电流表的工作原理精选(九篇)
第1篇：电流表的工作原理范文
关键词 电流传感器 工作原理 电流计量 研究方法
电能是一种重要的资源，我们日常生活的方方面面都离不开电能的运用。合理有效地运用电能，对国家的经济发展起着重要的作用，通过科学的计算点电能，减少对电能的浪费，可以有效提高资源的利用率。在实际使用中，有很多因素影响着电能的使用，电流传感器就是其中的一种，电流传感器由于结构复杂，难以计算，往往很难对其进行准备预测与估算，在出现问题的时候更难以对其进行维修，为了尽量避免这种情况的发生，必须找到有效的解决方法。本文主要研究电流传感器对电能计量的影响。
一、电流传感器的作用及工作原理
电流传感器是介于一次系统与二次系统之间的装置，它的主要作用就是转化电流。可以将较大的电流转化为二次系统的小电流，再将这些小电流供给测量仪和继电器等各种电力设备，这些设备通电后，再结合专业机器进行检测，来判断它们是否正常运行。电流传感器的另一个作用，就是将测量仪表与继电器分隔开来，避免测量仪表与继电器之间相互影响，从而发生电力事故，避免危险情况发生。这也是电流传感器的一个重要的工作原理。
电流传感器的工作原理也较为简单，其结构主要是由铁心和绕组组成。为了保证安全，铁心必须是闭合的，而且第二次绕组的匝数必须比第一次多，这样做是为了将多出的匝数串联在测量仪表和回路之间。电流传感器在工作的时候，要保证它的两次回路从始至终都是闭合的，从而保证其安全工作。
二、影响电能计量的因素
正如上文提到的，影响电能计量的因素有很多，这些因素来源庞杂，都会对电能计量有所影响。通过梳理，主要有两种影响最大，一种是电能表，另一种是电流互感器，其中电流传感器的影响最大、最复杂。
（一）电能表
电能表影响电能计量问题主要归结于两个方面。首先，由于电力相关人员专业素质参差不齐，对于电能表的选择出现了错误。在电力传输的过程中，不同区域由于人口密度不同，地区经济发展具有差异性，那么每个地区的供电情况也会出现差别，所以要合理估算各个地区的用电量，然后根据用电量对每个地区的电能表进行区分。但很多时候电力人员并没有进行相关的估算，导致电能表安置不当，引发后续问题。
其次是由于电能表本身的质量出现了问题，在电能表的制造过程中，一些电能表的厂家为了节约成本，往往会在制作过程中偷工减料，材质质量不过关。更有一些电能表的用户为了自己的一点私利对电能表进行私自改装，导致电能表转速或快或慢，使得电能表的计量出现了很大的问题，并且存在一定的安全隐患。
（二）电流传感器
电流传感器对于电能计量的影响主要有两个方面，包括电压互感器的二次导线和电流传感器的选择错误。在电压互感器的二次导线方面，二次导线往往会将电压互感器的电压降低，导致初始电压与电流传感器电压不等同，产生了较多的计量误差。
同时，在电流传感器的选择方面也会出现选择性的错误。电流传感器绕组时，一般要经过二次绕组，通过消耗磁的方式产生电动势，最后使得铁芯产生磁通。严格来讲，铁芯在消耗磁的方式产生电动势的时候也会产生误差，而这个误差的大小与电流传感器的不同有很大的关系，所以，要根据合适的数值选择适合的电流传感器。
三、提高电能计量准确度的方法
根据电流传感器的工作原理和影响电能计算的因素，具体可以从复合变比电流传感器、电流传感器二次容量和检测电流传感器三个方面来具体提高电能计量准确度。
（一）复合变比电流传感器
电能表规定，负荷电流一般是在20%的负荷重运行，负荷电流要满足这个条件才能正常运行。在电流流经电流传感器的时候，可以安装一种自动测量电流的装置，这种装置与电流传感器结合使用，可以大幅度的提高计算电能的精度，通过技术人员的联网监测，对通过线路的电流量进行测定，从而在两次测定的基础上取权衡值，最大程度上的减少误差。这种方式就是复合变比电流传感器的具体体现。
（二）电流传感器二次容量
电流传感器的最大特征就是它具有二次负荷，在匝数绕线方面也有两组，而它的二次负荷主要是指电能表的电流线圈阻抗，以及接触阻和外接导线电阻。所以，电流传感器的二次容量也是选择合适电流传感器的一个重要因素，必须考虑电流传感器的二次容量。选择电流回路负荷阻抗较小的电表，如电子式的电能表，用来达到二次容量的标准。此外，在必要的时候可以采取减小外接导线电阻的方式来达到必要的标准。虽然这些特殊情况不会经常发生，但也要做好准备。
（三）检测电流传感器
电流传感器在使用一段时间后往往会出现各种问题，所以技术人员要定期对电流传感器进行检查，检查电流传感器的实际倍率是否与标牌上的相同。在电流传感器出现问题的时候，要认真分析电流传感器是否会出现短路的情况，二次端子的极性或者是换相是否错接，以及电流传感器的二次回路是否出现开路和并联的情况，这些都会对电流传感器带来影响，从而产生误差。这些都是电流传感器经常出F的问题，所以在检测电流传感器时要格外严谨，并根据实际情况给予适当的调整。
四、结语
从全文叙述来看，电流传感器对电能计量有着极大的影响，为了保证电能计量必要的精度，可以从仪器自身的角度出发，摸清电流传感器的工作原理，在保证电能计量准确度的情况下，因地制宜地选择最适合的电流传感器，一次绕组和二次绕组都要检查与测电仪器和电仪表的联系，这样才能最大程度减小电能计算的误差。希望上述问题在实际的操作中能给予充分的考虑，也希望本文提出的建议能够切实提高电能计量的精度。
（作者单位为陕西省电力公司安康供电公司）
[作者简介：昝黎宁，女，山西临猗人，本科，助理工程师，主要研究方向：营销计量。]
参考文献
[1] 杨均成.浅析电流互感器对电能计量影响探讨[J].城市建设理论研究，2012
（18）：12-15.
