電工電子技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展-論文格式講解

1、湖北理工學(xué)院電工電子技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展課程論文課程名稱： 電工電子技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展 論文名稱： 電工電子技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 專業(yè)名稱： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí)：（ 2）班學(xué) 號(hào)： 201140410239 姓 名：董文來(lái)指導(dǎo)教師：黃松柏成績(jī)?cè)u(píng)定表姓名董文來(lái) 學(xué) 號(hào) 201140410239專業(yè)班級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（ 2）班論文題目： 電工電子技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)：考勤情況（ 30）：報(bào)告情況（ 70）：最終評(píng)定成績(jī)指導(dǎo)教師簽字：湖北理工學(xué)院課程（論文）任務(wù)書課程（論文）題目： 電工電子技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展學(xué)生姓名： 董文來(lái) 學(xué)號(hào)： 201140410239 指導(dǎo)教師： 黃松柏 1課程論文的主要內(nèi)容電工

2、電子技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展是非工科專業(yè)的一門公共選修課。 其主要任務(wù)是： 使學(xué)生通過(guò) 本課程的學(xué)習(xí)， 了解電工電子技術(shù)的基本知識(shí)， 了解電工電子技術(shù)應(yīng)用和我國(guó)電工電子事業(yè) 發(fā)展的概況。通過(guò)查閱資料，書寫電工技術(shù)基礎(chǔ)理論、電氣設(shè)備的使用、電子電路的應(yīng)用、 電工電子新技術(shù)等方面的現(xiàn)狀與發(fā)展。2課程論文的要求（1）論文全文采用打印稿。正文字體采用宋體小四。（2）有電工電子的現(xiàn)狀與發(fā)展內(nèi)容介紹。（3）論文思路清晰，語(yǔ)言流暢。（4）論文字?jǐn)?shù)不少于 5000 字。3進(jìn)度安排（論文）各階段起止日期1查閱與論文題目相關(guān)的資料2012.4.92012.4.102電工技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展2012.4.112012.4.133

3、電子技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展2012.4.132012.4.154整理論文全文2012.4.165打印上交論文2012.4.164、考核辦法與成績(jī)?cè)u(píng)定根據(jù)考勤、報(bào)告確定成績(jī)。評(píng)定項(xiàng)目基本內(nèi)涵分值考勤考勤30 分小論文完成論文任務(wù)、規(guī)范性等情況70 分5 、參考文獻(xiàn)1 賈文超 . 電 氣 工 程 導(dǎo) 論（第一版） . 西安電子科技大學(xué)出版社 .2007.2 黃載祿 . 電子信息技術(shù)導(dǎo)論 （第一版） . 北京郵電大學(xué)出版社 .2009.正文電工電子技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展1 電工電子技術(shù)基本理論（1） 電工技術(shù)基礎(chǔ)理論 ：第一節(jié) 電路一、電路 : 用導(dǎo)線、電器、開關(guān)、電源等組成的電流電路。1、電源: 提供電能的裝置

4、。如: 干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等。2、負(fù)載: 用電裝置 （把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能 ）。3、開關(guān): 控制電路通斷。4、導(dǎo)線 : 傳輸電能。5、電路圖 : 用規(guī)定的元件符號(hào)表示電路連接情況的圖。二、電路狀態(tài)通路: 處處連通的電路。開路: 某處斷開。 短路:電源未經(jīng)過(guò)用電器 ,直接構(gòu)成回路 （嚴(yán)禁）。 上述狀態(tài)一般可用萬(wàn)用表測(cè)量判斷。第二節(jié) 基本物理量1、電流 概念 :電荷定向運(yùn)動(dòng)形成電流。 計(jì)算 :I= q / t I-A q-c t-s 單位及換算 :A 、mA、uA;1A=103mA、1mA=103uA 電流方向 : 規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)方向。2、電壓 作用 : 使電荷定向移動(dòng)形成電流。 單位：伏特

