《汽車電工電子基礎》實驗指導書

汽車電工電子基礎課程實驗（實訓）指導書適用專業(yè)：汽車檢測與維修技術指導書撰寫：付晨指導書審定：機電系實驗指導書審定小組制定日期：二一一年七月汽車電工電子基礎實驗指導書、本實驗課程的教學目的和基本要求實現(xiàn)汽車電工電子基礎課程的驗證性實驗，使同學們掌握相關知識的實際應用，相關電路的設計，測試和計算，培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力以及自學能力。二、本實驗課程涉及的主要儀器設備直流穩(wěn)壓電源，萬用表，電阻，電容，半導體二極管，三極管，數(shù)字電路實驗箱，模擬電路實驗箱，變壓器，直流穩(wěn)壓電源，數(shù)字示波器等。三、本實驗課程的實驗項目設置一覽序 號實驗項目名稱學時實驗類型實驗要求目的要求實驗層次01萬用表測量技術2綜合必做了解萬用表的面板結構及測量功能，學習使用方法，學習伏安法測量電阻基本型實 驗02驗證基爾霍夫定律2綜合必做驗證KCL,KVL定律，學習直流穩(wěn)壓電源的使用03電阻識別2驗證必做 用萬用表測量電阻，并掌握電阻的色帶判別法04汽車點火線圈的測試2驗證必做利用萬用表測試汽車開磁路和閉磁路點火線圈的接線柱，測量一次繞組、二次繞組05電機的識別與測試2綜合必做學習和認識電機的構造與工作原理，使用萬用表測量電機06電路板焊接技術2綜合必做學習使用電烙鐵，學習簡單的電路板焊接技術07半導體二極管、三極管的極性判斷及特性測試2驗證必做學會用萬用表測試半導體二極管和三極管的管腳和極性08數(shù)字示波器的使用和波形分析2綜合必做學習使用數(shù)字示波器和函數(shù)信號發(fā)生器，學習使用數(shù)字示波器觀察基本波形09譯碼顯示電路2驗證必做利用雙七段顯示器驗證譯碼器實驗一 萬用表測量技術一、實驗目的1、了解萬用表的面板結構及測量功能。2、學會萬用表使用方法。3、學會用途伏安法測量電阻。二、實驗儀器1、直流穩(wěn)壓電源 1臺2、萬用表 1塊3、導線 若干，4、電阻 10個三、實驗原理（一）、萬用表的類型及基本使用方法 萬用表是一種最常用的電工測量儀表，它功能齊全，能夠測量多種電量和電參數(shù)，并且測量量程多、操作簡單、攜帶方便。目前，廣泛使用的萬用表有兩種：普通指針式萬用表和數(shù)字萬用表。指針式萬用表可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓、直流電阻以及音頻電平，有的還可以測量電容、電感以及三極管放大系數(shù)。數(shù)字萬用表除了具有以上功能外，還可以測量頻率、周期、時間間隔等參數(shù)。1指針式萬用表 指針式萬用表以指針的偏轉(zhuǎn)來指示被測量的大小。它主要由磁電式測量機構(俗稱表頭)、測量線路和轉(zhuǎn)換開關三部分組成。國產(chǎn)MF型萬用表一般為1.52.5級；萬用表的使用頻率范圍一般為451000 Hz，有的可以更寬一些。實驗圖1-1-1 MF47型萬用表面板圖四、實驗內(nèi)容(1)直流電流和電壓的測量 測量0.05500mA的直流電流或0.25l000 V的直流電壓時，先將轉(zhuǎn)換開關旋至相應被測量的范圍內(nèi)，選好量程，再將測試表筆串人(測電流)或并入(測電壓)被測電路中進行測量。注意插在“+”孔中的紅表筆應接在被測電路的正極，插在“-”孔中的黑表筆應接在被測電路的負極。提示：測量時的量程選擇要合適，應使指針偏轉(zhuǎn)在2/3量程左右的范圍內(nèi)。5A和2500V量程為單獨插孔，在使用5A直流電流插孔測直流電流時，轉(zhuǎn)換開關應置于500mA電流量程位置，使用2500V電壓插孔測直流電壓時，轉(zhuǎn)換開關應置于直流1000V電壓量程位置。(2)交流電壓的測量 交流電壓的測量方法與直流電壓的測量方法相同。 