编辑推荐
《电子产品原理安装与调试/国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》特色:
“电子产品常用单元电路分析”:从解决问题的角度出发,讨论电路结构的搭建、参数选择和进行原理分析。
“电子产品电子技术应用实例”:帮助读者建立起电子产品的结构框架,了解局部和整体间的关系,学会电子产品的基本分析方法。
“常用电子元器件的识读与检测”:帮助从业者学习对常用电子元器件的识读与检测能力。
“电子产品安装与调试工艺”:帮助读者掌握电子产品中单元电路的安装与调试及整机的安装与调试方法的应用实践性的学习。
内容简介
《电子产品原理安装与调试/国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》根据目前职业教育教学改革的要求,以注重基础、突出应用和技能为特点来设计书中内容。常用电子单元电路分析是《电子产品原理安装与调试/国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》的理论基础部分;电子技术应用实例、常用电子元器件识读与检测和电子产品安装与调试工艺是《电子产品原理安装与调试/国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》的应用和技能的实践部分。通过对《电子产品原理安装与调试/国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》内容的学习,可以使学习者了解如何用单元电路搭建电子产品的结构框架,在懂得原理的基础上掌握电子产品的安装与调试方法。
《电子产品原理安装与调试/国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》可作为高等职业院校电子技术及相关专业的教材,同时也适合从事电了设计、电子研发等工作的工程技术人员阅读。
内页插图
目录
前言
第1章 电子产品常用单元电路分析
1.1 直流电源电路
1.1.1 直流电源概述
1.1.2 直流电源类型及选择
1.1.3 整流电源应用实践
1.2 放大电路
1.2.1 放大电路概述
1.2.2 放大电路类型及选用
1.2.3 放大电路应用实践
1.3 振荡电路
1.3.1 振荡电路概述
1.3.2 振荡电路类型及选择
1.3.3 振荡电路应用实践
1.4 定时器电路
1.4.1 定时电路概述
1.4.2 定时电路类型及选择
1.4.3 555定时电路应用实践
1.5 电压比较电路
1.5.1 电压比较电路概述
1.5.2 电压比较器的类型及选用
1.5.3 电压比较电路应用实践
1.6 开关电路
1.6.1 开关电路概述
1.6.2 电子开关元件类型及选择
1.6.3 开关电路应用实践
1.7 驱动电路
1.7.1 驱动电路概述
1.7.2 驱动电路类型及选用
1.7.3 驱动电路应用实践
1.8 记忆电路
1.8.1 记忆电路概述
1.8.2 记忆电路类型及选用
1.8.3 记忆电路应用实践
1.9 译码及LED数码显示电路
1.9.1 LED数码显示电路概述
1.9.2 数码显示电路类型及选择
1.9.3 数码显示电路应用实践
第2章 电子产品电子技术应用实例
项目1 带有记忆功能的断线防盗报警器
2.1.1 电路原理框图
2.1.2 单元电路原理
2.1.3 电路安装与调试要点
项目2 手机延时开/关机控制电路
2.2.1 电路原理框图
2.2.2 单元电路原理
2.2.3 电路安装与调试要点
项目3 红外线自动水龙头控制电路
2.3.1 电路原理框图
2.3.2 单元电路原理
2.3.3 电路安装与调试要点
项目4 有源音箱中的音频放大电路
2.4.1 电路原理框图
2.4.2 单元电路原理
2.4.3 电路安装与调试要点
项目5 十字路口红绿灯控制电路
2.5.1 电路原理框图
2.5.2 单元电路原理
2.5.3 电路安装与调试要点
项目6 轿车门窗玻璃升降控制电路
2.6.1 电路原理框图
2.6.2 单元电路原理