第2篇：电流表的工作原理范文
业扩报装业务是电力公司执行客户用电操作的第一步，具体工作业务范围包括：根据客户提交的用电需求，综合考虑电力供电网络的实际情况，为客户提供合理、高效、性价比高、安全的用电解决方案，一旦确定解决方案，供电公司便要根据客户要求对委托的工程设计单位进行资质审查、以及监督客户委托施工单位进行施工、开展中间检查及验收，最终与客户签订供电协议、为客户装表接表等操作。业扩报装业务是客户从提出用电需求开始到用户与供电公司签订合同、到能够实际用电的整个流程中电力公司业务流程的全称。只有使得电力企业业扩报装业务管理规范，才能确保电力公司的业扩报装业务实施起来更加安全、规范以及有序，从而不仅可以保证电力企业高效率、高质量的行业服务，还能够为电力企业树立良好的形象。
1 管理原则
制定管理办法必须遵循电力行业的管理原则，具体管理原则如下：
坚持“一口对外”原则。营销部门负责业扩报装一口对外，牵头组织协调规划、生产、调度等部门完成业扩报装工作。业扩报装工作实行客户经理制、绿色通道制。
坚持“便捷高效”原则。以客户为中心，实现“内转外不转”，优化业扩报装流程，整合信息资源和服务资源，优化业务流程，做到对内不推诿，对外不搪塞，实现业扩报装流程畅通、信息共享、过程可控、服务高效。
坚持“办事公开”原则。在营业场所、客户服务网站或通过宣传资料，公布业扩报装的办理流程、服务标准、收费标准和收费依据，公布具备电气工程设计资质和承装（修、试）资质的单位，并提供便捷的查询方式，让客户了解业扩报装进程。
坚持“方便客户”原则。在业务受理、方案答复、图纸审查及竣工检查等环节，客户代表应明确告知客户下一环节的办理时限，并提供书面回执，接受客户监督。
坚持“信息化管理”原则。业务流程工作传单实行电子化，主动与客户交互的资料信息应全部取自营销管理信息系统，客户档案只保存客户签章的交互资料。
坚持“标准化管理”原则。实行省公司组织编制统一下发的供电方案答复、供用电合同等模板，推广使用客户工程典型设计。
2 业扩报装管理
县级业扩报装具备一定的特性，因此管理办法也相对比较特性化，具体的实施细则如下：用电变更与新装用电业务统一在电力客户服务中心办理；针对一些低压客户群体则在客户所在的供电所区域办理，供电所进行办理的同时建立详细的客户档案，以备存档；电力客户服务中心办理县级10 kV级以上的报装业务；业务报装客户从申请业务到签订供用电合同均在客户服务中心进行办理，接下来负责现场勘察，最后提出应用解决方案，计量等工作则由营销部全权负责，电力施工由客户委托的施工单位负责，而技术部门则审核应用方案；业扩业务工程实施结束，电力公司需要组织相关部门工作人员对工程进行全方位验收，别的相关部门需要积极配合，所有相关工作人员接到通知必须按时参加，及时、准确的为客户提供完美的供电服务；电力企业客户服务中心需要技术全方位的调度相关业务流程及对外业务范围，准时完成相关工作。
3 业扩报装流程
业扩报装流程工作的制定是影响整个业扩报装工作的核心，流程一旦制定将严格按照流程办事，这样可以提高服务质量和服务效率，具体流程如下：
业扩报装业务要精简操作流程、始终坚持“客户至上”的服务理念，处处为客户着想，使客户办理起来更加方便、快捷。
客户服务中心和供电所负责接受呈报所有的客户用电申请，并按照详细的申请流程进行办理，填写相关流程单（如“用电申请单”），然后逐级上报审批。
电力公司报装员接收到“用电申请单”，即开始审查业扩报装资料、用电性质、用户的用电设备容量等信息的准确性，接着对申请单进行登记、编号，并将最终申请单交给相关勘察人员到客户处进行实地考察。
勘察人员需要对现场进行详细勘察，审查供电的必要性、可能性、合理性，并将可能会出现的问题以及有可能影响到客户使用的因素详细告知客户，为客户解决一切疑问。
审查客户委托的设计、施工相关单位资质，在施工过程中，必要时需开展中间检查。
工程实施完毕之后，报装员需要负责任务转接，将客户申请单以及通知单转接给接电员，接电员和相关技术人员对现场进行验收，以客户需求为准，有问题及时和客户协商、解决。
现场验收合格，接电员需将装表接电日期当面通知客户，现场无法确定的，则需要回到本部核实时间之后通知客户。
按照批准的供电容量和国家规定的电价分类，确定电度计量方式，并与用户签订供用电合同及有关协议。
接电员领取相关材料，报装员填写“用电工作传票”，接电员到现场进行装表接电操作，任何工作人员不得私自装表送电。
第一次申请接电的客户，在接电员进行装表接电之前需要提供实验合格证明给报装员存根。
装表接电应至少两人进行，一人将表装好并填写齐全工作单，另一人检查装表接线情况并工作单填写项目、数字复查一遍，无误后再接电，接电后要带负荷验看电度表计数是否正常，最后加封。
接电员装表接电后，要在工作单上签字，待客户签字（盖章）后交回报装员，并要交代清楚接电中有无遗留问题。报装员接工作传票后，要在申请单和工作单登记薄注明，并将工作单转给电费管理人员办理有关手续。最后报装人员将申请单、工作单等资料全部归档保存，建立抄表卡片及用户档案管理。
第3篇：电流表的工作原理范文
关键词：960型指针万用表；装焊设计；误差分析；故障排除
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.248
指针式万用表具有操作简单、功能齐全、便于携带、价格低廉等特点。它主要有两种用途：一是定量测量。如：直流电压、直流电流、交流电压、电阻等参数测量。二是定性测试。如：二极管、三极管、数码管等极性判别。定量检测因表而异，它的用途是有限的。定性测试因人而异，所以它的用途是无限的[1]。文章以960型万用表为例，结合自己的经验，对指针式万用表进行了介绍。
1 960型指针式万用表工作原理
960型指针式万用表主要由磁电式表头、测量电路和转换开关组成。
磁电式表头工作原理：表头是一个磁电式微安表，用以指示被测量的数值。线圈处于永久磁铁气隙场中，用万用表进行测量时，线圈中有电流通过，通有电流的线圈在磁场中受力并带动指针而偏转，当与游丝反作用力矩平衡时，便获得读数[2]。电流越大，指针偏转越大。
测量电路：把直流电压、直流电流、交流电压、电阻等参数测量值转换到相应表头测量的直流小电流。测量电路主要组成所示。它的作用是：把被测的电量变换成测量机构可以承受的电量。如：将被测的直流大电流经过分流电阻后转变成表头可以承受的小电流；将被测的直流高电压经过分压电阻后转变成表头可以承受的低电压，将被测的交流电流经过整流器后转变成表头可以承受的直流电流等。
转换开关：实现对不同测量线路的选择，以适应各种测量要求。转换开关里有一个活动触点和一个以上的固定触点，当活动触点和某一个固定触点闭合时，就可以接通相应的电路。活动触点称为“刀”，固定触点称为“掷”或者“位”[3]。
2 960型万用表的故障排除
2.1 960型万用表的常见故障及解决方法
2.2 960型万用表常见故障查找方法
（1）故障概率法。故障概率法是依据故障的发生概率首先检查概率高的故障。
指针式万用表依据故障的发生概率，第一是机械装配引起的故障，如由于电刷或电池装配错误或未装配到位引起的故障。第二为与面板有关的元件焊接不端正引起的故障，如WH1、三极管插管、输入管装配歪斜，不垂直于电路板板面，在强行将电路板装配到表头上时造成WH1、三极管插管、输入管焊盘铜箔脱落或有裂纹，WH1内部电刷接触不良。第三为元件焊接错误引起的故障，如焊错色环电阻和二极管极性焊错[5]。
（2）比较法。用正常的万用表与有故障的万用表进行比较，比较元器件有无装错，极性有无装反。
（3）不通电直观观察法。在不通电的情况下，直接观察可能出现的故障部位，来确定故障原因。
例如：蜂鸣器响，电阻挡指针不动时，观察电刷是否接反，如果电路板已经装好，可从电路板侧面进行观察。检查WH1焊点有无虚焊，附近铜箔有无脱落或裂纹。
（4）通电观察法。在测量电流或电压时，此时电路处于通电状态，注意观看是否由于打错挡造成保险丝或电阻的烧断，保险丝有无断开，有无发黑，电阻有无发黑。如果打错挡还可能造成保护二极管D3、D4 的击穿。
（5）不通电测量法。在电源未接通的情况下，用万用表进行通断测量。通常采用依寻印制板线路走向，逐依排除，以锁定故障位置。
（6）系统分析法。通过分析具体电路的电路原理结构来查找故障原因。
对万用表的电路结构进行分析可以将电路分成这样的五个部分：基本测量电路和四大功能测量电路。基本测量电路出问题时就会影响到其他各个测量功能的正常工作，所以当某单一测量功能有问题，只需在这个测量功能相关的电路中查找问题，如果四大测量功能都不正常就要在基本测量电路中查找问题。
3 总结
虽然检查故障的方法很多，需要在实践中灵活运用，检查故障一般应遵循先易后难、先简单后复杂、先故障率高的点后故障率低、先直观检查后测量分析的原则。学生手工组装万用表有别于企业的规范化生产，不仅故障率高而且故障原因各不相同[6]。本文所列举的故障现象只是常见的故障，实际组装过程中需要结合不同故障分析问题，从而提高组装者的实践操作能力，培养严谨的工作作风和勇于探索的精神。
参考文献：
[1]冯文妍.指针式万用表的使用[J].农电技术，2015（01）：46-47.
