机电测控实验室建设参考

一、基本情况
机电测控实验室针对机械电子工程、机械设计制造及其自动化、汽车服务工程等专业开设的机电测试技术、信号基础、机电传动与控制课程，以传感器原理、信号处理技术、电机原理与结构、电机特性测量、电机运行控制为教学内容的实验室。实验室规划面积约150 m2，初步预算总投资为XXXX万元，年开设实验课时数约100课时，建成后将满足我院机电类课程的实验教学要求。
我院已投入使用的实验室包括基础实验室和专业实验室两部分。 目前，机械类实验室基本可满足本专业的学生完成实验和实训教学任务，主要包括机械基础实验室、CAD\CAM实验室、透明液压气动综合实验台/液压元件拆装实训台等一系列完善的实验和实训设备。我院现有的机电类实验室包括1、机电创新实训室；2、智能柔性制造实验室；3、机电传动实验室（包含工厂电气控制实验装置10套）；4、智能控制实验室（陈旧）。另有数控车床7台，数控铣床4台。现有的实验基本满足了机械类专业的机械专业课程的实验，而无法满足当前新相关专业（机械电子工程）对机电控制、机电一体化、测试技术等课程使用，无法满足当前环境下的学生机电一体化思维培养，不能给学生提供一个良好的机电创新设计的环境。
二、必要性与可行性
1.项目建设必要性
机械电子工程专业培养具有机械电子工程专业基础知识与专业技能，能在生产一线从事机械电子工程专业产品的设计制造、控制开发、应用研究和生产管理等工作的应用型高级专门人才；培养能在中、高等职业教育领域从事机电一体化专业的理论教学、专业实践指导和学生管理工作的复合型职教师资。在专业培养中，强调扎实的理论基础和宽广的知识面，重点培养学生的动手能力和创新意识。目前，机电与汽车工程学院现有的机电类实验室基本满足了机械类专业的机械专业课程的实验，而无法满足我院新开设的机械电子工程专业对机电控制、机电一体化、测试技术等课程使用，尤其是部分设备老旧、运行不正常等，都影响了实验教学的效果，无法满足当前环境下的学生机电一体化思维培养，不能给学生提供一个良好的机电创新设计的环境。因此，急需建设机电测控实验室。
在向应用技术型转型发展中，课程设置必须强调动手能力，而实验、实训教学是增强学生实践能力为其必不可少的教学环节，在机械类学科的教学、科研中，实验、实训更为重要。学生通过实验、实训更深刻的理解理论知识和实验涉及到的实际情况，增强认知能力和动手能力，提高学生的专业学习兴趣，确保教学活动能够顺利进行，以达到培养学生技术技能的要求。
此外，建设必要性还体现在以下方面：
1）符合国家教育发展战略的要求
十八届三中全会强调，要“加快现代职业教育体系建设，深化产教融合、校企合作，培养高素质劳动者和技能型人才。”五中全会《建议》提出：“建设现代职业教育体系，推进产教融合、校企合作。优化学科专业布局和人才培养机制，鼓励具备条件的普通本科高校向应用型转变”。机电测控实验室建成后，将促进具有实践能力的机电类高素质技术型人才的培养，
2）符合我省经济社会发展对技术技能型人才的需要
根据我省确立的科教兴省和人才强省战略目标和“3341”项目工程，随着产业转型升级和社会公共服务体系发展，高层次技术技能型人才将严重缺乏。对于机械制造业，知识全面、技能突出和高素质的复合型、应用型人才更为奇缺。机电测控实验室的建设，有利于学生的技术技能和创新能力的培养，符合甘肃省经济社会发展对技术技能型人才的需要。
3）符合我校向应用技术型大学转型的需要
为适应国家高等教育发展趋势和我省经济社会发展对技术技能型人才需求，更好地服务地方经济社会，我校于2011年在全省高校中率先启动了向应用技术大学转型发展的战略，在全省高校率先确立了以培养产业升级和公共服务发展需要的高层次技术技能人才为主要目标，以推进产教融合、校企合作为主要路径，向应用技术类型高校转型发展的办学思路。而机电与汽车工程学院是全校向应用技术大学转型的试点学院之一，作为本身具有应用技术特色的工科学院，建设机电测控实验室，有利于推动我校向应用技术型大学转型，为学校转型发展和走产学研一体化道路提供范例，引导学生立足专业技能的培养，增强学生自主创业能力和就业竞争能力，能明显提高地方本科高校毕业生的技术技能，符合我校向应用技术型大学转型的需要。