2.6.3 电路安装与调试要点
项目7 键盘显示电路
2.7.1 电路原理框图
2.7.2 单元电路原理
2.7.3 电路安装与调试要点
项目8 人体心率心律测量电路
2.8.1 电路原理框图
2.8.2 单元电路原理
2.8.3 电路安装与调试要点
项目9 简易语言复读机电路
2.9.1 ISD1820电路基本原理
2.9.2 语言复读机电路结构及原理
2.9.3 电路安装与调试要点
第3章 常用电子元器件识读与检测
3.1 电阻器的识读与检测
3.1.1 电阻器的识读
3.1.2 电阻器的检测
3.2 电容器的识读与检测
3.2.1 电容器的识读
3.2.2 电容器的检测
3.3 二极管的识读与检测
3.3.1 二极管的识读
3.3.2 二极管的检测
3.4 三极管的识读与检测
3.4.1 三极管的识读
3.4.2 三极管的检测
第4章 电子产品安装与调试工艺
4.1 电子产品的装配工艺流程
4.1.1 装配工艺流程
4.1.2 产品加工生产流水线
4.2 电子产品工艺文件的识读
4.2.1 工艺文件的特点
4.2.2 工艺文件的作用
4.2.3 工艺文件的分类
4.2.4 电子工程图的识读
4.3 电子产品安装前的准备
4.3.1 电了元器件引线的成形
4.3.2 导线的加工
4.3.3 线扎制作
4.4 印刷电路板的装配与焊接
4.4.1 普通元器件的手工焊接
4.4.2 表面安装元件的手工坝占装焊接
4.4.3 工业生产焊接技术
4.5 电子产品整机安装工艺
4.5.1 整机装配的概念
4.5.2 电子产品安装工艺原则和基本要求
4.6 电子产品的检测与调试
4.6.1 调试的基本要求
4.6.2 调试的安全措施
4.6.3 调试的程序步骤
4.6.4 基本调试技术
4.6.5 整机的调试
附录
A.万用表的使用常识
B.常用集成电路管脚图
C.示波器的使用
D. EWB仿真软件介绍
前言/序言
到日前为止,没有哪一门技术能像电子技术那样发展得如此之快,其应用之广泛,几乎无处不在。它的应用推动着社会的进步,也改变着人们的牛活方式。电子技术的发展是以应用为目的,用以解决生产、生活、医疗、军事、航海、航天及所有人们可以涉足的领域中出现的各种问题。针对解决某问题研发出的电子产品还需要通过安装和调试才能呈现出成品。电子产品的质量不仅关系到百姓的利益,更关系到国防,特别是航天安全。与电子产品质量相关的因素很多,其中有系统结构的合理性,元器件质量的可靠性,还有在组装过程中操作者的敬业精神和安装调试水平等。
高职高专学校培养的学生将来要面对企业牛产线,所以应当加强专业操作技能方面的学习和训练。对于将要从事自动化控制、电子技术和电子信息技术工作的在校生来说,掌握电子产品结构及原理、电子产品的安装工艺和调试技能是非常必要的。本教材正是出于这种考虑设计了四个方面的内容:电子产品常用单元电路分析、电子产品电子技术应用实例、常用电子元器件的识读与检测和电子产品安装与调试工艺。
设置“电子产品常用单元电路分析”的理由有:①电子产品都是由多个具有不同功能的单元电路组合而成的,只有掌握了单元电路的结构及工作原理才能搞懂整机电路的功能;②与已经学习过的电子技术基础课程有个衔接的过渡。在电子技术基础课程中主要讲解基本概念、基本电路,涉及具体应用方面的内容比较少,而本书所给出的各种单元电路都是从解决问题的角度出发,来讨论电路结构的搭建、参数选择和进行原理分析。
设置“电子产品电子技术应用实例”的理由是想帮助学生建立起电子产品的结构框架,了解局部和整体的关系,学会电子产品的基本分析方法,这对于整体了解把握电子产品的性能,提高电子产品安装调试工作的质量和效率是非常必要的。
设置“常用电子元器件的识读与检测”的理由是,电子器件是组成电子线路的最小元素,无论是从事电子产品的设计还是从事安装调试及维护工作,都需要与它们打交道,因此从业者必须具备对常用电子元器件的识读与检测能力。
