會有水平掃描信號;知道了具體通過哪個旋鈕來轉換觸發狀態。學生在特定的情景中,激發了感知和思維,培養了學習興趣,鍛煉了操作技能。
5 歸納總結,融會貫通
在進行了各章節分散知識點的學習后,教師應指導學生把零散的知識有條理地組織起來,強化并突破其中的重點和難點;找出各部分知識之間的區別和聯系,由點到線再到面,形成知識網絡。歸納總結的過程中可以列提綱,列表,化繁為簡,轉多為少,層次分明。這才能融會貫通,將厚厚的課本讀薄,提高自學能力和抽象概括能力。
關鍵詞:電子測量技術;電子測量儀器;
中圖分類號:TM930 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 22-0000-01
信息技術的發展拓展了參數測量的應用場景,提升了對參數測量的應用需求,為獲得更高精度、更快速度以及更多功能的測量結果,電子測量技術及電子測量一起得到了飛速的發展。完善有效的測量方法配合先進的電子測量設備逐漸成為電子專業測量的主要實現方式。
一、電子測量的特點
(一)電子測量的對象
早期的電子測量主要是對被測量對象的電參數信號、傳輸特性、受干擾特性進行測量,之后隨著信息技術的發展,電子測量技術及其相關設備也被逐漸應用到其他內容的測量當中,如通過傳感器等設備將諸如機械物理量、熱物理量以及光物理量等轉化為量化的電信號量進行分析等。目前電子測量技術和儀器主要被應用的場景為:電能量信號的測量,如電功率、電壓與電流等;干擾量及干擾后的信號特性測量,如信噪比、頻譜、相位、失真度等;電路元器件測量,如電容與三極管的參數測量、集成電路的性能參數測量等。
(二)電子測量的優勢
現代電子測量儀器的應用拓展了參數可測量的范圍,現代測量技術的應用拓展了可被測量參數的種類,傳統測量方式下所無法獲得的測量,都可以通過相應的電子測量技術獲得高精度的測量結果。具體來說,應用電子測量技術和設備所具有的測量優勢主要體現在以下幾個方面。
1.能夠在更寬范圍內對參數進行測量。電子測量儀器的量程更廣,精度更高,量程數量級更大,可測量的頻帶范圍更寬。如電阻電子測量設備的量程寬度可達到六至七個數量級,這是普通的歐姆表所無法達到的。
2.測量精度和測量準確度更高,測量速度更快。電子測量儀器對參量的測量主要是通過電磁波或電子運動來實現的,因而所能夠實現的測量精度和測量準確度更高,特別是在時間量和頻率量測量方面其優勢更為明顯。同時,相較于其他信號而言,電磁信號的速度更快,能夠在更短時間內獲得測量結果。
3.可進行在線測量和遠程測量。電子測量技術可以在相關儀器中添加多種類型的傳感器,這些傳感器可被放置于不便于停留或無法達到的區域對相關信號進行采集,若能夠集成到相關位置,還能夠在不改變被測量對象工作狀態的情況下實現不間斷在線測量,并將測量結果以有線或者無線的方式傳輸給接收端進行顯示、存儲或打印等。
4.便于計算機處理。電子測量所獲得的數據大多都是數字信息,這些信息更加便于在計算機端進行處理與分析,配合使用計算機能夠有效擴展被測量的應用范圍。
二、電子測量技術與儀器的應用重要性分析
電子測量技術和儀器以測量技術為基礎,吸收融合了計算機技術、數字處理技術、傳感器技術、通信技術等多種計數方式,可以將被測量對象或系統的參數以電量、光量以及其他非電量的方式傳遞給處理端進行處理和分析。電子測量技術和儀器已經在各行業各領域得到了廣泛的應用,是推動科技進步和科技創新的重要條件。
電子測量技術和儀器配合使用基本能夠實現對任何參數的測量,因而其應用場景非常廣泛,幾乎涉及到了人們生活與社會發展的各個方面。其測量結果對各項技術的發展具有指導意義。如對無線通信速率的測量以及空間噪聲特性的測量可以有效指導無線通信系統的技術革新;光柵、磁尺以及激光測量設備等在機械行業的應用推動了高精度數控機床產業的發展,使得越來越高精度的器件生產成為可能。
特別地,電子測量技術與儀器的發展更是同步甚至于超前其他技術進行發展的。統計資料顯示,二十世紀九十年代的發達國家中,電子測量技術與儀器所占的國民生產總值只有百分之四左右,但是其對整個國民經濟的推動作用卻占據了超百分之六十的份額,與國民經濟的關聯度達百分之九十。電子測量技術和儀器是國家綜合技術的客觀體現,是國民經濟發展的重要保障。
三、電子測量技術和儀器的發展前景
總體來看,電子測量儀器的未來發展方向主要集中在通用化與平臺化、模塊化、虛擬測試化等方面。
通用化與平臺化是指現代測量儀器和技術正在逐漸由依賴硬件性能向依賴軟件性能轉變,各種測量軟件和功能逐漸被集成到一臺測量儀器中,且測量對象與測量設備相互獨立,只需要根據測量需求適當的更改軟件功能即可實現單臺測量儀器的多參數、多用途測量。
模塊化是指整個測量系統提供總線接口,各功能采用模塊化思想進行設計,在應用時可實現快速配置和模塊更新。這樣既能夠有效減小測量儀器的體積和重量,還能夠依照最新的測量技術和方案對測量系統進行更新或升級,使得整個測量儀器的兼容性更強。
虛擬測試化是指應用虛擬測試技術對測量結果進行優化,對具體參數測量過程進行改進,增強電子測量技術的工程實用性,進而提升測量效率和數據測量進度。
四、總結
隨著被測試系統和器件的發展速度越來越快、體積越來越小、應用場景越來越廣泛,人們對測量技術和測量儀器提出了更高層次的要求,促進了新技術和新方法在電子測量技術和儀器中的應用。電子測量技術和儀器的應用對整個社會的發展具有先導作用,代表著一個國家的科技實力,影響著社會經濟的發展速度。可見,正確認識電子測量技術和儀器的作用和功能具有重要的指導意義。
參考文獻:
[1]曹曉雯.電子測量技術的發展及應用[J].電子世界,2013(5).
[2]代陽,李鋼,陳欣,趙俊偉.電子測量技術的應用及發展[J].計量與測試技術,2010(8).
