抗干扰教学设计

2024-06-28

抗干扰教学设计(精选11篇)

抗干扰教学设计 篇1

一年级下册抗干扰学习

第6课

栾城区青少年校外活动中心 孟董庄完全小学

教学内容分析:本课教材有四个环节

1、行为习惯的养成训练,行为习惯的训练对于一年级的孩子来说受益最大,养成良好的行为习惯孩子们将受益终身。

2、手操训练,儿童多训练手操有益于左右脑的开发

3、大脑开发趣味训练,主要训练学生的专注力,有益于学生尽快适应小学阶段的学习方式。

4、.国学经典记忆训练,采用多种方法训练儿童的记忆力。

教学目标:

1、行为习惯养成训练,让孩子们养成规范的站姿。

2、手操训练,以手指伸屈运动为主,促进孩子左右脑的开发。

3、大脑开发趣味训练,通过串联记忆训练孩子的想象力和记忆力。通过画一画和神枪手训练孩子的专注力,4、国学经典记忆训练采用多种形式提高孩子的记忆力。

教学重难点:

重点:编故事进行串联记忆训练

难点:国学经典记忆训练采用多种形式提高孩子的记忆力。

教学准备:多媒体课件

教学过程:

一、激趣导入

出示简笔图(椅子、眼睛、耳朵、小手)我来说你来做,看谁做的又快又好。(目的是复习学过的行为习惯,提高孩子们参与训练的积极性。)

二、行为习惯养成训练

简笔出示(小脚丫)训练站姿

1.首先提出训练要求,利用多媒体课件展示要求:抬头挺胸,脚跟并拢,两手贴裤缝线,眼睛平视前方。2.老师亲自示范指导孩子们正确的站姿。

3.学生再次进行练习。4.学生对自己的表现进行评价。

三、手操训练

1.先让孩子们自己说一说做手操的要求,老师强调做手操时的注意事项:用 力张开,跟节奏,注意力集中。

2.学生做好准备,进行手操训练。

3.学生对自己的表现进行评价。

四、大脑开发趣味训练

第一关:记忆力训练——我是记忆力小达人

(1)出示八个词语:眼睛 窗帘 气球 上午 被子 门票 邮局 儿童(2)学生领读词语。

(3)指名学生说说编故事的要求:编故事要有序,简短,有趣。

(4)学生计时编故事,时间为一分钟。

(5)学生分享自己编的故事,记忆词语。

(6)指名几个同学背诵词语。(7)教师出示范例。全班齐背词语。

(8)学生对自己的表现进行评价。第二关:专注力训练——模仿秀

首先提出要求:请将课本中左边的图形画到右边的格子中,尽量画的一样。

学生完成练习后与左边图形进行对比,然后对自己的表现做出评价。第三关:趣味训练——我是神枪手

提出要求:(1)小耳朵仔细听,注意力要集中。

(2)认真听老师读数字,听到1指右眼睛,听到2指左眼睛,听到3指右耳朵,听到4指左耳朵,听到5指嘴巴。(3)看谁指得又准又快。开始训练学生的听觉广度和听觉分辨能力。(4)学生自评

五、国学经典记忆训练

1.多媒体出示古诗《春雪》 2.教师范读,学生齐读。3.教师动作讲解,学生理解诗意。

4.老师指导学生找关键词 男女生读关键词 多种方式朗读

5.利用关键字编故事背诵古诗 6.辅助动作想象画面背诵古诗。

7.指名学生背诵,给予适当的评价。学生对自己的表现进行评价。

六、布置作业

1、练习手操

2、给家长背诵古诗。

教学反思:

本节课的教学内容是一年级下册第六课。对于这节课我总得设计意图是根据学生的特点:活泼、好动,有强烈的好奇心,喜欢模仿等,并结合课程的特点来让课堂紧凑、活泼一些,让学生在轻松和兴趣中提高能力。

本节课共设有四大环节:行为习惯训练、手操训练、大脑开发趣味训练和国学经典记忆力训练。在不同的教学环节中我采用了不同的教学方法。比如采用简笔画加上简单易记的儿歌,对学生进行了良好的行为习惯的训练及养成的教学,并把行为习惯训练贯穿在了整个课堂。大脑开发趣味训练我设计了三个闯关游戏,激发学生兴趣,让学生在游戏中提高记忆力和注意力。在国学经典环节,我注重了用多种形式来增强学生的记忆力,如图片展示、抓关键字记忆与辅助动作来形象记忆等,还采用了多种形式的朗读。总之,课堂上学生的参与度很高,较好地完成了本节课的教学任务。

上好一节课不容易,上好一节好课更不容易,反思本节课,也留下了一些遗憾之处:课堂激励语过于单调,每个环节如果再简练、干脆一些就会使课堂更加有效。

今后,我会在教学中不断总结,在总结中不断改进自己的教学,提升自己的教学水平,去培养更加优秀的学生。

抗干扰教学设计 篇2

一、系统组成和控制

单晶等径生长控制系统主要由拉速控径单元和温度控径单元组成。每个单元都包括各自独立的数据采集、PID控制模块、参数设置、工艺曲线设置、电路控制输出、与上位机串行通信等模块。在拉速控径单元中, 直径测量模块以模拟电压形式将现场直径量传至单片机;单片机通过自身集成的A/D转换器将模拟电压转化为控制系统可用的数字量;单片机结合现场采集的直径与用户设定的目标直径, 按照已经编程固化的增量式PID控制算法计算出实时控制量;以此控制量通过DA电路和功放电路改变输出驱动直流电机, 调节拉速与埚升速度, 使直径逐步稳定于用户设定的目标值。

温度控制单元是为了保证单晶正常生长所需的极严格的过冷度要求, 采用与欧陆温度控制器结合的方式, 达到调空炉温的目的。在温度校正控制单元中, 输入偏差信号是由晶升测速机测得的拉速与温校曲线的设定拉速相比较产生的, 再由PID算法得到温度校正升温速率输出值, 改变炉温达到控径的目的, 同时也限制了拉速的大范围波动与变化。温度校正主要是用来补偿因单晶长度改变而引起固液交界面热稳态发生变化的。

二、D/A控制电路

通过DA电路和功放电路改变输出驱动直流电机, 调节拉速与埚升速度, 使直径逐步稳定于用户设定的目标值。要想达到这个目标, DA控制电路的稳定和可靠至关重要。

D/A控制采用12位4路串行DAC7615芯片和其它外围芯片组成。

1. DAC7615。

DAC7615是12位串行数字量输入, 4路单、双端电压输出的DAC, D/A转换速率为76ksps×4通道, 转换精度为±0.1%FSR。

分辨率:12位;

非线性误差:小于±1/2LBS或±1LBS;

转换速率:76ksps×4通道;

模拟电压输出范围:0—+2.5V和-2.5V—+2.5V两档两种;

电源电压:5V和±5V;

