实验装备体系坏产生端由和预设

实验装备体系坏产生端由和预设
部分仪器设备型号陈旧,实验装置设计不尽合理。电路实验室的部分仪器设备是80年代的产品,有的行将淘汰,需要更新。个别实验装置系10年前的设计,弊端不少,有待改进。例如,一阶电路的响应实验未设单刀双掷开关,而是用2个开关来代替。开关顺序一旦弄反,就会造成短路损坏设备。又如含受控电源电路的分析实验,受控源的正负电极是交由学生连线供电的。只要电压、极性不合要求,或者连线出错,就要烧毁芯片。此外,还有不少实验项目的集成度不高,往往需要在面包板上插线。由于众多的仪器、仪表、器件均用导线相连而搭接到电路上,各种规格的导线密密麻麻令人眼花缭乱,连接稍有不慎就会出现坏损。若是进行强电内容实验,甚至会酿成重大事故。

那么,应当如何解决实验设备坏损的问题呢结合电路实验室的实际,谈以下看法。

(1)重视实验室日常的管理、维护和保养工作,定期对各种仪表、仪器、装置、设备进行检查与维修。应当利用计算机进行各项事物的登记。将各种实验用品的名称、帐号、编号、出厂期、购置时间、使用状况、维修记录等信息通过计算机记录在案。在实验室内应当配备挂架、仪表柜、仪器架,以便分门别类地存放各类实验用品,并使用布罩防尘。应当定期组织人力对所有的实验用品进行全面检修。对于电路实验室,特别应对一些细小环节,如灯箱开关的螺帽是否出现松动、插座接触性好不好、电阻箱旋钮是否错位失准等现象予以高度的重视。对变压器、万用表、信号发生器、示波器等已无法再用的设备应加以淘汰,另行设计或者购置新的。对故障频繁的各种开关、插座、插孔、螺母、旋钮等应及时进行更换,以消除隐患。总之,应使实验设备始终保持良好状态,以保证实验教学的顺利进行。

(2)根据开设的实验内容,设计专用电路实验箱。使用电路实验箱可抛弃以往在面包板上插线做实验的方式,克服使用面包板、分立元件的局限性,提高集成度。由于连线少,可靠性高,不容易出故障。这样,学生在做实验时可以把主要精力用于测量、记录实验数据,观察、分析实验现象上来,免除接触不良、连线漏插、错插等事故的发生。例如,本电路实验室已设计出一种电路实验箱,它布局合理、方便直观,可以用于好几项实验:含受控电源电路的分析,双口网络参数的测定,RC无源滤波,等等。该电路实验箱的电源部分与箱体分离,故不会发生因电源故障而损坏箱内的各种元器件,又便于维护。电源部分的插头呈耳机插头样式,可以防止电源短路故障发生。实验箱的各种插座、插线均属特制,不会产生接触不良的现象。同时,在电路箱的面板上还绘有实验原理图与元件参数,方便直观、利于实验操作。具体使用结果表明,该电路实验箱的实验应用效果较为理想,有利于减少学生做实验时出现的设备坏损现象。

(3)对部分实验项目加以改进,包括更新实验方法、调整实验参数、重新设计实验装置,等等。例如,电路的暂态过程实验项目,改变以往用秒表记时的测读方式而采用示波器进行观测,不仅使学生对电路的充放电现象有了更直观的了解,也不易出错,实验教学效果大为改善。RLC串联谐振实验项目,改变以往通过检测电流来判断谐振的方法而采用示波器波形显示,通过比较相位或利用李萨如图形的方法来判定谐振,减小了误差。一阶电路的响应实验项目,采用单刀双掷开关取代2个开关,使实验操作更可靠。同时,合理调整该实验所用电阻、电容等器件的参数,可确保能够完整地观测到充放电过程,读数又准确。双口网络参数的测定实验项目,用3个电位计取代3块交直流电阻箱来组构“T”形网络,不仅可以缩小体积,使连线直观简单,还可以防止因过流而烧坏价格较贵的交直流电阻箱。含受控电源电路的分析实验项目,则将受控源的正负电极已在实验箱内连好,无须学生在实验课时再临时动手,从而则避免了坏损现象的发生。

(4)开发实验课程仿真培训软件,开展计算机辅助实验教学(CAEI)。开发仿真培训软件很有意义,在一些发达国家,对于如钻井技术员、试飞飞行员等人员的培训,由于所用设备昂贵,安全责任重大,上岗前多借助仿真软件进行培训,以利熟悉现场的各种操作流程及应对突发意外事件的有关措施,等等。同样,开发计算机辅助实验教学用的仿真培训软件也是很必要的。实验仿真培训软件集成有各种仪器、仪表的操作指南,各类实验内容模拟,以及误操作警示,等等。上实验课之前学生可先学习仿真软件,以加强预习效果。实验课上教师可借助仿真软件进行演示,不仅节省讲授时间,还可收事半功倍之效。计算机辅助实验教学不受时间、地点的限制,并且可以代替部分电路实验,从而缓解本实验室的开课紧张状况。由于不会出现实验设备坏损的现象,非常适合非电专业学生的实验教学。

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