数字浪潮下的精密操控:工业自动化与智能制造的基石 在当今科技飞速发展的时代,工业自动化和智能制造已成为推动社会进步和经济增长的核心驱动力。从生产线上高效运作的机械臂,到数据中心里精密计算的服务器,再到智慧城市中无处不在的传感器网络,电子产品的原理、安装与调试贯穿于这一切的始终。它们是现代工业的“神经系统”和“肌肉”,保障着各项复杂指令的准确执行,实现着生产效率的极大提升与产品质量的持续优化。 本书并非聚焦于单一的电子产品型号或品牌,而是深入探讨电子产品在工业自动化和智能制造领域所扮演的关键角色,以及理解和掌握其核心原理、规范安装与严谨调试的通用方法论。我们将共同探索那些支撑起现代工业运转的电子器件和系统的底层逻辑,理解它们如何协同工作,如何被精确地部署和维护,以期为读者构建一个关于工业电子技术应用与实践的全面而深刻的认知框架。 第一部分:工业电子产品的核心原理概览 在深入探讨安装与调试之前,理解电子产品的工作原理是至关重要的。本部分将从基础的电子元器件入手,逐步深入到复杂的工业控制系统。 1. 基础电子元器件的演进与应用: 半导体技术: 从最初的二极管、三极管,到复杂的集成电路(IC),半导体技术是现代电子产品的基石。我们将回顾其发展历程,重点解析其在工业领域中的关键应用,如功率器件在电源管理中的作用,逻辑门电路在数字控制中的基础性地位,以及微处理器和微控制器(MCU)如何成为工业自动化的大脑。 传感器技术: 工业环境的感知离不开各类传感器。我们将探讨温度传感器(热电偶、RTD)、压力传感器、位移传感器(编码器、LVDT)、流量传感器、气体传感器等的工作原理,以及它们如何将物理量转化为可供电子系统处理的电信号。特别会关注工业环境下传感器所需的耐用性、精度和抗干扰能力。 执行器技术: 电子信号最终需要转化为物理动作。我们将详细讲解各类工业执行器的原理,包括步进电机、伺服电机及其驱动器,电磁阀、气动和液压执行器,以及继电器和固态继电器(SSR)在开关控制中的应用。重点分析不同执行器的优缺点及其在特定工业场景下的选择考量。 电源与滤波技术: 稳定可靠的电源供应是电子设备正常工作的生命线。本部分将介绍工业电源的种类(开关电源、线性电源),稳压、限流、滤波电路的设计原则,以及如何应对工业现场复杂的电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)。 2. 数字信号处理与控制: 数字逻辑与微处理器: 深入理解二进制、逻辑运算、组合逻辑与时序逻辑电路,以及微处理器和微控制器(MCU)的架构、指令集和工作流程。重点介绍嵌入式系统在工业控制中的应用,如PLC(可编程逻辑控制器)的核心组成与工作模式。 数据采集与转换: 讲解模拟信号到数字信号的转换过程(ADC),以及数字信号到模拟信号的转换过程(DAC)。讨论采样率、分辨率、量化误差等关键参数,以及如何在工业现场实现高效可靠的数据采集。 通信协议与网络: 现代工业自动化系统高度依赖通信。我们将解析常见的工业通信协议,如RS-232/485、CAN总线、Ethernet/IP、Profinet、Modbus等。重点阐述它们的通信机制、拓扑结构、数据传输速率和可靠性,以及它们在构建分布式控制系统中的作用。 3. 驱动与反馈机制: 电机驱动原理: 详细介绍直流电机、交流电机(变频器)、步进电机和伺服电机的驱动原理,以及它们与控制器之间的接口。重点分析PID(比例-积分-微分)控制算法在电机速度和位置控制中的应用。 传感器反馈系统: 探讨编码器、光学尺、霍尔传感器等反馈元件如何提供精确的位置和速度信息,以及这些反馈信息如何被用于闭环控制,实现高精度的运动控制。 第二部分:工业电子产品的规范安装 电子产品在工业环境中的安装并非简单的“插拔”操作,而是需要遵循严格的规范和流程,以确保其性能稳定、寿命延长并保证人员和设备的安全。 1. 环境适应性设计与选址: 环境因素分析: 评估安装场所的温度、湿度、灰尘、腐蚀性气体、振动、电磁干扰等环境因素,并根据电子产品的耐受能力进行选择和防护。 设备布局与空间: 合理规划设备的摆放位置,考虑散热空间、维修通道、线缆敷设路径以及与其他设备的配合。避免将敏感电子设备放置在强电场、强磁场或易受物理冲击的区域。 2. 