时间：2023-06-02 09:58:35
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电子元器件应用现状，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：航空电子元器件 质量控制 措施
中图分类号：V260 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0123-01
伴随航空工业技术日新月异的发展，对单一航空型号电子元器件的使用越来越广泛，使用数量越来越多，所以对于电子元器件的质量来说，对航空事业的发展起到一定的作用。航空电子元器件在使用的过程中不断进行改造与更新，在设计、选材、工艺及生产制造方面都展现出一定的优势，使电子元器件的质量有所提高。但为了更好的适应航空航天的型号，电子元器件的质量与安全可靠性还应进行科学合理的改造与提高。因此，在航空电子元器件的选择、采购及检测的过程中，应加强对其质量的控制，使其能够在航空工业中得到充分的运用。
1 电子元器件质量保证的意义
电子元器件是所有电子设备的重要组成部分，它的质量对电子设备的正常运行具有重要作用。近年来，随着我国国防科技的发展，逐渐将电子元器件应用于航空工业中，使其走向智能化、电子化。电子元器件的大量使用，使其品种逐渐增多，适用于各个领域。现阶段，电子元器件的质量问题是其生产制造工作的重中之重，其作用在当下社会也日益突显。电子元器件作为航空产品中重要的组成部分，其性能与质量需要有一定的技术基础。电子元器件的质量分为固有质量和使用质量两种。固有质量是由生产部门决定的，包括其设计、选材及工艺等。使用质量则是由电子元器件的使用者对其进行选择、采购及检测等，最终对其质量进行控制。电子元器件的质量保证是为保证电子元器件的质量而进行的相关活动，对其生产部门与使用者进行质量的控制工作。航空电子元器件的质量是保证航空型号电子元器件使用过程中是否可靠的重要条件，也是确保航空产品及工作顺利进行的重要基础。
2 航空电子元器件特点
近年来，我国高新技术不断发展，现代武器设备都逐渐应用电子化与自动化的技术，使其更加智能。据相关数据显示，在设备系统稳定可靠的前提下，对其零件与元件的质量可靠性越高。而航空工业中对电子元器件的使用日渐增多，所以，为保证其系统的稳定与可靠，就应保证电子元器件的质量达到一定的标准。
航空电子元器件的特点有四个：可靠性强，寿命长，体积轻便且功耗低，环境适应能力强。
2.1 可靠性强
为适应航空型号，电子元器件在寿命、质量及可靠性方面应积极展现其自身的优势。航空电子元器件的可靠性表现在多方面，首先，对于电子元器件的性能来说，应以满足航空专业的稳定可靠为主，在一定的时间内应保证不影响航空产品的性能。除此之外，电子元器件对于不同的环境条件应具有一定的适应能力，不会因为周围环境的影响使其自身的功能削弱，而影响航空产品的整体使用效果。航空电子元器件在生产制造的过程中应根据相应的生产规范进行生产，并制定相关的制度与规范，进而确保不同等级的电子元器件能够具有一定的可靠性，在实际的应用中发挥自身的作用。
2.2 寿命长
电子元器件的寿命与其较强的可靠性具有一定的密切联系，只有电子元器件的使用寿命延长，才能保证其较高的可靠性。针对工作周期不长的航空产品来说，可以采用寿命较短的电子元器件，但由于航空产品具有相当的重要性，所以在电子元器件的选择上仍以寿命长的元器件为主。
2.3 体积轻便且功耗低
航空产品中元器件的功耗、体积的有效降低对航空产品的整体功耗及体积来说具有一定的减轻作用。降低电子元器件的重量与体积不仅要对其进行结构的改造，同时也应对装联工艺进行相应的改造。在航空电子元器件功能不改变的前提下，对其质量与体积进行相应的改造，并减少其功耗，进而促进航空电子元器件质量的提高。
2.4 环境适应能力强
航空产品主要用于环境较为恶劣的条件下，所以其电子元器件也应具有一定的环境适应能力，在各种环境下都不会影响其自身功能的发挥，有效的促进航空产品的高效使用。
3 航空电子元器件质量保证体系
3.1 技术队伍的建设
针对航空电子元器件的质量与可靠性的研究设立了相关的岗位，并根据相关的研究情况对其进行有效的改造。针对设立的不同岗位，其工作内容与职务各不相同，但都为航空事业及电子元器件的改造工作共同努力。航空技术队伍的建设，一定程度上对航空电子元器件的质量控制工作做出了相应的贡献。
3.2 航空电子元器件质量保证对策
3.2.1 电子元器件生产单位实行质量认证
加强对电子元器件生产单位的质量认证工作，在航空产品的电子元器件的选择方面，应尽量选择质量好且生产情况稳定的元器件供应商。这对于航空产品的稳定性与可靠性具有积极的意义。
3.2.2 建立健全航空电子元器件标准体系
航空电子元器件标准体系的建立是对其设计的规范，同时对于强化元器件的质量控制具有重要意义。现阶段，我国仅参考国外先进的电子元器件标准体系进行我国标准体系的建设。但由于我国的工业基础较落后，所以对于既有的标准无法进行实际有效的运行。因此，我国应以自身的实际情况为基础，建立符合我国国情的航空电子元器件标准体系。
3.2.3 重视电子元器件目录的编制工作
对于电子元器件目录的编制工作应予以一定的重视，因为不同型号元器件的有效记录对于元器件型号的选用时具有一定的辅助作用，能够有效的对其进行采购管理，同时也能够保证元器件型号的稳定性。
3.2.4 建立电子元器件信息管理平台
为加强航空电子元器件的质量控制工作，对电子元器件的信息管理工作十分重要。通过对相关信息的有效管理，实现元器件使用部门与生产部门的有效沟通与连接。
4 结语
综上所述，伴随我国航空事业的飞速发展，对航空产品起到至关重要作用的航空电子元器件越来越得到众多的关注。文章通过对航空电子元器件质量控制工作的意义及其特点进行详细的分析，探究出航空电子元器件质量控制工作的具体策略与建议。通过对电子元器件自身特点的分析，找出有效提高其质量控制的方法。航空工业的发展一定程度上带动了我国社会经济的发展，同时也提高了我国航空事业在国际中的地位。所以，对于航空电子元器件质量的控制工作应予以一定的重视，对于航空事业的发展具有一定的推动作用。
参考文献
[1] 胡筱红，史左敏，周航，等.浅析航空电子元器件的质量控制[J].消费电子，2014（6）.
1.1调整实验项目比重
实验教学作为模拟电子技术实践教学的基础部分，对学生基本实验能力的培养有着至关重要的作用.处于附属地位的实验教学基本用来验证理论知识点，其虽然加深了学生对理论知识点的掌握深度，但一定程度上却削弱了实验教学在学生应用型能力培养中的作用.理论知识点的验证固然重要，但作为一门实践课程，结合实际，培养实际能力尤为重要.结合课程培养应用型能力，应对实验项目做调整，增加其他项目的比重.然而考虑到理论知识点验证、实际的需要以及课时的限制等，增加适当课时的同时，减少验证型实验项目用于其他实验项目.
1.1.1元器件识别、检测和应用
模拟电子技术介绍的主要内容是以半导体器件为核心元件的各种电子电路，其中的半导体器件包括半导体二极管、双极性晶体管和场效应管等.模拟电子技术实验教学环节的所有内容均和它们有关.根据新建应用型本科院校模拟电子技术实践教学大纲，开设的实验项目内容有常用电子仪器的使用，验证性实验内容，对半导体器件以及其它常用电子元器件的单独介绍很少，仅在部分实验项目中会涉及极少的该方面知识.元器件的识别、检测和应用知识的忽略得益于教具产业的发展，模块化的电路虽然节省了学校的不少开支，减少了耗材支出，但却剥夺了学生搭建电路过程中设计的元器件识别、检测和应用知识的学习.根据实际教学经验，修完整个实验课程后，仅部分同学对电子元器件知识有一定了解，大部分学生对元器件的识别和检测和应用等知识了解几乎为零.然而对于电类应用型人才培养和实际需要，该部分知识却显得十分重要，应从多个角度提升学生对元器件识别、检测和应用知识的掌握.
（1）安排二到四个左右课时进行电子元器件识别、检测和应用知识的介绍，特别是常用的电子元器件如电阻、电容、二极管和三极管等识别和检测等知识的介绍，并就其中部分内容设计相应实验项目，强化学生对该部分知识的掌握.由于课时的局限，不可能方方面面都可作出介绍，仅需对常用的基本知识点做详细说明.
（2）鼓励有兴趣的学生在业余时间通过其他方式加深和扩展对元器件识别、检测和应用知识的掌握.可指引他们参阅相关书籍或通过网络查阅各种元器件的识别、检测和应用的资料或进入各种购物网站或到实体店了解元器件，一定程度上还可激发学生的学习兴趣.
1.1.2电路仿真软件的应用
随着计算机仿真技术的发展，企业在电子电路产品的设计过程中为了提高效率，首先会进行仿真设计，一定程度上检测所设计电路的功能以及各项指标是否满足要求，具有参考价值.为了满足行业要求，培养实际能力，应在实验项目中增加相应仿真实验项目，电子电路的仿真平台有很多，电子类专业在本科阶段课本上常见的有SPICE、(EWB的高级版本)和Proteus等.三种仿真设计平台基本都可进行模拟电子技术中模拟电子电路的仿真设计，然而其实它们各有自己的应用场合.Proteus常用来在单片机原理与应用等课程中结合编译软件进行电路仿真，仿真结果直观，生动.SPICE则较多的应用在模拟电路的仿真中，但仿真结果相对不太直观.Miltisim作为课本中介绍的一款电路设计仿真平台，应用在电子技术课程等的电路设计仿真.它的功能强大，基本涵盖了电路设计所需要的所有类型电子元器件，它具备各种实际电路测试中所有的虚拟仪器仪表，提供多种电路分析工具和方法，可对模拟电子技术中所有理论知识进行仿真验证，同时可以进行其它电路设计和仿真，加深学生理论知识点的理解和运用，可培养学生独立提出、分析和解决问题的能力.Miltisim电路仿真设计平台的精通运用往往不是几节课就可以做到的，其实任何课程的学习都一样，需要教师的引导和辅助结合学生自主学习和思考才能达到较好的效果.模拟电子技术实验需增加相应仿真实验项目，但课时不必过多，可安排4到6个课时，也即2到3次实验，主要演示软件常用的使用方法并进行仿真实验内容和常用的分析方法，鼓励学生在业余时间进行仿真实验，验证课本知识，掌握各种分析方法，并进行一些小设计，激起学生的学习兴趣.
1.2注重课程设计，培养应用能力
课程设计作为模拟电子技术实践环节的另外一个方面，它应该是实验项目的升华，作为一次学生独立思考，分析和解决问题的实践机会，对创新能力的培养具有至关重要的作用.网络时代的到来，方便了人们生活的方方面面，可以很轻易的从网络获得各种信息.课程设计也不例外，各种大小论坛，文库共享了大量的电路设计报告，信息的共享可以提供知识交流和学习的机会，加快社会的发展，然而对于新建应用型本科高校，学校对课程设计的重视程度不大和学生的学习积极性不高等众多因素决定了课程设计的完成仅仅是CTRL+C和CTRL+V，使得课程设计在应用型能力培养中的作用甚微.切实的培养应用型人才，还需注重课程设计.它作为一次实践和创新能力培养的机会，不仅对模拟电子技术课程，而且对后续课程应用能力的培养均有影响，导致学生坏学习习惯和思维的养成.当然课程设计的有效实施和多种因素有关，可以试着从以下方面入手：（1）院部应强调对课程设计的重视，不能只当成一次实验来看待.（2）指导教师应指引学生切实自主的完成课程设计项目，严格要求，杜绝粘贴和复制，草草了事.（3）鼓励学生自主提出设计方案，进行设计验证，在过程中自主发现和解决问题，培养自学和创新能力.
