应用型模拟电子技术论文

2022-07-03

摘要:课程建设特别是系列课程建设,是每一位教师都要思考的问题,也是当前教学改革的重中之重。对高职电工电子类课程建设进行探讨,提出以就业为导向的电工电子类课程建设的基本方案,可以明确高职电工电子类课程教学改革的方向,对推动与加强电工电子类课程建设具有积极作用。今天小编为大家精心挑选了关于《应用型模拟电子技术论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

应用型模拟电子技术论文 篇1:

基于现场工业总线的煤炭装车称重信号同步采样系统

摘 要:称重精度是煤炭快速定量装车系统中的重要参数,目前称重系统称重仪表显示结果多为求和称结果,不能直观反应每个传感器的应力变化,当误差较大时很难分析装车站结构或调试问题。本文研究了基于现场工业总线的称重信号同步采样系统,对每个传感器的采样,通过软硬件滤波将结果记录下来。这有助于分析称重系统误差原因,改善安装工艺,提高称重精度。

关键词:快速定量装车 称重 工艺 干扰 称重精度

煤炭装车系统是煤炭生产到运输过程中的重要环节,随着煤炭工业的发展和市场经济的要求,煤矿企业对煤炭外运装车速度和煤炭重量精度都提出了更高的要求。目前装车精度要求通常为0.5%,但由于种种因素,装车精度达不到预期的要求,特别是目前的汽车快速定量装车站,每个汽车装车重量容量在40吨左右,由称重精误差表现的经济损失尤为严重。

影响称重精度的因素有很多,其中最重要的有三类:(1)称重传感器一致性不理想,加之现场环境及安装手段限制,给多个传感器并联组秤带来了不平衡问题。(2)称重传感器离称重仪表距离过远,信号传输中参杂了干扰信号。(3)机械结构存在一定缺陷,称重仓同其他机械结构存在机械耦合。

本文研究了基于现场工业总线的称重信号同步采样系统,对每个传感器都设计了一个精密的采样与滤波模块,就近安装在传感器最近的地方,每个模块均具有独立完成称重数据采集的功能和现场工业总线接口,将所有的传感器信息通过总线的方式发送给远程仪表。

1 模拟信号硬件采样电路

本文中设计的模拟信号采样芯片为ADS1210,该芯片具有高精度、宽动态特性的Δ-Σ型模拟/数字转换器。它的差动输入端可以直接与传感器或微小的电压信号相连。其内部的Δ-Σ结构可确保它的宽动态特性和24位的分辨率。

由于采用了低噪声的输入放大器,可以在转换速度为10 Hz时获得23位的有效分辨率;借助于其内部独特的调制器加速操作模式,在转换速度为1 kHz时仍可达到20位的有效分辨率。本文中将模拟量转换速度设定在1 kHz,此时信号具有20位的有效分辨率。本文MCU为STM32F103RBT6,通过SPI总线对ADS1210进行实时数据采集。采集数据进行在MCU中做软件滤波后,将最终数据通过CAN总线发送给模块网关。

2 基于CAN总线同步采样策略

3 实验结果

为了验证系统的效果,本文对系统进行了模拟实验,实验方法为用4个模拟器分布接入采样模块,上位机空载标定后面对话框内输入0,将所有的模拟器刻度旋转至0,点击空载标定按钮。上位机定点标定对话框内输入8000,将所有的模拟器刻度旋转至刻度6,点击定点标定按钮。

通过实验可在,这种方法可反应每一个传感器的采样结果,通过采样结果可以观察应变电桥的应力大小变化,可根据结果调节现场的安装工艺。

4 结论

本文研究了基于现场工业总线的称重信号同步采样系统,实验结果表明,这种系统有助于反应每一个传感器的应力变化,克服了目前称重仪表只显示求和称结果的弊端。通过每个传感器的采样结果,可以便于我们分析现场传感器的安装工艺是否达到要求,有利于我们提高称重精度。

参考文献

[1] 饶运涛.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[2] 庄效桓,李燕民.模拟电子技术[M].北京:机械工业出版社,1998.