提示：在使用2500V電壓插孔測交流電壓時，轉(zhuǎn)換開關需置于交流1000V量程位置。為擴大交流電壓的量程，在測量電路中需要串聯(lián)附加電阻，萬用表的交流電壓擋附加電阻與直流電壓擋共用。(3)電阻的測量 MF47型萬用表電阻擋具有五個量程。它們共用一條刻度線。由于量程之間是10倍關系，為保證測量準確，每次測量前首先選好量程，然后必須調(diào)零，其方法是：將紅、黑表筆短接，旋動調(diào)零旋鈕，直到指針指示“0”為止。萬用表的指針轉(zhuǎn)角與被測電阻一一對應，電阻刻度為非均勻刻度。 提示：為保證在不同量程下測量機構滿偏電流不變，需要電池電壓不變；萬用表干電池的端電壓會隨時間的延長而下降，導致工作電流變小，使測量結果偏大，所以在測量線路中設有調(diào)零電路。面板上的調(diào)零旋鈕對應于并聯(lián)在測量機構上的調(diào)零電位器，利用該調(diào)零電位器，可調(diào)整測量機構的工作電流，使調(diào)零時的指針滿偏；由于萬用表電阻刻度不均勻，使電阻擋的有效測量范圍僅局限于誤差較小的0.110倍中值電阻范圍內(nèi)。測量時，若被測量超出這個范圍，應轉(zhuǎn)換量程擋，調(diào)零后重新測量。(4)三極管直流放大系數(shù)的測量先將轉(zhuǎn)換開關置于三極管調(diào)節(jié)“ADJ位置，短接紅黑表筆，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指示在綠色三極管刻度線的300刻度值上，然后再將轉(zhuǎn)換開關轉(zhuǎn)到“hFE”位置，將待測三極管管腳分別插入三極管測試座的ebc管座內(nèi)，就可根據(jù)指針位置從綠色刻度線上讀取該三極管的直流放大系數(shù)。提示：N型三極管應插入N型管孔內(nèi)，P型三極管應插入P型管孔內(nèi)。1、用萬用表直流電壓檔測量電壓(1)把萬用表轉(zhuǎn)換開關選至測直流電壓。(2)根據(jù)被測量大小選擇量程。(3) 測量時兩個表筆的正、負極與被測電壓的正負相并聯(lián)，從直流電壓表刻度上讀取指針示數(shù)。(4)調(diào)整穩(wěn)壓電源，填入實驗報告表中。a、用伏安法測電阻，做伏安特性曲線b、將電阻和萬用表與直流穩(wěn)壓電源串接。c、萬用表選擇10mA量程。d、調(diào)整穩(wěn)壓電源，測出相應電流。e、由測得的電流值計算電阻。 四、總結與討論分析伏安法測電阻產(chǎn)生誤差的原因。實驗二驗證基爾霍夫定律一、實驗目的1、驗證KCLKVL定律。2、學習直流電源的測量方法和測量技術。3、學習直流穩(wěn)壓電源的使用。二、實驗儀器1、直流穩(wěn)壓電源 1臺2、萬用表 2塊3、電路板 1個三、實驗內(nèi)容及步驟實驗圖2-1-1實驗圖2-1-2第一定律（節(jié)點電流定律）：電路中，任意時刻流入任一節(jié)點的電流，恒等于流出 這個節(jié)點的電流。若規(guī)定流入節(jié)點的電流為正，流出節(jié)點的電流為負值，則：第二定律（回路電壓定律）：沿任一閉合回路繞行一周，各電路元件上的電壓降的 代數(shù)和為零，即：運用上述定律時必須注意電流的正方向，此方向可預先任意設定。要注意參考方向的概念，所謂參考方向是指如圖實驗圖所示的一條支路ab在事先不知道其電流方向的情況下，假定電流方向從A到B這就是I的參考方向按照這個方向去測電流即將電流表的正極接A點，負極接B點，如果電流表的值為正，則說明參考方向與實際方向相同，如果值為負則說明參考方向與實際方向相反。同理可解釋電壓的參考極性。將測量結果填入表中。四、總結與討論如果改變電流表、電壓表極性即參考方向改變了讀數(shù)會有變化嗎？定律還能得到驗證嗎？實驗三 電阻識別一、實驗目的1、學習色帶法判斷電阻阻值。