2. 电路设计。

单晶等径生长控制系统中DA电路的设计, 采用-2.5V~+2.5V的四路模拟电压输出, 实际应用中只用了两路输出:一路为拉速控制输出;一路为温效控制输出 (12mv) DAC7615的接线方式, 如图1所示。

8XC196KC单片机通过逻辑芯片实现对DAC7615的片选、时钟、数据等信号的控制, DAC的输出信号通过光隔离后, 再经过运算放大器进行阻抗匹配后才接到整个测试系统的其他模块。DAC参考电压的稳定性至关重要, 如果参考电压稳定性差, 将导致整个DAC的输出波动很大, 达不到输出精度要求。因此, 通过一个稳压芯片给DAC提供参考电压。

根据不同的信号特性、不同的设计要求、不同的应用环境及印制板空间的限制等因素、以及不同的场合, 可把隔离分成两大类。一类是强电环境, 使用对等变压器或继电器;另一类是弱电环境, 弱电环境又可分为两类:模拟信号隔离电路和数字信号隔离电路。模拟信号隔离电路主要用于传输对电压/电流量值变化比较敏感的模拟信号, 如温度传感器的电压信号和过程控制中的一些信号等;数字隔离电路用于传输数字信号、开关量等电平信号, 如数字式角度变送器的角位移信号。

本设计为模拟电路, 使用ISO124实现模拟信号隔离电路。Burr-Brown的ISO124使模拟隔离简化。输入信号被占空度调制并以数字方式发送跨过屏障。输出部分接收被调制的信号, 把它变换回模拟电压并去掉调制/解调过程中固有的纹波成分。由于对输入信号的调制与解调, 所以应遵循采样数据系统的一些限制。调制器工作在500k Hz的基频上, 所以高于250k Hz频率的输入信号在输出中呈现较低的频率分量。尽管输出级去掉了输出信号中载波频率, 但仍然有一定量的载波信号存在。电源滤波器能显著地降低从电源引脚窜入的噪声。

三、结束语

浅谈PLC控制系统的抗干扰设计 篇3

[关键词] PLC 控制系统 抗干扰

PLC在设计、制造中已很好地完善了主机本身的抗干扰措施,如滤波、屏蔽、隔离和接地,因此,就PLC本身而言,其工作可靠性是非常高的。但是PLC的工作环境大多是电磁干扰强烈的工业环境,加上外围电路设计及安装使用不当,这样就降低了整个PLC控制系统的可靠性,严重时会使系统失控或损坏。因此,在系统设计时,必须采取相应的可靠性措施,增强系统的抗干扰能力,以保证整个控制系统的正常运行。

一、干扰的主要来源

1.电弧干扰。在切断负载的瞬时,按钮、接触器、继电器等带有触点的电器触点之间便会产生电孤,从而引发电弧干扰,被切断负载的电流越大,电压越高,切断所用时间越长,干扰就越强。

2.反电势干扰。感性负载如接触器、继电器、电磁阀等在切断电源时,励磁线圈上会产生反电势V暖=-L·di/dt从而引发干扰,该干扰发生在与前磁线圈相连的线路上,电感L越大,瞬同电流i变化越大,切断电源所用的时间t越短,产生的反电势越大,则反电势干扰就越大。

3.共模干扰。电源线、输入输出信号线与接地线之间所产生的电位差,会对PLC内部回路与各线路之间的寄生电容进行充放电,引起PLC内部回路电压剧烈波动,这就叫做共模干扰。各导线上感应电弧,高电位的感应电压、电渡和静电等均能引发共模干扰 寄生电容的容量越大,则PLC内部回路电压波动越大,干扰就越大。

4.常模干扰。感性负载或与电源系统连接的感性电器设备产生的反电势叫常模干扰,存在于电源线和输入输出信号线上,也叫线何干扰,线圈的电感L越大,产生的反电势越大,所引起的常摸干扰也就越大。

另外还有一些干扰诸如在PLC附近的高频加热器、高频淬火设备、无线电收发设备等产生电波的设备引发的电子干扰;电源电压的波动、波形畸变、瞬停或雷电引发的电源干扰均能使PLC发生故障。

二、控制系统的抗干扰措施

消除干扰的主要方法是抑制干扰源,阻断干扰侵入的途径,降低系统对干扰的敏感性以及提高系统自身的抗干扰能力。

1.电源部分防干扰措施。电源质量的好坏直接影响PLC控制系统的可靠性。在干扰较强或对可靠性要求较高的场合,可以在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器可以抑制从电源线窜人的外来干扰,提高抗高频共模干扰能力,屏蔽层应可靠接地。考虑到高频谐波干扰不是通过变压器绕组的互感耦合,而是靠初、次级寄生电容耦合,因此,隔离变压器的初、次级之间应采用三层屏蔽层保护,这样可明显提高对共模干扰信号的抑制能力。

2.对感性负载的处理。感性负载具有储能作用,当控制触点断开时,电路中的感性负载会产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电势,触点闭合时会因触点的抖动而产生电弧,它们都会对系统产生干扰。当PLC的输入、输出端接有感性负载时,应在它们两端并联浪涌电压抑制电路。常用的几种浪涌电压抑制电路。

3.PLC输入、输出口的漏电流处理

(1)当接近开关、光电开关这一类两线式传感器的漏电流较大时,可能出现错误输入信号。可在PLC的输入端并联旁路电阻以减小输入电阻,如图1所示。旁路电阻的阻值兄和功率由下式确定:R≤7.2/(2.4I一3)(kW); ≥32.3/R(w)。式中,是输入元件的漏电流(mA)。

(2)双向晶闸管输出单元驱动小电流负载时,晶闸管的漏电流可能会造成负载无法断开的现象。此时可在输出负载两端并联一个旁路电阻,如图2所示。

4.PLC的接地处理。PLC系统的接地最好采用单点接地和专用地线,并且接地点要与其他设备分开,如图3(a)所示。现场安装时如达不到这种条件,可采用图3(b)所示的公共接地方式。但不允许采用图3(c)所示的接地方式,这样会使各设备间产生电位差而引入干扰。

5.防外部配线干扰。为了防止或减少外部配线的干扰,交流输入、输出信号与直流输入、输出信号应分别使用各自的电缆。对于集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线,必须使用屏蔽电缆,屏蔽电缆在输入、输出侧悬空,而在控制侧接地。

三、结论

PLC控制系统的抗干扰设计是整个控制系统设计巾的一个重要组成部分。针对PLC的工作環境和被控负载的性质,应充分考虑到各种干扰因素,采用外围硬件电路设计和软件编程相结合的方法,来提高PLC的抗干扰能力,从而提高整个控制系统的可靠性。

参考文献:

[1]廖常初:可编程序控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,2002

[2]段苏振:提高PLC控制系统可靠性的设计因素[J].电气传动,2003

[3]王燕妮李传伟:PLC控制系统的抗干扰设计[J].机械T人,2004

[4]杨新泉胡艳:提高PLC控制系统的可靠性[J].自动化博览,2005

[5]熊幸明:PLC控制系统可靠性设计的研究[J].煤矿机电,2004

抗干扰教学设计 篇4

交会对接杂散光分析及反杂光干扰措施设计

在空间交会对接过程中,太阳等各种天体以及飞行器上零部件的辐射与反射都会影响CCD的成像,形成大量杂散光干扰.阳光效应是很多其它杂散光干扰的源,如果不采取特殊措施,标志灯的像点可能会全部被阳光效应所淹没.本文通过对阳光效应包括阳光直射、阳光斜射和阳光漫射效应的.分析,提出了两项反杂光干扰措施:标志灯的发光器件工作在红外波段;在摄像机光路系统中安装特殊设计的窄带干涉滤光片.实验表明,上述反杂光干扰措施能够有效地滤除阳光、月光、星光、灯光以及其它非标志灯工作波段杂光的干扰.

