通用仪器设备（精选十篇）
通用仪器设备 篇1
地面设备作为通用飞机综合保障的重要环节, 是通用飞机研制中必不可少的一部分, 是用户实现通用飞机航线地面服务、维护检查和飞机定检与大修所必要配备的一类专用设备。保障通用飞机的完好性和出勤率, 特别是在通用飞机的研制后期, 为保障通用飞机的首飞和研发试飞, 如果地面设备跟不上, 飞机可能因为一个设备、一把扳手、一个螺栓的缺失而影响飞行的事故。作为交付客户的重要保障资源, 地面设备的成本将是飞机售价的重要组成部分, 对于通用飞机而言更是如此, 地面设备研制成本降低可以使飞机成本在可接受范围内, 增强市场竞争力, 以最低的保障资源保障飞机, 这也是地面设备及综合保障资源研制的终极目标。
2 我国通用飞机地面设备的技术现状
目前, 国产通用飞机地面设备具有以下特点:设备能够达到国产各型通用飞机的技术指标要求;部分设备能够满足国外进口通用飞机的使用要求;各规格产品已形成系列, 满足各型飞机和进口机型的使用要求;产品向通用化、多功能、组合化方向发展。近年来各通航公司加强与完善了对地面设备的使用与维护工作, 促使各种地面设备的研制、开发在种类和功能上更适用于多机型的地面维护工作。
我国通用飞机制造商对地面设备研制工作不够重视, 没有充分理解和落实地面设备的研制在飞机研制过程中的重要性, 地面设备的设计人员流失严重, 设计能力低下, 机构设置不健全, 基本没有继承性, 地面设备种类繁多, 多而杂, 很多设备规划买来又长期放置不用, 浪费了保障资源, 增加了保障资源保管的费用。
我国从国外引进部分通用飞机, 同时也引进了部分地面设备, 从目前通航公司的使用情况看, 引进的设备有许多值得国内生产厂学习的地方, 如产品结构形式、操纵控制方式与控制方法等。但同时作为非自主研发的设备, 也存在以下问题:设备技术落后, 设备使用维护、零备件的供应等方面存在困难, 进口设备价格是当前国产同类产品价格的4~5倍。由此可见, 好的地面设备是买不来的, 靠进口解决不了根本问题, 只能靠国内自行研制。
3 通用飞机地面设备发展趋势
按照目前发展来看, 未来通用飞机地面设备的发展将呈现如下趋势[1]:
1) 通用飞机地面设备要与通用飞机的发展同步, 产品向电子化、信息化和智能化方向发展。在设备实现自动操纵和自动控制的基础上, 达到设备故障的自动监测及远距离诊断, 如建立地面设备智能化控制系统, 不仅能在现场实现故障报警, 还能够实现数据采集, 并将结果传给维修工程师和相关管理部门, 使飞机保障支援设备真正实现视情维修。
2) 未来通用飞机的使用模式要求打破原有地面设备的分类模式, 产品向多功能、小型化、轻型化和模块化方向发展。将原理相同、使用时间可以错开的不同功能的产品合一, 减少品种。如将飞机液压油车和液压清洗车合并成一台多功能液压油车, 既减少了运营商飞机配套设备的数量, 又降低了飞机全寿命周期总费用。
3) 新型地面设备的研制进行目标成本控制, 使通用飞机地面设备真正走向市场。我国目前通用航空发展刚刚起步, 加上我国的基本国情, 地面设备的发展与通用飞机一样需要考虑我国的国情, 从国家经济、技术的可行性出发, 进行科学的方案论证和目标成本设计, 在满足通用飞机维修保障的同时, 创造出优秀的经济效益。
4 未来通用飞机地面设备发展建议
根据以上通用飞机地面设备的发展趋势, 对地面设备的发展提出以下建议:
1) 提前规划, 早做谋划。在通用飞机的论证阶段, 地面设备工作就应该开展。这个阶段需要开展的是地面设备的规划工作, 包括规划地面设备的种类, 划分和大致需求。2) 明确责任, 建立组织。合理的机构设置可以建立起各负其责的地面设备设计组织, 在此基础上, 明确地面设备专业的责任, 制定严格的规章制度, 与各系统专业建立良好的信息沟通渠道和责任分工。3) 深入需求, 了解过程。深入了解地面设备的需求, 明确所需地面设备的服务保障对象, 维修任务的基本层级, 与地面设备的设计接口和技术参数等相关要求, 在此基础上进行多轮反复迭代, 完成地面设备的需求确认, 作为地面设备的设计输入。4) 规范过程, 持续跟踪。在地面设备的设计输入确认后, 需要地面设备专业人员在大量基础调研和协调之后选择供应商, 形成地面设备的研发组织团队, 转入设计工作。设计团队开展对地面设备的详细设计。紧密围绕地面设备的需求, 开展地面设备的论证、初步设计、详细设计, 其中包括评审与评价的全过程控制。设计过程中需要有完善的设计规范用于约束地面设备的设计, 对于外包项目的供应商, 应加强对供应商的管控和持续跟踪, 使其设计生产的地面设备能完成其功用, 同时满足客户的使用要求。5) 进入全寿, 不断改进。交付的地面设备, 需要开展严谨的设备适用性试验, 确保地面设备能达到各项性能指标要求。同时地面设备还需要有良好的经验继承性, 不断改进地面设备的设计生产和设计流程, 能够为后续机型的研发提供经验教训。
5 结语
国产通用飞机的地面设备经过多年的发展, 已经形成了具有自主知识产权, 有完整谱系的工业设计产品, 但是与国外发达国家相比仍有很大的差距, 想要在蓬勃发展的我国通用航空条件下提供优秀的保障条件, 提升客户的满意度, 需要完善研制流程, 使地面设备以最小的规模完成对飞机的综合保障, 提高地面设备的使用率和完好率, 降低地面设备的保管和使用费用, 增强型号的市场竞争力, 为我国通用航空的发展作出新贡献。
摘要：文章介绍了我国通用飞机地面设备的技术现状、研发流程和发展趋势, 重点阐述了通用飞机的地面设备如何适应未来国产通用飞机的全面发展需求, 并提出相应建议。
关键词：通用飞机,地面设备,思考
参考文献
通用仪器设备 篇2
专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的，主要应用在精密工程测量领域。其中，包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测。
用于建立水平的或竖直的基准线或基准面，测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距)，称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪，引张线，各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪，以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。
在距离测量方面，包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETER LDM2双频激光测距仪，中长距离测量精度可达亚毫米级；可喜的是，许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化，其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR，应变仪DISTERMETER ISETH，石英伸缩仪，各种光学应变计，位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪，能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度，成为重要的长度检校和精密测量设备；采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度，它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。
高程测量方面，最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，如用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。
与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量)，即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展，其精度达微米级。
具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点，采用多传感器的高速铁路轨道测量系统，用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车，测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机，可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。
通用仪器设备 篇3
关键词 通用技术课程；金工工具；多媒体
中图分类号：G633.67 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）05-0166-02
1 前言
通用技术课程是高中一门重要的课程，其具有很强的综合性和实践性，重点在于培养学生的技术素养，促进他们的全面发展。采用科学合理的教学方法来开展课程教学，是通用技术课程目标的必然要求。如果所采用的课程教学方法不当，加之高中生面临升学压力，将影响学生学习通用技术课程的兴趣以及课程教学效果。因此，对高中通用技术课教学开展策略进行探究，具有重要意义。
2 欣赏制品，激发学习兴趣
在当前的高中通用技术课程教学过程中，教师大都将理论知识和实践技能的提升作为课程教学的重点，而很少为学生积极组织一些实践性的教学活动，加上高中生面临很大的升学压力，无法全身心投入到教学中来，缺乏学习兴趣，那么课程学习的效果也自然不是非常理想。实际上，高中通用技术课程教学是一门实践性很强的学科，所以不可以单纯地采用理论方面的讲解，而更应该合理运用常见的金工工具和设备来开展教学，从而不断激发学生学习通用技术知识的兴趣，增强课程学习的效果。通常而言，在高中通用技术课程中所涉及的金工工具和设备比较多，具体可以分为手工工具、机械工具以及自动控制工具等设备类型。其中手工工具主要包括台虎钳、锉刀和手工钢锯等；机械工具主要包括钻床、磨床和车床等。金工中常用的工具和设备还包括电烙铁和万用电表等。
上述这些常用的金工工具和设备均可以成为高中教师开展通用技术课程教学的重要资源，可以有效激发学生学习课程内容的兴趣，同时该方式学习的效果也要显著优于一般教材的学习效果。因此，在正式开展课程教学过程中，教师可以在课堂上或者实验室中为学生展示这些比较常用的金工工具和设备，让学生可以直观地观察和了解这些常用金工工具的特征及其应用方法，这样可以有效地激发学生学习通用技术课程知识的兴趣，从而提升通用技术课程教学的效率。
3 示范操作，深化学生理解
在学生对于通用技术课程产生兴趣之后，教师应因势利导，采用示范操作来让学生进一步了解和掌握生活中常用金工工具和设备的具体构造及其应用方法，从而不断深化学生对于所学知识的理解和认识，增强对于这些实用知识的记忆。比如台虎钳作为一种常用的金工工具和设备，主要包括底座、摇柄以及固定和活动钳身等组成部分，教师可以对应台虎钳实物来为学生展示各个具体的组成部分，讲解台虎钳各个部分的功能和作用，如台虎钳可以用于导轨的调对以及各工件的夹持等方面，以使学生更好地认识台虎钳。同时要将其在使用过程中的注意事项告诉学生，以帮助学生更好地应用，如只可以借助手板来对其手柄进行松紧操作，不可借助其他加力工具；要对螺母和丝杠等活动表面进行定期的润滑和清洗操作，以避免其出现生锈问题。
另外，为了进一步深化学生对于所学知识的理解和认识，教师可以合理借助多媒体等来为学生详细地展示金工常用工具和设备的具体细节，使每一个学生均可以清楚地看到教师的演示操作。如在讲解电烙铁及其应用的时候，由于电烙铁主要用于解决线路板上有关线路的连接问题，该部分的线路显示可能不太容易直接进行观察，因此，学生观察起来可能有一定的难度；而如果教师可以合理运用多媒体的投影功能，则可以将那些细小的细节放大，从而使学生直观地观察有关的现象，增强学习效果。
4 自主探究，提升动手能力
在教师为学生演示各种常用金工工具和设备之后，教师要积极鼓励学生开展自主探究，充分发挥学生在学习过程中的能动性，从而不断提升动手操作能力。目前，很多中学配备了数控机床和激光雕刻机等设备，但是由于课时有限或者其他方面的原因，这些设备没有被充分地挖掘、利用，闲置问题比较严重。因此，教师除了要指导学生使用数控机床和激光雕刻机等加工工具之外，还可以积极组织一些活动或者竞赛来充分提升学生的能动性，提升实践应用能力，进而拓展学生的思维，培养创新能力。通过这种手脑并用的学习方式，学生可以充分体验金工工具和设备应用的整个过程，可以有效地提升动手实践能力，增强学习效果。
在学生进行自主应用和探究的过程中，教师要充分发挥自身的指导作用，适时地指导那些在学习探究过程中遇到问题的学生，以便帮助他们更好地了解和认识常用金工工具和设备的具体应用方式，克服学习障碍。如在讲解万用电表方面知识的时候，教师可以引导学生了解万用电表的使用方法以及将其应用于电阻、晶体二极管及电容器等的测量中，提升应用万用电表的熟练度，开拓思维，培养创新意识和能力。另外，教师也可以提前为学生设计一些课题或者问题来让学生在动手实践过程中来思考，寻求解决问题或者课题的思路和方法，从而增强学生探究问题的目的性和计划性。
5 回顾总结，增强学习效果
“学而不思则罔，思而不学则殆。”在学生接触和掌握了大量的理论知识和实践经验的基础上，应注意及时进行回顾总结，以加深理解已学的理论知识，完善已有的学习结构，优化学习效果。实际上，由于高中生面临较大的升学压力，大多数教师将课下时间分配给学生的高考科目学习，很少鼓励学生在课下回顾和总结通用技术课程教学中所学的知识，那么相应的学习效果也自然不是非常理想。在新形势下，教师应重视改变这一状况，积极鼓励学生在课下对于通用技术课程方面的教学知识进行回顾和复习[1]。
金工工具和设备应用方面的回顾总结需要建立在教学模拟训练或者实践活动的开展方面，提升学生灵活运用常用金工工具和设备的能力。如针对高中通用技术中“螺母螺栓的加工与连接”这一实践课题，教师可以鼓励学生在课下将铁钉改造成螺丝、将铝板制作成螺母，进行螺母和螺丝二者的连接工作。而就该实践活动项目的具体内容而言，其主要包括划线、顿挫、钻孔以及连接等部分。学生通过在课下的动手实践操作，可以充分锻炼学生的动手实践能力，增强学习效果[2]。
6 结语
总之，通用技术课程是高中教学中一门重要的实践课程，其在提升实践动手能力、培育学生技术素养方面具有其他学科所不具备的优势。在素质教育日益深入的背景下，应不断深化教学改革，改变传统的教学模式，以学生为主体，调动学生的能动性，培养学生通用技术课程的学习兴趣，从培育学生综合素质的高度开展通技术课程教学。
参考文献
[1]何斌.利用和整合教学装备 丰富通用技术教学[J].中国教育技术装备，2010，15（14）：50-51.
