高職院校電氣自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)前言本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)旨在配合高職院校電氣自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生提供系統(tǒng)、規(guī)范、實(shí)用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。通過(guò)親自動(dòng)手操作，學(xué)生能夠加深對(duì)電氣自動(dòng)化基本理論的理解，掌握常用電氣設(shè)備的操作技能、電路的連接與調(diào)試方法、故障的分析與排除能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和創(chuàng)新思維，為今后從事相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作奠定堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。本手冊(cè)的編寫(xiě)緊密結(jié)合高職教育的特點(diǎn)，注重實(shí)用性和技能培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選取既涵蓋了經(jīng)典的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，也融入了部分反映行業(yè)新技術(shù)、新工藝的綜合性實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器與器材、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考題等模塊，力求內(nèi)容翔實(shí)、步驟清晰、指導(dǎo)性強(qiáng)。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)認(rèn)真預(yù)習(xí)本手冊(cè)中的相關(guān)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅斫鈱?shí)驗(yàn)原理，熟悉實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度和操作規(guī)程，注意安全，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)及時(shí)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)真撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行深入分析和總結(jié)。希望同學(xué)們能充分利用本手冊(cè)，積極投入實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，勤于思考，勇于實(shí)踐，不斷提高自己的專(zhuān)業(yè)技能和綜合素養(yǎng)。第一章實(shí)驗(yàn)室安全守則1.1總則實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究的重要場(chǎng)所，安全是實(shí)驗(yàn)工作的首要前提。所有進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員必須嚴(yán)格遵守本守則，確保人身安全和設(shè)備安全。1.2安全基本要求1.著裝要求：實(shí)驗(yàn)時(shí)必須穿著合身的工作服，不允許穿拖鞋、高跟鞋、短褲、短裙進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。長(zhǎng)發(fā)者應(yīng)將頭發(fā)盤(pán)起或戴上工作帽。2.禁止行為：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)禁吸煙、飲食、喝水；禁止嬉戲打鬧、大聲喧嘩；禁止在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放置與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的物品。3.電源操作：接通電源前，務(wù)必檢查電路連接是否正確，儀器設(shè)備是否處于正常狀態(tài)。嚴(yán)禁濕手操作電源開(kāi)關(guān)和電器設(shè)備。4.設(shè)備檢查：使用儀器設(shè)備前，應(yīng)仔細(xì)閱讀其使用說(shuō)明書(shū)，了解其性能、操作方法和注意事項(xiàng)。發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，應(yīng)立即停止使用并報(bào)告指導(dǎo)教師。5.工具使用：正確使用電工工具，特別是螺絲刀、剝線(xiàn)鉗等，防止傷人或損壞設(shè)備。6.事故處理：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如發(fā)生觸電、火災(zāi)、設(shè)備損壞等意外事故，應(yīng)立即切斷電源，并報(bào)告指導(dǎo)教師，采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)急措施。7.實(shí)驗(yàn)結(jié)束：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)切斷電源，整理好實(shí)驗(yàn)器材、工具和實(shí)驗(yàn)臺(tái)面，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查同意后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。1.3電氣安全特別注意事項(xiàng)1.熟悉實(shí)驗(yàn)室總電源開(kāi)關(guān)的位置，以便在緊急情況下能迅速切斷電源。2.進(jìn)行高壓或大電流實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須有指導(dǎo)教師在場(chǎng)，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。