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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子元器件應用現狀，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：航空電子元器件 質量控制 措施
中圖分類號：V260 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0123-01
伴隨航空工業技術日新月異的發展，對單一航空型號電子元器件的使用越來越廣泛，使用數量越來越多，所以對于電子元器件的質量來說，對航空事業的發展起到一定的作用。航空電子元器件在使用的過程中不斷進行改造與更新，在設計、選材、工藝及生產制造方面都展現出一定的優勢，使電子元器件的質量有所提高。但為了更好的適應航空航天的型號，電子元器件的質量與安全可靠性還應進行科學合理的改造與提高。因此，在航空電子元器件的選擇、采購及檢測的過程中，應加強對其質量的控制，使其能夠在航空工業中得到充分的運用。
1 電子元器件質量保證的意義
電子元器件是所有電子設備的重要組成部分，它的質量對電子設備的正常運行具有重要作用。近年來，隨著我國國防科技的發展，逐漸將電子元器件應用于航空工業中，使其走向智能化、電子化。電子元器件的大量使用，使其品種逐漸增多，適用于各個領域。現階段，電子元器件的質量問題是其生產制造工作的重中之重，其作用在當下社會也日益突顯。電子元器件作為航空產品中重要的組成部分，其性能與質量需要有一定的技術基礎。電子元器件的質量分為固有質量和使用質量兩種。固有質量是由生產部門決定的，包括其設計、選材及工藝等。使用質量則是由電子元器件的使用者對其進行選擇、采購及檢測等，最終對其質量進行控制。電子元器件的質量保證是為保證電子元器件的質量而進行的相關活動，對其生產部門與使用者進行質量的控制工作。航空電子元器件的質量是保證航空型號電子元器件使用過程中是否可靠的重要條件，也是確保航空產品及工作順利進行的重要基礎。
2 航空電子元器件特點
近年來，我國高新技術不斷發展，現代武器設備都逐漸應用電子化與自動化的技術，使其更加智能。據相關數據顯示，在設備系統穩定可靠的前提下，對其零件與元件的質量可靠性越高。而航空工業中對電子元器件的使用日漸增多，所以，為保證其系統的穩定與可靠，就應保證電子元器件的質量達到一定的標準。
航空電子元器件的特點有四個：可靠性強，壽命長，體積輕便且功耗低，環境適應能力強。
2.1 可靠性強
為適應航空型號，電子元器件在壽命、質量及可靠性方面應積極展現其自身的優勢。航空電子元器件的可靠性表現在多方面，首先，對于電子元器件的性能來說，應以滿足航空專業的穩定可靠為主，在一定的時間內應保證不影響航空產品的性能。除此之外，電子元器件對于不同的環境條件應具有一定的適應能力，不會因為周圍環境的影響使其自身的功能削弱，而影響航空產品的整體使用效果。航空電子元器件在生產制造的過程中應根據相應的生產規范進行生產，并制定相關的制度與規范，進而確保不同等級的電子元器件能夠具有一定的可靠性，在實際的應用中發揮自身的作用。
2.2 壽命長
電子元器件的壽命與其較強的可靠性具有一定的密切聯系，只有電子元器件的使用壽命延長，才能保證其較高的可靠性。針對工作周期不長的航空產品來說，可以采用壽命較短的電子元器件，但由于航空產品具有相當的重要性，所以在電子元器件的選擇上仍以壽命長的元器件為主。
2.3 體積輕便且功耗低
航空產品中元器件的功耗、體積的有效降低對航空產品的整體功耗及體積來說具有一定的減輕作用。降低電子元器件的重量與體積不僅要對其進行結構的改造，同時也應對裝聯工藝進行相應的改造。在航空電子元器件功能不改變的前提下，對其質量與體積進行相應的改造，并減少其功耗，進而促進航空電子元器件質量的提高。
2.4 環境適應能力強
航空產品主要用于環境較為惡劣的條件下，所以其電子元器件也應具有一定的環境適應能力，在各種環境下都不會影響其自身功能的發揮，有效的促進航空產品的高效使用。
3 航空電子元器件質量保證體系
3.1 技術隊伍的建設
針對航空電子元器件的質量與可靠性的研究設立了相關的崗位，并根據相關的研究情況對其進行有效的改造。針對設立的不同崗位，其工作內容與職務各不相同，但都為航空事業及電子元器件的改造工作共同努力。航空技術隊伍的建設，一定程度上對航空電子元器件的質量控制工作做出了相應的貢獻。
3.2 航空電子元器件質量保證對策
3.2.1 電子元器件生產單位實行質量認證
加強對電子元器件生產單位的質量認證工作，在航空產品的電子元器件的選擇方面，應盡量選擇質量好且生產情況穩定的元器件供應商。這對于航空產品的穩定性與可靠性具有積極的意義。
3.2.2 建立健全航空電子元器件標準體系
航空電子元器件標準體系的建立是對其設計的規范，同時對于強化元器件的質量控制具有重要意義。現階段，我國僅參考國外先進的電子元器件標準體系進行我國標準體系的建設。但由于我國的工業基礎較落后，所以對于既有的標準無法進行實際有效的運行。因此，我國應以自身的實際情況為基礎，建立符合我國國情的航空電子元器件標準體系。
3.2.3 重視電子元器件目錄的編制工作
對于電子元器件目錄的編制工作應予以一定的重視，因為不同型號元器件的有效記錄對于元器件型號的選用時具有一定的輔助作用，能夠有效的對其進行采購管理，同時也能夠保證元器件型號的穩定性。
3.2.4 建立電子元器件信息管理平臺
為加強航空電子元器件的質量控制工作，對電子元器件的信息管理工作十分重要。通過對相關信息的有效管理，實現元器件使用部門與生產部門的有效溝通與連接。
4 結語
綜上所述，伴隨我國航空事業的飛速發展，對航空產品起到至關重要作用的航空電子元器件越來越得到眾多的關注。文章通過對航空電子元器件質量控制工作的意義及其特點進行詳細的分析，探究出航空電子元器件質量控制工作的具體策略與建議。通過對電子元器件自身特點的分析，找出有效提高其質量控制的方法。航空工業的發展一定程度上帶動了我國社會經濟的發展，同時也提高了我國航空事業在國際中的地位。所以，對于航空電子元器件質量的控制工作應予以一定的重視，對于航空事業的發展具有一定的推動作用。
參考文獻
[1] 胡筱紅，史左敏，周航，等.淺析航空電子元器件的質量控制[J].消費電子，2014（6）.
1.1調整實驗項目比重
實驗教學作為模擬電子技術實踐教學的基礎部分，對學生基本實驗能力的培養有著至關重要的作用.處于附屬地位的實驗教學基本用來驗證理論知識點，其雖然加深了學生對理論知識點的掌握深度，但一定程度上卻削弱了實驗教學在學生應用型能力培養中的作用.理論知識點的驗證固然重要，但作為一門實踐課程，結合實際，培養實際能力尤為重要.結合課程培養應用型能力，應對實驗項目做調整，增加其他項目的比重.然而考慮到理論知識點驗證、實際的需要以及課時的限制等，增加適當課時的同時，減少驗證型實驗項目用于其他實驗項目.
1.1.1元器件識別、檢測和應用
模擬電子技術介紹的主要內容是以半導體器件為核心元件的各種電子電路，其中的半導體器件包括半導體二極管、雙極性晶體管和場效應管等.模擬電子技術實驗教學環節的所有內容均和它們有關.根據新建應用型本科院校模擬電子技術實踐教學大綱，開設的實驗項目內容有常用電子儀器的使用，驗證性實驗內容，對半導體器件以及其它常用電子元器件的單獨介紹很少，僅在部分實驗項目中會涉及極少的該方面知識.元器件的識別、檢測和應用知識的忽略得益于教具產業的發展，模塊化的電路雖然節省了學校的不少開支，減少了耗材支出，但卻剝奪了學生搭建電路過程中設計的元器件識別、檢測和應用知識的學習.根據實際教學經驗，修完整個實驗課程后，僅部分同學對電子元器件知識有一定了解，大部分學生對元器件的識別和檢測和應用等知識了解幾乎為零.然而對于電類應用型人才培養和實際需要，該部分知識卻顯得十分重要，應從多個角度提升學生對元器件識別、檢測和應用知識的掌握.
（1）安排二到四個左右課時進行電子元器件識別、檢測和應用知識的介紹，特別是常用的電子元器件如電阻、電容、二極管和三極管等識別和檢測等知識的介紹，并就其中部分內容設計相應實驗項目，強化學生對該部分知識的掌握.由于課時的局限，不可能方方面面都可作出介紹，僅需對常用的基本知識點做詳細說明.
（2）鼓勵有興趣的學生在業余時間通過其他方式加深和擴展對元器件識別、檢測和應用知識的掌握.可指引他們參閱相關書籍或通過網絡查閱各種元器件的識別、檢測和應用的資料或進入各種購物網站或到實體店了解元器件，一定程度上還可激發學生的學習興趣.
1.1.2電路仿真軟件的應用
隨著計算機仿真技術的發展，企業在電子電路產品的設計過程中為了提高效率，首先會進行仿真設計，一定程度上檢測所設計電路的功能以及各項指標是否滿足要求，具有參考價值.為了滿足行業要求，培養實際能力，應在實驗項目中增加相應仿真實驗項目，電子電路的仿真平臺有很多，電子類專業在本科階段課本上常見的有SPICE、(EWB的高級版本)和Proteus等.三種仿真設計平臺基本都可進行模擬電子技術中模擬電子電路的仿真設計，然而其實它們各有自己的應用場合.Proteus常用來在單片機原理與應用等課程中結合編譯軟件進行電路仿真，仿真結果直觀，生動.SPICE則較多的應用在模擬電路的仿真中，但仿真結果相對不太直觀.Miltisim作為課本中介紹的一款電路設計仿真平臺，應用在電子技術課程等的電路設計仿真.它的功能強大，基本涵蓋了電路設計所需要的所有類型電子元器件，它具備各種實際電路測試中所有的虛擬儀器儀表，提供多種電路分析工具和方法，可對模擬電子技術中所有理論知識進行仿真驗證，同時可以進行其它電路設計和仿真，加深學生理論知識點的理解和運用，可培養學生獨立提出、分析和解決問題的能力.Miltisim電路仿真設計平臺的精通運用往往不是幾節課就可以做到的，其實任何課程的學習都一樣，需要教師的引導和輔助結合學生自主學習和思考才能達到較好的效果.模擬電子技術實驗需增加相應仿真實驗項目，但課時不必過多，可安排4到6個課時，也即2到3次實驗，主要演示軟件常用的使用方法并進行仿真實驗內容和常用的分析方法，鼓勵學生在業余時間進行仿真實驗，驗證課本知識，掌握各種分析方法，并進行一些小設計，激起學生的學習興趣.
1.2注重課程設計，培養應用能力
課程設計作為模擬電子技術實踐環節的另外一個方面，它應該是實驗項目的升華，作為一次學生獨立思考，分析和解決問題的實踐機會，對創新能力的培養具有至關重要的作用.網絡時代的到來，方便了人們生活的方方面面，可以很輕易的從網絡獲得各種信息.課程設計也不例外，各種大小論壇，文庫共享了大量的電路設計報告，信息的共享可以提供知識交流和學習的機會，加快社會的發展，然而對于新建應用型本科高校，學校對課程設計的重視程度不大和學生的學習積極性不高等眾多因素決定了課程設計的完成僅僅是CTRL+C和CTRL+V，使得課程設計在應用型能力培養中的作用甚微.切實的培養應用型人才，還需注重課程設計.它作為一次實踐和創新能力培養的機會，不僅對模擬電子技術課程，而且對后續課程應用能力的培養均有影響，導致學生壞學習習慣和思維的養成.當然課程設計的有效實施和多種因素有關，可以試著從以下方面入手：（1）院部應強調對課程設計的重視，不能只當成一次實驗來看待.（2）指導教師應指引學生切實自主的完成課程設計項目，嚴格要求，杜絕粘貼和復制，草草了事.（3）鼓勵學生自主提出設計方案，進行設計驗證，在過程中自主發現和解決問題，培養自學和創新能力.