[3] 杨世成.信号放大电路[M].北京:电子工业出版社,1995.

[4] 赵宇,金玉涛,张玉英.基于ADS1210的分布式高精度数据采集系统[J].微计算机信息,2007.

[5] 邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社,1996.

作者:刘飞 郭欣

应用型模拟电子技术论文 篇2:

以就业为导向的高职电工电子类课程建设探讨

摘要:课程建设特别是系列课程建设,是每一位教师都要思考的问题,也是当前教学改革的重中之重。对高职电工电子类课程建设进行探讨,提出以就业为导向的电工电子类课程建设的基本方案,可以明确高职电工电子类课程教学改革的方向,对推动与加强电工电子类课程建设具有积极作用。

关键词:高职;电工电子;课程建设;方案探讨

在高职教育教学改革不断取得新成就的大好形势下,课程建设已成为高职院校工作中的重中之重。抓好一批重点课程的建设是提高教学质量、培养高技能型人才的重要举措。电工电子类课程作为专业技术基础课,在培养学生专业技能、从事实际生产等方面具有举足轻重的作用,因此,以就业为导向,加大电工电子类课程的建设力度显得尤为重要。

构建电工电子类课程建设方案

电工电子类课程的性质与特点就课程性质而言,电工电子类课程属于专业技术基础课,是为学习专业课打基础的。就教学内容而言,电工电子类课程的内容非常多,覆盖面很广,加上新器件、新技术、新方法不断涌现,使得电工电子类课程内容越来越庞杂。理论联系实际,边讲边练,与生产实际紧密结合是这类课程的特点。

电工电子类课程建设现状及存在的问题我国电工电子类课程建设就课程体系和教学内容而言,还没有产生根本性的变化。就《电子技术》课程来说,仍是以元器件与电路的关系为主线的“管路结合,管为路用,以路为主”的体系。在教学内容安排上,每一章节都先从介绍元器件的工作原理、外特性和参数开始,然后讲元器件的具体应用,即由元器件组成的各种电路(主要是单元电路)的分析,但一般都不能落实到工程实际应用上。目前,教学内容与教学方法虽有改进,但理论与实际脱节,不能满足市场对人才质量的要求,没有真正体现以就业为导向,以能力为本位。虽然多媒体教学开始普及,仿真教学也已经引入,但教学质量与教学水平还有待提高。加上教学经费不足,实验设备相对落后,不能完全满足教学的需要;师资力量虽有加强,但“双师型”教师的数量与质量还达不到要求;缺少有特色的电工电子类高职教材、校本教材,等等。所以,加强电工电子类课程建设十分必要。

电工电子类课程建设方案如何从实际出发,以就业为导向进行电工电子类课程建设与改革,是每一个电工电子类课程教师面临的首要任务。课程建设不是孤立的,涉及学校的方方面面,是一个庞大的系统工程。课程建设的最终目的是提高教学质量,而教学质量的提高受师资、教学条件、教学内容、教学方法、教学手段、考核标准以及质量评价体系等诸多因素的影响。经过充分的市场调研与深入探讨,笔者认为,以就业为导向的电工电子类课程建设应遵循四条原则,即需求导向原则、能力本位原则、实践主导原则、条件具备原则。据此,提出电工电子类课程建设的初步方案,如图1所示。

拓宽师资队伍建设途径

高职院校课程建设与改革的首要任务是师资队伍建设,师资队伍建设可从下面几个方面入手。一是现有教师实践能力的提升,可通过到企业挂职锻炼和有针对性的短期培训提高教师的专业技能,同时获取工程师职称;二是提高教师的学历与学位,应鼓励和支持中青年教师提高学历层次,有计划地选送一批教师到高校去攻读硕士学位或博士学位;三是积极聘请企业中有实践经验的兼职教师到学校任教;四是直接从高校引进一批硕士、博士优秀人才。师资队伍建设途径如图2所示。