作 者:魏祥泉 李金宗 李冬冬 WEI Xiang-quan LI Jin-zong LI Dong-dong  作者单位:哈尔滨工业大学,图像信息技术与工程研究所,黑龙江,哈尔滨,150001 刊 名:光电工程  ISTIC PKU英文刊名:OPTO-ELECTRONIC ENGINEERING 年,卷(期): 33(5) 分类号:V526 关键词:交会对接   阳光效应   光干扰   光学成像传感器  

如何抗干扰与提高效率 篇5

方法一:善用早晨的时光

古谚有云:“一日之计在于晨”。大家不要简单的理解为“在早上做计划”。早上是一个人心理、生理状态最好的时候:心理上,一天刚开始后,什么事儿都没发生,不太会因为之前的事情影响到心情。生理上,大脑刚休息了一夜,氧气充足,(除非你失眠)昨天发生的事儿再破也感觉过去很久了。所以,如果要安排“抗干扰时段”,最好安排在早上,苏醒后的第一个小时,或者上班后的第一个小时。

不过,如果你是夜猫子型人士,就别把重要的事情放在早上哦!这无异于逼自己浪费时间。

方法二:选择舒适的工作环境

不要低估干净整洁的环境力量。即使你再怎么能适应脏乱差的环境,也躲不过整洁的环境带来的潜在影响。很多科学实验也可以证明这一点。所以你不妨:

每天下班后(或有空闲时间时)整理下桌面。参考文章《在轻松的环境中工作》。

使用一些香薰用品(当然,要先确保自己和周围的人喜欢这个味道)

桌子挂上一些自己喜欢的装饰

确保光照适宜

确保桌椅高度适合自己

探究机电一体化系统抗干扰问题 篇6

摘要:所谓的抗干扰技术就是指,在电子设备进行研究的过程中,对外部和内部的干扰信息进行抵抗,从而确保设备系统的正常运行。在机电一体化系统运行的过程中,会发出一种电磁干扰型号,这对周围的电气设备有着一定的影响,因此为了保证其他电子设备的正常运行,我们就对机电一体化系统的干扰问题进行研究从而采取相应的解决措施。本文通过对机电一体化干扰形成的要素进行简要的介绍,总结了具体的抗供电干扰措施,对软件抗干扰技术进行阐述,以供相关人士参考。

关键词:机电一体化 干扰 抗干扰

目前,机电一体化系统已经广泛的应用到各种机械设备当中,对其进行多功能智能化的管理,有效的提高了机械设备的工程效率。但是,人们逐渐的发现,机电一体化系统正常运行的过程中,它会产生出一种电磁干扰信号,对周围的电气元件的正常工作有着一定的影响,从而导致机械设备在运行的过程当中会出现一定的问题,如果机电一体化系统中的干扰问题没有得到很好的解决,那么将会直接影响设备的部分功能,最终会导致机械设备瘫痪。

一、 形成干扰的要素

在对机电一体化系统抗干扰的进行解决前,我们要对形成干扰的要素进行充分的了解,只有这样才能找到合适解决方法。我们大体将干扰要素分为这三个方面:干扰源、传播途径以及载体。这三个干扰要素虽然都有着很大的区别,而且都是独立的个体,但是在这三个要素都有着十分紧密的关系,是干扰形成的主要因素缺一不可。

1、干扰源

所谓的干扰源就是指城市干扰信号的系统或者设备。它在干扰形成的过程中,有着十分重要的地位,是干扰产生的基础。

2、传播途径

传播途径是干扰信号在传播过程中所需要的路径。而且不同的干扰信号有着不同的传播方法。比如电磁信号主要是借助导体来进行传播的们我们就将这种传播方法称之为,导体传播。而且传播途径也是干扰扩散的主要因素。

3、载体

这个概念我们就很好理解,它主要是指设备的某个环节受到干扰信号的影响,从而出现的电气参数。这种载体在传播的过程中,不能产生或者减弱干扰型号,但是我们可以通过其他的方法将其载体中的干扰信号进行弱化,从而有效的提高电气设备中的抗干扰能力。载体在接受干扰信号的过程中,主要有两种方法一种是传导耦合,另一种是辐射耦合,这两种干扰方法在不同的情况下,有着不同的应用情况,因此我们在选择抗干扰措施的时候,我们要对其干扰信号的传播情况进行详细的分析。

二、干扰源

(1)供电干扰

大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起CPU(中央处理器)误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。

(2)过程通道干扰

过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电,接地系统不完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。

(3)场干扰

系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。

三、抗供电干扰的措施

(1)配电系统的抗干扰

对有效对干扰信号进行有效的控制,我们首先要做的就是在配电系统上采取相应的城市,然后通过分立式供电方案,对其电路元件进行合理有效的控制处理,从而减少干扰信号的产生,降低供电设备在供电工程中存在的危险性。电磁干扰信号主要是由于公共电源的耦合而产生的,因才减少耦合现象的发生,可以有效的提高供电系统的可靠性。除此之外,在不同电流情况的中,我们采用的引入线就不同,比如在交流电中,我们采用的引入线就是粗导线,这样可以有效的减少干扰信号的产生量,从而起到一个良好的抗干扰的作用。

(2)利用电源监视电路

我们除了实施直接的抗干扰措施外,采用一定的电源保护措施也是很有必要的,例如在电源系统中设置监视电路,可以很好的对电源起到一定的保护作用,当电源电路出现问题以后,我们就要采取相应的保护措施,来对其进行抗干扰控制,以确保电源系统不会受到电磁信号的干扰。

四、过程通道抗干扰措施

(1)光电隔离

光电隔离是以光作为媒介在隔离的两端进行信号传输的,所用的就是光电耦合器。利用光电耦合器的电流传输特性,在长线传输时可以将模块间两个光电耦合器件用连线“浮置”起来,这种方法不仅有效地消除了各电气功能模块间的.电流流经公共线时所产生的噪声电压互相窜扰,而且有效地解决了长线驱动和阻抗匹配问题。