二、強調創新，提升實踐實效
2.1提高設計自由度，培養創新能力
隨著科學技術的發展，為了滿足人們不斷提高的需求，生活的方方面面都在向著便捷化、人性化的方向發展.人性化和便捷化的發展方向在很多場合體現了其優勢，然而在有些方面反而適得其反.高校擴招的不斷增加，規模的不斷擴大，導致對教學儀器的需求，教學儀器產業在近些年得到了很大的發展，產品不斷的人性化，方便操作，與此同時也帶來很多問題.對于模擬電子技術實驗課程，教學儀器生產公司提供的完成實驗項目的電路均是模塊化成品.模塊化產品確實帶來了諸多好處.教學儀器公司根據課程內容設計了實驗項目，方便了教師的教學活動，另外也節約了大量耗材.然而事物大多具有兩面性，模塊化產品給學校的主體卻帶來了諸多不便.應用型人才需要學生培養動手能力和創新能力，事先設定好的模塊化產品在在項目實施時的設計自由度大打折扣，實驗內容完全由模塊確定，學生自由發揮的自由度很小，同時模塊化的電路各電路參數均是事先設計好的，僅僅為完成實驗項目，除了事先設計好的問題外，不會出現其他問題，減少了學生發現問題，思考問題和解決問題的機會，不利于培養學生的應用型能力.模塊化實驗項目也有其應用場合，隨著新建本科院校應用型專業的培養方案的重新制定，實踐教學教學環節課時有所提高，然而課時畢竟有限，模塊化實驗項目可以節約實驗項目時間，同時由于模擬電子技術實驗項目大部分為驗證型實驗項目，可適當部分使用模塊化電路進行實驗，部分采用自己搭建或焊接電路的方式進行，帶來的問題特別是耗材問題可從如下方式解決：（1）教師科學化管理，預先準備每組所需元器件，并在實驗后按組核對并收回；（2）有條件的情況下，教師可自制實驗項目所需元件的元件箱，并引出端口；（3）培養學生合理正確使用的元器件的方法，減少元器件的燒毀；
2.2全民參與，提高創新能力
專業競賽是創新能力培養的有力方式.電子類專業有很多專業類的競賽，教育部積極倡導的有全國大學生電子設計大賽，飛思卡爾汽車賽和單片機程序設計大賽等，作為電類專業基礎課程的模擬電子技術實踐教學，其實踐性極強，它幾乎是所有專業類競賽必須具備的基礎知識，通過模擬電子技術實驗課程可以使學生掌握分析和解決和調試簡單電路問題的基本方法，并對理論知識點做實踐驗證，同時了解各種電路的功能以及應用場合.參加各類專業比賽的學生大部分集中在二年級和三年級，基本都已修過模擬電子技術實踐課程.對學生而言，首先參加專業競賽可以對模擬電子技術實踐課程的學習情況進行檢驗，另外可以利用該課程學習所擁有的電路分析、設計和調試等能力結合到專業競賽中，更好的參加比賽，通過基本電路的分析方法和調試方法等來分析各種大型電路的工作原理，特點等，加深對模擬電路的掌握和理解深度，并掌握其使用場合，實實在在的學到實用的和社會聯系更加緊密的知識，為之后從事本專業工作奠定了堅實的基礎，從而切實的培養了應用型人才.指導專業競賽對指導教師也是一種鍛煉，大部分在高校工作的專業教師，特別是新建應用型本科高校教師，大部分都是畢業后直接進入高校工作，然而傳統的教育方法并沒有過多的理論聯系實踐的機會.對他們來說，這是一次重新學習的機會，該類知識也是從零開始，極大的拓展了教師對各種規模較大電路的理解和掌握，通過實際電路調試中問題出現，分析和解決的過程，教師的業務素質得到了極大的提高，一方面為與相關企業進行產學研合作向項目，解決企業實際難題，服務地方做準備，另一方面可以應用到模擬電子技術實踐教學中，結合實際進行模擬電子技術實踐教學，激發學生的學習積極性，同時可以更詳細生動的介紹各種電路，拓展學生的知識面，以便更好的培養應用型人才.雖然專業競賽具有諸多優點，但競賽的參與往往是少數人的活動，能力的培養也僅僅涉及到少部分人.為了培養應用型人才，從大眾入手，應提倡全民參與競賽培訓的方式，鼓勵大部分學生利用業余時間參與競賽的培訓，培養應用型能力，并最終從競賽培訓人員中好中選優，參加競賽，一方面可在模擬電子技術實踐環節的基礎上培養大部分學生的應用能力，加強模擬電子技術實踐環節指導作用；另一方面，全民培訓必然需要眾多教師的參與，可最大程度上鍛煉指導教師，并反饋到模擬電子技術實踐教學環節上.
三、小結
【關鍵詞】電氣自動化；控制設備；可靠性
實現產品的生產能夠在無人條件下實現自動化作業一直是各個行業追求的目標，而電子信息技術以及機械電子技術的發展使得電氣自動化日益延伸到生產的各個領域，也日益實現著這個目標。電氣自動化作為一種提高生產效率、節省勞動力、改善勞動條件的重要手段，其普及程度已經成為衡量一個行業發展水平的重要尺度。而作要提高電氣自動化的性能，其控制設備的可靠性就是一個不得不加以重視的問題。雖然我國自上世紀以來在電氣自動化方面取得了一定的成就，電子產品的可靠性得到有效提高，然而電氣自動化控制設備的可靠性現狀依然有很大的進步空間。本文就將根據電氣自動化控制設備可靠性的現狀分析造成其可靠性降低的原因，并由此得出增強控制設備的可靠性的相關對策。
1 電氣自動化控制設備的可靠性現狀
1.1 工作環境不穩定降低了控制設備的可靠性
通常電氣設備需要面臨各種各樣的工作環境，無論是氣候、地質、地貌等自然環境還是機械作用力、電氣干擾等物理環境都是復雜多樣的，這種不穩定的工作環境會影響到控制設備的可靠性。氣候條件中的溫度、濕度、氣壓、污染等都會通過作用于設備的升溫、電氣性能、結構運作等影響控制設備的性能。而機械作用力包括電氣設備受到的沖擊、震動等作用力使得控制設備出現損壞。電磁干擾也會對控制設備造成噪聲、穩定性等方面的影響。總之，不穩定的工作環境提高了對電氣自動化控制設備可靠性的要求。
1.2 操作維護不當降低了控制設備的可靠性
不穩定的工作環境是造成控制設備的可靠性降低的自然原因，而操作維護不當則是降低其可靠性的人為原因。在進行電氣化工作時，一些操作人員由于素質過低，沒有完全掌握控制設備的原理，從而無法熟練正確地進行自動化操作，一些不當的操作行為也會對控制設備的性能造成損害。而在控制設備作業后期，由于缺乏及時的維護和保養，控制設備的性能很難得到可持續的維護，也就大大降低了設備的使用壽命。
1.3 零部件質量低下降低了控制設備的使用壽命
控制設備是由許多元器件構成的，這些零部件的質量直接關系到控制設備的生命力。而我國目前的零部件生產廠家雖多，但質量良莠不齊，且大都規模較小，一方面由于缺乏相關質量監管體系，這些零部件的質量在進廠檢查時存在巨大漏洞；另一方面，為了生存，零部件廠家之間的壓價競爭使得廠家將成本轉移到質量上，，這就嚴重影響了控制設備的可靠性，極大地降低了其使用壽命。
2 增強電氣自動化控制設備的可靠性的策略
如前所述，設備質量一直以來都是客戶最為關注的問題，也是確保設備使用功能與價值的重要因素，工作環境的不穩定性、操作維護的不恰當以及元器件質量不合格等都是造成控制設備可靠性降低的原因，綜合來看，要增強電氣自動化控制設備的可靠性，就必須從提高元器件的質量、考慮環境因素、加強可靠性設計等入手。
2.1 加強對控制設備設計階段的重視
在生產電子自動化控制設備的時候，控制設備設計是其基礎環節。在進行控制設備設計的時候，一定要加強對控制設備各部件的技術研究，設定有關控制設備調試參數，進而確保控制設備的使用性能。除此之外，一定要加強對控制設備產量的控制，在確保控制設備可靠性的基礎上，逐漸增加控制設備生產數量，進而以最經濟的模式開展控制設備生產與維護工作，實現控制設備應用性能與價值的最大化。通過對控制設備設計階段的重視，可以在確保控制設備可靠性的前提下，盡可能減少控制設備的生產成本，從而減少控制設備使用與維護費用，促進控制設備的全面推廣與應用。
2.2 嚴格把關電子元器件質量，提高零部件選用準則
電子元器件的質量直接關系到控制設備的性能和使用壽命，嚴格把關電子元器件質量，提高零部件選用準則是增強控制設備可靠性的關鍵。首先要加強元器件的進廠質量檢查，根據相關電路性能和質量要求設定元器件的選用標準，所有元器件必須經過性能篩查才能投入到生產中；其次要加強對零部件廠家的把關，選擇技術精良、價格合理、質量保障的生產廠家，并按合同規定好產品所需的品種、規格、型號、數量等相關內容。
2.3 加強控制設備的散熱、防潮等氣候防護的設計
作為影響控制設備可靠性的重要自然因素，工作環境的不穩定并非不可控的，要提高控制設備的可靠性就要加強其對環境的防護設計，增強控制設備對環境的適應性。散熱設計是控制設備的氣候防護的一個重要方面，這是因為溫度是影響電氣設備工作性能的最重要因素，過度的升溫會使得設備產生噪聲增大、信號失真、運作不穩定等現象，做好散熱設計可以通過增大器件外殼與散熱器的接觸面積并保持接觸面的光滑，導熱膏的使用也會有所幫助。潮濕環境是另一個影響控制設備工作性能的重要因素，過于潮濕的環境不僅會侵蝕電氣設備，還會造成短路、漏電等現象，因而做好控制設備的防潮處理是十分重要的，這就需要加強設備的密封、灌封等工作。
2.4 提高操作人員的素質，加強控制設備的后期養護
設備能否按照要正常運作以及是否及時維護和保養也是影響控制設備可靠性的重要方面，因而加強控制設備的后期養護也是十分重要的，而這就需要加強操作人員的隊伍建設，提高設備操作人員的素質，一方面需要對操作人員進行崗前培訓工作，加強其對設備操作的熟悉程度；另一方面還要建立行之有效的工作責任制，實現工作績效與工作表現掛鉤，從而提高操作人員的責任意識，減少工作事故。
3 電子自動化控制設備的發展趨勢
同一些發達國家相比，我國電子自動化控制設備的發展還不夠先進，有著一定的差距。所以，我國在對電子自動化控制設備進行研究的時候，一定要重視控制設備使用效率的提高，這樣就可以促進我國工業自動化的有序、健康、全面、可持續發展，進而逐漸減小我國和發達國家之間的差距。在生產電子自動化控制設備的時候，一定要加強對其規模化、系統化、規范化的研究，不斷提高設計人員的專業水平與業務能力，加強信息技術與自動化技術的融合與應用，不斷提高控制設備的自動化與可靠性，在進行使用的時候，可以全面、高效發揮控制設備的性能與作用，促進社會各領域的快速發展，實現我國綜合競爭力的不斷提高。
4 總結
根據對電氣自動化控制設備可靠性現狀的分析，電子元器件的質量直接關系到控制設備的性能和使用壽命，而要提高控制設備的可靠性就要加強其對環境的防護設計，增強控制設備對環境的適應性，同時設備能否按照要正常運作以及是否及時維護和保養。因此，要增強電氣自動化控制設備的可靠性就需要從三個方面入手：嚴格把關電子元器件質量，提高零部件選用準則、加強控制設備的散熱、防潮等氣候防護的設計、提高操作人員的素質，加強控制設備的后期養護。