5、（ V）3、電能W=uq W=UIt 單位: 度（千瓦時(shí)）、焦 1kwh=3.6106J4、電功率 電流 1 秒鐘內(nèi)所做的功。P=w/ t=UI單位 : 瓦、千瓦、毫瓦 331kw=10w,1w=10mw5、歐姆定律I=U/R（ 部分電路 ）式中 I- 安、U-伏、R-歐 有 I 必定有 U（超導(dǎo)物質(zhì)除外） 有 U 不一 定有 I第三節(jié) 直流電路、串聯(lián)電路U=U1+U2+UnR=R1+R2+Rn 在串聯(lián)電路中 , 電壓與電阻成正比。二、并聯(lián)電路U=U1=U2=UnI=I 1+I 2+ +I n1/R=1/R1+1/R2+1/Rn三、混聯(lián)電路 電路既不是單純的串聯(lián)也不是單純的并聯(lián)。這種電路應(yīng)先化

6、簡(jiǎn)后再進(jìn)行運(yùn)第四節(jié) 交流電路一、交流電 大小與方向均隨時(shí)間變化的電流 （ 電壓） 叫交流電。 二、交流電有三相交流電、單相交流電之分1、三相交流電：如高壓 電線路、三相電動(dòng)機(jī)用電。2、單相交流電：如家庭用電 （ 市電） 、220V（電壓） 、50HZ（頻率） 。 三、三相電的輸送（1）升壓成高壓傳送的目的：降低損耗節(jié)省成本 方便架線等（2）常見高壓有 10萬(wàn)V、幾十萬(wàn) V。如油羅口電站（ 35千伏、 6.3 千伏2、低壓配電線路（1）供電方式：三相三線制、三相四線制。（2）三相三線制： 由三個(gè)繞組（線圈）首端引出三根相線的供電方法。 特點(diǎn)：只供一種電壓 380V。應(yīng)用：三相對(duì)稱性負(fù)載如電動(dòng)機(jī)（

7、3）三相四線制： 由三個(gè)繞組首端分別引出三根線，由三個(gè)尾端連接在一起引出一根的接法。如下圖特點(diǎn)：能供二種電壓： 220V、 380V。（4）相關(guān)概念： 相線：首端引出的導(dǎo)線稱為相線（火線）； 中性線：尾端引出的導(dǎo)線稱為相線（零線）； 相電壓：火線與零線之間的電壓 220V； 線電壓：火線與火線之間的電壓 380V。 注：N線在中間（如錯(cuò)接造成燒電器）。（2）電子技術(shù)基礎(chǔ)理論 ： 第一節(jié) 常用元器件的識(shí)別 一、電阻 電阻在電路中用“ R”加數(shù)字表示，如： R15表示編號(hào)為 15 的電阻。電阻在電路 中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置、濾波（與電容器組合使用）和阻抗匹 配等。1、參數(shù)識(shí)別：電阻的

8、單位為歐姆 （），倍率單位有： 千歐（K），兆歐（M） 等。換算方法是： 1 兆歐=1000千歐=1000000歐電阻的參數(shù)標(biāo)注方法有 3 種，即直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。 a、數(shù)標(biāo)法主要用于貼片等小體積的電路，如： 472 表示 47102（即 4.7K ）； 104 則表示 100Kb、色環(huán)標(biāo)注法使用最多，現(xiàn)舉例如下：四色環(huán)電阻 五色環(huán)電阻（精密電阻）二、電容1、電容在電路中一般用“ C”加數(shù)字表示（如 C25表示編號(hào)為 25 的電容）。電 容是由兩片金屬膜緊靠， 中間用絕緣材料隔開而組成的元件。 電容的特性主要是 隔直流通交流。電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小， 電容對(duì)交流信號(hào)的阻礙

9、作用稱為容 抗，它與交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān)。容抗 XC=1/2f c （f 表示交流信號(hào)的頻率， C表示電容容量 ） 電話機(jī)中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨(dú)石電容、鉭電容 和滌綸電容等。2、識(shí)別方法：電容的識(shí)別方法與電阻的識(shí)別方法基本相同，分直標(biāo)法、色標(biāo)法 和數(shù)標(biāo)法 3 種。電容的基本單位用法拉（ F）表示，其它單位還有：毫法（ mF）、 微法（ uF）、納法（ nF）、皮法（ pF）。其中： 1 法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法 容量大的電容其容量值在電容上直接標(biāo)明，如 10 uF/16V 容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示 字母表示