二、强调创新，提升实践实效
2.1提高设计自由度，培养创新能力
随着科学技术的发展，为了满足人们不断提高的需求，生活的方方面面都在向着便捷化、人性化的方向发展.人性化和便捷化的发展方向在很多场合体现了其优势，然而在有些方面反而适得其反.高校扩招的不断增加，规模的不断扩大，导致对教学仪器的需求，教学仪器产业在近些年得到了很大的发展，产品不断的人性化，方便操作，与此同时也带来很多问题.对于模拟电子技术实验课程，教学仪器生产公司提供的完成实验项目的电路均是模块化成品.模块化产品确实带来了诸多好处.教学仪器公司根据课程内容设计了实验项目，方便了教师的教学活动，另外也节约了大量耗材.然而事物大多具有两面性，模块化产品给学校的主体却带来了诸多不便.应用型人才需要学生培养动手能力和创新能力，事先设定好的模块化产品在在项目实施时的设计自由度大打折扣，实验内容完全由模块确定，学生自由发挥的自由度很小，同时模块化的电路各电路参数均是事先设计好的，仅仅为完成实验项目，除了事先设计好的问题外，不会出现其他问题，减少了学生发现问题，思考问题和解决问题的机会，不利于培养学生的应用型能力.模块化实验项目也有其应用场合，随着新建本科院校应用型专业的培养方案的重新制定，实践教学教学环节课时有所提高，然而课时毕竟有限，模块化实验项目可以节约实验项目时间，同时由于模拟电子技术实验项目大部分为验证型实验项目，可适当部分使用模块化电路进行实验，部分采用自己搭建或焊接电路的方式进行，带来的问题特别是耗材问题可从如下方式解决：（1）教师科学化管理，预先准备每组所需元器件，并在实验后按组核对并收回；（2）有条件的情况下，教师可自制实验项目所需元件的元件箱，并引出端口；（3）培养学生合理正确使用的元器件的方法，减少元器件的烧毁；
2.2全民参与，提高创新能力
专业竞赛是创新能力培养的有力方式.电子类专业有很多专业类的竞赛，教育部积极倡导的有全国大学生电子设计大赛，飞思卡尔汽车赛和单片机程序设计大赛等，作为电类专业基础课程的模拟电子技术实践教学，其实践性极强，它几乎是所有专业类竞赛必须具备的基础知识，通过模拟电子技术实验课程可以使学生掌握分析和解决和调试简单电路问题的基本方法，并对理论知识点做实践验证，同时了解各种电路的功能以及应用场合.参加各类专业比赛的学生大部分集中在二年级和三年级，基本都已修过模拟电子技术实践课程.对学生而言，首先参加专业竞赛可以对模拟电子技术实践课程的学习情况进行检验，另外可以利用该课程学习所拥有的电路分析、设计和调试等能力结合到专业竞赛中，更好的参加比赛，通过基本电路的分析方法和调试方法等来分析各种大型电路的工作原理，特点等，加深对模拟电路的掌握和理解深度，并掌握其使用场合，实实在在的学到实用的和社会联系更加紧密的知识，为之后从事本专业工作奠定了坚实的基础，从而切实的培养了应用型人才.指导专业竞赛对指导教师也是一种锻炼，大部分在高校工作的专业教师，特别是新建应用型本科高校教师，大部分都是毕业后直接进入高校工作，然而传统的教育方法并没有过多的理论联系实践的机会.对他们来说，这是一次重新学习的机会，该类知识也是从零开始，极大的拓展了教师对各种规模较大电路的理解和掌握，通过实际电路调试中问题出现，分析和解决的过程，教师的业务素质得到了极大的提高，一方面为与相关企业进行产学研合作向项目，解决企业实际难题，服务地方做准备，另一方面可以应用到模拟电子技术实践教学中，结合实际进行模拟电子技术实践教学，激发学生的学习积极性，同时可以更详细生动的介绍各种电路，拓展学生的知识面，以便更好的培养应用型人才.虽然专业竞赛具有诸多优点，但竞赛的参与往往是少数人的活动，能力的培养也仅仅涉及到少部分人.为了培养应用型人才，从大众入手，应提倡全民参与竞赛培训的方式，鼓励大部分学生利用业余时间参与竞赛的培训，培养应用型能力，并最终从竞赛培训人员中好中选优，参加竞赛，一方面可在模拟电子技术实践环节的基础上培养大部分学生的应用能力，加强模拟电子技术实践环节指导作用；另一方面，全民培训必然需要众多教师的参与，可最大程度上锻炼指导教师，并反馈到模拟电子技术实践教学环节上.
三、小结
【关键词】电气自动化；控制设备；可靠性
实现产品的生产能够在无人条件下实现自动化作业一直是各个行业追求的目标，而电子信息技术以及机械电子技术的发展使得电气自动化日益延伸到生产的各个领域，也日益实现着这个目标。电气自动化作为一种提高生产效率、节省劳动力、改善劳动条件的重要手段，其普及程度已经成为衡量一个行业发展水平的重要尺度。而作要提高电气自动化的性能，其控制设备的可靠性就是一个不得不加以重视的问题。虽然我国自上世纪以来在电气自动化方面取得了一定的成就，电子产品的可靠性得到有效提高，然而电气自动化控制设备的可靠性现状依然有很大的进步空间。本文就将根据电气自动化控制设备可靠性的现状分析造成其可靠性降低的原因，并由此得出增强控制设备的可靠性的相关对策。
1 电气自动化控制设备的可靠性现状
1.1 工作环境不稳定降低了控制设备的可靠性
通常电气设备需要面临各种各样的工作环境，无论是气候、地质、地貌等自然环境还是机械作用力、电气干扰等物理环境都是复杂多样的，这种不稳定的工作环境会影响到控制设备的可靠性。气候条件中的温度、湿度、气压、污染等都会通过作用于设备的升温、电气性能、结构运作等影响控制设备的性能。而机械作用力包括电气设备受到的冲击、震动等作用力使得控制设备出现损坏。电磁干扰也会对控制设备造成噪声、稳定性等方面的影响。总之，不稳定的工作环境提高了对电气自动化控制设备可靠性的要求。
1.2 操作维护不当降低了控制设备的可靠性
不稳定的工作环境是造成控制设备的可靠性降低的自然原因，而操作维护不当则是降低其可靠性的人为原因。在进行电气化工作时，一些操作人员由于素质过低，没有完全掌握控制设备的原理，从而无法熟练正确地进行自动化操作，一些不当的操作行为也会对控制设备的性能造成损害。而在控制设备作业后期，由于缺乏及时的维护和保养，控制设备的性能很难得到可持续的维护，也就大大降低了设备的使用寿命。
1.3 零部件质量低下降低了控制设备的使用寿命
控制设备是由许多元器件构成的，这些零部件的质量直接关系到控制设备的生命力。而我国目前的零部件生产厂家虽多，但质量良莠不齐，且大都规模较小，一方面由于缺乏相关质量监管体系，这些零部件的质量在进厂检查时存在巨大漏洞；另一方面，为了生存，零部件厂家之间的压价竞争使得厂家将成本转移到质量上，，这就严重影响了控制设备的可靠性，极大地降低了其使用寿命。
2 增强电气自动化控制设备的可靠性的策略
如前所述，设备质量一直以来都是客户最为关注的问题，也是确保设备使用功能与价值的重要因素，工作环境的不稳定性、操作维护的不恰当以及元器件质量不合格等都是造成控制设备可靠性降低的原因，综合来看，要增强电气自动化控制设备的可靠性，就必须从提高元器件的质量、考虑环境因素、加强可靠性设计等入手。
2.1 加强对控制设备设计阶段的重视
在生产电子自动化控制设备的时候，控制设备设计是其基础环节。在进行控制设备设计的时候，一定要加强对控制设备各部件的技术研究，设定有关控制设备调试参数，进而确保控制设备的使用性能。除此之外，一定要加强对控制设备产量的控制，在确保控制设备可靠性的基础上，逐渐增加控制设备生产数量，进而以最经济的模式开展控制设备生产与维护工作，实现控制设备应用性能与价值的最大化。通过对控制设备设计阶段的重视，可以在确保控制设备可靠性的前提下，尽可能减少控制设备的生产成本，从而减少控制设备使用与维护费用，促进控制设备的全面推广与应用。
2.2 严格把关电子元器件质量，提高零部件选用准则
电子元器件的质量直接关系到控制设备的性能和使用寿命，严格把关电子元器件质量，提高零部件选用准则是增强控制设备可靠性的关键。首先要加强元器件的进厂质量检查，根据相关电路性能和质量要求设定元器件的选用标准，所有元器件必须经过性能筛查才能投入到生产中；其次要加强对零部件厂家的把关，选择技术精良、价格合理、质量保障的生产厂家，并按合同规定好产品所需的品种、规格、型号、数量等相关内容。
2.3 加强控制设备的散热、防潮等气候防护的设计
作为影响控制设备可靠性的重要自然因素，工作环境的不稳定并非不可控的，要提高控制设备的可靠性就要加强其对环境的防护设计，增强控制设备对环境的适应性。散热设计是控制设备的气候防护的一个重要方面，这是因为温度是影响电气设备工作性能的最重要因素，过度的升温会使得设备产生噪声增大、信号失真、运作不稳定等现象，做好散热设计可以通过增大器件外壳与散热器的接触面积并保持接触面的光滑，导热膏的使用也会有所帮助。潮湿环境是另一个影响控制设备工作性能的重要因素，过于潮湿的环境不仅会侵蚀电气设备，还会造成短路、漏电等现象，因而做好控制设备的防潮处理是十分重要的，这就需要加强设备的密封、灌封等工作。
2.4 提高操作人员的素质，加强控制设备的后期养护
设备能否按照要正常运作以及是否及时维护和保养也是影响控制设备可靠性的重要方面，因而加强控制设备的后期养护也是十分重要的，而这就需要加强操作人员的队伍建设，提高设备操作人员的素质，一方面需要对操作人员进行岗前培训工作，加强其对设备操作的熟悉程度；另一方面还要建立行之有效的工作责任制，实现工作绩效与工作表现挂钩，从而提高操作人员的责任意识，减少工作事故。
3 电子自动化控制设备的发展趋势
同一些发达国家相比，我国电子自动化控制设备的发展还不够先进，有着一定的差距。所以，我国在对电子自动化控制设备进行研究的时候，一定要重视控制设备使用效率的提高，这样就可以促进我国工业自动化的有序、健康、全面、可持续发展，进而逐渐减小我国和发达国家之间的差距。在生产电子自动化控制设备的时候，一定要加强对其规模化、系统化、规范化的研究，不断提高设计人员的专业水平与业务能力，加强信息技术与自动化技术的融合与应用，不断提高控制设备的自动化与可靠性，在进行使用的时候，可以全面、高效发挥控制设备的性能与作用，促进社会各领域的快速发展，实现我国综合竞争力的不断提高。
4 总结
根据对电气自动化控制设备可靠性现状的分析，电子元器件的质量直接关系到控制设备的性能和使用寿命，而要提高控制设备的可靠性就要加强其对环境的防护设计，增强控制设备对环境的适应性，同时设备能否按照要正常运作以及是否及时维护和保养。因此，要增强电气自动化控制设备的可靠性就需要从三个方面入手：严格把关电子元器件质量，提高零部件选用准则、加强控制设备的散热、防潮等气候防护的设计、提高操作人员的素质，加强控制设备的后期养护。
参考文献
[1]张伟林，宋修臣.浅谈电气自动化控制设备可靠性测试的方法[J].中小企业管理与科技，2007（09）.