參考文獻
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我校模擬電子技術實驗室一直使用的是用世行貸款購買的THM－6型模擬電路實驗平臺。該產品比較適合非電類學生使用，對于電類的學生，其測試驗證性實驗模塊就稍顯簡單。并且，隨著實驗教學內容的不斷改進和完善，原廠所提供的實驗教學模塊越來越不適應現在的實驗教學需求。在實驗過程中，幾乎所有的實驗內容都需要學生在面包板上搭接實驗電路。在實驗平臺上，用到的只有電源、直流信號源和手調電位器。并且，由于使用時間過長，實驗平臺已經老化，電源部分損壞率較高，手調電位器接觸不良的問題頻繁出現，已經嚴重影響到學生做實驗的情緒和進度，現急需更換一種新的實驗教學平臺。在模擬電子技術實驗課上，大多數學生第一次接觸到面包板，認識和熟悉使用面包板的過程會相對較慢，頭幾次實驗，學生在面包板上搭錯實驗電路的問題普遍存在。再加上配套的實驗儀器也都是剛剛接觸，學生還沒有達到熟練使用的程度，讓學生自己用實驗儀器在面包板上糾錯非常困難。很多學生因找不到出錯原因，就重新搭接實驗電路，結果造成一部分學生整個實驗過程就是不停地搭電路、拆電路、再搭電路，再拆電路……這部分學生做完實驗，除了知道自己實驗電路搭錯了，其他幾乎沒有任何收獲，實驗效率極低。這種完全靠學生自己在面包板上搭接實驗電路的教學方式需要改變。尤其是頭幾次實驗，應該用一些相對簡便的實驗教學方式，引導學生認識并熟悉使用實驗儀器和面包板，教會學生基本的電路糾錯方法，激發出學生喜歡做實驗的熱情，在實驗過程中逐步引導學生，幫助學生逐步過渡到自己在面包板上實現相對復雜的實驗電路。
2市場上模擬電子技術實驗平臺的現狀
由于教學儀器和設備的生產廠家對高校學生的學習狀況、實驗教學過程、實驗教學需求等并不十分了解，在生產制造實驗用教學平臺時，只注重傳統的實驗教學內容和教學方法，對近幾年的教改內容并不十分熟悉。目前市場上各儀器設備廠家所提供的模擬電子技術實驗平臺不能完全滿足當今實驗教學的要求。并且，隨著教學改革的不斷深入，市場現有模擬電子技術實驗平臺的使用率會逐年降低，花費大量的資金購買現有模擬電子技術實驗平臺勢必會造成某種程度上的資源浪費。市場上現有模擬電子技術實驗平臺普遍存在的問題是:以測試驗證性實驗為主，實驗項目比較固定，大多是傳統的實驗項目。實驗用器件比較單一，出廠前都已經設定好，不允許學生自己做元器件的增減或替換，一塊實驗模板對應一個實驗項目。實驗內容單一，實驗方式的靈活性不夠，直接導致某些能引起學生實驗興趣的實驗項目無法開設。并且市場上所能買到的模擬電子技術實驗平臺，實驗器件大多封裝在實驗箱里。在完成實驗的過程中，學生看不到真正實現實驗功能的器件實物，造成實驗過程與實踐訓練脫節。學生在實驗過程中所能看到的大多是電路符號和電路圖形，做實驗的感覺就好像在圖紙上測試實驗數據，學生不能真正體會到用真實的電子元器件設計、安裝實驗電路的興奮和刺激。并且，為了能讓學生對實驗器件有感性認識，學校還必須另外安排時間給學生做電子元器件的辨識培訓，這既占用了學生有限的學習時間，同時又因為學生沒有真正在實驗過程中見過并使用過這些電子元器件，器件辨識培訓的效果并不理想，很多學生很快就會忘掉培訓內容。
3開發思路和設計準則
在實驗平臺開始設計之初，課題組成員專門到兄弟院校做了實地考察，將各種實驗平臺進行了比較，對在不同實驗平臺上的實驗過程進行了觀摩，同時和一線實驗教師進行了現場交流，重點討論實驗教學過程中遇到的問題，一起探討了對未來實驗平臺的設想，整理出第一手實驗教學資料。課題組成員將帶回來的產品圖片和產品資料進行了匯總，對實驗平臺樣品進行了剖析，對比分析了各知名廠家生產的實驗平臺，重點討論現有實驗平臺在設計中存在的缺陷。從可靠性、耐用性、可擴展性、產品成本和使用效率等多個角度出發，經多次集體討論修改，最終確定了模擬電子技術實驗平臺的研發方案。實驗平臺的設計，必須將安全性和可靠性放在首位。為了增強學生對電子元器件的感性認識，課題組決定，在此次設計的實驗平臺上，所有電子元器件都安裝在外面，保證學生在實驗的過程中能直觀地看到自己是用哪些電子元器件完成設計任務的。這種產品設計方案對電路設計的安全性提出了更高的要求。在設計電路時，必須將安全問題滲透到每個實驗項目、每個實驗細節。設想學生在實驗過程中可能出現的操作失誤，設想這些失誤會造成哪些過流或過壓的安全隱患，在適當的位置，加上電路保護器件，這樣可以大大減少學生在實驗過程中所浪費的無效實驗時間，同時安全可靠性的提高，也簡化了實驗教師對實驗平臺的維修維護工作。在安全可靠的基礎上，實驗平臺還應具有一定的靈活性。其靈活性表現在實驗內容的多樣性和實驗器件的可替換性。此次實驗平臺的設計原則之一是保證每一個實驗項目可以提供多種不同的實驗電路供學生選擇，方便學生在相同的實驗時間里完成不同的實驗內容，這樣不僅有利于提高實驗平臺的利用率，同時也減輕了實驗教師的課前準備時間。實驗內容的多樣性，也符合層次化教學培養目標的要求，改進了實驗教學方法，提高了學生做實驗的效率。創新應從細微處開始，在實驗內容設置上，保留了經典的實驗項目，擴展了設計性實驗內容，注重單元電路與系統的融合，重視各模塊之間的銜接和匹配。把實驗過程中一些小的細節滲透到每個實驗電路中。在經典實驗項目基礎上，增設了設計提高性實驗項目。在實驗內容中，強化電路的原理，讓學生根據實驗電路原理設計擴展功能和細化功能，設定除主要元器件之外其他各元件的電路參數，制定符合電路要求的實驗方法并測試。給學生在實驗過程中提供了更加靈活方便的實驗條件，讓學生把時間和精力都用在電路設計、實驗過程、實驗方法、儀器儀表的使用、實驗數據的測試、對比和分析上，以提高學生的實踐技能。
4實驗平臺的研究成果
4．1電源部分
出于安全考慮，市場上所能購買到的模擬電路實驗平臺的電源電路:變壓、整流、濾波、保護、去耦等都封裝在機箱里面，學生所能看到的只有交流220V輸入電源線、直流輸出電源接口、電源指示燈和電源開關。學生對電源電路的設計沒有感性認識，甚至很多學生認為電源電路很簡單，用電阻分壓就可以實現。本次教改設計實驗平臺時，將整個電源電路全都暴露給學生，讓學生清楚的看到自己在實驗過程中所用的電源是怎么實現的，讓學生直觀地認識到使用電源應該注意哪些問題，幫助學生理解在設計電源電路時保護電路的重要性，同時也教會學生在使用電源的過程中，通過指示燈和表頭發現并判斷問題所在，幫助學生在實驗過程中學習維護實驗設備的基本常識，從細微處學習，積累實踐經驗。為了能做到電源變壓器外置，讓學生能直觀地看到整個電源電路的設計，前提是必須保證學生在用電方面的安全。在設計電源電路的過程中，課題組成員花費了大量的時間在市場上調研，最后確定選用北京新創四方電子有限公司生產的兵字牌全封閉環氧灌封板載電源變壓器，該系列電源變壓器采用絕緣灌封的方式，采用雙層絕緣，PPT外殼的絕緣電壓符合外置變壓器的用電安全要求，同時解決了電源變壓器外置和保證學生用電安全的問題。
4．2基礎實驗部分
在市場上所能購買到的實驗平臺上，基礎實驗部分大多采用模塊化設計結構，即一個實驗模塊對應一個實驗項目，模塊上的實驗器件不可以更換，除了可以用電位器調節靜態工作點外，學生在實驗過程中可以自由選擇的實驗器件幾乎沒有，這勢必會造成在同一次實驗課上，所有學生使用的是一種實驗模塊，做的是相同的實驗內容，測試出來的實驗數據也基本一樣。對學生來說，這種實驗方式，缺乏新鮮感，更沒有挑戰性，很難激發出學生做實驗的熱情，更難以實現層次化培養的教學目標。新設計的實驗平臺，在實驗內容的一致性方面做了重大調整。在實驗平臺上，只提供給學生最基本的實驗器件，學生需要自己補充選擇一部分實驗器件才能完成實驗。比如單管放大實驗，實驗臺上只給學生提供一個晶體管和四個固定電阻，學生需要另外選擇一個電位器才能完成最基本的基極分壓式單管放大電路靜態工作點的設置實驗，同時還需要學生另外選擇交流器件，設計不同的交流放大通路:共發射極放大電路、共基極放大電路、共集電極放大電路，最后完成全部實驗內容。這樣設計實驗的好處是:在一個實驗環節里，給學生設置了多個不同的實驗內容，實現了實驗內容的多樣性。同時也保證了實驗技能相對較好的學生可以利用剩余的實驗時間，完成擴展的實驗內容，以實現層次化培養的教學目標。
4．3設計提高實驗
本次設計的實驗平臺，注重采用傳統實驗平臺上很難見到、并且學生平時也很少有機會使用的貼片封裝器件，如貼片封裝的電阻、二極管、MOS管，讓學生有機會認識這些器件。各單元模塊都采用開放式設計結構，增加接口電路，注重各模塊之間的級聯和匹配，提高設計性實驗內容的比重。讓學生進到實驗室，一下子見到很多以前沒有見過的實驗器件，首先會異常興奮，充滿好奇心，帶著新鮮感去完成實驗。為了能更好地貼近實際應用，激發學生學習的熱情，在本次設計的實驗平臺上，還增設了多個傳感器接口電路，如稱重傳感器小信號的檢測與放大，室內光強變化的檢測與控制，環境溫度變化的檢測與控制，障礙物的檢測與判斷等多種模擬傳感器檢測電路，讓學生在實驗室里就能直觀地體驗到在學校所學到的理論知識與實際應用有著緊密的聯系，以激發學生做實驗的熱情，同時幫助學生初步建立起系統設計的觀念。
5結語
機電一體化集成裝配裝置由機械本體、控制系統、真空系統、力傳感器系統等組成，其中的電氣控制系統主要包括數字西門子840D級FN-NC數控系統控制的數字軸以及兩個模擬軸。此外840D控制的七個數字軸借助自身運動及力傳感器實現快速控制及實時控制[1]。此外工控機測量系統還能夠實現調資機構的運動控制，以便達到對裝配工件的姿態調整。所有的裝配工作包括一個動作，即將一個零件裝配到另一個零件中，以便完成定位、抓取、移動、裝配等多種明顯不同的動作。為了實現這些工作，需要借助電氣系統控制來實現。
2電氣系統優化改進的指導思想及改進思路
機電一體化集成裝配裝置在研制出來后，經過功能性試驗證明裝配裝置達到相關的要求，然而受裝配產品特殊性的影響，有必要對電氣系統進行優化及改進。在優化及改進的指導思想及改進思路上，需要保持裝置原有的功能，并且適當簡化系統結構，使得各個硬件結構更為緊湊，控制起來更加簡便。此外在電氣控制的電路結構上，還可以適當的降低額定電流設計或冗余設計，增加一些故障檢測及報警信息設備，這樣可以提高整個電路的安全性。優化后的集成裝配系統，將繁瑣的兩套數控系統簡化為一套數控系統，這樣可以大大降低應用軟件的開發難度，以使整個工藝程序靈活性提升，并且還可以有效避免兩套數控系統運行過程中出現隱患。
