电能表模板测试工艺在电气测量课程教学中的实践

随着计算机技术及微电子技术的不断发展,测控技术及仪器专业成为了精密机械、信息和自动控制技术等多学科交叉的综合学科.测控技术及仪器专业的毕业生主要从事测量仪器与系统的研究、设计、制造、运行等方面的工作,直接面向工程实践第一线.因此,如何将测控技术及仪器专业的课程与工程实践紧密结合,一直是高校关注的重点.

测控技术与仪器专业依托仪器仪表行业,具有培养目标明确、产业支撑力度强的优势,但同时也对该专业学生的动手实践能力提出了更高要求.随着卓越工程师培养计划的实施,工程实践教育已成为测控技术与仪器专业学生培养的重要环节.为解决测控技术与仪器专业课程教学过程中存在的产学脱节问题,本文依托产学研合作资源,探索将电能表模板测试工艺实践过程引入“电气测量”课程教学,是湖南大学测控技术与仪器专业卓越工程师培养改革的实践探索步骤之一,可为其他相关专业课程的工程实践教学提供借鉴.

电气测量课程教学对工程实践内容的需求

面向卓越工程师培养的电气测量课程

湖南大学测控技术与仪器专业坚持以测量控制仪器为主,融电子、计算机于一体的电气信息类宽口径工程教育,面向现代化大中型企业,着重培养理论基础厚、工程素质高、动手能力强的测控与仪器领域研究型、复合应用型人才.湖南大学测控技术与仪器专业是教育部首批“卓越工程师计划”专业,入选全国专业综合改革计划,要求学生具有良好的人文、科学及工程素养,能够胜任仪器仪表、测试计量、自动控制、电子技术等相关行业与部门工作的卓越工程技术人才和技术管理人才.

湖南大学测控技术与仪器专业（原电磁测量技术及仪表专业）始办于1961年,电气测量与仪器是其传统优势和主导方向,开设了面向电气测量理论与仪器工程设计的“电气测量”课程.该课程安排在“高等数学”“电路分析”“电子技术基础”“误差理论与数据处理”等课程之后,旨在为测控技术与仪器专业学生系统地掌握现代电气参数测量原理、测量方法、数据采集、误差分析等有关知识,掌握电气参数测量仪器的结构、工作原理,为将来的实际工程应用打下坚实的基础.

工程实践能力培养对电气测量课程的要求

电气测量仪器行业是研究并实现电磁参量测量及控制的仪器仪表工程技术领域.我国电气测量仪器行业中的电子式电能表产销量居世界第一,出口率超过15%,极具国际竞争力.电气测量仪器行业要求学生具有一定的工程实践能力,包括熟悉电测行业技术标准与仪器生产工艺流程,具备电测仪器研发、设计、生产以及技改等工程技术问题的实践技能,如图1所示.

参见图1,测控技术与仪器专业“电气测量”课程教学的出发点和落脚点及实施的依据都源于电气测量仪器行业要求.测控技术与仪器专业的工程实践能力培养要对电气测量仪器行的具体工作过程开展分析和归纳,以充分培训学生的工程实践职业能力.测控技术与仪器专业学生的工程实践能力培养对电气测量课程改革的要求主要包括：

（1）依托电气测量仪器行业企业的实际工作过程对“电气测量”的理论知识进行重新排序,形成面向生产一线实际情况的理论教学主线.

（2）以电气测量仪器工程实践能力为基础,设计“电气测量”实验教学方案,实验安排要紧扣电测仪器设计、生产、使用的实际环节.

（3）不仅在“电气测量”课堂内要强调理论讲授与生产实践的结合,更要将面向电气测量仪器行业需求的实践能力培养贯穿于电工电子实习、认知实习和生产实习等实践环节.

以行业需求为导向,以学生实践为主体,以产学研合作为依托的测控技术与仪器专业卓越工程师培养,对相关专业理论教学和实践环节提出了更高要求,“电气测量”教学改革工作亟待开展和深入.