[2]张明金.对指针式万用表使用的几点研究[J].实验设计与技术，2012（02）：30-31.
[3]王立业，骆燕燕.自动转换开关的设计与研究[J].江苏电器，2007（02）：7-9.
[4]邓敏，何兴.500型指针式万用表功能扩展实验设计[J].物理与工程，2012（02）：26-29.
[5]刘华锋，徐娟.基于指针式万用表的教学设计[J].课例交流，2014（05）：75.
[6]宋菲.指针式万用表组装调试中的常见故障分析与检测[J].科技论坛，2015（11）：84.
第4篇：电流表的工作原理范文
关键词： GD包装机；直流电机；变频器；三相异步电动机
中图分类号：G35 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210015－02
0 引言
GD包装机烟库搅动电机普遍采用的是直流电机，大部分电机已使用10年以上，已进入老化期，故障率比较高，影响正常的生产，随着电子技术的不断进步与发展，交流电机的变频驱动技术在工业得到广泛的应用，我们车间采用了变频器驱动三相交流电机的控制系统对原直流控制控制直流电机进行了改造。
1 改造方案
取消原直流驱动器，将烟库直流电机更改为普通三相交流电机（YSDL
-38-10 220V 120W），采用伦茨变频器（LENZE 8201E）进行驱动控制。将原控制系统的速度信号经过F/V频压变换器转化为电压信号，作为变频器的速度输入，使搅动辊电机的运转速度与包装设备的运行速度相匹配。系统控制方框图如下：
图1 搅动辊电机改造系统框图
1）N02.04是指电控柜内模拟板的第四输出通道，为原机的速度输出信号，属于频率信号。
2）F/V频压转换模块，是GD设备原厂配件，其作用是将频率信号转化为电压信号。
2 变频器的工作原理
变频器的工作原理是借助微电子器件、电力电子器件和控制技术，先将工频电源经过二极管整流成直流电，再由电力电子器件把直流电逆变为频率可调的交流电源。其工作原理如下图所示。
图2 变频器工作原理图
由图2可以看到，变频器由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制回路组成。各部分的功能如下：
1）整流器。它的作用是把三相（或单相）交流电源整流成直流电。在SPWM变频器中，大多采用全波整流电路。大多数中、小容量的变频器中，整流器件采用不可控的整流二极管或者二极管模块。
2）逆变器。它的作用与整流器相反，是将直流电逆变为电压和频率可变的交流电，以实现交流电机变频调速。逆变电路由开关器件构成，大多采用桥式电路，常称逆变桥。在SPWM变频器中，开关器件接受控制电路中SPWM调制信号的控制，将直流电逆变成三相交流电。
3）控制电路。控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。
交流电动机的同步转速表达式位：n＝60 f（1-s）/p
式中n：异步电动机的转速；f：异步电动机的频率；s：电动机转差率；p：电动机极对数。由交流电动机的同步转速表达式位可以看到，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
3 系统的控制接线及工作原理
3.1 系统的电气控制接线图（图3）
图3 系统的控制接线图
1）模拟控制输入端子
表1 变频器的跳线接法说明
原机速度信号经过频压转化为电压信号，输入到变频器的7、8接线端子。7为内部接地端，8为0-10V模拟量输入设定端子。
可通过端子7和8选择一个模拟设定值，通过改变变频器前面的跳线设置来实现。因为我们在改造过程中经频压转换器输出的是一个0-10V的电压值，所以须将跳线端子1和2短接。表1为变频器的跳线接法说明。
2）数字控制输入端子
变频器的数字控制输入端子的功能，如表2所示，端子28为控制使能端，由原系统的N15 08输出端控制。F10为故障输出信号，送到系统数字板的N10 27，起到故障报警的作用。
表2 变频器的数字控制输入端
3.2 工作原理分析
设备上电后，变频器得电，当需拨烟辊电机旋转时，控制柜内的CPU一方面会令第15输出板上的第8通道输出一24V的电压信号到变频器的28号接线端子，使变频器使能；另一面同时令模拟板2号板上的第4通道输出与机器转速相匹配的频率信号到频压转换器的输入端，该频率信号经频压转换器转换后，输出一定的正电压信号到变频器的模拟控制输入端。这样变频器就驱动着拨烟辊电机以与机器主电机相匹配的速度进行运转。
当变频器发生故障而不能工作时，变频器内部的故障继电器失电，其常闭点K12、K14闭合，则一24V的电压信号送到电柜内第10输入板的第27通道，经CPU处理后，使设备停机，并在OPC上显示红色故障信息：A456驱动器故障（注：因其故障输入点接在原驱动器的故障输入点上，故在此仍然显示的是A456驱动器）。
4 系统的安装调试
1）拆除原直流电机，改为定制的三相交流电机。
2）在电控柜内安装频压转换器及变频器。
3）安装电器原理接线图接线。
4）按表3的参数设置变频的参数。
表3
5 结束语
Gd搅动辊电机及其驱动系统改造后，解决了以往直流电机碳刷容易磨损、维护烦琐，故障率高的缺点，提高了的设备有效作业率，同时变频器及三相交流电机的成本远低于进口直流控制器及直流电机，从而降低了备件的费用。
参考文献：
[1]姜平主编，《维修电工技师鉴定培训教材》，机械工业出版社，2009.9.
[2]席志红主编，《电工技术》，哈尔滨工程大学出版社，2010.1.