3電氣系統優化及改進
3.1冗余設計。在集成裝配裝置中，對氣動手爪張開及閉合采取工作冗余設計，這樣主要是為了提高真空吸具工作的可靠性及裝配的安全性。為了避免出現誤抓動作，氣動手爪在不應該閉合的時候不應做出閉合動作，因此針對每一個動作的輸出信號控制采取混合并聯冗余設計，并且觸電控制電路可采取串-并聯設計[2]。同時對這些電路還應設置信號檢測電路，以便使各個指令信號都各個信號指令都能夠得到反饋。3.2抗干擾設計。機電一體化電氣系統中，包括了高電壓及大電流的電氣設備，這些設備就是指強電設備。此外系統中還有低電壓、小電流控制設備，這些設備就是弱電設備。強電設備產生的電磁噪聲往往會對弱電設備造成非常大的干擾，此外弱電設備之間也會相互干擾。因此可見，在電氣系統的優化及改進上，要加入抗干擾設計，具體可以運用以下幾種抗干擾設計技術。第一是屏蔽技術，屏蔽技術能夠有效抑制電磁噪聲在空間上的傳播，以便隔斷自身信號對別的信號產生干擾。第二是接地技術，其中“地”主要為電力提供一個參考電位，使得系統中的電流能夠通過“地線”與“地平面”構成電流回路。在裝置中，設計了保護地線、工作地線以及屏蔽接地。第三是濾波技術，濾波器主要是由電感、電容、電阻等構成，這樣可以使不需要的頻率進行傳播，以便減少通過濾波器的頻率及通帶，并且有效抑制電網系統產生的電磁噪聲以及對控制系統的影響。此外，濾波技術還能夠抑制電氣系統中弱電器件的相互干擾。3.3熱設計。集成裝置的電子元件選用的材料有一定的溫度極限，如果超過這一極限，電氣元件的物理性能會發生較大的變化，使得電子元器件不能夠發揮它的預期作用[3]。元器件還能夠在額定溫度下持續長時間的工作，因此需要統計不同溫度下元器件的故障率。一般情況下，在高溫以及低溫條件下，元器件及電纜容易發生故障，半導體元器件故障率往往會隨著溫度的上升而增加，相應的電性能參數如耐壓值、放大倍數及允許功率都應為溫度函數。在集成裝置中數控系統、驅動系統、邏輯控制器等模塊化的結構都包含大量電子元器件。模塊中的電氣元器件在工作時會產生大量的熱量，雖然系統中安裝了冷卻風扇以及空氣對流散熱孔，但是由于控制柜位于一個封閉的環境中，這些冷卻分散并不能將模塊中的溫度及時排除。所以基于該原因，在進行控制柜及操作臺熱設計中，采取空調冷卻的方式，使得控制柜的溫度適中維持在一個合適的溫度。
4結語
總之，機電一體化集成裝配裝置的質量及安全性要想得到提升，就應該對相應的電氣系統進行優化以及改進。具體優化及改進中，應參照相應的指導思想及改進思路，進行冗余設計、抗干擾設計、熱設計，以便使優化后的集成裝置裝配系統的結構更加簡化、緊湊，使得控制過程得到簡化，這樣不但能夠降低電氣控制系統的開發難度，還能夠使產品的可靠性及安全性得到大大提升。
作者:鄭兆權 單位:廣東意菲尼環境科技有限公司
參考文獻：
[1]宋華偉.淺析機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統的優化[J].才智,2011,12（25）:75.
關鍵詞：電氣；自動化；控制設備
電氣自動化就是使產品的操作、控制和監視，能夠在無人（或少人）直接參與的情況下，按預定的計劃或程序自動地進行。隨著機械電子技術、微電子技術迅猛發展，電氣自動化控制在國民經濟的各個行業都得到了廣泛的應用，大大方便了人們的生活。電氣自動化程度是一個國家電子行業發展水平的重要標志，同時，自動化技術又是經濟運行必不可少的技術手段。電氣自動化具有提高工作的可靠性、提高運行的經濟性、保證電能質量、提高勞動生產率、改善勞動條件等作用。
隨著電氣自動化的提高，控制設備的可靠性問題就變得日益非常突出。控制設備的可靠性是可靠性學科的一個重要組成部分。在20世紀70年代，我國就建立了電子產品的可靠性與環境試驗研究所，開始了可靠性增長的研究工作。1984年組建了全國統一的電子產品可靠性信息交換網，并頒布了GJB299-87《電子設備可靠性預計手冊》，有力地推動了我國電子產品可靠性工作。
1 加強控制設備可靠性研究的重要意義
1．1 可靠性提高產品質量
產品質量就是使產品能夠實現其價值、滿足明示要求的特征和特質。概括其特性，主要包括：性能、可靠性、經濟性和安全性。由此可見，可靠性在產品質量中占有主導地位。只有可靠性高，發生故障的次數才會少，那么維修費用就少，相應的安全性也隨之提高。因此，產品的可靠性是產品質量的核心，是生產廠家追求的目標。
1．2可靠性可以增加市場份額
隨著國家經濟的高速發展，用戶不僅要求產品性能好，更重要的是要求產品的可靠性水平高研究發現，只有那些具有高可靠性指標的產品，才能在日益激烈的競爭中得以取勝。隨著電氣自動化控制設備自動化程度、復雜度越來越高，可靠性技術已成為企業在競爭中獲取市場份額的有力工具。
2 制設備的可靠性現狀
2．1工作環境、使用及維護不當是控制設備可靠性指標低的重要原因
電氣設備所處的工作環境多種多樣。氣候條件、機械作用力和電磁干擾是影響控制設備可靠性的主要因素。
(1）氣候條件主要包括溫度、濕度、氣壓、鹽霧、大氣污染等因素，對控制設備的影響主要表現在使電氣性能下降、溫升過高、運動不靈活、結構損壞，甚至不能正常工作。
(2）機械條件是指電氣設備在不同的運載工具中使用時所受到的振動、沖擊、離心加速度等機械作用，使得控制設備元器件損壞失效或電參數改變，結構件斷裂或變形過大以及金屬件的疲勞破壞等。
(3）控制設備工作的周圍空間充滿了由于各種原因所產生的電磁波，造成外部及內部干擾。由于電磁干擾的存在，使設備輸出噪聲增大，工作不穩定，甚至不能安全工作。
同時，操作人員在沒有完全掌握控制設備原理的基礎上進行操作，導致對控制設備不能熟練而正確的操作，并且不能對設備進行及時的維護和保養，都會導致控制設備可靠性指標低。
2．2元器件質量低下是控制設備可靠性指標偏低的一大原因
目前元器件生產廠家眾多，參差不齊。如果控制設備的使用企業規模較小，質量管理體系不健全，導致零部件進廠檢查出現漏洞；同時，元器件廠家間的惡性競爭，導致產品價格低廉，迫使企業不顧及元件質量進行采購，這些都會導致控制設備可靠性指標偏低，并且降低了使用壽命。
3提高控制設備的可靠性對策
要提高電氣自動化控制設備的可靠性，必須根據控制設備的特點，采用相應的可靠性設計方法，從元器件的正確選擇與使用、散熱防護•氣候防護等入手，使系統可靠性指標大大提高。
（1）在控制設備設計階段，研究產品與零部件技術條件，分析產品設計參數，研討和保證產品性能和使用條件，正確制定設計方案；其次，根據產量設定產品結構形式和產品類型。因為產量的大小決定著生產批量的規模，生產批量不同，其生產方式類型也不同，因而其生產經濟性也不同；同時，運用價值工程觀念，在保證產品性能的條件下，按最經濟的生產方法設計零部件；在滿足產品技術要求的條件下，選用最經濟合理的原材料和元器件，以求降低產品的生產成本；全面構思，周密設計產品的結構，使產品具有良好的操作維修性能和使用性能，以降低設備的維修費用和使用費用。
（2）從生產角度來說，設備中的零部件、元器件，其品種和規格應盡可能少，盡量使用由專業廠家生產的通用零部件或產品立足于使用國產材料和來源多、價格低的材料；設備（含零部偉的加工精度要與技術條件要求相適應，不允許無根據地追求高精度在滿足產品性能指標的前提下，其精度等級應盡可能低，裝配也應簡易化，盡量不搞選配和修配，力求減少裝配工人的體力消耗，便于自動流水生產。
（3）電子元器件的選用準則。根據電路性能的要求和工作環境的條件選用核算的元器件，元器件的技術條件、技術性能、質量等級均應滿足設備工作和環境的要求，留有有足夠的余量；優先選用經實踐證明質量穩定、可靠性高、有發展前途的標準元器件，不選用淘汰和禁用的元器件；應最大限度地壓縮元器件的品種規格，減少生產廠家，提高它們的復用率；除特殊情況外，所有電子元器件應按不同的要求經過必要的可靠性篩選后，才能用到產品中；優先選用有良好的技術服務、供貨及時、價格合理的生產廠家的元器件。對關鍵元器件要進行用戶對生產方的質量認定；仔細分析比較同類元器件在品種、規格、型號和制造廠商之間的差異，擇優選擇要注意統計在使用過程中元器件所表現出來的性能與可靠性方面的數據，作為以后選用的依據。
（4）控制設備的散熱防護。溫度是影響電子設備可靠性最廣泛的一個因素。電子設備工作時，其功率損失一般都以熱能形式散發出來，尤其是一些耗散功率較大的元器件，如電子管、變壓管、大功率晶體管、大功率電阻等。另外，當環境溫度較高時，設備工作時產生的熱能難以散發出去，將使設備溫度升高。
例如，半導體器件對溫度反應很敏感，過高的溫度會使器件的工作點發生漂移、增益不穩定、噪聲增大和信號失真，嚴重時會引起熱擊穿。因此，通常半導體器件的溫度不能過高，如鍺管不超過70～100℃；硅管不超過150～200℃表l列出了常用元器件的允許溫度。
因此對于半導體分立器件散熱需要考慮：
對于功率小于100mw的晶體管，一般不用散熱器；大功率半導體分立器件應裝在散熱器上；散熱器應使肋片沿其長度方向垂直安裝，以便于自然對流。散熱器上有多個肋片時，應選用肋片間距大的散熱器；半導體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應盡可能小，應盡量增大接觸面積，接觸面保持光潔，必要時在接觸面上涂上導熱膏或加熱絕緣硅橡膠片，借助于合適的緊固措施保證緊密接觸；散熱器要進行表面處理，使其粗糙度適當并使表面呈黑色，以增強輻射換熱；對于熱敏感的半導體分立器件，安裝時應遠離耗散功率大的元器件。
(5）電子設備的氣候防護潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設備影響很大，其中潮濕的影響是最主要的特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時會使機內元器件、印制電路板上產色和凝露現象，使電性能下降，故障上升。