(2)双绞线传输

在长线传输中,双绞线是较常用的一种传输线,与同轴电缆相比,虽然频带较窄,但阻抗高,降低了共模干扰。由于双绞线构成的各个环路,改变了线间电磁感应的方向,使其相互抵消,因而对电磁场的干扰有一定的抑制效果。

(3)阻抗匹配

长线传输时,若收发两端的阻抗不匹配,则会产生信号反射,使信号失真,其危害程度与传输的频率及传输线长度有关。

(4)电流传输

长线传输时,用电流传输代替电压传输,可获得较好的抗干扰能力。

(5)合理布线

强电馈线必须单独走线,强信号线与弱信号线应尽量避免平行走向。

五、场干扰的抑制

防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题:

(1)消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。

(2)为了防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。

(3)不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。

(4)在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线,也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线,以免互相串扰。

六、软件抗干扰技术

各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是:

(1)在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询。

(2)系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。

(3)RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立,并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。

七、结束语

由此可见,机电一体化系统在运行过程中产生的干扰信号,对电气设备都有着一定的影响,这严重影响了正常电气设备的正常运行,对企业的经济发展到来了一定的阻碍,因此为了避免这样影响的发生,我们在设备运行的过程中采取了一系列的保护措施,从而有效的提高了设备的工作效率,推动了社会经济的发展。

参考文献

[1] 张玉存. 对当代机电一体化系统抗干扰能力的研究[J]. 黑龙江科技信息. (23)

基于电流输入模块的抗干扰设计 篇7

在智能楼宇控制系统中,常常需要对照度仪、二氧化碳检测仪、一氧化碳检测仪等仪器的输出电流信号进行采集,但在对这些仪器进行电流信号采集时往往伴随着多种不同来源的、危害巨大的干扰信号,这些信号往往会直接影响到电流信号采集模块的精度,影响模块的正常工作,甚至烧毁整个模块,危及整个系统的工作。因此,在信号采集过程中如何防止外界信号的干扰、如何实现对信号采集端的保护以及信号采集端与系统的隔离是很重要的。

智能楼宇控制系统中电流采集时的干扰信号主要有:(1)EMC干扰。主要有静电、群脉冲、浪涌[1,2];(2)共模干扰。主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压叠加所形成[3]。共模电压有时较大,特别是当采用隔离性能差的配电器供电室时变送器输出信号的共模电压普遍较高有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成串模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这种共模干扰既可为直流、亦可为交流;(3)串模干扰。主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,叠加在原信号上,直接影响测量与控制精度。

针对信号采集端的保护、信号采集端与系统的隔离,本研究提出并设计一个解决方案。

1 电流输入模块的设计

1.1 设计原理及要求

本研究采用软、硬件相结合的方式,设计并实现一个用于采集照度仪、二氧化碳检测仪、一氧化碳检测仪等仪器电流信号的模块。其中硬件部分如图1所示,前端采取端口保护设计,使其具备抗EMC干扰、抑制串/共模信号功能。同时采用隔离措施来抑制共模干扰隔离包括信号采集端与微控制器的隔离电源间的隔离),即通过隔离把各种模拟负载和数字信号隔离开来,也就是把模拟和数字信号在电气上断开,被测信号通过变压器或光耦合器获得通路,而共模干扰由于不形成回路而被抑制[4]。由于运放等硬件电路存在着一定程度的漂移,软件上还要进行滤波、并对采集到的数据进行修正。

本研究设计的是实现一个4路4mA~20mA的电流信号采集模块,其设计要求为:

(1)模块通过静电接触放电4 000V测试[5];

(2)模块通过1 000V群脉冲测试[6];

(3)模块通过1 000V浪涌测试[7];

(4)模块通过对AC 250V、50Hz的共模抗干扰测试[8];

(4)模块通过对AC 1V、50Hz的串模抗干扰测试;

(5)采集精度0.2%。

1.2 系统模块的硬件设计

1.2.1 信号采集端的设计

模块中一路信号的采集端电路图如图2所示,前端与变送器相连,后端送入A/D转换器。为了对EMC具备抗干扰能力,在端口处放置了两个限压保护器件—TVS管,TVS管一端接端口,另一端接保护地(PE)。考虑到模块需要通过AC 250V、50Hz的共模干扰,所以本研究选择了保护电压400V(250×1.414=353.5V)、功率为1 500W的双向TVS管,型号为1.5KE 400CA。经3个电容对串/共模干扰进行一次简单衰减后送入运算放大器。

运算放大器被设计成差分输入模式,这样可以使共模信号受到抑制,并且在输入端为大阻抗,不仅能起到保护运放的作用,而且还可以增大输入阻抗。为使运算放大器的输出信号(存在干扰信号)处在ADC能够处理的范围内,本研究对输入信号进行了衰减10倍处理,并在同向端增加了1.25V的偏置电压,计算过程如下(输入信号为4mA~20mA;输入电阻为500Ψ):

(1)信号源所产生的输入电压数值为:4×500~20×500,即2~10V;

(2)串模干扰信号所产生的输入电压为:-1~+1V;

(3)由于本设计中使用了隔离电源,共模干扰信号对模块造成的影响忽略不计;

(4)运放输入端的输入电压为:

低值:1.25+2/10+(-1)/10=1.35V;

高值:1.25+10/10+(+1)/10=2.35V。

(5)理论数据的计算(理论A/D转换后的值)为:(i×500+1.25)×32 768/2.5-16 384。

其中,i为输入电流,16 384为1.25V的理论ADC值。

运放输出后经过一个小电阻吸收毛刺,然后通过一个两阶的LC滤波器后送入ADC中。

1.2.2 隔离设计

隔离分两部分来完成,分别为电源的隔离和信号采集端与微控制器的隔离。

(1)电源隔离。电源隔离是采用美国国家半导体公司小尺寸SOT23封装的开关调节器LM 2733Y以构成隔离电源而实现的,LM 2733Y产生方波交流电压并升压,然后将方波电压输出送往隔离变压器以产生隔离后的电源电压。这个方波的点空比由第3脚的反馈信号控制,整个隔离电源的原理同开关电源的原理相似[9]。LM 2733Y部分电路如图3所示。

(2)信号采集端与微控制器隔离。信号采集与微控制器的隔离主要是微控制器和ADC芯片的隔离,通过采用高速光耦6N 137来完成微控制器与ADC之间的SPI总线的隔离;用TLP181来完成ADC复位引脚与微控制器的隔离连接。

因为采用了隔离技术,本研究对模块的地进行了分割,分别为保护地PE、数字量地GND、模拟量地AGND,这样使信号采集端口对PE、GND为浮地,有利于对信号采集端口的保护,并且提高了端口的抗干扰性能。