2、通過萬用表判斷電阻阻值。3、比較兩種方法所讀出的阻值。二、實驗儀器1、電阻 10個2、萬用表 1塊3、電路板 1個三、實驗內(nèi)容及步驟實驗圖4-3-1(1)用萬用表電阻表測量選用電阻。(2)根據(jù)被測量大小選擇量程，然后表筆相接后旋轉(zhuǎn)調(diào)零按鈕調(diào)零。(3)測量時兩個表筆的正、負極與被測電阻相連，從電阻表刻度上讀取指針示數(shù)。如圖所示電阻色環(huán)讀數(shù)1 2 3 4 5 棕 紅 橙 黃 綠 6 7 8 9 0 藍 紫 灰 白 黑 四環(huán)電阻： 第一環(huán) 第二環(huán) 第三環(huán) 第四環(huán) 有效數(shù)字1 有效數(shù)字2 乘十的冪數(shù) 精度：無20%;銀10%;金5% 五環(huán)電阻： 第一環(huán) 第二環(huán) 第三環(huán) 第四環(huán) 第五環(huán) 有效數(shù)字1 有效數(shù)字2 有效數(shù)字3 乘十的冪數(shù) 精度：銀10%;金5%;紅2%;棕1% 對于冪指數(shù)環(huán)，金表示-1,即乘以0.1 所以棕黑金金的電阻的阻值為1歐姆，精度5%(4)識背色帶法圖表，依據(jù)色帶法判斷上述電阻阻值，與萬用表所測讀數(shù)進行比較。實驗四 汽車點火線圈的測試一、實驗目的1、掌握用萬用表檢測點火線圈地方法。二、實驗儀器閉磁路點火線圈 1個萬用表 1塊三、實驗內(nèi)容及步驟實驗圖4-1-1實驗圖4-1-2實驗圖4-1-31、把萬用表打到R1檔，萬用表表筆連接在一次繞組接線端上，測試一次繞組是否有斷路或者短路。如4-1-3左圖2、把萬用表選定在R1k檔，并把表筆連在線圈二次接線端和一個一次接線端上，測試二次繞組是否有斷路或短路。如4-1-3右圖實驗五 直流電機的識別與測試一、實驗目的1、掌握電機的拆裝順序2、了解直流電機各零件的名稱和作用。3、掌握對直流電機進行簡單測量的方法。二、實驗儀器汽車啟動用直流電機，萬用表，維修工具三、實驗內(nèi)容及步驟1、啟動機拆解(1)拆下連接片與電磁開關，取下電磁鐵心。(2)拆下防塵箍，拆下電磁開關與驅(qū)動端蓋的緊固螺釘，取下電磁開關。(3)拆下起動機防護罩。(4)用電刷鉤取出四只電刷。(5)旋出兩支穿心連接螺栓，使驅(qū)動端蓋（連轉(zhuǎn)子）、定子與電刷端蓋分離，注意轉(zhuǎn)子換向器處止推墊圈片數(shù)。(6)拆下中間支承板螺釘、拆下拔叉銷軸，從驅(qū)動端蓋中取出轉(zhuǎn)子（帶中間支撐板、單向離合器）。(7)拆下轉(zhuǎn)子驅(qū)動端鎖環(huán)，取下?lián)跞Γ∠聠蜗螂x合器、中間支撐板。 電機結構如圖4-2-1所示2、直流電機的檢測實驗圖4-2-12、直流電機的檢測(1)勵磁繞組的檢測，如圖4-2-2所示。實驗圖4-2-2勵磁繞組斷路的檢查：首先通過外部驗視，看其是否有燒焦或斷路處，若外部驗視未發(fā)現(xiàn)問題，可用萬用表電阻R1擋檢測，兩表筆分別接觸起動機外殼引線(即電流輸入接線柱)與勵磁繞組絕緣電刷接頭是否導通，如果測得的電阻為無窮大，說明勵磁繞組斷路，應予以檢修或更換。勵磁繞組搭鐵的檢查：用萬用表電阻RlOk擋(或數(shù)字萬用表高阻擋)檢測磁場繞組電刷接頭與起動機外殼是否相通，如果相通，說明勵磁繞組絕緣不良而搭鐵；如果阻值較小，說明有絕緣不良處，應檢修或更換勵磁繞組。勵磁繞組短路的檢查：可用2V直流電進行接線，如圖4-40所示。電路接通后，將旋具放在每個磁極上，檢查磁極對旋具的吸引力是否相同。若某一磁極吸力太小，就表明該勵磁繞組有匝間短路故障存在。(2)電樞繞組的檢查樞繞組的檢查，可在汽車電器實驗臺上的電樞檢驗儀上進行。