电工与电子技术实验室2

发布日期:2025-12-26

电工与电子技术实验室2隶属于电子信息工程系,是深化基础学科教学改革、支撑理工科人才培养的核心平台。该实验室紧密对接电子信息、通信工程、自动化等学科发展前沿及相关工程技术领域核心需求,着力培养学生扎实的数字逻辑电路设计、时序分析、电路搭建与调试、故障诊断等核心能力,为其从事数字系统研发、嵌入式技术应用及电子工程实践等工作奠定坚实的数字电路基础和工程素养。

实验室概况

实验室占地面积113平方米,现有教学仪器设备总值约37.12万元。拥有各类实验仪器设备100余台(套),设备更新率保持在90%以上。核心设备涵盖数字电路实验箱、多通道函数发生器、高精度数字存储示波器、直流稳压电源、手持/台式数字万用表等。实验室打破传统按实验项目孤立设台的模式,以逻辑建构、工程实践、创新赋能为设计理念,构建集基础验证、综合设计、系统开发于一体的全流程实验教学体系。全景复现数字逻辑的具象化实现场景,彻底解决传统数字电路教学中逻辑关系难具象、实验流程碎片化、理论与工程实践脱节的痛点。

功能定位

本实验室主要承担《数字电子技术》《传感与检测技术》等课程教学任务,围绕数字电路核心知识与传感器原理应用,构建“基础验证-综合设计”分层实验体系。其中,《数字电子技术》通过基本门电路测试等基础实验夯实学生仪器操作、元件认知能力,依托组合逻辑电路设计等进阶实验,培养电路设计、时序分析及故障诊断能力;《传感与检测技术》开设应变片、电容式等八项传感器实验,帮助学生理解传感器工作原理,掌握性能测试与信号分析方法。通过差异化实验内容的设置,切实为课程理论知识的落地应用提供支撑,培养学生实验设计、数据处理与误差分析能力,强化科学思维与问题解决素养,为电子信息、自动化等领域的工程研发与科研工作奠定坚实基础。

核心设备

数字电路实验箱:是高校电子类专业的教学实验设备,专为数字电路课程设计的开放实验平台,支持从基础验证性实验到综合设计性实验的全流程实践。

高精度数字存储示波器:是电子测试领域常用的专业仪器,覆盖科研教学(电子实验)、电路设计(信号验证)、故障诊断(设备维修)等领域,是电子工程师与实验人员的常用工具。

多通道函数发生器:是一款适用于科研、电子测试与教学的专业信号发生设备,支持2个等效性能的任意波形通道,频率覆盖1μHz~30MHz,可输出正弦波、方波、三角波等常用波形。

台式数字万用表:是电子测量领域常用的多功能台式仪表,覆盖电子实验教学、电路故障诊断、设备参数校准等场景,是实验室与电子维修工位的常用基础测量工具。相比手持表具备更高的测量精度、更大的显示界面,适用于实验室、维修台等固定场景的精密测量。

手持数字万用表:是一款便携式多功能测量工具,兼顾便携性与多测量功能,适用于现场维修、户外作业及日常电子实验。

1.数字电路类实验

(1)基本门电路参数测试实验:熟悉电子实验箱的功能及使用方法,认识集成电路的型号、外形和引脚排列,学习在实验箱上实现数字电路的方法。掌握各种逻辑门电路逻辑功能的测试、使用的基本方法。学会数字万用表、双踪示波器等仪器的基本操作。

(2)组合逻辑电路设计实验:掌握组合逻辑电路的设计方法和步骤。用指定门电路设计半加器、全加器以及三人表决器电路,并在实验箱上搭建电路,逐一验证各电路的逻辑功能。培养学生数字电路设计能力及电路测试能力。

(3)译码器、编码器和数据选择器实验:掌握译码器、编码器、数据选择器的逻辑功能,熟悉中规模集成芯片74LS138(3线-8线译码器)、74LS148(8线-3线优先编码器)、74LS153(双4选1数据选择器)的逻辑功能验证与正确使用。能够将编码器、译码器、数据选择器等模块应用于解决简单的实际逻辑问题。

(4)触发器实验:熟悉掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能,掌握触发器之间相互转换的方法。测试用与非门搭建的RS触发器的逻辑功能;测试集成JK触发器(74LS112)、集成D触发器(74LS74)的逻辑功能。用JK触发器和D触发器分别构成T触发器,搭建电路,并测试逻辑功能。

(5)计数器设计实验:学习用集成触发器构成计数器的方法,掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法,学会运用集成计数计构成任意进制计数器。测试集成计数器74LS161、74LS190的逻辑功能,掌握各控制端的正确使用。运用集成计数器74LS161构成12进制计数器,74LS190构成6进制计数器,分别搭建电路并测试功能。

(6)移位寄存器实验:掌握中规模4位双向移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法。测试和验证74LS194的逻辑功能。运用两片74LS194扩展为8位双向移位寄存器,搭建电路并测试功能。进一步用两片实现8位循环流水灯。培养学生把理论应用于实践的能力。

(7)时基电路555应用技术实验:熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。运用555集成时基电路构成多谐振荡器以及占空比可调的多谐振荡器,分别在实验箱搭建电路,并用双踪示波器观察输出波形。

(8)电子秒表设计实验:掌握数字电路中555定时器、计数器、译码器、七段显示器等单元电路的综合应用,运用以上单元电路构成电子秒表,在实验箱搭建电路,并进行功能测试。培养学生综合设计能力。

2.传感器类实验

(1)金属箔式应变片性能测试实验:了解电阻应变片工作原理与应用,掌握双臂电桥测量电路,借助应变梁、电桥、砝码等器件完成相关性能测试,夯实传感测量基础。

(2)电容式传感器的位移特性实验:了解电容式传感器结构特点为目的,利用电容传感器、测微头等设备,通过调节极板位移,记录位移与输出电压的对应关系

(3)差动变压器位移测量实验:掌握差动变压器测位移的应用方法,利用相敏检波电路消除零点残余电动势,借助示波器等设备完成位移测量相关操作。

(4)压电式传感器测振动实验:聚焦压电传感器原理及测振方法,将传感器装于振动梁,调节低频信号使梁振动,通过示波器观察输出波形并记录相关数据。

(5)霍尔式传感器的位移特性实验:了解霍尔传感器原理与应用,借助测微头移动元件,测量位移与输出电压的一一对应特性。

(6)光电传感器测转速实验:掌握光电传感器测速原理方法为目的,采用透射型光耦,通过转盘脉冲频率计算转速,借助转速盘、光电传感器等完成测试。

(7)温度源调节与PT100测温实验:了解PT100热电阻转换及测温特性,利用电阻温度关系,通过电桥将阻值转换为电压,借助相关器件完成测温操作

(8)LM35温度传感器测温特性实验:了解LM35测温特性,该传感器无需校准、功耗低,可单/双电源供电,借助加热源和电压表,测试温度与输出电压的关联。

实验室是学生提升电工电子核心实验能力的关键场所,也是塑造严谨工程素养、逻辑思维与创新实践能力的重要平台。通过理论与实践的深度结合,实现以实验驱动学习、以学习推动研究的目标,为培养高水平理工科人才奠定坚实基础。

供稿人:李杏彩   编发:麦晓婷  初审:胡彩云  复审:余晓锣  终审:解成俊