當電子設備受到潮濕空氣的侵蝕，會在元器件或材料表面凝聚一層水膜，并滲透到材料內部，從而造成絕緣材料表面電導率增加，體積電阻率降低，介質損耗增加，零部件電氣短路、漏電或擊穿等。潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其失去保護作用。通常采用浸漬、灌封、密封等措施。
4結語
隨著社會的發展，電氣工程在人民日常生活中和工業生產當中起到的作用越來越大。電氣工程在建設的過程中需要數目巨大、功能各異的施工設備的支持。為了保證這些施工設備都處于良好的工作狀態，確保電氣工程的施工正常運行，必須提高針對施工設備的故障診斷水平。一旦施工設備出現了故障，又沒有在第一時間進行處理，就會對電氣工程的正常施工造成負面影響。文章將簡單介紹我國電氣工程施工設備的使用現狀，分析電氣工程的施工設備容易出現的故障類型，提出一些針對電氣工程施工設備的故障診斷策略。
關鍵詞：
電氣工程；施工設備；故障診斷
前言
信息技術在自身體系逐漸成熟完善之后，開始對各個學科、技術領域產生了影響，越來越多的行業開始出現自動化、電子化、智能化的趨勢，電氣工程施工也是如此。雖然我國電氣工程施工的自動化進程比起西方一些發達國家，起步較晚，水平也低，但是我國正在逐步縮小這種差距。目前，我國正在對電氣工程施工進行深入研究，從硬件和軟件兩個角度對施工設備常出現的一些故障類型進行分析，全面提高施工設備的故障診斷水平，以便提前采取預防措施，在施工設備出現故障時第一時間進行維修保護，避免發生更嚴重的后果，維護電氣工程施工穩定運行。
1電氣工程施工設備的使用現狀
利用機械設備來進行電氣工程的施工，能夠節省人力資源，提高工作效率，確保電氣工程的施工能夠在工期之內完成。但是，利用機械設備來進行電氣工程施工，仍然要依賴于人的控制，在工作過程中依然存在很大可能會發生各種各樣的差錯。而在信息技術逐步完善，并且滲透到電氣工程施工之后，這種現象出現了極大改善。人們在電氣工程的施工設備當中加入智能芯片，編制程序來向施工設備各種命令，電氣工程的施工出現一種自動化、智能化的趨勢[1]。但是，我國在這一方面起步比較晚，所利用的電氣設備主要依賴從國外進口。這種技術上的劣勢，嚴重限制了我國電氣工程向著自動化的方向發展。另外，由于我國缺乏制造先進自動化儀器的核心技術，對于國外生產的自動化儀器的功能、參數、工作原理、核心結構都不夠了解，一旦出現故障很難進行維修，影響了電氣工程的施工效率。如果要聘請國外的技術人員進行修理，又給企業帶來了額外的經濟負擔，降低了電氣工程施工的總體經濟效益。
2電氣工程施工設備容易出現的故障類型
2.1硬件方面
電氣工程施工設備容易出現的故障，可以分為硬件和軟件兩個方面[2]。在硬件方面，主要是施工設備當中的一些電子元器件容易受到各方面因素的影響，發生故障和損壞。這些電子元器件是施工設備重要的組成部分，種類繁多，數量巨大，容易引起故障的因素來自各方面，需要現場工作人員投入相當大的注意力。比如，如果供電的電壓不夠穩定，就容易導致一部分電阻和電容被燒壞。而這些電阻和電容通常是通過焊接的形式連接在電路板上的，一旦損壞必須從電路板上拿下來，再焊接上新的。在這過程中還要采取小心謹慎的態度，注意不能破壞其他元件。除了一些外部因素的影響，元器件自身由于工作時間過長，發生老化、性能下降，也是常見的故障原因之一。每一個電子器件都有其自身的使用壽命，如果工作時間到達了使用壽命的臨界點，工作人員又沒有注意更換，輕則電子元器件性能下降，重則直接報廢，造成電氣設備的局部癱瘓。想要避免電子元器件自身老化引起的故障，需要工作人員保持對電子元器件的長期觀測，在即將到達使用壽命年限時及時進行更換，而外部原因引起的電子元器件故障，則需要通過各種防護手段和措施來進行避免。
2.2軟件方面
由于電氣工程施工自動化程度越來越深，電氣工程的施工設備主要由內部的智能芯片來進行控制。工作人員根據預先編制好的程序軟件，向施工設備指令，由智能芯片控制和操作施工設備。如果程序軟件出現故障，就會影響工作人員對施工設備的操控，不能按照要求完成施工，甚至設備根本不響應，停止工作。施工設備在軟件方面的故障，一部分原因是由于工作人員的自身素質過低所造成的。隨著電氣工程施工的自動化進程逐漸推進，對于工作人員的素質要求越來越高。工作人員在電氣工程自動化施工的過程中，不僅要承擔操作施工儀器、各項指令的職責，也要承擔對施工設備的檢測職責。但是，在電氣工程實際施工的過程中，經常出現工作人員素質太低，不能滿足實際施工需要的現象。工作人員的綜合素質低，不能夠對施工設備進行良好操控，在施工設備出現軟件方面故障的時候也無法采取措施，有效降低甚至消除故障的影響。想要解決這方面的問題，就要提高工作人員的綜合素質，從學校和工作單位兩方面入手。學校方面，要在提高學生理論知識水平的同時，逐步引導學生進行實踐性訓練；工作單位方面，要加大對新進員工的培訓力度，鍛煉員工的實踐操作能力。
3電氣工程施工設備的故障診斷策略
3.1依靠員工個人經驗
診斷電氣工程的施工設備發生的故障，經常會具有一定的相似性。如果工作人員具有豐富的工作經驗，就能夠自行對設備故障類型進行判斷，分析引發故障的原因，制定解決措施。對于一些新的故障類型，工作人員也可以根據以往的故障診斷記錄，對比故障前后施工設備的工作狀況，推測故障發生的原因。通過這種方式，能夠大大提升故障診斷和故障修復的效率[3]。另外，利用員工個人經驗進行故障診斷，不需要企業進行額外的投入，沒有產生多余的成本，不會導致企業經濟效益的降低。這也是企業在招聘時，對擁有豐富工作經驗的員工進行優先聘用的重要原因。企業在聘用擁有豐富工作經驗的員工之后，可以安排老員工帶新員工的工作模式，發揮老員工的經驗優勢，盡快提升新進員工的技能水平。但是，從嚴格意義上來說，依靠員工個人經驗診斷，具有極大的不確定性，缺乏一定的科學依據。所以，這種故障診斷的方式，只能夠作為出現故障時的初步診斷方式，仍然需要科學儀器的詳細診斷來進行驗證。
3.2依靠先進儀器
進行診斷利用先進的儀器來進行故障診斷，往往比依靠員工個人經驗得到的結果更加精確、更加精準、更加具有科學性。故障診斷儀器直接與疑似出現故障的施工設備進行電路連接，通過電流、電壓等工作參數的變化，分析故障的類型、發生部位和引發原因，自動采取修復措施。相比傳統的萬用表、電流表、電壓表等檢測儀器，故障診斷儀器不僅能夠發現施工設備的故障，還能夠自動采取針對性的修復措施，大大增強了故障診斷的時效性。對于一部分先進的故障診斷儀器來說，能在分析出故障的類型、發生部位和引發原因之后，形成報告發送給工作人員，通過智能分析提出一些修復建議，大大增強了故障診斷的針對性。
4結束語
在電氣工程的施工過程中，經常會由于各種因素的影響，出現各種硬件方面或者軟件方面的故障。這些故障的出現，大大降低了電氣工程的施工效率，影響了電氣工程施工的總體經濟效益。對此，電氣工程的施工企業要積極利用員工個人經驗和先進儀器兩種故障診斷方式，結合兩種診斷方式的優點，綜合提高施工設備故障診斷的時效性和針對性。
參考文獻：
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關鍵詞：電氣自動化；控制設備；可靠性；測試；方法
中圖分類號：F407.6文獻標識碼： A 文章編號：
電氣自動化控制設備的可靠性是減少操作故障，提高設備的安全性的基本要求，可以實現無人操作或減少操作人員，提高工作效率，改善人們的生活品質，為企業創造更高的經濟效益，因此，必須有效提高電氣自動化控制設備的可靠性。在實際應用中，影響電氣自動化設備可靠性的因素很多，隨著自動化水平的提高，對于可靠性的問題越來越受到人們的關注，本文對此將作簡要分析。
一、電氣控制設備可靠性分析的測試方法和內容
1、實驗室測試法。
此種測試方法是通過可靠性模擬進行測試，利用符合規定的可控工作條件及環境對設備運行現場使用條件進行模擬，以便實現以最接近設備運行現場所遇到的環境應力對設備進行檢測，統計時間及失效總數等相關數據，從而得出被檢測設備可靠性指標。此種可靠性測試方法的優勢在于：實驗條件容易掌控、所獲取的試驗數據質量較高、實驗結果可以再現等；不足之處主要體現在：進行實驗室測試法所需要的實驗費用較高、實驗條件受到限制、需要試品數量大以及實驗結果受到產品批量及成本因素影響等。因此，此種測試方法更適用于生產批量較大的產品。
2、現場測試法
現場可靠性測試方法是當前電氣自動化控制設備可靠性測試中一種常用的方法，通過現場測試對相關的數據進行收集和整理，同時做出系統的分析，以此來作為可靠性評估的依據。現場測試法的優勢在于：測試環境與實際工作環境更加符合，測試所得到的數據可以對被檢測設備實際運行中的可靠性及維護性等相關參數做出更加真實的反映；進行可靠性實驗所需要的設備較少，需要投入的測試費用相對少；在實施現場測試時被測試設備可以保持正常的運行狀態。電氣自動化控制設備可靠性現場測試法具體又包含三種類型：第一種是可靠性在線測試，即在被測試設備正常運行過程當中進行測試；第二種是停機測試，即在被測試設備停止運行時進行測試；第三種是脫機測試，需要從設備運行現場將待檢測部件取出，安裝到專業檢測設備當中進行可靠性測試。
依據收集到的可靠性數據，按照點控設備可靠性指標體系的要求進行統計，計算有關可靠性特征，同時還要考慮成本經濟因素，降低相關費用，在選擇元器件的時候最好減少元器件的種類，減少操作過程的程序，使得測試過程逐漸簡單、易行。
3、保證實驗法
保證實驗法，就是通常經常談到的“烤機”，具體指的是在產品出廠前，在規定的條件下對產品所實施的無故障工作試驗。通常情況下，作為研究對象的電氣自動化控制設備都有著數量較多的元器件，其故障模式顯示方式并非以某幾類故障為主，而是具有一定的隨機性，并且故障表現形式多樣，所以，其故障服從于指數分布，換句話說，其失效率是隨著時間的變化而變化的。產品在出廠之前在實驗室所進行的烤機，從本質上講，就是測試和檢測產品早期失效情況，通過對產品進行不斷的改進和完善，以確保所出廠的產品的失效率均已符合相關指標的要求。實施電氣自動化可靠性保證實驗所花費的時間較長，因此，如果產品是大批量生產，這種可靠性檢測方法只能應用于產品的樣本，如果產品的生產量不大，則可以將此種保證實驗測試法應用在所有產品上。電氣自動化設備可靠性保證實驗主要適用范圍是電路相對復雜、對可靠性要求較高并且數量不大的電氣自動化控制設備。
二、提高電氣設備可靠性的方法
