接地装置特性测试系统

第一篇：接地装置特性测试系统

北京市避雷装置安全检测机构管理办法 北京市劳动局 北京市消防局

第一章 总 则

第一条 为加强对本市避雷装置安全检测机构的管理，确保避雷装置检测质量，根据国家和本市有关规定，制定本办法。

第二条 北京市劳动局、北京市消防局是本市避雷装置安全检测机构的主管机关，负责本市避雷装置安全检测机构的认证、年审和监督管理工作。

第三条 北京市气象局归口管理本市防雷设施的技术检测工作。

第四条 经北京市劳动局、北京市消防局审查合格的各避雷装置安全检测机构，应根据国家有关规定、标准独立地开展检测工作，具有第三方公正地位。其行政隶属关系不变。

第二章 审查认可

第五条 所有检测机构均需取得市劳动局、市消防局共同审查合格颁发的《北京市避雷装置安全检测许可证》（以下简称《许可证》）后方可开展检测工作。第六条 取得《许可证》的条件：

（一）具有固定办公场所；

（二）具有规定技术职称的专业、专职技术人员；

（三）具有与检测级别相适应的仪器设备；

（四）所有检测人员须经过专门培训并考核合格；

（五）具有完善的各项规章管理制度，包括： 1．年工作计划，总结、汇总、报盘制度； 2．各类人员的技术责任制和岗位责任制； 3．避雷装置的检测、复检和质量判定制度； 4．检测报告的填写、审核和批准制度；

5．检测用仪器的使用、保管、维修和计量校准制度，并有完善的操作规程； 6．原始数据和其它技术资料的档案管理及保密制度； 7．检测事故的分析报告制度；

8．受检单位对检测结果提出异议的申报程序和处理制度； 9．各类人员的培训进修、业务考核制度； 10．勤政、廉政制度。

第七条 《许可证》有效期为三年，有效期满前三个月，该检测机构应向市劳动局、市消防局提出换证申请。审查合格者，换发新的《许可证》；审查不合格者，限期三个月整改后重新对其进行审查，仍不合格者，取消其检测资格。

第八条 《许可证》每年进行一次年审。检测单位有下列情况者，将不予进行年审，并取消其下一年度检测资格。

（一）超出标准的检测范围和等级进行检测的；

（二）检测中弄虚作假，不按规程和技术规范进行检测的；

（三）不遵守报告制度，不按时报盘，报工作总结，不接受抽查复检的；

（四）未按时完成当年检测率的；

（五）经抽检，检测质量不符合要求的；

（六）超出收费标准乱收费的；

（七）转借、转租《许可证》的。

第三章 职 责

第九条 北京市气象局成立“北京市避雷装置安全检测中心”，负责对全市各检测站的业务指导，其主要职责是：

（一）贯彻执行国家和北京市有关避雷装置安全检测的政策、法规和标准；

（二）负责对全市检测人员进行技术培训；

（三）承担未建站地区和各检测单位检测级别以外的避雷装置的安全检测；

（四）对各检测站的检测质量进行抽查复检，抽查比例为5－10％；

（五）对各检测站上报的检测数据进行汇总、分析和上报，并组织有关避雷装置安全检测的技术交流工作；

（六）负责制定避雷装置安全检测的各项规章制度和技术规范；

（七）对避雷装置安全检测中发现的重大或疑难问题组织专家评议或研究；

（八）组织避雷装置安全检测非标检测仪器设备的开发，并负责督促各检测机构检测仪表的校验检定工作；

（九）承担北京地区避雷装置质量争议或事故的仲裁检验；

（十）完成市劳动局、市消防局或有关部门交办的其它工作。第十条 各检测站的主要职责：

（一）贯彻执行国家和北京市有关避雷装置安全检测的政策、法规和标准；

（二）按时完成各自范围内的检测率，并保证检测质量，按时报盘；

（三）对检测中发现的问题及时与有关部门协商解决；

（四）完成有关部门交办的其他工作。

第四章 安全检测

第十一条 检测人员检测时需向受检单位出示《许可证》副本，并持证上岗，严格按检测规程和技术规范进行检测，并如实填写检测报告。检测时，检测人员不得少于两人，并须严格遵守操作规程。

第十二条 检测人员对检测结果负责。检测中不得弄虚作假。检测结果除按规定向受检测单位出具或向业务主管部门报告外不得泄漏。对查阅的有关技术资料，应严格保密。第十三条 各检测机构应严格按照批准的检测级别和范围进行检测。

第五章 附 则

第十四条 本办法由北京市劳动局、北京市消防局负责解释。第十五条 本办法自发布之日起施行。

7月19日，佛山市防雷设施检测所在南海观测场对大地网检测仪进行了现场验收，验收组专家和技术人员战高温，斗酷暑，圆满完成数

小时的检测工作。

常规防雷检测技术基本采用测量接地电阻值的大小变化，间接判断地网的腐蚀情况,或者大面积开挖检查接地网的腐蚀情况。这些方法既不准确又带有很大的盲目性，工作量大、成本高，并且影响系统的正常运行。SD-301D接地装置特性测试系统和SD-303选频信号测量仪等设备能在不开挖的情况下顺利完成接地装置电气完整性、接地阻抗、接触电位差、跨步电压、转移电位的测试。这种简便、科学、准确的大网格接地网防雷接地性能检测技术，能实现在不挖开、不停电、不影响复杂环境中电气设施正常运行的情况下，提供一种诊断接地网断点和腐蚀的新的诊断方法和技术，这对接地网进行检测、诊断和安全性能的评估，无疑具有不可估量的社会经济价值。

