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电子电工实习实验报告武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 目录 一、实验室安全常识 . 2 二、常用仪表和工具 . 3 1、电烙铁 . 3 2、拆装工具 . 4 3、万用表 . 4 三、常用元器件 . 5 1、电阻器 . 5 2、二极管 . 7 3、三极管 . 7 4、发光二极管 . 8 5、电容器 . 8 6、蜂鸣器 . 9 7、印制电路板 . 10 8、555芯片. 10 四、焊接与装配 . 11 1、焊接原理 . 11 2、焊接工具 . 12 3、焊接方法 . 13 4、焊接中常见错误与解决方案 . 14 5、焊接后的检查 . 14 6、焊接注意事项 . 14 7、焊点质量标准 . 15 8、拆除焊点的方法 . 16 9、电子元件焊接装配 . 16 五、直流稳压电源的制作 . 17 1、直流稳压电源的原理图 . 17 2、直流稳压电源的原理分析 . 17 3、直流稳压电源的制作 . 18 4、直流稳压电源的调试 . 19 六、流水彩灯音乐盒的制作 . 19 1、实习目的 . 19 2、实习内容 . 19 3、流水灯电路原理 . 19 4、音乐播放电路 . 20 5、电路板焊接与装配图 . 20 6、音乐盒制作的实物 . 21 6、焊接与调试中遇到的问题及解决方法 . 21 七、实验建议与小结 . 22 1 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 电工电子实习报告书 一、实验室安全常识 安全用电知识是关于如何预防用电事故及保障人身、设备安全的知识。 在电子装焊调试中，要使用各种工具、电子仪器等设备，同时还要接触危险的高电压，如果不掌握必要的安全知识，操作中缺乏足够的警惕，就可能发生人身、设备事故。触电甚至可直接导致人员伤残、死亡。 所以必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上，掌握一些安全用电知识，做到防患未然。 36V为人体安全电压；交流电10mA和直流电50mA为人体安全电流。 用电安全的基本要素有：电气绝缘良好、保证安全距离、线路和插座容量与设备功率相适宜、不使用三无产品。 实验室内电气设备及线路设施必须严格按照安全用电规程和设备的要求实施，不许乱接、乱拉电线，墙上电源未经允许不得拆装、改线。 在实验室同时使用多种电气设备时，其总用电量和分线用电量均应小于设计容量；连接在接线板上的用电总负荷不得超过接线板的最大容量。 实验室应使用空气开关并配备必要的漏电保护器；电气设备和大型仪器需接地良好，对线路老化等隐患要定期检查并及时排除。 不得使用闸刀开关、木质配电板和画线。 接线板不能直接放在地上，不得多个接线板串联。 电源插座需固定；不使用损坏的电源插座；空调应有专门的插座。 实验前先检查用电设备，再接通电源；试验结束后，先关仪器设备，再关闭电源。 工作人员离开实验室或遇突然断电，应关闭电源，尤其要关闭加热电器的电源开关。 不得将供电线任意放在通道上，以免因绝缘破损造成短路。 2 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 二、常用仪表和工具 1、电烙铁 电烙铁，如图1，是电子制作和电器维修必工具，主要用途是焊机元件及导线，按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。 本实习选用的是20W内热式斜面型的电烙铁，内阻大约1.5 K。使用前要将烙铁头上的镀铬层锉掉并涂上锡。焊锡丝，如图2，是由一定比例的铅锡合金包裹松香，锡丝而成，为是以不同的焊接要求有不同的直径，应根据焊点的大小选用。 图1 电烙铁 图2 焊锡丝 3 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 2、拆装工具 斜口钳、剪刀、十字起、一字起、镊子等用于紧固和拆卸各种螺钉，安装或拆卸原件。如图3，从左到右依次排列。 图3 拆装工具 3、万用表 万用表，如图4，由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。图4 万用表 4 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 万用表使用注意事项： 1、万用表使用应水平放置，测量前应注意调零。 2、在测电流、电压时，不能带电换量程 。 3、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 。 4、测量时尽量单手操作。 5、测电阻时，不能带电测量。因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。指针式万用表黑表笔为+，红表笔为- 。 6、用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。 