电源连接与保护: 电源线选择与敷设: 根据设备功率需求选择合适规格的电源线,并遵循电工规范进行敷设。考虑接地、屏蔽和抗干扰措施。 过压、欠压与浪涌保护: 安装合适的断路器、熔断器、浪涌保护器(SPD)和稳压器,以防止电源异常对设备造成损坏。 接地系统: 建立可靠的接地系统,包括设备接地、系统接地和防雷接地,以确保人身安全和减少电磁干扰。 3. 信号线连接与屏蔽: 线缆选择与敷设: 根据信号类型(模拟/数字、高频/低频)选择合适的屏蔽线缆,并避免信号线与强电线并行敷设。 连接器与端子: 使用高质量的连接器和端子,确保连接牢固可靠,接触电阻小。遵循先连接信号地,后连接信号的原则。 接地方式: 掌握单点接地、多点接地和混合接地等不同接地方式在不同场景下的应用,以及如何有效抑制共模和差模干扰。 4. 安装结构与固定: 机柜与支架: 选择适合环境和设备尺寸的机柜或支架,并确保其稳固性。 防振动措施: 对于易受振动的设备,采取减震垫、弹簧减震器等措施。 散热与通风: 确保设备有足够的通风散热空间,必要时安装散热风扇或空调。 5. 安全规范与操作规程: 电气安全: 严格遵守电气安全规范,如绝缘、隔离、保护接地等。 静电防护(ESD): 在安装过程中采取必要的静电防护措施,如佩戴防静电手环、使用防静电垫等,以保护敏感电子元件。 操作前检查: 在通电前,对所有连接进行仔细检查,确认无误后方可进行。 第三部分:工业电子产品的严谨调试 安装完成后,精细化的调试是确保电子产品正常运行、达到设计性能指标的关键环节。 1. 调试前的准备与规划: 查阅文档: 详细阅读设备说明书、接线图、配置指南等技术文档。 调试计划制定: 明确调试目标、步骤、所需工具和预期结果,并做好记录。 安全检查: 再次确认所有安全措施到位,操作人员具备必要的安全知识。 2. 通电与基本功能测试: 低压/空载测试: 在低电压或空载状态下进行初步通电,检测电源指示灯、基本电压等是否正常。 基本功能验证: 对设备的电源、通信接口、指示灯、按键等进行基本功能测试,确认无明显故障。 3. 参数配置与优化: 接口配置: 根据系统需求,配置设备的通信接口参数(波特率、校验位、地址等)。 控制参数设置: 对于控制器类设备,需要根据实际工艺要求,设置PID参数、限位参数、报警参数等。 传感器校准: 对传感器进行零点校准和量程校准,确保测量精度。 4. 系统集成与联动测试: 单机功能测试: 分别对每个电子设备进行独立功能测试。 多机协同测试: 将多个电子设备集成到系统中,进行联动测试,验证它们之间的通信和协同工作能力。例如,测试传感器信号能否准确触发执行器动作。 工艺流程模拟: 在条件允许的情况下,模拟实际的工艺流程,观察设备在不同工况下的表现。 5. 故障诊断与排除: 常见故障分析: 掌握常见故障现象(如通信中断、信号丢失、动作异常、过载保护等)及其可能的原因。 诊断工具应用: 熟练使用万用表、示波器、逻辑分析仪、通信抓包工具等进行故障诊断。 逻辑排查法: 运用排除法、对比法等逻辑思维方法,逐步定位故障点。 根源性分析: 深入分析故障产生的根本原因,避免重复发生。 6. 性能评估与优化: 精度与稳定性测试: 对系统的精度、重复性、响应速度等关键性能指标进行评估。 长期运行测试: 在模拟或实际运行环境下,进行一段时间的稳定性测试,观察是否存在潜在问题。 性能调优: 根据测试结果,对系统参数进行进一步优化,以达到最佳的性能表现。 7. 调试记录与文档化: 详细记录: 详细记录调试过程中的所有操作、参数设置、测试结果、发现的故障以及排除方法。 编写调试报告: 形成规范的调试报告,为后续的维护和升级提供宝贵依据。 结语 掌握电子产品的原理、安装与调试,不仅是成为一名合格的工业自动化技术人员、设备工程师的必备技能,更是深入理解和参与现代工业智能化转型的重要途径。本书将引导读者从基础概念出发,逐步构建起扎实的理论基础和丰富的实践经验,使其能够 confidently 地应对工业现场的各种挑战,为构建高效、可靠、智能的工业生产体系贡献力量。在这个日新月异的数字时代,对这些核心能力的掌握,将为您的职业生涯开启无限可能。