[2]林旭.电气自动化控制设备的可靠性现状分析[J].机电信息，2010 （18）.
[3]李平.关于电气自动化设备可靠性测试方法的探讨[J].建筑与预算， 2010（05）.
我校模拟电子技术实验室一直使用的是用世行贷款购买的THM－6型模拟电路实验平台。该产品比较适合非电类学生使用，对于电类的学生，其测试验证性实验模块就稍显简单。并且，随着实验教学内容的不断改进和完善，原厂所提供的实验教学模块越来越不适应现在的实验教学需求。在实验过程中，几乎所有的实验内容都需要学生在面包板上搭接实验电路。在实验平台上，用到的只有电源、直流信号源和手调电位器。并且，由于使用时间过长，实验平台已经老化，电源部分损坏率较高，手调电位器接触不良的问题频繁出现，已经严重影响到学生做实验的情绪和进度，现急需更换一种新的实验教学平台。在模拟电子技术实验课上，大多数学生第一次接触到面包板，认识和熟悉使用面包板的过程会相对较慢，头几次实验，学生在面包板上搭错实验电路的问题普遍存在。再加上配套的实验仪器也都是刚刚接触，学生还没有达到熟练使用的程度，让学生自己用实验仪器在面包板上纠错非常困难。很多学生因找不到出错原因，就重新搭接实验电路，结果造成一部分学生整个实验过程就是不停地搭电路、拆电路、再搭电路，再拆电路……这部分学生做完实验，除了知道自己实验电路搭错了，其他几乎没有任何收获，实验效率极低。这种完全靠学生自己在面包板上搭接实验电路的教学方式需要改变。尤其是头几次实验，应该用一些相对简便的实验教学方式，引导学生认识并熟悉使用实验仪器和面包板，教会学生基本的电路纠错方法，激发出学生喜欢做实验的热情，在实验过程中逐步引导学生，帮助学生逐步过渡到自己在面包板上实现相对复杂的实验电路。
2市场上模拟电子技术实验平台的现状
由于教学仪器和设备的生产厂家对高校学生的学习状况、实验教学过程、实验教学需求等并不十分了解，在生产制造实验用教学平台时，只注重传统的实验教学内容和教学方法，对近几年的教改内容并不十分熟悉。目前市场上各仪器设备厂家所提供的模拟电子技术实验平台不能完全满足当今实验教学的要求。并且，随着教学改革的不断深入，市场现有模拟电子技术实验平台的使用率会逐年降低，花费大量的资金购买现有模拟电子技术实验平台势必会造成某种程度上的资源浪费。市场上现有模拟电子技术实验平台普遍存在的问题是:以测试验证性实验为主，实验项目比较固定，大多是传统的实验项目。实验用器件比较单一，出厂前都已经设定好，不允许学生自己做元器件的增减或替换，一块实验模板对应一个实验项目。实验内容单一，实验方式的灵活性不够，直接导致某些能引起学生实验兴趣的实验项目无法开设。并且市场上所能买到的模拟电子技术实验平台，实验器件大多封装在实验箱里。在完成实验的过程中，学生看不到真正实现实验功能的器件实物，造成实验过程与实践训练脱节。学生在实验过程中所能看到的大多是电路符号和电路图形，做实验的感觉就好像在图纸上测试实验数据，学生不能真正体会到用真实的电子元器件设计、安装实验电路的兴奋和刺激。并且，为了能让学生对实验器件有感性认识，学校还必须另外安排时间给学生做电子元器件的辨识培训，这既占用了学生有限的学习时间，同时又因为学生没有真正在实验过程中见过并使用过这些电子元器件，器件辨识培训的效果并不理想，很多学生很快就会忘掉培训内容。
3开发思路和设计准则
在实验平台开始设计之初，课题组成员专门到兄弟院校做了实地考察，将各种实验平台进行了比较，对在不同实验平台上的实验过程进行了观摩，同时和一线实验教师进行了现场交流，重点讨论实验教学过程中遇到的问题，一起探讨了对未来实验平台的设想，整理出第一手实验教学资料。课题组成员将带回来的产品图片和产品资料进行了汇总，对实验平台样品进行了剖析，对比分析了各知名厂家生产的实验平台，重点讨论现有实验平台在设计中存在的缺陷。从可靠性、耐用性、可扩展性、产品成本和使用效率等多个角度出发，经多次集体讨论修改，最终确定了模拟电子技术实验平台的研发方案。实验平台的设计，必须将安全性和可靠性放在首位。为了增强学生对电子元器件的感性认识，课题组决定，在此次设计的实验平台上，所有电子元器件都安装在外面，保证学生在实验的过程中能直观地看到自己是用哪些电子元器件完成设计任务的。这种产品设计方案对电路设计的安全性提出了更高的要求。在设计电路时，必须将安全问题渗透到每个实验项目、每个实验细节。设想学生在实验过程中可能出现的操作失误，设想这些失误会造成哪些过流或过压的安全隐患，在适当的位置，加上电路保护器件，这样可以大大减少学生在实验过程中所浪费的无效实验时间，同时安全可靠性的提高，也简化了实验教师对实验平台的维修维护工作。在安全可靠的基础上，实验平台还应具有一定的灵活性。其灵活性表现在实验内容的多样性和实验器件的可替换性。此次实验平台的设计原则之一是保证每一个实验项目可以提供多种不同的实验电路供学生选择，方便学生在相同的实验时间里完成不同的实验内容，这样不仅有利于提高实验平台的利用率，同时也减轻了实验教师的课前准备时间。实验内容的多样性，也符合层次化教学培养目标的要求，改进了实验教学方法，提高了学生做实验的效率。创新应从细微处开始，在实验内容设置上，保留了经典的实验项目，扩展了设计性实验内容，注重单元电路与系统的融合，重视各模块之间的衔接和匹配。把实验过程中一些小的细节渗透到每个实验电路中。在经典实验项目基础上，增设了设计提高性实验项目。在实验内容中，强化电路的原理，让学生根据实验电路原理设计扩展功能和细化功能，设定除主要元器件之外其他各元件的电路参数，制定符合电路要求的实验方法并测试。给学生在实验过程中提供了更加灵活方便的实验条件，让学生把时间和精力都用在电路设计、实验过程、实验方法、仪器仪表的使用、实验数据的测试、对比和分析上，以提高学生的实践技能。
4实验平台的研究成果
4．1电源部分
出于安全考虑，市场上所能购买到的模拟电路实验平台的电源电路:变压、整流、滤波、保护、去耦等都封装在机箱里面，学生所能看到的只有交流220V输入电源线、直流输出电源接口、电源指示灯和电源开关。学生对电源电路的设计没有感性认识，甚至很多学生认为电源电路很简单，用电阻分压就可以实现。本次教改设计实验平台时，将整个电源电路全都暴露给学生，让学生清楚的看到自己在实验过程中所用的电源是怎么实现的，让学生直观地认识到使用电源应该注意哪些问题，帮助学生理解在设计电源电路时保护电路的重要性，同时也教会学生在使用电源的过程中，通过指示灯和表头发现并判断问题所在，帮助学生在实验过程中学习维护实验设备的基本常识，从细微处学习，积累实践经验。为了能做到电源变压器外置，让学生能直观地看到整个电源电路的设计，前提是必须保证学生在用电方面的安全。在设计电源电路的过程中，课题组成员花费了大量的时间在市场上调研，最后确定选用北京新创四方电子有限公司生产的兵字牌全封闭环氧灌封板载电源变压器，该系列电源变压器采用绝缘灌封的方式，采用双层绝缘，PPT外壳的绝缘电压符合外置变压器的用电安全要求，同时解决了电源变压器外置和保证学生用电安全的问题。
4．2基础实验部分
在市场上所能购买到的实验平台上，基础实验部分大多采用模块化设计结构，即一个实验模块对应一个实验项目，模块上的实验器件不可以更换，除了可以用电位器调节静态工作点外，学生在实验过程中可以自由选择的实验器件几乎没有，这势必会造成在同一次实验课上，所有学生使用的是一种实验模块，做的是相同的实验内容，测试出来的实验数据也基本一样。对学生来说，这种实验方式，缺乏新鲜感，更没有挑战性，很难激发出学生做实验的热情，更难以实现层次化培养的教学目标。新设计的实验平台，在实验内容的一致性方面做了重大调整。在实验平台上，只提供给学生最基本的实验器件，学生需要自己补充选择一部分实验器件才能完成实验。比如单管放大实验，实验台上只给学生提供一个晶体管和四个固定电阻，学生需要另外选择一个电位器才能完成最基本的基极分压式单管放大电路静态工作点的设置实验，同时还需要学生另外选择交流器件，设计不同的交流放大通路:共发射极放大电路、共基极放大电路、共集电极放大电路，最后完成全部实验内容。这样设计实验的好处是:在一个实验环节里，给学生设置了多个不同的实验内容，实现了实验内容的多样性。同时也保证了实验技能相对较好的学生可以利用剩余的实验时间，完成扩展的实验内容，以实现层次化培养的教学目标。
4．3设计提高实验
本次设计的实验平台，注重采用传统实验平台上很难见到、并且学生平时也很少有机会使用的贴片封装器件，如贴片封装的电阻、二极管、MOS管，让学生有机会认识这些器件。各单元模块都采用开放式设计结构，增加接口电路，注重各模块之间的级联和匹配，提高设计性实验内容的比重。让学生进到实验室，一下子见到很多以前没有见过的实验器件，首先会异常兴奋，充满好奇心，带着新鲜感去完成实验。为了能更好地贴近实际应用，激发学生学习的热情，在本次设计的实验平台上，还增设了多个传感器接口电路，如称重传感器小信号的检测与放大，室内光强变化的检测与控制，环境温度变化的检测与控制，障碍物的检测与判断等多种模拟传感器检测电路，让学生在实验室里就能直观地体验到在学校所学到的理论知识与实际应用有着紧密的联系，以激发学生做实验的热情，同时帮助学生初步建立起系统设计的观念。
5结语
机电一体化集成装配装置由机械本体、控制系统、真空系统、力传感器系统等组成，其中的电气控制系统主要包括数字西门子840D级FN-NC数控系统控制的数字轴以及两个模拟轴。此外840D控制的七个数字轴借助自身运动及力传感器实现快速控制及实时控制[1]。此外工控机测量系统还能够实现调资机构的运动控制，以便达到对装配工件的姿态调整。所有的装配工作包括一个动作，即将一个零件装配到另一个零件中，以便完成定位、抓取、移动、装配等多种明显不同的动作。为了实现这些工作，需要借助电气系统控制来实现。
2电气系统优化改进的指导思想及改进思路
机电一体化集成装配装置在研制出来后，经过功能性试验证明装配装置达到相关的要求，然而受装配产品特殊性的影响，有必要对电气系统进行优化及改进。在优化及改进的指导思想及改进思路上，需要保持装置原有的功能，并且适当简化系统结构，使得各个硬件结构更为紧凑，控制起来更加简便。此外在电气控制的电路结构上，还可以适当的降低额定电流设计或冗余设计，增加一些故障检测及报警信息设备，这样可以提高整个电路的安全性。优化后的集成装配系统，将繁琐的两套数控系统简化为一套数控系统，这样可以大大降低应用软件的开发难度，以使整个工艺程序灵活性提升，并且还可以有效避免两套数控系统运行过程中出现隐患。
3电气系统优化及改进