關鍵詞:電子測量 教學方法 理論教學 實驗教學
中圖分類號:G642.4
文獻標識碼:A
DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.128
1 引言
現代科學技術的發展,如現代數學、物理學、微電子學、材料學等科學的發展為電子測量技術的發展創造了條件。電子測量技術的發展又為各行各業科學技術的發展提供了有利的工具,推動了現代科學技術的發展與進步。當今的各行各業都離不開電子測量技術和電子測量儀器,甚至在一些原先與“電”無關的專業,如化學、生物、醫學、土木建筑等行業也都得到了充分的利用。各式各樣的精密電子測量儀器在各種實驗室里早已成為不可替代的基本工具和設備,因此電子測量技術的課程絕對不是可有可無的。當代大學生、研究生必須把電子測量技術和儀器作為一門基本功,認真學好。不論哪行哪業,在今后的工作中都將會大有益處、受益非淺。《電子測量技術》如此重要,如何更有效的展開本課程的教學工作,是一個值得我們深思的問題,本文筆者從理論教學和實踐教學兩個方面對《電子測量技術》課程的教學方法進行探索與實踐。
2 理論教學
電子測量技術課程的內容主要包括電路參數測量、頻譜分析、時域信號的測量、晶體管特性測量等電子測量的基本原理和測量誤差分析,并包含了相關電子測量儀器的工作原理、性能指標、實際應用和相關儀器的最新成果等。與很多課程一樣,該課程的理論內容非常枯燥,如果在教學過程中將理論內容和實驗內容嚴重脫節,只是一味的介紹理論知識,將使得學生無法全面掌握電子測量的核心技術。若要出色的完成這門課程的教學是一項非常有挑戰性的任務。理論教學工作作者是從教材選擇、教師的自我提高、逆向思維教學法三個方面展開的。
2.1 教材的選擇
一本好的教材不僅可以使教師易教,大大提高教學效果和教學質量,而且還可引導教學改革和教學思想的轉變,而且可使學生易學,啟發學生思維、引導學生創新。
筆者選用的教材是電子工業出版社出版的由桂林電子科技大學陳尚松等編寫的《電子測量與儀器》,該書按高等學校電子信息科學與工程類專業的教學要求編寫,教材中的內容與時俱進,技術上跟進更新。書中的內容是按發展歷程講解儀器原理,容易入門,敘述深入淺出,圖文并茂,宜學宜懂,同時也包含了擴展或深入的內容可供教學和科研的不同需求選用;該書的具體內容做到了理論聯系實際,既講電子測量原理,又講具體儀器應用,通過實例與儀器型號參數介紹,加深對儀器的認識和對國內外技術水平的了解。在內容上每章均附本章要點、小結和思考題與習題,便于學生預習、復習和總結。
2.2 教師的自我提高
在任何一門課程的教學過程中教師都具有主導作用,教師知識水平的提高可使教學質量得到有效地提高。我們知道電子技術的發展是非常迅速的,電子產品的發展速度呈摩爾定律所描述的規律,即集成電路的規模和微處理器的性能每18個月都會提高一倍,在這一速度的帶動下各種電子測量儀器的生產廠家不斷發展更新自己的產品。作為《電子測量技術》的教師,一方面應該時刻關注研制和生產電子測量儀器的商家的產品動態,要實時關注Aglient、Tektronix等這些大的電子儀器生產廠家的產品動態,定期查閱他們產品的資料,用來深化和擴展教學內容,將這些新內容、新知識在課堂上呈現給學生,豐富課堂內容激發學生的學習興趣和熱情,拓寬學生視野做到與時俱進;另一方面教師要主動進行電子測量方面的科學研究,促使教師對該方面的知識有更深入的理解,多參加學術交流會議,到科研水平較高的國內國際會議或其它相關的平臺學習,通過與他人交流學習來提高教師自身的水平。
2.3 逆向思維教學法
任何一門課的理論學習都是一個枯燥的過程,如何化枯燥的理論學習為一個有趣的學習過程也是教師要思考的一項重要內容。這要求教師明確教學目的,在雙重考慮教學目的和本專業實際情況的條件下,選取授課內容和授課方法。本課程主要介紹電子測量的原理及儀器使用部分,教師將理論教學的陣地從教室轉移到實驗室,直接面對儀器教學,使用逆向思維的方法進行理論教學,先從教學生如何使用測量儀器開始,讓學生對儀器的結構有一個直觀的感性認識,懂得儀器的各個旋扭或按鍵分別實現了什么功能,以及各旋扭或按鍵間如何協調工作,以使用過程中遇到的問題引發對理論知識的思考與學習。
以信號源和示波器的教學為例,這一教學過程將第三章和第六章的內容結合起來,先對信號源和示波器兩種儀器的表面結構進行講解,讓學生使用示波器測量信號源輸出的信號,學生使用儀器并利用儀器觀察到信號后學習積極性也被調動起來,教師由實際操作引導理論知識的學習。如在信號源的使用過程中,信號的形狀會發生變化,由此引出怎樣才能使信號的波形發生改變,這就指引學生去學習“函數信號發生器的基本組成”部分的內容,這里講解了常見信號波形的產生和轉換方法;再如我們可以從示波器上觀察到信號源的頻率可以從低頻段調到調頻段,在同一頻段內頻率也會在一定范圍內發生變化,信號源是如何實現這些頻率變化的呢?帶著這樣的問題能引導學生學習信號源內部電路設計中的多種頻率合成方法。在示波器的使用過程中同樣提出問題,引導學生去學習示波器的理論內容,如打開示波器觀察到光點,通過輝度與聚焦的調整引導學生學習示波管的原理及構造,這一顯示原理也用于其他的顯示設備上,如頻譜儀、掃頻儀等,做到觸類旁通;通過示波器的觸發模式調節鍵觀察不同觸發模式下信號的顯示變化,反過來引導學生去研究是怎樣的設計變化促使了顯示屏信號的相應變化,帶著學生學習示波器X通道中的觸發電路的組成、觸發耦合方式、觸發電平、觸發極性等知識;再如使用示波器觀察信號源的同一個信號波形時,通過調節垂直或水平偏轉旋扭觀察信號波形的變化,為何會出現這種變化?帶著同樣的思考引導學生學習X通道、Y通道的放大電路設計等等。
3 實驗教學
本課程的實驗教學采取驗證性實驗和設計性實驗相結合的策略。
3.1 驗證性實驗
驗證性實驗的目的是讓學生通過操作各個實驗項目,使他們對電子測量的基本概念、原理及方法有更加深入的認識和理解,培養學生獨立思考的習慣,提高學生理論聯系實際的能力和分析、解決問題的能力。在本課程的理論教學過程中,學生已基本掌握了實驗所用用儀器的操作和使用方法,學會利用現有設備采取正確方案進行一些簡單的測試測量。教師設計一些具有鍛煉學生思考能力的實驗給學生。如:通用計數器的應用,該實驗要求學生理解通用智能計數器工作原理,掌握測量頻率周期的測量方法及其檢定高頻信號源頻率準確度,熟悉計數器的其他擴展功能;再如通用示波器的應用,要求學生理解示波器的工作原理、技術指標,熟練掌握通用示波器測試信號參數的方法等。
3.2 設計性實驗
《電子測量技術》課程綜合運用了電子、計算機、通信、控制等方面的技術知識,教師結合本專業的基礎課程,設計了本課程的設計訓練題目,目的是培養學生將科學理論與實際工程相結合的能力,通過設計訓練,要求學生在掌握電子測量儀器基本理論的基礎上,能根據所學知識綜合設計簡單的測量電路,運用單片機、FPGA、Protel等工具對簡易電子測量系統進行仿真與設計,從而提高學生的創新設計實踐能力。
設計題目主要有簡易信號源設計、簡易計數器設計、簡易頻率計設計、簡單的數據采集卡設計等,讓學生通過這些題目進一步對課本理論知識進行深入的學習。設計要求學生首先要寫出《設計任務書》,包括以下內容:第一,儀器名稱、用途、特點及簡要設計思想;第二,主要技術指標;第三,儀器應具備的功能;第四,儀器的設備規模;第五,系統的操作規范等。該任務書反映同學的設計目標,同時也是教師作為設計完畢進行驗收的依據。在設計之前要先學習基本的設計方法;在設計過程中除寫好《設計任務書》外,還要做到理論聯系實際,實現書本知識到工程實踐的過渡,要求學生在每一步設計結束要及時與教師溝通,盡可能完善設計工作。硬件電路設計前要畫好硬件原理框圖,過程中要繪制詳細的電路圖,仿真無誤后方可制作電路板;硬件完成后要規劃軟件控制流程圖,根據流程圖逐步、逐點編寫程序;最后進入軟、硬件聯調、實驗,最后還要撰寫設計報告。教師根據任務書中的指標逐項檢查設計成品。
通過課程設計同學們學習了硬件電路設計、軟件程序設計、電路調試等知識,使學生深入理解并掌握了測量儀器的基本原理,硬件結構和工作原理。掌握程序的編制方法和程序調試的方法,掌握常用接口的設計及使用。學生為其它課程、項目和畢業設計做了大量的知識儲備,也為將來在自動化、智能檢測、電子信息工程、測試計量技術及儀器、電子科學與技術及其它領域工作打下良好基礎及應用實踐能力。
4 結論
作者在課程教學過程中采用理論教學與實驗教學相結合的教學模式。教師在“做中教”,學生在“做中學”。教師充分利用實驗室現有的實驗儀器、智能儀器控制軟件、虛擬儀器軟件等,較為全面地介紹電子測量技術的基本知識、電子測量儀器及測試系統的工作原理以及它們在工程實際中的具體應用,讓學生盡可能廣的學習到本課程所涉及的專業知識。經實踐,本文提出的理論教學和實驗教學方法證明了該方法的構建激發了學生的學習興趣,鞏固和加深了學生對理論知識的掌握與理解,提高了學生分析問題和解決問題的能力并加大了授課的信息量,符合創新人才培養和社會發展的要求。
參考文獻:
【1】陳尚松,郭慶,雷加.電子測量與儀器【M】.電子工業出版社,2012.
【2】范澤良,王永奇.電子測量與儀器【M】.清華大學出版社,2010.