加强电工电子类课程硬件建设

实验实训场地的建设要变学科型模式为综合应用型模式,应将实训室建成一个实体,在生产产品的同时,为学生提供实训和实习的场地,实行工学交替,为学生实现“零距离”上岗打下基础。这样就不会出现仅靠几块仪表、几根导线和几个元器件开设实验的局面。在学校条件允许的情况下,可以将实验室建成理论与实验一体化实验室,教师讲完基本原理、基本方法后,马上让学生动手做一做,验证性、设计性或创新性的都可以,总之,要使理论与实践紧密结合起来,让学生在学中做、做中学,实现教、学、做合一。

以《电工技术》和《电子技术》两门课程为例,实验实训室的构建方案如图3所示。首先是基础性实验室,也可将基础性实验与理论教学融为一体,构建一个理论与实验一体化实验室,如图中的虚线框所示。其次是综合性、设计性实训室。设计性实训主要针对基础较好的学生开设,鼓励和支持学生自拟题目、自选方案,提出创意新颖的具有综合性、竞赛水平的选题,以培养学生的系统综合能力与创新能力,实训室还可用于培训各种电子竞赛选手。EDA实训室是现代化水平较高的实训室,能进行电路、电子线路的设计仿真,能使教学水平再上新台阶。再次是工学结合实训室。工学结合实训室既可以建在校外,也可以建在校内,关键是寻求合作伙伴,争取企业对教学的支持,同时,学院也可以向企业输送优秀人才,实现校企双赢。

加强电工电子类课程软件建设

编写电工电子类课程模块式教学大纲教学大纲是教师开展教学活动的纲领性文件,任何一门课程都有自己的教学大纲。当一门课程的教学大纲制定好之后,该门课程的教学就有了方向和依据,教学内容与要求也就一目了然。教师所开展的一系列教学活动都要受教学大纲的规范与约束,不得随意变更。特别是模块式教学大纲,具有独特的教、学、做合一的特点,虽然每一个模块中的内容是相对独立的,但模块之间又是相互关联、相互支撑的。因此,在开发模块式教学大纲时,除了将理论与实践有机地结合起来之外,还要特别注意内容上的独立性、完整性与可操作性。

创新电工电子类课程教学模式传统的教学方法已经不适合培养高技能型人才,必须进行改革。电工电子类课程可以采用模块式教学方法,即将单门课程分为若干个相对独立的模块,既相互联系,又自成一体,实现理论与实践一体化教学。以《模拟电子技术基础》课程为例,模块划分如图4所示。

开发电工电子类课程模块式教材课程建设的关键是教材建设,而教材建设的依据是教学大纲。教学大纲制定后,就可以组织相关教师编写模块式教材。教材的编写除了结构上的模块化以外,关键是要体现高职特色,既要方便教师教学,又要适合学生自学,还要体现技能训练,真正体现教、学、做合一的原则。

制定教师教学质量评价体系,完善学生学习成绩考核标准教学质量评价是否科学,考核标准是否合理,直接影响到教师的教学和学生的学习。因此,建立一套简单、科学、易操作的教学质量考核标准与评价体系非常重要。考核形式可以多种多样,考核方法也可灵活多变,但质量评价应是全方位、全过程的。虽然每所高职院校都有自己的考核标准与质量评价体系,但都存在这样或那样的问题,有待进一步修改与完善。

积极开展第二课堂活动为了进一步培养学生的工程实践能力,丰富学生业余生活,可在校内组建电子科技小组,开展形式多样的第二课堂活动,让学生利用课余时间进行课外科技创新,这是“课内实验课外补”的一种极好的方法。如果条件允许,还可让学生直接参与教师的教研教改,独立承担小型科研课题或进行发明创造等。电子科技小组的内涵是丰富的,形式也是多样的,像电工协会、电子协会、发明协会等都是非常不错的形式。

不断推进电工电子类课程的改革创新

争取领导的重视与支持课程建设是一项系统工程,需要领导的高度重视,需要投入大量的人力物力,并且是一个需要长期付出的工作。领导不但要把课程建设列入学院工作的重要内容,而且要在政策上予以扶持,在资金上予以倾斜,在人员上予以加强。领导的重视还要在督促检查上加以体现,如人力、物力投入是否足够,课程建设效果如何,改革是否具有成效,以及奖优罚劣、奖勤罚懒等,都是领导应予重视的。