通用动力设备的精益管理 篇4
动力设备维护管理的精益化要求应坚持“预防为主, 修养并重”的原则, 以技术进步为手段, 加强设备的维护和保养, 强化设备维修的计划化、规范性和安全性, 减少设备事故发生, 提高设备利用率, 保障生产正常运行。维修保养是保持设备处于正常及完好状态的重要手段, 主要是对锅炉、空压机、真空泵、制冷机、变配电设备、电梯、中央空调等设备进行的维护保养和缺陷改造, 是一项积极的预防工作, 能够及时处理随时发生的故障隐患, 改善设备的运行条件, 既能防范于未然, 又可延长设备的使用寿命。
一、动力设备管理的现状
近年来, 随着设备的更新换代, 以及PLC程序控制器、变频器、传感器等自动控制装置的广泛应用, 使设备安全运行效能得到大幅度提高, 也让个别员工产生了“高科技等于高安全”的麻痹思想, 常依赖“物”的作用, 而忽视了“人”的责任根本。主要体现在:
(1) 工作责任不到位。由于对设备管理的认识仅停留在经验和书本上, 未深层次理解其内涵和实质, 认识不到“违章”的严重后果, 缺乏主动防范的责任意识, 工作中麻痹大意, 存在侥幸心理, 使不良习惯未得到彻底改正。
(2) 维修技能不胜任。维修技术人员钻研技术的劲头不足, 大多凭经验工作, 尤其是在高科技手段应用后, 他们的工作能力明显不足, 不能较好或很快适应新形势发展, 怎么方便怎么来, 往往顾头不顾尾, 工作开展毫无章法, 既影响了维修质量和延长了时间, 造成设备故障重复发生, 又影响了生产的顺利进行。
(3) 工作行为不规范。在设备操作和维护上, 偏重于就事论事, 只求干得快, 不求过得“细”和过得“硬”, 违反设备操作规程的行为时有发生。
(4) 管理机制不完善。在日常工作开展中, 对设备的管理只停留在书面或口头上, 往往是规定要求得多, 但真正落实得少, 造成管理上的漏洞较多。
二、实施动力设备精益管理应遵循的原则
建立动力设备精益管理机制, 不但要从工作实际出发, 提出相关要求, 明确各自责任, 加以严格实施, 还要重点把握和坚持以下原则。
(1) 以人为本原则。坚持把“人”的因素放在工作的首要位置, 倡导“我要规范”和“我要自觉”的责任意识, 把遵守规范作为实际工作中的自觉行动, 营造良好的设备安全运行氛围。
(2) 实际出发原则。坚持从岗位实际出发, 有针对性地采取有效措施, 通过岗位练兵和技能竞赛等活动, 切实提高员工规范操作的意识和确保操作技能的掌握。
(3) 创新改善原则。充分发挥技术能手的智慧和能力, 查找设备存在的“6源”缺陷, 通过有效实施技术改造和小的革新活动, 消除各种隐患, 使设备状况真正达到完好的标准与要求。
(4) 激励为主原则。从现代管理学来说, 有效激励能充分发挥人的主观能动性, 满足人们实现自我价值的渴望和需求。因此, 应从实际出发努力为员工营造更加和谐的发展空间和履责条件。
三、建立动力设备精益管理机制的方法与途径
实施动力设备的精益化管理, 既要有高度的责任意识和工作技能, 还必须遵守和执行企业制定的规章制度和设备操作规程, 只有着眼于“人”和“物”的精益关联, 通过“人”的精益做到物的精细, 以“物”的精细促进人的精益, 既不能因强调一点而忽略全面, 也不能只顾表面而忽略了本质。要坚持以责任意识的提升为主导, 激发员工工作的主动性和创造性, 把“精益”思想延伸到对自身行为的规范和对设备缺陷的改造上来, 不断增强员工的岗位履责能力, 从岗位做起, 从自我做起和从小事做起, 把“精益”工作做到全覆盖, 对“缺陷”实现零容忍。
1. 营造精益管理氛围
实现动力设备的精益管理, 是企业体现精益化管理的一个主要方面。由于动力设备具有安装距离远、遍布范围大、操作要求高等特点, 可以说是点多、面广、技术高, 使得动力设备的维护管理工作既复杂又繁琐, 面对这一工作难题, 就要以精益引导为本, 引入精益化管理理念, 大力营造精益化管理氛围, 让员工真正认识到设备缺陷的根源及危害性, 进一步增强他们的岗位责任意识, 达到思想认识上的到位, 工作目标上的一致, 行为规范上的统一, 真正形成工作上的精益效应, 营造出精益化的生产氛围来。
2. 制定精益管理措施
所有方案的建立都应紧紧围绕精益化实施这个切入点, 将各岗位特点和设备管理工作相结合, 强调工作过程中的规范化, 强化相关细节与标准, 要用人的行为转变来达到设备的精益维护。
(1) 制作“流程图”和规范维修流程。首先将设备、部件的维修过程制作成3D动漫, 既为规范设备维修工作流程, 又能从“维修任务开始”到“维修服务结束”, 都有明确的维修作业程序。其次是规范每一个步骤中的工作内容、每一个环节的注意事项、每一个动作的标准与规范情况。第三需要做到各实施要素清楚, 工作过程简洁和步步精心, 使设备维修工作达到安全、标准与规范的要求。
(2) 制作“巡视图”, 认真开展巡查工作。首先是按照设备构造、工作原理、维护要求制定出《设备巡视路线图》, 在明确设备巡检的部位、标准、方法、要素及巡检时的安全控制措施基础上, 以“表”对物, 巡检一处“标注”一处, 巡查一点勾画一点, 使员工不因“盲动”而导致的随意作业情况发生。第二是以作业指导等方式来教授员工熟悉岗位知识, 熟练岗位技能, 熟记岗位安全条款, 用我懂、我会和我知道的理念让全体员工都能做到精益巡检和安全巡检。
(3) 查找“缺陷点”, 实施创新管理。在对缺陷进行分析基础上, 结合设备工作原理找出其存在的缺陷或隐患, 并采取技术改造来进行精益控制, 以提高维修作业的精益性。例如, 以前在冲洗锅炉压力表时, 修理工随时会因汽水的直排而有被高温汽 (水) 烫伤的危险, 为此在对压力表的冲洗原理进行充分分析后, 通过安装管道和用漏斗小杯将高温汽水引出等方法, 既满足了对压力表的冲洗要求, 又避免了维修工被烫伤的危险, 从风险源头上对作业过程进行了控制。
(4) 探索“生命线”, 做好预防维修。设备上的任何一个易损部件都有一定的使用周期, 提前更换可能会浪费资源, 迟后更换又可能发生故障。所以, 科学探索易损件的生命周期既为充分发挥其功效, 避免无谓的浪费, 又能做到预防维修, 减少或杜绝各类故障发生。例如, 中央空调风机轴承, 根据工作环境都有一定的生命周期, 通过一段时间的检查、检测和观察, 现在不但能正确掌握其使用周期, 还为预防维修等打下了良好基础。
(5) 抓住“关键岗”, 强化技术培训。对于设备管理者来说, 设备主管和维护技术人员是搞好设备管理工作最为关键的岗位, 抓好了这些岗位人员的工作就等于完成了实施工作的一半。同样, 对于设备主管来说, 设备精益管理理念的树立是最为关键的;对维护技术人员来说, 实现设备精益维护与维修, 不断提高技术水平和业务能力是最为关键的。所以, 要加强对这些岗位人员的再培训和再提高, 使各自的作用都能充分发挥出来, 才能确保通用动力设备精益管理工作的顺利实施。
(6) 完善“责任制”, 不断检查与考核执行情况。因为在多数情况下, 人都是有惰性的, 只有明确每个人的责任, 在赋予他们一定的工作职责、范围和标准同时, 还要随时跟踪其工作进度与工作质量等情况, 以使他们都能自觉地完成好各自的工作。例如, 实行的机台承包制和项目负责制, 就是通过一定的检查考核和正向激励等办法, 既充分发挥了他们的主观能动性和工作创造性, 形成每台设备有人管和有效管的责任机制和工作局面, 又能使设备始终处于有效和科学的可控状态之下。
四、结语
实现通用动力设备的精益化管理, 已成为企业设备管理所面临的一个重要课题。如何结合动力设备的特点使这个机制更具有精益性、科学性和规范性, 还需要在实际工作中不断探索和完善。但无论如何只要在以人为本的理念指导下, 从关爱员工的角度出发, 以尊重精益化管理为要求, 鼓励员工自觉按照标准作业, 主动按照规范做事, 不但会逐渐成为员工的行为准则, 他们的精益责任意识也会得到有效提升, 设备维修质量将得到不断提高, 精益维修、安全维修和快捷维修定会在企业经营效益中发挥出越来越重的作用。
摘要：锅炉、空压机等通用动力设备的维护管理, 是一项危险指数相对较高的工作, 关乎到正常生产与人身安全。通过建立精益管理机制, 着力提高人的技能水平, 消除不安全隐患, 确保设备与人员安全。
《通用机械设备》1-26教案 篇5
〖提示启发，引出新课〗
起重机械是用来对物料作其中、运输、走光些和安装等作业的机械设备
〖新课内容〗
第一章 起重机械 1．1 概述
1.1.1起重机械的种类
起重机械按其结构特点的不同，分为轻小型起重机械、桥架型起重机械和臂架式起重机械。
1.1.2 起重机械的主要参数
起重机械的主要参数有起重量、起升高度、跨度、幅度、各机构的工作速度及起重机械的工资级别，此外，还有最大轮压和外形尺寸等。
1.1.2.1起重量
是起重机在各种工况下安全作业所允许吊起的最大货物的质量称为额定起重量，简称起重量，用Q表示，单位为kg或t.起重量不包括吊钩的质量，但对于可分吊具，如抓斗、夹钳、电磁盘等则必须计算其质量。表1-1 1.1.2.2 跨度
起重机运行轨道轴线之间的水平距离称为跨度，以L表示，单位m。表1-2 1.1.2.3幅度 对于臂架型起重机来说，幅度是起重机旋转至取物装置中心线之间的距离。用R表示，单位m。对于小型机械幅度通常不变的。1.1.2.4起升高度
起升高度是起重机取物装置上下极限位置之间的距离。用H表示，单位m。
1.1.2.5工作速度
起重机各种机构工作速度v根据工作需要而定。1.1.2.6起重机的工作级别
起重机的工作级别是表征起重机的工作繁重程度的参数。按照其利用等级和载荷状态分别进行分级。起重机的工作级别分A1~A8, 起重机机构的工作级别分M1~M8八级。利用等级分十级U0~U9。
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 2 次课
〖提示启发，引出新课〗
起重机的主要零部件
〖新课内容〗1.2-1起重机的主要零部件
1.2.1钢丝绳
由于钢丝绳具有强度高、重量轻、扰性好、极少骤然断裂等优点，所以成为起重机的主要扰性零件，用于起重机的各个机构和困扎物品。1.2.1.1钢丝绳的结构
点接触钢丝绳 线接触钢丝绳 面接触钢丝绳 种类：
1、根据钢丝绳呢捻绕次数分类
(1)单绳：由钢丝一次绕成的绳。刚性大、做不运动的拉索、桅索。(2)双层绕绳：先由钢丝捻成股，再将个股捻成绳。绕行和耐磨性适中，故在起重机械中应用广泛。
2、按钢丝绳绕制方向分类
（1）同向捻：由钢丝捻成的股和由股捻成的绳的方向相同。（2）交互捻：由钢丝捻成的股和由股捻成的绳的方向相反。1.2.1.2 钢丝绳的选择计算
首先根据钢丝绳的使用情况（如一般、高温、弯曲、扭转、多层卷绕、耐磨等）确定型式优先选用线接触绳，在腐蚀性较强的场合选用镀锌钢丝绳，然后再决定钢丝绳的直径。（1）安全系数法
S破≥nSmax(2)最大工作拉力法 d=c√s 表1-13 选择C和安全系数
钢丝绳最大拉力估算
Smax≈10d2 1.2.1.3 钢丝绳的报废标准
一个捻距内短丝10%（交互捻绳）时报废，当外层钢丝绳磨损或腐蚀量达钢丝绳直径的40%时，报废。1.2.2 滑轮与滑轮组 1.2.2.1 滑轮 导向滑轮 滑轮组
材料：铸铁、铸钢、铝合金等。较大的滑轮采用焊接，一般采用铸造，或冲压成型。滑轮的名义直径 D
D≥(h-1)d 1.2.2.3 滑轮组
由若干个定滑轮和动滑轮组成。滑轮组由省力滑轮组和增速滑轮组两种形式。
滑轮组分为单恋和双联 倍率m m=PQ/S0=Vs/v 对于双联 m=PQ/2S0 钢丝绳实际拉力Smax Smax=S0∕η 单联
max=
组
S PQ/mη组
双联 Smax= PQ/2mη组
〖课堂小结〗
1、钢丝绳的结构
2、钢丝绳的选择计算
3、滑轮与滑轮组
4、钢丝绳实际拉力Smax
〖作业布置〗
P62、1、2
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 3 次课
〖提示启发 引出新课〗
本节讲解 卷筒、取物装置.〖新课内容〗
1.2.3 卷筒
1.2.3 卷筒
卷筒是用以收放和储存钢丝绳，把圆周运动转换成所需的直线运动。卷筒有单层和多层之分。单层卷筒又分单联合双联两种形式。
一般大多数起重机多采用单层卷筒，单层卷筒表面通常切有螺旋槽。有标准槽和深槽之分，卷筒材料：一般采用灰口铸铁在铸造。名义直径D:
D=(h-1)d 卷筒长度L: 单联卷筒 L=LO+5t=(Hih/π
D+Z0+5)t
双联卷筒 L=LO+5t=2(Hih/πD+Z0+4)t+L1
