2019 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）8 月 7 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职 高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 （2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 （3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身 份的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。 （5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计 制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参 赛队取消评审资格。 （6）8 月 10 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 线路负载及故障检测装置（C 题） 【本科组】 一、任务 设计并制作线路负载及故障检测装置，示意图如图 1 所示。 检测装置只通过两个连接端子与两根导线连接。导线上 A、B 两点距离各自 连接端子约 5cm，远端 30cm 范围内为连接负载和故障区域。 负载由电阻（额定功率 0.25W）、电容（耐压 16V）和电感（额定电流 50mA） 3 个元件中任意 2~3 个元件串联或者并联组成。其中电阻值范围：200Ω~2kΩ， 电容值范围：200nF~2μF，电感值范围：100μH~1mH。 检测装置由 5V 单电源供电，能实时检测和显示负载网络结构，负载开路、 短路故障报警，以及短路故障点位置测量。响应时间不大于 5s。 二、要求 图 1 线路负载及故障检测装置示意图 C - 1 / 3 20cm30cm负载导线10cmAB负载及故障检测装置

1．基本要求 （1） 具有负载开路和短路故障分别指示的报警功能。 （2） 测试现场给出电阻、电容和电感 3 个元件，分别测量每个元件值并稳 定显示，相对误差的绝对值不大于 5%。每个元件测量时间不大于 5s。 （3） 可检测由给定电阻、电容和电感 3 个元件中，任意 2~3 个元件串联或 者并联组成负载的网络结构。 2．发挥部分 两根导线上的短路故障点与各自的 A 点或 B 点距离相等。 （1） 测量短路故障点与 A 点（或 B 点）的距离并稳定显示，误差的绝对 值不大于 1.0cm。 （2） 由信号发生器产生扫频信号 1（信号参数见说明（3），信号发生器的 “地”与电源“地”相连），其输出端串接 1pF 电容后，接入导线上 A 点处（见图 1 所示），用于模拟环境噪声。测量短路故障点与 A 点 （或 B 点）的距离并稳定显示，误差的绝对值不大于 1.0cm。 （3） 在发挥部分（2）的基础上，由另一台信号发生器产生扫频信号 2（信 号参数见说明（3）），其输出端串接 1pF 电容后，接入导线上 B 点处 （见图 1 所示）。测量短路故障点与 A 点（或 B 点）的距离并稳定显 示，误差的绝对值不大于 1.0cm。 （4） 其他。 三、说明 （1） 测试现场提供元件，并用高精度仪器测量元件值（测量频率 1kHz）。 每个元件的两端接有线夹，用于负载网络搭建和与导线的连接。 （2） 导线采用网线（直径 0.51mm ~ 0.58mm）内的铜芯，导线和短路线由 参赛者自带。 （3） 扫频信号 1 参数：方波，峰峰值 5V，均值 0，线性方式，初始频率 100Hz，终止频率 1kHz，扫描时间 100ms，重复扫描。 扫频信号 2 参数：方波，峰峰值 5V，均值 0，线性方式，初始频率 1MHz，终止频率 10MHz，扫描时间 10ms，重复扫描。 （4） 在负载和故障检测环节，要求无需人工干预，装置能实时自动检测负 载变化、故障报警和短路故障点定位。短路故障点位置显示稳定。 （5） 发挥部分测试中，允许短路线与导线通过焊接相连。 （6） 参赛作品中不得使用测距传感器。 C - 2 / 3 

项目 主要内容 满分 系统方案 理论分析与计算 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范 性 比较与选择 方案描述 元件测量 负载网络结构判断 短路故障点定位 抗干扰方法 误差分析 电路设计 程序设计 测试方案 测试结果完整性 测试结果分析 摘要 正文结构 图表规范性 4 6 4 4 2 20 8 21 21 50 14 14 16 6 50 120 四、评分标准 设计报告 基本要求 发挥部分 合计 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 合计 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 其他 合计 总分 C - 3 / 3