随着社会经济迅猛发展，全社会对电力通讯等行业的依赖性越来越强，输变电站、加油加气站以及通讯塔等重要基础设施的防雷安全重要性越来越高，佛山市防雷设施检测所大地网检测仪验收工作的顺利完成将为佛山市大型地网防雷检测工作掀开新的一页。

图：SD-301D接地装置特性测试系统

第二篇：系统特性教案

第2、3课时系统的基本特性

一、教科书分析

这一节课讲系统的基本特性，是下一节“系统分析方法”的基础，也是本单元的重点内容。在理解前面系统的概念的基础上，再来学习这节课的内容，可以深入理解系统的本质特性：整体性、相关性、目的性、动态性和适应性，其中整体性是重点。掌握系统的整体性后，相关性、目的性、动态性、适应性就容易理解了。

二、学情分析

学生虽然知道了系统的概念，但对系统还是缺乏深入的理解，更不知道如何分析系统问题，为此就有进一步学习的需要。通过本节的学习，可以使学生对系统的认识有较大的提高，理解万事万物的相关和变化，学会用整体、长远的眼光看待问题。

三、教学目标

1．通过实例理解系统的基本特性。

2．会用系统的基本特性分析、解释身边的系统问题，并联系实际，拓展知识。

四、重点难点

教学重点是系统的基本特性；教学难点是利用系统的基本特性解释有关现象，解决有关问题，联系生活实际，拓展知识。

五、教学策略与手段

这节课偏重理论知识，涉及较多抽象概念，容易使学生感到枯燥，所以在选取案例时应考虑学生的兴趣，贴近学生的生活，难度要适中。可以让学生在理解系统含义的基础上，通过案例分析、讨论，归纳出系统的基本特性。这样做不仅可以使抽象的知识具体化、深奥的道理通俗化，还能激发学生的学习兴趣和参与度。为了使学生准确地把握系统的特性，教师还可以采用正反对比的事例来强化概念的清晰度。

六、课前准备

展天通用技术结构套件、相关的资料图片、制作PPT课件。

七、教学过程

1-导入。

上节课我们通过自行车结构的认识学习了系统的概念，并用我们的结构套件制作了自行车耳朵模型，这节课我们继续完成我们的模型，来学习的新的内容，系统的特性。

提问：系统都有哪些共性（展示不同类型的自行车）？（能被称为系统的东西都有它们共同的特征），那么经过大家的预习，系统到底有哪些特性呢? 【学生回答】．．„·

【教师总结】系统都具有的基本特性包括：整体性、相关性、目的性、动态性、环境 适应性„„

【学生活动】下面留给大家10分钟时间，大家完成我们自行车模型的制作，在制作过程中思考，自行车作为一个系统，他应该具有刚才所说的五个特性，大家拿着模型，结合生活在的自行车，说说这些特性是怎样在自行车上体现的？（小组活动，一组请一位代表发言）

2．系统的基本特性。（学生活动完毕请小组代表回答）(1)系统的整体性。

教师提示：拿出一堆分散的结构零件，提问，自行车是由结构件组成的，那么这堆零件算是一辆自行车么? 学生：„„

【教师总结】自行车是一个系统，是一个整体，它内部的各个零件不是简单地放在一 起，而是按照一定的要求和结构高精度地组合起来，相互配合，就产生了一种新的功能．而且这种新功能是组成系统之后的独特的整体功能，是单个零件所不具备的。提问：大家考察一下周围的系统是否也是如此。（房屋建筑所用的水泥沙子）

【案例分析】老师改卷子问题？怎样改卷子更快？

【教师解析】系统的整体功能不是各个组成部分之间的简单相加，而是各个要素之间的有序搭配与组织往往达到1+1大于2的效果。

从上面的例子中我们可以归纳出：系统是一个整体，它不是各个要素(部分)的简 单相加，系统的整体功能是各要素(部分)在孤立状态下所没有的，这种特性叫系统的 整体性。整体性是每个系统具备的最基本的特性，是系统最主要的特性。

【案例分析】教科书第69页“案例分析：巴尔扎克的塑像”。

【教师总结】罗丹在乎雕像的整体功能，而不是局部的双手。这给我们的启示是： 考虑问题要有整体意识，要舍得抛弃部分而保存整体。

(2)系统的相关性。

PPT展示变速自行车的齿轮咬合转动的图片，各种齿轮的大小不同，有一定的齿数比。齿轮之间有不同齿数比，使得齿轮的转速有快有慢，最终达到一个变速的效果。看得出自行车的各个零件相互联系密切，而且每个零件的运转又关系到自行车的正常走时。系统中部件和部件有着相互作用或者部件影响整体表现的这种特性就是系统相关性。不仅自行车有相关性，其他系统都有相关性。同学们能否举一些系统相关性的例子? 【学生回答】．．„·（学校教学，工厂流水线）

【教师总结】相关性是指组成系统的各个要素之间或要素与整体之间存在相互作用、相互联系。

【投影展示】生态系统中的食物链图片。

请说明系统的相关性。

【学生回答】．．„·

【教师总结】植物长出的叶和果为昆虫、老鼠提供了食物；昆虫成为鸟的食物源；有 了鸟，才会有鹰和蛇；有了鹰和蛇，鼠类才不会成灾„„如果生物链中的任意一种物种的数量发生了变化，会联动地导致其他物种变化。

【案例分析】教科书第70页“案例分析：厨具安装”。

(3)系统的目的性。

为什么会有不同功能的自行车? PPT展示不同自行车的图片。

很多系统是人设计的，具备一定的能满足人的某种需要的功能，并体现人的设计 意图。

系统具有某种目的，能实现一定的功能。分析和设计一个系统时，必须先弄清楚 系统的目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。当系统存在多个目标时，要 从整体协调的角度出发寻求平衡，获得整体的最佳效果。