第5篇：电流表的工作原理范文
【关键词】电子技术 电路原理图 技校 识读教学
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2012）24-0178-02
一 针对技校学生学习现状，激发学识图兴趣
技校学生入学时，多数学习基础差，理论学习能力较低，缺乏学习动力，对理论知识的学习有一种抵触和畏难情绪，尤其是遇到电子技术中的电路图更是无从下手。针对这一现状和这门课的实际教学情况，在教学中可以选择一些生活中常见的电路图实例，如扩音器、直流稳压电源、助听器、简易数字钟、门铃、收音机等，通过展示这些产品和相应的电路图，告诉学生：通过学习，掌握基本电子元件和电路原理图的识读，弄清原理，这些产品都可以通过自己动手制作出来。从而激发学生的学习兴趣，使他们从开始的厌学到想学再到主动去学。
二 采用模块式教学，让学生容易接受
电子技术基础一体化教学主要有模拟电子和数字电子两大模块。在电子制作项目中学生对识读电路原理图有困难，因此，有必要提高他们在识图技巧方面的能力。可以安排一定的课时对其进行电路原理图识读技能训练。根据一体化教学课程安排的特点，本文对电路原理图识读教学分以下三部分进行探讨。
1.模拟电路原理图的识读
电子产品制作课题中元器件较多，教学中一般不要求学生进行定量计算，而是要求学生进行定性分析。从这一点看，教学上要让学生了解交流信号的传输线路，知道交流信号经过的具体元器件及受到的处理，明白经过一个单元电路后信号幅度是增大还是减小。识读电路原理图应从以下几方面来进行教学安排。
第一，分析放大器类型。单级放大器类型有三种，分别是共射极放大器、共基极放大器和共集电极放大器。共射极放大器能放大电流和电压，这种放大器应用最广泛；共集电极放大器只能放大电流不能放大电压，应用也很广泛；共基极放大器的频宽很大，通常用来做高频放大器。放大器类型的判别方法简单，以共射极放大器为例，基极是信号输入电极，集电极是信号输出电极，而共用发射极的，就是共射极放大器。
第二，分析直流电路。有源电路需要直流电压才能工作，振荡器也需要能量的补充，如放大器和变频器。由于电容器具有隔直特性，将电路图中的所有电容器看成开路；由于电感器具有通直特性，将所有电感器看成短路。直流电路的识图方向从右到左，再从上向下。
第三，分析信号传输过程。信号传输过程分析就是信号在该单元电路中如何从输入端传输到输出端，信号在这一传输过程中受到怎样的处理，是放大还是衰减。信号传输的识图方向一般是从左到右。
第四，分析元器件作用。元器件作用分析就是电路中各元器件各起什么作用，有时不必对各个元器件进行详细分析，比如掌握耦合电容的作用后，在进行元器件作用分析时只要判断出某些电容是耦合电容即可。
第五，分析耦合电路。一级放大器的放大量是有限的，实用电路往往采用多级放大器，级间用耦合电路来连接。耦合电路不仅用于两级放大器之间，还用于信号源与第一级放大器之间、最后一级放大器与负载之间的耦合。耦合电路有RC耦合电路、直接耦合电路、LC耦合电路和变压器耦合电路等。
第六，分析电路故障。电路故障分析就是假设电路中元器件出现开路、短路、性能变劣后，对整个电路工作造成的不良影响，使输出信号出现故障现象，比如没有输出信号、输出信号小、信号失真、有噪声等。掌握电路工作原理后，元器件的故障分析将会变得简单。
2.数字电路原理图的识读
中职技校的数字电子技术一体化教学涉及门电路、编码器、译码器、触发器、分频器、计数器、比较器和555定时器等。电子制作中，它们一般以集成块的形式出现，一个集成块里有一个或多个完整的单元电路。数字电路的识图是电路原理图分析中的一个重点。识图方法可以从以下几个方面来分析：
第一，分析集成块特点。一般情况下集成块的内电路不需要分析，它具有规律性，在掌握了它们的共性后，可以方便地分析许多功能相同而型号不同的集成块。一个集成块在电路原理图里通常是一个方框加多个引脚，许多学生初学时觉得原理图大而繁，比起分析分立元器件的电路来更困难而不敢下手。实际上识图也好、检修也好，集成电路比分立元器件电路更为简单。
第二，分析集成块引脚类型。集成块引脚一般有以下几种类型：一是电源引脚。通常电源引脚只有两个，一个接电源的正极，用VCC来表示，一个接电源的负极，用GND来表示。大部分集成电路的电源正极引脚编号最大，电源负极引脚编号是电源正极引脚编号的一半。电源引脚接直流电源为内电路提供工作能量，电子制作中一定不能漏接。二是输入输出引脚。电路原理图中一般输入引脚在集成电路的左侧，输出引脚在集成电路的右侧。三是控制类引脚。控制类引脚的作用是控制集成电路的工作状态，影响输出信号，比如使能、清零、灭灯引脚等。此外，还有一种没用到的引脚，符号一般记为NC。
第三，分析集成电路引脚小圆圈表示的功能。电路原理图中集成电路输入端有小圆圈，输出端也有小圆圈，许多学生几个电路做下来对此更是迷惑不解，因此有必要进行分析。左侧的小圆圈表示的功能为：输入端的小圆圈表示低电平有效，高电平时无效（不起作用）；控制端的小圆圈表示低电平有效，执行控制功能，高电平时无效。右侧的小圆圈表示的功能为：互补输出时表示两个输出反相；单端输出时表示输出与输入反相；译码器中表示低电平输出有效。
第四，数字电路原理图的分析。数字电路原理图主要是信号传输过程的分析。与模拟电路原理图信号传输过程一样，要掌握信号在电路中如何从一个单元电路传输到下一个单元电路，了解经过一个单元电路后信号波形的变化。信号传输的识图方向也是从左到右。
3.复杂电路原理图的识读
电子制作中往往会遇到元器件较多的项目，给学生理解及分析造成极大的不便，通常把复杂电路原理图简化成原理方框图来表示。原理方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。讲解和分析原理方框图要让学生了解以下几个方面：
第一，原理方框图表示了电路原理图各单元电路之间的信号传输方向，包含了各单元电路之间的传输次序。
第二，根据原理方框图中所标出的电路名称可以知道信号在这一单元电路中的处理过程。
第三，方框图粗略地表达了电路的组成，通常给出复杂电路的主要单元电路名称、位置，以及各部分单元电路之间的连接关系。
参考文献
[1]胡斌.图表细说电子技术识图[M].北京：电子工业出版社，2006
[2]李萍.电子电路识图[M].北京：化学工业出版社，2011
第6篇：电流表的工作原理范文
关键词：现场 仪表 故障
Abstract: In the chemical industry in the process of production often appear instrument breakdown, in the test and control appeared in the process of failure phenomenon is more complex, which requires the instrument maintenance personnel to correct judgment and timely processing, also to directly related to production safety and stability, and at the same time, it also involves the quality of the products and consumption, but also the most can reflect instrument maintenance personnel's actual ability and the business level, also is the instrument maintenance personnel access to process operation personnel trust, with each other closely key. At present the unceasing improvement of the level of automation, field instrument maintenance personnel's technical level raised taller requirement, and always used in the production process of the instrument maintenance of common failures and can handle in time.