挖掘教师的改革潜能课程建设要有一支结构合理并且相对稳定的师资队伍,要有先进的、完善的教学条件和教学规范(包括课程的教学大纲、教材、辅助资料及授课、作业、实验实训、设计、考核等各个教学环节),这些都是课程建设的必要基础。科学的、有效的教学方法(包括先进的教学手段和经实践证明能取得较好教学效果的教学方法)是实现课程建设目标的重要途径。教师要积极配合,发挥主观能动性,只有这样才能将课程建设稳步向前推进,取得实质性的改革成果。

进行教学改革与创新课程建设是一项长期任务,只有在教学实践中不断深化与创新,才能使课程建设达到预期目标,提高教学质量。课程的改革与创新是课程建设的关键,在学习、引进他人改革经验和成果的同时,还应坚持不懈地致力于提高自主研发与创新能力。只有不断提高自主创新能力,才能尽快摆脱课程建设落后的局面。

总之,课程建设的内涵是广义的,不仅包括课堂教学模块,还应包括实践教学模块;不仅包括教学内容,还应包括教学方法;不仅包括课程本身的建设,还应包括教师队伍的建设。要搞好课程建设,不仅需要研究课程,而且还需要端正高职教育思想,转变教育观念,以适应形势的发展。

参考文献:

[1]汤光华,伍礼杰.关于电工与电子技术实验教学改革与实践[J].职业教育研究,2007,(3).

[2]贾立新.电子技术课程建设探索与实践[J].电气电子教学学报,2004,(2).

[3]戴炬炬.谈高职院校精品课程建设[J].中国职业技术教育,2006,(27).

[4]沈翃,等.浅议《电工与电子技术》精品课程建设[J].职教论坛,2004,(24).

作者简介:

汤光华(1957—),男,湖南化工职业技术学院自动化系主任、副教授,研究方向为电工与电子技术教学。

作者:汤光华 刘自华 周哲民 刘任庆

应用型模拟电子技术论文 篇3:

工作情境项目转化为学习项目的有效方法

项目课程是职业教育的重要课程模式已成共识,在推进项目课程的开发与实施中往往存在两个问题:1.项目课程中的项目从哪里来?2.工作情境中的项目如何转化为学习项目?

项目课程的目标是培养学生的综合职业能力,而综合职业能力是岗位职业能力、社会能力、方法能力的总和,其中岗位职业能力是由一系列岗位任务完成能力构成。所以项目课程的含义指:1.以工作任务为课程设置与内容选择的参照点,即以工作任务为核心选择课程内容。2.以项目为单位组织内容并以项目活动为主要学习方式,即课程内容组织是围绕精心选择的项目来进行。

项目课程中的项目要:1.体现整合性。项目整合了岗位能力相应知识与技能的要求,包括理论性知识及实践性知识、相关技术与技能。2.体现能力递进性。项目课程以培养学生能力为目标,其逻辑起点是岗位能力分析。但学生能力成长有其规律性,项目设计应符合学生能力生长的规律,体现能力递进。3.体现较为完整的结构性。项目呈现有其具体的结果,比如电子技术项目应实现电路的功能。项目课程中的项目主要来自工作情境。工作情境中的项目与学习情境中的项目极大的不同在于,前者以产品(或服务)为目标,后者以能力培养为目标。

大部分工作情境项目不适合教学。第一,产业领域或服务行业的实际项目结构过大、产品细节要求高,总体复杂,学生尚不具备足够的知识能力,所以不具有教学意义,不经课程化改造不能直接用于教学。第二,实际生产领域的产品生产组织方式的逻辑结构与教学能力培养的层级要求不匹配。第三,实际工作过程中零散的非典型项目很多,这些项目自身缺乏逻辑顺序,也难应用于教学。所以将工作情境的项目转化为学习情境的项目是项目课程开发的重要环节。