4）满足机械电子工程专业教学的需要
作为2016年成立的新专业，机械电子工程专业的专业性的实验、实践教学设施比较匮乏，现有的一些设施也太过陈旧，部分无法正常运行，满足不了机电测控知识高速发展，严重影响教学质量与效果，在一定程度上影响了学生技术能力的培养，特别是机械创新、机电产品的设计性、综合性和自主性实验无法开出。所以，建设机电测控实验室已成了当务之急。
2.项目建设可行性
学校已为机电测控实验室提供满足实验室建设的场地，初步计划为4号实验楼323和325实验室。机电与汽车工程学院现有机电类专兼职实验指导教师7名，其中教授1人、讲师3人、实验师1人。教师中获博士学位1人，获得硕士学位的教师3人，已经形成了一支学历结构、年龄结构、职称结构比较合理，能理论与实践结合能力强的实训教学师资队伍，完全能够满足本实验室教学的需要。另外，在本项目的建设中，学校及二级学院领导高度重视，项目规划的编写组织有经验的教师与行业专家参与，严密论证。项目从规划编写到组织实施每个环节领导层层把关，责任到人，为项目的规划和实施提供了有力的组织保障。
另外，学院班子成员有丰富的管理和教学经验，在“以学科建设为龙头，以教学科研为中心，以制度创新为保证，以绩效管理为导向，以提高质量为目标，以队伍建设为关键”的理念指导下，始终发场“困境中求生存，奋斗中求发展”的精神，享有很高的亲和力、凝聚力和感召力强，是学校教学发展的重要核心之一。
综上所述，在基础设施、人员配备、制度建设、组织措施和资金配套等各个方面都能确保本实验室的建设需要。
三、建设目标与建设内容
1、建设目标
本实验室建设旨在通过近1年的建设，弥补当前实验教学设备的不足，以促进专业发展，本实验室的建设目标为：
1）.满足机械类专业实验教学的需要：本实验室建成后，将服务于机电与汽车工程学院机械设计制造及其自动化、机械电子工程、汽车服务工程三个专业共计约250名学生，开设约15个实验，每年开设实验课时数不低于100课时，以保证将本实验室资源最大限度的服务于教学。本实验室主要针对机械电子工程、机械设计制造及其自动化《机电测试技术基础》、《机电传动控制》，汽车服务工程《信号基础》课程，进一步提高我校的实验办学条件，提升我校的实验教学水平。
2）.教学质量的提高：通过实验教学反推理论教学质量的提高，让学生在实验中进一步增强对课堂理论知识的掌握程度。
3）.为相关教师和学生的科研、科创以及学科竞赛提供必要的仪器设备和实验平台。
4）.促进本学科的发展：通过实验室的建设，完善学生专业知识体系建设，为学生综合能力提高，专业技能的掌握提供基础。
2、建设内容
按照机电类相关专业人才培养方案和实践教学体系建设的目标需求，在相关部门的支持下，对现有人员、实验室条件等资源进行优势组合，从硬件（实验室环境和仪器设备）和软件（教学和实验室管理）两个方面进行重点建设。硬件上融合优势资源，构建专业实验教学平台。进一步整合实验室资源和师资队伍，构建专业实验教学平台。除满足学生实验教学外，也为学生创新性实验、课外科技活动提供多功能实验平台，建成集教学、学生创新实践能力培养为一体的专业性、综合性、多功能实验平台。软件方面加强实验教学改革，突出创新性人才培养。进一步深化实验教学改革，建立和完善复合多层次实验教学体系，继续探索实验室开放改革思路，加强培养学生自主学习能力，进一步探讨培养学生合作学习与研究的途径，培养适应社会需求的团队合作精神。进一步探讨建立理论教学与实验教学互通机制，特别是多学科综合实验教学下的理论与实验的关系，不断更新实验教学内容，提高教学质量。
四、资金预算及主要用途
本实验室建设资金主要用于实验器材的采购及基本的实验室改造装修，共计XXXXX万元，其中：
1 实验器材（实验台、万用表）：XXXX万元；
2 实验配套设备（电脑，投影仪，投影幕布）：XXXX万元；
3 基础设施改造（布线）：XXXX万元。