【關鍵詞】電子測量,發展,走向
前言
科技改變生活,隨著改革開放的成功,我國人民的生活水平不斷提高,越來越多的新技術新設備應用于我們的日常生活中,電子測量技術作為一種新興技術,越來越廣泛的應用到了我們的生活中,它的出現,能夠精確測量許多之前很難檢測的數據,為我們的各種工作,提供了安全保障,方便人民工作,現在,就讓我們一同來認識一下電子測量技術的發展。
1電子測量技術發展
隨著電子測量技術的發展和成熟,電子測量技術慢慢從一種理念技術,逐漸走入生產實際中,在人類的生產生活中,具有越來越重要的地位和作用,它廣泛應用于測量電能量、信號特性及其所受干擾、元件及電路參數等電學專業的測量。
這是一門新興產業,具有高知識密集性、高技術性的特質。無論是國內還是國際,都具有廣泛的市場,特別是隨著市場的不斷成熟,電子測量技術可挖掘的空間將會越來越多。電子測量技術并非是一項獨立的科技,它包括了很多領域,比如微電子技術,光學,計算機技術等。電子測量技術是一門綜合性學科,隨著各種技術的成熟和發展,它的通用性和可實際操作性越來越得到廣大公司和用戶的認可,數據的可信度越來越高。
隨著材料,儀器等的不斷提升,隨著新的測試理論、測試方法、測試領域以及新的儀器結構不斷涌現,在電子、電力、航空、航天、能源、交通、廣播、電視、通信及其信息系統、微電子及電子元器件測試等方面已沖破了傳統儀器的概念。
2電子測量技術的走向
2.1電子測量技術的優勢
相對于傳統的測量技術來說,隨著電子測量技術的成熟與發展,它的優勢是毋庸置疑的。電子測量技術具有測量頻率范圍寬、量程大、精度高等優勢。特別是在一些特殊環境下,比如深海壓力大,溫度高,環境險峻等因素,傳統的測量方式是無法與其競爭的。現代的電子測量技術不僅降低了測量人員的工作量,也大大增強了他們的競爭力和工作效率。
比如現在的房地產項目中,現代企業開發了很多簡單實用的測量工具,比如激光電子測量。我們的測量人員在墻上定一個基準點,就能測出到對面墻壁的直線距離。從屋頂上打出激光,便能直接射到樓底,測量到我們需要的精確數據。這種工作效率和工作方式在傳統測量方式下是無法想象的,它既大大增加了工作效率,縮短工作時間,又得到了傳統測量無法實現的數據精確。而且,在特殊環境中,傳統測量的方式更是無法實現我們想要的數據參數。
隨著科技的發展,人們對數據要求的精確度越來越高,數量級越來越小,有些數據甚至要求到了納米級甚至更小。這個時候,傳統測量更是無法實現其要求,人類的肉眼是無法實現此數量級的。因此,電子測量的走向和發展必將越來越寬廣,也是將來發展的必然方向。
科技讓人類可適應的環境越來越寬廣,人們從陸地走向河流,海洋,深海之底,甚至太空。在這樣的復雜環境下,傳統測量更是失去了可供施展的空間。在這樣的情況下,電子測量徹底成為主力,在廣度、精度、長度、復雜環境等方面全面占優。
2.2與信息技術的契合
計算機信息技術和電子測量技術是高度契合,不可分離的。在現代,是一個信息爆炸的時代,電子測量的發展前景是離不開計算機技術的發展的。隨著材料技術的發展,電子計算機的成本越來越低,在不久的將來,當光子計算機技術和量子計算機技術成熟之后,電子計算機更將會向小型化,節約化發展,計算速度也將是一日千里。而且在方式方法上也呈現了多樣性。
隨著計算機技術的發展和動漫技術的興起,很多電子測量的方式方法也出現了變化。在惡劣環境中或者人類無法達到的環境中,比如火星,月球等表面的情況和數據的采集,漸漸通過動畫虛擬的技術具象在人們的眼前。
現在,經常通過電子測量的方式收集具體數據,再通過動畫呈現的方式,模擬出具體的地形。再通過對虛擬地形的研究來得到很多我們想要的參數,分析出人們想要的結果。比如火星,比如其他星球,是否適合人類生存,這是個永恒的話題。
隨著計算機技術與智能傳感技術的不斷發展,檢測儀器也將朝著“更快、更寬、更深”方向發展。微型計算機的不斷發展,讓電子測量儀器能夠更加便捷地攜帶,能夠對測量的數據、結果以及變化情況進行記錄和保存,體現了電子測量技術多功能、高性能的特點。
3電子測量技術的未來
科技發展是第一生產力,科技的領先進步與否成為了衡量一個國家現代化水平和綜合國力的最重要標志。電子測量技術便是其中的重要一環。電子測量技術復合在多項技術之中,成為其支點或者重要一環,很多技術的發展都必須依托科學的數據。而電子測量技術的發展跟儀器、材料和多種科技密切相關。
由于電子測量技術的發展,材料參數的數量級越來越小,由于材料和其他技術的發展,電子測量技術的發展也越來越快。從模擬儀器到數字儀器、智能儀器,再到目前的虛擬儀器的發展歷程,微電子技術和計算機技術的迅猛發展推動了電子測量儀器的發展。傳統的儀器與測量方法已經很難適應這種需求,必須大力發展測試系統技術、測試軟件技術等,用以研制開發新的儀器和新的測試方法。如能適應這種需求,儀器行業將得到很大發展。
4結束語
通過本文的研究,我們了解到電子測量技術對人類社會發展的重要性,也了解到它相對于傳統測量來說,不可替代的優勢,電子測量技術的發展,可以讓人類得到更寬、更廣、更精確數據,也可以在更在復雜,人類無法長期活動的地方進行作業。我們相信,電子測量技術的發展前景必定是廣闊的。
參考文獻:
示波器是一種通用的電子測量儀器,也是電子工程師工作臺上最常用的工具,對于研發的工程師,近乎人手一臺。在各種電子測量儀器中,示波器是銷售額最大的一種儀器,全球份額超過10億美元。而作為示波器中銷售量最大的中低端示波器,市場競爭更是火熱。全球不多的幾家示波器廠商對龐大的中低端市場異常看重,紛紛推出自己的獨門利器。除了性能和價格以外,示波器集成的額外的功能成了時下競爭的熱點。
示波器之外,工程師們常用的電子測量工具還很對,理想的做法是將他們集成為一臺儀器,這樣將大大減少儀器之間的連接和配置的麻煩,同時也簡化的工程師的工作臺。不過,這顯然是不可實現的,儀器供應商只能權衡利弊,盡可能將可以集成的功能集成進工程師最常用的工具--示波器中。因此,集成哪種功能,集成進多少功能成了示波器供應商需要慎重考慮的問題。如果集成不當,不但沒有簡化工程師的工作,反倒降低了示波器的主要性能,這將得不償失。
將邏輯分析儀的部分功能集成進示波器是最早的嘗試,集成后的示波器號稱混合信號示波器。像安捷倫公司、泰克公司、力科公司等眾多示波器供應商都先后推出了混合信號示波器。從原有的2通道或4通道的示波器到增加了16個邏輯通道的混合信號示波器,大大方便的工程師的測試工作,尤其受到了開發和調試嵌入式設計的工程師們的歡迎。
之后,安捷倫公司又將信號發生器集成進示波器中。2011年2月,安捷倫推出InfiniiVision2000和3000X系列示波器,率先將函數信號發生器集成進示波器中。
去年,泰克公司又推出了集成頻譜分析儀的示波器,將頻譜儀集成進示波器是一個不小的挑戰,這兩類儀器本來屬于不同的測量域--時域和頻域,考慮將他們結合起來也是基于行業的發展需求。近幾年,Wi-Fi、ZigBee、藍牙、RFID等無線應用更多地進入到日益增多的嵌入式系統中,越來越多的工程師需要同時面對數字電路和射頻電路設計,設計工程師必須同時處理這兩個領域。正是基于這樣的行業需求,泰克在去年推出了MDO4000混合域示波器。集示波器和頻譜分析儀功能于一起,MDO4000可以提供時間相關的模擬、數字和射頻信號觀測。由于實現了時間相關的多域顯示,工程師能夠進行準確的定時測量,以了解其設計中的時域命令/控制事件間的延遲和時延在頻域上引起的變化。另外,由于MDO4000能夠提供時域和頻域時間相關的完整系統級觀測,所以尋找間歇性EMI噪聲和元器件狀態帶來的EMI噪聲變得前所未有的容易。
繼頻譜儀之后,又一個被集成進示波器的功能是數字電壓表。一個月之前,安捷倫宣布推出1GHz型號的InfiniiVisionx系列示波器,并率先在該系列示波器中增加數字電壓表的功能。目前,InfiniiVision2000X和3000X系列都提供電壓表和計數器選件,其中電壓表(DVM)是3位的,計數器是五位的,工作時可與示波器共享探頭。電壓表和計數器的測量與示波器的觸發系統無關,他們是獨立的硬件,允許工程師通過相同的連接執行DVM和觸發示波器測量。DVM結果以持續的七段顯示器顯示,使工程師彈指之間便可執行這些快速的特性測量。
對于儀器供應商來說,如何在保證示波器的性能的基礎上集成更多工程師需要的功能,是他們下一步需要考慮的問題。邏輯分析儀、信號源、頻譜儀、數字電壓表,越來越多的額外功能正在被集成進中低端示波器中,以方便工程師的工作,讓用戶用最少的錢來完成更多的工作。下一個被集成的將是什么功能?工程師們還是拭目以待吧!