1.2.4 取物装置 1.2.4.1 吊钩 吊钩又单钩双钩两种。
又单钩制造和使用方便，适用于较小起重量；双钩结构合理，自重较轻，适用于起重量较大的情况。材料：多采用低碳钢。
按制造方法可以分为锻造吊钩（适用于中小起重量），也可以采用多片 钢板铆合而成片式吊钩（适用于大起重量）。
吊钩组：是吊钩与滑轮组中动滑轮的组合体。吊钩组又长型和短型两种。1.2.4.2 夹钳
夹钳是用来吊装成件物品的取物装置，它一般是作为辅助装置悬挂在吊钩上工作。
链条拉力：S=PQ/2cosa 夹持物品的条件：F≤μ
N N≥PQ/2μ
1.2.4.3 抓斗
抓斗是一种自动的取物装置，主要用来装卸大量的散粒物料。根据抓斗的开闭方式不同，抓斗有单绳抓斗、双绳抓斗，最常用的是双绳抓斗。结构和工作原理如图示 1.2.4.4 电磁盘
电磁盘是一种自动取物装置，用来搬运磁性物料。温度>2000时磁力下降，温度>7000不能吸引。
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
1、卷筒的计算。
2、滑轮组的计算
3.各种取物装置的结构和工作原理。
第 4 次课
〖提示启发 引出新课〗
各种取物装置的结构及工作原理 〖新课内容〗
1.2.5 制动器
起重机械是一种周期性间歇动作的机械，齐工作特点是经常起动和制动，因此，在起重机械中广泛应用了各种类型的制动器。1.2.5.1 块式制动器
块式制动器主要由制动轮、制动瓦块、制动臂、上砸弹簧和松砸器等组成。
A、短行程电磁铁块式制动器 图1-18 B、长行程电磁铁块式制动器 图1-19 C、电力液压推干块式制动器 图1-20 常见块式制动器的特点见表1-18所示 1.2.5.2 带式制动器
带式制动器的制动力矩是靠抱在制动轮外表面固定不动的扰性带与制动轮之间的摩擦而产生的。
优点：由于包角大，因而制动力矩较大，对于同样制动力矩可以采用较小的制动轮，可以是、使起重机的机构布置得更紧凑。缺点：使制动轮产生较大的弯矩。1.2.5.3 盘式制动器 盘式制动器是利用转动盘与固定盘之间的摩擦力来制动的。如图1-23所示 1.2.5 车轮与导轨
利用钢制车轮在专门铺设的轨道上运行，这种方式由于负荷能力大，运行阻力小，制造和维护费用少，因而成为起重机的主要运行方式。1.2.6.1 车轮
有圆柱型的、集中驱动采用。
圆锥形的1：10锥度，以便消除两边驱动轮直径不同而产生的歪斜运行。为了防止脱轨，车轮备有轮缘（图1-24）。通常轮缘带有1：5的斜度，轮缘高度15~25mm,轮缘厚度20~25mm。
为了补偿轨距误差，对于双轮缘B=b+(20~30)(mm);对于圆锥车轮 B=b+(30~40)(mm)。在轨道两侧设置水平导向轮，才可以采用无轮缘车轮。
车轮多采用铸钢制造，负荷大的车轮用合金铸钢制造。例如轮压小于50kN，运行速度小于30m/min时，可以采用出贴车轮。
车轮的大小谁轮压变化而变，轮压大、车轮直径就大；反之小。均衡装置 如图1-26所示 1.2.6.2 轨道
轨道是来承受起重机车轮传来的集中压力，并引导车轮运行。轨道的型式如图1-27所示，〖课堂小结〗
制动器的工作原理 车轮和轨道的结构型式
〖作业布置〗
P62 6 〖后记〗
让学生学会对制动器的工作原理有一定的了解认识。
第 5 次课
〖提示启发，引出新课〗
块制动器的工作原理。
〖新课内容〗
1.3绞车与葫芦
绞车与葫芦都属于轻小型起重机，它们可以作独立升降物品的机械适用；也可以与其它机械一起组成各种形式的、比较复杂的起重设备。
1.3.1电动绞车
电动绞车又称卷扬机。通常固定在建筑物或钢结构的构件上，用卷筒和钢丝绳牵引负荷。
通用电动绞车的牵引力不太大，一般为3000-30000N，卷筒容绳量大、最多可达5层。
1.3.2电动葫芦
电动葫芦： 是一种固定在高处，直接用于垂直起吊物品的电动绞车。1.3.2.1电动葫芦的构造及工作原理
电动葫芦电动机采用三相鼠笼式锥形转子电动机，电动机控制常采用地面控制。
1.3.2.2 电动葫芦的主要参数
CD和CD1型电动葫芦的起重量为1.5、1、2、3、5、10t；起升高度为6-30m;正常起升速度8m/min。1.3.2.3 电动葫芦的适用和维护
一般用途的电动葫芦的工作环境温度喜爱-200~+400C.湿度大于85%的场合工作。
电动葫芦的使用注意的事项
1、不超载使用。
2、应按规定保证各润滑部位有做够的润滑油。
3、不宜将重物长时间悬在空中，以防止永久性变形。
4、电动葫芦在工作种发现制动后重物下滑量较大，就需要对制动器进行调整。
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 6 次课
〖提示启发，引出新课〗
绞车与葫芦的结构维护与保养
〖新课内容〗
1.4桥式起重机
桥式起重机就是一种用途很广的起重机械，适用于所有工业部门的车间内部或料场仓库，特别是机械制造工业和冶金工业种得到更广泛的应用。
1.4.1 桥式起重机的类型和主要参数 1.4.1.1 电动单梁桥式起重机
这种起重机有两种操作方式，即地面上用的，另一种是在桥架一侧的司机室。
电动单梁桥式起重机是与电动葫芦配套使用的，所以它的起重量取决与电动葫芦配的规格，一般为0.5~10t，跨度为5~17m。1.4.1.2电动双梁桥式起重机在5~500t之间。目前我国生产的电动双梁桥式起重机的起重量在5~250t，它分属两个系列产品。1.4.2 起重小车
起重小车是桥式起重机一个重要组成部分。1.4.2.1 起升机构
有主副两套起升机构，所用的滑轮组倍率不同和制动器的形式不同外，两者的配置方式完全一样的。1.4.2.2 小车的行走机构
小车的4个轮子固定在小车架上，有两个主动轮和两个从动轮，今年来小车行走机构的车轮已经改用单缘轮，轮缘放在轨道外侧。1.4.3 小车架
由于小车架要承担全部起重量和各机构的自重，所以要求车架有做够的强度和刚度，同时要求尽可能的减轻重量。
〖课堂小结〗
1、桥式起重机的种类
2、参数
〖作业布置〗
P62 7 〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 7 次课
〖提示启发，引出新课〗
绞车与葫芦都属于轻小型起重机械机械。
〖新课内容〗
1.4.4 桥架的运行机构
与起重小车的运行一样。都是由电动机、制动器、减速器以及车轮组组成。
驱动形式可分为集中驱动和分散驱动两类。今年来采用一种“四合一”驱动机构。采用锥形转子鼠笼电动机；适用与轻小型的桥式起重机中。
1.4.5起重机的运行啃道
啃道现象：车轮与轨道侧面产生严重的挤压摩擦。严重的啃道，使车轮与轨道剧烈磨损，缩短寿命、并且大大增加了运行阻力，增加了电机的负荷和电能的消耗，使起重机运行不平稳，并有响声，影响起重机的正常工作。甚至起重机有可能开不动车，或发生脱轨危险。造成啃道现象的原因：
1、车轮安装不正。
2、车轮直径不等。
3、轨道安装不正。
4、轨面有油、氺和冰霜。
5、分别驱动两套传动机构不同步，使车体走斜而啃道。
1.4.6桥式起重机的安全操作与维护
一、桥式起重机的安全操作
1、起重机应有司机操开车。
2、每日开车前，必须检查所有的机械、电器设备是否良好，操作系统 是否灵活。
3、禁止超负荷适用，禁止倾斜吊运物品。
4、做好交接班工作。
5、起重机工作完后，开到指定地点，将所有的控制手柄回到零位。
二、桥式起重机的维护和保养
1、起重机的润滑。
2、检查钢丝绳的断裂情况。
3、取物装置必须定期检查。
4、对滑轮组、主要检查绳槽的磨损情况。
5、齿轮联轴器，每年必须检查一次，只要是润滑。
6、对于车轮，要定期检查对轮缘和踏面进行检查。
7、对制动器的检查，每班应当检查一次。
8、经常检查限位开关是否起作用。
9、对于金属结构，要检查有无裂纹。
〖作业布置〗
看书
P63 8
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 8 次课
〖提示启发，引出新课〗
桥式起重机的维护与保养
〖新课内容〗1.5 龙门起重机与装拆桥
龙门起重机就是带腿的桥式起重机。龙门起重机应用广泛，在露天仓库、料场、车站、码头等场所来装卸或吊运物品。
1.5.1龙门起重机的种类和构造
龙门起重机有双梁和单梁之分。1.5.1.1双梁龙门起重机
双梁龙门起重机是传统形式，其双梁门架金属结构有箱型结构和桁架结构两种。
1.5.1.2单梁龙门起重机
单梁龙门起重机是今年来发展起来的一种新型门起重机。
1.5.2龙门起重机的主要参数
大车运行速度<60m/min。单梁龙门起重机起重系列5~50t，跨度系列18~35 m；双梁龙门起重机起重量为20~320t，跨度18~40m，最常见的起重量是5~50t。跨度在35m 以下，龙门起重机的悬臂长度通常为4.5m~8m,起升高度8~16m。
1.5.3 装拆桥
装卸桥的构造与龙门起重机有些类似，但由于用途不同，其结构与参数都有若干差异。
不管是龙门起重机还是装卸桥支腿下方都安装有防风装置——夹轨器。〖课堂小结〗
1、龙门起重机结构
2、装卸桥结构
3、参数
〖作业布置〗
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 9 次课
〖提示启发 引出新课〗
本节讲解 臂架型起重机.〖新课内容〗
1.6 臂架型起重机
臂架型起重机是与桥架型起重机工作方式完全不同的一类起重机，应用十分广泛。它在货物提升之后，利用臂架的旋转使货物水平方向移动，所以又称为旋转起重机。1.6.1臂架型起重机的类型和构造
臂架型起重机可分为固定式和移动式两种。1.6.1.1固定式旋转起重机
优点：构造简单、制造方便、成本低廉，通常设在某处工艺旁边，可以为某生产工序或专门的工艺设备服务。固定式旋转起重机主要有：
1、固定转柱式旋转起重机
2、定幅定柱式起重机
3、转盘式旋转起重机 1.6.1.2流动式旋转起重机
是把固定式旋转起重机固定在运行的车体上组成的。流动式旋转起重机主要有：
1、门座起重机 ；
2、塔式起重机；
3、轮胎起重机和汽车起重机及履带起重机；
4、浮式起重机.1.6.2回转机构 使起重机旋转部分相对于非旋转部分实现回转运动的装置称为回转机构。
由原动机、联轴器、减速器和最后一级大齿轮传动等部分组成。
1.6.3变幅机构
变幅机构：用来改变幅度的机构。
根据变幅方法不同，有运行小车式、摆动臂架式、伸缩臂式三种。
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
1、旋转机构的种类、结构和工作原理。
2、变幅机构的种类、工作原理
第 10 次课
〖提示启发 引出新课〗
旋转机构、变幅机构结构及工作原理 〖新课内容〗 运输机械
运输机械的种类很多，这里只介绍连续运输机械。连续运输机械的优点：生产率高、设备简单、操作方便。
2.1 概述
2.1.1 连续运输机械的分类
第一类：具有扰性牵引机构的连续运输机械。
1.带式运输机2.板式运输机3.刮板式运输机4.悬挂式运输机 5.斗式提升机6.架空索道7.行车式运输机8.自动扶梯 第二类：没有性牵引机构的连续运输机械。
1.螺旋运输机 2.滚柱运输机 3.辊子运输机 4.振动运输机 5.气力运输机。
有扰性牵引机构的连续运输机械的特点是，将运送的物料置于牵引构件上或工作构件内，利用牵引构件的连续输送运动使物料向一定方向运送，扰性件被做成封闭的。2.1.2 连续运输机械的主要参数 1.生产率Q 单位t/h或mm
3/h 2.运输速度v 单位 m/s 3.运输路线几何见图，包括长度L、高度H、倾斜角β。4.被运送物料的特性和名称。5.工作类型 2.1.3 连续运输机的生产率（1）质量生产率
Q3600qv3.6qv
（2-2）
1000Q3600Av
（2-3）
（2）脉冲物料流
qi
（2-4）aiQ3.6
(2-5)a(3)成件物品
qM
（2-6）aM
（2-7）aq3.6由上列公式可知，在运送散料时，物料堆积的断面面积越大，或工作构件的容积越大及工作速度越高，则生产率越高。对于成件物品，生产率随物品质量增加或工作速度增高而加大；也随物品间距减小而增大。
〖课堂小结〗
带式输送机的分类 生产率的计算
〖作业布置〗
P79 1、2 〖后记〗
让学生学会对带式输送机的种类的工作原理有一定的了解认识
第 11 次课
〖提示启发，引出新课〗
连续运输机械的分类
〖新课内容〗
2.2带式运输机械
带式运输机械是应用最广泛的一种具有扰性牵引构件的连续运输机。