Key words: the scene; instrument; fault
中图分类号：TQ056.1 文献标识码：A文章编号：
一、化工装置现场仪表系统故障的判断思路
由于化工生产操作管道化、流程化、全封闭等特点,尤其是现代化的企业自动化水平很高,工艺操作与检测仪表密切相关,工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数,诸如反应温度、物料流量、容器的液位和压力、原料的成分等来判断工艺生产是否正常,产品的质量是否合格,根据仪表指示进行加量或减产,甚至停车。
仪表指示出现异常现象（指示偏高、偏低,不变化,不稳定等）,本身包含两种因素：一是工艺因素,仪表正确的反映出工艺异常情况;二是仪表因素,由于仪表（测量系统）某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起,很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力,除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外,还需熟悉测量系统中每一个环节,同时,对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性应有所了解,这能帮助仪表维护。
总之,分析现场仪表故障原因时,要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化,这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以,我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析,检查原因所在。
二、常见测量参数仪表控制系统故障分析步骤
1、温度控制仪表系统故障分析步骤
1.1、热电偶测温元件的故障原因
(一)测量仪表指示不稳定，时有时无，时高时低。原因分析：(1)热电极在接线柱处接触不良。(2)热电偶有断续短路或断续接地现象。(3)热电极已断或似断非断。(4)热电偶安装不牢固，发生摆动。(5)补偿导线有接地或断续短路现象。
(二)热电偶电势误差大。原因分析：(1)热电极变质。(2)热电偶的安装位置与安装方法不当。(3)热电偶保护套管的表面积垢过多。(4)测量线路短路(热电偶和补偿导线)。(5)热电偶回路断线。(6)接线柱松动。
1.2、热电阻测温元件的故障原因
(一)仪表指示值比实际温度低或指示不稳定。原因分析：(1)保护管内有积水。(2)接线盒上有金属屑或灰尘。(3)热电阻丝之间短路或接地。
(二)仪表指示最大值。原因分析：热电阻断路。
(三)仪表指示最小值。原因分析：热电阻短路。
1.3、温度变送器的故障分析，大致讲来包括以下5个方面：(1)断偶。(2)冷端补偿电阻坏。(3)补偿导线正负接反。(4)电源丧失。(5)温度变送器坏。
1.4、温度变送器(或DCS中用于温度输入的模拟量输入卡)常见故障的检修重点有三点：(1)电源丧失。(2)冷端补偿电阻坏。(3)热电偶坏。
1.5、温度变送器(或DCS中用于温度输入的模拟量输入卡)出现故障，首先应检查：(1)电源。(2)是否有输出。(3)检查输入信号是否正确。
2、压力控制仪表系统故障分析步骤
（1）压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时,首先检查工艺操作有无变化,这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。
（2）压力控制系统仪表指示出现死线,工艺操作变化了压力指示还是不变化,一般故障出现在压力测量系统中,首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象,不堵,检查压力变送器输出系统有无变化,有变化,故障出在控制器测量指示系统。
3、流量控制仪表系统故障分析步骤
（1）流量控制仪表系统指示值达到最小时,首先检查现场检测仪表,如果正常,则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小,则检查调节阀开度,若调节阀开度为零,则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小,调节阀开度正常,故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障,原因有:孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。
（2）流量控制仪表系统指示值达到最大时,则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小,如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来,则是仪表系统的原因造成,检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。
（3）流量控制仪表系统指示值波动较频繁,可将控制改到手动,如果波动减小,则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适,如果波动仍频繁,则是工艺操作方面原因造成。
4、液位控制仪表系统故障分析步骤
（1）液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时,可以先检查检测仪表看是否正常,如指示正常,将液位控制改为手动遥控液位,看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围,则故障在液位控制系统;如稳不住液位,一般为工艺系统造成的故障,要从工艺方面查找原因。
（2）差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时,首先检查现场直读式指示仪表是否正常,如指示正常,检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏,重新灌封液,调零点;无渗漏,可能是仪表的负迁移量不对了,重新调整迁移量使仪表指示正常。
（3）液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时,首先要分析液面控制对象的容量大小,来分析故障的原因,容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化,如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成。
三、结束语
通过对化工现场仪表故障判断思路的论述及相应的仪表故障处理,阐述了怎样在化工现场仪表系统故障过程中检查和处理仪表的故障,针对怎样处理和判断仪表常见故障提供了一种工作思路流程和方法。由于仪表检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂,正确判断、及时处理生产过程中仪表故障,是仪表维护人员必须具备的能力。只有在工作实践中不断的学习、不断的总结经验,这样才能提高自己的工作能力和业务水平。