搭鐵檢驗：用附件F6一根，一端插入插座33，一端接電樞軸，另一根附件F6一端插入插座34，一端接至整流子銅片，如有搭鐵，指示燈25即亮，可標出搭鐵的整流子銅片。短路檢驗：如圖441，將待試的電樞放在電樞感應儀3上，接通開關60，燈19亮，感應儀配備一鋼片，將該鋼片放置于電樞鐵心線槽上，如該鋼片振動發(fā)聲，則表明繞組有短路故障。不斷慢慢轉(zhuǎn)動電樞一圈，將鋼片依次逐個放置于各線槽上，對每一故障處做出標記。由于起動機電樞繞組采用波繞法，所以當鋼片在四個鐵心槽出現(xiàn)振動時，說明相鄰換向器銅片間短路；當鋼片在所有槽上振動時，說明同一個槽中上、下兩層導線短路。(3)斷路檢驗將待試的電樞放在感應儀上，接通開關60，燈19亮，將感應儀所附試棒兩觸針放在相鄰兩整流子片上，若電流表18針不動，移動觸針至電流表指出某一電流數(shù)值，固定此觸針位置，然后轉(zhuǎn)動電樞，使其余兩鄰片也達到此位置，用觸針測其電流，如電樞沒有損壞，相鄰兩整流子片在電流表18上的讀數(shù)均應不變，若電流表18無讀數(shù)則表明該繞組斷路。(4)用電刷鉤取出四只電刷。實驗六 電路板焊接技術一、實驗目的：1、掌握電烙鐵使用方法。2、學會使用電烙鐵焊接基本的電子元件。二、實驗原理1、電烙鐵 1個2、電路板 1個3、焊錫絲、焊錫膏、松香等三、實驗線路與實驗步驟1、仔細閱讀電烙鐵使用說明書2、焊接技術要求焊點平滑光亮，浸潤良好，焊料適量，能看出引線輪廓；焊點無針孔、掛流、錫尖、橋接等；焊點牢固，引線或?qū)Ь€適當施以拉力時，不應松動、裂縫或脫落；焊點不允許有漏焊、錯焊、虛焊和假焊等現(xiàn)象。 提示：虛焊是指焊錫與被焊件沒有形成金屬合金，只是簡單地依附在被焊件表面。3、焊接一般工藝流程焊前準備-工件結合-涂適量助焊劑-施焊-清洗-整理自檢-送驗。 提示：大量元器件在焊接時，由于引線已被氧化而不能直接進行焊接。為了保證焊接質(zhì)量，在焊接前應先去除氧化層并進行搪錫處理，就是在元器件的引線或被焊部位涂上一層錫，以增加可焊性。有些氧化嚴重的引線還要用刮腳的辦法先去除氧化層。對于鍍金或鍍銀的引線，只要用橡皮擦干凈就可搪錫。對于合金材料引線，可焊性較差而且很難搪錫，用活性較強的助焊劑進行搪錫。對于有絕緣層的導線在焊接前還應進行剝線，塑膠導線可借助剝線鉗得到長度合適的剝頭，剝出的芯線有氧化層時，用刀片刮凈或用細砂紙細心砂凈，然后才能用電烙鐵搪錫；對多股絲漆包線剝線時，可先將絲包絕緣物捻松。并向后退1020 mm，露出漆包芯線，再把芯線擰在一起，放在酒精燈外火焰處，燒去漆層，但燒線時間不能過長，當燒至芯線發(fā)黃紅色時，立即離開火焰以免燒熔，紗布擦干凈就可搪錫。結構件焊接是指將導線焊接在各種元器件的引腳上或者元件間的懸掛焊接。結構件焊接過程中，最好使用帶松香的管形焊錫絲，一手拿電烙鐵，一手拿焊錫絲，被焊件穩(wěn)固地安放在焊件架上，電烙鐵要拿穩(wěn)對準。具體的焊接步驟(如實驗圖5-1-1所示)實驗圖5-1-14、焊援后整理經(jīng)焊接后元器件的排列位置會發(fā)生偏移，有的導線散亂，還有的導線端頭套管未套等，這都影響裝配質(zhì)量，因此要進行整理，做到元器件、導線排列整齊，美觀大方。依據(jù)工藝標準和技術條件，對產(chǎn)品進行全面檢查。提示：為了確定焊點是否合格，習慣上規(guī)定在放大一定倍數(shù)的情況下來檢查焊點，可使用210倍放大鏡進行觀察；焊點在通常的情況下，用手或工具輕輕地搖動電路板，也可用橡皮錘輕擊焊點，使其產(chǎn)生振動；還可用鑷子輕輕撥動器件引線，聽其聲音，如果某引線聲音有異變，則說明此引線，的焊點有問題。進一步：用萬用表依照電路進行檢查。操作：按照上面介紹的焊接工藝和步驟，進行電子元件在印制電路板上的焊接練習和電器結構件焊接練習。四、總結與討論熟練掌握焊接方法，可于焊接后用萬用表進行測試，是否有斷路等情況。