2.2.1通用带式运输机的总体构造及工作原理
2.2.2带式运输机主要零部件
2.2.2.1 输送带
输送带在带式运输机中，既是承载构件又是牵引构件，所以要求输送带强度高，延伸率小，扰性好，耐磨和抗腐蚀性强等。2.2.2.2 驱动装置
一般由一个或几个驱动滚筒、减速器、联轴器等组成。2.2.2.3托辊
托辊是用于支承输送带和输送带上所承载的物料，使输送带稳定的运行。
2.2.2.4张紧装置
张紧装置的作用是保证输送带具有一定的张力，使输送带和驱动滚筒间产生必须的摩擦力，并限制输送带在托辊间的垂度。2.2.2.5制动装置
为了防止倾斜输送机停车时发生倒转，可装设制动装置。
（1）带式逆止器（2）滚柱逆止器 2.2.2.6清扫器
用于清扫粘附在运输带上的物料。
2.2.3输送带宽度的确定
输送带宽度取决于运输机的速度和生产效率。
Q=3600vAρ B=0.8B(m)
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 12 次课
〖提示启发，引出新课〗
带式运输机主要零部件
〖新课内容〗
2.3斗式提升机
式提升机应用于在垂直方向或在倾斜角很大时运输散粒或碎块物料和大量成件物品。2.3.1 料斗
料斗是斗式提升机的承载构件。料斗的分类：（1）深斗
深斗的前壁斜度小二深度大，适用于运送干燥、流散性好的物料。
（2）浅斗
浅斗的前壁倾斜度大，斗浅，适用于运送潮湿和流散性不良的物料。（3）导槽斗
当这类料斗绕过滚筒时，前面料斗的两个导向侧边既为后面料斗的卸载导槽，适用于运送沉重的块料及有磨损性的物料。2.3.2 卸载方式（1）离心式卸载
它是依靠料斗绕过驱动滚筒时的离心力将物料抛出。(2)重力式卸载 靠重力使物料自由下落。（3）混合式卸载
物料同时按离心式和重力式混合方法卸载。
〖课堂小结〗
1、料斗的分类
2、卸载方式
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 13 次课
〖提示启发，引出新课〗
斗式提升机
〖新课内容〗
2.4 螺旋输送机
螺旋输送机是属于不具有扰性牵引构件的连续运输机。
优点：（1）因为料槽是封闭的，所以便于运送易飞扬的、炽热的（2000）及气味强烈的物料。
（2）物料可以在线性任意一点装载，也可以在许多点卸载，（3）在输送过程中可以进行混合、搅拌和冷却作业。
缺点：（1）单位功率消耗太大；（2）物料易破碎和磨损；（3）对超载很敏感。2.4.1工作原理
螺旋输送机的工作原理是由带螺旋片的传动轴在一封闭的料槽内旋转，使装入料槽的物料由于本身的自重及摩擦力的作用，二不与螺旋一起转动，只沿料槽前进运送，其情况好像不能旋转的螺母沿螺杆作直线运动一样。2.4.2螺旋
螺旋是螺旋输送机的基本构件，它是由轴和螺旋面组成的。
2.5 气力输送机
气力输送机是承载介质中输送散粒物料的一种形式，它的作用原理是借助于一定能量的空气流，沿一定管路将散粒物料送到另一处。〖作业布置〗
看书
P79 1、4、5 〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 14 次课
〖提示启发，引出新课〗
螺旋输送机 气力输送机
〖新课内容〗
泵
泵是抽吸液体的机械。在沿管路输送液体的时候，必须事液体具有一定的压头。
根据泵的工作原理和运动方式，泵可以分为以下集几种类型： 叶片泵 依靠泵体内高速旋转的叶轮输送液体。容积泵 依靠工作室容积的变化而输送液体。喷射泵 依靠工作液体的能量而输送液体。
3.1 离心式水泵
3.1.1 离心式水泵的工作原理与分类 按泵的用途分：
（1）清水泵 适用于输送不含固体颗粒、无腐蚀性的溶液或清水。（2）杂质泵 用于输送含泥沙的矿浆、灰渣。（3）耐酸泵 输送含酸性、碱性等有腐蚀作用或清水。（4）铅水泵 专用于输送铅溶液，其使用温度高达4600C。
按叶轮结构分：
（1）闭式叶轮泵 泵中叶轮两侧都有盘版，适用于输送澄清的液体。
（2）开式叶轮泵 泵中叶轮两侧没有前、后盘板，它多用于泥浆泵。
（3）半开式叶轮泵 叶轮的吸入口一侧没有前盘板。适用于输送具有粘性或含有固体颗粒的液体。
3.1.2 离心式水泵的工作参数 为了表达泵的性能，在离心式水泵的铭牌上均刻有流量、扬程、效率、功率、转速等。
3.1.3离心式水泵工作理论及特性曲线
3.1.3.1 水在叶轮中的流动 3.1.3.2 离心式水泵的理论压头线
〖课堂小结〗
1、离心式水泵的工作参数
2、离心式水泵的工作原理与分类
3、离心式水泵工作理论及特性曲线
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 15 次课
〖提示启发，引出新课〗
1、离心式水泵的工作参数
2、离心式水泵的工作原理与分类
3、离心式水泵工作理论及特性曲线 〖新课内容〗
离心式水泵在管路中的工作
水泵使水获得的压头，不仅用于提高水位，还要用于克服管路中的各种主力。
B 水泵的工况点 A 汽蚀现象 不发生汽蚀的条件 C 吸水高度HX
3.1.5 水泵正常工作条件
水泵正常工作条件包括：稳定工作条件、经济工作条件和不发生汽蚀的条件。
1、稳定工作条件
HSY≤0.9H0
2、经济工作条件
ηM 不得低于最高效率 η
n=3.65n.Q1/
2max的85%～90%，比转速
比转速是水泵相似原理中的一个重要的概念。
/H
3/4
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 16 次课
〖提示启发，引出新课〗
B 水泵的工况点
A 汽蚀现象、不发生汽蚀的条件、C 吸水高度HX
〖新课内容〗
3.1.7冶金工厂常用的离心泵
3.1.7.1 清水泵 A IS型单级单吸离心泵
IS型泵适用于工矿企业、城市给排水和农田排灌。
其结构主要由泵体、泵盖、叶轮、轴、密封环、轴套和悬架轴承不见组成。
型号的意义：IS80-65-160 IS---国际标准单位，单级单吸离心泵 80---泵入水口直径，单位mm 65---泵出水口直径，单位mm 160—泵叶轮名义直径，单位mm B Sh型单级双吸离心泵
Sh型单级双吸离心泵，供输送不含固体颗粒及温度不超过800的情节液体。型号的意义： 10sh-13A 10---泵入水口直径，单位mm Sh---双吸单级卧式离心清水泵 13---泵叶轮外径第一次切割。
C DA1型节段式多级离心泵
DA1型节段式多级离心泵输送温度低于或无力、化学性质类似清水的液体。型号的意义： DA1-80×5
DA1---分段式多级离心泵 80---泵出口直径，单位mm 5---泵的级数 3.1.7.2 杂质泵
800不含有固体颗粒的清水、好我国上产的定型杂质泵有PNJ型（胶泵）、PN(型泥浆泵)、PS型（砂泵）和PH型（灰渣泵）。型号的意义： 4PS 4---泵出口直径(ni)P---杂质泵 S---砂
型号的意义： 100FBG54 100---吸入出口直径(mm)F---耐腐蚀
B---单吸悬臂式离心泵
G---过流部分材料为高硅铜耐腐蚀铸铁 54—扬程（mm）
3.1.8 离心泵的操作与维护
1、启动及停车
2、离心泵的维护和保养
3、泵工作时可能发生的故障及排除方法
〖课堂小结〗
1、清水泵的种类
2、杂质泵的种类
3、离心泵的操作极为维护
〖作业布置〗
〖后记〗
本次课内容较多较杂，只需讲清主要内容即可。
第 17 次课
〖提示启发 引出新课〗
1、清水泵的种类
2、杂质泵的种类
3、离心泵的操作极为维护
.〖新课内容〗
3.2其它类型泵
3.2.1 往复泵
3.2.1.1往复泵的工作原理及分类 A 单作用泵
每当轴转一周时（即一个双冲程），只有一次吸入过程和一次排出过程。B 双作用泵
这种泵在泵缸左右两端各有一阀室。每个阀室都装有一个吸入阀和一个排出阀，分别与吸入管和排出管连接。当活塞自左向右移动时，左阀室为吸水过程，右阀室为排水过程。而当活塞自右向左移动时，左阀室为排水过程，右阀室为吸水过程。C 三作用泵
实际上这种泵是由三个单作用泵并联而成。D 差动泵
3.2.1.2 往复泵的流量和扬程 3.2.1.4 常用往复泵的结构和型号
3.2.2 轴流泵
3.2.2.1轴流泵的工作原理 根据机翼的原理制成。
3.2.3 喷射泵
型号表示意义： 32ZLB-100 32---排出口直径(ni)ZL---立式轴泵
100—泵的比转速除以10的整数值
〖作业布置〗
看书
〖后记〗
1、往复泵的种类、结构和工作原理。
2、轴流泵的工作原理
3、喷射泵工作原理 37
第 18 次课
〖提示启发 引出新课〗
1、往复泵的种类、结构和工作原理。
2、轴流泵的工作原理
3、喷射泵工作原理 〖新课内容〗
风机
风机是输送或压缩空气的及其它气体机械设备，它将原动机的能量转变为气体的能量和动能。
4.1 风机的分类及应用
按其工作原理分：
（1）离心风机
风机是输送或压缩空气及其它气体的机械设备,它将原动机的能量转变为气体的压力能和动能。4.1.1 风机的分类及应用
风机按压力和作用分为通风机、鼓风机和压缩机。风机按其工作原理可分为一下几种：
（1）离心风机是气流轴向进入风机的叶轮后主要沿径向流动。这类风机根据离心作用的原理制成，产品包括离心通风机、离心鼓风机和离心压缩机。
（2）轴流风机近似地圆柱形表面沿轴线方向流动。
这类风包括轴流通风机、轴流鼓风机和轴流压缩机。（3）回转风机是利用转子改变气室容积而进行工作的。常见的有罗茨鼓风机、回转压缩机。
4.1.2 风机的主要参数
风机的主要参数和泵类似，我们吧表征风机的特性的物理量称为风机的参数。4.1.2.1 流量 风机的流量 Q m4.1.2.2 全压风
全压风是指单位体积的流体通过风机以后所获得的能量。P 单位 pa
4.1.2.3 功率与效率
有效功率 NX=QP/1000 Q--m 效率 η
/s、m/min、m/h。
/s P--pa = NX/N = NX=QP/1000N
34.1.2.4 转速
n(r/min)常用的转速又2900、1450、960r/min 〖作业布置〗
P79 1、2 〖后记〗
1.风机的分类及应用 2.风机的主要参数
第 19 次课
〖提示启发 引出新课〗 1.风机的分类及应用 2.风机的主要参数 〖新课内容〗
4.2 离心式通风机
4.2.1离心式通风机的工作原理
离心式通风机的工作原理与离心泵的工作原理类似。4.2.2 离心式通风机的特性曲线
离心式通风机的叶片有前弯叶片、径向叶片和后湾叶片三种类型。特性曲线的作用
（1）用一个特性曲线可以代替该类型不同尺寸和转速的所有个体特性曲线。
（2）用类型特性曲线可以方便地比较不同类型的通风机特性曲线。
（3）用类型特性曲线可以方便地选取最有利的通风机。4.2.3 离心式通风机的一般结构
离心式通风机，一般有四个机件组成： 集流器、叶轮、传动部件。4.2.3.1 集流器
集流器也称喇叭口，式通风机的入口。它的作用式在损失较小的情况下，将气流均匀的导入叶轮。
四种类型： 圆筒形、圆锥形、圆弧形及喷嘴形。4.2.3.2 叶轮
叶轮由前盘、后盘、叶片和轮毂组成。
叶轮的主要部分，它的出口角，叶片的形状和数目等对通风机的工作有
很大的影响。4.2.3.3 机壳
离心式通风机机壳的作用在于收集甩出气流，并将高速气流的速度降低，使其静压力增加。4.2.3.4 传动部件
4.2.3.5 离心通风机的传动部件包括轴和轴承，有的还包括联轴器或皮带轮，是通风机与电动机连接的构件。
4.2.4 离心式通风机型号编制规则
〖作业布置〗
P79 1、2 〖后记〗
1.离心式通风机的工作原理 2.离心式通风机的一般结构 3.离心式通风机型号编制规则
第 20 次课
〖提示启发 引出新课〗 1.离心式通风机的工作原理 2.离心式通风机的一般结构 3.离心式通风机型号编制规则 〖新课内容〗
4.3 离心式通风机势力
4.3.1 4—72、B4—72型离心式通风机
4—72型离心式通风机用于工矿厂房，科室机关及大型公共建筑物通风换气，不得超过80°C，对钢铁无腐蚀性的气体。
B4—72型型离心式通风机，又称防爆型离心式通风机，作为易燃挥发性的气体通风换气之用。
4.3.2 9-19，9-6型离心式通风机
9-19，9-6型离心式通风机，它具有效率高、噪声较低、性能曲线平坦、高效区宽广等特点。
使用于一般段冶炉、无聊输送及其他高压强制通风的场合。介质温度不超过50°C。
4.3.3 离心式风机的正常运行及维护 4.3.3.1 风机的启动