2006年儀器儀表行業認真貫徹科學發展觀,狠抓結構調整,取得了明顯成效,產銷穩定增長,利潤增長較快。
一、2006行業運行情況
(一)生產、銷售穩定增長。2006年工業總產值2194億元,同比增長27.5%,增速與上年持平。行業工業總產值首次突破千億元是在2004年,從第一件國產儀器儀表出廠到實現千億元產值,歷時55年。第二個千億元僅用了三年。
(二)利潤增長明顯。2006年實現利潤157億元,同比增長31%,增幅雖比上年略有下降,但主營業務收入利潤率7.5%,增幅提高0.6個百分點。利潤增長的主要原因,一是行業加快科技進步,努力實現產品結構調整取得成效。附加值高的產品比例上升。二是企業管理水平得到提升,生產規模不斷擴大,勞動生產率進一步提高。全員勞動生產率為30.6萬元/人?年,比上年提高10%以上。
(三)國有企業贏利能力有所提高。2006年國有企業實現利潤增長42%,首次快于民營企業(27.6%)和三資企業(24.5%)。國有儀器儀表企業快速發展主要是經過多年改革,企業活力正在增強,科研開發實力正逐步顯現。
(四)對外貿易持續增長。2006年儀器儀表行業進出口總額320億美元,同比增長22%。其中,進口超過209億美元,增長16.8%,增幅比上年下降1個百分點,進口增幅已持續兩年下降;出口超過111億美元,增長33.1%,下降2個百分點。其中,大部分出口產品額都保持20%以上的增長。
(五)科技進步成效顯現,重大工程自控系統實現突破。2006年儀器儀表行業技術進步明顯,新產品產值331億元,同比增長37.4%,新產品產值占工業總產值的比例由上年12.9%上升到15.1%。
高中檔產品比例上升,中低檔產品技術含量也有所提高。電子化、數字化、智能化、網絡化產品不斷推出,并取得產業化成果。我國擁有自主知識產權的DCS(分散型工業過程控制設備),經過研制開發、工程應用考核,2006年正式在600MW火電機組投入商業運行。10月份,國產DCS又在30萬噸合成氨/52萬噸尿素項目中競標成功,打破了外國公司對大化肥自控系統的壟斷。
二、2007發展趨勢預測
關鍵詞:介紹,原則,使用與管理
Abstract: the engineering measuring instrument is project of construction planning and design, construction and management phase measuring work have need of various orientation, location, the Angle measurement, high, mapping and photogrammetry, and other aspects of the instrument. This paper will engineering measurement instrument introducing, use, and about management.
Keywords: introduction, the principle, the use and management
中圖分類號: [TU198+.2]文獻標識碼:A 文章編號:
一.工程測量儀器的介紹
1.水準儀
測量兩點間高差的儀器。由望遠鏡、水準器(或補償器)和基座等部件組成。按構造分:定鏡水準儀、轉鏡水準儀、微傾水準儀、自動安平水準儀。水準儀廣泛用于控制、地形和施工放樣等測量工作。中國水準儀的系列標準有:DS05、DS1、DS3、DS10、DS20等型號(“DS”表示“大地測量水準儀”,“05、1、3、……”分別為該類儀器以毫米為單位表示的每公里水準測量高差中數的偶然中誤差)。在水準儀上附有專用配件時,可組成激光水準儀。
2.電子速測儀
由電子經緯儀、電磁波測距儀、微型計算機、程序模塊、存儲器和自動記錄裝置組成,快速進行測距、測角、計算、記錄等多功能的電子測量儀器。有整體式和組合式兩類。整體式電子速測儀為各功能部件整體組合,可自動顯示斜距、角度,自動歸算并顯示平距、高差及坐標增量,具有較高的自動化程度。組合式電子速測儀,即電子經緯儀,電磁波測距儀,計算機及繪圖設備等分離元件,按需要組合,既有較高的自動化特性,又有較大的靈活性。電子速測儀適用于工程測量和大比例尺地形測量。并能為建立數字地面模型提供解析數據,使地面測量趨于自動化,還可對活動目標做跟蹤測量,例如對于港口工程中的船舶進出港口的航跡觀測。
3.陀螺經緯儀
將陀螺儀和經緯儀組合在一起,用以測定真方位角的儀器。在地球上南北緯度75°范圍內均可使用。陀螺高速旋轉時,由于受地球自轉影響,其軸向子午面兩側往復擺動。通過觀測,可定出真北方向。陀螺經緯儀主要用于礦山和隧道地下導線測量的定向工作。有的陀螺經緯儀用微處理機進行控制,自動顯示測量成果,具有較高的測量精度。激光陀螺經緯儀則具有精度較高、穩定和成本低的特點。
4.激光測量儀器
裝有激光發射器的各種測量儀器。這類儀器較多,其共同點是將一個氦氖激光器與望遠鏡連接,把激光束導入望遠鏡筒,并使其與視準軸重合。利用激光束方向性好、發射角小、亮度高、紅色可見等優點,形成一條鮮明的準直線,做為定向定位的依據。在大型建筑施工,溝渠、隧道開挖,大型機器安裝,以及變形觀測等工程測量中應用甚廣。常見的激光測量儀器有:①激光準直儀和激光指向儀。兩者構造相近,用于溝渠、隧道或管道施工、大型機械安裝、建筑物變形觀測。目前激光準直精度已達10-5~10-6。②激光垂線儀。將激光束置于鉛直方向以進行豎向準直的儀器。用于高層建筑、煙囪、電梯等施工過程中的垂直定位及以后的傾斜觀測,精度可達0.5×10-4 。③激光經緯儀。用于施工及設備安裝中的定線、定位和測設已知角度。通常在200米內的偏差小于1厘米。④激光水準儀。除具有普通水準儀的功能外,尚可做準直導向之用。如在水準尺上裝自動跟蹤光電接收靶,即可進行激光水準測量。⑤激光平面儀。一種建筑施工用的多功能激光測量儀器,其鉛直光束通過五棱鏡轉為水平光束;微電機帶動五棱鏡旋轉,水平光束掃描,給出激光水平面,可達20的精度。適用于提升施工的滑模平臺、網形屋架的水平控制和大面積混凝土樓板支模、灌筑及抄平工作,精確方便、省力省工。
5.正射投影儀
將具有傾斜和地面起伏的中心投影像片變換成正射影像圖的攝影測量專用儀器。正射影像圖具有成圖快速、信息豐富、直觀易識等特點,正射投影儀一般分光學投影和電子投影兩類,可以聯機或脫機作業,制作正射影像圖。
二.儀器的選用原則
選用測量儀器應從技術性和經濟性出發,使其計量特性(如最大允許誤差、穩定性、測量范圍、靈敏度、分辨力等)適當地滿足預定的要求,既要夠用,又不過高。
1.技術性在選擇測量儀器的最大允許誤差時,通常應為測量對象所要求誤差的1/3~1/5,若條件不許可,也可為1/2,當然此時測量結果的置信水平就相應下降了。在選擇測量儀器的測量范圍時,應使其上限與被測量值相差不大而又能覆蓋全部量值。在選擇靈敏度時,應注意靈敏度過低會影響測量準確度,過高又難于及時達到平衡狀態。在正常使用條件下,測量儀器的穩定性很重要,它表征測量儀器的計量特性隨時間長期不變的能力。一般來說,人們都要求測量儀器具有高的可靠性;在極重要的情況下,比如在核反應堆、空間飛行器中,為確保萬無一失,有時還要選備兩套相同的測量儀器。在選擇測量儀器時,應注意該儀器的額定操作條件和極限條件。這些條件給出了被測量值的范圍、影響量的范圍以及其他重要的要求,以使測量儀器的計量特性處于規定的極限之內。此外,還應盡量選用標準化、系列化、通用化的測量儀器,以便于安裝、使用、維修和更換。