电能表模板测试工艺的教学实践探索

电能表模板测试工艺

电能表是用来测量电能的仪表,按功能和用途可分为：标准电能表、安装式电能表,工业与民用电能表、需量表、复费率电能表、多功能电能表等.电能表的一般生产工艺流程包括焊接、清洗、分板、模板测试、装配、调试、老化、耐压测试、检验、包装等环节.其中,电能表模板测试工艺是专门针对元器件焊接完毕且通过全检的电路板进行初步通电测试,用于早期发现焊接错误、元件错误、液晶故障、电压故障等存在问题的电路板.

电能表模板测试工艺的执行依照相关国家、行业标准,主要包括：GB/T17215.211-2006《交流电测量设备通用要求、试验和试验条件》第11部分“测量设备”、GB/T17215.321-2008《交流电测量设备特殊要求》第21部分“静止式有功电能表（和2级）”和第22部分“静止式有功电能表（0.2S级和0.5S级）”、DL/T614-2007《多功能电能表》、JB/T5467.2-2002《机电式交流有功和无功电能表》第二部分“长寿命电能表特殊要求”等.

电能表生产工艺引入教学实践的产学研基础

湖南大学拥有电能变换与控制国家工程技术研究中心,在电气测量仪器仪表、电能质量监测与控制等方面具有较好的教学科研条件,并与杭州海兴电力科技股份有限公司有着良好、稳定的产学研合作关系.杭州海兴电力科技股份有限公司是全球能源计量和管理相关产品的领航者,拥有智能电网能源计量和管理领域完整产业链的研发、生产能力,其单、三相智能电表出口量长期稳居国内第一.

根据测控技术与仪器专业卓越工程师培养要求,湖南大学与杭州海兴电力科技股份有限公司共同开展校企深度融合型测控技术与仪器专业学生培养模式改革.其核心是探索如何有效地将智能电能表研究、设计、制造、运行各环节融入到专业课程理论教学、实验教学和专业实习中.本文所论述的“电能表模板测试工艺在电气测量课程教学中的实践”是其中重要的一个环节.

工程实例教学内容与实践

图2给出了基于电能表模板测试工艺的“电气测量”实践项目设计思路.参见图2,电能表模板测试工艺包括条码扫描、模板定位、孔位检查、电压检查、工装上电、液晶显示测试、电路板电压测试环节.其中,板卡初装完毕后,需要进行条码扫描,将当期测试的电能表电路板专属条码输入测试系统,再将其放入工装滑道并定位.电能表电路板定位完毕后,需要对测试针板连线、工装测试电压设置等进行检查,以确保测试装备参数设置和测试条件无误.测试合格的电能表电路板将正常流入下一道工序,等待整机装配.未能通过测试的电能表电路板将进入报修环节,并在相应出现错误或故障单元做好标记.

参见图2,与电能表模板测试工艺对应的“电气测量”仪器生产与测试实践项目中,安排了4个功能单元,分别是：电能表电路板功能单元认知、电测仪器电路板焊接检查、液晶显示器测试技术及故障分析、电路板电压测试技术及实现.通过上述4个功能单元与电能表模板测试工艺环节的匹配,加深测控技术与仪器专业学生对电气测量仪器研究、设计、制造、运行各环节的理解.基于电能表模板测试工艺的“电气测量”实践项目设计,采用采用“教、学、做”结合的教学方式,实现课程理论内容和实践内容的相互穿插,以促进学生对生产环节的认知,达到提高学生实际操作能力的目标.

对电气测量仪器生产一线的充分认知是提高测控技术与仪器专业学生工程实践能力的必要前提.面向电气测量仪器行业的人才需求,设计“电气测量”仪器生产与测试实践项目,有助于培养和提高测控技术与仪器专业学生的工程素质.

依托湖南大学与杭州海兴电力科技股份有限公司的产学研合作平台,结合智能电能表研究、设计、制造、运行环节的特点,将电能表模板测试工艺引入“电气测量”课程实践教学中,将对培养理论联系实际的测控技术与仪器专业卓越工程师提供重要借鉴.（作者温和、郭斯羽、滕召胜供职于湖南大学电气与信息工程学院,刘鹏、周良璋供职于杭州海兴电力科技股份有限公司.基金项目：湖南省教学改革研究项目（湘教通[2012]401号）,湖南省学位与研究生教育教学改革研究项目（JG2014B017））