（1）关闭进风调节门，出风调节门稍开；（2）检查机组各部分的间隙大小；（3）检查轴承润滑油是否完好；（4）检查联轴器是否联结完好；（5）检查电气线路及仪表是否正确。
4.3.3.2风机的运行（1）试运行； 运行中注意的问题：
1）注意轴承润滑，冷却情况和温度高低； 2）按电流表来监测电动机的负荷； 3）注意运转中的震荡，噪声及敲击声。（3）紧急停车。
1）发现机组油强烈的震荡和噪声； 2)轴承问多急剧上升； 3）电机冒烟； 4）冷却水中断。4.3.3.3 风机的停车
（1）关闭进风调节门，使出风调节门稍开；（2）按规程关闭电机；
（3）在机组关闭后，停止输送冷却水。4.3.3.4 风机的维护及检查
（1）运行3—6个月，进行一次轴承的检查；（2）运行3—6个月，更换一次润滑油；
（3）对于未启用的备用风机，赢定期将转子旋转120°~180°，以免轴弯曲；
（4）风机定期检查，清除风机内部的灰尘、污垢等。
〖作业布置〗
P139 3 〖后记〗
1.离心式风机的正常运行及维护
第 21 次课
〖提示启发 引出新课〗 离心式风机的正常运行及维护 〖新课内容〗
4.4 轴流式风机
在供热通风工程中，离心式风机得到了广泛的采用，对于某些要求风量大而风压低的工况，通常采用轴流式风机。4.4.1 轴流式风机的构造及工作原理 P123 4.4.2 轴流式风机的性能曲线 4.4.3 轴流式风机的结构
轴流式风机的特点：由于气流在轴流式风机内是近似沿轴流动的，因此，轴流式风机在通风系统中往往成为通风管道的一部分。既可以水平放置也可以垂直放置或倾斜放置。4.4.4 轴流式风机的型号编制规则
（1）叶轮数代号，单叶轮可以不表示，双叶轮用“2”表示；（2）用途代号按表-1规定；
（3）叶轮毂比为叶轮底径与外径之比；
（4）转子位置代号卧式用“A”，立式用“B”。物转子变化可以不表示；（5）若产品的型式中产生有重复代号或派生型时，则在设计序号前加注序号，采用罗马字母Ⅰ、Ⅱ等表示。
（6）设计序号表示方法同前离心式风机型号编制规则。
4.4.5 轴流式风机实力
〖作业布置〗
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〖后记〗
1、轴流式风机的性能曲线
2、轴流式风机的结构
第 22 次课
〖提示启发 引出新课〗
1、轴流式风机的性能曲线
2、轴流式风机的结构 〖新课内容〗
4.4
鼓风机
高炉冶炼首先要使炉内的燃料燃烧才能进行生产，而燃料的燃烧所需要的氧气，要靠鼓风机共给做够的风，鼓风机共给的风还必须克服高炉内料柱的阻力，才能使燃烧生成的煤气上升和合理分布，才能使炉料顺利下降，有此可知鼓风机的风量和风压对高炉生产的重要性。对鼓风机的要求：
（1）能稳定地按给定风量连续运行，并有宽广的送风范围；（2）长期连续安全的运行和便于维护；（3）原动机和鼓风机的运转效率要高；
（4）配置有自动控制和安全装置，调节性能良好。4.5.1 离心式鼓风机
特点：结构简单、使用方便、可靠性高。4.5.2 轴流式鼓风机 轴流式鼓风机的优点：
（1）适合高速运转，能与电动机、蒸汽轮机、燃气轮机等高速原始机直接连接运转；
（2）效率不其他形式都要高，达到90%也是可能的；
（3）由于动叶或静叶的可调方式采用起来比较简单，具有较宽的高效率范围。其缺点：
46（1）由于每一级升压较小，要得到高压，需采用多级数，而且还必须告诉旋转；
（2）与离心式相比，在结构上动叶片或静叶片的强度弱，而且叶面污损时性能降低。4.5.3 鼓风机的特性曲线
〖作业布置〗
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〖后记〗
鼓风机的优缺点
第 23 次课
〖提示启发 引出新课〗 鼓风机的优缺点 〖新课内容〗
4.6
4.6.1 D400-41型离心式鼓风机
D400-41型离心式鼓风机主要用于100m高炉鼓风，此种风机系多级、单吸入、双支撑结构，机壳材料铸铁制成，转子轴用优质碳钢制成； 风机两端设有梳齿型密封；
风机设有进口节流手动调节装置、逆止阀和排气阀。
此种型号的机组具有效率高、结构紧凑、运行平稳、易于维修等优点。4.6.2 D850-2.25/0.98型离心鼓风机 与300m高炉配套使用的鼓风机。
风机系单吸入、多级、双支承结构，采用电动机经齿轮增速器经联轴器驱动。
鼓风机转子是顺时针方向旋转。
风机设有进口节流手动调节装置、逆止阀和排气阀。
33离心式鼓风机实例
〖作业布置〗
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〖后记〗
1、离心式鼓风机实例
第 24 次课
〖提示启发 引出新课〗
离心式鼓风机实例 〖新课内容〗
4.7
罗茨鼓风机
罗茨鼓风机是容积式气体压缩机械的一种。其特点：
在最高设计压力范围内，管网阻力变化时流量变化较小，工作适应性强，故在流量要求稳定而阻力变动幅度较大的工作场合，可自动调节。且y叶轮与机体之间均具有一定间隙而不直接接触，结构简单，只在维修方便。
结构形式又可分为：
立式：鼓风机两转子中心线在同一垂直平面内，进、出风口分别在鼓风机两侧。
卧式：鼓风机两转子中心线在同一垂直平面内，进风口在鼓风机下侧，出风口在鼓风机上侧。4.7.1罗茨鼓风机的工作原理 4.7.2罗茨鼓风机的特性和应用 特点：流量几乎不随风压改变而改变。
它适用于要求风量稳定，而压力要求不高的生产中。4.7.3 罗茨鼓风机的名称与型号
（1）名称：按作用原理命名，名称为罗茨鼓风机。
（2）型号：对于输送清洁空气、清洁煤气、二氧化硫气体的一般罗茨鼓风机及特殊用途的鼓风机可根据JB440-85进行编制。型号如下：
表4-6 结构形式：立式和卧式。传动方式：有三种。B、C、D。4.7.4 L10、20罗茨鼓风机
4.7.5 本鼓风机适用范围0.2—60m
3/min,风压19.6—49kPa.鼓风机的润滑方式
（1）卧式：采用离心电动油泵，由油路连接油箱，使润滑油反复循环、形成齿轮、轴承部分冷却润滑系统。
（2）立式：采用储油箱维持一定的油位，齿轮、轴承飞溅式润滑。
〖作业布置〗
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〖后记〗
1、罗茨鼓风机的工作原理
通用仪器设备 篇6
1 突出以工作过程为导向的职业教育理念, 培养职业能力
近年来, 以工作过程为导向的职业教育的一些核心思想已对我国职业教育领域, 特别是课程领域产生了深远的影响。以工作过程为导向的职业教育不是以传授学科知识为目的, 而是向学生传授工作过程知识, 促进学生职业能力的形成。由于本课程实用性、实践性和综合性较强的特点, 决定了在教学目标中更应突出其职业能力的形成。即在教学过程中, 更要突出工作过程知识的传授, 而工作过程知识不只是关于具体操作的知识, 而且是有关不同的劳动怎样与企业整体联系在一起的知识。因此在教学过程中, 必须给予学生对企业运作和生产实际的感性认识, 因此, 笔者以为在本课程教学过程中最好能有相关企业现场参观或通用机械设备参与生产过程的工作过程视频学习过程, 通过参观和学习, 将有利于激发学生的学习兴趣和引导学生学习。例如:在学习起重机章节内容的时候, 如有条件, 可先参观港口码头作业现场。通过参观学习, 让学生感受到起重机械的运用场合和生产的感性认识, 激发学生学习兴趣并掌握学习方向。如果没有条件, 也可把港口码头的起重装卸过程制作成VCD供教学过程中穿插学习, 效果也将一样。同样, 泵、风机等通用机械的知识学习也可通过观看它们的生产过程等相关VCD来引导学习。
2 突出课程特色, 直观教学
通用机械内部结构一般比较复杂, 由于目前中技学生的理论基础和识图能力较差以及社会实践经验较浅的特点, 仅采用传统的理论知识传授方法, 学习目标将很难达到要求。因此, 我们应该积极运用直观教学法来组织教学。在教学中运用直观手段可以充分发展学生想象力, 增强教学活动的生动性, 提高教学质量。例如, 在进行内燃机部分的教学过程中, 可先把内燃机部分的教学内容分为:概述、曲轴连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统六个子课题来进行教学 (起动系统和点火系统略讲) 。其中, “概述”部分主要介绍内燃机的分类、组成、型号、主要性能指标和名词术语等基本知识和工作原理等, 对于基本知识部分的教学方法我们可采用实物和图片相结合进行教学, 内燃机工作原理部分由于涉及到一些抽象的动态过程, 如果仅用图片等直观教学手段进行教学的话, 教学效果也将大打折扣。对此, 我们可以通过多媒体动画演示来具体化和形象化模拟, 通过采用多媒体动画演示, 生动而又直接, 效果自然很明显。另外, 由于实践性和实用性强的特点, “两大机构和五大系”部分可采用理论教学和实验相结合的一体化教学模式, 在教学过程中, 可对学生进行分组并安排他们围绕实验台而坐, 教师在前台通过实物展示和多媒体演示进行教学。又如, 起重机钢丝绳的分类和构造部分内容由于分类依据繁多, 教学内容相对比较繁杂, 在教学过程中如给予起重机钢丝绳实物展示, 学生学习既轻松, 又容易理解。此外, 从本课程的教学目标来看, 所有通用机械设备的学习内容中都有其常见故障与排除的学习, 如果这些学习只停留在理论层面, 不结合实物, 采用直观教学, 则教学目标是否能实现, 也值得怀疑。因此, 通过实物等直观教学, 形象而又生动, 效果将大大提高。
3 运用比较对照法, 提高教学效果
通过比较, 能辨别同中之异, 认识矛盾的特殊性、事物的个性, 即变化和发展。在教学活动中, “知同”才能把握教材的基本规律, 温故知新, 举一反三;“辨异”才能见微知著, 触类旁通, 这样才能使学生更清楚地掌握知识。在教学过程中, 教材中有的内容是相近的, 教师应在教学中纵观课程随时引导学生对其进行比较与对照, 使学生真正理解和掌握所学的知识。例如, 在学习内燃机和空气压缩机的时候, 对于它们的结构可进行对比教学。因为它们在结构上的基体部分、气缸部分和附助装置有许多共通之处和不同的地方。在辅助装置方面, 空气压缩机的润滑装置、冷却装置和过滤装置等与内燃机的相应系统存在很大的相似结构, 但在具体的功能要求方面存在不同结构。通过对比教学, 使同学对空气压缩机和内燃机有了更深层次的学习和掌握。又如, 离心泵和离心通风机的选用方法方面也存在异同之处。离心泵:qv= (1.05-1.10) qvmax, H= (1.10-1.15) Hmax;离心通风机:qv= (1.05-1.10) qvmax, pt F= (1.10-1.15) pmax。通过比较教学, 能使学生对离心泵和离心通风机的选用方法有了更清晰的概念和掌握。
4 整合知识, 启发式教学
所谓启发式教学, 就是教师充分强调学生学习的积极性和主动性, 遵循教学的客观规律, 以高超精湛的技艺适时巧妙地启迪、诱导学生去学习, 帮助他们学会动脑思考和语言表达, 生动活波、轻松愉快地获得发展。启发的作用有促动思想, 控制注意力, 引导行为, 促进教与学目标的实现。因此, 在课堂教学中有效利用多种途径和方法启发学生的思维, 将大大提高教学效果。本课程作为一门综合性强的专业课, 整合式启发教学法尤其重要, 即要求教师在教学中将本学科知识进行整合, 或在本课程总复习时将各单元 (各章节) 的知识进行整合, 使之互渗互补互促, 融合成新的系统性知识结构。同时, 要求教师在讲授整合的系统知识的同时, 对学生实施整合能力培养, 这样更有利于提高学生的创新思维能力。例如, 在学习电梯缓冲装置的时候, 我们可以充分调动学生的学习兴趣和学生的创新思维。可以通过设疑的方法来激发学生学习兴趣。例如, 当电梯轿厢由于某种原因, 超越极限位置而发生蹾底时, 如何保证人身安全?请用学过的知识进行设计。通过讨论, 引导, 使学生的讨论焦点往弹簧的功能和液压压降方面进行讨论。最后教师点题, 并复习有关弹簧和液压知识。这样, 教学既充分调动了学生学习积极性, 活跃了课堂也整合了专业知识, 效果明显。
摘要：《通用机械设备》课程是一门实用性、实践性和综合性较强的学科, 为提高教学效果, 本文从培养学生职业能力和采用直观教学、比较教学和启发式教学等方面进行了探讨。
关键词：通用机械设备,职业能力,直观教学,比较教学,启发式教学
参考文献
[1]叶昌元, 李怀康.职业活动导向教学与实践[M].杭州:浙江科学技术出版社, 2007.
[2]曹根基.通用机械设备[M].北京:机械工业出版社, 2002.