1.3 系统模块的软件设计

本设计主要在软件中完成对串模干扰的有效抑制;由于运放等硬件电路存在着一定程度的漂移,软件上还需要对采集到的数据进行修正;同时在设计中也发现ADC容易在静电干扰下死机,所以增加了软件对ADC的死机检测及复位功能。

1.3.1 滤波

由于串模干扰是50Hz的正弦波信号,软件滤波采用的方法是:在一个或若干个正弦波周期内(T=1/50s=20ms)对输入信号采样偶数次,然后对它们取平均值,单个周期内采样的次数越多,滤波性能越好,本研究中实现对10个周期内的信号采样96次,然后再取平均数后得到所要的数据。

1.3.2 修正

运放及前级电路存在着线性漂移,要在软件中对采集到的数据进行修正,修正的方法:根据函数y=k(x-b)来计算出修正后的数据y,其中的k,b是存放在EEPROM中的修正参数,每次模块启动时微控制器读取修正参数并存放在微控制器的RAM中。k,b参数值是按照实际值跟理论值之间的线性关系得到的,原理及计算过程如下:

(1)根据电路计算出理论上的ADC值,分别记为value1,value2,且让value1为较大的值,value2为较小的值。

(2)得到ADC转换后没有经过修正的实际值,分别记为real1,real2,且让real1为较大值,real2为较小值。将值代入下式:

计算出k值,然后将y=k(x-b)中的y用实际得到的AD值real1,real2分别代入,x用理论值value1,value2代入,就可以得到两个等式,计算出两个b值,记为b1,b2,最终值为b=(b1+b2)/2。

(3)k,b值可以在PC上计算,然后存入EEPROM中,因微控制器对浮点的运算能力较差,k值在存放时还需要作相应的移位处理(比如左移12位)以使其成为整型类,同时也增加了计算精度。

1.3.3 AD复位控制

由于ADC芯片很容易在静电试验中死机,增加了对ADC芯片的死机检测程序,一旦发现ADC进入死机状态,马上控制ADC复位,并调用初始化程序对ADC进行初始化,使其恢复正常工作。

1.3.4 试验及结果

根据实际工程要求,本设计做了相关的静电放电抗扰度试验(如表1所示)、电快速瞬变脉冲抗扰度试验(如表2所示)、浪涌(冲击)抗扰度测试(如表3所示),并记录了串/共模实验数据(如表4所示)。经实验证明,该设计可以有效地抑制EMC(静电、群脉冲、浪涌)、串模以及共模干扰,并达到了设计的要求。

2 应用实例

目前该模块已成功应用于智能型大楼通风控制系统中,对风道/空间CO2传感器送出的信号进行采集,如图4所示。整个系统由CO2传感器、电流输入模块、中央控制系统以及通风系统共4部分组成。其中风道/空间CO2传感器采用的是瑞典森尔公司制造的VC 1008(VC 1008输出4mA~20mA的电流信号,4mA~20mA对应0~2 000ppm),VC 1008的安装接线图如图5所示。

电流输入模块采集来自VC 1008的信号,然后将该信号转化为数字信号后送给中央控制器,中央控制器根据信号来控制通风系统的运作,从而对整个大楼中CO2的浓度进行控制。

3 结束语

在本研究中电流输入模块采用了端口保护光电隔离、电源隔离、软硬件滤波、软件修正等技术,使该模块具备在干扰信号的干扰下正常工作的能力,抗干扰能力符合相关标准。

实际应用表明,该模块能够在智能楼宇现场长期正常工作,该模块能应用于CO2传感器、空调新风系统、冷热源系统等,在智能楼宇系统中将有广泛的应用前景。

参考文献

[1]钱振宇.3C认证中的电磁兼容测试与对策[M].北京:电子工业出版社,2004.

[2]吕文红.郭银景,唐富华,等.电磁兼容原理及应用教程[M].2版.北京:清华大学出版社,2008.

[3]赵金奎.共模干扰和差模干扰及其抑制技术[J].电子质量,2006(5):72-76.

[4]张灿.I/O通道的抗干扰措施[C]//电气化铁路牵引变电所新技术年会论文集.北京:太阳铁通学会,2007:95-97.

[5]全国电磁兼容标准化技术基金会.GB/T17626.2-1998(idt IEC 61000-4-2:1995)静电放电抗扰度试验[S].北京:中国标准出版社,1999.

[6]全国无线电干拢标准化技术委员会.GB/T 17626.4-1998(idt IEC 61000-4-4:1995)电快速瞬变脉冲抗扰度试验[S].北京:中国标准出版社,1999.

[7]全国电磁兼容标准化技术基金会.GB/T17626.5-1999(idt IEC 61000-4-5:1995)浪涌(冲击)抗扰度试验[S].北京:中国标准出版社,2004.

[8]全国工业过程测量和控制标准化技术委员会.JB/T6239.1-2007工业自动化仪表共模、串模抗扰度试验[S].北京:机械工业出版社,2008.

抗干扰教学设计 篇8

(2011黑龙江黑河)建华小区准备新建50个停车位,以解决小区停车难的问题. 已知新建1个地上停车位和1个地下停车位需0.5万元;新建3个地上停车位和2个地下停车位需1.1万元.

(1)该小区新建1个地上停车位和1个地下停车位各需多少万元?

(2)若该小区预计投资金额超过10万元而不超过11万元,则共有几种建造方案?

(3)已知每个地上停车位月租金100元,每个地下停车位月租金300元. 在(2)的条件下,新建停车位全部租出. 若该小区将第一个月租金收入中的3600元用于旧车位的维修,其余收入继续兴建新车位,恰好用完,请直接写出该小区选择的是哪种建造方案.

(1)选用二元一次方程组模型即可处理.

﹙2﹚抓住关键句子“超过10万元而不超过11万元”建立不等式组模型,分析出符合题意的整数解.

﹙3﹚在(2)的条件下,第一个月租金对应为0.9万元,0.88万元,0.86万元,0.84万元,减去3600元(0.36万元)后对应为0.54万元,0.52万元,0.5万元,0.48万元.只有0.5万元符合题意.所以建造方案是:建造32个地上停车位,18个地下停车位.

(1)设新建一个地上停车位需x万元,新建一个地下停车位需y万元,由题意得x+y=0.5,3x+2y=1.1, 解得x=0.1,y=0.4, 所以新建一个地上停车位需0.1万元,新建一个地下停车位需0.4万元.

﹙2﹚设新建m个地上停车位,则有10<0.1m+0.4(50-m)≤11,解得30≤m<. 因为m为整数,所以m=30或m=31或m=32或m=33, 对应的50-m=20或50-m=19或50-m=18或50-m=17,所以有四种建造方案.

﹙3﹚建造方案是建造32个地上停车位,18个地下停车位.

?摇以建造地上停车位和地下停车位的个数不同、花的费用不同作为等量关系列出方程求解,根据投入的资金列出不等量关系,根据该小区将第一个月租金收入中的3600元用于旧车位的维修,其余收入继续兴建新车位,恰好用完,找到方案.