参考文献:
[1] 蔡夕忠.化工仪表 (第二版).化学工业出版社,2008.10
第7篇：电流表的工作原理范文
【关键词】PWM；双闭环；检测仪器；开关电源
0 引言
随着我国科技不断稳步发展，越来越多的设备需要用到电源，如：稳压电源、直流电源、交流电源等等。但随着设备先进性的不断提高，设备的功能越来越强大，对电源的要求也越来越高，特别是检测仪器仪表，精度要求非常高，需要有非常稳定可靠的电源来确保测量精度。因此，开关电源取代普通的电源设备，广泛应用于检测仪器仪表中。本文设计一种基于PWM脉冲宽制调试的双闭环开关电源，采用国外先进的全波整流控制器，该控制器工作模式不仅可以是电流式也可以是电压式，还能够为谐振零电压开关提供高效、高频的解决方案，因此具有非常广阔的应用前景。本文采用全桥整流装置，利用双闭环负反馈的直流-直流变换控制系统，能太太提高开关电源的电压、电流等精度，符合检验检测仪表行业的要求。
1 检测仪器电源系统概况
随着信息时代的发展，便携式电子产品被越来越多的消费者亲睐。与此同时，解决能量消耗即电源管理问题成为重中之重。因此，具有高效节能特型的开关电源在近年来发展迅速，并在计算机通讯等领域的应用越来越广泛。而PWM型开关电源芯片就具备了此类特性，其核心技术集中在控制环节。此设计采用PWM控制电路，适用于开关电源芯片控制。对PWM调制电路为保证开关电源正常工作应具有的功能展开分析，得到设计要求。对PWM控制电路的组成模块、分类、基本原理及各项性能指标，进行细致深入的研究，最后得到调制电路的基本电路结构及满足性能指标的组成模块，对各个模块的功能和逻辑是电路设计的重点，最终该电路实现能产生一定脉冲驱动信号的功能。
2 系统控制原理图
双闭环负反馈PWM秒冲宽制调制系统中，有两级的反馈系统。串级系统即是电流双闭环反馈系统，而转速反馈构成外环系统，内环是电流反馈。本方案设计三处进行系统的电流取样反馈，取拥缌髦岛拖低成杓频牡缌髦迪啾冉希当取样电流值过大时，系统会自动调节降低工作电流；但取样的电流过小时，系统会自动调节提高工作电压，这是内环电流反馈的工作情况。外环的转速反馈系统，系统通过电压检测装置检测系统的电压情况，再与设计的电压值相对比进行电压高低的调节，达到稳定电压的效果。基于双闭环的设计思想，图1中的各个部分相互独立工作、互不影响，如果某一部分出现故障，不影响另一部分系统的工作，系统内部由电流形成负反馈，外部由电压形成负反馈系统。电流电压负反馈一起运作，能太太的提高系统的稳定性和进度，满足检测仪器仪表的使用要求，达到良好的效果。双闭环反馈系统原理如图1所示。
图1所示虚线框中的1#.2#.…….N#是各个高频开关电源，其稳压或稳流精度很高，原因在于该内部自动控制原理图最终可以简化为一阶系统比例积分环节，图中它们工作在稳流状态下。
3 硬件电路设计
图2为开关电源的硬件电路组成部分，设计采用国外先进的放大器作为本设计的核心器件。芯片的1脚与3脚相连接，构成差分放大，能有效的减小误差，提高设计的精度。
图2所示输出法人取样电压通过R5和R6设置，电压输出端与电阻5和6形成零点电位，电阻1/2/3与电容1/2/3形成效应，与PI构成补偿系统，电阻1和7在电路中形成增益作用。在电流内环中加入斜坡补偿以保证系统的稳定性。硬件电路通常容易出现不对称信号的问题，本设计利用电压负反馈补偿信号的作用，将电阻8作为上拉电阻提供直流电压，与RC构成的多谢震荡器作用，提供反馈电压，从而解决波形的不对称性。图中电流检测信号Is经过I-V变换电路转换成电压信号。芯片741是一个PWM脉冲宽制比较器，根据比较器原理，依据三极管放大电路原理，在芯片3脚接地，芯片的2脚相当于一个反相输入端，对信号进行比较。其内部的过流及限流比较器实现逐周期过流及限流保护。当2 V2.5 V时，执行过流保护模式。
4 结语
本设计依据3895芯片，利用双闭环负反馈的原理，引入电流负反馈和电压负反馈，提高了开关电源的精度，利用PWM脉冲宽制调制技术，提高了电源变换的效率和稳定了。开关电源系统设计之后，对该系统多次进行调试测，反馈结果稳定良好，系统稳定性好，动态响应快，证明本方案是可行的。
【参考文献】
第8篇：电流表的工作原理范文
摘要：近年来，各行业以及家用电器、电铁牵引中许多非线性负荷的日渐增多，特别是一些大功率变流设备和电弧炉的大量应用，导致电网中产生大量的高次谐波电流，进而引起电压波形发生较大的畸变。电能计量数据是发电企业、输配电企业、电力用户之间进行贸易结算的依据，它的准确与否直接影响到三者的利益以及交易的合理性。研究在电网中存在高次谐波时合理的电能计量方法、开发和选用适宜的计量装置是非常必要的。
关键词：谐波电流；电能计量；计量方法；计量装置
中图分类号：TM933.4文献标识码： A 文章编号：1电能表的工作原理在电能计量方面，目前普遍采用电磁感应式电能表和全电子式电能表。1．1电磁感应式电能表的工作方式和误差特性电磁感应式电能表（包括机电一体电磁感应式电能表）是通过电磁感应组件来驱动机械记数装置，把电能量记录下来。它产生误差的原因很多，与电力高次谐波相关的体现为2个方面。1．1．1电磁感应式电能表的设计是按基波考虑的。在负载上当基波电压电流不变而又含有谐波时，电能表电压线圈阻抗和转盘阻抗都会变化，导致电压工作磁通和对应的电流磁通变化，从而影响电能表的计量精度〔2〕。1．1．2当存在谐波电压与电流时，由谐波和基波叠加而成的电压电流波形发生畸变，但由于对应铁心导磁率的非线性，磁通并不能相应地成线性变化。根据电路原理〔1〕，只有同频率的电压和电流相互作用才产生平均功率；根据电磁感应式电能表工作原理，只有同频率的电压和电流产生的磁通相互作用才能产生转矩，畸变的波形通过电磁组件以后，由于磁通不与波形对应变化，导致转矩不能与平均功率成正比而产生附加误差。1．2全电子式电能表的有功计量方法及误差特性全电子式电能表计量有功就是用A／D采样数值计算的方法。设交流电源电压、电流的瞬时值分别表达为u（t），i（t），则瞬时功率p（t）和1个周期内平均功率P分别为：将tk时刻的电压电流瞬时值u（tk），i（tk），代入式（1）得到tk时刻的功率瞬时值：将一个周期T等分为n份，根据积分的数值计算方法〔3〕，可将式（2）变为：式（5）是全电子式电能表计量有功电能的采样数值计算方法。全电子式电能表产生误差的原因是多方面的，如温度、电压电流、基波频率等外界条件；电压电流变换线路组件的分散性，电能量计算的方法等。上述影响因素在计量有高次谐波的电能时均存在。 2谐波情况下电能计量分析和比较当电压u（t）、电流i（t）中含有基波和2～n次谐波分量时，u（t），i（t）可以表示为各次谐波分量的叠加。式中Un（或In为n次谐波电压（或电流）的有效值；ω为基波角频率；αn（或βn）为n次谐波电压（或电流）的初相角。根据电路原理〔1〕，瞬时功率、1个周期T内的平均功率、有功电能可分别表示为：式（10）中，Pn＝UnIncosn为电压、电流n次谐波（或基波）构成的平均功率。