通用仪器设备 篇7
USB通用串行总线(Universal Serial Bus)是被PC机广泛采用的总线,已被集成到计算机主板上。USB总线能连接127个装置,需要一对信号线及电源线。USB 2.0标准的数据传输率能达到480 MB·s-1。该总线具有轻巧简便、价格便宜、连接方便快捷的特点,现在已被广泛用于宽带数字摄像机、扫描仪、打印机及存储设备。USB设备具有即插即用功能,与并行总线相比,更适合于连接多外设的需要。且计算机都普遍对外提供USB接口,只需要一根USB电缆就可实现连接。本设计中即采用USB2.0作为虚拟仪器系统的接口。
成功地设计USB2.0通用接口模块应用于虚拟仪器系统,可真正体现虚拟仪器的灵活性与便携性。
1 硬件设计
芯片选择USB2.0接口模块用于配合应用软件接受上位机命令及返回采集数据。考虑到数据的传输速度,选择了支持USB2.0的接口芯片:Cypress公司的EZ-USB FX2 家族的CY7C68013,属功能设备芯片,同时集成了USB 2.0接收器,USB引擎,一款增强型的8051微控制器及8.5 kB片上RAM,4 kB FIFO存储器以及一个通用外部可编程接口(GPIF) 。它可同时支持USB低速,高速和全速传输模式,传输速率最高可达到480 MB·s-1。芯片的结构图,如图1所示[1]。
设备芯片中的USB2.0收发器和智能引擎完成数据的编解码及数据接收和传送,引擎能够直接对端点和寄存器进行读取,方便主机对设备的控制;增强型51处理器参与端点FIFO与外围电路间的数据传输。以这种方式工作时,增强型8051可不参与数据传输,仅通过FIFO或RAM的方式访问所传输的数据,并且这些数据是以数据包的形式传送的,从而较好地解决了USB高速模式下的带宽问题;4 kB高速配置端点FIFO,端点FIFO一共有3种接口模式:直接I/O方式、从属FIFO模式、可编程接口(GPIF)模式[1],本文采用了从属FIFO的模式。并且提供了方便的控制传输的寄存器,以适应控制不同类型的传输。同步从属FIFO读写数据连接方式如图2和图3所示。
接口芯片在系统中的主要作用包括完成与主机间的数据交换传输,处理USB请求,如设备复位、读取描述符等请求,完成设备的列举与重列举,控制外部电路,并提供外部电路接口,如中断处理,端点FIFO的控制等。
需要指出的是,CY7C68013虽然内核一样,但有56脚、100脚和128脚3种不同的封装,主要区别在于51资源和可编程接口是否引出。在本设计中,由于没有使用51处理器的数据和地址总线,同时也不需要使用GPIF,因此使用的是56脚封装的形式。
USB接口模块对FPGA可见的接口为数据线FD[15..0]和一些状态及控制信号线。通过下载固件代码配置8051,可以让设备芯片对主控FPGA动作模拟为片外从FIFO,减小FPGA设计的难度。
2 软件设计
2.1 固件(firmware)设计
固件程序实际上就是单片机方面的软件设计,是所有基于微控制器及其外围电路的功能设备正常工作必不可少的部分,其作用就是辅助硬件。
Cypress公司提供的固件框架简化了程序设计,降低了难度。开发者可在这个框架的基础上添加代码,最终完成固件的编写。选用C51语言编写固件,Cypress公司为用户提供了一个方便的开发工具Keil uVision,是为EZ-USB芯片开发而定制的。
CY7C68013芯片的固件程序包含9个程序文件:testregs.h,testregs.inc,testheader.h,testdly.h,dscrptr.a51,delayms.a51,jmptable.a51,main.c和function.c。其中,头文件testregs.h,testregs.inc对EZ-USB FX2中的各种功能寄存器进行了定义;testheader.h定义了通用的FX2常量,数据类型和宏;testdly.h定义了FX2中某些寄存器所需的同步程序和芯片挂起处理子程序;jmptable.a51文件定义了FX2中INT2和INT4的中断跳转表;main.c是固件运行的主程序文件,负责处理各种USB设备请求,程序的主循环就在该源程序中;function.c是添加代码的核心部分,用户想通过硬件实现的功能一般都只需要在该部分添加相应的代码[2,3]。固体代码开发流程图如图4所示。
只需在function.c文件中的TD_Init()和TD_Poll()函数中编写功能代码即可。在TD_Init()函数中定义了END2BUF,END4BUF,END6BUF,END8BUF,并对其进行初始化,TD_Poll()函数编写功能代码如下
在设计中,USB接口芯片用到4个输出端口END2BUF,END4BUF,END6BUF,END8BUF。这4个端口的用途不同,END2BUF和END4BUF主要用于从主机向下位机发送消息,可以是控制命令,也可以是波形数据;END6BUF和END8BUF用于从下位机向主机读取数据。这样定义主要是用来检验硬件时序的正确性。在主程序中,51微处理器轮询各端口状态和控制寄存器:如果相应BSY位为1,则说明端点数据缓冲区为空,等待从上位机下传新的数据,然后程序继续轮询下一个端口的状态和控制寄存器;如果相应BSY位为0,则说明端点数据缓冲区有数据,8051立即转入相应子程序,完成数据的接收。需要注意的是,在进行数据传输时,任何两个端点都不能同时工作,即就是在END2BUF或END4BUF向下位机发送消息时,END6BUF或END8BUF不能同时从下位机向主机传送消息。
2.2 驱动程序设计
设备驱动程序的设计是硬件开发过程中的一个重要环节,好的驱动程序是硬件功能能够正常实现的重要保证,不仅与所要设计的硬件设备有关,而且还涉及操作系统内核。驱动程序的作用是提供系统与硬件设备的接口,并且支持用户及其应用程序要求的信息流。
驱动程序是一些例程的集合,它们被动地存在,在等待主机系统软件(PnP管理器,I/O管理器,电源管理器等)来调用或激活它们。USB设备所采用的驱动程序是一种典型的WDM驱动程序。
具体的驱动程序不同,其所包含的例程也不同。一个WDM驱动程序的基本组成包含以下5个例程[4]:
(1) 驱动程序入口例程:处理驱动程序的初始化;
(2) 即插即用例程:处理PnP设备的添加、删除和停止;
(3) 分发例程:处理用户应用程序发出的各种I/O请求;
(4) 电源管理例程:处理电源管理请求;
(5) 卸载例程:处理驱动程序的卸载。
在本设计中,CY7C68013的固件代码放在主机上,当上电或者连接时,其将自动下载至芯片的RAM中,由增强型8051执行。这时需要两个驱动程序:一个专门用来下载芯片的固件代码的下载驱动loader.sys;另一个用于实现虚拟仪器系统具体功能的设备驱动usbdriver.sys。
2.2.1 设备驱动程序的开发
(1) 设备驱动开发环境介绍。
在开发设备驱动的过程中,使用了VC++和DDK。
VC++是包含标准编译工具(编译程序和连接程序)的集成开发环境,通过正确设置,其可用来建立内核模式的设备驱动程序。
DDK是微软公司提供的驱动开发工具包,它是开发设备驱动程序所必须的软件组件。
(2) 开发环境的设置。
在开发用户应用程序时,现在已经很少使用Makefile项目了,其他Visual C++向导,使用起来也非常方便。但对于一些复杂的工作,如设置创建驱动程序的编译程序和连接程序,还需要使用Makefile项目。
在使用Makefile项目之前,应首先设置VC++的一些选项,以使其适合开发设备驱动程序的需要。
(3) 设备驱动的构架。
设备驱动的构架包括源码文件和构造文件两部分,如表1所示。
2.2.2 下载驱动程序的开发
下载驱动程序loader.sys也属于WDM驱动模型下的驱动程序,但不同于USB设备驱动程序,该驱动程序是为对应的USB接口芯片设计的,用来下载接口芯片需要执行的固件代码。因为芯片的程序存储器使用的是RAM,因此每次在加电后都需要加载程序。在程序的结构上,下载驱动程序和设备驱动程序基本一致,只不过下载驱动程序没有分发例程,且电源管理例程和即插即用例程由同一个函数TestPnp.c处理,其主要实现文件有两个:TestInit.c和TestPnp.c。还有两个C语言文件需参加编译:Loader.c和Tagtest.c,这两个C语言文件都是CY7C68013的芯片固件程序,且均由INTEL_HEX_RECORD结构组成。其中,Loader.c实现了将数据下载至CY7C68013外部RAM的供应商自定义请求,由Cypress公司提供;Tagtest.c为本系统所用的芯片固件,由hex2c工具生成。
Hex2c工具是由Cypress公司提供的文件转化工具,它可以将由Keil C51语言编译链接所得的Intel16进制记录转换为C语言代码,它是一个Win32控制台应用程序,用法为:hex2c<intel_hexfile_name><c_filename>[var_name]。其中,参数intel_hexfile_name指明输入文件,即由Keil工具建立的.hex文件,参数c_filename指明输出的C语言文件名,可选参数var_name指明C语言文件中INTEL_HEX_RECORD结构的变量名。
2.2.3 应用程序的开发
作者在Lab Windows/CVI 8.0环境下开发了主机端的应用程序界面,实现设备的打开、关闭、当前数据显示、文件保存等功能。在FPGA上编写时序控制产生数据到USB芯片,应用程序传输数据到主机,所得数据验证了固件代码的数据传输功能,如图5所示。设计实现了USB模块与PC机之间的通信。
3 结束语
USB技术作为新一代通用串行总线标准,已被广泛的应用于工业控制领域。文中给出的一种高速而又廉价的USB 2.0接口模块设计,可作为虚拟仪器系统的通用传输接口,对于虚拟仪器系统的设计具有一定的参考和推广应用价值。
参考文献
[1]王成儒,李英伟.USB2.0原理与工程开发[M].北京:国防工业出版社,2004.
[3]尹勇,王洪成.单片机开发环境uVision2使用指南及USB固件编程与调试[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.
[3]Cypress.EZ-USB Technical Reference Manual[Z].USA:Cypress Conpration,2001.
通用仪器设备 篇8
随着科学技术的发展,机载电子设备变得越来越先进,需要测试的参数多,精度高,使得与之配套的自动测试系统变得越来越复杂,开发难度不断增加,交付后维护保障费用也不断增加。因此测试系统是否可以通用以简化研制过程,方便扩展和重构等问题成为关键。军方需求变化和测试技术的发展不仅促成了新一代自动测试系统的诞生,并促使自动测试系统的设计思想、开发策略发生重大变化,其中通用自动测试系统就是一个最强烈的需求。
某机载电子设备由上百种设备构成,需要给用户研制相应的自动测试系统用于故障诊断和维修测试。通过对被测试的电子设备进行信号特征分析,按照国际通用的测试硬件及软件标准,采取模块化设计思想,而不是针对某一具体的工程要求,组建了一个基本系统作为机载电子设备通用自动测试系统。该测试系统可以重构(reconfigurable),容易扩展,不同用户根据各自的测试需求,在硬件平台上完成测试资源配置、接口适配器设计,在软件平台上完成测试程序开发。这样测试系统的研制人员不必掌握过多的专业测试技能,就可以方便、快速地开发和集成出雷达、通信、航电等领域自动测试系统。
1 通用自动测试系统发展动态
对于究竟怎么样的自动测试系统才是通用测试系统,业界尚没有统一的定义。但是大家比较认可的观点是:硬件资源的通用性是要求构成自动测试系统的接口标准化、测试仪器可互换、测试通道可配置等,具有这样特性的硬件系统称为通用硬件平台。实现硬件资源的通用性需要采用即插即用(VPP)、虚拟仪器软件结构(VISA)、虚拟仪器可更换(IVI)等工业标准[1]。软件平台通用性主要指软件平台不依赖于具体的测试对象,可以直接用于其他测试系统的开发,开发的测试程序集(TPS)可以移植。这样需要软件结构和软件模块的标准化,TPS编程语言标准化,TPS与底层仪器、硬件无关设计技术。
通用自动测试系统可以最大程度地节约软件开发和维护成本,缩短研制新系统的周期。硬件测试资源可以根据实际测试需求任意增加或减少,测试程序的可移植使得开发一套程序就可以适用于多种不同的场合。仪器可互换使得系统升级维护时更换仪器不需要测试软件上做任何改动,仅需简单配置就可以继续使用,降低了维护和升级的成本,对于新开发测试系统而言,可以利用原有测试程序和测试仪器,将会使得新测试系统的开发变得容易。
20世纪80年代中期,美国军方就开始制定通用自动测试设备( GPATE)计划,1996年美国国防部自动测试系统(DOD ATS)执行局针对现有自动测试系统的通用性不足,召集陆军、海军、空军、海军陆战队及工业部门联合开发新一代自动测试系统。2000年以来,美海陆空和海军陆战队开始统一测试平台计划,目的是建立一个统一的国防部自动测试系统体系结构。法国宇航公司作为目前世界上著名的民用ATE供应商和欧洲最大的军用ATE供应商,在国际上得到推广应用的是ATEC5000,ATEC6用于波音、空中客车等的民用飞机和“幻影”2000军用飞机的测试维修[2,3]。
我国军用自动测试系统经历了从仿制到自行研发的过程,随着测试技术不断发展,军方对测试要求也不断提高,自动测试系统组建的难度也不断增加。由于多个型号工程的牵引和军事需求,在许多型号工程中都研制了不同的测试系统,在此期间,通过不断引入国外先进的测试理念和软件开发环境,自动测试系统技术亦有极大发展。目前多个兵种等都在研究测试系统的通用性问题,采用通用自动测试系统的技术正在成为军用测试领域的热点。目前在通用平台技术方面,按照模块化、系列化、标准化的要求,在一定范围通用的各类自动测试系统正陆续应用。