3.不得隨意拆卸、改裝儀器設(shè)備。線(xiàn)路連接完畢后，應(yīng)仔細(xì)檢查無(wú)誤，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，方可通電。4.使用萬(wàn)用表、示波器等儀器時(shí)，注意選擇合適的量程，嚴(yán)禁超量程使用。5.實(shí)驗(yàn)中若需更換元器件或調(diào)整線(xiàn)路，必須先切斷電源。第二章實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)與基本要求2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義實(shí)驗(yàn)是電氣自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。其主要目的包括：*驗(yàn)證和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，建立理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系。*掌握常用電氣元器件的識(shí)別、檢測(cè)與選用方法。*掌握基本電路的設(shè)計(jì)、連接、調(diào)試與故障排除技能。*培養(yǎng)規(guī)范操作儀器儀表、準(zhǔn)確讀取和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。*培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。2.2實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)工作的總結(jié)，是衡量實(shí)驗(yàn)效果的重要依據(jù)。一份完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容：1.實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：明確實(shí)驗(yàn)的主題。2.實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間。3.班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名：實(shí)驗(yàn)者的基本信息。4.同組實(shí)驗(yàn)者：如有合作，注明同組成員。5.指導(dǎo)教師：指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的教師姓名。6.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模汉?jiǎn)述本次實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的目標(biāo)。7.實(shí)驗(yàn)儀器與器材：列出實(shí)驗(yàn)所用的主要儀器、設(shè)備、元器件的名稱(chēng)、型號(hào)規(guī)格及數(shù)量。8.實(shí)驗(yàn)原理：簡(jiǎn)要闡述實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的基本原理，可配合電路圖或文字說(shuō)明。9.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)的具體操作過(guò)程，包括電路連接、儀器調(diào)節(jié)、參數(shù)測(cè)量等關(guān)鍵步驟。10.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理：用表格形式清晰記錄原始數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的計(jì)算、整理和分析，繪制相關(guān)圖表。11.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析：記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象，并結(jié)合理論知識(shí)進(jìn)行分析和解釋。12.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象分析，得出明確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。13.思考題與討論：回答實(shí)驗(yàn)中提出的思考題，對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題、改進(jìn)建議等進(jìn)行討論。14.注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)特別注意的安全和操作要點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求書(shū)寫(xiě)工整、條理清晰、數(shù)據(jù)真實(shí)、分析合理、結(jié)論正確。2.3常用儀器儀表的基本操作2.3.1萬(wàn)用表萬(wàn)用表是一種多功能、多量程的便攜式電工儀表，可測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻等參數(shù)，部分萬(wàn)用表還可測(cè)量電容、電感、晶體管參數(shù)等。*使用前：檢查表筆是否完好，插入正確的插孔（電流檔需串聯(lián)，電壓、電阻檔需并聯(lián)）。根據(jù)被測(cè)量的種類(lèi)和大小，選擇合適的功能檔位和量程。若無(wú)法估計(jì)被測(cè)量大小，應(yīng)從最大量程開(kāi)始試測(cè)，再逐步減小量程。*測(cè)量直流電壓/電流：注意極性，紅表筆接正極，黑表筆接負(fù)極。*測(cè)量交流電壓：無(wú)需考慮極性。*測(cè)量電阻：必須先切斷被測(cè)電路的電源，將兩表筆短接進(jìn)行調(diào)零（數(shù)字萬(wàn)用表無(wú)需手動(dòng)調(diào)零，但需注意表筆接觸良好）。*使用后：將功能開(kāi)關(guān)置于交流電壓最大檔或“OFF”檔。