【案例分析】1999年，我国开始农业生产结构的调整。2001年与1998年相比，全 国共调减粮田面积1．3亿亩，增加经济作物和饲料作物种植面积9 000多亩．种植业 开始形成粮食作物、经济作物和饲料作物协调发展的格局，尤其是蔬菜、水果、花卉的 迅速发展，成为农民收入新的增长点。

结合上面的资料进行分析，作为一个系统，我国农业生产结构调整的目的是什 么?是通过哪些途径进行农业生产结构调整的? 【学生回答】．．„．

【教师总结】我国农业发展在进入受资源和市场双重约束的阶段后．农产品价格 持续低迷，农业生产效益低。为了适应新阶段的变化．我国的农业生产以市场为导向，着力调整和改善农产品的品种、品质，发展高产、优质、高效农业，目的是提高农业适 应市场的能力和综合经济效益，实现农业增长方式的转变。主要调整途径：迅速发展 优质农产品；畜牧业生产适应城乡居民消费结构的变化需要，由偏重数量增长向数量 和质量并重的方向转变；渔业生产结构的调整重点是增加名特优新水产品的养殖面 积和产量。

(4)系统的动态性。，为什么旧自行车更易发现安全质量问题，更需要维护，甚至淘汰? 【学生回答】自行车用了一段时间，零件开始磨损、老化，整个系统的状况发生了变 化．安全性能大大降低，容易出事故。【教师总结】我们身边的事物都在变化之中，老师家里的电脑几年前是新的，现在已 运行不起来了。也报废了。所以任何事物总是变化的，是动态发展的。系统也一样，它们具有动态性：任何系统都是一个动态的系统，处于运动变化和发展之中。运用系统动态 的观点．有助于我们不仅看到系统的现状，还看到系统的发展变化，从而预测系统的 未来，掌握系统发展的规律。

病人从住院到出院这段时间内，医生常常会开不同的药方，请分析其中的原因。

【学生回答】病情是动态变化的，开药方要依据病情。

生活中有些事物好像没有变化，是不是有的系统就没有动态性呢? 【学生回答】．．„·

【教师总结】系统的变化有快有慢，快的今非昔比，慢的几年如一日，就像这个闹 钟，新的时候很好，后来也看不出有什么变化，直到好几年后才发现它走时不准了，因 为里面的零件已慢慢地开始老化。虽然有的系统变化慢，但不等于不变化，只是看不 出来而已，其实万物都是变化的。(5)系统的环境适应性。

一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变 化会引起系统特性的变化，并相应地引起系统功能和系统内部各部分相互关系的变 化。系统只有具备对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性。

【课件展示】不同时期不同的自行车图片

系统的环境适应性很重要，企业为什么要根据市场变化来开发新产品? 【学生回答】．．„·

【教师总结】任何企业都需要了解同行业的经营动向、发展状态以及市场需求等 环境的变化，并在此基础上研究本企业的经营对策，谋求自身的发展。例如，有些老产 品已不能满足人们不断增长的需要，或有新产品淘汰了老产品。企业的经营应该随时 面对行业的变化。开发新技术．调整产品结构以适应市场的变化。3．小结。

根据下面的关键词进行知识整理和回顾：整体性、要素、子系统、要素和要素相关、要素和整体相关、目的性、协调、动态变化、适应性。

八、作业设计

学习系统的目的性可以指导我们分析生活学习中碰到的一些棘手的问题，如目前高中阶段有多门课程要学习，任务很紧，该如何协调和安排好各学科的学习时间。

九、课后反思

第三篇：【高中信息】系统及其特性,,副本

系统及其特性教学设计

一、教材分析

本节内容是在《技术与设计 2》中，第三章第一节内容。系统与设计可以说是一个承上启下的中枢环节，它既是在“结构”与“流程”的基础上加以展开，又为“控制与技术”的讲述做好了铺垫,是全书的重点之一。本节先通过具体实例对系统的含义进行初步分析与学习，让学生形成系统意识，为学生用系统的观点和方法分析和认识事物奠定基础。系统的基本特性分析是对系统概念的深入研究，皆在让学生初步掌握系统的分析方法。系统的基本特性是本章的重点，让学生建立系统的观点是本节的难点。

二、学 情分析

本节课的教学对象是高一的学生，总的来说，他们已经有一定的生活经历，对事物也有了一定的判断能力。在日常生活中，学生虽然接触过系统，知道系统这个名词，但实际上并不知道什么是系统，还不会有意识地用系统的方法去分析问题﹑解决问题。本节课结合丰富的案例，旨在教会学生认识系统，转变看待问题的方式。

三、教学目标

知识与技能目标：

1、理解系统的含义。

2、体会系统的组成和层次关系

3、理解系统的基本特性

4、能利用基本特性对系统进行简单的分析

过程与方法目标：

1、学会用系统的观点认识事物

2、培养学生理解实际问题的能力

通过案例分析，能联系各个领域对系统分析进行交流和讨论。

情感、态度与价值观目标：

培养学生养成严谨的学习态度和团结协作的作风，让学生感悟从系统的角度认识分析事物，渗透事物各部分普遍联系的观点。

四、教学重难点：

重点：1、系统的含义，2、系统的基本特性

难点：建立系统的观点

五、教学策略

教法：通过丰富的案例，在教学中把知识点的学习置于具体的情景中，把从日常生活中获得的感受提升到理性分析的思维上。在教学中要根据学生的认知规律，由浅到深，由易到难，以回想——分析——归纳——迁移为主线，组织教学。

学法：鼓励学生进行自主探究式的学习方法，交流讨论、归纳，要有团结合作的意识。明确技术离不开生活。要想真正的把技术这一学科掌握好，必须把学到的知识迁移到生活实际中去，要带着问题走进课堂，再从课堂中走进社会、走进生活的环境中。

