電能表模板測試工藝在電氣測量課程教學(xué)中的實(shí)踐

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，測控技術(shù)及儀器專業(yè)成為了精密機(jī)械、信息和自動控制技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合學(xué)科。測控技術(shù)及儀器專業(yè)的畢業(yè)生主要從事測量儀器與系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等方面的工作，直接面向工程實(shí)踐第一線。因此，如何將測控技術(shù)及儀器專業(yè)的課程與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，一直是高校關(guān)注的重點(diǎn)。

測控技術(shù)與儀器專業(yè)依托儀器儀表行業(yè)，具有培養(yǎng)目標(biāo)明確、產(chǎn)業(yè)支撐力度強(qiáng)的優(yōu)勢，但同時(shí)也對該專業(yè)學(xué)生的動手實(shí)踐能力提出了更高要求。隨著卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，工程實(shí)踐教育已成為測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。為解決測控技術(shù)與儀器專業(yè)課程教學(xué)過程中存在的產(chǎn)學(xué)脫節(jié)問題，本文依托產(chǎn)學(xué)研合作資源，探索將電能表模板測試工藝實(shí)踐過程引入“電氣測量”課程教學(xué)，是湖南大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)改革的實(shí)踐探索步驟之一，可為其他相關(guān)專業(yè)課程的工程實(shí)踐教學(xué)提供借鑒。

電氣測量課程教學(xué)對工程實(shí)踐內(nèi)容的需求

面向卓越工程師培養(yǎng)的電氣測量課程

湖南大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)堅(jiān)持以測量控制儀器為主，融電子、計(jì)算機(jī)于一體的電氣信息類寬口徑工程教育，面向現(xiàn)代化大中型企業(yè)，著重培養(yǎng)理論基礎(chǔ)厚、工程素質(zhì)高、動手能力強(qiáng)的測控與儀器領(lǐng)域研究型、復(fù)合應(yīng)用型人才。湖南大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)是教育部首批“卓越工程師計(jì)劃”專業(yè)，入選全國專業(yè)綜合改革計(jì)劃，要求學(xué)生具有良好的人文、科學(xué)及工程素養(yǎng)，能夠勝任儀器儀表、測試計(jì)量、自動控制、電子技術(shù)等相關(guān)行業(yè)與部門工作的卓越工程技術(shù)人才和技術(shù)管理人才。

湖南大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)（原電磁測量技術(shù)及儀表專業(yè)）始辦于1961年，電氣測量與儀器是其傳統(tǒng)優(yōu)勢和主導(dǎo)方向，開設(shè)了面向電氣測量理論與儀器工程設(shè)計(jì)的“電氣測量”課程。該課程安排在“高等數(shù)學(xué)”“電路分析”“電子技術(shù)基礎(chǔ)”“誤差理論與數(shù)據(jù)處理”等課程之后，旨在為測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代電氣參數(shù)測量原理、測量方法、數(shù)據(jù)采集、誤差分析等有關(guān)知識，掌握電氣參數(shù)測量儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理，為將來的實(shí)際工程應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

工程實(shí)踐能力培養(yǎng)對電氣測量課程的要求

電氣測量儀器行業(yè)是研究并實(shí)現(xiàn)電磁參量測量及控制的儀器儀表工程技術(shù)領(lǐng)域。我國電氣測量儀器行業(yè)中的電子式電能表產(chǎn)銷量居世界第一，出口率超過15%，極具國際競爭力。電氣測量儀器行業(yè)要求學(xué)生具有一定的工程實(shí)踐能力，包括熟悉電測行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與儀器生產(chǎn)工藝流程，具備電測儀器研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及技改等工程技術(shù)問題的實(shí)踐技能，如圖1所示。

參見圖1，測控技術(shù)與儀器專業(yè)“電氣測量”課程教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)及實(shí)施的依據(jù)都源于電氣測量儀器行業(yè)要求。測控技術(shù)與儀器專業(yè)的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)要對電氣測量儀器行的具體工作過程開展分析和歸納，以充分培訓(xùn)學(xué)生的工程實(shí)踐職業(yè)能力。測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)對電氣測量課程改革的要求主要包括：

（1）依托電氣測量儀器行業(yè)企業(yè)的實(shí)際工作過程對“電氣測量”的理論知識進(jìn)行重新排序，形成面向生產(chǎn)一線實(shí)際情況的理論教學(xué)主線。

（2）以電氣測量儀器工程實(shí)踐能力為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)“電氣測量”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，實(shí)驗(yàn)安排要緊扣電測儀器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用的實(shí)際環(huán)節(jié)。

（3）不僅在“電氣測量”課堂內(nèi)要強(qiáng)調(diào)理論講授與生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合，更要將面向電氣測量儀器行業(yè)需求的實(shí)踐能力培養(yǎng)貫穿于電工電子實(shí)習(xí)、認(rèn)知實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。

以行業(yè)需求為導(dǎo)向，以學(xué)生實(shí)踐為主體，以產(chǎn)學(xué)研合作為依托的測控技術(shù)與儀器專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)，對相關(guān)專業(yè)理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)提出了更高要求，“電氣測量”教學(xué)改革工作亟待開展和深入。