2.3.2示波器示波器是一種用來(lái)觀察電信號(hào)波形的電子儀器，可直觀顯示信號(hào)的幅度、頻率、相位等參數(shù)。*使用前：熟悉面板上各旋鈕和按鍵的功能，如電源開(kāi)關(guān)、輝度、聚焦、X軸/Y軸位移、靈敏度選擇、掃描時(shí)間選擇、觸發(fā)方式等。*基本操作步驟：1.開(kāi)機(jī)預(yù)熱，調(diào)整輝度和聚焦，使光點(diǎn)或掃描線(xiàn)清晰。2.將觸發(fā)方式置于適當(dāng)位置（如“自動(dòng)”或“內(nèi)觸發(fā)”）。3.連接信號(hào)電纜，探頭接地夾與被測(cè)電路公共端連接，探針接觸被測(cè)點(diǎn)。4.選擇合適的Y軸靈敏度（V/div）和X軸掃描時(shí)間（t/div），使波形在屏幕上大小適中、穩(wěn)定顯示。5.通過(guò)位移旋鈕將波形移至屏幕中央，利用光標(biāo)或刻度讀取信號(hào)參數(shù)。*注意事項(xiàng)：避免在帶電情況下拔插探頭；測(cè)量高壓信號(hào)時(shí)需使用高壓探頭，并注意安全。2.3.3信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器能產(chǎn)生各種標(biāo)準(zhǔn)波形（如正弦波、方波、三角波等），并可調(diào)節(jié)其頻率和幅度。*使用前：了解輸出信號(hào)類(lèi)型、頻率范圍和幅度范圍。*基本操作步驟：1.選擇所需的波形類(lèi)型。2.設(shè)置輸出頻率（通過(guò)頻率調(diào)節(jié)旋鈕或數(shù)字按鍵輸入）。3.設(shè)置輸出幅度（通過(guò)幅度調(diào)節(jié)旋鈕或衰減開(kāi)關(guān)）。4.連接輸出電纜至被測(cè)電路，注意阻抗匹配。5.開(kāi)啟輸出開(kāi)關(guān)，輸出信號(hào)。*注意事項(xiàng)：輸出端嚴(yán)禁短路，特別是功率信號(hào)發(fā)生器。2.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的依據(jù)，必須保證其真實(shí)性和準(zhǔn)確性。*數(shù)據(jù)記錄：應(yīng)使用規(guī)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表，及時(shí)、準(zhǔn)確、清晰地記錄原始數(shù)據(jù)，不得隨意涂改。記錄時(shí)應(yīng)注明單位。對(duì)異常數(shù)據(jù)，應(yīng)標(biāo)記并分析原因。*數(shù)據(jù)處理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、平均、修正等處理。數(shù)據(jù)處理過(guò)程要規(guī)范，計(jì)算結(jié)果應(yīng)保留適當(dāng)?shù)挠行?shù)字位數(shù)。*數(shù)據(jù)表示：常用表格和圖表來(lái)表示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖表應(yīng)具有明確的名稱(chēng)，坐標(biāo)軸應(yīng)標(biāo)明物理量和單位，數(shù)據(jù)點(diǎn)清晰，曲線(xiàn)光滑。2.5基本故障排查方法實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到電路故障是常見(jiàn)現(xiàn)象，掌握基本的故障排查方法至關(guān)重要。*觀察法：觀察元器件有無(wú)燒焦、變形、冒煙，導(dǎo)線(xiàn)有無(wú)脫落、斷裂，連接是否松動(dòng)等。*測(cè)量法：*電阻法：斷電情況下，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量電路中相關(guān)點(diǎn)之間的電阻值，判斷是否有短路、斷路或接觸不良。*電壓法：通電情況下，用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量電路中關(guān)鍵點(diǎn)的電壓值，與理論值比較，判斷故障部位。*電流法：通過(guò)測(cè)量電路中的電流，判斷電路是否正常工作（需串聯(lián)電流表，操作較復(fù)雜，慎用）。*替代法：懷疑某個(gè)元器件損壞時(shí)，可用同規(guī)格的完好元器件替換，觀察故障是否消失。*分段排查法：將復(fù)雜電路分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單單元，逐個(gè)單元進(jìn)行檢查，縮小故障范圍。排查故障時(shí)，應(yīng)遵循“先外后內(nèi)、先簡(jiǎn)后繁、先靜后動(dòng)”的原則，仔細(xì)分析，邏輯推理，逐步縮小故障范圍，最終找到故障點(diǎn)并排除。第三章基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)一常用電路元器件的識(shí)別與參數(shù)測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.認(rèn)識(shí)電阻器、電容器、電感器、二極管、三極管、繼電器、熔斷器等常用電氣元器件的類(lèi)型、外形及引腳。2.掌握用萬(wàn)用表檢測(cè)上述常用元器件基本參數(shù)和質(zhì)量好壞的方法。3.學(xué)會(huì)正確選用元器件。二、實(shí)驗(yàn)儀器與器材1.指針式萬(wàn)用表或數(shù)字萬(wàn)用表2.各類(lèi)待檢測(cè)元器件（電阻、電容、電感、二極管、三極管、小型繼電器、保險(xiǎn)絲等）3.面包板、導(dǎo)線(xiàn)若干三、實(shí)驗(yàn)原理1.電阻器：根據(jù)色環(huán)或標(biāo)稱(chēng)值識(shí)別電阻大小，用萬(wàn)用表電阻檔直接測(cè)量其阻值，并與標(biāo)稱(chēng)值比較，判斷其是否正常。2.電容器：根據(jù)標(biāo)稱(chēng)值識(shí)別電容大小和耐壓值。用萬(wàn)用表電阻檔（或電容檔）檢測(cè)電容的充放電性能及是否漏電、短路。電解電容需注意極性。3.電感器：主要檢測(cè)其通斷及是否有匝間短路。用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量其直流電阻，正常應(yīng)為很小的阻值（接近零）。4.二極管：利用其單向?qū)щ娦?，用萬(wàn)用表二極管檔或電阻檔測(cè)量正反向電阻來(lái)判斷其好壞及極性。