3.1冗余设计。在集成装配装置中，对气动手爪张开及闭合采取工作冗余设计，这样主要是为了提高真空吸具工作的可靠性及装配的安全性。为了避免出现误抓动作，气动手爪在不应该闭合的时候不应做出闭合动作，因此针对每一个动作的输出信号控制采取混合并联冗余设计，并且触电控制电路可采取串-并联设计[2]。同时对这些电路还应设置信号检测电路，以便使各个指令信号都各个信号指令都能够得到反馈。3.2抗干扰设计。机电一体化电气系统中，包括了高电压及大电流的电气设备，这些设备就是指强电设备。此外系统中还有低电压、小电流控制设备，这些设备就是弱电设备。强电设备产生的电磁噪声往往会对弱电设备造成非常大的干扰，此外弱电设备之间也会相互干扰。因此可见，在电气系统的优化及改进上，要加入抗干扰设计，具体可以运用以下几种抗干扰设计技术。第一是屏蔽技术，屏蔽技术能够有效抑制电磁噪声在空间上的传播，以便隔断自身信号对别的信号产生干扰。第二是接地技术，其中“地”主要为电力提供一个参考电位，使得系统中的电流能够通过“地线”与“地平面”构成电流回路。在装置中，设计了保护地线、工作地线以及屏蔽接地。第三是滤波技术，滤波器主要是由电感、电容、电阻等构成，这样可以使不需要的频率进行传播，以便减少通过滤波器的频率及通带，并且有效抑制电网系统产生的电磁噪声以及对控制系统的影响。此外，滤波技术还能够抑制电气系统中弱电器件的相互干扰。3.3热设计。集成装置的电子元件选用的材料有一定的温度极限，如果超过这一极限，电气元件的物理性能会发生较大的变化，使得电子元器件不能够发挥它的预期作用[3]。元器件还能够在额定温度下持续长时间的工作，因此需要统计不同温度下元器件的故障率。一般情况下，在高温以及低温条件下，元器件及电缆容易发生故障，半导体元器件故障率往往会随着温度的上升而增加，相应的电性能参数如耐压值、放大倍数及允许功率都应为温度函数。在集成装置中数控系统、驱动系统、逻辑控制器等模块化的结构都包含大量电子元器件。模块中的电气元器件在工作时会产生大量的热量，虽然系统中安装了冷却风扇以及空气对流散热孔，但是由于控制柜位于一个封闭的环境中，这些冷却分散并不能将模块中的温度及时排除。所以基于该原因，在进行控制柜及操作台热设计中，采取空调冷却的方式，使得控制柜的温度适中维持在一个合适的温度。
4结语
总之，机电一体化集成装配装置的质量及安全性要想得到提升，就应该对相应的电气系统进行优化以及改进。具体优化及改进中，应参照相应的指导思想及改进思路，进行冗余设计、抗干扰设计、热设计，以便使优化后的集成装置装配系统的结构更加简化、紧凑，使得控制过程得到简化，这样不但能够降低电气控制系统的开发难度，还能够使产品的可靠性及安全性得到大大提升。
作者:郑兆权 单位:广东意菲尼环境科技有限公司
参考文献：
[1]宋华伟.浅析机电一体化集成装配装置电气控制系统的优化[J].才智,2011,12（25）:75.
关键词：电气；自动化；控制设备
电气自动化就是使产品的操作、控制和监视，能够在无人（或少人）直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。随着机械电子技术、微电子技术迅猛发展，电气自动化控制在国民经济的各个行业都得到了广泛的应用，大大方便了人们的生活。电气自动化程度是一个国家电子行业发展水平的重要标志，同时，自动化技术又是经济运行必不可少的技术手段。电气自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。
随着电气自动化的提高，控制设备的可靠性问题就变得日益非常突出。控制设备的可靠性是可靠性学科的一个重要组成部分。在20世纪70年代，我国就建立了电子产品的可靠性与环境试验研究所，开始了可靠性增长的研究工作。1984年组建了全国统一的电子产品可靠性信息交换网，并颁布了GJB299-87《电子设备可靠性预计手册》，有力地推动了我国电子产品可靠性工作。
1 加强控制设备可靠性研究的重要意义
1．1 可靠性提高产品质量
产品质量就是使产品能够实现其价值、满足明示要求的特征和特质。概括其特性，主要包括：性能、可靠性、经济性和安全性。由此可见，可靠性在产品质量中占有主导地位。只有可靠性高，发生故障的次数才会少，那么维修费用就少，相应的安全性也随之提高。因此，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家追求的目标。
1．2可靠性可以增加市场份额
随着国家经济的高速发展，用户不仅要求产品性能好，更重要的是要求产品的可靠性水平高研究发现，只有那些具有高可靠性指标的产品，才能在日益激烈的竞争中得以取胜。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高，可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。
2 制设备的可靠性现状
2．1工作环境、使用及维护不当是控制设备可靠性指标低的重要原因
电气设备所处的工作环境多种多样。气候条件、机械作用力和电磁干扰是影响控制设备可靠性的主要因素。
(1）气候条件主要包括温度、湿度、气压、盐雾、大气污染等因素，对控制设备的影响主要表现在使电气性能下降、温升过高、运动不灵活、结构损坏，甚至不能正常工作。
(2）机械条件是指电气设备在不同的运载工具中使用时所受到的振动、冲击、离心加速度等机械作用，使得控制设备元器件损坏失效或电参数改变，结构件断裂或变形过大以及金属件的疲劳破坏等。
(3）控制设备工作的周围空间充满了由于各种原因所产生的电磁波，造成外部及内部干扰。由于电磁干扰的存在，使设备输出噪声增大，工作不稳定，甚至不能安全工作。
同时，操作人员在没有完全掌握控制设备原理的基础上进行操作，导致对控制设备不能熟练而正确的操作，并且不能对设备进行及时的维护和保养，都会导致控制设备可靠性指标低。
2．2元器件质量低下是控制设备可靠性指标偏低的一大原因
目前元器件生产厂家众多，参差不齐。如果控制设备的使用企业规模较小，质量管理体系不健全，导致零部件进厂检查出现漏洞；同时，元器件厂家间的恶性竞争，导致产品价格低廉，迫使企业不顾及元件质量进行采购，这些都会导致控制设备可靠性指标偏低，并且降低了使用寿命。
3提高控制设备的可靠性对策
要提高电气自动化控制设备的可靠性，必须根据控制设备的特点，采用相应的可靠性设计方法，从元器件的正确选择与使用、散热防护•气候防护等入手，使系统可靠性指标大大提高。
（1）在控制设备设计阶段，研究产品与零部件技术条件，分析产品设计参数，研讨和保证产品性能和使用条件，正确制定设计方案；其次，根据产量设定产品结构形式和产品类型。因为产量的大小决定着生产批量的规模，生产批量不同，其生产方式类型也不同，因而其生产经济性也不同；同时，运用价值工程观念，在保证产品性能的条件下，按最经济的生产方法设计零部件；在满足产品技术要求的条件下，选用最经济合理的原材料和元器件，以求降低产品的生产成本；全面构思，周密设计产品的结构，使产品具有良好的操作维修性能和使用性能，以降低设备的维修费用和使用费用。
（2）从生产角度来说，设备中的零部件、元器件，其品种和规格应尽可能少，尽量使用由专业厂家生产的通用零部件或产品立足于使用国产材料和来源多、价格低的材料；设备（含零部伟的加工精度要与技术条件要求相适应，不允许无根据地追求高精度在满足产品性能指标的前提下，其精度等级应尽可能低，装配也应简易化，尽量不搞选配和修配，力求减少装配工人的体力消耗，便于自动流水生产。
（3）电子元器件的选用准则。根据电路性能的要求和工作环境的条件选用核算的元器件，元器件的技术条件、技术性能、质量等级均应满足设备工作和环境的要求，留有有足够的余量；优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件，不选用淘汰和禁用的元器件；应最大限度地压缩元器件的品种规格，减少生产厂家，提高它们的复用率；除特殊情况外，所有电子元器件应按不同的要求经过必要的可靠性筛选后，才能用到产品中；优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器件。对关键元器件要进行用户对生产方的质量认定；仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异，择优选择要注意统计在使用过程中元器件所表现出来的性能与可靠性方面的数据，作为以后选用的依据。
（4）控制设备的散热防护。温度是影响电子设备可靠性最广泛的一个因素。电子设备工作时，其功率损失一般都以热能形式散发出来，尤其是一些耗散功率较大的元器件，如电子管、变压管、大功率晶体管、大功率电阻等。另外，当环境温度较高时，设备工作时产生的热能难以散发出去，将使设备温度升高。
例如，半导体器件对温度反应很敏感，过高的温度会使器件的工作点发生漂移、增益不稳定、噪声增大和信号失真，严重时会引起热击穿。因此，通常半导体器件的温度不能过高，如锗管不超过70～100℃；硅管不超过150～200℃表l列出了常用元器件的允许温度。
因此对于半导体分立器件散热需要考虑：
对于功率小于100mw的晶体管，一般不用散热器；大功率半导体分立器件应装在散热器上；散热器应使肋片沿其长度方向垂直安装，以便于自然对流。散热器上有多个肋片时，应选用肋片间距大的散热器；半导体分立器件外壳与散热器间的接触热阻应尽可能小，应尽量增大接触面积，接触面保持光洁，必要时在接触面上涂上导热膏或加热绝缘硅橡胶片，借助于合适的紧固措施保证紧密接触；散热器要进行表面处理，使其粗糙度适当并使表面呈黑色，以增强辐射换热；对于热敏感的半导体分立器件，安装时应远离耗散功率大的元器件。
(5）电子设备的气候防护潮湿、盐雾、霉菌以及气压、污染气体对电子设备影响很大，其中潮湿的影响是最主要的特别是在低温高湿条件下，空气湿度达到饱和时会使机内元器件、印制电路板上产色和凝露现象，使电性能下降，故障上升。
当电子设备受到潮湿空气的侵蚀，会在元器件或材料表面凝聚一层水膜，并渗透到材料内部，从而造成绝缘材料表面电导率增加，体积电阻率降低，介质损耗增加，零部件电气短路、漏电或击穿等。潮气还能引起覆盖层起泡甚至脱落，使其失去保护作用。通常采用浸渍、灌封、密封等措施。
4结语
随着社会的发展，电气工程在人民日常生活中和工业生产当中起到的作用越来越大。电气工程在建设的过程中需要数目巨大、功能各异的施工设备的支持。为了保证这些施工设备都处于良好的工作状态，确保电气工程的施工正常运行，必须提高针对施工设备的故障诊断水平。一旦施工设备出现了故障，又没有在第一时间进行处理，就会对电气工程的正常施工造成负面影响。文章将简单介绍我国电气工程施工设备的使用现状，分析电气工程的施工设备容易出现的故障类型，提出一些针对电气工程施工设备的故障诊断策略。
关键词：
电气工程；施工设备；故障诊断
前言