式（10）表明，只有同频率的电压与电流谐波才构成平均功率；频率不相同的电压与电流谐波只构成瞬时功率；根本不构成平均功率〔1〕。当谐波存在时，作为贸易依据的有功电能计量应该是将负载上消耗的基波和谐波有功能量（即负载消耗的实际能量）都准确地记录下来，即式（11）所示。从工作方式和误差特性分析可知，电磁感应式电能表是以基波为参比条件进行设计制造，只能在基波情况下准确地记录负载消耗的有功电能；在谐波存在时，由于不能实现将多个不同频率的正弦电压和电流产生的机械转矩相叠加，因此不能准确记录负载消耗的谐波有功能量。对于全电子式电能表，有功电能按式（5）计算，当采样时间间隔Δt0时，在形式上电能计量式（6）与在谐波情况下有功电能理论表示式（10）相同；在数值计算时由于电子电能表的CPU能够将含有多个不同频率、按正弦规律变化的电压和电流的瞬时值分别采样并作运算，因此有效地记录了负载的瞬时功率、亦即记录瞬间消耗的所有有功能量。从原理上证实全电子式电能表实现记录负载消耗基波和谐波总平均功率及电能量是可行的。 3谐波情况下电能计量仿真实验为了验证上述分析，引入3个仿真实例。3．1仿真实验实例1（谐波电压、电流含有量符合国标GT／14549－93规定，电压、电流单位分别为V，A，下同）实例2（谐波电压、电流含有量超过国标GT／14549－93规定） 设电压u(t)=311.13×sin(100πt+)+37.35×sin(300πt+)+12.44×sin(500πt+），其余条件同例1，此时电流可表示为实例3表1描述了某110 kV线路B相经过电流互感器和电压互感器反映的2次谐波电流电压有效值和初相位实际测试情况。按国标GT／14549－93，谐波电压、电流含有量超过其规定。根据电流电压相位差可以判断3次和5次谐波电流是从用户流向电网。根据电路原理〔1〕可以写出电流电压的函数表达式：
按3种方法计算瞬时功率及1 h的有功电能量。方法1：同时考虑基波和谐波的作用。将周期T＝20 ms等分为100份，即Δt＝0．2 ms，按照式（3）、式（4）和式（5）计算各点瞬时功率、平均功率以及有功电能，即仿真全电子式电能表计量。方法2：仅考虑基波作用。将一个周期T＝20 ms等分为100份，即Δt＝0．2 ms，按照式（3）、式（4）和式（5）计算各点瞬时功率、平均功率及有功电能，即仿真电磁式电能表计量。方法3：同时考虑基波和谐波作用。从理论上计算平均功率、电能量。以上各例的计算均采用计算机C语言（TURBOC2．0）编程完成，其中积分采用梯形求积公式计算〔3〕，部分结果见表2、表3。
3．2仿真结果分析由于计量原理的差别，对同一负载在谐波存在时，全电子式电能表和电磁感应式电能表同时刻记录的瞬时功率有差别，1个周期内平均功率和消耗的有功电能量记录也有差别。 4结论4．1当电网存在高次谐波时，对电能计量的准确性有影响，谐波含量愈高电能计量误差愈大；当谐波含量满足国标规定时，误差影响微小，当谐波含量超过国标规定时，无论是电磁感应式电能表还是全电子式电能表，误差影响均较大。4．2在电网中，无论谐波流向如何，负载本身不产生电能量。当谐波从负载流向电网时实际上是负载将电网中的基波经过滤波和整流后形成的谐波电流反送回电网，这是一种电能污染。全电子式电能表将负载（谐波源）消耗的基波有功电能和谐波源（负载）向电网返送的谐波有功电能（被污染的电能）进行了代数相加，使得记录的能量比负载消耗的基波有功电能量还要小，这是全电子式电能表计量原理上的不足之处。4．3在谐波超过国标规定时，对同一计量点，采用相同准确级别的全电子式电能表和电磁感应式电能表计量电能量是有较大差别的；当谐波源是电网时，前者数值较大；当谐波源是用户时，则情况相反，均属正常现象。4．4对大功率变流设备、电弧炉，特别是电铁牵引等产生高次谐波的电力负载，为了只记录负荷消耗的基波有功电能，用电磁感应式电能表比用同准确级别的全电子式电能表更合理。4．5对于谐波超标的电网和电力用户，为了合理计量用户消耗的有功电能，宜采用谐波电能表，或者要求用户进行谐波治理，符合国标GT／14549－93的要求后，采用全电子式电能表计量。
第9篇：电流表的工作原理范文
关键词：电子控制技术；三极管；教学策略；教学建议
自浙江省在新高考方案中，将技术学科作为选考科目之一以来，该科目就更受到方方面面的重视。但同时，作为通用技术学科选考内容的苏教版《电子控制技术》，无论对于教师的教还是学生的学，都有很大的困难，尤其是《电子控制技术》中核心内容之一的三极管的原理与应用，更是一块难啃的骨头。
《电子控制技术》教材的编写比较追求体系完整，重视设计思想的构建，强调控制过程的实现，但在介绍三极管的原理与应用时，并非站在零起点的基础上，而三极管的工作过程非常复杂，即使是专业的电子技术工作者，想透彻理解其原理与工作过程，也并非易事。对没有电子基础的高中学生来说，基本理解三极管的工作原理，并学会基础应用，也需要一段时间的摸索和积累。通用技术教师如何高效地实施教学乃至应对新高考，需要对症下药的策略和方法，为此本文提出在“三极管原理与应用”教学及应考中，应采用“纲举目张 层层推进”的策略，抓住主要环节， 带动次要环节，具体地来说，就是以下五点教学应对。
一、站高望远 整体把握
课堂教学中的铺垫，是教师有意识地为学生学习后续内容提供准备，使之形成合理认知结构的一种教学艺术。在学习“设计中的人机关系”时，教师需要先让学生了解技术的价值――满足人的需求，知道技术与设计的关系――两者相互促进，相互依存。三极管的学习也需要这样的铺垫和整体上的把握。三极管在电子控制技术的发展中具有非常重要的历史地位和作用，了解三极管的发明历程和应用范围，对学生学习动机的形成具有决定性的作用。从1883年爱迪生发现热电子效应，到1904年弗莱明发明电子二极管，再到1906 年美国德弗雷斯发明电子三极管，树立电子技术发展史上的里程碑――三极管的发明故事充满乐趣，教师对故事的生动演绎，能充分激发学生的学习兴趣，并感受到学习的重要性和必要性。
教师应该帮助学生理清半导体、晶体管、门电路、集成电路等之间的逻辑关系，让学生明白三极管在电子控制技术中扮演的“身份”，这样才能居高临下，把握全局，明确学习目的，提高学习效率。比如，用结构图来说明电子控制系统的组成逻辑关系（如图1），用表格来体现电子器件的各阶段的发展、联系和区别（如表1）。
二、重功能应用 轻结构原理
三极管并不是两个二极管的简单组合，它的结构和原理都比较复杂。在实际生产中，三极管的两个PN结在排列上有不同的结构工艺，主要分为平面管和合金管两种，它们有几个共同的特点[1]：
（1）基区做得很薄，发射结的面积较小，集电结的面积要比发射结大；
（2）发射区的多数载流子（对NPN三极管而言是自由电子）浓度大于集电区，且远远大于基区的多数载流子（空穴）；
（3）栏窨刂圃又屎量。
这些重要的特点都是在三极管生产时人为规划和控制的，要理解这些结构布局和人为规划的目的，需要深入理解其宏观的工作过程和微观的工作原理，并对加工工艺有详尽的了解，显然以高中学生的知识储备，要掌握理解这些知识，难度非常之大。