核心实验器材为电机及电气技术实验装置与传感器与检测技术实验装置。其中电机及电气技术实验装置单价约XXXX万元/台，计划购置8台，传感器与检测技术实验装置，其单价约XXXX万元/台，计划购置12台。DBQ-1A电机及电气技术实训装置综合了目前高等院校“电机学”、“电机与拖动”、“控制微电机”、“电机控制”、“继电接触控制”、 “工厂电气控制”等课程实训大纲的要求。特别适用于高等院校现有的电机、电气技术实训设备的更新改造，同时也为中等专业学校、职业技术学院等新建或扩建实训室，迅速开设实训课提供了理想的实训设备，为教师或研究生开发新实训或进行科学研究工作提供良好的实训条件。。DB-111C 传感器与检测技术实验装置是该公司最新推出的专为传感器及相关学科的教学实验而开发的适应不同类别、不同层次的专业教学实验设备。可完成“传感器原理与应用”、“自动检测技术”、“工业自动化仪表与控制”、“信号处理”、“机械工程测试技术”等课程的教学实验。
1、DBQ-1A 电机及电气技术实验装置特点
综合性强 本装置综合了目前国内各类院校电机及电气类课程的全部实训项目。
适应性强 能满足各类学校相应课程的实训教学，实训的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机地结合。装置采用组件式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实训，只需添加部件即可，永不淘汰。
整套性强 从仪器仪表、专用电源、电机及其它实训部件到实训连接专用导线等均配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实训的需要进行配置。
直观性强 各实训挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。
科学性强 装置占地面积少，节约实训用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电省，节约能源；实训噪声小，整齐美观，改善实训环境；电气控制实训，内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外，还为学生走向社会打下良好的基础；测量仪表采用指针式（带超量程告警等）、数字式、智能化及人机对话等相结合，密切结合教学实训需要进行配置，使装置测量手段现代化；设有定时器兼报警记录仪，为学生实训技能的考核提供一个统一的标准。
开放性强 控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，使用方便；各测量仪表均有保护功能。整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实训创造了条件，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。
2 传感器与检测技术实验装置特点
(1)、安全性强：实验用电设有漏电保护及熔丝短路保护，直流电源设置短路保护电路，确保学生在误操作后不会损坏设备并保证学生的人身安全。实验电源还采用专用的连接线，以保证学生不会插错电源损坏设备。
(2)、扩展性强：主控台功能强大，传感器处理电路采用模块化设计，传感器采用独立安装方式，学校选购时可根据要求增减实验项目。实验项目还可根据新产品的开发不断拓展。该设备可作为学生课程设计，毕业设计和开发性实验的平台。
(3)、精度高：传感器结构接近于工业检测传感器，有较高的精度，使实验内容更接近实际应用，及便于用计算机作实验的特性分析及控制。实验时处理电路模块挂在主控台上，传感器装在专用稳固的支架上。解决了直接把传感器装在不稳固的模块面板上所造成的误差。稳压电源精度高，纹波系数小。频率及转速显示采用高精度的等精度频率计使在不同频率段保证一致的精度。直流电压表采用数字式高阻抗多量程仪表。
(4)、通用性强：本装置综合了目前国内各类学校传感器类课程的实验内容，能满足各类学校相应课程的实验教学。
