Материаловедение в автоматизированном производстве. Лабораторный практикум

В. О.  Афонько,  Н. В.  Новикова 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ 

ПРОИЗВОДСТВЕ

Лабораторный практикум

Допущено Министерством образования Республики Беларусь 

в качестве учебного пособия для учащихся учреждений образования, 

реализующих образовательные программы среднего специального 

образования по специальности «Техническое обслуживание 
технологического оборудования и средств робототехники 

в автоматизированном производстве»

Минск 
РИПО

2019

УДК 67.017+338.364(075.32)
ББК 30.3:32.965я723

А94

А в т о ры:

преподаватели УО «Гомельский государственный 

машиностроительный колледж» В. О. Афонько, Н. В. Новикова.

Р е ц е н з е н т ы:

цикловая комиссия электротехники и эксплуатации электронных 

систем филиала «Минский государственный автомеханический колледж 

имени академика М. С. Высоцкого» УО РИПО (Т. В. Навойчик);

доцент кафедры практической подготовки студентов 

УО «Белорусский государственный аграрный технический университет» 

кандидат физико-математических наук, доцент Т. М. Ткаченко.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее 

части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Мини стерства обра
зования Республики Беларусь.

Афонько, В. О.

А94
Материаловедение в автоматизированном производстве. Лабо
раторный практикум : учеб. пособие / В. О. Афонько, Н. В. Новикова. – Минск : РИПО, 2019. – 158 с : ил.

ISBN 978-985-503-974-8.

Учебное пособие содержит описание лабораторных работ по учебной 

дисциплине «Материаловедение». Для каждой работы сформулированы 
цели исследований, дан перечень приборов и оборудования, определены 
задания и порядок выполнения, изложены краткие теоретические сведения, указан объем отчетных материалов. В приложениях приведены справочные материалы и тестовые задания для самоконтроля знаний.

Предназначено для учащихся учреждений среднего специального об
разования по специальности «Техническое обслуживание технологического оборудования и средств робототехники в автоматизированном 
производстве». 

УДК 67.017+338.364(075.32)

ББК 30.3:32.965я723

ISBN 978-985-503-974-8 
 
© Афонько В. О., Новикова Н. В., 2019

 
 
 
 
© Оформление. Республиканский институт

профессионального образования, 2019

ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ 

Лабораторные занятия по учебной дисциплине «Материало
ведение» предусмотрены типовой учебной программой при организации обучения по специальности «Техническое обслуживание технологического оборудования и средств робототехники 
в автоматизированном производстве». В ходе занятий учащиеся 
закрепляют и углубляют теоретические знания, приобретают 
практические умения определять свойства и характерные особенности материалов, а также приобретают новые знания. 

Описание каждого лабораторного занятия включает:
– тему занятия;
– название лабораторной работы;
– цель работы;
– задание;
– оснащение;
– теоретические сведения;
– порядок выполнения работы;
– содержание отчета;
– контрольные вопросы и задания.
Предварительный этап каждого занятия – домашняя подготов
ка, в ходе которой учащиеся изучают теоретический материал, знакомятся с целью и порядком выполнения работы, а также с электрической схемой, которая будет применяться, приборами, оборудованием, образцами материалов, измерительным инструментом и 
т. д. и готовят ответы на контрольные вопросы (задания).

Перед тем как приступить к работе в лаборатории, учащие
ся должны прослушать инструктаж по охране труда и пожарной 
безопасности, ознакомиться с документа цией и организацией 
рабочих мест. После изучения требований по охране труда и пожарной безопасности каждый учащийся должен расписаться в 
специальном журнале.

ТРЕБОВАНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА 
В ЛАБОРАТОРИИ

Во время лабораторного занятия учащийся обязан:
– соблюдать настоящую инструкцию и инструкции по экс
плуатации оборудования;

– находиться на своем рабочем месте; 
– неукоснительно выполнять все указания преподавателя; 
– соблюдать осторожность при обращении с оборудованием; 
– не допускать попадания влаги на поверхность электриче
ского оборудования; 

– постоянно поддерживать порядок и чистоту на своем ра
бочем месте.