10、法： 1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 數(shù)字表示法： 一般用三位數(shù)字表示容量大小， 前兩位表示有效數(shù)字， 第三位數(shù)字 是倍率。如： 102表示 10102PF=1000PF 224表示 22104PF=0.22 uF三、晶體二極管晶體二極管在電路中常用“ D”加數(shù)字表示，如： D5 表示編號(hào)為 5 的二極管。 1、作用：二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通 電阻很小； 而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無(wú)窮大。 正因?yàn)槎O管具有上述 特性，無(wú)繩電話機(jī)中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻 調(diào)制和靜噪等電路中。電話機(jī)里使用的晶體二

11、極管按作用可分為：整流二極管（如 1N4004）、隔離二 極管（如 1N4148）、肖特基二極管（如 BAT85）、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。 2、識(shí)別方法：二極管的識(shí)別很簡(jiǎn)單，小功率二極管的 N 極（負(fù)極），在二極管 外表大多采用一種色圈標(biāo)出來(lái)， 有些二極管也用二極管專用符號(hào)來(lái)表示 P 極（正 極）或 N極（負(fù)極），也有采用符號(hào)標(biāo)志為“ P”、“ N”來(lái)確定二極管極性的。 發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長(zhǎng)短來(lái)識(shí)別，長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)。3、測(cè)試注意事項(xiàng)：用數(shù)字式萬(wàn)用表去測(cè)二極管時(shí)，紅表筆接二極管的正極，黑 表筆接二極管的負(fù)極， 此時(shí)測(cè)得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚担?這與指針式 萬(wàn)用表的表筆接法

12、剛好相反。四、穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ ZD”加數(shù)字表示，如： ZD5表示編號(hào)為 5 的穩(wěn)壓管。 1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本 保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其它 原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。2、故障特點(diǎn)：穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這 3種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后 2 種故障表現(xiàn)為電源電壓變低 到零伏或輸出不穩(wěn)定。五、電感電感在電路中常用“ L”加數(shù)字表示，如： L6表示編號(hào)為 6 的電感。 電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞

13、一定的圈數(shù)制成。直流可通過(guò)線圈， 直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻， 壓降很?。?當(dāng)交流信號(hào)通過(guò)線 圈時(shí)，線圈兩端將會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)， 自感電動(dòng)勢(shì)的方向與外加電壓的方向相反， 阻礙交流的通過(guò)，所以電感的特性是通直流阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。 電感在電路中可與電容組成振蕩電路。電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法，色標(biāo)法與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示 1uH （誤差 5%）的電感。電感的基本單位為：亨（ H） 換算單位有： 1H=103mH=106u。H六、變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部 “PN結(jié)” 的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變 化而變化這一原理專門設(shè)計(jì)出來(lái)的一種特殊二極管。變?nèi)荻O管在無(wú)繩電

14、話機(jī)中主要用在手機(jī)或座機(jī)的高頻調(diào)制電路上， 實(shí)現(xiàn)低頻信 號(hào)調(diào)制到高頻信號(hào)上， 并發(fā)射出去。 在工作狀態(tài)， 變?nèi)荻O管調(diào)制電壓一般加到 負(fù)極上，使變?nèi)荻O管的內(nèi)部結(jié)電容容量隨調(diào)制電壓的變化而變化。 變?nèi)荻O管發(fā)生故障，主要表現(xiàn)為漏電或性能變差：（1）發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，高頻調(diào)制電路將不工作或調(diào)制性能變差。 （2）變?nèi)菪阅茏儾顣r(shí)，高頻調(diào)制電路的工作不穩(wěn)定，使調(diào)制后的高頻信號(hào)發(fā)送 到對(duì)方被對(duì)方接收后產(chǎn)生失真。出現(xiàn)上述情況之一時(shí)，就應(yīng)該更換同型號(hào)的變?nèi)荻O管。七、晶體三極管 晶體三極管在電路中常用“ Q”加數(shù)字表示，如： Q17表示編號(hào)為 17 的三極管。 1、特點(diǎn)：晶體三極管（簡(jiǎn)稱三極管）是內(nèi)部含有 2