六、教学资源准备：多媒体课件。

七、教学过程：

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导

入 展示两部自行车图片，学生判断哪部自行车可以使用？为什么另一部不能使用？ 采用对比的方式对引出本课的课题。

全班学生针对问题一起回答

通过引入,学生明确本节节内容。

展示课题

3.1 系统及其特性

展示学习目标

学生观看 明确本节课学习的内容

系统与设计

系统及其特征 系统设计

定义 类型 特征 系统分析

认

识

系

统

一、系统定义

系统（system）是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。

要素：指构成系统的最主要的元素

部分：部分相对于系统的整体而言

练一练

展示图片 二、构成系统的三要素

第一、至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统； 第二、要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定的方式形成一个整体；

第三、整体的功能是局部所没有的。

练一练

请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成听

讲

回

答

问

题

说出系统的要素 阅读课本，回答问题

通过对系统概念的学习，掌握系统的定义，系统组成的三要素。学会运用系统组成的三要素进行判断，培养学生的通用技术的技术意识

系统的名称 组成要素（部分）

台灯

多媒体教室

手表

三、子系统

对于较大型的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准划分为若干子系统。

展示：1、汽车的传动子系统

2、人体系统 小组探究：自行车系统

系 统 的 类 型

一、按组成要素的性质（按人类干预的情况）

自然系统、人造系统 二、按形态划分 实体系统、抽象系统 练一练：

案例展示

听

讲

思 考 讨 论

通过学习系统的类型，学会系统的类型判断培养学生的判断能力

巩固知识的提升运用

课 堂 小 结

1.系统的概念 2.构成系统必须具备三个条件 3.系统分类

学生回答

回顾本节的涫习重点

课 堂 练习1．台灯是一个系统。它由灯泡、支撑架、灯罩、开关、底座等五个部分组成。其中灯泡不能被称为系统的（）

A．环节

B．子系统

C．部分

D．要素 2．每个系统都由两个或两个以上的要素构成，而每个要素之问都有相关性。下列对系统相关性的理解，正确的是：

A．各要素在系统的地位平等

B．各要素在系统的作系统的作用相同

回

答

巩 固 本 节 课

C．各要素对系统整体功能的影响相似

D．各要素对系统的作用不同，但相互影响 3．东汉科学家张衡发明了地动仪，是世界上第一台测定地震范围的仪器，是一个完整的检测系统。可是千年以后，原地动仪以及成果失传。现在中国人熟悉的地动仪，是科技文物专家王振铎于 1951 年设计，可那仅仅是模型，地动它不动，所以说它不是一个系统，其依据是：

A．因为它没有要素构成 B．因为它没有特定功能

C．因为它不是原创作品

D．因为它的各要素之间没有联系 4．阿基米德式螺旋抽水机是古希腊科学家阿基米德在公元前 3 世纪为了将水从大船的船舱中排出而发明的。这个系统属于（）

A．自然系统和人造系统

B．实体系统和抽象系统

C．自然系统和社会系统

D．人造系统和实体系统

问

题

内 容 教学反思

第四篇：系统及其特性教学设计

一、教材分析

系统及其特性

本节内容是在《技术与设计2》中，第三章第一节内容。系统与设计可以说是一个承上启下的中枢环节，它既是在“结构”与“流程”的基础上加以展开，又为“控制与技术”的讲述做好了铺垫,是全书的重点之一。本节先通过具体实例对系统的含义进行初步分析与学习，让学生形成系统意识，为学生用系统的观点和方法分析和认识事物奠定基础。系统的基本特性分析是对系统概念的深入研究，皆在让学生初步掌握系统的分析方法。系统的基本特性是本章的重点，让学生建立系统的观点是本节的难点。

二、学情分析

本节课的教学对象是高二的学生，总的来说，他们已经有一定的生活经历，对事物也有了一定的判断能力。在日常生活中，学生虽然接触过系统，知道系统这个名词，但实际上并不知道什么是系统，还不会有意识地用系统的方法去分析问题﹑解决问题。本节课结合丰富的案例，旨在教会学生认识系统，转变看待问题的方式。

三、教学目标

知识与技能目标：

1、理解系统的含义。

2、体会系统的组成和层次关系

3、理解系统的基本特性

4、能利用基本特性对系统进行简单的分析

过程与方法目标：

1、学会用系统的观点认识事物

2、培养学生理解实际问题的能力

通过案例分析，能联系各个领域对系统分析进行交流和讨论。

情感、态度与价值观目标：

培养学生养成严谨的学习态度和团结协作的作风，让学生感悟从系统的角度认识分析事物，渗透事物各部分普遍联系的观点。

四、教学重难点：

重点：

1、系统的含义，2、系统的基本特性

难点：建立系统的观点

五、教学策略

教法：通过丰富的案例，在教学中把知识点的学习置于具体的情景中，把从日常生活中获得的感受提升到理性分析的思维上。在教学中要根据学生的认知规律，由浅到深，由易到难，以回想——分析——归纳——迁移为主线，组织教学。

学法：鼓励学生进行自主探究式的学习方法，交流讨论、归纳，要有团结合作的意识。明确技术离不开生活。要想真正的把技术这一学科掌握好，必须把学到的知识迁移到生活实际中去，要带着问题走进课堂，再从课堂中走进社会、走进生活的环境中。

六、教学资源准备：多媒体课件。

七、教学过程：

良好的教学设想必须通过教学实践来实现，根据以上的教学理念和设想，我将教学过程分为以下内容：

（一）新课引入

虽然系统给我们的印象很模糊，似乎看不清，摸不透，但它却无处不在，学生展示系统在各个领域应用的图片。

（二）新课学习

对汽车与自行车的结构分析，汽车由车身、底盘、发动机、轮胎等构成，自行车由车架、车把、鞍座、前叉、脚蹬、链轮、车闸等主要部件组成。只有这些零件有机的组合在一起，才能让汽车和自行车都动以来，才能发挥它们的整体功能。