Правила сборки электрической цепи:
– приборы и принадлежности расставлять так, чтобы они 

соответствовали электрической схеме (электромагнитные поля 
индуктивных катушек и трансформаторов влияют на точность 
измерений, поэтому необходимо устанавливать приборы как 
можно дальше от источников электромагнитного поля);

– собирать электрическую цепь, начиная с клеммы, соответ
ствующей входу исследуемой схемы; в первую очередь собирать 
последовательную (токовую) цепь, а затем подключать параллельные ветви; ветви, состоящие из вольтметров, параллельных обмоток ваттметров и фазометров, подсоединять в последнюю очередь;

– при подключении какого бы то ни было элемента, не име
ющего обозначения полярности, входом считать левую (верхнюю) 
клемму, а выходом – правую (нижнюю); если же имеются обозначения «+» и «–», то считать входом положительный зажим;

– источники питания подсоединять с помощью ключа или 

рубильника;

– перед включением электрической цепи установить регуля
торы напряжения в положение, обеспечивающее минимальный 
ток во всех его элементах, затем установить делители напряжения 

Требования по охране труда в лаборатории

на минимум напряжений на выходе, увеличить до максимума 
сопротивления реостатов, после чего расширить пределы измерений используемых многопредельных приборов;

– включать исследуемую электрическую цепь только после 

ее проверки преподавателем и с его разрешения;

– любые переключения в схеме производить только в отклю
ченном состоянии; повторное включение возможно только после 
разрешения преподавателя.

Учащимся запрещается: 
– выполнять любые действия без разрешения преподавателя; 
– выносить из лаборатории и вносить в нее любые предметы, 

приборы и оборудование без разрешения преподавателя; 

– приводить в действие неизученные оборудование и приборы; 
– включать схему лабораторной работы без разрешения пре
подавателя; 

– прикасаться к элементам электрической цепи, находящим
ся под напряжением;

– входить в лабораторию и выходить из нее без разрешения 

преподавателя; 

– подходить к пульту преподавателя и производить какие
либо переключения (кроме отключения пульта при несчастных 
случаях и пожаре);

– самостоятельно устранять любые неисправности использу
емого оборудования. 

Требования по охране труда в аварийных ситуациях. При воз
никновении чрезвычайной ситуации (появление посторонних 
запахов, задымление, возгорание) необходимо немедленно сообщить об этом преподавателю и действовать в соответствии с 
его указаниями. При получении травмы сообщить об этом преподавателю. При необходимости помочь преподавателю оказать 
пострадавшему первую помощь и содействие в отправке его в 
ближайшую организацию здравоохранения. 

По окончании лабораторного занятия учащийся обязан: 
– привести в порядок рабочее место (разобрать электриче
скую цепь, убрать на место провода и приборы, обесточить стенд); 

– при обнаружении неисправности приборов, оборудования 

проинформировать об этом преподавателя;

– с разрешения преподавателя организованно покинуть ла
бораторию.

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА

Итогом каждой лабораторной работы является отчет. При 

оформлении отчета следует руководствоваться требованиями, 
предъявляемыми к оформлению текстовых документов, таблиц, 
рисунков, графиков. Отчет по лабораторной работе должен быть 
аккуратно выполнен на листах бумаги формата А4 (записи – ручкой или с применением печатающих устройств, рисунки и графики – карандашом при помощи чертежных инструментов или в 
любом графическом редакторе на ПК). 

Отчет должен включать:
– фамилию, инициалы учащегося;
– номер учебной группы;
– тему и дату выполнения работы;
– цель работы;
– задание;
– оснащение; 
– исходные данные согласно индивидуальному заданию 

(если имеется);

– результаты работы (необходимые схемы, таблицы, расчеты 

в соответствии с содержанием задания);

– выводы;
– ответы на контрольные вопросы (задания).
Электрические схемы выполняются с соблюдением приня
тых условных обозначений в соответствии с требованиями стандартов (см. таблицу).