与之类似的是信息技术中“算法与程序设计”的学习，教师并不要求高中学生深刻理解程序在计算机内部的运作过程和机理，而只需掌握程序的结构和功能，知道在输入明确的前提下，会产生怎么样的输出结果。三极管的学习也可以借鉴这种“黑箱”方法，学生只需理解：源于三极管的特殊结构和工艺，它在功能上发生了质的飞跃；三极管的三个区、两个PN结相互联系、相互作用、相互影响，组成了一个具有特定功能的有机整体；三极管具有“信号放大”的功能，这是二极管所不具备的，它的特殊结构是其具有特殊功能的内因。
为方便理解，教师可以用水流来比喻电流，用粗、细两根水管和闸门组成的结构简易说明三极管的工作原理，如图2所示。
粗的管子内装有闸门，这个闸门由细的管子中的水流量控制开启的程度。如果细管子中没有水流，粗管子中的闸门就会关闭，此时处于截止状态。注入细管子中的水流量越大，闸门就开得越大，相应地流过粗管子的水就越多，这就体现出“以小控大，以弱控强”的基本原理，此时处于放大状态。当粗管内的闸门开到最大时，水流量就保持恒定，与细管的水流量变化无关，此时相当于处于饱和状态。
学生掌握三极管的工作条件以及相对应的三种工作状态，能够分析最基本的三极管控制电路，从而体会到，正是这三种工作状态在电子电路中的丰富应用，使三极管成为电子控制技术发展历史上具有里程碑意义的元器件。
三、依据标准 有的放矢
三极管的功能和应用是苏教版《电子控制技术》教学的重点，也是难点之一，考试标准中规定的内容和要求如表2所示。
在脉冲与数字电路中，三极管作为最基本的开关元件得到了普遍的应用。三极管工作在饱和状态时，其UCES≈0，相当于开关的接通状态；工作在截止状态时，IC≈0，相当于开关的断开状态。从考试标准和历次的考试试题中可以得到，电子控制技术的选考更注重三极管的开关特性在数字电路中的应用，如2016年10月技术选考的第12题。
如图3所示是某电动玩具的电路图，下列对该电路的分析中不正确的是（ ）
A.三极管V1在电路中起开关的作用
B.电机M工作时，三极管V1的集电结和发射结都处于正向偏置状态
C.二极管V2主要用于保护三极管V1
D.R2换用阻值小一点的电阻，更容易触发电机M启动
该玩具在使用过程中，光敏电阻上的压降随着光照强度变化，会让三极管处于截止、放大导通和饱和导通三种状态。因为三极管集电极连接了继电器，当集电极电流达到继电器吸合电流后，继电器转换工作状态，常开触点闭合，马达转动，此时电动玩具获得动力，相当于接通了开关。当集电极电流减小到继电器释放电流（小于吸合电流）后，马达停止转动，电动玩具失去动力，相当于开关断开。为保持系统可靠性，设计人员在元器件选择时，会让三极管达到饱和状态时的集电极电流大于继电器的吸合电流，因此从该系统的外部功能判断，三极管在该电路中仅起到开关的作用。
选考试题同样注重多用电表的使用，其中三极管的好坏判断也是电子控制技术教学的难点，教师要根据现有的实验装备条件，安排合理的动手实践项目，帮助学生理清判断思路。三极管是由两个PN结组成的电子器件，通过测量两个PN结的好坏即可简单判断出三极管的好坏。以数字电表为例，检测时，将挡位选择开关置于二极管测量挡，分别检测三极管的两个PN结，如果正向检测每个PN结（红表笔接P，黑表笔接N）时，显示屏显示150～800范围内的数字（说明阻值较小），反向检测每个PN结时，显示屏显示溢出符号“1”，说明三极管正常。
注意，三极管的检测包括类型检测、电极极性检测和好坏检测，类型检测和电极极性检测也是需要掌握的基本功。在实际应用中，还需检测三极管集电极和发射极之间的漏电电流，如果漏电电流较大，一般也不能使用。
四、典型应用 萃取精华
选取经典的三极管开关应用电路，分析各个元器件的作用和电路的整体功能原理，是三极管教学不可缺少的环节。对三极管偏置电路（包括固定式偏置电路、分压式偏置电路）、集电极直流电路、发射极直流电路中各电子元器件的作用，教师都应分析到位，让学生不仅知其然，还能知其所以然。如2016年10月技术选考第13题，该题是一个自动温度报警电路。如图4所示，电路中R1、Rg构成分压式偏置电路，分压电压加到V1基极，建立V1基极直流偏置电压，该电压决定了V1基极电流的大小。对V2来说，R2和Rt构成了分压式偏置电路。电阻R3和R4接在VCC和V1、V2的集电极之间，构成了集电极直流电路。工作在放大状态下的三极管，必须在三极管集电极、发射极和地端之间构成直流通路，分析这些直流通路，能让学生理解这些通路中电阻、电容与电感等元器件的作用。该自动报警电路在三极管的集电极输出高、低电平，作为或非门的输入，所以三极管在该电路中仅起到开关的作用。
再如2015年9月浙江省技术选考测试卷第17题，该题考查了一个典型的水位自动控制电路，电路包含输入、控制处理、输出三个部分，各个水位探头是系统的输入.对于不同水位的变化对三极管工作状态的影响，应该引导学生分步探究，建议从水箱无水的状态开始分析，以每个探头所在位置的水位为节点，厘清不同水位所代表的输入意义。该系统中的三极管同样只需关注导通和截止两种状态，如图5所示，当V1导通时，V2截止，V1截止时，V2导通，二极管V4连接在V2的发射极直流通路中，能保证当三极管V1导通时，V2更容易截止，从而让系统的功能逻辑更清晰，工作过程更稳定。
对三极管放大电路，教师也可以有选择地进行典例分析。半导体技术在经过半个世纪的发展，目前已经形成相当庞大的产业，而晶体管放大器在其中功不可没。由于半导体集成放大电路的成熟、廉价、便捷，在需要放大器的电路中成为首选，采用分立的晶体管元件搭造放大电路的情形则越来越少，但只有掌握晶体管放大器的基本原理和优缺点，才可以在应用集成放大器时更为得心应手，并在某些需求较为苛刻的情形下用分立元件来构造电路。
五、实践动手 提高认知
有效设计学生的动手实践项目，不仅能提高学生的学习兴趣，更有利于学生感性认知的建立和理性分析能力的培养。电子控制技术在普通高中刚刚起步，教学资源有限，教师应该想方设法利用现有条件，创设动手实践的平台。
建议利用好浙江省基础教育课程教材开发研究中心编写的《电子控制技术学生活动手册》，在课时允许的前提下，精选其中2～3个活动项目进行动手实践，如“多功能自动控制电路的制作”“模拟自动干手器的制作”等。
对没有条件实施手工焊接的学校，也可以考虑使用电子积木，一般包含三极管和集成电路的电子积木产品，能够基本满足普通高中电子控制教学的动手实践需求。电子积木具备直观、快速、实验效果明显的特点，如让学生搭建延时门铃模拟电路。在搭建过程中，要使学生在理解工作原理的基础上，能快速搭建并试验电路运行效果，这对提高学生学习兴趣、理解和体验三极管的工作原理具有积极的辅助作用。
τ诰费较为紧张，且不具备手工焊接条件的学校，也可以考虑购买相应的电子控制学生活动专用配套器材，如三极管和光控电路的实验电路，学生可以利用电路板上的灯笼头接口，使用多用电表检测三极管各电极上的电压、电流变化情况，或用于连接负载，从而全面理解三极管的工作原理与相应的控制过程。
万事开头难，普通高中电子控制技术的教学需要我们有足够的知识储备，需要优秀的教材、丰富的资源，也需要基本的硬件保障、合理的教学设计。希望本文提出的 “三极管原理与应用”教学五点建议，能给一线教师的课堂教学提供借鉴意义。