電能表模板測試工藝的教學(xué)實(shí)踐探索

電能表模板測試工藝

電能表是用來測量電能的儀表，按功能和用途可分為：標(biāo)準(zhǔn)電能表、安裝式電能表，工業(yè)與民用電能表、需量表、復(fù)費(fèi)率電能表、多功能電能表等。電能表的一般生產(chǎn)工藝流程包括焊接、清洗、分板、模板測試、裝配、調(diào)試、老化、耐壓測試、檢驗(yàn)、包裝等環(huán)節(jié)。其中，電能表模板測試工藝是專門針對元器件焊接完畢且通過全檢的電路板進(jìn)行初步通電測試，用于早期發(fā)現(xiàn)焊接錯(cuò)誤、元件錯(cuò)誤、液晶故障、電壓故障等存在問題的電路板。

電能表模板測試工藝的執(zhí)行依照相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：GB/T 17215.211-2006《交流電測量設(shè)備 通用要求、試驗(yàn)和試驗(yàn)條件》第11部分“測量設(shè)備”、GB/T 17215.321-2008《交流電測量設(shè)備 特殊要求》第21部分“靜止式有功電能表（1級和2級）”和第22部分“靜止式有功電能表（0.2S級和0.5S級）”、DL/T 614-2007《多功能電能表》、JB/T 5467.2-2002《機(jī)電式交流有功和無功電能表》第二部分“長壽命電能表特殊要求”等。

電能表生產(chǎn)工藝引入教學(xué)實(shí)踐的產(chǎn)學(xué)研基礎(chǔ)

湖南大學(xué)擁有電能變換與控制國家工程技術(shù)研究中心，在電氣測量儀器儀表、電能質(zhì)量監(jiān)測與控制等方面具有較好的教學(xué)科研條件，并與杭州海興電力科技股份有限公司有著良好、穩(wěn)定的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系。杭州海興電力科技股份有限公司是全球能源計(jì)量和管理相關(guān)產(chǎn)品的領(lǐng)航者，擁有智能電網(wǎng)能源計(jì)量和管理領(lǐng)域完整產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)、生產(chǎn)能力，其單、三相智能電表出口量長期穩(wěn)居國內(nèi)第一。

根據(jù)測控技術(shù)與儀器專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)要求，湖南大學(xué)與杭州海興電力科技股份有限公司共同開展校企深度融合型測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)模式改革。其核心是探索如何有效地將智能電能表研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行各環(huán)節(jié)融入到專業(yè)課程理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和專業(yè)實(shí)習(xí)中。本文所論述的“電能表模板測試工藝在電氣測量課程教學(xué)中的實(shí)踐”是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

工程實(shí)例教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐

圖2給出了基于電能表模板測試工藝的“電氣測量”實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路。參見圖2，電能表模板測試工藝包括條碼掃描、模板定位、孔位檢查、電壓檢查、工裝上電、液晶顯示測試、電路板電壓測試環(huán)節(jié)。其中，板卡初裝完畢后，需要進(jìn)行條碼掃描，將當(dāng)期測試的電能表電路板專屬條碼輸入測試系統(tǒng)，再將其放入工裝滑道并定位。電能表電路板定位完畢后，需要對測試針板連線、工裝測試電壓設(shè)置等進(jìn)行檢查，以確保測試裝備參數(shù)設(shè)置和測試條件無誤。測試合格的電能表電路板將正常流入下一道工序，等待整機(jī)裝配。未能通過測試的電能表電路板將進(jìn)入報(bào)修環(huán)節(jié)，并在相應(yīng)出現(xiàn)錯(cuò)誤或故障單元做好標(biāo)記。

參見圖2，與電能表模板測試工藝對應(yīng)的“電氣測量”儀器生產(chǎn)與測試實(shí)踐項(xiàng)目中，安排了4個(gè)功能單元，分別是：電能表電路板功能單元認(rèn)知、電測儀器電路板焊接檢查、液晶顯示器測試技術(shù)及故障分析、電路板電壓測試技術(shù)及實(shí)現(xiàn)。通過上述4個(gè)功能單元與電能表模板測試工藝環(huán)節(jié)的匹配，加深測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生對電氣測量儀器研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行各環(huán)節(jié)的理解。基于電能表模板測試工藝的“電氣測量”實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)，采用采用“教、學(xué)、做”結(jié)合的教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)課程理論內(nèi)容和實(shí)踐內(nèi)容的相互穿插，以促進(jìn)學(xué)生對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的認(rèn)知，達(dá)到提高學(xué)生實(shí)際操作能力的目標(biāo)。

對電氣測量儀器生產(chǎn)一線的充分認(rèn)知是提高測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力的必要前提。面向電氣測量儀器行業(yè)的人才需求，設(shè)計(jì)“電氣測量”儀器生產(chǎn)與測試實(shí)踐項(xiàng)目，有助于培養(yǎng)和提高測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)。

依托湖南大學(xué)與杭州海興電力科技股份有限公司的產(chǎn)學(xué)研合作平臺，結(jié)合智能電能表研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，將電能表模板測試工藝引入“電氣測量”課程實(shí)踐教學(xué)中，將對培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的測控技術(shù)與儀器專業(yè)卓越工程師提供重要借鑒。（作者溫和、郭斯羽、滕召勝供職于湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院;劉鵬、周良璋供職于杭州海興電力科技股份有限公司?；痦?xiàng)目：湖南省教學(xué)改革研究項(xiàng)目（湘教通[2012]401號），湖南省學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JG2014B017））