При построении экспериментальных и расчетных кривых на
чало осей координат и нулевые значения параметров необходимо 
совмещать, численные значения параметров, отличные от нулевых, откладывать в масштабе на осях координат.

Правила оформления отчета

Условные графические обозначения элементов 

принципиальных схем

Элемент
Буквенный 

код

Графическое 
обозначение

Размеры 

изображения

Конденсатор 
постоянной 
емкости

С

Конденсатор 
переменной 
емкости
С

Предохранитель плавкий

FU

Источник 
питания
G

Батарея аккумуляторная
GB

Лампа 
накаливания

HL

Катушка 
индуктивности

L

1,5

1,5

∅ 6...8

R1,5...4

10

45 

о

3

8

8
4

4

Правила оформления отчета

Элемент
Буквенный 

код

Графическое 
обозначение

Размеры 

изображения

Резистор 
постоянный

R

Резистор переменный

R

Трансформатор

Т

Диод полупроводниковый

Фотодиод

VD

Светодиод

Продолжение табл.

10

4

3
5
3...4

60 

о

3
8

45 

о

Правила оформления отчета

Элемент
Буквенный 

код

Графическое 
обозначение

Размеры 

изображения

Транзистор 
p-n-p-типа

VТ

Транзистор 
n-p-n-типа

Следует обращать внимание на правильный выбор масштаба. 

Масштабы шкал по осям (как правило, на разных осях разные 
масштабы) выбирают из условия максимального использования 
всей площади графика. Для определения масштаба по оси абсцисс делят наибольшее значение аргумента X на предполагаемую ширину графика, получают масштаб mх = Xmax / b – единиц 
измерения величины в направлении оси абсцисс (b – ширина графика). Аналогично определяют масштаб по оси ординат: 
mY = Ymax / h, где h – предполагаемая высота графика. Масштабы 
округляют до ближайших целых значений (желательно в одном 
из следующих диапазонов: 1∙10

n, 2∙10

n, 5∙10

n, где n = –2, –1, 0, 1, 

2, ... и т. п.).

Масштаб на осях координат наносится короткими рисками. 

Числовые значения масштаба шкал осей координат пишут за 
пределами графика (левее от оси ординат и ниже оси абсцисс). 
Если кривая, изображенная на рисунке, занимает небольшое 
пространство, то для экономии места числовые деления на осях 
координат можно начинать не с нуля, а ограничивать теми значениями, в пределах которых рассматривается данная функциональная зависимость. Допускаются также разрывы масштабных 
осей и шкал с целью уменьшения площади графика.

Численные значения параметров, полученные из опыта или 

в результате расчета, на оси координат наноситься не должны.

В процессе построения графиков значения физических ве
личин, полученные экспериментально или в результате расчетов 
по экспериментальным данным, в виде точек четко наносятся 

Окончание табл.

9

4.5

9

60 

о

Правила оформления отчета

в координатных осях; по этим точкам проводятся плавные усредненные зависимости. 

Если в зависимости от одного параметра, например полезной 

мощности Р2, предполагается построение графиков нескольких 
физических величин, например напряжения U, тока I, потребляемой мощности Р1, коэффициента полезного действия η, то для 
большей наглядности изображения численные значения каждой 
физической величины следует откладывать в индивидуальном 
масштабе, указываемом на дополнительной оси ординат.

Если в одной системе координат строится несколько графи
ков, то экспериментальные или расчетные значения каждой физической величины рекомендуется отмечать различными значками.

Примеры оформления графика (а) и нескольких графиков в 

одной системе координат (б) показаны на рисунке.

а

 
 

б

800
800

400
400

1000
1000

400
300
200
100

100

50

1,0
2,0
2,5

150

IБ,
мкА

I,
А

I

U,
B
U

η

Р1,
Вт

Р1

η,
о.е.

VБЭ,  В

Р2, Вт

100

80

60

40

20

0,1
0,2

Ge

Si

0,3
0,4

0,4

0,5
0,6

0,8

0,6

0

0
0
0
0