2.經濟性測量儀器的經濟性是指該儀器的成本,它包括基本成本、安裝成本及維護成本。基本成本一般是指設計制造成本和運行成本。對于連續生產過程中使用的測量儀器,安裝成本中還應包括安裝時生產過程的停頓損失費(停機費)。通常認為,首次檢定費應計入安裝成本,而周期檢定費應計入維護成本。這就意味著,應考慮和選擇易于安裝、容易維修、互換性好、校準簡單的測量儀器。測量準確度的提高,通常伴隨著成本的上升。如果提出過高的要求,采用超越測量目的的高性能的測量儀器,而又不能充分利用所得的數據,那將是很不經濟,也是毫無必要的。此外,從經濟上來說,應選用誤差分配合理的測量儀器來組成測量裝置。
三.儀器設備使用與管理
1.儀器的開箱、入箱及安置
1).儀器開箱前,應將儀器箱平放在地上,嚴禁手提或懷抱著儀器開箱,以免儀器在開箱時儀器落地損壞。開箱后應注意看清楚儀器在箱中安放的狀態,以免在用完后按原樣入箱。
2).儀器在箱中取出前,應松開各制動螺旋,提取儀器時,要用手托住儀器的基座,另一手握持支架,將儀器輕輕取出,嚴禁用手提望遠鏡和橫軸。儀器及所用部件取出后,應及時合上箱蓋,以免灰塵進入箱內。儀器箱放在測站附近,箱上不許坐人。
3).安置儀器時根據控制點所在位置,盡量選擇地勢平坦,施工干擾小的位置,安置儀器時一定要注意儀器,檢查儀器腳架是否可靠,確認連接螺旋連接牢固后,方可松手。但應注意連接螺旋的松緊應適度,不可過松或過緊。
4).觀測結束后應將腳螺旋和制動、微動各螺旋退回到正常位置,并用擦鏡紙或軟毛刷除去儀器上表面的灰塵。然后卸下儀器雙手托持,按出箱時的位置放入原箱。蓋箱前應將各制動螺旋輕輕旋緊,檢查附件齊全后可輕合箱蓋,箱蓋吻合方可上蓋,不可強力施壓以免損壞儀器。
2.儀器的管理
1).各種測量儀器應符合局集團公司關于計量器具管理規定。
2).新購儀器、工具,在使用前應到國家法定計量技術檢定機構檢定。新購置的儀器、轉撥給其他項目的儀器,應結合儀器認真閱讀說明書,從初級到高級,基本操作后高級操作,反復學習、總結、力求做到“得心應手”最大限度地發揮儀器的作用,不熟悉儀器操作的人員不得盲目用機。
3).各種測量儀器使用前后必須進行常規檢驗校正,使用過程做好維護,使用后及時進行養護。
4).各種光電類、激光類儀器必須定期送到具有資質的部門進行鑒定。鑒定時間不宜超過規定時間,以確保測量的準確和精度。
5).嚴禁使用未經檢驗和鑒定、校正不到出廠精度、超過鑒定周期,以及零配件缺損和示值難辯的儀器。
6).使用全站儀、光電測距儀,在無濾光片的情況下禁止將望遠鏡直接對準太陽,以免傷害眼睛和損害測距部分發光二級管。
7).在強烈陽光、雨天或潮濕環境下作業,務必在傘的遮掩下工作。
8).對儀器要小心輕放,避免強烈的沖擊震動,安置儀器前應檢查三腳架的牢固性,整個作業過程中工作人員不得離開儀器,防止意外發生。
總結
使用誤差(也稱操作誤差),它出現的最主要原因是使用者操作不當,或者沒有參考儀器的使用環境而強行使用。這樣自然會影響測量的準確性。比如:儀器安置位置不對、沒有及時對儀器歸零、沒有按照操作流程操作、各種接線接觸不良造成電壓不穩等。這些不規范的操作和使用,對會對實驗結果造成影響。環境誤差主要是指由于外界自然環境的變化造成電子儀器的測量誤差。一般來講,電子儀表測量工具都會在使用說明書中標明其工作的工作環境要求。如果在這個范圍之外進行測量將會造成一定的誤差。比如:強電磁干擾環境、極度嚴寒和高溫環境、超負荷環境等。
2電子儀表發展現狀和趨勢
2.1我國電子儀表測量技術發展的現狀
國內的電子儀表測量工業和技術在近幾年有了長足的進步。隨著對國際先進技術的引進和消化,測量儀表的功能和精確性都有了很大的進步,許多設備在功能的全面性上已經接近國際先進水平了。行業的發展受到國家在技術和財政政策的支持,已經步入了發展的快車道。許多國產的儀表已經使用了國際化的設計、生產標準,已從CAMAC、PC總線、STD總線向VXI、PXI總線發展,從堆疊式測試系統向標準化、模塊化測試系統發展,并先后研制出國產化VXI模件、VXI測試系統及PXI系統,使我國測試系統技術水平逐步進入國際先進行列。
2.2我國電子儀表測量技術的主要問題
雖然近年來,我國的電子儀表測量技術有了一定發展,但是還有很多技術障礙沒有突破,比如:電子儀表的軟件系統和集成化不夠發達,各模塊單元之間沒有形成完整的融合,功能集成較為單一。像電子電路、同軸器等核心組件與總線技術、軟件系統沒有完成結合。此外,自動化與模塊結構化程度不夠。電子儀器測量的自動化程度是衡量一個國家電子測量的技術時代的重要標準。由于歷史原因,我國相關企業在生產過程中,對于世界上最先進的第三代電子儀表測量系統學習程度較淺,對于自動化、智能化的開發速度較慢,距離市場需求還有一段距離。不少企業仍然過分追求高精度或者功能全面型,對于系統化和穩定性的處理不夠好,制約了其進一步發展。
2.3電子儀表測量技術的主要發展成果
近年來,世界上先進的電子儀表測量設備不斷出現,高精度、智能化、全功能已成為電子儀表設備的發展方向。新開發的各種儀表,都一個突出的特點,就是強大的穩定性,像微波毫米波矢量網絡分析儀,它最突出的優勢在于:工作頻帶寬;測量精度高;大動態范圍;高速實時測試;再比如可以完成超高速測量的VXI總線技術、可以進行毫米級別波段測量的電子信息測試儀等。
3總結
關鍵詞:中職教育 教學改革 教學設計
一、教學目標設
教學目標設計,即教師教學生什么,學生學什么。課堂教學目標的設計應該遵循以下原則。
第一,學生需求原則。學生將來工作后需要的知識是多方面的,包括道德修養知識、知識技能,為人處世職業精神等都需要發展。這就需要教師在進行教學設計時,尤其是實訓教學設計時,要結合具體情況進行符合學生實際情況的教學設計,以滿足中職學生對技能掌握的需求。中職學校教師所面對的學生是中職生,中職生知識基礎比較差,所以,我們根據中職生的特點,從他們專業角度去進行教學目標的設計。例如,在教授電子測量儀器這門實訓課時,首先要從最基本的電子測量儀器萬用表來切入,讓學生知道什么是萬用表,是一種多用途電子測量儀器,一般包含安培計、電壓表、歐姆計等功能,有時也稱為萬用計、多用計、多用電表,或三用電表。萬用表有用于基本故障診斷的便攜式裝置,也有放置在工作臺的裝置,有的分辨率可以達到七、八位。數字多用表(DMM)就是在電氣測量中要用到的電子儀器。它可以有很多特殊功能,但主要功能就是對電壓、電阻和電流進行測量,數字多用表,作為現代化的多用途電子測量儀器,主要用于物理、電氣、電子等測量領域。這樣,學生對這門課程應能知道教師要教什么,他們要學什么。
第二,用人單位的實際需求原則。用人單位需要什么樣的技能型人才,學校就應加強在這方面的培訓。現在國家實行創新人才計劃,那么,學生直接面對的是具體的崗位,直接面對的是具體產品,那么掌握相應崗位過硬的專業技能就顯得尤為重要,所以,教師就要在實訓方面加強力度,教學目標的設計就要圍繞實用的技能進行實訓。例如,現在從事電子產品安裝生產的企業,他們重視的是產品安裝、調試、焊接,而筆者所在學校就專門開設了一門課程,即電子設備安裝與調試,那么,教師就要以安裝、調試、焊接為主線,并將這些作為這門課的教學目標,即圍繞企業的需求而進行學校教學目標的設計。
第三,課堂教學目標的教學設計內容要由淺到深、由基礎到精練。課堂教學目標具有層次性,這是符合中職學校學生掌握實際技能的發展規律的,有時,一堂課的教學目標不可能完全包括學習結果的所有層次,但也絕不能僅僅局限在某一個內容上。例如,在電子設備安裝與調試這一實訓課程中,首先要使學生對組裝的設備元件有一個初步認識,知其作用并能用儀器檢測其好壞,達到掌握“知識”的教學目標,進而提出更高的要求,怎么能把這些元件按照設備電氣原理圖組裝在電路板上并進行調試,達到“領會”的教學目標。