為使電氣自動化控制設備的可靠性得以提高，就需要以分析電氣設備的壽命周期（如圖1），從電氣設備壽命周期的影響因素出發，從而提高電氣設備可靠性。從控制設備設計階段、電子元器件的選擇、控制設備的散熱防護和氣候防護等入手，并采取合理的可靠性設計方法。
圖1 電氣設備全壽命周期及影響因素分析
1、在控制設備設計階段，首先要對產品與零部件技術條件進行研究，對產品設計參數做仔細分析，在確保產品性能和使用條件下制定出科學合理的設計方案；此外，為了提高產品的使用性能和操作維修性能，減少控制設備的使用費用和維修費用，產品結構也要通過全面構思后再進行周密設計。
2、從生產角度來看，要盡可能減少設備中元器件與零部件的品種和規格，通常要采用專業廠家所生產的通用產品或零部件，使用來源多、價格低的材料，或是國產材料；無論是設備還是其零部件的加工精度，都要符合當前技術條件要求，不能盲目的追求高精度。其精度等級與產品性能指標相適應的條件下可以降低，也可以簡化其裝配，盡可能減少選配和修配，盡可能使裝配工人的體力消耗減少，這樣才能利于自動流水生產。
3、電子元器件的選擇與使用。元器件要以電路性能的要求以及工作環境的條件為依據進行選用，元器件無論是其技術性能、技術條件，還是其質量等級等都要符合控制設備運作和環境要求，并且要保留足夠的余量；所有電子元器件都需要以不同的要求為依據，并經過必要的可靠性加以篩選后才能使用到產品中去（除特殊情況外）。
4、控制設備的散熱防護。電子設備中經常要用的屏蔽盒、焊片等零件，一般是采用鍍銀工藝，如果鍍銀層上不涂覆固體膜保護劑，鍍銀層會很快變色發黑，從而影響外觀與電性能等。在工藝上最近幾年相繼出現了很多新工藝，如：高效熱傳導工藝；達克羅、氟涂料涂覆工藝；三元合金電鍍工藝等，它們在設備中已經廣泛使用。某控制設備由于設備的功耗比較大，設計時采取了所有常規散熱措施，包括傳導、自然對流、輻射換熱以及強迫風冷、機箱上開通風孔、增加散熱面積等，然而，夏天使用時，設備經常開機時間不長就停止工作。經檢查、分析，發現是由于屏蔽盒內的幾個芯片因為溫度太高停止工作而造成的。鑒于此，采用了高效熱傳導工藝，通過高效傳熱元件將芯片產生的熱量直接傳遞到散熱面積較大的機箱壁和蓋板上，再通過它們和周圍環境進行熱交換，從而將熱量散出去，進而降低盒體內部的溫度。如果發熱芯片數量比較多，可增加傳熱元件兩端的接觸面積，將它們的熱量集中傳遞到機箱側壁上，并在相應位置安裝風扇，再利用強迫風冷對其進行散熱。采用高效熱傳導工藝后，很好地解決了設備內部芯片的散熱問題，再沒有出現以前的故障。
5、電子設備的氣候防護。潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設備影響很大，其中潮濕的影響是最主要的。特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時會使機內元器件、印制電路板上產色和凝露現象，使電性能下降，故障上升。當電子設備受到潮濕空氣的侵蝕，會在元器件或材料表面凝聚一層水膜，并滲透到材料內部，從而造成絕緣材料表面電導率增加，體積電阻率降低，介質損耗增加，零部件電氣短路、漏電或擊穿等。潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其失去保護作用。通常采用浸漬、灌封、密封等措施。
三、結束語
提高電氣控制設備的可靠性是十分重要的課題。要結合我國電氣控制設備的可靠性現狀，找出影響電氣自動化設備可靠性的關鍵因素。提出對電氣控制及自動化設備可靠性的測定和試驗方法，以達到進一步提高電氣設備可靠性的目的。
參考文獻
[1]毛維淺談對電氣自動化控制設備可靠性的認識.[J]中國科技博覽2010
關鍵詞：電子技術；現狀；應用；發展；分析
1 我國電子技術的發展現狀
電子技術是19世紀末到20世紀初崛起的先進技術，是新時代科學技術標志性成果之一。現代科學技術的不斷深入發展推動了電子技術的更新和優化，使其應用范圍更為寬泛，對其的理論研究也逐漸得到人們的關注，電子技術成果和產品是研究電子技術的主要對象。電子技術的不斷發展加大了各行業對其的需求，在此種形勢下，電子技術面臨著發展的機遇和嚴峻的挑戰。但是我國的電子技術研發水平相比于發達國家還是有一定的差距，所以我國電子技術未來的發展之路還很艱巨。我國電子技術的發展應在借鑒國外相關先進技術的基礎上，進行自主創新研發，促進我國電子技術規模化、產業化、自主化的發展，形成獨具我國發展特色的電子技術。目前新材料科學與技術的進步，也在一定程度上促進了電子技術的發展，二者相互融合轉化成巨大的生產力，在我國社會經濟的長遠發展方面發揮了強大的作用。
2 電子技術的具體應用分析
2.1 在電力行業中的應用和發展
電力電子技術就是電子技術在電力系統應用后的技術總稱，電力系統利用電子技術可以高效、高質地進行供電作業，進一步保障了電力系統的安全、穩定運行。另外，電子技術的應用提高了電力系統控制的靈活性、排查故障率以及應對解決突發事故的能力，進而增加了電力企業的經濟效益，增強了電力企業的經濟實力，為其在我國國民經濟發展過程中發揮重要的作用，提供了堅實的基礎。電力系統建設一直都是我國基礎設施建設的重要領域，面對當前我國能源日益緊缺的局面，電力電子技術的應用可以提高電力資源的利用率，促進電力企業經濟效益的最大化。現階段我國的電力電子技術較為成熟，例如已達世界先進水平的高壓直流輸電技術，其和交流輸電技術相比，具有良好的安全穩定性，遠距離大容量輸電就是以此為技術基礎，實現了可觀的經濟效益。市場需求對電力電子技術的發展產生了直接的影響，每年可以達到十幾個百分點的增幅，推動了傳統工業生產和現代高新技術產業的發展，是我國社會經濟發展過程中的支柱技術之一。高壓直流輸電技術的最新研發GTO、JGBT等可關斷器件、脈寬調制等新型電子產品已經正式投入使用，FACTS技術也正在逐步深入研究。未來電力電子技術將會在電機調速、供電電源、電力配電等更廣闊的領域中應用。
2.2 在軍事國防領域應用和發展
在現代科學技術水平不斷提高的今天，軍事國防領域對先進技術提起了高度的重視。軍事電子技術是電子技術在軍事國防系統和裝備中的應用，是電子技術另一重要的應用領域。其主要包括軍用軟件、軍事通信技術、軍用電子元器件等，其中微電子技術是現代軍事電子技術的重要代表，是衡量國家軍事力量先進水平的重要標志。目前世界各國相繼加大了電磁頻譜的研發力度，在電子元器件領域致力于研發適應高頻段、寬頻譜、高溫環境的材料和器件，具體表現在寬禁帶半導體器件等新型軍用微電子器件的大規模研發。軍事國防裝備中逐漸涌現的尖端武器和先進設備表明電子技術在軍事國防領域中具有重要的推動作用。此外，電子技術不僅在軍事武器、設備的研發中應用，在改善軍事研發環境方面也有重要的作用，促進和保障了軍事研發工作效率的提升。可見，現代國家軍事國防事業實現可持續穩定發展的根本動力之一就是軍事電子技術。同時，在現代社會以及經濟全球化發展的大背景下，軍工企業要不斷提高自身的研發水平、生產能力以及市場競爭力，確保企業的技術、生產實力和新時代的軍事發展需求相一致，這就需要軍工企業應用先進的電子技術，此形勢下的軍工企業呈現出更為科學合理、穩定安全的發展趨勢。
2.3 在汽車行業的應用和發展
汽車電子技術是電子技術在汽車行業的應用，其是電子化、電子信息技術和相關電子技術在汽車中應用的總稱。電子技術作為汽車行業的技術支撐，促進了汽車行業進入電子控制時代的轉變。目前大量尖端的電子裝置應用在汽車上，使汽車向著現代化、智能化、舒適化、環保化以及安全化方向邁進。當前汽車電子技術全方位迅速發展的主要特征有功能多樣化、技術一體化、系統集成化以及通信網絡化。
隨著人們對汽車整體性能要求的逐步提高，先進的汽車電子技術在功能多樣化、系統集成化、體積微型化、系統網絡化等方面有了較為顯著的突破，實現了人-車-環境三位一體的和諧發展。汽車電子技術在功能上包括舒適性、安全性、經濟性、操縱性、能源節約性及環保性等，滿足了人們對汽車安全、環保、舒適、娛樂等要求。同時單個部件電子化的汽車電子技術也發展到總成電子化、網絡化、智能化、環保化、安全化以及綜合化。
3 現代電子技術的發展趨勢
第一，趨于微型化。趨于微型化的表現形式主要是納米電子學，其主要的研究對象是在納米的尺度下事物的運動規律和特性，研發利用納米級的事物專屬的特性，在生物科技、醫療工程中納米檢測儀器有著廣范的應用空間。逐步推廣和應用的納米電器器件是電子器件的又一次變革。
第二，智能化。在很大程度上高度智能化的電子設備可以代替人類完成各項危險的、枯燥的工作，其應用范疇也將更為廣泛，例如智能化的電子焊接、智能化車載控制系統、智能化的機器人、智能組裝流水線，智能礦脈探測等方面。
第三，精確化。信息流傳的精確程度是當前人們所關注的焦點，精確化的電子技術將在各種觀測、傳輸性行業，如氣象預測、信息傳輸、醫療檢測等方面進行應用，做到在最小程度內的信息精確和信息傳輸損耗。
關鍵詞 電子實習;教學內容;電子產品;改進
中圖分類號:G642.44 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2010)18-0054-03
Some Improvements on Teaching Content of Electronic Practice//Zhao Cheng
Abstract This essay puts forward a series of specific improvement measures on teaching content in the college where the author works, for the purpose of making an improvement on training students’ abilities of designing, practicing and bringing forth new ideas. Moreover, some explorations into the connection between electronic practice and its follow-up subjects in this article has also been made.