2 通用自动测试系统设计与实现
在美国海军综合支持系统(CASS)中,首先建立由控制子系统和低频子系统组成的基本系统,在此基础上增加射频子系统构成射频测试系统,在射频测试系统的基础上增加大功率电源子系统构成了大功率射频测试系统[4]。基于这种思路,设计出一套机载电子设备通用自动测试系统,可供不同单位根据实际需要进行扩充或剪裁,从而研制出雷达、通信等多个自动测试系统。
通用自动测试系统的核心是采用计算机软件代替某些硬件功能,使计算机软件成为测试系统的核心。利用标准总线系统和模块化仪器组建通用自动测试系统,采用面向所有系统的缩略测试语言(ATLAS)技术和IVI技术,保证测试程序与测试硬件的无关性。
2.1 硬件平台的设计
硬件平台的通用性是要求构成自动测试系统的接口标准化(包括信号接口和硬件接口)、测试仪器可互换、测试通道可配置,可方便地根据测试任务配置通道、更换仪器、改变通路而不影响测试程序集(TPS)的工作。通用硬件平台组成如图1所示。
2.1.1 测试资源优化设计
测试资源的作用是提供自动测试中所需要的各种激励信号,测试被测单元(UUT)的响应信号。将通用硬件平台中的测试资源分为信号检测类资源、激励类资源、电源类资源。信号检测类资源由各种程控测试测量仪器组成,用于采集各种测试信号,如万用表、频率计、示波器、频谱分析仪等。激励类资源为被测单元提供必要的测试激励信号,如函数发生器、微波信号源等。电源系统为被测单元工作提供必要的交/直流电源。测试资源的选型依据来源于系统硬件的需求分析,测试资源的确定也是进行指标与经费权衡的过程。
2.1.2 智能开关系统设计
在UUT测试过程中,往往需要不断改变激励信号的类型和激励点位置,还可能需要在多个UUT输出点提取响应信号,而借助于硬件平台中开关系统的不同组态,利用有限的测试资源,就能够满足UUT测试所需信号完备性要求。开关系统是硬件平台中的信号转接中枢,它的性能直接影响系统的指标和功能。系统采用软件方式实现对开关系统的控制,实现被测单元接口和测试资源间的连接与通道切换,节省测试资源,增强了系统的通用性。
通过开关系统实现通道路由的信号种类包括:模拟信号、功率信号、射频信号、数字信号、开关信号、视频信号等。在通用自动测试系统中,采用多种开关拓扑结构组成的混合开关系统,将具有模块化的各种开关资源灵活配置和级连,通过软件完成各种组态和切换,形成满足不同的测试需求的高效开关系统。开关系统设计原则是按功能进行模块划分和配置,同时与ATS信号接口装置的信号定义相对应,这样将有利于接口的扩展和形成模块化自动测试系统结构。在实际设计中,往往采用多种开关拓扑结构组成的混合开关系统,将具有模块化的各种开关资源灵活配置和级联,形成满足测试需要的高效结构。
2.1.3 集中互连式接口适配器设计
在一般小型测试系统中,由于UUT数量有限,UUT的信号往往采用与测试仪器直接相连的模式。对于通用自动测试系统,为了保证其通用性,必须设计一个信号中枢,集中管理全系统的测试信号的输入和输出。信号转接中枢对外连接采用通用接口配置适配器(ICA)结构形式。所有信号全部汇集到ICA上集中输入和输出。由ICA转接的信号包括交流、直流电源,总线信号、数字逻辑信号、高频和微波信号等,个别高压、大电流或特殊信号可以单独转接。在组建测试系统时,根据测量对象的不同设计不同的接口适配器,通常称之为可更换接口测试适配器(ITA)。ITA和ICA上的插座成对称关系,由于不同的UUT所拥有的信号类型不一样,一个被测单元上不可能拥有全部的ICA信号,相应的ITA插座的组成是不一样的。
为了实现TPS的可移植,接口适配器与测试平台中硬件的接口必需遵循一定的标准或行业通用的接口连接规范。在设计中采用了VPC公司的90系列接口连接器,并制定了详细的工程规范。根据通用系统硬件资源定义小功率低频信号模块、大功率电源模块、同轴连接模块等在连接器中的位置和每一个模块上插钉的信号,并预留了一定可以扩充的模块位置,因此可以覆盖各个测试系统的信号接口类型,满足通用性要求。
2.2 软件平台的设计
在此设计的软件平台是基于通用自动测试系统,与具体的被测单元UUT无关,因此可以在该软件平台的基础上开发各种各样的TPS。通用软件平台采用层次化的体系结构,由测试程序集、软件开发平台及应用程序、仪器驱动程序和I/O接口软件组成,具有良好的开放性,如图2所示。
图2中的实线部分为通用硬件平台,虚线部分表示根据不同需求可以扩展的测试资源和接口,“…”表示可以增加其他类似的测试资源。
2.2.1 仪器驱动程序设计
通用自动测试系统的核心是对系统中可以程控的设备进行控制。这些控制主要是通过计算机硬件接口设备,并编制相应的计算机程序实现。
随着软件工程技术的发展,软件控制技术得到了极大完善,形成了不同层面的仪器控制软件规范,从仪器控制命令集、仪器驱动程序的开发到仪器驱动程序的使用,进行全方位的标准化。总的趋势是软件控制技术越来越独立于具体硬件,软件系统的控制层次越来越明晰,各层之间的调用关系也越来越规范。应用最为广泛的VPP,VISA和IVI规范。IVI规范是一套新的仪器驱动程序表标准,提升了仪器驱动器的标准化程度,使仪器驱动器从具备基本的互操作性提升到了仪器类的互操作性。通过为各仪器类定义明确的API,测试系统开发人员在编写软件时可以做到在最大限度上与硬件无关,采用IVI技术的TPS能被置于包含不同仪器的多种仪器系统中,并且可以在不更改测试程序源代码和重新编译的情况下,替换系统中的仪器。
从理论上讲,采用IVI技术规范的测试系统对于仪器可互换的支持是最佳的,但是,目前该组织已经制订了5类仪器的规范:示波器/数字化仪(IVI Scope)、数字万用表(IVI Dmm)、任意波形发生器/函数发生器(IVI FGen)、开关/多路复用器/矩阵(IVI Switch)及电源(IVI Power)[5],但对于通用测试系统来讲显然是不够的,需要编制不同的测试仪器的驱动程序。
通过研究和实践,较好地解决了其他仪器的驱动程序解决方案,如对于E8257C微波信号源,采用已发布的示波器/数字化仪(IVIScope)和任意波形发生器/函数发生器(IVIFGen)的技术进行组合,将其定义为信源类设备。
在LabWindows/CVI开发环境中,使用IVI驱动程序开发向导,创建仪器驱动程序文件。
2.2.2 测试程序设计
自动测试系统是以控制仪器进行测试为目的,对于测试过程来说,即提供激励后进行测量,因此测试信号的流程成为测试系统关注的对象。对测试过程的描述方式借鉴了计算机语言,这样形成了独特的专用测试语言——ATLAS。ATLAS(Abbreviated Test Language for All Systems)是“所有系统的缩略测试语言”的简称[6]。ATLAS是独立于任何具体测试系统的一种高级测试语言,具有较强的可读性和移植性。近几年来,随着ATLAS语言的在军用测试领域的广泛应用,其优越性越来越凸现,几乎成为大型军用测试系统中的首选工具。ATLAS是面向UUT测试程序设计语言,它独立于测试仪器。它描述的是信号特性,而与具体所使用的仪器无关,这也是面向信号的测试程序与硬件无关的关键所在。测试程序与系统连线表、适配器表相对应,通过适配器连线表找出具体的连接和仪器及仪器动作,再调用具体的仪器驱动,完成与物理仪器的通信。测试程序根据UUT测试需要的激励信号和响应信号,定义虚拟资源和虚拟资源信号逻辑端口,并按ATLAS动词语义对测试过程进行描述,描述方法采用英文字符串形式;ATLAS定义了17个信号操纵动词,每一个信号操纵动词都有明确的语意,如信号操纵词Apply,Measure,Apply用于完成将某种类型信号从定义的虚拟资源输出端加到UUT对应的插钉上;Measure用于完成将UUT某插钉上输出的特定类型信号连接到某虚拟资源的输入端,并测出信号的值。这样,测试程序只与UUT有关,与具体的测试系统无关。由于篇幅所限,测试程序略。
3 试验结果与分析
(1) 通用自动测试系统运行试验和分析。
为了验证机载电子装备通用自动测试系统的硬件、软件和接口设计的正确性,选取一个分频器作为被测单元进行联机模拟试验,并研制了专用接口适配器,编写了测试程序。该测试程序运行界面如图3所示。可以看出,通用自动测试系统软硬件设计正确,功能正常。
(2) 测试资源配置试验和分析。
自动测试系统千差万别,不同用户必须根据不同的测试需求在通用自动测试系统中方便、灵活地配置测试资源。从“系统资源管理”中选取“编辑仪器”,在系统资源配置窗口根据仪器的信息完成系统硬件的增加。比如,根据测试需求增加一台电台综合测试仪时,利用该平台的系统配置管理功能,添加“电台综合测试仪”,并调用相应的驱动程序,配置好资源的地址信息后,就可以在系统中使用。通过试验可以看出,硬件资源很容易增加和剪裁,系统是开放的。
(3) 测试仪器的互换、测试程序可移植性试验和分析。
用GPIB总线的HP34401A台式万用表替代VXI总线的E1412A万用表试验。在资源配置界面中增加仪器资源HP34401A,在“仪器名称”文本框内填写仪器的名称为DMM1,然后刷新系统连线表的内容,使DMM1出现在系统连线表中,并将DMM1的输出端连接DMM(E1412在资源配置中的名称)相应的信号钉上,适配器连线表不用做改动,只需要改动数字万用表的虚拟资源预定义。虚拟资源定义如下:名称DC_VOLTMETER;信号类型 AC_SIGNAL;预定义资源 DMM_CHAN1;幅值范围 0~300 V。只需将预定义资源由原来的“DMM_CHAN1”改为“DMM1_CHAN1”即可,其他范围检查使用缺省值或用NULL跳过。完成上述工作后,测试程序重新编译运行,运行结果与采用E1412A万用表的运行结果一致。
通过试验以看出,由于测试程序描述的是信号特性,而与具体所使用的仪器无关。当更换了测试仪器后,测试程序不需要任何改变,只要修改系统配置文件的信息、系统连线和虚拟资源的定义,使测试程序中的虚拟资源指向新的仪器和仪器驱动程序即可。说明了该通用测试系统支持仪器互换,TPS具有可移植性。
4 结 语
由于目前各个测试仪器厂家推出的测试仪器有数百个品种,测试仪器动辄几万到几十万元,由于经费的限制,不可能购买全部测试设备进行验证,目前只对该项目中用到的仪器进行了实际联机试验,对其他测试仪器进行了部分仿真。在系统开发过程中难免出现考虑不周或者设计不合理的情况,还需要多征求军方和自动测试系统研制人员的使用意见,不断完善设计,在其他项目中不断验证其实用性。
摘要：自动测试系统作为军事装备中的重要组成部分,可大大降低武器系统的维护时间。科学技术的发展和军方的需求,促使了通用综合测试系统的产生和广泛应用。机载电子设备通用自动测试系统是一套开放的、可扩展测试系统。通用性实现的关键是系统硬件结构标准化、软件结构及软件基础构件标准化、测试程序编程语言标准化。结合机载电子设备的应用背景,给出了通用自动测试系统硬件平台、软件平台设计与实现,对设计出的通用测试系统进行了试验,经分析可以满足通用性设计要求。
关键词：机载电子设备,通用自动测试系统,仪器驱动程序,测试程序
参考文献
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通用仪器设备 篇9
随着武器装备的日益复杂,传统的人工检测维护手段已经无法满足现代化武器系统的保障要求,军用自动测试系统已逐步成为武器系统可靠运行的必要保证。飞速发展的现代科学技术已成为推动军用自动测试系统体系结构、测试方法、测试技术不断进步的强大动力。自动测试系统已广泛应用于武器装备系统的研制、生产、储供和维修的各环节之中。
本文介绍了通用CPU模块自动测试设备硬件平台的搭建,详细介绍了适配器电路的设计方法和隔离状态下CPU模块功能电路的测试方法,简单描述了测试软件的设计思想。此测试设备硬件选型遵循降低成本、缩短测试时间和满足测试需求的原则。
1 测试系统介绍
通用CPU模块由微处理器、中断控制器、定时器、复位电路、总线控制电路、时钟电路、看门狗电路、只读存储器(EPROM)和随机访问存储器(RAM)、串行通信控制器、离散量输入输出接口、供电电路组成,对CPU模块的测试需要完成对上述功能电路全面的测试。
本文介绍的CPU模块自动测试设备是一款以NI硬件和软件产品搭建的计算机板卡级测试系统,其采用8槽主机系统,以工控机为控制中心,通过PCIPXI远程控制模块扩展一套NI-PXI系统平台。自动测试系统硬件根据被测CPU模块测试需求的最大值(最大通道数和最大测试激励值)兼顾设计成本选用。
1.1 硬件平台搭建
测试系统硬件由在测试机柜中集成的各测试单元与适配器组成,具体介绍如下。自动测试系统组成框图见图1。
测试机柜选用测试单元如下:19英寸标准集成机柜,组成一体化、集成化测试设备;3U尺寸的大功率8槽PXI测试机箱;测试系统主控计算机;数字万用表34410A实现对电压值的测量、示波器DS05012A实现对延迟时间的测量;直流电源E3631A为被测CPU模块提供工作电压;测试板卡:零槽控制器PXI-PCI8331主控各测试板卡,高速数字I/O卡PXI-6534提供测试所需数字激励信号,波形发生器PXI-6317提供测试所需激励控制信号,频率发生器PXI-5404发送测试所需时钟信号,RS422串口卡完成在板自测试时测试结果与测试设备间的通讯,矩阵开关PXI-2533完成测试激励或测试结果在各测试点之间的切换。
1.2 适配器设计
适配器是测试设备和被测件之间的桥梁,完成测试激励信号缓冲、驱动、隔离,实现测试资源分配、扩充、复用,完成测试设备与被测件间的信号匹配。适配器电路包括:总线双向驱动隔离电路、差分单端信号转换电路、矩阵开关切换电路。适配器与测试设备接口采用VPC接口实现,设计原理图见图2。