通过以上的实例，我们不难得出“系统是什么”，什么是系统

1、系统的含义：

系统是由相互联系、相互作用、相互以来和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。

要素：指构成系统的最主要的元素。

部分:相对整体而言，要素和部分可以通用

2、小组活动：拆卸圆珠笔

圆珠笔是系统，笔壳、笔芯、弹簧、等是组成要素。

3、两人一组讨论：请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成，并说出相互之间有怎样的联系。

系统的名称和组成要素（部分）

台灯： 灯座、灯泡、灯罩、电线、开关等。

学校多媒体教室：计算机、实物展示台、投影机、电动屏幕、展台、音响设 2 备等多种现代教学设备组成。

手表：表壳、表带、表芯等。

班级：人、物、事

4、构成系统必须具备的三个条件：

（1）至少要有两个或两个以上的要素（部分）；

（2）要素（部分）之间互相联系、互相作用，按照一定方式形成一个整体；

（3）整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。

5、系统有大有小，有复杂有简单。对于较大型的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统：

问题：一个企业，一个学校，组成一个系统，它们各包含那些子系统？

地球生态系统：海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统等子系统。

交通系统：航空运输系统、铁路运输系统、公路运输系统等子系统。

管理系统：生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统等子系统。

任何系统又是更大系统的子系统。

6、请分别列举以下系统的2～3个实例。

工业生产方面的系统： 工业控制网络系统、工业电视监控系统、光纤工业电视系统、工业除尘系统、工业排风系统

农业生产方面的系统：农业生态系统、生产管理系统、生产率系统。

军事方面的系统： 导弹跟踪系统、防卫系统，定位系统

教育方面的系统： 远程教育系统、教育管理系统、教育信息系统、教育指标系统、教育资源管理系统。

系统的基本特性 1.目的性

系统是一个整体，它不是各个要素（部分）简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。整体性是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。

小组讨论：

1）根据系统的整体性特征,解释表中所列的现象.2）问题1：美国“阿波罗”计划中的飞船和运载火箭是由700多万个零件组成。这些零件都很普通，甚至没有一个是新研制的，为什么能实现把人送上太空的功能？

3）巴尔扎克雕像的故事说明了什么？ 2.相关性

系统的相关性也称为关联性。构成系统的各元素之间，是相互联系，相互作用，相互依赖，相互影响的关系，是彼此关联的。系统的各组分或元素只要有一个变化都会影响其他元素和组分实现其功能。

我们前面学过家庭装修流程的时序，水电，地砖，墙砖，粉刷墙，吊顶，门的安装，灯，按照一定的先后顺序进行的，家庭装修是一项系统性很强的工程，各项工作之间、各种设施之间存在着必然的联系，它们互相影响互相制约，3、目的性

系统都是以实现某种功能为目的的，这是区别这一系统与那一个系统的标志。设计和分析一个系统时，必须先弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。

1）、现今自行车种类多，满足了不同人群出行的需要。2）课外知识链接，自行车的由来

3、动态性

任何系统都是一个动态的系统，处于运动变化和发展之中。

在分析认识系统时，不仅要看到它的现在，还要看到它的未来，掌握系统的发展规律，从而预测系统的将来。

体现系统动态性例子：如生病和看病治疗过程；台式计算机的CPU上安装的小风扇有时转得快，有时转得慢，动态控制CPU 温度。

4、环境适应性

一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内部各部分相互关系的变化，系统要适应环境的变化而变化。

系统只有具有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性。

思考1：家用电冰箱是紧贴墙壁放置？汽车在雪地行走轮胎要加链条，这是都为什么？

思考2：汽车在雪地行走轮胎要加链条，这是为什么？

思考3：工程技术中，这类通过系统调节以适应外界环境变化的事例很多，请列举几例？

系统必须适应外部环境的变化。只有能够适应外部环境的变化并保持最优适应状态的系统，才能发挥自身作用，实现可持续的发展，否则是没有生命力的

八、课堂检测：

九、课堂小结：

1、系统的含义：元素、相互、整体功能

2、系统的特性

整体性(侧重部分影响整体）

相关性（侧重部分与部分之间的关联）目的性（区别不同系统的标志）动态性 环境适应性

十、课后作业：“木桶理论”认为，木桶的盛水量取决于最短的那一块木板的长度。请用体统的观点解释？

第五篇：硅光电池特性测试实验报告

硅光电池特性测试实验报告

系别：电子信息工程系 班级：光电 08305 班 组长：祝李 组员：贺义贵、何江武、占志武 实验时间：2010 年 4 月 2 日 指导老师：王凌波

2010.4.6

目录

一、实验目的二、实验内容

三、实验仪器

四、实验原理

五、注意事项

六、实验步骤

七、实验数据及分析

八、总结

一、实验目的

1、学习掌握硅光电池的工作原理

2、学习掌握硅光电池的基本特性

3、掌握硅光电池基本特性测试方法

4、了解硅光电池的基本应用

二、实验内容

1、硅光电池短路电路测试实验

2、硅光电池开路电压测试实验

3、硅光电池光电特性测试实验

4、硅光电池伏安特性测试实验

5、硅光电池负载特性测试实验

6、硅光电池时间响应测试实验

7、硅光电池光谱特性测试实验

设计实验 1：硅光电池光控开关电路设计实验

设计实验 2：简易光照度计设计实验

三、实验仪器

1、硅光电池综合实验仪

个

2、光通路组件

只

3、光照度计

台

4、2#迭插头对（红色，50cm）根

5、2#迭插头对（黑色，50cm）根

6、三相电源线

根

7、实验指导书

本

8、20M 示波器

台

四、实验原理

1、硅光电池的基本结构

目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体 PN 结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。