Key words electronic practice; teaching content; electronic products; improvements
Author’s address Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing, China 100070
1 教學目的和意義
電子實習是工科院校相關電子專業的重要教學實踐環節,是一門理論聯系實際,使學生了解電子產品制造過程的實踐活動課。通過電子產品設計、焊接、裝配、調試、檢驗過程的實踐鍛煉,使學生了解電子產品的生產全過程,并初步具備設計、開發電子產品的能力。通過電子實習不僅培養學生的實際動手能力,而且能使學生了解和掌握現代電子產品的先進制造工藝,為其在后續專業課的學習、課程設計、畢業設計以及以后從事實際工作打下良好的實踐基礎。在電子實習中,學生可以有效地發揮自己的創造性思維,把課本上所學到的知識應用到解決實際問題之中,從而完成由理論知識向實踐操作能力的轉化,培養學生的實踐能力和創新精神,增強學生解決工程實際問題的能力,提高學生的綜合素質。
2 教學內容的現狀
北京電子科技學院電子實習時間為2周,實習內容主要有:安全用電;電子元器件的認識和測試;焊接練習;印刷線路板的設計;萬用表、直流穩壓/充電電源和表面貼裝SMT調頻收音機等產品的裝配和調試。
安全用電主要使學生明確安全用電的概念及規程制度,掌握防觸電技術,學會使用安全用具,掌握設備安全用電技術,掌握觸電急救及其他急救方法,學會分析、處理用電事故等。電子元器件的認識和測試主要是要求學生認識和識別電阻、電容、電感、二極管、三極管和集成芯片等的材料類別、型號、規格、功能、參數和符號,掌握一般元器件的選用原則以及各類型元器件的測試方法。焊接練習主要是讓學生在了解焊接機理,熟悉焊接工具、材料、操作步驟和基本原則的基礎上,掌握一般的焊接技能,可以實現手工焊接小規模的電子產品。焊接技術影響著電子產品的質量和效果,因此,焊接練習在電子實習中是一個基本功練習,是非常重要的實踐基礎環節。
印刷線路板的設計也是電子實習中重要內容。印制線路板的設計過程包括用EDA工具軟件設計出電路原理圖,然后將其轉換為印刷線路板PCB版圖。由于實習時間較短,教學中要求學生學習EDA工具軟件并畫出電路原理圖。
電子產品有萬用表、直流穩壓/充電電源和表面貼裝SMT調頻收音機等產品,學生通過掌握這些產品的基本原理,自己測試元件,進行裝配和調試,實現對產品的效果要求。收音機的組裝與調試中采用清華大學的SMT實習系統和FM微型收音機。SMT是將片狀元器件直接貼裝在印制板銅箔上,用再流焊或其他焊接工藝焊接,實現電子產品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本以及生產的自動化。SMT現在已成為現代電子信息產品制造業的核心技術,學生對這項新技術和新工藝興趣很大。通過對產品的組裝與調試,讓學生了解并體會電子產品商業化生產的全過程,增強學生的實踐動手能力。
3 教學內容的不足
不足之一:電子產品的制作過程應包括電路原理圖設計、PCB版圖設計和PCB板制作、元器件檢測、組件的焊接與安裝調試、產品質量檢驗等,但是由于實習時間較短,制作費用偏高,對于PCB版圖設計和PCB板制作還沒有引入電子實習教學中,使得學生對電子產品的制作過程沒有完整體會。
不足之二:學生體會不到先進的、完整的現代電子工業產品制作的過程。電子實習中一些電子產品的制作只是現代電子工業產品制作過程的縮版,學生不能夠體會到大型電子自動化設備流水線式的工作方式。
不足之三:在電子實習中,模仿式訓練比重較大,不強調產品的原理和設計,只是按照給定的電路圖,把電子產品組裝、焊接起來,學生實習過程中對所遇到的問題也不知從何下手,從而導致實習興趣不高,在實習過程中很被動,不能很好地培養學生的設計、綜合和創新能力。另外,有些實習的產品實用性不高,很多學生做完后沒有去使用它,產品沒有得到很好的再利用。
4 教學內容的改進
改進之一:增加PCB版圖設計和PCB板制作的內容。印制線路板的制作是電子實習的一個重要環節,也是電子類專業學生必須具備的基本技能之一。印制線路板圖的制作采用相關EDA工具軟件進行設計,設計完成后,可采用清華大學生產的“印制板快速制作系統”,由學生進行復印――鉆孔――腐蝕等全過程操作,制作出印制線路板,再進一步焊接和安裝產品。這樣可以讓學生體會到電子產品制作的整個過程。
改進之二:通過多媒體介紹電子工藝的發展,包括現有的焊接技術的發展和新的設計方法,展示工廠里的電子產品制作工藝流程;還可以帶領學生參觀工廠電子產品的制作過程,這樣使學生對現代電子工業產品的生產有一個比較完整直觀的認識。
改進之三:更新電子產品的內容。為了使學生從電子產品中了解盡可能多的電子相關知識,應該使該電子產品能夠涉及更多的技術領域,而且能和后續課程的學習緊密聯系起產。讓學生查找資料,自主設計、制作電子產品,來形成培養學生創新能力為主的實踐教學模式。因此,學校在實習中增加AVR單片機實驗板和可編程器件實驗板的制作,其設計流程如圖1所示。
AVR單片機實驗板采用ATmega16的最小系統,它包含電源電路、復位電路、串口轉換電路、晶振時鐘和一些旁路電容。實驗板如圖2所示。
此實驗板具有以下特點:整板采用單面布線,使連接關系簡單明了;板上的電容電阻均標識大小,元器件采用分立元件與貼片元件2種封裝相結合,便于練習焊接;ATmega16所有的管腳全部通過芯片兩側的插針引出,并且每個管腳都做有標識并引出1個插孔、2個插針,留有電源和地接口插針,便于擴展連接;板上有1個LED測試燈,可通過觀察LED是否閃爍判斷實驗板是否正常工作;留有MAX232串口轉換電路,以后調試使用時可再焊接;USB電源供電,可直接從計算機USB口取電;USB下載方式,下載線可直接接計算機USB口使用。實驗板將以散件套裝的形式提供,學生根據所給的電路圖等文檔自行焊接實驗板,并且提供的ATmega16芯片已經預先燒好測試程序,在焊接完成后插好ATmega16芯片,通過觀察測試燈是否正常閃爍便可測試核心板的焊接是否有誤。為了簡化板面,應用電路沒有在其中,也附有擴展板,學生以后可根據應用情況自行設計應用電路。
可編程器件實驗板采用的主芯片是EPM1270T144C5N,實驗板由主芯片電路、電源電路、JTAG接口電路、復位電路、時鐘電路等幾部分組成。實驗板如圖3所示。
此實驗板具有以下特點:整板采用雙面布線;板上的電容電阻均標識大小,元器件采用分立元件與貼片元件2種封裝相結合,便于練習焊接;將EPM1270T144C5N芯片的大部分管腳引出,并且每個管腳都做有標識,其中有84個I/O口可定義,留有電源和地接口插針,便于擴展連接;板上有1個LED下載燈,可通過觀察LED是否閃爍判斷實驗板下載是否正常工作;下載板上包括4個LED數碼管、8個發光二極管、8個撥動開關,便于以后的應用。實驗板將以散件套裝的形式提供,學生根據所給的電路圖等文檔自行焊接實驗板,并且提供測試程序。
這兩種實驗板空板目前給學生提供,等引進PCB板制作工藝后,準備讓學生自行設計制作完成,這樣讓學生實現整個產品的制作過程。這兩種實習產品不僅可以讓學生熟悉單片機、EDA等課程的內容,還可以供這些課程的實驗、后續的電子設計競賽、課程設計、畢業設計使用。這些產品體積小,方便攜帶,可以隨時使用,不受實驗環境的限制,跟以后課程緊密相連,因此,這樣的實習產品學生很喜歡。其制作過程不僅能培養學生設計、綜合、創新能力,更能激發其學習和探索知識的興趣,也能很好地、有效地發揮實習產品的價值。
5 結束語
電子實習不僅培養學生的動手能力,更是通過對產品的設計、制板、焊接和測試等來了解現代工業產品的生產全過程,鍛煉學生主動設計、主動探索的精神和創新意識。優化電子實習的內容,使其能和先進技術和后續課程緊密聯系起來,為進一步的學習拓寬知識面,打好基礎。因此,不斷改進和完善電子實習內容才能進一步提高實習教學質量,也有助于培養適合新時展需要的高素質專業技術人才。
參考文獻
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【關鍵詞】裸芯片；電老煉；質量控制
1.引言
工程使用大量的元器件，元器件的可靠性已成為工程可靠性的基礎。隨著型號產品輕量化、小型化的發展趨勢，組件、混合電路的應用日益普及[1]。組件、混合電路內部往往使用數量不等的裸芯片，常見的裸芯片類型主要有二、三極管，集成電路，電容等。電老煉是剔除存在早期失效缺陷的元器件的最有效的方法，但由于受到技術、資金等因素的制約，國內外特別是國內半導體生產廠往往缺少對裸芯片進行電老煉的手段。因此裝入工程使用的組件、混合電路的裸芯片未經過電老煉環節，組件、混合電路的電老煉應力又不能滿足剔除裝入其中的存在早期失效缺陷裸芯片的要求。裸芯片的質量與可靠性已成為制約型號產品可靠性的瓶頸，所以有必要對裸芯片的質量控制方法進行研究[2]。
2.國內外裸芯片的質量控制現狀
目前國內外裸芯片的質量控制主要有兩種模式：
（1）KGD芯片的質量控制[3]
KGD（Know Good Die，已知良好芯片）芯片是經過測試、電老煉篩選等質量控制環節的芯片，從理論上說此類芯片在裝入組件、混合電路時已剔除了存在早期失效缺陷的產品，從可靠性角度看已進入相應質量等級的浴盆曲線底部。
KGD芯片進行電老煉采用兩種方法：
①分立芯片電老煉。其特點是使用臨時封裝的載體夾具對劃化片后的單個芯片進行電老煉，使用靈活，適合批量不大的產品。
②晶圓級電老煉。其特點是對整個晶圓進行電老煉，費用教高，適合大批量生產，在有足夠的需求批量條件下采用。
國外有專門對裸芯片進行電老煉的設備，如美國AEHR公司生產的FOX系列產品。
雖然KGD芯片的質量與可靠性具有很大優勢，但KGD芯片的電老煉環節所需要的技術高、費用昂貴，因此受到資金、技術等因素的制約，國內半導體生產廠缺少對裸芯片進行電老煉的手段，很難提供KGD芯片。
（2）測試芯片的質量控制
測試芯片經過晶圓級探針的測試環節，有時輔以晶圓級的高溫貯存和抽樣封裝進行電老煉和壽命試驗等評價考核試驗。對于型號工程，國內半導體器件裸芯片生產廠一般采用此種方法提供裸芯片。但是由于裝入組件、混合電路的芯片未經過電老煉篩選，芯片抽樣封裝進行的評價考核試驗不能完全反映裝機時芯片的可靠性水平，因此此類芯片的質量與可靠性水平具有不確定性。
3.國產裸芯片的質量控制方法
從以上分析可以看出，目前國內半導體器件生產廠缺少對裸芯片進行電老煉的手段，提供的裸芯片往往具有存在早期失效缺陷的產品，而目前對裸芯片質量與可靠性的評價是抽樣性質的（如GJB2438《混合集成電路通用規范》），不能完全反映裝機時芯片的可靠性水平。產品的質量與可靠性是由設計、生產決定的，因此對工程產品使用的裸芯片的質量控制應從設計、生產工藝控制到芯片測試篩選，可靠性評價考核試驗等全過程進行。
（1）設計階段控制
裸芯片的質量控制必須從設計階段抓起。設計階段控制主要通過可靠性設計、模型驗證、設計規則驗證等環節實施，力求最大程度上消除因設計不當造成的質量與可靠性問題。
（2）生產工藝過程階段控制
生產工藝過程控制主要通過以下方面進行：
（a）過程識別文件（PID）的建立；
（b）統計過程控制（SPC）技術的實施；
（c）工序能力指數CPK的提高。非關鍵工序的CPK≥1.33，關鍵工序的CPK≥1.5。
通過以上環節的控制，力求最大程度上消除因生產過程不當造成的質量與可靠性問題。
（3）芯片測試篩選
（a）晶圓級測試篩選按下表規定100%進行。
順序 篩選項目 試驗條件
1 高溫貯存 +（125±2）℃，96小時，N2氣氛
2 溫度循環 -（55±3）℃）～+（125±2）℃，恒溫時間不少于30分鐘，轉換時間不超過1分鐘，10次循環
3 常溫測試 按產品詳細規范，對關鍵參數規定一致性的要求
4 內部鏡檢 集成電路按GJB548內部目檢的條件A的規定；分立器件按GJB128的內部目檢的規定。
注：對PDA規定控制要求。
（b）劃片后的芯片鏡檢
產品按集成電路按GJB548內部目檢的條件A的規定；分立器件按GJB128內部目檢的規定。
（4）可靠性評價考核試驗[4]
每批次晶圓應進行可靠性評價考核試驗。
（a）可靠性評價考核試驗的SEM檢查
從每批次的每一晶圓片中選取5個芯片（每1/4扇面和中心各選取1個），每批次的全部晶圓中取得的芯片進行SEM檢查，按GJB128（適用于半導體分立器件）、GJB548（適用于集成電路）有關規定，檢查一般金屬化層、鈍化層臺階、鈍化層。合格判定數（c）為0。
（b）可靠性評價考核試驗的篩選和質量一致性檢驗
從每批次的每一晶圓片中至少選取5個芯片（每1/4扇面和中心各選取至少1個）進行封裝，應保證可靠性評價考核試驗的篩選合格品的數量滿足可靠性評價考核試驗的質量一致性檢驗的要求。
①產品按下表規定100%進行可靠性評價考核試驗的篩選。
表1 可靠性評價考核試驗的篩選
順序 篩選項目 試驗條件
1 常溫測試 +（25±5）℃
2 高溫貯存 +（125±2）℃，96小時
3 溫度循環 -（55±3）℃～+（125±2）℃，恒溫時間不少于30分鐘，轉換時間不超過1分鐘，10次循環
4 恒定加速度 Y1方向，20000g，至少1分鐘
5 電老煉前電性能測試 +（25±5）℃
6 電老煉 分立器件：常溫；集成電路：+（125±2）℃；240小時
7 電老煉后電性能測試 按產品詳細規范，對關鍵參數規定參數變化量的要求
8 高溫測試 +（125±2）℃，按產品詳細規范，對關鍵參數規定一致性的要求
9 低溫測試 -（55±3）℃，按產品詳細規范，對關鍵參數規定一致性的要求
注：對不合格品應進行失效分析。如內引線在芯片鍵合區失效，該批次晶圓作拒收處理。PDA實行一定的控制要求。
②可靠性評價考核試驗的質量一致性檢驗
按下表規定進行質量一致性檢驗考核，采用零失效方案。
表2 質量一致性檢驗
試驗項目 試驗條件或要求 抽樣標準 備注
穩態壽命 Ta=+（100±3）℃，1000小時，加電，其余按產品詳細規范 45（0） 對關鍵參數規定一致性的要求
4.結束語
對裸芯片進行質量控制是保證工程產品可靠性的一個關鍵環節。針對國內半導體器件生產廠不能對裸芯片進行電老煉的現狀，本文通過對裸芯片的設計階段控制、生產工藝過程控制、芯片測試篩選、可靠性評價考核試驗等環節，對面向工程應用的國產裸芯片的質量控制方法進行了初步探索研究。
參考文獻
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[4]羅雯，魏建中，陽輝，等.電子元器件可靠性試驗工程[M].北京：電子工業出版社，2005.