(2011贵州六盘水)小明家有一块长8 m、宽6 m的矩形空地,妈妈准备在该空地上建造一个花园,并使花园面积为空地面积的一半,小明设计了如下的四种方案供妈妈挑选,请你选择其中的一种方案帮小明求出图中的x值.

结合各种方案的图形,利用面积建立一元二次方程模型进行求解后再比较.

方案一,根据题意得(8-x)(6-x)=×8×6,解得x=12,x=2. x不合题意,舍去,所以x=2.

方案二,根据题意得(8-2x)(6-2x)=×8×6,解得x=6,x=1. x不合题意,舍去,所以x=1.

方案三,根据题意得8×6-×(8-x)(6-x)×2=×8×6,解得x=12,x=2. x不合题意,舍去,所以x=2.

方案四,根据题意得8×6-×(8-x)(6-x)×2=×8×6,解得x=12,x=2. x不合题意,舍去,所以x=2.

?摇掌握不规则图形阴影部分面积常见转化方法,进而选用方程模型求解是解答此类问题的关键. 需要指出的是,本题易错点在于求出一元二次方程的解后,由于两个根都是正数,因此容易产生不符合题意的解,一定要检验.

(2011江苏镇江)已知:如图1,图形①满足AD=AB,MD=MB, ∠A=72°, ∠M=144°,图形②与图形①恰好拼成一个菱形(如图2). 记AB的长度为a,BM的长度为b.

(1)图①中∠B=____,图中②中∠E=_____.

(2)小明有两种纸片各若干张,其中一种纸片的形状及大小与图形①相同,这种纸片称为“风筝一号”,另一种纸片的形状及大小与图形②相同,这种纸片称为“飞镖一号”.

①小明仅由“风筝一号”纸片拼成一个边长为b的正十边形,需要这种纸片______张.

②小明用若干张“风筝一号”和“飞镖一号”纸片拼成一个“大风筝”(如图3),其中∠P=72°, ∠Q=144°,PI=PJ=a+b,IQ=JQ. 请你在图中画出拼接线并保留画图痕迹. (本题中均为无重叠、无缝隙拼接)

对于(1),可连结AM,然后利用三角形的全等求出∠B,∠E的度数.

(2)若全部用“风筝一号”纸片拼成一个边长为b的正十边形,很明显AB与AD是作为中心点与顶点的连线的,BM与DM是作为边长的,因为一个“风筝一号”含有两条边,则5个“风筝一号”纸片即可拼成一个边长为b的正十边形;小明用若干张“风筝一号”和 “飞镖一号”纸片拼成一个“大风筝”过程中,可通过拼好的图形,分析、切割,找到拼接的方法,然后再动手画出图形.

(1)∠B=72°,∠E=36°.

(2)①用“风筝一号”纸片拼成一个边长为b的正十边形,可知“风筝一号”纸片的点A与正十边形的中心重合,又∠A=72°,则需要这种纸片的数量为5个.

②根据题意可知,“风筝一号”纸片用两张和“飞镖一号”纸片用一张,画出拼接线如图4所示.

?摇读懂所给数据及图形的含义,利用数形结合的思想考虑是解决本类问题的关键. 特别地,有些同学不能快速、顺利拼出图形,是原于“思维定式”的干扰,没有想到这两个基本图形可旋转变换,用不同位置狀态进行拼接.

抗干扰教学设计 篇9

【摘要】本文结合我公司输煤程控应用情况,分析了输煤程控在实际应用中存在的各种干扰因素及针对各种干扰因素采取的防范措施。指出造成输煤程控信号干扰的重要原因为PLC外部干扰,同时从硬件和软件两方面提出了对外部设备抗干扰的措施。【关键词】输煤程控

PLC

抗干扰措施

1、前言

大型火力发电厂,特别是建厂较早的火电厂,需用燃煤量大、上煤任务繁重,现场环境恶劣,运行岗位设置定员多,工作效率低。随着国民经济的不断发展和对电力生产需求量的不断提高,大机组不断投入运行,落后的生产方式已越来越难以适应现代化电力生产的需要。应用目前国内、国际先进的程控技术,提高输煤系统自动化水平,对于电厂安全经济运行,改善工作环镜,提高劳动生产率,减人增效,具有重大意义。

作为应用于工业控制的一种自动装置,PLC本身具有一定抗干扰能力,比较适应工业现场环境。尽管如此,但由于火电厂输煤系统运行条件恶劣,各类干扰信号较多,尤其是电磁场的大量存在,使得抗干扰问题成为输煤程控设计、调试及运行中的一大难题。许多电厂输煤程控系统不能长期稳定运行,抗干扰能力差是其最主要的原因。

一般来说,PLC系统故障可分为内部故障和外部故障两大类。内部故障指PLC本身的故障,外部故障指系统与实际控制过程相关连的传感器、检测开关、执行机构等部分的故障。从我公司输煤程控系统缺陷来看,PLC自身故障未发生过,这说明PLC自身的可靠性远远高于外部设备,提高输煤程控系统可靠性的重点应该放在外部设备方面。因此在实际应用中我们从硬件和软件两方面考虑,对外部设备综合运用以下几种抗干扰措施,在实际生产运行中收到了良好效果。2、抗干扰措施分析

(一)硬件措施 1.采用信号继电器隔离

目前在火电厂输煤程控系统中,现场设备与I/O模块之间的开关量信号是否需经继电器隔离,一直是应用中争论的焦点。有观点认为不需经继电器隔离,可将现场信号直接送到I/O模块,理由是I/O模块本身具有一定抗干扰能力,模块内的光电隔离器使信号在其内部、外部电路上完全隔离,再加上阻容滤波电路,便可有效防止干扰的侵入。同时,由于省去了中间继电器,系统接线简化,系统故障点也随之减少。但通过在多年维护管理输煤程控中对输煤系统外部环境、PLC装置内部电路的分析以及实际应用观察,我认为尽管PLC自身有良好的抗干扰性能,但用于输煤控制时采用继电器隔离仍十分必要,理由如下:

1)现场设备至PLC输入模块间的信号电缆较长,阻抗较大,电缆间的分布式电容充放电效应使信号电缆上产生干扰信号,加之输入模块的输入阻抗大(内阻约2.5K欧)、动作功率小(小于0.5W),因此输煤系统中干扰信号易使输入模块误动作。采用继电器隔离后,继电器动作功率较大(大于1W),而现场干扰信号仅有足够的电压而没有足够的电流,难以使继电器动作,从而有效解决了输入回路的抗干扰问题。

2)继电器与PLC输入模块相比,耐过电压、耐电流冲击的能力较强,可避免引入过压、过流信号而损坏PLC模块。迄今为止,国内已有多个电厂输煤程控系统在运行和调试过程中出现过这方面的故障。对于输出模块,采用继电器隔离增加了输出接点容量,可将继电器接点方便地接入设备控制回路中。