當然,教學目標的設計還要考慮到教學目標的全面性與整體性,它們是相互聯系的,它們都是對不同類型的課堂教學目標提出要求,那么在實訓教學中要體現實訓的特點,從簡單的電子元件的識別判斷到成品的調試,教學目標的設計要有一個整體性,首尾呼應才能達到預期的教學目標。當然中職生智力素質并不差,他們的思維敏捷、動手能力較強,對新事物、新觀念容易接受,適應性強。所以,必須注重發掘他們的潛力,因材施教,加強實踐教學環節,改變“填鴨式”的傳統教學方法,培養學生的操作能力,讓學生在實踐中學習、在實踐中進步。
案例分析:在電子設備安裝與調試這一課程中,其中有一節實訓課是組裝收音機。在實訓前,教師首要分析要放在教學內容上,明確這一節課要教給學生什么知識,那就是如何用萬用表檢測電子元器件、如何焊接、如何調試等。而這部分內容在整個實訓教學內容中地位是最重要的,只有很好地完成這個步驟,教學才能往下進行,這就是教師對教學內容的分析。學生在教師的引領下,充分發揮他們的主動性,在以前充分了解各種電子元器件性能的基礎上,用萬用表實際去檢測,從而驗證他們在課本上學到的理論知識。這就是通過案例從教學對象、教學內容來分析在實訓課教學中如何進行教學目標的設計。
中職學生直接分配到生產企業單位就業,動手能力直接關系到學生的薪資待遇。因此動手能力的培養在教學環節中顯得尤為重要。
二、教學策略設計
教學策略設計是指為實現教學目標而進行的教學思考和研究,即教師如何教,學生如何學。在實訓教學中應該從以下三方面進行教學策略的設計,即教學內容、教學方式、現代多媒體網絡設計。
案例分析:在組裝收音機這一實訓課中,在教學策略設計上將圍繞這三個方面進行。第一,教學內容上的教學策略設計。首先使學生進行收音機電子器件性能質量的檢測,然后進行組裝焊接,最后,進行整機的調試。第二,在教學方式上教學策略設計。教師先給學生演示一遍整個檢測、組裝、調試過程,然后讓學生自己進行實操,對個別學生要進行單獨指導或以小組為單位進行討論。在教學方法、方式的選擇上,主要依據不同的課型、不同的教學目標、不同的教學內容、不同的教學設備和條件、學生的實際情況、教師自身的素質和條件而定。除了保留傳統的教學方法,還可以嘗試教學法、抬頭教學法、情景教學法、案例教學法、項目(或任務)教學法等。在這個教學過程中根據本課程特點采取多種教學方法,如收音機原理的講授法、收音機組裝的講練法、組裝完畢后的比較法、討論法。第三,現代多媒體網絡教學策略設計,可以充分發揮運用現代多媒體教學技術,例如,教師可以把收音機的組裝過程分解開來錄成視頻,通過網絡在大屏幕上讓學生觀看,這樣有利于學生整體觀看,教學效果直觀,同樣其他實訓課也可以進行多媒體組合設計。
三、教學考核機制設計
教學考核設計是依據教學目標對在教學過程中教師、學生完成教學目標結果如何的一個評定。考核設計是教師完成教學目標的設計的一個重要環節,中職學校學生主要是技能的學習,是為了將來適應社會實際崗位的需求,工作單位需要的是“真材實料”,而學校教師只有通過科學的考核才能選拔出符合單位實際崗位需求的人才。所以教學考核的設計就顯得更為重要,即教師教得怎么樣,學生學得怎么樣。教師通過考核來反饋信息,能及時地調整自己的教學工作方式、方法,能使教師和學生及時了解教師的教學方法和教學方式在實際教學中有哪些缺點和不足,在哪些方面需要改進,并能判斷出學生在學習過程中有哪些問題,是教師的問題還是學生的問題。這樣可使教師在今后的教學過程中針對前面出現的問題有的放矢地改進教學。而學生通過考核獲得反饋信息,能知道在學習過程中哪些方面自己有不足,哪些是在今后需要加強和改進的,可以有效地激發并調動學生的學習興趣,推動課堂學習,以便更好地完成自己在中職階段學習的任務。
案例分析:首先,在組裝收音機這個實訓項目教學過程中,先調查學生對電子元器件性能的了解程度等。如大約有多少學生掌握了電阻、電容、二極管、三極管、電位器、中頻變壓器等基本元件的性能,甚至收音機的工作原理及電路圖的識讀,其掌握程度怎么樣。對焊接掌握程度怎么樣,以前有沒有接觸過類似的焊接,有沒有調試過其他的設備等,這樣才能制訂出相應的教學計劃,有的放矢,也能使教學計劃順利進行。其次,在教學過程中,為完成教學考核目標設計,保證教學目標得以實現而進行階段性考核。階段性考核的主要目的是改進、完善教學過程,那么在該課程中的具體應用就是讓學生懂得什么性能的電子元器件是好的,什么樣的焊點是合格的,什么樣的調試步驟是正確的,然后要有針對性地檢查學生成品,指出存在的問題及解決的辦法,當然還可以進行抽查,抽查時注意高、中、低搭配,以便了解各層次學生對本次實訓課的掌握情況。并對本次實訓掌握較差的學生進行重點指導,提高實訓效果,就是常說的階段性考核設計。階段考核設計是整個考核中最重要的一個階段,是承上啟下考核階段,通過這一階段的考核,可以使教師明確這一階段的教學目標完成得怎么樣,存在哪些失誤,在接下來的教學過程應該怎樣改進,同時也可以了解學生在這一階段的學習效果和存在的問題。最后是一個實訓項目結束的總結性考核設計。總結性考核是以預先設定的教學目標為基準,對學生在該實訓項目上的完成情況做一個總體評估,即總結性考核。而在本課中注重審視自己的教學效果,包括學生組裝完畢的收音機成功率有多少,失敗在什么地方,是電子元器件測試問題,是電路板的焊接問題,還是整機調試問題,這些都需要教師和學生共同來總結,為后續的教學工作打一個好的基礎。
1.1電子全站儀
電子全站儀是集合了微處理器、電子經緯儀以及測距儀,能同時進行角度和距離測量,并能把測量計算后的各項測繪數據結果自動顯示出來的電子測量儀器。電子全站儀具有很高的工作效率和自動化程度大大減小了人工輸入輸出工作量,并且具有非常高的精度,滿足內、外業一體化的需要。全站儀數據通信具有雙向性,計算機既可以向全站儀輸送需要的數據、程序,也能從全站儀接收需要的數據,非常容易地實現計算機與全站儀的數據交換。其通信方式主要包括兩種,一是PCMCIA記錄卡方式傳輸,另一種是電纜傳輸。電子全站儀數據通信的方法如下:(1)利用數據傳輸電纜將計算機的串口與全站儀連接上,并設置好各項參數;(2)將屬性對話框中的參數設置成與儀器接口一致;(3)在數據傳輸菜單中選擇要傳輸的文件,并發送;(4)基于傳輸協議可以實現全站儀與計算機雙向的數據傳輸。
1.2全球定位系統
全球定位系統(navigationsatellitetimingandranging/globalpositionsystem,簡稱GPS)是能通過導航衛星實現測時和測距的定位系統。GPS在地質礦產勘查、工程測量、基礎建設等方面占有重要的地位,具有良好的發展前景和應用價值。GPS使用方法如下:(1)GPS由兩部分組成:地面監控系統和空間衛星。儀器組成由終端機、接收機和數據處理程序組成。(2)GPS設備運行后生成一個觀測文件,通過相應的數據處理、計算,獲得測站點的三維坐標,并最終得到觀測點準確的測量數據。(3)RTK技術是GPS基礎上發展起來的一種實時動態測量技術,具有測量快速、精度高的特點,應用相當廣泛。
1.3地理信息系統
地理信息系統(geographicinformationsystem,簡稱GIS)是結合遙感測技術、計算機技術、網絡信息技術等為一體的測量技術,能實現地理信息數據的采集、儲存、處理、分析、可視化顯示、空間預測與決策等功能。GIS技術在地質礦產、水利水電、城市建設、氣象等領域具有廣闊的應用空間。GIS技術是一種專業的信息管理系統,它能提供準確、全面、快速的數字地理信息,并能建立相應的地理信息系統庫,以實現地理信息現代化、信息化和綜合化的數據管理和使用。
2.應用實例