7、注意在欧姆表改换量程时，需要进行欧姆调零，无需机械调零。 8、万用表长时间不用，应将电池拿下。 三、常用元器件 1、电阻器 电阻器，如图5，是一种具有一定电阻值的电子元器件，习惯上也简称为电阻。电阻是一种在电子产品中用得最多的电子元器件之一。它在电路中的主要作用是控制电压、电流的大小，还可以与其它元件配合，组成耦合、滤波、反馈、补偿等各种不同功能的电路。电阻的标志方法有文字符号直标法、色标法和数字标志法等多种。色环电阻，是在电阻表面涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。 5 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 图5 电阻器 蓝色橙色紫色红色红色黑色绿色蓝色棕色(a)四色环标注法(b)五色环标注法图6 色环电阻色标 6 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 2、二极管 二极管，如图7，由一个PN结构成。它具有单向导电性。使用MF-47型万用表电阻档测量时会呈现正向导通反向截止。同时因为PN结导电的非线性，使用不同的档会有不同的测量值。规定用×1K档。 图7 二极管 3、三极管 三极管，如图8，由PN结构构成，从类型上分有NPN和PNP两种，两者电流方向相反，使用时候注意区分。 PN结具有单向导电性和倒掉的非线性。 测量PN结的时候将万用表拨到电阻X1K档，调零后分别测量BE、BC结的正反向电阻。 图8 三极管 7 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 4、发光二极管 发光二极管，如图9，在电路中可作指示灯或利用其工作电压基本固定的特性作为基准电源。 发光二极管有正触发与负触发之分，使用时要注意区分。 图9 发光二极管 5、电容器 电容，如图10，是储能原件。其充放电的特性可以“隔直通交”，所通过的交流信号的频率受电容的容量控制，电容分为固定电容和可变电容，固定电容按介质有很多种，此次实习用到了电解电容与瓷片电容。 8 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 图10 电容 1、电解电容： 电解电容有极性。 在没有专用下测量仪器的情况，用万用表电阻×1K档测量。首先将万用表拨到电阻×1K档，用表笔将电容的两极短路放电后，正反两次对电容进行充电。好电容应能完成充电和放电的过程，摆动的幅度、充放电的时间受容量的控制。如果出现电阻为0或一个固定值。说明电容击穿：如果指针不动，说明电容失效。如果放电时指针没有退回左侧又缓慢向右，说明电容有漏电。 2、瓷片电容 瓷片电容没有极性，容量很小。 用万用表电阻×1K档测量时几乎不动是正常的。 6、蜂鸣器 蜂鸣器，如图11，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。 9 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 图11 蜂鸣器 7、印制电路板 印制电路板，如图12，是用绝缘板基层和布线加工层构成。其布线密度高，体积小，重量轻，利于电子设备的小型化。其正面为电子元件布置面，背面为电路线路排线焊接面。 图12 印制电路 8、555芯片 555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面，如图13。 10 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 图13 555芯片 1：电源负极 8：电源正极 2：低电平触发 7：放电端 3：输出 6：阀值端 4：低电平复位 5：控制端四、焊接与装配 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,金属焊件与锡原子之间相互吸引、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多微小的凹凸间隙,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；能被锡焊料润湿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。 11 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 2、焊接工具 焊接工具及材料：电烙铁、电烙铁架、松香、焊锡丝等。 烙铁架，如图14，用来暂时搁置电烙铁，使其远离易燃的材料，烙铁架通常会带有纤维海绵用来清理烙铁头。 图14 电烙铁架 松香，如图15，具有阻焊的作用： 除氧化膜：实质是助焊剂中的物质发生还原反应，从而除去氧化膜，反应生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料表面。 防止氧化：其熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔离层，因而防止了焊接面的氧化。 