适配器电路的印制板根据信号线类型和数量,设计成10层,2.0mm厚度,布线时采用电源地分层走线,防止信号间干扰。适配器电路选用低成本、高使用率的工业档芯片,且均插装在万能插座上,便于适配器电路故障定位与维修,将重要测试信号引至测试区,以便测试,并预留设备校准接口。
CPU模块的测试分为隔离测试和在板自测试。本测试设备的设计特点就是能够实现CPU模块的隔离测试。隔离测试是在板内微处理器释放总线控制权的情况下完成CPU模块各部分功能电路测试,由测试设备板卡设置CPU模块上“+5V掉电复位信号(5PSV),地面测试状态信号(GSE*)”信号为低,让其处于复位和地面测试状态,实现测试设备接手总线控制权。隔离测试下测试项目为输入电压测试、输入电流测试、复位电路测试、总线测试、随机存储器读写测试、只读存储器读测试、离散量输入输出测试、看门狗测试、422串口通讯测试。
在板自测试,是在板内微处理器工作的情况下,运行板内的自测试程序(自测试程序存放在CPU模块EPROM内),通过串口将测试结果送给测试设备,完成CPU模块各部分功能电路测试,此时5PSV信号为高,GSE*信号为低。这种测试方法也称BIT(BUILT IN TEST)测试,测试项目和方法与测试程序编写有关,因而在此只介绍隔离测试的实现方法和适配器设计方法。
下面逐项介绍隔离测试项目和具体实现方法。
1.2.1 输入电压测试
CPU模块工作电压为+5V,该电压由测试设备上电源E3631A提供。适配器内将电源E3631A输出直接接至CPU模块上+5V输入点,用数字万用表测量该点,即可得到测试值。
1.2.2 输入电流测试
测量CPU模块+5V工作电压对应的工作电流。
适配器设计:需要将被测电流值转换为电压值进行测量。适配器内,在被测CPU模块和+5V电源之间串接1个0.221Ω的1W电阻R1,并在电阻两端设计一个开关K1,具体测试电路见图3。
测试方法:测试该项时应断开K1,测量电阻两端的压降,计算出电阻上的电流,即为工作电流。进行其它项目测试时应关闭K1,隔离电阻R1对测试的影响。
1.2.3 复位电路测试
CPU模块包含三种复位信号,+5V掉电复位(5PSV)、外部离散量可控复位(差分复位信号)、软件复位(CPU_RST),它们经过逻辑组合后共同产生模块内可用复位信号,同时输出到外部用于测试采样。考虑到测试完整性,对复位电路测试,不仅需要测试复位状态是否有效,还需要测试状态有效的延迟时间,保证复位电路的阻容电路的正确性。5PSV和外部离散量可控复位是外部输入离散量复位信号,因而可在隔离状态下测试;软件复位是由自测试程序控制发出的,因而需要在板测试。
适配器电路设计:+5V掉电复位测试时,适配器内需设置隔离电阻R1,保护被测CPU模块输入端电路。外部离散量可控复位信号是差分输入信号,因而适配器电路需要将测试设备发出的单端信号通过差分信号发送器AM26LS31转换为差分信号送给被测CPU模块。具体电路见图4。
测试方法:测试设备分别发送测试激励'0'状态和'1'状态,等待复位电路输出状态稳定后,由测试设备采集输出点的逻辑电平并判断,且使用测试设备的示波器测量激励信号与输出信号上升沿之间的延迟时间,等待时间要根据CPU模块复位电路转换时间和测试设备采集时间计算得出。
1.2.4 总线测试
在隔离状态下完成CPU模块地址总线、数据总线的测试,测试需借助对CPU模块上RAM的测试实现。
适配器设计:测试设备发送的地址总线、数据总线、控制总线均经过74LS245双向驱动器,驱动器控制、使能信号由测试设备发出。
测试方法:对地址、数据总线的测试,必须对每根信号线都要完成'0'和'1'两种状态的检测,所以为了确保检测的完整性,访问地址空间所涵盖的地址值必须使每条地址线均有过'0'和'1'两种状态的替换,采用的测试数据也必须均有过'0'和'1'两种状态的替换。因而需要采用地址线移位、数据线移位操作方法,该方法能准确定位故障信号线。由测试设备主控发送地址线、数据线和控制线,适配器电路采用74LS245双向驱动器提高信号驱动能力,保证信号完整性后,发送给CPU模块进行测试,具体电路见图5。
1.2.5 RAM、EPROM读写测试
在隔离状态下对CPU模块上RAM地址空间进行读写测试。由测试设备主控发送地址线、数据线和控制线。测试首先选择典型测试激励数据,保证对总线上每位进行了'0'和'1'的全状态测试,再使用通用测试激励值(5555、AAAA、0000、FFFF等)完成对RAM中所有地址空间的测试,这样对RAM的测试更全面、更完整。
在隔离状态下对CPU模块上只读存储器EPROM地址空间进行测试。由测试设备主控发送地址线、数据线和控制线。EPROM是只读存储器,存放的是CPU模块的测试程序,对它的测试是在测试系统控制下,读出存储器中所有数据,将读出的数据同参考数据校验和比较,判断测试结果。
RAM、EPROM读写测试所需总线与1.2.4节总线测试共用。
1.2.6 I/O口测试
在隔离状态下对CPU模块上离散量输入、输出电路测试。
适配器设计:离散量输出测试时,CPU模块输出的离散量信号为差分信号,因而适配器内采用AM26LS32芯片实现将差分信号转单端信号。离散量输入测试时,由于CPU模块要求输入激励为差分信号,因而需要在适配器内采用AM26LS31芯片实现将测试设备发送的单端信号转换为差分信号。
测试方法:离散量输出电路测试,测试电路结构如图6所示。测试设备发送测试用激励数据、激励使能、激励控制信号。用激励控制输出信号选通适配器上数据通路(74LS245)以及CPU模块上隔离系统数据总线的双向缓冲器,激励数据通过适配器驱动器后连接系统数据总线,经过隔离缓冲后进入CPU模块内的外围数据总线,激励控制信号通过CPU板内控制逻辑电路产生的锁存信号把激励数据信息锁存,锁存后的数字量数据由离散量输出接口电路经过转换后,以差分数据形式输出至CPU模块外保持状态。适配器上差分信号转换电路将差分信号转换为可以被测试设备采集的单端信号。最终把采集的数据同参考数据值进行比较得出测试结果。
离散量输入测试方法与离散量输出测试方法类似,此处不再介绍。
1.2.7 看门狗测试
隔离状态下测试看门狗电路,测试包括看门狗输出信号检测和看门狗输出时间检测。上电复位或离散量可控复位信号有效的情况下都可以替代看门狗屏蔽信号,达到禁止看门狗狗叫的目的,设置上电复位为'高',等待,设置上电复位为'低',检测看门狗输出信号是否有上升沿,并用示波器采集看门狗输出时间是否符合设计要求。
1.2.8 422串口通讯测试
在板测试过程中,CPU模块微处理器处于工作状态,运行EPROM中测试程序(即BIT测试),通过422串口将测试结果送至测试设备,测试设备将采集结果与参考值比较判断是否正确。因而在进行板内自测试前需对422串口进行测试。
测试方法:设置串口卡,设置传输字符(由测试设备设置传输数据)“COMMUNICATION TESTO.K.”,比较串口卡接到的字符是否与发送的一致。
422串口通讯测试完成后,其它测试项目即可采用在板自测试方法实现。测试项目包括:串口通讯测试、ROM测试、RAM测试、地址总线测试、数据总线测试、微处理器测试、中断控制器测试、定时器测试、系统总线测试、总线超时测试、看门狗测试。
2 软件设计
通用CPU模块自动测试设备软件是基于CS结构并运行在Windows XP系统上的应用软件,开发工具为Lab Windows/CVI,开发语言为C语言。测试软件包括测试界面软件和CPU模块测试程序。测试界面软件:提供友好的用户界面,用户仅需简单的操作即可实现设备控制、测试功能选择(单项测试或全测试可选,测试开始、测试暂停等)、结果保存查询(生成word格式测试报告)、打印等功能。测试软件:根据被测CPU模块测试需求,采用LabWindows编程实现测试程序。测试程序编制采用结构化的设计方法,易于修改和维护,允许用户在对被测件故障定位时根据需要设置断点,以便用户能够准确定位故障源。
3 结束语
通用仪器设备 篇10
关键词：工作过程,制药通用设备,学习领域,课程标准开发
课程标准是对一门课程从产生到设计和实施的标准化规定, 包括课程性质 (定位) 、目标、设计思路、内容框架和实施建议等, 是课程组织与实施的纲领性文件, 合理、准确的课程标准定位是课程开发的关键。
基于工作过程的《制药通用设备》学习领域课程标准开发, 应根据工作过程系统化的思想, 即以职业任务和行动过程为导向, 从职业岗位分析入手, 融合职业资格标准, 突出综合职业能力培养;以工作任务为载体, 构建课程结构, 实行情境化教学;建立以能力为中心的课程评价体系, 着重培养学生的专业能力、方法能力、社会能力, 提高学生的综合职业能力。
学习领域定位
典型工作任务分析通过专业教师深入制药企业、制药设备制造企业进行调研, 召开企业专家座谈会, 了解学生在顶岗实习中需要掌握的相关技能, 确定了高职化工设备维修技术专业 (制药设备方向) 面向的制药设备维修类、制药设备操作类、制药设备管理类三个核心岗位群以及制药设备营销类、制药设备制造类两个拓展岗位群。通过与企业专家共同进行职业岗位分析, 提炼出岗位群的各项典型工作任务。我们选择了制药通用设备操作、维修典型工作任务, 分解出工作任务中所隐含的工作过程知识、技能, 提炼出制药通用设备学习领域。
《制药通用设备》学习领域建立《制药通用设备》是我院化工设备维修技术专业 (制药设备方向) 的一门重要专业课, 是根据制药设备方向的职业岗位群所需的岗位能力而设置的。《制药通用设备》学习领域对应的主要是十类典型制药单元设备, 是该专业的主要学习领域。学生以典型制药单元设备为载体, 学习典型制药通用设备的结构、原理、性能特点、应用、设备选型以及设备操作、维护、常见故障处理等。主要培养学生分析制药设备结构和解决制药设备维护及维修中一般技术问题的初步能力, 培养学生独立思考、综合分析问题的学习能力, 使学生树立良好的职业道德和团队协作精神, 为顺利进入职业生涯奠定基础。
先修课程、后续课程的关系通过先修学习领域课程《机械制图与公差》、《机械基础》、《金属工艺》、《金工实训》, 学生具备了机械零件、机械传动基本知识和能力, 制图、识图的能力, 金属材料及其加工能力, 以及钳工操作基本技能;学生通过《制药通用设备》学习领域的学习, 为后续《制药设备安装维修》、《顶岗实习》等课程的学习打下基础。
学习领域目标
《制药通用设备》学习领域的实施以学生为主体, 以能力目标的实现为核心, 旨在使学生获得职业发展所必需的专业能力、方法能力和社会能力。
知识目标 掌握各类典型制药通用设备的工作原理, 总体结构及细部结构, 性能、特点、应用及选型的相关知识;熟悉典型制药通用设备的操作、维护、常见故障处理相关知识和技能。
专业能力目标 具有运用制药通用设备的基础知识对设备进行结构分析的能力;具有正确选择制药通用设备类型的能力;具有正确操作制药设备并对设备实施维护和保养的能力;具有运用制药通用设备的知识和技能对设备运行中出现的问题进行简单故障诊断及处理的能力;具有制药通用设备相关的识图能力;具有对典型制药通用设备的拆装能力。
方法能力目标 培养学生独立思考的能力, 获取信息、处理信息的能力, 制定、实施工作计划的能力, 掌握新知识、新技术的能力以及创新能力。
社会能力目标 培养学生诚实、守信的职业素质和严谨的工作作风;培养学生的沟通能力和团队协作能力, 质量、成本意识以及低碳环保意识、安全意识。
学习领域设计
学习领域设计理念 学习情境的设计是学习领域课程的具体表现形式, 也是目前通行的教学内容组织形式之一。学习情境设计的关键是寻找载体。制药通用设备学习领域课程主要以突出学生职业能力培养为重点, 与企业专家共同研讨, 对制药设备维修岗位从事安装、操作、维护、维修的典型工作任务进行分析, 分解出工作过程所隐含的知识, 建立工作任务与知识、技能的联系, 选择了十类典型制药单元设备为载体设计了10个学习情境, 以学习情境来设计、组织教学内容, 体现教学目标。在完成任务的过程中实现教、学、做一体, 考核评价采用过程与结果相结合的方式, 充分体现课程内容职业化、课程目标能力化、教学实施情境化、教学方法和课程评价多样化的特点, 以体现基于工作过程的高职教学要求。
学习情境划分 制药通用设备学习领域选择了十类典型制药单元设备为载体构建课程学习情境, 根据工作过程所隐含的知识和技能要求, 设置与典型工作过程相对应的学习内容, 建立工作任务与知识、技能的联系。学习情境划分及学时分配如表1所示。
学习情境教学方案设计及实施 对学习情境进行良好的教学方案设计与实施才能达到最终的学习目标。以“液体输送设备”学习情境为例, 采用行动导向的教学方法进行项目教学设计, 明确了该情境的学习目标、学习任务、教师知识与能力要求、学生知识与能力准备、教学材料与工具、实施步骤等内容, 教学全过程按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法来组织实施, 如表2所示。
考核评价
教学评价不仅要考评学生知识理解、实践技能掌握的程度, 而且要考评学生在学习过程中职业素质的养成;既要考核学生学习结果, 更要考核学生学习过程中分析问题、发现问题和解决问题的能力, 同时更应考核学生学习过程中的工作作风、工作态度、吃苦耐劳品格、团队意识与协作精神。
制药通用设备学习领域的考核将过程评价与结果评价相结合, 发挥评价的激励与促进作用。主要以过程考核为主, 实行基于过程的全程化跟踪考核, 即根据学习过程进行综合评定, 在考核方法上, 根据职业能力需求, 对学生学习采取较全面科学的、有助于学生发展的评价方式, 评价的方法和手段灵活多样。考核方式可采用笔试、口试、观测、现场操作、成果展示、自评、互评等多种方式, 建立以能力为本位、方式多元的课程考核评价体系, 同时, 发挥学生个性特点和创新思维能力。考核评价小组按课程评价标准进行考核评价, 要求对学生的学习和“工作”全过程负责。
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