图 2-1 是半导体 PN 结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区，当 P 型和N 型半导体材料结合时，由于 P 型材料空穴多电子少，而 N 型材料电子多空穴少，结果 P 型材料中的空穴向 N 型材料这边扩散，N 型材料中的电子向 P 型材料这边扩散，扩散的结果使得结合区两侧的 P 型区出现负电荷，N 型区带正电荷，形成一个势垒，由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行，当两者达到平衡时，在 PN 结两侧形成一个耗尽区，耗尽区的特点是无自由载流子，呈现高阻抗。当 PN 结 零偏 反偏 正偏 图 2-1.半导体 PN 结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区

反偏时，外加电场与内电场方向一致，耗尽区在外电场作用下变宽，使势垒加强；当 PN 结正偏时，外加电场与内电场方向相反，耗尽区在外电场作用下变窄，势垒削弱，使载流子扩散运动继续形成电流，此即为 PN 结的单向导电性,电流方向是从 P 指向 N。

硅光电池是一个大面积的光电二极管，它被设计用于把入射到它表面的光能转化为电能，因此，可用作光电探测器和光电池，被广泛用于太空和野外便携式仪器等的能源。

光电池的基本结构如图 2-2，当半导体 PN 结处于零偏或反偏时，在它们的结合面耗尽区存在一内电场，当有光照时，入射光子将把处于介带中的束缚电子激发到导带，激发出的电子空穴对在内电场作用下分别飘移到 N 型区和 P 型区，当在 PN 结两端加负载时就有一光生电流流过负载。流过 PN 结两端的电流可由式 1 确定

式（1）中 Is 为饱和电流，V 为 PN 结两端电压，T 为绝对温度，Ip 为产生的光电流。从式中可以看到，当光电池处于零偏时，V=0，）

（1)1(pkTeVsI e I I   (2)

i pRP I 图 2-2.光电池结构示意图

流过 PN 结的电流 I=Ip；当光电池处于反偏时（在本实验中取 V=-5V），流过 PN 结的电流 I=Ip-Is，因此，当光电池用作光电转换器时，光电池必须处于零偏或反偏状态。光电池处于零偏或反偏状态时，产生的光电流 Ip 与输入光功率 Pi 有以下关系：

(1)短路电流

APN结电极AII(a)(b)硼扩散层SiO2膜P型电极N型硅片

图 2-3 硅光电池短路电流测试

如图 2-3 所示，不同的光照的作用下，毫安表如显示不同的电流值。即为硅光电池的短路电流特性。

(2)开路电压

VPN结电极VII(a)(b)硼扩散层SiO2膜P型电极N型硅片 图 2-4

硅光电池开路电压测试

如图 2-4 所示，不同的光照的作用下，电压表如显示不同的电压值。即为硅光电池的开路电压特性。

(3)光照特性

光电池在不同光照度下，其光电流和光生电动势是不同的，它们

之间的关系就是光照特性，如图 2-5。

图 2-5 硅光电池的光照电流电压特性

(4)伏安特性

如图 2-6，在硅光电池输入光强度不变时，测量当负载一定的范围内变化时，光电池的输出电压及电流随负载电阻变化关系曲线称为硅光电池的伏安特性。

VA 图 2-6 硅光电池的伏安特性测试

(5)负载特性(输出特性)

光电池作为电池使用如图 2-7 所示。在内电场作用下，入射光子由于内光电效应把处于介带中的束缚电子激发到导带，而产生光伏电压，在光电池两端加一个负载就会有电流流过，当负载很小时，电流较小而电压较大；当负载很大时，电流较大而电压较小。实验时可改0.3

0.2

0.1

0

光

生

电

流

/

m

A

0.6

0.4

0.2

0000000

短路电流

开路电压

光

生

电

压

/

V

光照度

/Lx

变负载电阻 RL 的值来测定硅光电池的负载特性。

图 2-7

硅光电池负载特性的测定

在线性测量中，光电池通常以电流形式使用，故短路电流与光照度（光能量）呈线性关系，是光电池的重要光照特性。实际使用时都接有负载电阻 RL，输出电流 IL 随照度（光通量）的增加而非线性缓慢地增加，并且随负载 RL 的增大线性范围也越来越小。因此，在要求输出的电流与光照度呈线性关系时，负载电阻在条件许可的情况下越小越好，并限制在光照范围内使用。光电池光照与负载特性曲线如图 2-8 所示。

照度E/lx电流2.4K51010K 图 2-8 硅光电池光照与负载特性曲线

(5)光谱特性

一般光电池的光谱响应特性表示在入射光能量保持一定的条件下，光电池所产生短路电流与入射光波长之间的关系。一般用相对响

应表示，实验中硅光电池的响应范围为 400~1100nm，峰值波长为800~900nm，由于实验仪器所提供的波长范围为 400~650nm，因此，实验所测出的光谱响应曲线呈上升趋势，如图 2-9 所示硅光电池频率特性曲线。

4001200(nm)800相对响应度1 图 2-9 硅光电池的光谱曲线

（6）时间响应与频率响应

实验证明，光电器件的信号的产生和消失不能随着光强改变而立刻变化，会有一定的惰性，这种惰性通常用时间常数表示。即当入射辐射到光电探测器后或入射辐射遮断后，光电探测器的输出升到稳定值或下降到照射前的值所需时间称为响应时间。为衡量其长短，常用时间常数τ的大小来表示。当用一个辐射脉冲光电探测器，如果这个脉冲的上升和下降时间很短，如方波，则光电探测器的输出由于器件的惰性而有延迟，把从 10%上升到 90%峰值处所需的时间称为探测器的上升时间，而把从 90%下降到 10%所需的时间称为下降时间。如图所示