信息技术在自身体系逐渐成熟完善之后，开始对各个学科、技术领域产生了影响，越来越多的行业开始出现自动化、电子化、智能化的趋势，电气工程施工也是如此。虽然我国电气工程施工的自动化进程比起西方一些发达国家，起步较晚，水平也低，但是我国正在逐步缩小这种差距。目前，我国正在对电气工程施工进行深入研究，从硬件和软件两个角度对施工设备常出现的一些故障类型进行分析，全面提高施工设备的故障诊断水平，以便提前采取预防措施，在施工设备出现故障时第一时间进行维修保护，避免发生更严重的后果，维护电气工程施工稳定运行。
1电气工程施工设备的使用现状
利用机械设备来进行电气工程的施工，能够节省人力资源，提高工作效率，确保电气工程的施工能够在工期之内完成。但是，利用机械设备来进行电气工程施工，仍然要依赖于人的控制，在工作过程中依然存在很大可能会发生各种各样的差错。而在信息技术逐步完善，并且渗透到电气工程施工之后，这种现象出现了极大改善。人们在电气工程的施工设备当中加入智能芯片，编制程序来向施工设备各种命令，电气工程的施工出现一种自动化、智能化的趋势[1]。但是，我国在这一方面起步比较晚，所利用的电气设备主要依赖从国外进口。这种技术上的劣势，严重限制了我国电气工程向着自动化的方向发展。另外，由于我国缺乏制造先进自动化仪器的核心技术，对于国外生产的自动化仪器的功能、参数、工作原理、核心结构都不够了解，一旦出现故障很难进行维修，影响了电气工程的施工效率。如果要聘请国外的技术人员进行修理，又给企业带来了额外的经济负担，降低了电气工程施工的总体经济效益。
2电气工程施工设备容易出现的故障类型
2.1硬件方面
电气工程施工设备容易出现的故障，可以分为硬件和软件两个方面[2]。在硬件方面，主要是施工设备当中的一些电子元器件容易受到各方面因素的影响，发生故障和损坏。这些电子元器件是施工设备重要的组成部分，种类繁多，数量巨大，容易引起故障的因素来自各方面，需要现场工作人员投入相当大的注意力。比如，如果供电的电压不够稳定，就容易导致一部分电阻和电容被烧坏。而这些电阻和电容通常是通过焊接的形式连接在电路板上的，一旦损坏必须从电路板上拿下来，再焊接上新的。在这过程中还要采取小心谨慎的态度，注意不能破坏其他元件。除了一些外部因素的影响，元器件自身由于工作时间过长，发生老化、性能下降，也是常见的故障原因之一。每一个电子器件都有其自身的使用寿命，如果工作时间到达了使用寿命的临界点，工作人员又没有注意更换，轻则电子元器件性能下降，重则直接报废，造成电气设备的局部瘫痪。想要避免电子元器件自身老化引起的故障，需要工作人员保持对电子元器件的长期观测，在即将到达使用寿命年限时及时进行更换，而外部原因引起的电子元器件故障，则需要通过各种防护手段和措施来进行避免。
2.2软件方面
由于电气工程施工自动化程度越来越深，电气工程的施工设备主要由内部的智能芯片来进行控制。工作人员根据预先编制好的程序软件，向施工设备指令，由智能芯片控制和操作施工设备。如果程序软件出现故障，就会影响工作人员对施工设备的操控，不能按照要求完成施工，甚至设备根本不响应，停止工作。施工设备在软件方面的故障，一部分原因是由于工作人员的自身素质过低所造成的。随着电气工程施工的自动化进程逐渐推进，对于工作人员的素质要求越来越高。工作人员在电气工程自动化施工的过程中，不仅要承担操作施工仪器、各项指令的职责，也要承担对施工设备的检测职责。但是，在电气工程实际施工的过程中，经常出现工作人员素质太低，不能满足实际施工需要的现象。工作人员的综合素质低，不能够对施工设备进行良好操控，在施工设备出现软件方面故障的时候也无法采取措施，有效降低甚至消除故障的影响。想要解决这方面的问题，就要提高工作人员的综合素质，从学校和工作单位两方面入手。学校方面，要在提高学生理论知识水平的同时，逐步引导学生进行实践性训练；工作单位方面，要加大对新进员工的培训力度，锻炼员工的实践操作能力。
3电气工程施工设备的故障诊断策略
3.1依靠员工个人经验
诊断电气工程的施工设备发生的故障，经常会具有一定的相似性。如果工作人员具有丰富的工作经验，就能够自行对设备故障类型进行判断，分析引发故障的原因，制定解决措施。对于一些新的故障类型，工作人员也可以根据以往的故障诊断记录，对比故障前后施工设备的工作状况，推测故障发生的原因。通过这种方式，能够大大提升故障诊断和故障修复的效率[3]。另外，利用员工个人经验进行故障诊断，不需要企业进行额外的投入，没有产生多余的成本，不会导致企业经济效益的降低。这也是企业在招聘时，对拥有丰富工作经验的员工进行优先聘用的重要原因。企业在聘用拥有丰富工作经验的员工之后，可以安排老员工带新员工的工作模式，发挥老员工的经验优势，尽快提升新进员工的技能水平。但是，从严格意义上来说，依靠员工个人经验诊断，具有极大的不确定性，缺乏一定的科学依据。所以，这种故障诊断的方式，只能够作为出现故障时的初步诊断方式，仍然需要科学仪器的详细诊断来进行验证。
3.2依靠先进仪器
进行诊断利用先进的仪器来进行故障诊断，往往比依靠员工个人经验得到的结果更加精确、更加精准、更加具有科学性。故障诊断仪器直接与疑似出现故障的施工设备进行电路连接，通过电流、电压等工作参数的变化，分析故障的类型、发生部位和引发原因，自动采取修复措施。相比传统的万用表、电流表、电压表等检测仪器，故障诊断仪器不仅能够发现施工设备的故障，还能够自动采取针对性的修复措施，大大增强了故障诊断的时效性。对于一部分先进的故障诊断仪器来说，能在分析出故障的类型、发生部位和引发原因之后，形成报告发送给工作人员，通过智能分析提出一些修复建议，大大增强了故障诊断的针对性。
4结束语
在电气工程的施工过程中，经常会由于各种因素的影响，出现各种硬件方面或者软件方面的故障。这些故障的出现，大大降低了电气工程的施工效率，影响了电气工程施工的总体经济效益。对此，电气工程的施工企业要积极利用员工个人经验和先进仪器两种故障诊断方式，结合两种诊断方式的优点，综合提高施工设备故障诊断的时效性和针对性。
参考文献：
[1]胡彦秋，晋吾楠.电气设备故障诊断系统的分析与设计[J].黑龙江科技信息，2014，19：67.
[2]侯立娜.电气设备的故障诊断与模式识别[J].河南科技，2014，09：110.
关键词：电气自动化；控制设备；可靠性；测试；方法
中图分类号：F407.6文献标识码： A 文章编号：
电气自动化控制设备的可靠性是减少操作故障，提高设备的安全性的基本要求，可以实现无人操作或减少操作人员，提高工作效率，改善人们的生活品质，为企业创造更高的经济效益，因此，必须有效提高电气自动化控制设备的可靠性。在实际应用中，影响电气自动化设备可靠性的因素很多，随着自动化水平的提高，对于可靠性的问题越来越受到人们的关注，本文对此将作简要分析。
一、电气控制设备可靠性分析的测试方法和内容
1、实验室测试法。
此种测试方法是通过可靠性模拟进行测试，利用符合规定的可控工作条件及环境对设备运行现场使用条件进行模拟，以便实现以最接近设备运行现场所遇到的环境应力对设备进行检测，统计时间及失效总数等相关数据，从而得出被检测设备可靠性指标。此种可靠性测试方法的优势在于：实验条件容易掌控、所获取的试验数据质量较高、实验结果可以再现等；不足之处主要体现在：进行实验室测试法所需要的实验费用较高、实验条件受到限制、需要试品数量大以及实验结果受到产品批量及成本因素影响等。因此，此种测试方法更适用于生产批量较大的产品。
2、现场测试法
现场可靠性测试方法是当前电气自动化控制设备可靠性测试中一种常用的方法，通过现场测试对相关的数据进行收集和整理，同时做出系统的分析，以此来作为可靠性评估的依据。现场测试法的优势在于：测试环境与实际工作环境更加符合，测试所得到的数据可以对被检测设备实际运行中的可靠性及维护性等相关参数做出更加真实的反映；进行可靠性实验所需要的设备较少，需要投入的测试费用相对少；在实施现场测试时被测试设备可以保持正常的运行状态。电气自动化控制设备可靠性现场测试法具体又包含三种类型：第一种是可靠性在线测试，即在被测试设备正常运行过程当中进行测试；第二种是停机测试，即在被测试设备停止运行时进行测试；第三种是脱机测试，需要从设备运行现场将待检测部件取出，安装到专业检测设备当中进行可靠性测试。
依据收集到的可靠性数据，按照点控设备可靠性指标体系的要求进行统计，计算有关可靠性特征，同时还要考虑成本经济因素，降低相关费用，在选择元器件的时候最好减少元器件的种类，减少操作过程的程序，使得测试过程逐渐简单、易行。
3、保证实验法
保证实验法，就是通常经常谈到的“烤机”，具体指的是在产品出厂前，在规定的条件下对产品所实施的无故障工作试验。通常情况下，作为研究对象的电气自动化控制设备都有着数量较多的元器件，其故障模式显示方式并非以某几类故障为主，而是具有一定的随机性，并且故障表现形式多样，所以，其故障服从于指数分布，换句话说，其失效率是随着时间的变化而变化的。产品在出厂之前在实验室所进行的烤机，从本质上讲，就是测试和检测产品早期失效情况，通过对产品进行不断的改进和完善，以确保所出厂的产品的失效率均已符合相关指标的要求。实施电气自动化可靠性保证实验所花费的时间较长，因此，如果产品是大批量生产，这种可靠性检测方法只能应用于产品的样本，如果产品的生产量不大，则可以将此种保证实验测试法应用在所有产品上。电气自动化设备可靠性保证实验主要适用范围是电路相对复杂、对可靠性要求较高并且数量不大的电气自动化控制设备。
二、提高电气设备可靠性的方法
为使电气自动化控制设备的可靠性得以提高，就需要以分析电气设备的寿命周期（如图1），从电气设备寿命周期的影响因素出发，从而提高电气设备可靠性。从控制设备设计阶段、电子元器件的选择、控制设备的散热防护和气候防护等入手，并采取合理的可靠性设计方法。
图1 电气设备全寿命周期及影响因素分析
1、在控制设备设计阶段，首先要对产品与零部件技术条件进行研究，对产品设计参数做仔细分析，在确保产品性能和使用条件下制定出科学合理的设计方案；此外，为了提高产品的使用性能和操作维修性能，减少控制设备的使用费用和维修费用，产品结构也要通过全面构思后再进行周密设计。
2、从生产角度来看，要尽可能减少设备中元器件与零部件的品种和规格，通常要采用专业厂家所生产的通用产品或零部件，使用来源多、价格低的材料，或是国产材料；无论是设备还是其零部件的加工精度，都要符合当前技术条件要求，不能盲目的追求高精度。其精度等级与产品性能指标相适应的条件下可以降低，也可以简化其装配，尽可能减少选配和修配，尽可能使装配工人的体力消耗减少，这样才能利于自动流水生产。
3、电子元器件的选择与使用。元器件要以电路性能的要求以及工作环境的条件为依据进行选用，元器件无论是其技术性能、技术条件，还是其质量等级等都要符合控制设备运作和环境要求，并且要保留足够的余量；所有电子元器件都需要以不同的要求为依据，并经过必要的可靠性加以筛选后才能使用到产品中去（除特殊情况外）。