以電子全站儀在工程測量中的應用為例,分析電子工程測量技術的適用性與有效性。(1)工程建設施工放樣隨著基礎建設力度不斷加大,測量儀器和測量技術也在不斷地發展與更新,這樣大大地減小了測量技術人員的勞動強度,提高了工作效率。運用GTS-330系列的全站儀替代以往的經緯儀,儀器操作更加簡便,施工放樣過程中可以以X、Y、Z三維坐標進行放樣,也可以以站點和方位角坐標放樣,然后就可以進行下一步的測量工作。具體的步驟如下:①選擇施工放樣的模式;②輸入站點坐標、后視點坐標、放樣點坐標;③進行放樣。(2)工程建設后方交會后方交會的步驟如下:①選擇兩個或兩個以上的已知點建立站點;②輸入已知點的高程和坐標;③測量已知點與未知點的水平距離;④計算坐標和高程,并保存數據。
3.發展前景預測
工程測量是專業性非常強的測繪工作,在未來的發展過程中,高標準、高質量的工程要求測量技術不斷地更新與改進,因此電子工程測量技術也必將在各項建設中發揮重要的作用。工程測量的發展前景非常樂觀,具體說來:(1)電子工程測量技術將向內外一體化、數據采集處理自動化、測量過程智能化、測量成果數字化、信息管理可視化、數據傳輸網絡化的方向發展;(2)隨著工程建設要求的不斷提高,電子工程測量技術的數據處理水平、作業效率需要提高,作業方法必將更加簡單、可靠;(3)工程測量技術的不斷發展,還將要求測量技術人員的業務水平和技能不斷加強,以適應新方法、新技術、新儀器的使用。
4.結論
[關鍵詞]教學方法;教學手段;實驗;改革
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)01-0063-02
電子測量與智能儀器是高等院校電子信息工程專業和電子信息科學技術類學科的重要專業課。該課程具有很強的實踐性、技術性和綜合性,是一門理論性和實踐性相結合的綜合課程。課程與工程實際結合緊密,在專業課程體系中占有重要地位,它對培養學生的創新思維能力和實際動手能力具有重要的作用。但是由于受傳統教學模式的影響,該課程存在著教與學嚴重脫節的現象。學生對這門課學習的積極性不高、興趣不濃,聽課不能夠集中精力,使該課程的課堂教學效果不夠理想。另外,該課程讓學生學習的內容、方式也存在問題,目前主要還是以做作業習題為主,即使增加了該課程的課程設計環節,但基本上也是“紙上談兵”,不能夠與實際應用結合,效果也不夠理想。
針對以上傳統教學所存在的問題,根據課程特點,我們通過積極探索,大膽改革,以“自主、探究和合作”的模式通過實踐探討出一套科學、實用的“教、學、做”一體化的方案,分別從該課程的教學方法、教學手段、實驗實踐以及考核方式等多方面對其進行了深度改革的探索和實踐,并取得了一定成效。這對提高該課程的教學質量,促進學生創新能力和實際工作能力的培養,提高在新形勢下學生的競爭能力具有重要而積極的作用。
一、 注重課堂教學改革
(一)更新教學內容,改進教學方法
針對課程教學內容,首先,我們在教材選用上進行了大范圍的篩選工作,最后選定了國家精品課程配套教材,古天祥等編著的《電子測量原理》。該教材主要是在學習測量原理的基礎上側重于討論測量技術與方法、誤差分析和實際應用,而且在涉及具體電子儀器時是基于儀器的基本原理及應用,而不是基于儀器的設計與制造,對于非測控專業的電子類專業學生來說十分適合。其次,在日常教學過程中,根據給定學時,我們對課堂授課內容進行了有效節選,在講述課程各部分內容時,注重從原理、誤差及應用三個方面進行闡述,以測量原理作為基礎,通過測量誤差分析來提升,以其實際應用為歸宿展開課堂教學。最后改進傳統的、較為死板的課堂講述,在課堂教學中增加案例分析。例如在講到電子計數器時,教師可以把往屆學生的畢業設計作品先進行實物演示,在成功抓住學生興趣的同時,進一步介紹它的基本組成和工作原理,并采用啟發、引導等教學方法鼓勵學生思考其實現方法和設計過程,這樣將極大增強學生學習的積極性和主動性。課后再根據給出的實例給學生布置課后作業,要求學生從自己的視角對給出的畢業設計實例進行性能分析。學生自己成立討論小組,采用比較、討論等方式從設計方案、技術指標等方面得出作品的不足之處以及改進方法,以課程設計報告形式通過Sakai網絡教學平臺上交任課教師,教師通過網絡與學生進行交流。這種教學方法不僅有助于活躍課堂氛圍,也可以促進師生之間的互動和交流。
(二)教學手段多樣化
電子測量與智能儀器課程具有較強的實踐性,涉及很多儀器以及具體操作等知識,單一的課堂講授會使學生感覺知識非常抽象。因此在教學環節中,我們根據課程實際情況,結合河南理工大學現有的教學設施,最大限度地進行了教學手段多樣化改革,其主要表現為:
1.多媒體課件動起來
在傳統的多媒體課件上,有效地加入聲音、圖片、動畫、視頻等多種元素,使多媒體課件動起來。根據課程的屬性,將課程講授中涉及的許多先進電子測量儀器通過彩色圖片的形式展示給學生,不僅可以在最短的時間內提供最大的信息量,還能大大提高學生的學習興趣;利用多媒體課件的動畫效果,以動態的形式對電子計數器、示波器等典型儀器的結構、使用方法進行探討、分析,將其組成工作原理生動、形象地展示出來,從聽覺和視覺兩方面刺激學生的感官,促進學生聯想記憶,加深對知識的掌握;課件中通過嵌入儀器的實際應用操作視頻進行課堂演示,使學生更快、更好地掌握電子測量儀器的使用方法。多元素嵌入的多媒體課件在課堂上有效地動起來,大大調動了學生的學習積極性,學生的日常出勤率和上課的專注度都大幅度提升了。
2.SAKAI網絡平臺用起來
隨著計算機網絡的發展,基于信息技術的教學工具已經成為教師與學生交流、互動的重要平臺。本課程教學組充分利用河南理工大學網絡平臺――Sakai(賽課)網絡教學平臺,將多媒體課件、電子教案和閱讀資料等資源整合后掛在網絡課堂上,學生可以擁有更長的時間與更廣闊的空間對其進行充分瀏覽、慢慢消化。該網絡教學平臺還具備布置作業、點名、練習與測驗、討論等功能,教師可以根據教學內容的需要實時在網絡教學平臺上進行信息,將課堂上所講述的內容進行有效延伸、消化。比如之前提到的畢業設計實例分析,學生成立討論小組完成討論后,以電子作業的形式進行上傳Sakai平臺,教師可以實時進行跟蹤,通過討論的方式與學生進行溝通,及時解決學生提出的問題。這在很大程度上提高了教師的“教”和學生的“做”兩方面的效率,也拉近了師生之間距離,大大提高了學生學習的積極性。
三、實驗實踐改革
作為“自主、探究和合作”模式下的“教、學、做”一體化教學改革中非常重要的一個環節,學生的“做”顯得尤為重要。電子測量與智能儀器課程是理論與應用相結合的綜合課程,學生在掌握基本原理和相關理論知識的基礎上,還要學會使用各種儀器,搭建各種測試系統,學會對電子測量結果進行分析,因此該課程的實驗教學也就顯得特別重要了。本文展開的課程實驗教學改革是在河南理工大學國家重點實驗中心――電工電子實驗中心和省級重點開放實驗室的基礎設施平臺上進行的,學生可以隨時進入實驗室進行課程實驗。實驗內容除了常規的驗證實驗外,任課教師還給學生布置了大量的測量、測試實驗,學生可以自由組隊,進行測試系統設計,利用實驗室實驗模塊完成測試系統搭建,并進行相關實驗測試驗證。學生自由組隊完成的測試系統實驗在經過教師的驗收后可以充當常規實驗。對于驗收效果較好的實驗,教師要給出優秀的實驗成績,以此調動學生參與的積極性。
四、考核方式的改革
考試是教學的一個重要環節,教學和課程方法的多樣性帶動了考試考核方法的多樣性。考核方法上,摒棄了僅僅由平時成績和最后試卷成績共同決定最后成績的傳統方法,進而改成由平時成績、考試成績、實驗成績和課外活動成績共同決定。
(一)平時成績考核
平時成績考核20%,由考勤、Sakai網絡平臺點名、作業以及討論答辯成績共同來決定。其中考勤和作業占平時成績的50%,討論答辯成績占平時成績的50%。第一部分是考勤和作業,這是指在教學過程中,根據課程教學進程要求學生完成的學習任務,要結合Sakai網絡教學平臺,依據學生完成作業的次數和質量按百分制進行評定。另外,考勤記錄是學生平時成績的依據之一,教師要將學生的出勤情況記錄在“點名冊”內,最后作為給出成績的依據之一。第二部分是討論答辯成績,這項成績通常是在小組學習的基礎上,學生共同完成一個課題、一個論文或一個項目,通過Sakai網絡教學平臺討論區進行討論、網絡答辯,最后由任課教師給出。
