
1.3.1 操作流程
(1)熟悉设备,检查器件
实验开始前,指导教师要对学生的预习报告做检查,要求学生了解本次实验的目的、内容和方法。只有通过预习要求后,方能允许进行实验操作。操作前,一是要认真听取指导教师对实验装置的介绍,或通过预习课件了解本次实验所用实验设备、仪器的功能与使用方法。二是要对所用器件与导线等进行简要的测试。为了保证在实验中使用的器件和导线是完好的,在使用之前一定要用万用表进行简单的测试,例如:导线有没有断开,器件是否完好等。
(2)连接实验电路
需按确定的实验线路图接线。连接实验电路是实验过程中的关键性工作,也是评判学生是否掌握基本操作技能的主要依据。通常,实验电路连接需要注意以下几个方面的问题。
1)合理摆放实验对象。电源、负载、测量仪器等实验对象的摆放,一般原则是使实验电路的布局合理(即实验对象摆放的位置、距离、连线长短等对实验结果影响小),使用安全方便(即实验对象的接线、调整、测读数据均操作安全、方便),连线简单可靠(即用线短且用量少,尽量避免交叉干扰,防止接错线和接触不良)。
2)连接的顺序要根据电路的结构特点及个人熟练程度而定。对初学者来说,一般是按电路图上的接点与各实物元件接头的一一对应关系来顺序接线的。对于复杂的实验电路,通常是先连接串联支路,后连接并联支路;先连接主回路,后连接其他回路;先连接各个局部,后连接成一个整体。实验电路走线、布线应简洁明了、便于测量,导线的长短粗细要合适、尽量短、少交叉,防止连线短路。所有仪器设备和仪表,都要严格按规定的接法正确接入电路(例如,电流表及功率表的电流线圈一定要串接在电路中,电压表及功率表的电压线圈一定要并接在电路中)。
3)巧用颜色导线。为便于查错,接线可用不同颜色的导线来区分。例如电源“+”极或(交流)“相”端用红色导线、电源的“-”极或(交流)“中性”端用蓝色导线,“地”端用黑色导线。有接线头的地方要拧紧或夹牢,以防止接触不良或脱落。
4)注意地端连接。电路的公共地端和各种仪器设备的接地端应接在一起,既可作为电路的参考零点,又可避免引起干扰。在一些特殊的场合,仪器设备的外壳应接地保护或接零保护,以确保人身和设备安全。在焊接和测试MOS器件时,电烙铁和测试仪器均要接地,以防它们漏电而损坏MOS器件。在测量时,要特别注意防止因仪器和设备之间的“共地”而导致被测电路局部短路。
5)注意屏蔽。对于中频和高频信号的传输,应采用屏蔽线。同时,将靠近实验电路的屏蔽线(外导体)进行单端接地,以提高抗干扰能力。
(3)实验电路通电
完成实验电路连接之后,必须先进行电路复查。要对照实验电路图,由左至右或由电路有明显标记处开始一一检查,不能漏掉一根哪怕是短小的连线。按照图物对照,以图校物的基本方法加以检查。对初学者,检查电路连线是很有意义的一项工作,它既是对电路连接的认识,又是建立电路原理图与实物安装图之间内在联系的训练机会。主要内容是检查线路是否接错(或短路)位置,是否多连或少连导线,电源的正负极、地线和信号线连接是否正确,连接的导线是否导通等。检查连线是保证实验顺利进行、防止事故发生的重要措施。特别是针对强电(36 V以上)的实验电路,接完线路后一定要按照自查、同学互查、教师复查的程序,最后由教师确认无误后方可通电。尤其做强电实验时要注意:手合电源,眼观全局,一有异常现象(例如有声响、冒烟、打火、焦臭味及设备发烫等)应立即切断电源,分析原因,查找故障。
(4)测量数据,观察现象
接通电源后,先将设备大致调试一遍,观察各被测量的变化情况和出现的现象是否合理,若不合理,应切断电源,查找原因,进行改正。如数据出现时有时无的变化,可能是实验电路的接线松动、虚焊、连接导线出现隐藏断点或仪器仪表工作不稳定;预测数据与理论数据相差很大,可能是实验电路接线错误、(局部)碰线或器件参数选择不当等问题。只有消除隐患,才能确保实验电路正常工作。
仪表读数时,思想要集中,姿势要正确。对于数字式仪表,要注意量程、单位和小数点位置。
(5)数据记录与分析
将所有数据记在原始记录表上,数据记录要完整、清晰,力求表格化,一目了然,合理取舍有效数字,并注明被测量的名称和单位。重复测试的数据应记录在原数据旁或新数据表中,要尊重原始记录,实验后不得涂改,养成良好的记录习惯,培养工程意识。交实验报告时,应将原始记录一起附上。
在测量过程中,应及时对数据做初步分析,以便及早发现问题,立即采取必要措施以达到实验的预期效果。例如对被测量变化快速的区域,应增加测试点以获取更多的变化细节;对变化缓慢的区域,可以减少测试点,以加快测试速度,提高效率;对于关键点的数据不能丢失,必要时要多次测量,取用它们的平均值以减小误差。
(6)实验整理
完成本次实验全部内容后,应先断电,暂不拆线,待认真检查实验结果无遗漏和错误后,方可拆除接线。整理好连接线及仪器工具,使之物归原位。
实验过程中应特别注意人身安全与设备安全。改接线路和拆线一定要在断电的情况下进行。绝对不允许带电操作。使用仪器仪表要符合操作规程,切勿乱调旋钮、档位。发现异常情况,立即切断电源,查找故障,排除后再继续进行。