一、项目转化的原则

项目转化应以职业岗位能力分析为基础,这是项目课程开发的起点,用以明确项目课程的知识目标、能力目标以及素质目标。

二、项目转化的方法

1.采集并有效获取工作情境项目

要做到有效采集工作情境项目,教师需要建立课程意识、增强专业敏感度、提高发现项目的主动意识。项目课程实施以能力培养为目标,所以教师应对本课程的专业属性、职业能力要求、职业岗位面向等均有较为清晰的认识。

虽然工作情境项目不完全适用于教学,但教学项目的基本来源仍在企业一线,所以教师须深入专业对口的生产一线,实际参与其产品制作、生产(或服务)过程,这样才能结合拟开发项目课程中的知识能力要求进行采集。例如机电一体化教师可以到自动化生产线的现场参与其生产线维护维修,在此过程中了解生产线的控制器、控制电路、控制程序、控制对象、各类传感器、信号采集转换方式等关键技术,结合课程要求采集项目。

2.分解,使项目小型化

任何工作情境中的项目都具有结构性,可按功能模块进行分解。将大模块分解成中型模块或小型模块,使其在结构体量上能用于教学。比较大的工作项目,可以按照知识能力体系分解成若干小项目,使之逐级递进或具有一定内在逻辑关系。

3.分拣,使项目模拟化

选择工作情境项目中可以应用于教学的那部分加以改造,使其具有典型意义。如机械工件制作可以简化结构、简化尺寸、简化一些功能、降低精度要求;电子电路项目可以提取功能电路等,使学生在学习中总结而形成知识体系脉络。这种项目可称之为模拟项目。比如机电设备实际生产线项目的控制对象往往难以搬到学习现场,课程项目可以用指示灯、响铃等输出设备来模拟。

4.筛选,使项目可实施

工作情境中的项目样本过于繁多、琐碎,需要提炼、筛选,选择那些能整合相关知识能力的项目,提高项目课程的实施效率。教师对所转化改造的项目要实地操作一遍,在这个过程中能发现项目实施的难点、障碍及知识技能需求的程度,做到心中有数,在实践过程中发现问题,对改造后的项目实施可行性提升大有帮助。

5.分层,使项目有序化

项目之间应注意层级关系,按项目结构、功能的复杂程度由易到难排序,将项目序化,项目层级能反映能力要求的不同,学生可通过逐层学习实现能力成长。

6.学习环境设计

为更好地实施项目课程,教师应对课程环境进行设计,包括硬件及软件两方面的设计。硬件设计指除教学设备要能满足要求外,还应注意设备摆放方式应有利于实践活动、讨论活动开展,注意附属设施(如货物支架等)的有效应用,以有利于培养学生的职业素养。软件设计指模拟企业组织方式组织学生进行学习,学生形成一个个研发小组、技术小组、制造小组,确定团队负责人,分工协作,使学生在进入学习状态时即可模拟进入工作角色。

三、工作情境项目转化为学习情境项目的案例

以模具设计与制造专业的核心课程“注塑模具设计”为例。

我们以空调遥控器外壳模具设计为教学项目,空调遥控器内壳模具设计作为对应的自学项目。首先对空调遥控器这一工作情境的项目进行分析,针对空调遥控器的结构性,可将之分解成壳体、电路板、信号控制等知识模块。由于这三部分属于不同的学习领域,可分别归纳在不同的课程中进行教学。在分拣时,根据教学的实际需要及学生能力基础,选择“外壳模具设计”作为学习项目,并对其尺寸、曲面结构进行简化。

一套完整的空调遥控器模具设计,需要涉及零件图、材料、零件结构、零件体积及质量、注塑机的型号和规格、外壳注塑工艺参数、塑料件工艺尺寸计算、浇注系统的设计等知识或过程。通过深入的分层研究和筛选,选定运用UG软件形成四个具体项目。这样,我们就将空调遥控器的模具设计工作情境的项目转化为了学习情境内的项目。

(作者单位:江苏常州刘国钧高等职业技术学校)

作者:耿淬

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