正向電阻小，反向電阻大。5.三極管：可將其視為兩個(gè)PN結(jié)，通過(guò)測(cè)量基極-發(fā)射極、基極-集電極之間的正反向電阻，判斷其類(lèi)型（NPN或PNP）、引腳及放大能力。6.繼電器：識(shí)別線(xiàn)圈引腳和觸點(diǎn)引腳。用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量線(xiàn)圈電阻，判斷線(xiàn)圈是否斷路。手動(dòng)按壓銜鐵，測(cè)量觸點(diǎn)通斷是否正常。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.電阻器的識(shí)別與測(cè)量：*選取不同類(lèi)型和標(biāo)稱(chēng)值的電阻器（如碳膜電阻、金屬膜電阻），記錄其標(biāo)稱(chēng)值（色環(huán)法或直標(biāo)法）。*用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量其實(shí)際阻值，記錄數(shù)據(jù)，并與標(biāo)稱(chēng)值比較，計(jì)算誤差。判斷電阻是否完好。2.電容器的識(shí)別與檢測(cè)：*選取不同類(lèi)型和容量的電容器（如瓷片電容、電解電容），記錄其標(biāo)稱(chēng)容量和耐壓值。*對(duì)于電解電容，用萬(wàn)用表電阻檔（R×1k或R×10k檔），兩表筆分別接觸其正負(fù)極，觀察指針（或數(shù)字變化），應(yīng)有明顯的充放電過(guò)程。交換表筆，現(xiàn)象應(yīng)更明顯。若阻值為零或很小，則電容短路或漏電嚴(yán)重。*對(duì)于小容量無(wú)極性電容，可用電容檔直接測(cè)量其容量。3.電感器的識(shí)別與檢測(cè)：*觀察電感器的外形，記錄其標(biāo)稱(chēng)電感量（如有）。*用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量其線(xiàn)圈直流電阻，正常應(yīng)接近零（若為無(wú)窮大則線(xiàn)圈斷路）。4.二極管的識(shí)別與檢測(cè)：*識(shí)別二極管的正負(fù)極（通常有標(biāo)記，如色環(huán)、箭頭）。*用萬(wàn)用表二極管檔（或電阻R×1k檔）測(cè)量其正向壓降（或正向電阻）和反向壓降（或反向電阻）。正向壓降硅管約0.6-0.7V，鍺管約0.2-0.3V。反向電阻應(yīng)很大（或反向壓降為無(wú)窮大）。5.三極管的識(shí)別與檢測(cè)：*識(shí)別三極管的引腳（基極b、集電極c、發(fā)射極e）和類(lèi)型（NPN或PNP）。*以NPN管為例，用萬(wàn)用表測(cè)量b-e、b-c之間的正向電阻（較?。┖头聪螂娮瑁ㄝ^大），e-c之間正反向電阻均應(yīng)很大。初步判斷三極管的好壞。6.小型繼電器的檢測(cè)：*識(shí)別繼電器的線(xiàn)圈引腳和常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)引腳。*用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量線(xiàn)圈電阻值（應(yīng)符合標(biāo)稱(chēng)值范圍）。*用手按壓銜鐵，測(cè)量觸點(diǎn)之間的通斷狀態(tài)是否切換正常。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理將所測(cè)元器件的型號(hào)、標(biāo)稱(chēng)值、測(cè)量值及判斷結(jié)果填入自制表格中。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.測(cè)量前務(wù)必選擇正確的萬(wàn)用表檔位和量程。2.測(cè)量電容前，需先將電容放電，特別是大容量電容。3.測(cè)量高壓元器件時(shí)要注意安全。4.繼電器線(xiàn)圈通電測(cè)試時(shí)，注意電壓等級(jí)，防止燒毀線(xiàn)圈。七、思考題1.如何用萬(wàn)用表區(qū)分一個(gè)未標(biāo)注的二極管和三極管？2.為什么測(cè)量大容量電解電容時(shí)，萬(wàn)用表指針會(huì)先向右偏轉(zhuǎn)然后慢慢回到無(wú)窮大（或較大阻值）位置？3.若測(cè)得一個(gè)電阻的阻值為無(wú)窮大，說(shuō)明什么問(wèn)題？若為零呢？實(shí)驗(yàn)二基本電路的連接與測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握簡(jiǎn)單直流電路的連接方法，熟悉電路的組成。2.驗(yàn)證基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL）。3.學(xué)習(xí)使用萬(wàn)用表測(cè)量電路中的電壓和電流。4.掌握電路故障的初步排查方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器與器材1.直流穩(wěn)壓電源2.萬(wàn)用表3.面包板4.電阻若干（不同阻值）5.導(dǎo)線(xiàn)若干三、實(shí)驗(yàn)原理1.基爾霍夫電流定律（KCL）：在集總參數(shù)電路中，任何時(shí)刻，對(duì)任意節(jié)點(diǎn)，流入該節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。即ΣI入=ΣI出或ΣI=0（規(guī)定流入為正，流出為負(fù)）。2.基爾霍夫電壓定律（KVL）：在集總參數(shù)電路中，任何時(shí)刻，沿任意閉合回路繞行一周，各段電路電壓的代數(shù)和等于零。即ΣU=0（規(guī)定與繞行方向一致的電壓降為正，反之為負(fù)）。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.驗(yàn)證基爾霍夫電流定律（KCL）：*按圖（自行設(shè)計(jì)一個(gè)具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，該節(jié)點(diǎn)有三條或以上支路）在面包板上連接電路。*將直流穩(wěn)壓電源調(diào)至合適電壓值（如+5V）。*閉合電源開(kāi)關(guān)，用萬(wàn)用表直流電流檔分別測(cè)量流入和流出該節(jié)