3)现场I/O信号经继电器隔离,与PLC系统在电路上分开,切断干扰信号的通道,避免形成接地环路引入的电位差。同时使控制室内、外自成系统,便于检查和维护。

4)程控系统增加继电器隔离并不会增加工程投资。采用继电器隔离后,PLC与继电器之间采用DC24V电源供电,继电器与现场设备间采用AC220V供电,因此PLC系统可选用DC24V、32点I/O模块;而不采用继电器隔离,则需选用AC220V、16点I/O模块。可见选用继电器隔离方式可节省一半I/O模块。对于设备范围广,信号繁多的输煤系统来说,其价值与增加的继电器相当,总投资并不会因此而增加。

我公司输煤程控系统,在重新技改时输入信号回路未采用中间继电器隔离,在实际应用中由于外部回路干扰信号造成了输入模块工作不正常,影响了输煤程控系统正常运行。不得已,只好再次改造,将PLC输入、输出均采用继电器同外界隔离,程控与电控部分各自成系统,通过近年的生产运行,该系统运行稳定、可靠,抗干扰能力比较强。2.电缆接地屏蔽

在程控系统中,良好接地可消除各电路电流经公共地线阻抗时产生的感应电压,避免磁场及电位差的影响,使其形不成环路。接地是抑制干扰,使系统可靠运行的重要方法,和屏蔽结合起来使用即可解决大部分电磁场干扰问题。

在低频电路中,布线和元件间的电感并不是大问题,而接地形成的环路干扰影响却很大,因此通常采用单点接地的方式。PLC控制系统属于低频范畴(1MHZ以下),也应遵循单点接地的原则。为防止不同类型地线之间的干扰,应将系统中的数字地、模拟地、屏蔽地分别相连,然后汇集到总的接地点,接入输煤程控系统单独接地网。

在程控系统中,PLC模块、电源设备、继电器都放在控制柜内,对电磁场的屏蔽较好。电磁干扰主要由传输导线引入,因此对导线采取屏蔽措施也十分必要。对I/O信号应采用完全屏蔽的信号电缆,并且电缆的金属屏蔽层要采用一点接地。若接地点超过一个,接地点之间的电位差将产生感应电流,形成电磁干扰源。3.电缆选择与敷设

信号传输线之间的相互干扰主要来自导线间分布电容、电感引起的电磁耦合。防止干扰的有效方法首先是注意电缆的选择,应选用金属铠装屏蔽型的控制、信号电缆。一方面可以减少电磁干扰,另一方面也增强了电缆的机械抗拉强度。其次,电缆的敷设施工也是一项重要的工作,施工时应注意将动力电缆和控制电缆分开,控制电缆中将强电电缆和弱电电缆分开。同时还要注意尽量把模拟量信号线、开关量信号线、直流信号线和交流信号线分开排列,以减少不同类型信号间的干扰。

(二)软件措施

在PLC控制系统中,除采用硬件措施提高系统的抗干扰能力外,还可以利用PLC运算速度快的特点,充分发挥软件优势,以确保系统既不会因干扰而停止工作,又能满足工程所要求的精度和速度。数字滤波和软件容错是达到这一目的的两种既经济又有效的方法: 1.数字滤波

对于较低信噪比的模拟量信号,常因现场瞬时干扰而产生较大波动,若仅用瞬时采样值进行控制计算,会产生较大误差。为此在输煤程控中通常采用数字滤波的方法。现场模拟量信号经A/D转换后变为离散的数字量信号,然后将形成的数据按时间序列存入PLC内存,再利用数字滤波程序对其进行处理,滤去干扰部分获得单纯信号。在程序设计时将设备工作电流、煤仓煤位等模拟量信号采用平均值滤波的方法进行预处理,对输入信号用10次采样值的平均值来代替当前值,但并不是通常的每采样10次求一次平均值,而是每采样一次与最近的9次历史采样值相加,即:

Yn=1/10Xi其中Yn为滤波值,Xi为采样值

这种方法反映速度快,具有更好的实时性。输入信号经处理后用于信号显示或控制回路调节,可以有效地解决外部信号传输过程中电磁场的干扰。2.软件容错

由于输煤系统现场环境恶劣,干扰信号较多,I/O信号传送距离也较长,电磁干扰常常会使传送的信号出错,这对于程控系统来讲,将会产生设备误动或拒动等十分严重的后果。为提高系统运行可靠性,使PLC在信号出错的情况下能及时发现错误,并能排除错误信号的影响继续工作,在程序编制中还广泛应用了软件容错技术。

1)在目前现场设备信号不完全可靠的情况下,对于非严重影响设备运行的故障信号,在程序中采取不同时间的延时判断,以防止输入接点抖动而产生“假故障”。若延时后信号仍不消失,再执行相应动作。如皮带的打滑、跑偏信号,我们结合公司输煤系统设备运行速度,在程序中分别设定11s和3s的延时。

2)充分利用信号间的组合逻辑关系构成条件判断。这样即使个别信号出现错误,系统也不会因错误判断而影响其正常的逻辑功能。如在程序编制中,皮带的打滑跑偏及拉绳开头等均同皮带运行信号串联使用,即只有皮带启动后才能发挥作用。若单纯发出故障信号将无法启动皮带。这种方法在实际生产运用中具有很大灵活性。

3)原煤仓煤位传感器在配煤过程有误发信号的现象,程序设计时结合配煤的特点,采取顺序配煤、优先配煤方式和余煤配煤方式,并且所有方式只根据设置高、低煤位信号判断进行。尽可能降低煤位信号对配煤方式的影响,可以减少自动配煤对传感器的依赖性。

由于设备安装调试时系统硬件配置已经确定,对其增加和修改都比较困难,而从软件方面入手则无需 增加任何设备,根据具体情况采用不同的容错技术,使用方便、灵活,可作为硬件容错的补充,进一步提高系统抗干扰能力。现场实际应用表明,数字滤波和软件容错技术在程序设计中必不可少,且行之有效。3 结论

以上几种抗干扰措施是在我公司输煤程控实际应用和PLC的应用特点而总结出来的,但对于其它场合的PLC程控系统也同样具有广泛的应用价值。现场实际应用表明,综合运用上述抗干扰措施,基本能够消除现场干扰信号对程控系统的影响,保证程控系统的可靠运行。

【参考资料】

1、《可编程控制实用技术》 王兆义 机械工业出版社

2、《S7-200可编程控制器操作手册》德国西门子公司

抗干扰教学设计 篇10

4结束语

在对抗卫星通信干扰因素中,已经发展出了多种有效的技术手段。但是,也要不断增强对相关技术的研究,提高其操作性并使之发挥更大的作用。

参考文献

[1]丁舒羽,郭阳.卫星通信抗干扰技术及其发展[J].信息通信,(4):207-208.