图15 松香 12 减小表面张力：增加焊锡流动性，有助于焊锡湿润焊件。 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 3、焊接方法 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2030cm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20cm以上的距离，通常以40cm时为宜，以有利于健康和安全。 电烙铁拿法 ：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法、正握法和握笔法三种，如图16。 图16 电烙铁的握法 操作步骤：四步施焊法，如图8，一刮、二镀、三测、四焊。 “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中去。 图17 四步焊接法 注意：焊接环境空气流动不宜过快。切忌在风扇下焊接，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。 13 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 4、焊接中常见错误与解决方案 错误：焊点上加锡过多，焊锡没凝固前移动了元件。 解决方法：焊锡丝只接触被加热了的焊盘，不要把焊锡丝涂在烙铁头上。在 锡凝固前不要去动。 错误：虚焊 解决方法：烙铁要加热整个焊盘，在焊接时不要“抖”，烙铁头不要离开焊盘。 错误：含铁角度不对 解决方法：电烙铁45度快速压在焊盘上，不要加热太久，以免焊盘氧化后不 沾锡。 5、焊接后的检查 焊接后首先对照PCB图检查有没有短路.漏焊.错焊的焊点，用镊子把元件轻轻拉一拉，看有没有虚焊.假焊的现象。如果没有短路.错焊.虚焊.假焊的点要进行对应处理。 对于漏焊的进行补焊，短路的要用吸锡器清除多余焊锡。错焊、虚焊、假焊的都要查处后重新焊接，焊接后用斜口钳将多余的元件脚剪掉。 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试验台右方。 4、烙铁必须插在烙铁架中。 14 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 7、焊点质量标准 1、焊接点要具有良好的导电性与强度：即焊锡与被焊金属物表面要分子相互扩散形成合金层，才是良好的焊接，条件是要有助焊剂作用于被焊处，并有足够的焊接时间和焊接温度。 2、焊点焊锡量要适当：过少则机械强度低，易造成虚焊或脱焊；过多则浪费焊锡，并易造成堆锡或包焊。焊点成30度左右的锥形并充满焊盘为焊锡量适当。 3、焊点呈锥形，焊锡要饱满，表面有光泽，光滑、清洁，无漏焊、虚焊、半边焊、连焊、毛刺、拉尖、气泡、针眼、焦块及污垢等焊接不良现象。 4、打了铆钉的焊点除了有漏焊、虚焊等焊接不良现象外，焊点的高度只要能满孔可以不再追加焊锡，给铆钉孔加焊锡时焊接时间不能长，如时间太长熔化的焊锡会从孔中漏下去造成元件脚连焊。 图18 几种不同的焊点 15 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 8、拆除焊点的方法 1、把电路板固定。 2、用镊子夹住元件。 3、用焊铁加热焊点。 4、趁焊锡融化是把元件从孔中拉出。 5、用开孔针或吸锡器去除焊盘孔中的残锡，为下次焊接做好准备。 9、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。 4、卧式插装：卧式插装是将元器件紧贴印制电路板插装，元器件与印制电路板的间距应大于1mm。卧式插装法元件的稳定性好、比较牢固、受振动时不易脱落。 5、立式插装：立式插装的特点是密度较大、占用印制板的面积少、拆卸方便。电容、三极管、DIP系列集成电路多采用这种方法。 图19 焊接电子元件插装方式 16 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 五、直流稳压电源的制作 1、直流稳压电源的原理图 图20 直流稳压电源的原理图 2、直流稳压电源的原理分析 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。四个环节的工作原理如下： (1)电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 (2)整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。 (3)滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足RL-CT/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。 