(5)、配套性强：从传感器、测量仪表、专用电源、温度源、气源、振动源、转动源、信号源、数据采集控制器到实验连接线等均配套齐全，其性能、精度及规格均密切结合实验的需要进行配套。
(6)、可靠性强：主控台采用铁质双层亚光密纹喷塑结构；结构牢固美观。采用新型实验连接线；弹性接触，接线可靠，牢固不宜拉断。
(7)、直观性强：主控台功能分布采用分块式结构形式，布置合理，接线方便。面板示意、图线分明。转换电路模块正面印有传感器及电路原理图、传感器采用进口透明有机玻璃制作，便于学生认识及操作。
五、项目实施组织及进度安排
1．项目实施组织
1)项目组编写项目申报书；
2)学校组织相关教师、专家讨论项目申报书；
3)学校论证并最终确定项目规划；
4)学校上报项目规划方案；
5)讨论获批项目规划的具体实施；
6)实验仪器分批采购和实验室管理人员分批培训；
7)2016年底项目实施经验总结、整改并形成长效机制。
为了确保项目高效高质按期顺利完成，我校将采取以下措施：
（1）成立由天水师范学院分管领导牵头、相关二级学院主要负责人参与的专门建设规划领导小组，由学校招标办公室按照国家有关规定通过公开招标的方式完成项目的建设工作；
（2）实行项目责任人制，项目责任人对专业建设全过程负责。项目责任人的主要责任是：编制建设计划和年度投资规划；组织重点专业建设实施，负责控制项目建设投资、建设工期和质量；上报项目建设的年度报告；接受项目中期检查；负责编写项目验收申报报告、项目总结报告，并做好验收评估的各项准备工作；
（3）建立项目建设工作检查监督机制。项目建设实行初检、中期检查和项目验收的办法，适时处理建设过程中的有关问题。项目责任人将建设年度进展情况、年度统计、年度资金预决算及有关资料汇总后报教务处。学校定期检查方案落实情况，并对落实情况进行评估。
2.项目建设进度安排
机电测控实验室建设项目计划分四个阶段进行。
第一阶段：确定实验室规划目标内容，论证其必要性与可行性；结合学校实际制定科学合理的实施方案；完成实验设备型号等论证工作；制定实验室管理体制，提出管理队伍的培训计划。
第二阶段：进行实验室基础设施改造；积极筹备建设项目的招标。
第三阶段：实验室各类设备的安装与调试。
第四阶段：实验室建设项目的相关人员培训及验收。
六、预期效益分析
本实验室的建设预期效果如下：
1.形成优质的实践教学资源，提高机电类专业人才培养质量
本实验室建设，可以为机械电子工程、机械设计制造及其自动化、汽车服务工程专业学生提供机电测试技术基础、信号基础、机电传动控制等课程的先进实验教学环境。学生从实验/实践中学习专业知识，提高学生将理论知识与实际实践结合能力，升华学生知识内容。本实验室一学年可以为相关专业学生提供近100学时的实验课。
2.为学生课外实践活动提供必要的器材及场地
我校鼓励大学生参加各类全国大学生创新创业大赛，有了本实验室后，学生一方面通过实验掌握理论知识，一方面可以使用实验室器材，进行创新设计。
3.满足学生多样化学习需求
将学习从普通课堂转移到实验室，将理论与实践相结合，为学生提供一个边学理论，边操作的理实一体化环境，改变本科类院校常用的讲授式教学模式，增加学生学习兴趣，提高学生的技能，增强学生对专业认识。
4.提高教师能力
教师通过对实践环节的理解，提升对专业知识的认识，能够更好的把握重点、难点，同时，可以在课堂讲授中以实验设备为案例，讲授产品设计理念、基本原理、设计方法等，从而使课堂更加生动，形象，使学生更容易理解知识，掌握知识。。
5.推进教师“双师型”建设
实验室的建设，还可以推进教师实践与理论相结合，推进“双师型”教师建设，提升教师教学能力。
最后，本实验室建设也满足了学校转型发展的需要，可以促进学校更快完成向应用技术型转型，提高学生机电一体化应用能力，提高学生的综合素质，提高学生就业。
七、保障措施
1.组织保障
