不要只是坐在那里!建造一些东西!! |
学习分析继电器电路需要大量的学习和实践。通常情况下,学生通过做大量的例题并对照课本或老师提供的答案进行练习。虽然这很好,但还有更好的方法。
你会学到更多建立和分析实际电路让你的测试设备来提供“答案”,而不是书本或其他人。对于成功的电路构建练习,遵循以下步骤:
总是确保电源电压水平是在规格范围内的继电器线圈,你计划使用。我建议使用pc板继电器与线圈电压适用于单电池电源(6伏特是好的)。继电器线圈比,比如说,半导体逻辑门,吸引更多的电流,所以使用一个“灯笼”大小的6伏电池足够的工作寿命。
节省时间和减少出错可能性的一种方法是,从一个非常简单的电路开始,然后在每次分析后逐步添加组件以增加其复杂性,而不是为每个实践问题构建一个全新的电路。另一种节省时间的技术是在各种不同的电路配置中重复使用相同的组件。这样,您就不必重复度量任何组件的值。
让电子本身给你自己的“练习问题”的答案!
我的经验是,学生需要大量的电路分析练习才能熟练。为此,教师通常会给他们的学生提供大量的练习问题,让他们完成,并提供答案,让学生检查他们的作业。虽然这种方法使学生精通电路理论,但它未能充分教育他们。
学生们不仅仅需要数学练习。他们还需要实际的、动手实践构建电路和使用测试设备。因此,我建议学生采取以下替代方法:学生应该建设他们自己的“实践问题”与真实的组件,并试图预测各种逻辑状态。通过这种方式,接力理论“活了过来”,学生们获得了他们不能仅仅通过解布尔方程或简化卡诺地图获得的实践熟练程度。
采用这种方法的另一个原因是为了教学生科学的方法:通过进行真实实验来检验假设(在这种情况下是逻辑状态预测)的过程。学生也将发展真正的故障排除技能,因为他们偶尔会做出电路构造错误。
在开始之前,花点时间和同学们一起回顾一下构建电路的一些“规则”。用苏格拉底式的方式和你的学生讨论这些问题,而不是简单地告诉他们应该做什么,不应该做什么。我总是对学生们在典型的讲座(讲师独白)形式下理解指令的糟糕程度感到惊讶!
对于那些抱怨让学生构建真实电路而不仅仅是数学分析理论电路的“浪费”时间的老师,我要提醒他们:
学生上这门课的目的是什么?
如果您的学生将使用真实电路,那么他们应该随时了解实际电路。如果您的目标是教育理论物理学家,那么通过所有方式粘在抽象分析中!但我们大多数人计划我们的学生在真实世界中与我们提供的教育做某事。raybet电子竞技竞猜建造真实电路的“浪费”的时间将在将他们的知识应用于实际问题时支付巨大的股息。
此外,让学生建立自己的实践问题教他们如何表演主要研究,从而使他们能够自主地继续他们的电气/电子教育。雷竞技最新appraybet电子竞技竞猜
在大多数科学中,建立真实的实验比建立电路要困难和昂贵得多。核物理、生物、地质和化学的教授们会很乐意让他们的学生将高等数学应用到真正的实验中,而不会造成任何安全隐患,而且成本低于教科书。他们不能,但你可以。利用你的科学固有的便利,而且让那些学生在很多真实电路上练习他们的数学!
一个部件或系统的持续性能概率与时间的关系可以表示为:
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在那里,
x =概率(0到1之间的数字,包含)
e =欧拉常数(≈2.7182818)
t =连续运行时间
m =组件或系统的平均故障间隔时间
t和m的时间单位必须相同。也就是说,如果t以年为单位,那么m也必须以年为单位,否则等式会给出非常误导的答案。
但是,尽管如此,我们在多年来获得了m,以及运营时间t天.代入关系td= 365吨y进入可靠性方程,以便我们将有一个可以在几天内完成的新方程式(td)和m,并且仍然提供正确答案。
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这其实只是一个数学代换的简单练习。
这个方程来自工程计算标准手册作者Tyler G Hicks, P.E.(1972),第5-21页。
解释以下陈述意味着,关于电子电路的设计:
具体来说,作为一名电子专业人员,承担复杂系统的安装、维护和设计工作,这种理念对你的职业生涯意味着什么?雷竞技最新app
组件可以并将失败,但系统整个系统不必如此脆弱,因为单个组件故障失败。
与您的学生讨论“故障,但没有失败”哲学的分歧。他们的行为如何影响系统的可靠性,以及它们可以做些什么来最小化系统故障的机会?
简述了高可靠性系统的一个重要参数平均故障间隔.这个缩写是什么意思?
“平均”=平均故障间隔时间,一种基于大量连续运行机组的故障率的统计数字。
重要的是,学生认识到MTBF数字不是作为一个平均组成部分预期持续的时间。例如,一个MTBF为150万小时的集成电路实际上不应该期望持续150万小时。它的真实生活很可能比这要少!