4、控制设备的散热防护。电子设备中经常要用的屏蔽盒、焊片等零件，一般是采用镀银工艺，如果镀银层上不涂覆固体膜保护剂，镀银层会很快变色发黑，从而影响外观与电性能等。在工艺上最近几年相继出现了很多新工艺，如：高效热传导工艺；达克罗、氟涂料涂覆工艺；三元合金电镀工艺等，它们在设备中已经广泛使用。某控制设备由于设备的功耗比较大，设计时采取了所有常规散热措施，包括传导、自然对流、辐射换热以及强迫风冷、机箱上开通风孔、增加散热面积等，然而，夏天使用时，设备经常开机时间不长就停止工作。经检查、分析，发现是由于屏蔽盒内的几个芯片因为温度太高停止工作而造成的。鉴于此，采用了高效热传导工艺，通过高效传热元件将芯片产生的热量直接传递到散热面积较大的机箱壁和盖板上，再通过它们和周围环境进行热交换，从而将热量散出去，进而降低盒体内部的温度。如果发热芯片数量比较多，可增加传热元件两端的接触面积，将它们的热量集中传递到机箱侧壁上，并在相应位置安装风扇，再利用强迫风冷对其进行散热。采用高效热传导工艺后，很好地解决了设备内部芯片的散热问题，再没有出现以前的故障。
5、电子设备的气候防护。潮湿、盐雾、霉菌以及气压、污染气体对电子设备影响很大，其中潮湿的影响是最主要的。特别是在低温高湿条件下，空气湿度达到饱和时会使机内元器件、印制电路板上产色和凝露现象，使电性能下降，故障上升。当电子设备受到潮湿空气的侵蚀，会在元器件或材料表面凝聚一层水膜，并渗透到材料内部，从而造成绝缘材料表面电导率增加，体积电阻率降低，介质损耗增加，零部件电气短路、漏电或击穿等。潮气还能引起覆盖层起泡甚至脱落，使其失去保护作用。通常采用浸渍、灌封、密封等措施。
三、结束语
提高电气控制设备的可靠性是十分重要的课题。要结合我国电气控制设备的可靠性现状，找出影响电气自动化设备可靠性的关键因素。提出对电气控制及自动化设备可靠性的测定和试验方法，以达到进一步提高电气设备可靠性的目的。
参考文献
[1]毛维浅谈对电气自动化控制设备可靠性的认识.[J]中国科技博览2010
关键词：电子技术；现状；应用；发展；分析
1 我国电子技术的发展现状
电子技术是19世纪末到20世纪初崛起的先进技术，是新时代科学技术标志性成果之一。现代科学技术的不断深入发展推动了电子技术的更新和优化，使其应用范围更为宽泛，对其的理论研究也逐渐得到人们的关注，电子技术成果和产品是研究电子技术的主要对象。电子技术的不断发展加大了各行业对其的需求，在此种形势下，电子技术面临着发展的机遇和严峻的挑战。但是我国的电子技术研发水平相比于发达国家还是有一定的差距，所以我国电子技术未来的发展之路还很艰巨。我国电子技术的发展应在借鉴国外相关先进技术的基础上，进行自主创新研发，促进我国电子技术规模化、产业化、自主化的发展，形成独具我国发展特色的电子技术。目前新材料科学与技术的进步，也在一定程度上促进了电子技术的发展，二者相互融合转化成巨大的生产力，在我国社会经济的长远发展方面发挥了强大的作用。
2 电子技术的具体应用分析
2.1 在电力行业中的应用和发展
电力电子技术就是电子技术在电力系统应用后的技术总称，电力系统利用电子技术可以高效、高质地进行供电作业，进一步保障了电力系统的安全、稳定运行。另外，电子技术的应用提高了电力系统控制的灵活性、排查故障率以及应对解决突发事故的能力，进而增加了电力企业的经济效益，增强了电力企业的经济实力，为其在我国国民经济发展过程中发挥重要的作用，提供了坚实的基础。电力系统建设一直都是我国基础设施建设的重要领域，面对当前我国能源日益紧缺的局面，电力电子技术的应用可以提高电力资源的利用率，促进电力企业经济效益的最大化。现阶段我国的电力电子技术较为成熟，例如已达世界先进水平的高压直流输电技术，其和交流输电技术相比，具有良好的安全稳定性，远距离大容量输电就是以此为技术基础，实现了可观的经济效益。市场需求对电力电子技术的发展产生了直接的影响，每年可以达到十几个百分点的增幅，推动了传统工业生产和现代高新技术产业的发展，是我国社会经济发展过程中的支柱技术之一。高压直流输电技术的最新研发GTO、JGBT等可关断器件、脉宽调制等新型电子产品已经正式投入使用，FACTS技术也正在逐步深入研究。未来电力电子技术将会在电机调速、供电电源、电力配电等更广阔的领域中应用。
2.2 在军事国防领域应用和发展
在现代科学技术水平不断提高的今天，军事国防领域对先进技术提起了高度的重视。军事电子技术是电子技术在军事国防系统和装备中的应用，是电子技术另一重要的应用领域。其主要包括军用软件、军事通信技术、军用电子元器件等，其中微电子技术是现代军事电子技术的重要代表，是衡量国家军事力量先进水平的重要标志。目前世界各国相继加大了电磁频谱的研发力度，在电子元器件领域致力于研发适应高频段、宽频谱、高温环境的材料和器件，具体表现在宽禁带半导体器件等新型军用微电子器件的大规模研发。军事国防装备中逐渐涌现的尖端武器和先进设备表明电子技术在军事国防领域中具有重要的推动作用。此外，电子技术不仅在军事武器、设备的研发中应用，在改善军事研发环境方面也有重要的作用，促进和保障了军事研发工作效率的提升。可见，现代国家军事国防事业实现可持续稳定发展的根本动力之一就是军事电子技术。同时，在现代社会以及经济全球化发展的大背景下，军工企业要不断提高自身的研发水平、生产能力以及市场竞争力，确保企业的技术、生产实力和新时代的军事发展需求相一致，这就需要军工企业应用先进的电子技术，此形势下的军工企业呈现出更为科学合理、稳定安全的发展趋势。
2.3 在汽车行业的应用和发展
汽车电子技术是电子技术在汽车行业的应用，其是电子化、电子信息技术和相关电子技术在汽车中应用的总称。电子技术作为汽车行业的技术支撑，促进了汽车行业进入电子控制时代的转变。目前大量尖端的电子装置应用在汽车上，使汽车向着现代化、智能化、舒适化、环保化以及安全化方向迈进。当前汽车电子技术全方位迅速发展的主要特征有功能多样化、技术一体化、系统集成化以及通信网络化。
随着人们对汽车整体性能要求的逐步提高，先进的汽车电子技术在功能多样化、系统集成化、体积微型化、系统网络化等方面有了较为显著的突破，实现了人-车-环境三位一体的和谐发展。汽车电子技术在功能上包括舒适性、安全性、经济性、操纵性、能源节约性及环保性等，满足了人们对汽车安全、环保、舒适、娱乐等要求。同时单个部件电子化的汽车电子技术也发展到总成电子化、网络化、智能化、环保化、安全化以及综合化。
3 现代电子技术的发展趋势
第一，趋于微型化。趋于微型化的表现形式主要是纳米电子学，其主要的研究对象是在纳米的尺度下事物的运动规律和特性，研发利用纳米级的事物专属的特性，在生物科技、医疗工程中纳米检测仪器有着广范的应用空间。逐步推广和应用的纳米电器器件是电子器件的又一次变革。
第二，智能化。在很大程度上高度智能化的电子设备可以代替人类完成各项危险的、枯燥的工作，其应用范畴也将更为广泛，例如智能化的电子焊接、智能化车载控制系统、智能化的机器人、智能组装流水线，智能矿脉探测等方面。
第三，精确化。信息流传的精确程度是当前人们所关注的焦点，精确化的电子技术将在各种观测、传输性行业，如气象预测、信息传输、医疗检测等方面进行应用，做到在最小程度内的信息精确和信息传输损耗。
关键词 电子实习;教学内容;电子产品;改进
中图分类号:G642.44 文献标识码:B 文章编号: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 教学目的和意义
电子实习是工科院校相关电子专业的重要教学实践环节,是一门理论联系实际,使学生了解电子产品制造过程的实践活动课。通过电子产品设计、焊接、装配、调试、检验过程的实践锻炼,使学生了解电子产品的生产全过程,并初步具备设计、开发电子产品的能力。通过电子实习不仅培养学生的实际动手能力,而且能使学生了解和掌握现代电子产品的先进制造工艺,为其在后续专业课的学习、课程设计、毕业设计以及以后从事实际工作打下良好的实践基础。在电子实习中,学生可以有效地发挥自己的创造性思维,把课本上所学到的知识应用到解决实际问题之中,从而完成由理论知识向实践操作能力的转化,培养学生的实践能力和创新精神,增强学生解决工程实际问题的能力,提高学生的综合素质。
2 教学内容的现状
北京电子科技学院电子实习时间为2周,实习内容主要有:安全用电;电子元器件的认识和测试;焊接练习;印刷线路板的设计;万用表、直流稳压/充电电源和表面贴装SMT调频收音机等产品的装配和调试。
安全用电主要使学生明确安全用电的概念及规程制度,掌握防触电技术,学会使用安全用具,掌握设备安全用电技术,掌握触电急救及其他急救方法,学会分析、处理用电事故等。电子元器件的认识和测试主要是要求学生认识和识别电阻、电容、电感、二极管、三极管和集成芯片等的材料类别、型号、规格、功能、参数和符号,掌握一般元器件的选用原则以及各类型元器件的测试方法。焊接练习主要是让学生在了解焊接机理,熟悉焊接工具、材料、操作步骤和基本原则的基础上,掌握一般的焊接技能,可以实现手工焊接小规模的电子产品。焊接技术影响着电子产品的质量和效果,因此,焊接练习在电子实习中是一个基本功练习,是非常重要的实践基础环节。
印刷线路板的设计也是电子实习中重要内容。印制线路板的设计过程包括用EDA工具软件设计出电路原理图,然后将其转换为印刷线路板PCB版图。由于实习时间较短,教学中要求学生学习EDA工具软件并画出电路原理图。
电子产品有万用表、直流稳压/充电电源和表面贴装SMT调频收音机等产品,学生通过掌握这些产品的基本原理,自己测试元件,进行装配和调试,实现对产品的效果要求。收音机的组装与调试中采用清华大学的SMT实习系统和FM微型收音机。SMT是将片状元器件直接贴装在印制板铜箔上,用再流焊或其他焊接工艺焊接,实现电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本以及生产的自动化。SMT现在已成为现代电子信息产品制造业的核心技术,学生对这项新技术和新工艺兴趣很大。通过对产品的组装与调试,让学生了解并体会电子产品商业化生产的全过程,增强学生的实践动手能力。
3 教学内容的不足
不足之一:电子产品的制作过程应包括电路原理图设计、PCB版图设计和PCB板制作、元器件检测、组件的焊接与安装调试、产品质量检验等,但是由于实习时间较短,制作费用偏高,对于PCB版图设计和PCB板制作还没有引入电子实习教学中,使得学生对电子产品的制作过程没有完整体会。
不足之二:学生体会不到先进的、完整的现代电子工业产品制作的过程。电子实习中一些电子产品的制作只是现代电子工业产品制作过程的缩版,学生不能够体会到大型电子自动化设备流水线式的工作方式。