15、個(gè) PN結(jié)，并且具有放大能力 的特殊器件。它分 NPN型和 PNP型兩種類型，這兩種類型的三極管從工作特性上 可互相彌補(bǔ)，所謂 OTL電路中的對(duì)管就是由 PNP型和 NPN型配對(duì)使用。 2、晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，在常見電路中有三種接法。為 了便于比較，將晶體管三種接法電路所具有的特點(diǎn)列于下表，供大家參考。名稱 共發(fā)射極電路 共集電極電路（射極輸出器） 共基極電路 1、場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，因而也被廣泛應(yīng)用于各種 電子設(shè)備中。 尤其用場(chǎng)效管做整個(gè)電子設(shè)備的輸入級(jí)， 可以獲得一般晶體管很難 達(dá)到的性能。2、場(chǎng)效應(yīng)管分成結(jié)型和絕緣柵型兩大類，其控制原理都是一樣

16、的。如圖1-1-1是兩種型號(hào)的表示符號(hào)：3、場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較 （1）場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源 取較少電流的情況下， 應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管； 而在信號(hào)電壓較低， 又允許從信號(hào)源取 較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。（2）場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱之為單極型器件，而晶體管是即 有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。（3）有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶 體管好。（ 4）場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上， 因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路

17、中 得到了廣泛的應(yīng)用。2 電氣設(shè)備現(xiàn)狀與發(fā)展 ：1 電氣設(shè)備的“健康”狀況存在差異 首先是設(shè)備的先天條件不一樣， 進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)狀況不一樣； 同 樣是國(guó)產(chǎn)設(shè)備， 不同廠商因技術(shù)與管理水平不一樣， 使其產(chǎn)品質(zhì)量也不一樣； 即 使是同一廠商，因技術(shù)、管理上的差異，其產(chǎn)品質(zhì)量不同；不同時(shí)期、不同批次 的產(chǎn)品，其質(zhì)量也會(huì)不一樣。因此應(yīng)當(dāng)承認(rèn)設(shè)備投運(yùn)的初始狀態(tài)是千差萬(wàn)別的。其次，設(shè)備的使用環(huán)境不一樣， 不同的環(huán)境將對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況產(chǎn)生不同的影 響，這種環(huán)境主要有兩種： 一是設(shè)備所處的外部自然環(huán)境不一樣， 尤其是供電設(shè) 備，大部分暴露在室外自然環(huán)境中，因溫度、濕度、污染、紫外線、日照等有較 大差異

18、，對(duì)設(shè)備的影響有較大不同； 二是設(shè)備在電力系統(tǒng)的位置不同， 所承受系 統(tǒng)運(yùn)行電壓、 短路電流和熱穩(wěn)定時(shí)間等不盡相同， 尤其是故障時(shí)系統(tǒng)短路容量差 異較大。2 電氣設(shè)備的維修制度2.1 定期維修的弊端 由于電氣設(shè)備的初始狀況和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況有很大差異， 即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的 “健康”狀況好壞相差甚大， 而定期維修制度幾乎無(wú)視這些狀況的差異， 而采用 統(tǒng)一的、一刀切的定期維修方式， 其最主要的表現(xiàn)在維修結(jié)果上， 要么維修過(guò)剩， 要么維修不足。工程的實(shí)際情況大多是出現(xiàn)維修過(guò)剩，經(jīng)常出現(xiàn)“小病大治” 、 “無(wú)病亦治” 的盲目維修的現(xiàn)象， 這種維修過(guò)剩的結(jié)果， 必將出現(xiàn)如下維修的弊 端：2.1.1 一些狀態(tài)

19、良好的設(shè)備，因盲目維修而出現(xiàn)故障或潛在故障，維修達(dá)不 到恢復(fù)設(shè)備原有的可靠性的作用，而是增加了設(shè)備的故障隱患和故障率。2.1.2 降低了設(shè)備的可用性，許多維修迫使設(shè)備停機(jī)。中斷對(duì)用戶的不間斷 供電，這是增加停機(jī)維修的次數(shù)的必然結(jié)果。 而提高供電可靠性是供電企業(yè)非常 重要的基本考核指標(biāo)。 目前，定期維修是電氣設(shè)備停運(yùn)的主要原因， 往往占全部 停運(yùn)時(shí)間的 60%以上。2.2 狀態(tài)維修完全替代定期維修的可能性 首先，電氣設(shè)備的大小、結(jié)構(gòu)、用材、功能各不相同，出現(xiàn)缺陷的原因和規(guī) 律也不相同。另外在工作時(shí)所受的電、熱、機(jī)械、環(huán)境各不相同，呈現(xiàn)的損耗規(guī) 律不會(huì)相同。 如密封橡膠墊呈現(xiàn)自然老化的規(guī)律， 而變