成立由学校领导、二级学院实施管理的实验教学中心领导小组，配备好实验室负责人，实行职、权、利三者的统一。同时聘请资深专家担任顾问，确保建设改革方向。在管理机制上，形成有利于资源优化整合的实验室良性运行机制，做好各建设项目的检查和验收，及时纠正偏差，以确保投资项目顺利完成。
2.管理队伍的保障
重视实验室管理队伍建设，实验室主任由教学经验丰富、具有高学历、高职称的教师担任。同时，也重视实验队伍的建设，通过培养和引进，改善实验教师队伍的结构，形成一支年富力强，教学梯队结构合理，专、兼职人员相结合的实验教学、技术与管理队伍。
3.制度保障
为了保证我校建设项目的顺利进行，学校先后制定了《天水师范实验室建设管理办法》、《天水师范学院实验实训管理办法》等相关规章制度，为各项目的顺利实施提供了制度保障。另一方面，学校成立了专家工作委员会指导制度及招投标制度，充分发挥专家的咨询、指导作用，对拟建实验室的功能和实验室科目的设置提出较好的方案，并确保所购设备的实用性、先进性和适度超前性；招投标管理办公室统一管理和监督实验室建设招投标工作。完善的招投标制度在保证工程质量的基础上使工程造价更加符合价值基础，实现资金的充分利用。
4.资金保障
项目建设申请列入中央支持地方高校发展专项资金建设项目，为项目的顺利实施提供了资金保障。该项目总投资约XXXX万元。同时对建设经费设立专户，专款专用，严格执行建设项目预算，合理有效使用各项建设经费，确保相关建设经费全部用于项目的建设。

DBQ-1A 电机及电气技术实验装置

一、概述
  “DBQ-1A电机及电气技术实训装置”是由本公司设计的新颖综合实训装置，综合了目前我国高等院校“电机学”、“电机与拖动”、“控制微电机”、“电机控制”、“继电接触控制”、“可编程控制器技术”及“工厂电气控制”等课程实训大纲的要求。特别适用于高等院校现有的电机、电气技术实训设备的更新改造，同时也为中等专业学校、职业技术学院等新建或扩建实训室，迅速开设实训课提供了理想的实训设备，为教师或研究生开发新实训或进行科学研究工作提供良好的实训条件。
二、特点
1、综合性强 本装置综合了目前国内各类院校电机及电气类课程的全部实训项目。
2、适应性强 能满足各类学校相应课程的实训教学，实训的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机地结合。装置采用组件式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实训，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性强 从仪器仪表、专用电源、电机及其它实训部件到实训连接专用导线等均配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实训的需要进行配置。
4、直观性强 各实训挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。
5、科学性强 装置占地面积少，节约实训用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电省，节约能源；实训噪声小，整齐美观，改善实训环境；电气控制实训，内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外，还为学生走向社会打下良好的基础；测量仪表采用指针式（带超量程告警等）、数字式、智能化及人机对话等相结合，密切结合教学实训需要进行配置，使装置测量手段现代化；设有定时器兼报警记录仪，为学生实训技能的考核提供一个统一的标准。
6、开放性强 控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，使用方便；各测量仪表均有保护功能。整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实训创造了条件，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。