不足之三:在电子实习中,模仿式训练比重较大,不强调产品的原理和设计,只是按照给定的电路图,把电子产品组装、焊接起来,学生实习过程中对所遇到的问题也不知从何下手,从而导致实习兴趣不高,在实习过程中很被动,不能很好地培养学生的设计、综合和创新能力。另外,有些实习的产品实用性不高,很多学生做完后没有去使用它,产品没有得到很好的再利用。
4 教学内容的改进
改进之一:增加PCB版图设计和PCB板制作的内容。印制线路板的制作是电子实习的一个重要环节,也是电子类专业学生必须具备的基本技能之一。印制线路板图的制作采用相关EDA工具软件进行设计,设计完成后,可采用清华大学生产的“印制板快速制作系统”,由学生进行复印――钻孔――腐蚀等全过程操作,制作出印制线路板,再进一步焊接和安装产品。这样可以让学生体会到电子产品制作的整个过程。
改进之二:通过多媒体介绍电子工艺的发展,包括现有的焊接技术的发展和新的设计方法,展示工厂里的电子产品制作工艺流程;还可以带领学生参观工厂电子产品的制作过程,这样使学生对现代电子工业产品的生产有一个比较完整直观的认识。
改进之三:更新电子产品的内容。为了使学生从电子产品中了解尽可能多的电子相关知识,应该使该电子产品能够涉及更多的技术领域,而且能和后续课程的学习紧密联系起产。让学生查找资料,自主设计、制作电子产品,来形成培养学生创新能力为主的实践教学模式。因此,学校在实习中增加AVR单片机实验板和可编程器件实验板的制作,其设计流程如图1所示。
AVR单片机实验板采用ATmega16的最小系统,它包含电源电路、复位电路、串口转换电路、晶振时钟和一些旁路电容。实验板如图2所示。
此实验板具有以下特点:整板采用单面布线,使连接关系简单明了;板上的电容电阻均标识大小,元器件采用分立元件与贴片元件2种封装相结合,便于练习焊接;ATmega16所有的管脚全部通过芯片两侧的插针引出,并且每个管脚都做有标识并引出1个插孔、2个插针,留有电源和地接口插针,便于扩展连接;板上有1个LED测试灯,可通过观察LED是否闪烁判断实验板是否正常工作;留有MAX232串口转换电路,以后调试使用时可再焊接;USB电源供电,可直接从计算机USB口取电;USB下载方式,下载线可直接接计算机USB口使用。实验板将以散件套装的形式提供,学生根据所给的电路图等文档自行焊接实验板,并且提供的ATmega16芯片已经预先烧好测试程序,在焊接完成后插好ATmega16芯片,通过观察测试灯是否正常闪烁便可测试核心板的焊接是否有误。为了简化板面,应用电路没有在其中,也附有扩展板,学生以后可根据应用情况自行设计应用电路。
可编程器件实验板采用的主芯片是EPM1270T144C5N,实验板由主芯片电路、电源电路、JTAG接口电路、复位电路、时钟电路等几部分组成。实验板如图3所示。
此实验板具有以下特点:整板采用双面布线;板上的电容电阻均标识大小,元器件采用分立元件与贴片元件2种封装相结合,便于练习焊接;将EPM1270T144C5N芯片的大部分管脚引出,并且每个管脚都做有标识,其中有84个I/O口可定义,留有电源和地接口插针,便于扩展连接;板上有1个LED下载灯,可通过观察LED是否闪烁判断实验板下载是否正常工作;下载板上包括4个LED数码管、8个发光二极管、8个拨动开关,便于以后的应用。实验板将以散件套装的形式提供,学生根据所给的电路图等文档自行焊接实验板,并且提供测试程序。
这两种实验板空板目前给学生提供,等引进PCB板制作工艺后,准备让学生自行设计制作完成,这样让学生实现整个产品的制作过程。这两种实习产品不仅可以让学生熟悉单片机、EDA等课程的内容,还可以供这些课程的实验、后续的电子设计竞赛、课程设计、毕业设计使用。这些产品体积小,方便携带,可以随时使用,不受实验环境的限制,跟以后课程紧密相连,因此,这样的实习产品学生很喜欢。其制作过程不仅能培养学生设计、综合、创新能力,更能激发其学习和探索知识的兴趣,也能很好地、有效地发挥实习产品的价值。
5 结束语
电子实习不仅培养学生的动手能力,更是通过对产品的设计、制板、焊接和测试等来了解现代工业产品的生产全过程,锻炼学生主动设计、主动探索的精神和创新意识。优化电子实习的内容,使其能和先进技术和后续课程紧密联系起来,为进一步的学习拓宽知识面,打好基础。因此,不断改进和完善电子实习内容才能进一步提高实习教学质量,也有助于培养适合新时展需要的高素质专业技术人才。
参考文献
[1]关宗安.电子工艺实习教学内容的研究与改革[J].实验技术与管理,2007,24(7)
[2]沙德亮,等.对电子工艺实习发展的探索[J].教学研究,2008,31(3)
【关键词】裸芯片；电老炼；质量控制
1.引言
工程使用大量的元器件，元器件的可靠性已成为工程可靠性的基础。随着型号产品轻量化、小型化的发展趋势，组件、混合电路的应用日益普及[1]。组件、混合电路内部往往使用数量不等的裸芯片，常见的裸芯片类型主要有二、三极管，集成电路，电容等。电老炼是剔除存在早期失效缺陷的元器件的最有效的方法，但由于受到技术、资金等因素的制约，国内外特别是国内半导体生产厂往往缺少对裸芯片进行电老炼的手段。因此装入工程使用的组件、混合电路的裸芯片未经过电老炼环节，组件、混合电路的电老炼应力又不能满足剔除装入其中的存在早期失效缺陷裸芯片的要求。裸芯片的质量与可靠性已成为制约型号产品可靠性的瓶颈，所以有必要对裸芯片的质量控制方法进行研究[2]。
2.国内外裸芯片的质量控制现状
目前国内外裸芯片的质量控制主要有两种模式：
（1）KGD芯片的质量控制[3]
KGD（Know Good Die，已知良好芯片）芯片是经过测试、电老炼筛选等质量控制环节的芯片，从理论上说此类芯片在装入组件、混合电路时已剔除了存在早期失效缺陷的产品，从可靠性角度看已进入相应质量等级的浴盆曲线底部。
KGD芯片进行电老炼采用两种方法：
①分立芯片电老炼。其特点是使用临时封装的载体夹具对划化片后的单个芯片进行电老炼，使用灵活，适合批量不大的产品。
②晶圆级电老炼。其特点是对整个晶圆进行电老炼，费用教高，适合大批量生产，在有足够的需求批量条件下采用。
国外有专门对裸芯片进行电老炼的设备，如美国AEHR公司生产的FOX系列产品。
虽然KGD芯片的质量与可靠性具有很大优势，但KGD芯片的电老炼环节所需要的技术高、费用昂贵，因此受到资金、技术等因素的制约，国内半导体生产厂缺少对裸芯片进行电老炼的手段，很难提供KGD芯片。
（2）测试芯片的质量控制
测试芯片经过晶圆级探针的测试环节，有时辅以晶圆级的高温贮存和抽样封装进行电老炼和寿命试验等评价考核试验。对于型号工程，国内半导体器件裸芯片生产厂一般采用此种方法提供裸芯片。但是由于装入组件、混合电路的芯片未经过电老炼筛选，芯片抽样封装进行的评价考核试验不能完全反映装机时芯片的可靠性水平，因此此类芯片的质量与可靠性水平具有不确定性。
3.国产裸芯片的质量控制方法
从以上分析可以看出，目前国内半导体器件生产厂缺少对裸芯片进行电老炼的手段，提供的裸芯片往往具有存在早期失效缺陷的产品，而目前对裸芯片质量与可靠性的评价是抽样性质的（如GJB2438《混合集成电路通用规范》），不能完全反映装机时芯片的可靠性水平。产品的质量与可靠性是由设计、生产决定的，因此对工程产品使用的裸芯片的质量控制应从设计、生产工艺控制到芯片测试筛选，可靠性评价考核试验等全过程进行。
（1）设计阶段控制
裸芯片的质量控制必须从设计阶段抓起。设计阶段控制主要通过可靠性设计、模型验证、设计规则验证等环节实施，力求最大程度上消除因设计不当造成的质量与可靠性问题。
（2）生产工艺过程阶段控制
生产工艺过程控制主要通过以下方面进行：
（a）过程识别文件（PID）的建立；
（b）统计过程控制（SPC）技术的实施；
（c）工序能力指数CPK的提高。非关键工序的CPK≥1.33，关键工序的CPK≥1.5。
通过以上环节的控制，力求最大程度上消除因生产过程不当造成的质量与可靠性问题。
（3）芯片测试筛选
（a）晶圆级测试筛选按下表规定100%进行。
顺序 筛选项目 试验条件
1 高温贮存 +（125±2）℃，96小时，N2气氛
2 温度循环 -（55±3）℃）～+（125±2）℃，恒温时间不少于30分钟，转换时间不超过1分钟，10次循环
3 常温测试 按产品详细规范，对关键参数规定一致性的要求
4 内部镜检 集成电路按GJB548内部目检的条件A的规定；分立器件按GJB128的内部目检的规定。
注：对PDA规定控制要求。
（b）划片后的芯片镜检
产品按集成电路按GJB548内部目检的条件A的规定；分立器件按GJB128内部目检的规定。
（4）可靠性评价考核试验[4]
每批次晶圆应进行可靠性评价考核试验。
（a）可靠性评价考核试验的SEM检查
从每批次的每一晶圆片中选取5个芯片（每1/4扇面和中心各选取1个），每批次的全部晶圆中取得的芯片进行SEM检查，按GJB128（适用于半导体分立器件）、GJB548（适用于集成电路）有关规定，检查一般金属化层、钝化层台阶、钝化层。合格判定数（c）为0。
（b）可靠性评价考核试验的筛选和质量一致性检验
从每批次的每一晶圆片中至少选取5个芯片（每1/4扇面和中心各选取至少1个）进行封装，应保证可靠性评价考核试验的筛选合格品的数量满足可靠性评价考核试验的质量一致性检验的要求。
①产品按下表规定100%进行可靠性评价考核试验的筛选。
表1 可靠性评价考核试验的筛选
顺序 筛选项目 试验条件
1 常温测试 +（25±5）℃
2 高温贮存 +（125±2）℃，96小时
3 温度循环 -（55±3）℃～+（125±2）℃，恒温时间不少于30分钟，转换时间不超过1分钟，10次循环
4 恒定加速度 Y1方向，20000g，至少1分钟
5 电老炼前电性能测试 +（25±5）℃
6 电老炼 分立器件：常温；集成电路：+（125±2）℃；240小时
7 电老炼后电性能测试 按产品详细规范，对关键参数规定参数变化量的要求
8 高温测试 +（125±2）℃，按产品详细规范，对关键参数规定一致性的要求
9 低温测试 -（55±3）℃，按产品详细规范，对关键参数规定一致性的要求
注：对不合格品应进行失效分析。如内引线在芯片键合区失效，该批次晶圆作拒收处理。PDA实行一定的控制要求。
②可靠性评价考核试验的质量一致性检验
按下表规定进行质量一致性检验考核，采用零失效方案。
表2 质量一致性检验
试验项目 试验条件或要求 抽样标准 备注
稳态寿命 Ta=+（100±3）℃，1000小时，加电，其余按产品详细规范 45（0） 对关键参数规定一致性的要求
4.结束语
对裸芯片进行质量控制是保证工程产品可靠性的一个关键环节。针对国内半导体器件生产厂不能对裸芯片进行电老炼的现状，本文通过对裸芯片的设计阶段控制、生产工艺过程控制、芯片测试筛选、可靠性评价考核试验等环节，对面向工程应用的国产裸芯片的质量控制方法进行了初步探索研究。
参考文献
[1]张欣.浅析电子产品制造业中的库存管理[J].电子世界，2013（2）：17-18.