20、壓器的絕緣缺陷形成有時(shí) 間因素也有其他因素。其次，各個(gè)設(shè)備在電力系統(tǒng)中的地位和影響不同， 每個(gè)設(shè)備中部件對(duì)設(shè)備功 能的影響也不相同。 能否或有沒(méi)有必要對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、 故障診斷、 狀 態(tài)維修呢？即能否用狀態(tài)維修完全替代定期維修呢？事實(shí)上， 對(duì)所有設(shè)備及其部 件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)診斷在技術(shù)上有困難， 而且對(duì)所有設(shè)備及其部件進(jìn)行狀態(tài) 監(jiān)測(cè)在費(fèi)用上難以承受。 所以，未來(lái)的狀態(tài)維修不可能完全代替定期維修， 而是 狀態(tài)維修和定期維修共同存在的局面。3 電氣設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)技術(shù) 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)為設(shè)備的故障診斷和性能評(píng)估提供了依據(jù)。 因此有必要對(duì) 他們的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 及時(shí)了解和掌握設(shè)備的狀況，

21、 以確保整個(gè)電力系統(tǒng)的 安全、穩(wěn)定運(yùn)行。狀態(tài)監(jiān)測(cè)是指通過(guò)各種測(cè)量、檢測(cè)和分析方法，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行 的歷史和現(xiàn)狀，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，以便了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況， 并且對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行顯示和記錄， 對(duì)異常情況進(jìn)行處理， 并為設(shè)備的故障分析診 斷、性能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。下面以變壓器為例，分析狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方法及作用。變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法主要有： 變壓器油氣色譜分析、 局部放電、 絕緣監(jiān)測(cè) 等。3.1變壓器油氣色譜分析變壓器運(yùn)行時(shí)， 變壓器油中的固體有機(jī)絕緣材料在運(yùn)行電壓的作用下， 會(huì)因 電、熱、局部電弧等多種因素作用逐漸變質(zhì)， 裂解出包括 H2、CO、CH4、C2H2、 C2H4、C2H6 等在內(nèi)

22、的多種氣體。 變壓器油氣色譜分析法主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)和分析 變壓器油中氣體的組分、 濃度及產(chǎn)生速率， 進(jìn)而判斷變壓器內(nèi)部是否存在過(guò)熱性 故障（導(dǎo)電回路、 鐵心多點(diǎn)接地引起過(guò)熱等） 和放電性（局部放電和電弧放電等） 故障等。由于這種方法具有實(shí)時(shí)性和連續(xù)性的特點(diǎn)， 能及時(shí)發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)設(shè)備存在 的故障，被公認(rèn)為是檢測(cè)變壓器（包括本體、套管）缺陷最直接、準(zhǔn)確的方法， 一直受到人們的重視。3.2變壓器局部放電監(jiān)測(cè) 局部放電既是設(shè)備絕緣老化的先兆， 也是造成絕緣老化并最終發(fā)生絕緣擊穿 的一個(gè)重要原因。很多故障都可以從局部放電量和放電模式的變化中反映出來(lái)。 變壓器局部放電過(guò)程中伴隨著電脈沖、 電磁輻射、 超聲波等

