|
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторный практикум по электротехнике и электронике в соответствии с государственными образовательными стандартами предусматривает практическое освоение студентами экспериментальных методов исследования электрических цепей и электронных схем, закрепление теоретических знаний и навыков расчета электриче- ских цепей и электронных схем, знакомство с электрическими измерениями.
Широко распространенные в настоящее время компьютерные лабораторные практикумы не отвечают в полной мере этим требованиям. Экран компьютера, как и тренажер, не может заменить реальной практической работы с электрическими и элек- тронными схемами и измерительными приборами. Кроме того, каждая дисциплина, изучаемая в вузе или техникуме, должна ассоциироваться с запоминающимся учебным оборудованием, приборами и усилиями, потраченными учащимися на выполнение экс- периментальных и расчетных заданий. Компьютер, на котором мы ежедневно выполня- ем самые разные работы, является унифицированным рабочим инструментом и не свя- зан с конкретными учебными дисциплинами.
На кафедре Теоретических основ электротехники МИРЭА наряду с внедрением в учебный процесс компьютерного моделирования электрических цепей и электронных схем с использованием программы Electronics Workbench 5.12 (EWB 5.12), разработан и внедрен в учебный процесс новый универсальный лабораторный стенд для реального исследования аналоговых электрических цепей с использованием современных прибо- ров. Этот универсальный лабораторный стенд, названный "Миниатюрная электро- техническая лаборатория МЭЛ" (в настоящее время выпускается МЭЛ-2), позволяет выполнить более 20 лабораторных работ по исследованию электрических цепей и элек- тронных схем в аналоговой лаборатории и конструктивно соответствует современным тенденциям миниатюризации аппаратуры. Кафедра ТОЭ МИРЭА кроме аналоговой ла- боратории имеет два компьютерных класса, в которых лабораторные работы студенты выполняют с помощью программы схемотехнического моделирования Electronics Workbench 5.12. Несмотря на появление более поздних версий (MultiSim), программа EWB 5.12 наиболее подходит для быстрого освоения и использования учащимися.
На кафедре ТОЭ МИРЭА создан комплексный лабораторный практикум по электротехнике и электронике, в котором сочетаются аналоговые и компьютерные лабораторные средства исследования электрических и электронных цепей, а также ис- пользование в расчетных заданиях современных компьютерных программ (например, Mathcad). Необходимая литература для изучения компьютерных программ и подготов- ки к лабораторным работам приведена в библиографическом списке. Компьютерные программы моделирования и расчета электрических цепей дают обучающимся мощный современный аппарат исследования и проектирования электронных устройств. Анало- говая лаборатория дает навыки работы с реальными приборами, сборки электрических схем, исследования характеристик реальных электронных компонентов. Изящные
«Миниатюрные электротехнические лаборатории МЭЛ» и схемы электрических цепей, изображенные на лицевых панелях этих универсальных стендов, запомнятся студентам как образцы современного учебного лабораторного оборудования.
Дальнейшим развитием применения современных информационных технологий в электротехническом образовании является изучение студентами высокопроизводи- тельной и весьма перспективной среды программирования LabVIEW, позволяющей, в частности, самостоятельно создавать виртуальные приборы и снимать измерения с экрана компьютера. Заключительная глава лабораторного практикума содержат крат- кие сведения о LabVIEW и описания созданных автором трех виртуальных приборов (VIMEL-DC, VIMEL-AC, VIMEL-GRAF), которые позволяют, используя средство сбора данных (например, аналого-цифровой преобразователь компании National Instru-
ments), выполнять все лабораторные работы на стендах МЭЛ в компьютеризированном варианте, проводя измерения и регистрацию результатов на компьютере. Такое первое ознакомление с технологией применения виртуальных приборов может заинтересовать студентов в более глубоком изучении LabVIEW.
Детальное изучение и практическое освоение LabVIEW потребует от студентов значительных усилий. Необходимая для начального ознакомления литература приведе- на в библиографическом списке. Хорошее знание среды программирования LabVIEW дает инженеру мощный и высокопроизводительный инструмент для разработок и ис- следований современной техники.
Для каждой специальности и формы обучения конкретный перечень минимума лабораторных работ установлен рабочими программами и сообщается студентам пре- подавателями. Для углубленного изучения электротехники и электроники мы рекомен- дуем выполнить большее количество работ (желательно все). При условии хорошей предварительной домашней подготовки на универсальном лабораторном стенде МЭЛ можно за одно занятие выполнить 2-3 лабораторные работы. Кроме того, на домашнем компьютере можно выполнить остальные работы, используя EWB 5.12.
Данный лабораторный практикум рассчитан на рациональное сочетание компью- терного моделирования и аналоговой лаборатории. Описания выполнения всех лаборатор- ных работ изложены сразу для двух методов исследования и содержат аналоговые схемы и компьютерные модели. Порядок выполнения работ, как правило, одинаковый. Дополни- тельные пояснения по управлению реальными и виртуальными приборами даны в тексте заданий.
Лабораторный практикум содержит наиболее важные разделы электротехники и электроники. В каждом разделе даны краткие теоретические сведения, необходимые для подготовки к лабораторной работе, контрольные вопросы и задачи для предвари- тельного опроса и допуска к работе, описание изучаемых схем, лабораторное задание, домашнее расчетное задание и примерные задачи для зачета. В теоретических разделах приведены листинги программ расчета электрических цепей в Mathcad. При этом мы полагаем, что учащиеся знакомы с программой Mathcad, и даем лишь необходимые по- яснения к листингам.
Do'stlaringiz bilan baham: |