[2]黄云，恩云飞，师谦，等.KGD质量和可靠性保障技术[J].半导体，2005，30（5）：40-43.
[3]思云飞，黄云.KGD技术发展与挑战[J].电子质量，2003 （9）：2-4.
[4]罗雯，魏建中，阳辉，等.电子元器件可靠性试验工程[M].北京：电子工业出版社，2005.
作者简介：
关键词：职业教育；实践教学；电工电子
随着我国工业经济的快速发展，职业教育也逐渐朝着良好的方向大步地迈进。使学生掌握一定的专业操作技能，始终是各类职业技术教育的一项重要任务。《电工电子技术》是中等职业学校的一门主要的技术基础课程，是学习其他专业课程的基石。传统的教学模式过于强调对理论知识的讲解，而忽视了对学生实践动手能力的训练，使学生无法胜任未来工作。因此，加强电工电子实践教学对于巩固学生理论知识、培养学生动手能力起着重要的作用。本文将结合自己多年的教学实践经验浅谈几点电工电子实践教学改革的思路。
一、电工电子实践教学现状与分析
1.实训内容落后，缺乏创新性
电工电子技术是发展很快的技术领域，而电工电子实训教学内容更新较慢，无法与当前技术发展速度相适应，缺少综合性、设计性与创新性的实验内容。总体上实训内容和体系长期固定，跟不上当前电工电子技术发展的形式。例如，收音机的安装与调试是多数职业学校电子实习的主要内容之一，它的电路板是设计好的，元器件也是配套的。教师指导学生完成焊接、插件和调试，但是缺乏对学生的综合应用能力和创新能力的培养。
2.教学方法落伍，模式单一
传统教学中，往往是教师示范讲解，学生模仿制作的方式，学生被动地接受知识，不利于他们主观能动性的发挥。特别是实训教材对所需仪器设备、线路连接、操作步骤、观察结果等均已作详细介绍，学生只需要按照教师的示范和说明去做，很容易就可完成一件仿制品。这导致学生知其然，不知其所以然，教学效果不尽如人意，学生的创新性思维无法体现。
3.实训硬件设备不足，新技术引入不够
实训的硬件设备不足，套数有限，维修更新缓慢，配置不合理；对实训工具缺乏有效管理机制，各任课教师独自使用各自工具。电路的计算机辅助设计应用、表面贴装技术等先进技术没能及时引入，对学生能力的培养不能够跟上时代的发展。
4.实训指导教师队伍整体素质不高
总体上，电工电子实训指导教师队伍存在年龄偏差大、学历偏低、知识结构高低不均、教育理念落后等问题。教师很少到企业去进行社会实践，本身创新意识就比较淡薄，创新能力不足。另外，教师教学任务普遍偏重，往往只是忙于完成教学工作，没有充裕的时间和精力开展教学研究与改革。
5.学生普遍基础较差，学习兴趣不浓
学生是教学的主体，现在的职业学校学生水平参差不齐，基础知识薄弱，没有养成良好的学习方法和心态，自律意识不强，抽象思维能力相对较弱，厌学情绪比较浓。相当一部分学生对实训的目的性、重要性认识不足，不重视实训，这也是影响电工电子实训教学效果的一个重要原因。
二、电工电子实践教学改革的思路
1.实施主讲教师责任制，优化教学资源，提高教学效果
主讲教师责任制教学模式是相对于分配式教学模式而言的。是选择一名教师即主讲教师承担一门课程的教学，并对教学的目标、内容、任务、进度和考核等各个环节全程负责的教学模式。担任课程的主讲教师应具有较高的学术造诣和教学水平，被课程教学团队公认推举，领导认可。它能够避免有的课程无人带，有的课程抢着带，并导致课程建设无法落到实处以及课程的师资配置不合理，对任课教师缺乏规范化考核，教学质量不高等现象的发生。
主讲教师责任制是一种新颖的教学模式，具有很强的优势性，根据实际情况引入并实行教学主讲教师责任制，对于解决目前实践教学中存在的问题是非常必要和重要的。
（1）有利于合理配置师资力量，提高教学效果和教学质量。
（2）有利于实训内容与体系的细化完善，进一步丰富教学内容与体系。
（3）有利于更新教学方法与手段，提高教学质量与效率。
（4）有利于对实训工具与设备的合理配置与管理，加强材料的重复使用率，减少资源浪费。
2.更新与优化实践教学内容，培养学生的创新能力
传统的电工电子实验教学主要是对理论教学中的一些定律、定理进行验证，使学生加深对所学理论知识的认识与理解。实训方面，现在很多学校还停留在老一套，内容陈旧。而以创新为目标的电工电子实践教学则着力培养学生实际操作能力、工程综合设计能力、创新研究能力等。本校根据实际情况，开设了如下实训内容：
（1）手工焊接技术训练。通过训练，学生可以熟练掌握手工焊接技术的操作方法和基本要点。
（2）元器件的识别与检测训练。学生通过训练，能够正确识别各种电子元器件，同时掌握使用万用表检测各类电子元器件的方法。
（3）电子产品装配与调试训练。我校安排了七管超外差式收音机和MF47型万用表的安装与调试实训。通过实训教学，不仅使同学们对收音机和万用表的结构及工作原理有所了解，而且使他们熟练地掌握了电路原理图及安装图的读法、元器件的检测方法、手工焊接技术、电路的性能检测和维修以及简单机械部件的安装等方面的知识。
（4）表面贴装工艺训练。学生通过实践，既可以真正了解并接触到新技术和新工艺，又能够充分了解微电子产品应用该技术的发展前景。
（5）印制线路板制作训练。可以手动制作印制线路板，使学生体验从设计图纸、热转印到腐蚀、钻孔等制作线路板的全过程，使电子产品制作实习的内容趋于完整化。
（6）触电救护训练。使学生熟练掌握口对口人工呼吸和人工胸外挤压心脏进行急救的方法。
（7）PLC应用技术训练。配备了可编程控制器及与之配套的模拟设备，如十字路通灯控制、电机正反转控制等，为学生创造出一个接近工程实际应用的环境。
3.培养实践动手兴趣，调动学生学习积极性
“兴趣是最好的老师”，学生对所开设的实验有了兴趣，学习的积极性、主动性也会自然而然地提高。因此，如何运用手段、结合课程的特点，采用适当的方法激发学生对学习的兴趣，是我们在电工电子实践教学过程中积极研究和探讨的问题。比如，在日光灯管的实验中，我们可以联系生活现象，简单地介绍判断灯管好坏的方法；在电容器充电与放电实验中，我们要求学生用指针式万用表首先练习对电容器质量的判断，让学生具体观察电容器短路、断路、质量不佳（漏电）、容量是否减少等方面的情况，引导学生积极思维，然后再用自己判断容量合格的电容器做充电、放电实验。这样，就激发了学生的浓厚兴趣，更激发了他们的求知欲望，使他们对所学的理论课也更有兴趣。
4.充分运用现代化的教学手段，提高教学效率和效果
（1）利用多媒体课件，提高教学效率。高水平的多媒体课件，用图片、声像演示等形式代替抽象的动作讲解，把微型化、难以识别的元器件和难以看清楚的操作过程用多媒体课件演示出来，提高学生的学习兴趣；利用大量的实际案例图像，演示分析电工电子实训中的技术要求及缺陷分析。例如，手工焊接时要求无虚焊，焊点光滑而且饱满，学生由于缺乏感性认识，不能很好地领会这些要求，在焊接过程中为防止产生虚焊，往往焊点很大，既浪费焊锡，又因为焊点处加热时间过长容易烧毁元器件。为此，可以采用多媒体技术给学生演示什么样的焊点是光滑饱满、合格的焊点，什么样的焊点是虚焊，怎样操作容易导致虚焊等。这样一来，学习效率和效果得到显著的提高。
（2）运用EDA技术，适应现代电子技术的发展。随着EDA软件的不断完善，应用EDA软件进行电子线路辅助设计已经成为一种潮流。电子技术实训题目所涉及的仪器多，其功能也各不相同，使用的电子元器件种类复杂、数量大、电路涉及面广。在做每一个题目前，利用multisim仿真软件在计算机上设计好电路，调试好参数，做出正确的结果。通过计算机仿真熟悉了电路结构、电路参数、调试点以及测试仪器的正确使用。这样，对实际电路的搭接就比较熟悉，能正确地使用仪器，出了问题又可心中有数地去检查，从而提高了实际电路制作的成功率。同时软件仿真还可以发挥学生的创新能力、主观能动性，提高学生的学习兴趣。
5.加强师资队伍建设，提高教学质量
教师的水平的提高是教学质量得以保障的重要条件之一，也是电工电子实践教学改革必须解决的一个问题。为此，可采用以下措施：
（1）制订切合实际的实践教学教师选聘机制，引进一些实践经验丰富、业务素质高的工程技术人员从事实习教学指导工作，或聘请他们作为学校的兼职实习指导教师。
（2）创造条件使实习指导教师有更多外出参观、学习、参加相关的学术交流活动的机会，以便吸取他人的先进经验为己所用。
（3）加强对青年教师的培训。例如，有针对性地进行焊接理论与技术、电工电子理论培训等，丰富教师的理论知识和专业知识，扩大他们的视野。可以把教师送到其他条件更好的学校进修，送到相关的企业进行操作培训，丰富教师的实践经验。通过这些措施，建设一支既有丰富的理论知识，又有较强的工程实践能力的双师型教师队伍。
6.建立多元化的考核评价体系，真实反映学生的实际情况
考核是实践教学中的一个重要环节，考核方式和考核标准直接影响着学生的前进方向和实训积极性。为此，我们建立了如下考核评价体系：
（1）考核标准多样化。将过程性评价和终结性评价相结合且更注重过程性评价，加强对学生在实训过程中表现出的主动性、创新意识与能力、实习效果方面的评价考核。例如，操作过程的规范性、制作产品的质量、自主设计内容的创新性与难度、实习报告的质量等。
（2）鼓励创新。根据学生选择实习内容的难度和广度以及是否自主设计内容进行分级考核，鼓励学生选修有一定难度的实习内容和自主设计实习内容；对于参加创新竞赛的学生，进行额外加分。
（3）考核方式多样性。将教师评价、学生自评和同伴互评相结合，将共性评价和个性评价相结合。尤其是创新竞赛的成绩评定可由学生集体讨论确定，既调动学生参与的积极性，也有利于培养学生综合考虑问题及进行正确判断的能力。
总之，根据职业学校的现状，加强电工电子实践教学改革，使学生既学到了一定的理论知识，又掌握了一定的专业操作技能，培养出更多、更好的能适应社会发展需要的职业技术人才，是各类职业技术教育的一项重要任务。
参考文献：
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