實驗七 半導體二極管、三極管的極性判斷及特性測試一、實驗目的1、熟悉二極管和三極管的外形和管腳判別法2、通過實驗掌握用萬用表測試二極管和三極管的方法。二、實驗儀器1、萬用表 1塊2、二極管、三極管 若干三、實驗內(nèi)容及步驟在實際工作中，經(jīng)常遇到判別三極管管型、管腳極性判別問題，以及檢測判斷三極管是否損壞的問題。判定的方法主要有目測和萬用表檢測兩種方法，實際工作中經(jīng)常采用目測法，在目測法不能做出準確判斷時，再利用萬用表進行檢測。1、目測法(1) 管型的判別 一般情況下，管型是NPN還是PNP應該從管殼上標注的型號來判別。依照部頒標準，三極管型號的第二位(字母)，A、C表示PNP管；B、D表示NPN管。例如：3AX、3CG、3AD、3CA 等均表示PNP型三極管。3BX、3DG、3DD、3DA等均表示NPN型三極管。提示：三極管型號中的第一位數(shù)字3，表示三極管；第三位字線表示三極管的功率及頻率特性；第四位數(shù)字表示序列號。詳細內(nèi)容請參考三極管手冊。按實驗圖3-2-2在EWB5.0軟件中連接各元器件。(2) 管腳極性的判別 常用的小功率三極管有金屬圓殼封裝和塑料封裝(半圓柱形)等，管腳排列如圖5-19(a)所示。大功率三極管的外形有金屬殼封裝(扁柱形)管腳排列如圖5-2-1所示，以及塑料封裝(扁平、管腳直列)等形式。實驗圖5-2-12、用萬用表電阻擋判別 三極管內(nèi)部有兩個PN結，利用PN 結的單向?qū)щ娦?，可用萬用表電阻擋判別管子類型和e、b、c 三個極。(1) 基極的判別 判別管腳時應首先確認基極。一般情況下，基極排列在三個電極的中間(大功率金屬殼扁平形封裝除外)。用指針式萬用表的黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個極。若測得電阻都較小，約為幾百歐至幾千歐；將紅黑表筆對調(diào)，測得電阻都較大，約為幾百千歐以上，這個管子就是NPN 管，最初黑表筆接的就是基極。用指針式萬用表的黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個極。若測得電阻都較大，約為幾百千歐以上；將紅黑表筆對調(diào)，測得電阻都較小，約為幾百歐至幾千歐。這個管子就是PNP管。最初黑表筆接的就是基極。(2) 集電極和發(fā)射極的判別 對于NPN 管，確定基極后，用指針式萬用表的兩個表筆分別接觸另兩個管腳，同時用指尖輕觸基極，觀察萬用表指針擺動情況；將兩個表筆對調(diào)，重復上述過程。取指針擺動較大一次的表筆接觸位置，黑表筆接觸的是集電極c，紅表筆接觸的是發(fā)射極e。 對于PNP管，確定基極后，用指針式萬用表的兩個表筆分別接觸另兩個管腳，同時用指尖輕觸基極，觀察萬用表指針擺動情況；將兩個表筆對調(diào)，重復上述過程。取指針擺動較大一次的表筆接觸位置，黑表筆接觸的是發(fā)射極e，紅表筆接觸的是集電極c。實驗八 數(shù)字示波器的使用和波形分析一、實驗目的1、學習使用數(shù)字示波器。2、學習函數(shù)信號發(fā)生器的使用。3、使用數(shù)字示波器觀察函數(shù)信號發(fā)生器的幾種基本波形。二、實驗儀器1、數(shù)字示波器 1臺2、函數(shù)信號發(fā)生器 1臺三、實驗內(nèi)容及步驟1、電子技術實驗中，常用的儀器儀表有示波器、低頻信號發(fā)生器、交直流數(shù)字電壓表、電子管毫伏表、直流穩(wěn)壓電源及萬用表等。它們的主要用途和相互關系如圖7-1-1所示。實驗圖7-1-12、用數(shù)字電壓表、萬用表分別測量直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓接通穩(wěn)壓電源，分別調(diào)節(jié)其輸出電壓值為1.25V、2.95V、4.55V、14.8