(二)期末卷面成績
期末考試內容覆蓋教學大綱要求的知識點,考題可以靈活多樣,以閉卷為主,適當增加了理論設計題目的考核,使得試題能真正考查出學生的真實能力,以及全面系統地考核學生掌握課程知識的能力。該項成績占總成績的50%。
(三)實驗成績
實驗成績占30%,其中課程開出的常規實驗成績占實驗總成績的50%,自主實驗成績占實驗總成績的50%。大力提倡學生進行自主實驗,調動學生參與的積極性,自主實驗給出的成績比例在這個環節得以體現。
(四)課外活動成績
該課程考核方式改革力度最大之處體現在課外活動成績的給定上。為了鼓勵學生積極參與學校的第二課堂,我校在考核方式上進行了相當大的改革變動。任課教師可以根據學生參與程度以及所獲得的相應成果,在總成績上直接給定課程成績。 同樣,學生參與的各種電子設計大賽、測試系統開發項目,也可視為加分項目。如此一來,學生學習、參與的積極性空前高漲。
五、總結
本文對河南理工大學電子測量與智能儀器課程幾年來的教學和實驗改革進行了論述和分析。實踐證明,“自主、探究和合作”模式下的“教、學、做”一體化課程教學改革取得了明顯的教學效果。
[ 參 考 文 獻 ]
關鍵詞:電子儀器;測量;誤差分析
前言
現在生活中的技術已經滲透到我們生活的方方面面,可以說其中的電子測量是無所不在的,在我們的生活中處處都有著應用,給我們的生活帶來了極大的便利。例如我們經常使用的電子秤,測量中使用的電壓表、電流表等,都涉及到電子技術的應用。但是在電子的測量中,由于它們的靈敏性,往往不規范的操作或其他原因的影響就會造成實際測的數據具有偏差,給我們接下來的數據應用造成嚴重的影響。所以在接下來的分析中,主要就電子儀器測量中的誤差問題進行分析,保證能夠對測量中的誤差降到最低,從而更加準確的反映出我們所測量數據的準確性。
1 電子誤差存在的類型
電子儀器測量中根據造成誤差的原因不同,大概將這些誤差進行了簡單的分類,在之后的降低誤差中能夠有著更好的針對性。由于電子測量中所應用的計算數據思路存在著一定的偏差,難以對數據準確的進行計算,這屬于系統誤差;接下來就是在實際的測量中,由于操作過程中,每次的實際操作不能夠完全一致,這就使得在所得到的數據上有著一定的不同,這類誤差一般為隨機誤差,可通過多次測量,減少其誤差;同時由于在實際的操作中,由于操作人員的操作流程不夠規范,并且可能在讀數中有著人為因素的影響,造成了測量的結果與實際值有著較大的偏差,這種誤差被稱為疏忽誤差。在這幾種誤差中,有的可以通過人為的進行多次操作或者規范操作將誤差降到最低,增強電子測量的數據的準確性。
2 電子誤差產生的原因分析
2.1 測量設備的誤差
測量的設備存在`差主要是所使用的測量儀器的附加件引起的誤差,一般是由于儀器的讀表精確度較低、儀器表的固定不夠嚴謹或者儀表的零點存在問題、刻度不準等等問題。同時儀器所使用的電壓不同、電流不穩定等情況都會給電子儀器的測量結果帶來影響,造成所測得的結果不夠精準的情況。這些由于電子儀器所存在的問題造成測量結果的誤差是較少的,但是在實際的應用中,由于它在不同環境下的存放問題,也會產生一定的誤差影響,不過這種誤差可以通過對儀器的校準的方式對其進行降低,保證能夠更好的為數值的測量提供依據。
2.2 人為使用的誤差
人為誤差主要是相關的測量工作人員在實際的測量操作中造成的影響,一般是由于測量人員的分辨力、視覺疲勞或不良習慣等造成的,同時不否認部分測量人員缺乏責任心使得測量的結果存在問題,同時不好的操作習慣和對于刻度讀錯也是其中重要的問題之一。并且對于儀器的應用操作中所使用的規范程度也會給測量的結果造成巨大的影響,或者說在測量中沒有按照操作規范進行預熱、調節和校準等工作,都會給接下來的測量造成誤差。同時在不同的人員進行測量中,不同人員之間的差異也會造成讀數的誤差,使得測量的結果出現不同,造成數據的不準確,給接下來的數據的使用帶來困擾。
2.3 外界環境影響的誤差
對于不同儀器所使用的環境也是不一樣的,在實際的測量操作中外界環境的影響也是巨大的。外界環境中的溫度、濕度、電磁場和外界振動的影響對于儀器的測量要求條件的不一致性也會引起對于測量結果的誤差。同時在校準的過程中,對于所需要的外界環境的達不到規范的要求,就使得儀器在首先的校準中就造成了誤差,這樣的結果對于儀器測量結果的影響是顯而易見的。所以在實際的電子儀器的測量中,外界環境的因素對其影響是不容忽視的,這就需要引起我們密切關注。
3 減小誤差的主要方法
3.1 對設備誤差進行減少
不同的儀器設備有著不一樣的測量精度,在這樣的測量中能夠保證測量的數據的準確性,并且在每次的測量中,都需要對儀器進行校準,保證儀器的準確性。同時對于一定時間內不使用的儀器,需要對其進行定期的檢測,減少儀器本身的問題所帶來的誤差,這樣才能夠在一定程度上提高測量的準確度。因此在對儀器的問題提高測量的準確度的時候,需要盡量將被測量出現在接近儀器表滿刻度的區域內,這樣便在一定程度上增強了讀數的準確性。同時在使用之前對于儀器的校正更是十分必要的,要求能夠將儀器的刻度、指針等問題進行準確的校正,同時需要保證儀器的附近沒有磁場等嚴重干擾物的存在。對于儀器所存放的環境也需要進行一定程度上的保證,這樣也不會對儀器造成損壞,在之后的使用中出現誤差等問題。
3.2 規范人們的操作方法
對于儀器的使用,都是會經過人工的測量,在人工進行測量中,相關測量工作人員的操作方式對于測量的結果也是有著較大的影響的。對于人為因素所產生的誤差,大多是由于人們在實際操作中沒有按照規范的操作流程進行測量,這樣便不能夠有效的保證測量數據的準確性。需要注意的是,縱使有些電子儀器設備在實際測量中嚴格按照操作的規范進行測量,對于儀器的不同,也會存在著一定的誤差,這也是需要人為進行注意到的。并且在對數據進行讀數的過程中,需要提高工作人員的責任能力,準確的對這些數據進行記錄,保證為接下來的數據處理提供更好的數據。同樣為減少誤差的出現,我們在進行讀取數據和記錄中,可以通過多次進行記錄或者采用多人對同一數據進行記錄,最后求得其平均值,增強數據的準確性。
3.3 降低環境對設備的影響
對于電子設備對數據的測量中,外界環境的影響雖然比較難以注意到,但是經過實際的評定,電子儀器外界環境對測量數據的影響也是十分巨大的。首先對于電子儀器的調節,需要保證外界環境符合電子儀器校準的要求,這樣才能夠更好的保證儀器在接下來的使用中測量的更加準確。同時環境中濕度、溫度、電磁場和熱源的影響對于儀器的考驗也是比較大的,在外界環境多變中進行存放測量的設備,肯定會對設備造成一定程度上的損壞,在之后的測量應用中,不能夠準確的進行測量的工作。并且在電子儀器進行實際測量中,需要特別注意周圍電磁場的影響,因為電磁場的存在會嚴重影響到小磁針的指示,這樣縱使操作再規范,也難以保證讀出精確的數據。所以在電子儀器的測量中,需要特別注意外界環境的影響,增強測量的準確性。
4 結束語
在如今的生活中,電子儀器應用的十分普遍,但是對于影響其測量精準度的影響因素也是很多的,同時由于測量的方式,不管通過怎樣的測量方式,多么先進的測量設備,測量結果存在誤差是難以避免的,但是在實際的測量中,我們可以通過對出現誤差的原因進行分析,在一定程度上降低誤差,使得測量的結果更加的接近準確值,在最大程度上反映出測量的本質屬性,以滿足人們的需要。同時對于影響電子儀器測量的分析,這樣便能夠對我們之后的測量方式進行調整,采取一定的措施減少誤差的影響,避免不必要的誤差產生,提供測量的精準性,提供可靠的數據來源,方便人們的研究工作。
參考文獻
[1]朱展樞.電子測量的誤差分析及修正措施[J].科技信息(學術研究),2007,23:170+172.