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關鍵詞：職業教育；實踐教學；電工電子
隨著我國工業經濟的快速發展，職業教育也逐漸朝著良好的方向大步地邁進。使學生掌握一定的專業操作技能，始終是各類職業技術教育的一項重要任務。《電工電子技術》是中等職業學校的一門主要的技術基礎課程，是學習其他專業課程的基石。傳統的教學模式過于強調對理論知識的講解，而忽視了對學生實踐動手能力的訓練，使學生無法勝任未來工作。因此，加強電工電子實踐教學對于鞏固學生理論知識、培養學生動手能力起著重要的作用。本文將結合自己多年的教學實踐經驗淺談幾點電工電子實踐教學改革的思路。
一、電工電子實踐教學現狀與分析
1.實訓內容落后，缺乏創新性
電工電子技術是發展很快的技術領域，而電工電子實訓教學內容更新較慢，無法與當前技術發展速度相適應，缺少綜合性、設計性與創新性的實驗內容。總體上實訓內容和體系長期固定，跟不上當前電工電子技術發展的形式。例如，收音機的安裝與調試是多數職業學校電子實習的主要內容之一，它的電路板是設計好的，元器件也是配套的。教師指導學生完成焊接、插件和調試，但是缺乏對學生的綜合應用能力和創新能力的培養。
2.教學方法落伍，模式單一
傳統教學中，往往是教師示范講解，學生模仿制作的方式，學生被動地接受知識，不利于他們主觀能動性的發揮。特別是實訓教材對所需儀器設備、線路連接、操作步驟、觀察結果等均已作詳細介紹，學生只需要按照教師的示范和說明去做，很容易就可完成一件仿制品。這導致學生知其然，不知其所以然，教學效果不盡如人意，學生的創新性思維無法體現。
3.實訓硬件設備不足，新技術引入不夠
實訓的硬件設備不足，套數有限，維修更新緩慢，配置不合理；對實訓工具缺乏有效管理機制，各任課教師獨自使用各自工具。電路的計算機輔助設計應用、表面貼裝技術等先進技術沒能及時引入，對學生能力的培養不能夠跟上時代的發展。
4.實訓指導教師隊伍整體素質不高
總體上，電工電子實訓指導教師隊伍存在年齡偏差大、學歷偏低、知識結構高低不均、教育理念落后等問題。教師很少到企業去進行社會實踐，本身創新意識就比較淡薄，創新能力不足。另外，教師教學任務普遍偏重，往往只是忙于完成教學工作，沒有充裕的時間和精力開展教學研究與改革。
5.學生普遍基礎較差，學習興趣不濃
學生是教學的主體，現在的職業學校學生水平參差不齊，基礎知識薄弱，沒有養成良好的學習方法和心態，自律意識不強，抽象思維能力相對較弱，厭學情緒比較濃。相當一部分學生對實訓的目的性、重要性認識不足，不重視實訓，這也是影響電工電子實訓教學效果的一個重要原因。
二、電工電子實踐教學改革的思路
1.實施主講教師責任制，優化教學資源，提高教學效果
主講教師責任制教學模式是相對于分配式教學模式而言的。是選擇一名教師即主講教師承擔一門課程的教學，并對教學的目標、內容、任務、進度和考核等各個環節全程負責的教學模式。擔任課程的主講教師應具有較高的學術造詣和教學水平，被課程教學團隊公認推舉，領導認可。它能夠避免有的課程無人帶，有的課程搶著帶，并導致課程建設無法落到實處以及課程的師資配置不合理，對任課教師缺乏規范化考核，教學質量不高等現象的發生。
主講教師責任制是一種新穎的教學模式，具有很強的優勢性，根據實際情況引入并實行教學主講教師責任制，對于解決目前實踐教學中存在的問題是非常必要和重要的。
（1）有利于合理配置師資力量，提高教學效果和教學質量。
（2）有利于實訓內容與體系的細化完善，進一步豐富教學內容與體系。
（3）有利于更新教學方法與手段，提高教學質量與效率。
（4）有利于對實訓工具與設備的合理配置與管理，加強材料的重復使用率，減少資源浪費。
2.更新與優化實踐教學內容，培養學生的創新能力
傳統的電工電子實驗教學主要是對理論教學中的一些定律、定理進行驗證，使學生加深對所學理論知識的認識與理解。實訓方面，現在很多學校還停留在老一套，內容陳舊。而以創新為目標的電工電子實踐教學則著力培養學生實際操作能力、工程綜合設計能力、創新研究能力等。本校根據實際情況，開設了如下實訓內容：
（1）手工焊接技術訓練。通過訓練，學生可以熟練掌握手工焊接技術的操作方法和基本要點。
（2）元器件的識別與檢測訓練。學生通過訓練，能夠正確識別各種電子元器件，同時掌握使用萬用表檢測各類電子元器件的方法。
（3）電子產品裝配與調試訓練。我校安排了七管超外差式收音機和MF47型萬用表的安裝與調試實訓。通過實訓教學，不僅使同學們對收音機和萬用表的結構及工作原理有所了解，而且使他們熟練地掌握了電路原理圖及安裝圖的讀法、元器件的檢測方法、手工焊接技術、電路的性能檢測和維修以及簡單機械部件的安裝等方面的知識。
（4）表面貼裝工藝訓練。學生通過實踐，既可以真正了解并接觸到新技術和新工藝，又能夠充分了解微電子產品應用該技術的發展前景。
（5）印制線路板制作訓練。可以手動制作印制線路板，使學生體驗從設計圖紙、熱轉印到腐蝕、鉆孔等制作線路板的全過程，使電子產品制作實習的內容趨于完整化。
（6）觸電救護訓練。使學生熟練掌握口對口人工呼吸和人工胸外擠壓心臟進行急救的方法。
（7）PLC應用技術訓練。配備了可編程控制器及與之配套的模擬設備，如十字路通燈控制、電機正反轉控制等，為學生創造出一個接近工程實際應用的環境。
3.培養實踐動手興趣，調動學生學習積極性
“興趣是最好的老師”，學生對所開設的實驗有了興趣，學習的積極性、主動性也會自然而然地提高。因此，如何運用手段、結合課程的特點，采用適當的方法激發學生對學習的興趣，是我們在電工電子實踐教學過程中積極研究和探討的問題。比如，在日光燈管的實驗中，我們可以聯系生活現象，簡單地介紹判斷燈管好壞的方法；在電容器充電與放電實驗中，我們要求學生用指針式萬用表首先練習對電容器質量的判斷，讓學生具體觀察電容器短路、斷路、質量不佳（漏電）、容量是否減少等方面的情況，引導學生積極思維，然后再用自己判斷容量合格的電容器做充電、放電實驗。這樣，就激發了學生的濃厚興趣，更激發了他們的求知欲望，使他們對所學的理論課也更有興趣。
4.充分運用現代化的教學手段，提高教學效率和效果
（1）利用多媒體課件，提高教學效率。高水平的多媒體課件，用圖片、聲像演示等形式代替抽象的動作講解，把微型化、難以識別的元器件和難以看清楚的操作過程用多媒體課件演示出來，提高學生的學習興趣；利用大量的實際案例圖像，演示分析電工電子實訓中的技術要求及缺陷分析。例如，手工焊接時要求無虛焊，焊點光滑而且飽滿，學生由于缺乏感性認識，不能很好地領會這些要求，在焊接過程中為防止產生虛焊，往往焊點很大，既浪費焊錫，又因為焊點處加熱時間過長容易燒毀元器件。為此，可以采用多媒體技術給學生演示什么樣的焊點是光滑飽滿、合格的焊點，什么樣的焊點是虛焊，怎樣操作容易導致虛焊等。這樣一來，學習效率和效果得到顯著的提高。
（2）運用EDA技術，適應現代電子技術的發展。隨著EDA軟件的不斷完善，應用EDA軟件進行電子線路輔助設計已經成為一種潮流。電子技術實訓題目所涉及的儀器多，其功能也各不相同，使用的電子元器件種類復雜、數量大、電路涉及面廣。在做每一個題目前，利用multisim仿真軟件在計算機上設計好電路，調試好參數，做出正確的結果。通過計算機仿真熟悉了電路結構、電路參數、調試點以及測試儀器的正確使用。這樣，對實際電路的搭接就比較熟悉，能正確地使用儀器，出了問題又可心中有數地去檢查，從而提高了實際電路制作的成功率。同時軟件仿真還可以發揮學生的創新能力、主觀能動性，提高學生的學習興趣。
5.加強師資隊伍建設，提高教學質量
教師的水平的提高是教學質量得以保障的重要條件之一，也是電工電子實踐教學改革必須解決的一個問題。為此，可采用以下措施：
（1）制訂切合實際的實踐教學教師選聘機制，引進一些實踐經驗豐富、業務素質高的工程技術人員從事實習教學指導工作，或聘請他們作為學校的兼職實習指導教師。
（2）創造條件使實習指導教師有更多外出參觀、學習、參加相關的學術交流活動的機會，以便吸取他人的先進經驗為己所用。
（3）加強對青年教師的培訓。例如，有針對性地進行焊接理論與技術、電工電子理論培訓等，豐富教師的理論知識和專業知識，擴大他們的視野。可以把教師送到其他條件更好的學校進修，送到相關的企業進行操作培訓，豐富教師的實踐經驗。通過這些措施，建設一支既有豐富的理論知識，又有較強的工程實踐能力的雙師型教師隊伍。
6.建立多元化的考核評價體系，真實反映學生的實際情況
考核是實踐教學中的一個重要環節，考核方式和考核標準直接影響著學生的前進方向和實訓積極性。為此，我們建立了如下考核評價體系：
（1）考核標準多樣化。將過程性評價和終結性評價相結合且更注重過程性評價，加強對學生在實訓過程中表現出的主動性、創新意識與能力、實習效果方面的評價考核。例如，操作過程的規范性、制作產品的質量、自主設計內容的創新性與難度、實習報告的質量等。
（2）鼓勵創新。根據學生選擇實習內容的難度和廣度以及是否自主設計內容進行分級考核，鼓勵學生選修有一定難度的實習內容和自主設計實習內容；對于參加創新競賽的學生，進行額外加分。
（3）考核方式多樣性。將教師評價、學生自評和同伴互評相結合，將共性評價和個性評價相結合。尤其是創新競賽的成績評定可由學生集體討論確定，既調動學生參與的積極性，也有利于培養學生綜合考慮問題及進行正確判斷的能力。
總之，根據職業學校的現狀，加強電工電子實踐教學改革，使學生既學到了一定的理論知識，又掌握了一定的專業操作技能，培養出更多、更好的能適應社會發展需要的職業技術人才，是各類職業技術教育的一項重要任務。
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