17 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 (4)稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有CW317系列，它们的输出电压从1.25V37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。其典型电路如下图，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo1.25式中R1一般取120240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压。 3、直流稳压电源的制作 图21 直流稳压源电路板 18 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 4、直流稳压电源的调试 将制作的直流稳压源插上电源，会看到有一个发光二极管常亮，另外一个交替闪烁，输出3-5v的电压。 六、流水彩灯音乐盒的制作 1、实习目的 1、了解流水灯电路的工作原理。 2、熟悉电路中的主要电子集成元件CD4017的作用与特性。 3、进一步掌握电子产品的制作方法。 2、实习内容 1、画出实物电路图、装配图与连线工艺图。 2、在万用板上完成电路的安装与连接。 3、调试已完成的电路。 3、流水灯电路原理 电路有NE555，CD4017和10个LED组成流水灯电路，接通电源后，系统可以依次点亮每一盏LED灯。 NE555 CD4017十进制计数器 LED灯 图21 电路模拟框图 19 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 原理图中的CD4017是十进制计数/分频器。CD4017有10个输出端和1个进位输出端O5-9。每输入10个计数脉冲，O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输，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，则信号由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。 4、音乐播放电路 音乐播放电路使用了集成的音乐芯片，该芯片把一首歌的音符对应产生的音乐频率烧写到内部，加上所需要的元件，即可驱动扬声器发响。 图22 音乐播放电路 5、电路板焊接与装配图 图23 电路板装配图 20 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 图24 电路板反面焊接图 6、音乐盒制作的实物 6、焊接与调试中遇到的问题及解决方法 开始切板子时设计错误，导致盖子太小。 解决方法：重新找材料设计。 喇叭不响，开始把8050的三脚的b,c,e脚接反了，而且还出现虚焊的现象。 21 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 解决方法：重新焊接，调整三脚的位置。 在连线时出现严重错误导致LED只有红的发光二极管亮，喇叭没音乐，又换了一个音乐芯片，电路板连接好后，通电后发现三个二极管都发光，是因为555振荡器没有发生振荡现象。 解决方法：检查555振荡器各个脚是否连接正确。最后加了一个开关，但音乐盒的灯不亮，也没有音乐，是由于开关虚焊。重新焊接开关。 七、实验建议与小结 通过为期两周的电子电工实习，我进一步了解了安全用电的常识，知道了对电子元器件的使用的重要性，也认识到了人体触电的危险，并且掌握了如何避免触电及对触电人员进行解救和急救的相关知识，对电也有了切身的感性认识，对以后的进一步学习和工作都奠定了一个良好的基础。 实习过程中，不仅在巩固了以前的理论学习，更进一步将以前的所学知识运用到实际的实习项目中。在徐老师的指导下，我们在愉快轻松的氛围下，并且通过居家电气的设计项目熟练了对带电元件的操作，加深了对电的认识和操作。 此外，徐老师在本次电工实习过程中将理论学习和实际操作同步进行，通过理论教授，让我们独立得完成了流水彩灯音乐盒的制作。 在焊接流水彩灯音乐盒电路的过程中由于按照焊接原理图操作，并且每完成一部分都及时的检测，所以很快成功的完成了全部电路的焊接，并测试成功。这次电工电子实习，让我们认识到要培养谨慎严谨，实事求是科学的态度，尤其是以后对待自己负责的工作项目。 两周的电子电工实习，我们不仅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，以及团队协作共同进步的能力。 本次实习，我将以前的所学运用到了实际的作品中，让我对理论的学习又了更感性的认识，也加深了我学习相关课程的兴趣。看到自己独立完成的音乐盒能22 武汉理工大学电工电子阶段性实习实验报告 成功工作，自己也感到了一份成就感。 同时也向老师提出两点建议： 希望实习的内容更加丰富一些，这样进一步增加我们对整个理论学习和实习的兴趣；并且让我们在实践中去学习并理解更多的知识。 希望老师能够提供更多的自主支配时间，可以让我们在实验室多呆一会，做一些自己喜欢做的东西，因为在实验室里有那种氛围，可以让我们多学点东西。 23