复杂系统的部件故障率通常遵循一种业内称为“浴缸曲线”的趋势:
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虽然系统生命周期的“使用寿命”和“损耗”阶段很容易理解,但最初的“婴儿死亡率”阶段就不是那么直观了。解释在系统生命周期的初始阶段,哪些因素可能导致组件过早失效。
主要的制造缺陷,不正确的安装和设计缺陷等等。
后续问题:在开始排除系统中的问题之前,知道系统处于生命周期的哪个阶段很重要吗?解释你的答案。
接下来的问题特别重要,需要和你的学生讨论。了解系统处于生命周期的哪个部分可以极大地提高故障排除的效率。问问你的学生为什么会这样。如果可能的话,从你自己的职业经历中举例来启发讨论。
对于下列电子元件,确定它们是否更有可能失效开放或失败做空(这包括部分,或高电阻,短路):
我鼓励您研究这些设备故障模式的信息,并从构建和故障排除电子电路的经验中收集信息。
记住,每一个答案仅仅代表最有可能在这两种失效模式中,要么是断开,要么是短路,概率可能会随着操作条件的变化而变化(即,如果开关在闭合时经常滥用电流过大,则可能更容易因焊接触点而短路)。
强调你的学生对常见故障模式有多了解如何高效的故障排除技术。在正常操作条件下知道特定组件更有可能失败的方式使得在评估系统故障最可能原因时,可以进行故障排除程序进行更好的判断。
当然,适当的故障排除技术应该始终揭示故障的来源,无论故障排除人员是否对特定设备的故障模式有任何经验。然而,拥有故障概率的详细知识可以让一个人首先检查最有可能的故障来源,这通常会导致更快的维修。
国防部美国国防部(DoD)的一个部门,称为国防部可靠性分析中心,或RAC.,出版了各种各样的电子和非电子元件的故障模式的详细分析。可以通过纽约罗马米尔街201号13440-6916联系到他们。这个问题的数据来自于RAC 1997年的出版物,故障模式/机制分布(手足口病- 97)。
的轨道天文台是美国国家航空航天局在20世纪60年代末和70年代为科学目的在地球轨道上放置精密观测仪器的项目。为这个项目设计的卫星必须有“硬化”电路,以承受辐射、极端温度和其他太空恶劣条件。
这里展示了一个“故障安全”电路的例子:一个无源、四冗余、两输入和门:
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首先,绘制一个非冗余、无源与门的原理图。上述原理图中显示的哪些组件是“冗余的”,哪些是必需的?
然后,解释为什么电路被称为四冗余。在门的功能受到损害之前,最少要发生多少个单独的组件故障?通过对电路运行的分析来证明你的答案。
这是无冗余无源电路的原理图和门:
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接下来的问题:你认为为什么在这个门电路的设计中没有晶体管?
挑战性的问题:注意在四冗余门电路中有四个二极管的串并联簇,其中只有一个二极管就可以实现最小的功能。还要注意四个电阻都是并联的,而不是串并联的。这是为什么呢?为什么不把四个二极管并联而不是串并联呢?为什么不把四个电阻串并而不是简单地并联起来呢?
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这是值得与你的学生讨论的被动门,如在所有的功能。问你的学生这个门是否要求输入信号是电流-采购或者沉没,以及该电路的被动性质是否构成了它与其他逻辑电路的接口问题。
这个挑战性的问题很适合在课堂上和所有学生讨论。为什么二极管是串并联的,答案应该很容易理解。为什么电阻器可以简单地并联是比较复杂的问题。理解这两种设计特征的关键在于每种组件类型的典型失效模式。
一个用于“整流二极管是并联多个电源,以提高供电系统的可靠性:
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然而,作为一名经验丰富的电子技术人员,你应该知道二极管雷竞技最新app也不能幸免于故障。假设整流型二极管最常见的故障模式,将这个原理图修改为包括三个额外(冗余)二极管,当三个原始二极管中的任何一个失效时,它们将允许正常工作。
将整流二极管对连接在一起以实现冗余的最佳方法是串联:
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虽然在冗余电源上使用冗余二极管似乎有点“小题大做”,但这是一种成本不高的设计特性。考虑到以最小的成本增加可衡量的可靠性改善,这种设计特征并非不合理。
的轨道天文台是美国国家航空航天局在20世纪60年代末和70年代为科学目的在地球轨道上放置精密观测仪器的项目。为这个项目设计的卫星必须有“硬化”电路,以承受辐射、极端温度和其他太空恶劣条件。
一个“故障安全”电路的例子显示在这里:四冗余逆变器(NOT)门:
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解释为什么电路被称为四冗余。在门的功能受到损害之前,最少要发生多少个单独的组件故障?通过对电路运行的分析来证明你的答案。
如果您仔细分析了此电路,您会发现它可能实际上失败两个组件故障,如果它们是正确的故障类型,在正确的位置!
这个电路是一个很好的,可以在课堂上与学生讨论。要求他们解释其基本操作:如果所有组件正常运行,则会在收到“高”输入时会发生什么,而不是“低”输入?输入信号是否需要电流 -采购或者沉没还是该电路的输出怎么样:它是源还是耗影电流?