0.10.91t 上t 下t(a)(b)图 2-10 上升时间和下降时间

（a）入射光脉冲方波（b）响应时间

五、注意事项

1、当电压表和电流表显示为“1＿”是说明超过量程，应更换为合适量程；

2、连线之前保证电源关闭。

3、实验过程中，请勿同时拨开两种或两种以上的光源开关，这样会造成实验所测试的数据不准确。

六、实验步骤

1、硅光电池短路电流特性测试

实验装置原理框图如图 2-11 所示。

图 2-11 硅光电池短路电流特性测试

（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元 J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

（2）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为 0。

（3）“光源驱动单元”的三掷开关 BM2 拨到“静态”，将拨位开关 S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7 均拨下。

（4）按图 2-11 所示的电路连接电路图

（5）打开电源顺时针调节照度调节旋钮，使照度值依次为下表中的光照度值，分别读出电流表读数，填入下表，关闭电源。

光照度（Lx）

0

200

300

400

500

600

光 生 电 流（uA）

（6）上表中所测得的电流值即为硅光电池相应光照度下的短路电流。

（7）实验完毕，关闭电源，拆除所有连线。

2、硅光电池开路电压特性测试

实验装置原理框图如图 2-12 所示。

图 2-12 硅光电池开路电压特性测试

（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元 J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

（2）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为 0。

（3）“光源驱动单元”的三掷开关 BM2 拨到“静态”，将拨位开关 S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7 均拨下。

（4）按图 2-12 所示的电路连接电路图

（5）打开电源顺时针调节照度调节旋钮，使照度值依次为下表中的光照度值，分别读出电压表读数，填入下表，关闭电源。

（4）将“光照度调节”旋钮逆时针调节到最小值位置后关闭电源。

光 照 度（Lx）

0

200

300

400

500

600

光 生 电压（mA）

（5）上表中所测得的电压值即为硅光电池相应光照度下的开路电压。

（6）实验完毕，关闭电源，拆除所有连线。

3、硅光电池光照特性

根据实验 1 和 2 所调试的实验数据，作出如图 2-5 所示的硅光电池的光照电流电压特性曲线。

4、硅光电池伏安特性

实验装置原理框图如图 2-13 所示。

图 2-13 硅光电池伏安特性测试

（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元 J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

（2）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为 0。

（3）“光源驱动单元”的三掷开关 BM2 拨到“静态”，将拨位开关 S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7 均拨下。

（4）电压表档位调节至 2V 档，电流表档位调至 200uA 档，将“光照度调节”旋钮逆时针调节至最小值位置。

（5）按图 2-13 所示的电路连接电路图，R 取值为 200 欧，打开电源顺时针调节照度调节旋钮，增大光照度值至 500lx。记录下此时的电压表和电流表的读数填入下表；

（6）关闭电源，将 R 分别换为下表中的电阻值，重复上述步骤，分别记录电流表和电压表的读数，填入下表。

（7）改变光照度为 100Lx、300Lx，重复上述步骤，将实验结果填入下表。

lx：

电阻

200

2K

5.1K

7.5K

10K

15K

20K

25K

51K

200K

电流

电压

电阻

200

2K

5.1K

7.5K

10K

15K

20K

25K

51K

200K

电流

电压

（8）根据上述实验数据，在同一坐标轴中作出三种不同条件下的伏安特性曲线，并进行分析。

（9）实验完毕，关闭电源，拆除所有连线。

5.硅光电池负载特性测试实验

（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元 J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

（2）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为 0。

（3）“光源驱动单元”的三掷开关 BM2 拨到“静态”，将拨位开关 S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7 均拨下。

（4）电压表档位调节至 2V 档，电流表档位调至 200uA 档，将“光照度调节”旋钮逆时针调节至最小值位置。

（5）按图 2-13 所示的电路连接电路图，R 取值为 2K 欧。

（6）打开电源，顺时针调节“光照度调节”旋钮，逐渐增大光照度至 0Lx，100Lx，200Lx，300Lx，400Lx，500Lx，600lx 分别记录电流表和电压表读数，填入下表

光 照 度（lx）

0

200

300

400

500

600

电 流

（μA）

电压（mV）

（7）关闭电源，将 R 分别换为 510，1K，5.1K，10K 重复上述步骤，分别记录电流表和电压表的读数，填入下表。

R=510 欧

光 照 度（lx）

0

200

300

400

500

600

电 流（μA）

电压（mV）

R=1K

光 照 度（lx）

0

200

300

400

500

600

电 流（μA）

电压（mV）

R=5.1K

光 照 度（lx）

0

200

300

400

500

600

电 流（μA）

电压（mV）

R=10K

光 照 度（lx）

0

200

300

400

500

600

电 流（μA）

电压（mV）

（7）根据上述实验所测试的数据，在同一坐标轴上描绘出硅光电池的负载特性曲线,并进行分析。

6、硅光电池光谱特性测试

当不同波长的入射光照到光电二极管上，光电二极管就有不同的灵敏度。本实验仪采用高亮度 LED（白、红、橙、黄、绿、蓝、紫）作为光源，产生 400～630nm 离散光谱。

光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。定义为在波长 的单位入射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压或电流信号。即为)()()(PVv 或)()()(PIi  式中，)( P为波长为  时的入射光功率；)( V为光电探测器在入射光功率)( P作用下的输出信号电压；)( I则为输出用电流表示的输出信号电流。