抗干扰教学设计 篇11

一、 课堂教学干扰的主要因素聚焦

小学数学课堂教学的内部干扰因素主要来自于两个方面,一是学生制造的课堂不和谐事件,如学生相互讲话,发生语言冲突等。但这类干扰出现得快,消除得也快。二是师源性干扰,简单的说,就是教师自己制造的教学干扰。这类课堂教学干扰影响大,持续时间长,对课堂教学造成的损失也大。

1.教学设计不完善是形成教学干扰的主要因素

(1)课件没有调试好,进入尴尬境地。一节二年级的数学课“认识分米和毫米”,前25分钟,数学课上得很顺利,到巩固练习环节“改一改”时,课件出现了问题,显示的界面混乱,几番调试也没有解决问题,好好一节课,草草地收了尾。这是显而易见的教学干扰,干扰了教学进度,浪费了课堂时间。

(2)学具准备不当,消耗大量时间。一位教师在“平行四边形”一节的“能力拓展”中,手持长方形木板问学生:“把长方形拉伸为平行四边形以后,面积有没有改变?”多数的学生认为没有改变,不管教师怎么去引导,还是有部分学生认为没有改变,导致课堂时间没有控制好,出现了拖堂现象。

2.教学语言不当是师源性教学干扰的常见现象

(1)教学中教师语言过多、过杂,干扰学生思维。在许多教师看来,上课时多说几句可防止学生没有听清楚,所以许多教师在上课时总是喋喋不休地说来说去,有的问题学生已经明白了,可老师还在唠叨,时间长了学生就失去了学习兴趣。多而杂、单调枯燥的教学语言也就成为干扰学生学习的一个重要因素。

(2)训斥性语言干扰了学生的学习情绪。建构和谐师生关系是和谐课堂的基本条件。但有少数教师在教学中对学生出现的问题和学习困难,不是耐心地说服教育,而是动不动就发火训斥学生。试想,在这样的干扰下,学生怎么能有愉悦的心情去学习呢?

(3)随意或习惯化的无效教学语言干扰学生理解。许多教师在备课时,只注意教学过程和活动的安排,很少去斟酌教学用语。有人曾经研究过江苏教学名师的教学语言,发现一个共同点,那就是语言精炼、风趣、幽默,具有感染力。但我们发现,许多年轻教师很少去认真准备教学用语,没有启发性、没有诱惑力的课堂语言,不仅没有教学效果,还会影响学生的思考和探究,成为课堂教学的消极干扰。

3.多媒体滥用是引起教学干扰的重要原因

现代教育技术已经深入到了课堂教学,今天的电教手段给课堂教学带来了很多便捷,优秀课件的制作和设计也成为衡量一位教师的标准,但多媒体滥用,会对学生的听觉和视觉带来干扰。

(1)滥用声音——课堂教学如坐针毡。为了让学生更加关注课堂,教师在课件设计过程中,添加了一些声音,以促进教学效果的达成,但如果使用不当的话,则会给课堂教学带来干扰。特别是低年级学生自控能力不强,光靠一些有趣的声音吸引学生的注意力是不够的,教师的一厢情愿只能对课堂教学形成干扰。

(2)滥用图片——课堂教学脱离课本。比如苏教版小学数学一年级下册“认识人民币”一课,教师出示一张一元的和一张五元的图片,问学生这些钱可以买哪些物品,经过一番图片展示以后,教师出示课题并解释,接着又出示例题,并出示练习题,黑板上板书的内容却空空如也。

二、 课堂教学干扰的规避策略

要做好课堂教学的调控,保证教学过程的顺利进行,就必须利用有力的教学干扰,克服不利的教学干扰,把教学干扰控制在一定的合理区间内。

1.优化教学语言,少一点语言干扰

一线教师听课时往往有这样的体验:同样一节课,名师的课总会给人留下深刻的印象。究其原因,不外三个:一是名师独有的教学语言,二是名师独到的教学设计,三是名师独特的个人魅力。其中,尤以名师的教学语言最能给听课教师带来强烈的印象,留下深刻的记忆。教学语言风趣生动是吸引学生的重要条件,也是一位优秀教师的基本条件。所以,加强教学用语训练、优化教学语言是规避教学干扰的重要因素。

2.优化教学设计,少一点无效活动的干扰

教学设计是教师进行教学所必备的一项基本能力,也是规避课堂教学干扰的关键。小学数学教学具有很强的逻辑性。要避免教学过程中的消极干扰,在教学过程的安排上就要精心设计好每一个教学环节,避免不必要的教学活动,提高每一个活动的有效性。这样,确定教学目标、安排教学环节、取舍教学内容、考虑教学进程、有效组织教学时就有了根本出发点和终极指向,课堂教学的结构和层次就容易清晰起来,起转承接、轻重缓急就能落在实处,课堂教学的动感和韵律也就自然而然地显现出来。

3.建构良好的师生关系,少一点情绪干扰

学生良好的学习情绪和学习热情,来源于教师的启发和诱导。教师要规避教学干扰,就要取得学生的信任和喜欢,让学生喜欢你的教学。建构和谐课堂、建构和谐师生关系是规避课堂教学干扰的保证。试想,教师高高在上,不把学生当作朋友,不去关心学生的学习和生活,学生怎么可能去信任老师和体谅老师呢。教学中教师多一分体贴,多一分关心,多一句温暖的安慰,就可以少一分干扰,学生就会从心理上多一分学习的情感。

4.创设教学情境,少一点思维干扰

创设一定的教学情境是激发学生学习兴趣,引导学生思考和主动探究的重要方法。但利用现代化的教学手段是为教学内容服务的,过多、过滥地运用多媒体课件会冲击学生的思维,没有思考的余地。小学数学教学中应有效利用现代化教学手段,但又必须把握好尺度,提高教学情境的有效性。

例如在教学圆的面积计算推导时,先让学生动手操作将圆形拼插成的长方形。提问:仔细观察,圆与拼成的长方形之间有什么联系?你能根据它们之间的联系推导出圆面积计算公式吗?学生交流后,教师适时通过多媒体显示圆形拼插成长方形的过程,同时结合板书推导过程,将长方形的长与圆周长设置为同一种颜色,长方形宽与圆的半径设置为另一种颜色,提醒学生在观察中分清主次,他们便水到渠成地寻找圆与转化后图形的关系,使学生思维更清晰,进一步加深对圆面积公式的理解。

教学干扰是客观存在的,要正确认识其出现的原因,从认识和实践两个方面去优化教师的教学语言,优化教学过程,建构和谐的教学关系。教师自己对教学过程要多一点准备、少一点干扰,多一点爱心,少一点责备;多一点用心、少一点随意,让教学过程更合理、更科学。

参考文献

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[4] 陈万德.电化教学干扰因素的分类与预防[J].教学与管理,1998(10).

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