本实验所采用的方法是基准探测器法，在相同光功率的辐射下，则有)()( ffUUK  

式中，fU为基准探测器显示的电压值，K 为基准电压的放大倍数，)(f为基准探测器的响应度。取在测试过程中,fU取相同值,则实验所测测试的响应度大小由)()( fU  的大小确定.下图为基准探测器的光谱响应曲线。

00.20.40.60.811.20 200 400 600 800 1000 1200 1400 图 2-14

基准探测器的光谱响应曲线

（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元 J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

（2）“光源驱动单元”的三掷开关 BM2 拨到“静态特性”，将拨位开关 S1，S2，S4，S3，S5，S6，S7 均拨下。

（3）将直流电源 2 正负极直接与电压表相连，打开电源，调节电源电位器至电压表为 10V，关闭电源。

（4）按如图 2-12 连接电路图.（5）打开电源，缓慢调节光照度调节电位器到最大，依次将 S2，S3，S4，S5，S6，S7 拨上后拨下，记下照度计读数最小时照度计的读数 E作为参考。

（注意：请不要同时将两个拨位开关拨上）

（6）S2 拨上，缓慢调节电位器直到照度计显示为 E，将电压表测试所得的数据填入下表，再将 S2 拨下；

（7）重复操作步骤（6），分别测试出橙，黄，绿，蓝，紫在光照度E 下电压表的读数，填入下表。

（8）根据所测试得到的数据，做出硅光电池的光谱特性曲线。

7、硅光电池时间响应特性测试

（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元 J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

（2）“光源驱动单元”的三掷开关 BM2 拨到“脉冲”，将拨位开关 S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7 均拨下。

（3）按图 2-13 所示的电路连接电路图，负载 RL 选择 RL=2K 欧。

波长（nm）

红（630）

橙（605）

黄(585)

绿（520）

蓝（460）

紫（400）

基准响应度

0.65

0.61

0.56

0.42

0.25

0.06

电压（mV）

响应度

（4）示波器的测试点应为光电三极管的电阻两端，为了测试方便，可把示波器的测试点使用迭插头对引至信号测试区的 TP1 和 TP2；

图 2-13

（5）打开电源，白光对应的发光二极管亮，其余的发光二极管不亮。用示波器的第一通道与接 TP 和 GND（即为输入的脉冲光信号），用示波器的第二通道接 TP2。

（6）观察示波器两个通道信号，缓慢调节直流电源电位器直到示波器上观察到信号清晰为止，并作出实验记录（描绘出两个通道波形）。

（7）缓慢调节脉冲宽度调节，增大输入脉冲的脉冲信号的宽度，观察示波器两个通道信号的变化，并作出实验记录（描绘出两个通道的波形）并进行分析。

（8）实验完毕，关闭电源，拆除导线。

七、实验数据及分析

1、硅光电池短路电流特性测试数据

光照度（Lx）

0

200

300

400

500

600

光 生 电 流（uA）

0.1 1

16.9 9

33.5 5

50.1 1

66.8 8

83.4 4

100.1

2、硅光电池开路电压特性测试数据

3、硅光电池光照电流电压特性曲线

硅光电池的光照电流电压特性***0 100 200 300 400 500 600光照度/LX光生电流/uA050100***0350400450光生电压/mV

光 照 度（Lx）

0

200

300

400

500

600

光 生 电压（mA）

0

263 3

289 9

302 2

312 2

319 9

344 4

368 8

382 2

391 1

398 8

404 4

开路电压 短路电流

4、硅光电池伏安特性测试数据

lx：

300lx：

500 lx：

电阻

200

2K

5K

7.5K

10K

20K

50K

200K

电流（uA）

17.1

17.0

17.0

17.0

17.0

14.1

6.5

1.7

电压(mV)

20.6

51.6

104.3

148.4

187.1

270

310

320

电阻

200

2K

5K

7.5K

10K

20K

50K

200K

电流（uA）

50.9

50.8

47.9

38.6

31.9

17.4

7.3

1.9

电压(mV)

61.4

153.7

260

310

320

3 36

340

350

电阻

200

2K

5K

7.5K

10K

20K

50K

200K

电流（uA）

84.8

83.9

57.9

42.6

34.4

18.4

7.6

1.9

硅光电池伏安特牲050100***03504004505000 20 40 60 80 100电流（uA）电压（mV）100LX300LX500LX

5、硅光电池负载特性测试数据

R=510 欧

光 照 度（lx）

0

200

300

400

500

600

电 流（μA）

0.1

16.7

33.2

66.6

83.2

99.8

电压（mV）

0 0

25.5

50.8

127

152

R=1K

光 照 度 0

200

300

400

500

600

电压(mV)

102.2

220

320

340

360

420 0

430 0

430 0

（lx）

电 流（μA）

0.1

16.7

33.2

49.9

66.5

82.9

99.2

电压（mV）

0 0

33.3

66.3

132

165

197

R=5.1K

光 照 度（lx）

0

200

300

400

500

600

电 流（μA）

0.1

16.6

32.7

45.9

56.8

59.2

电压（mV）

1.0

101.1 1

198..3 3

278

321

344

359

R=10K

光 照 度（lx）

0

200

300

400

500

600

电 流（μA）

0.1

16.3

27.0

30.7

32.5

33.6

34.4

电压（mV）

2.1

181.9 9

301

341

361

373

382

硅光电池负载特性曲线050100***03504004500 20 40 60 80 100 120电流（uA）电压（mV）510Ω1K10K5.1K

6、硅光电池光谱特性测试数据

八、总结语

波长（nm）

红（630）

橙（605）

黄(585)

绿（520）

蓝（460）

紫（400）

基准响应度

0.65

0.61

0.56

0.42

0.25

0.06

电压（mV）3 13

296

291

291

298

303

响应度