23、現(xiàn)象， 可能引起變壓 器局部過(guò)熱及產(chǎn)生特征油氣。 常用的聲學(xué)檢測(cè)法是將幾個(gè)高頻聲學(xué)傳感器附在變 壓器箱的外部，這些傳感器對(duì)局部放電或電弧放電產(chǎn)生的暫態(tài)聲音信號(hào)非常敏 感，能夠檢測(cè)出放電信號(hào)和放電部位。局部放電檢測(cè)的其它方法還有光學(xué)檢測(cè)、 化學(xué)檢測(cè)、電氣測(cè)量等。3 電子設(shè)備現(xiàn)狀與發(fā)展 ： 電子設(shè)備的研究?jī)?nèi)容主要包括如下四大方面：電子設(shè)備對(duì)各種惡劣環(huán)境的防護(hù)問(wèn)題電子設(shè)備在強(qiáng)烈的振動(dòng)與沖擊下如何 防止失效而可靠地工作； 在嚴(yán)酷的環(huán)境中電子設(shè)備的溫度控制， 使電子元、 器件 溫度不超過(guò)允許值； 電子設(shè)備抵御外界電磁干擾的能力和避免自身對(duì)環(huán)境的電磁 污染。此外，還有防潮、防霉、防鹽霧腐蝕以及防原子、防生

24、物化學(xué)武器等等。 這里涉及到機(jī)械學(xué)、 傳熱學(xué)、電磁場(chǎng)理論、環(huán)境科學(xué)、 化學(xué)、材料學(xué)等多門學(xué)科。 而且設(shè)計(jì)中必須將各種防護(hù)措施綜合、統(tǒng)一起來(lái)考慮。機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電子設(shè)備性能的影響如天線伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)諧振頻率 限制了控制系統(tǒng)的帶寬； 摩擦、間隙、 彈性變形等機(jī)械結(jié)構(gòu)因素對(duì)控制系統(tǒng)性能 的影響；天線結(jié)構(gòu)變形和反射面誤差影響天線的效率； 微波器件的加工精度與表 面粗糙度對(duì)微波器件的影響， 實(shí)際上微波器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì)已經(jīng)密不可 分。顯然必須清楚了解這些影響的機(jī)理與規(guī)律， 才能正確設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)， 確保電子設(shè) 備的性能優(yōu)良。這是一個(gè)多種物理場(chǎng)的耦合問(wèn)題。研究可歸結(jié)為機(jī)械、電子、控 制的耦合理論以及耦

25、合問(wèn)題的建模和求解。電子組裝技術(shù)如何將成千上萬(wàn)的電子元、 器件正確有效且高密度地連接、 組 裝與布局，組成一個(gè)整機(jī)或系統(tǒng)。在組裝過(guò)程中，內(nèi)部要考慮各電子元、器件的 互相影響， 外部要考慮各種環(huán)境因素的影響， 最終必須保證其高可靠性、 易維修 性與易操作性。目前電子組裝已發(fā)展到表面安裝及微組裝。在微組裝中，電路、 結(jié)構(gòu)、工藝密不可分。 另外為了使操作人員高效地工作， 人機(jī)工程學(xué)的考慮也不 容忽視。電子精密機(jī)械設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的某些特殊功能， 往往需要精密機(jī)械， 甚 至需要大型機(jī)械與結(jié)構(gòu)。 典型的如雷達(dá)天線、 射電望遠(yuǎn)鏡天線、 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備 等。雷達(dá)天線是一個(gè)典型的精密機(jī)械， 其精度與精密機(jī)床

26、相比毫不遜色； 直徑幾 十米、上百米的可動(dòng)拋物面反射器結(jié)構(gòu)高精度的要求， 對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出了嚴(yán) 峻挑戰(zhàn)。例如，美國(guó)米天線，重達(dá)幾千噸， 而反射面表面均方根值誤差不能超過(guò)； 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備如繪圖機(jī)、掃描儀、打印機(jī)等，其設(shè)計(jì)是典型的機(jī)、電、光一體 化設(shè)計(jì)。這里的電子精密機(jī)械設(shè)計(jì)不同于一般的精密機(jī)械設(shè)計(jì)， 是為了滿足電子 設(shè)備性能要求的機(jī)電綜合設(shè)計(jì)。對(duì)于雙反射面天線來(lái)說(shuō)， 副反射面由撐腿支撐起來(lái)， 由于自重等荷載作 用，副面撐腿的變形將使天線電性能受到影響， 如使天線口面產(chǎn)生相差， 并造成 口面遮擋，其結(jié)果將導(dǎo)致天線效率降低并引起指向誤差。對(duì)相同截面形狀的副面撐腿而言， 增大其截面尺寸， 雖可減小

27、像差損失與指 向誤差，但卻增加了遮擋效率損失； 而若減小界面尺寸， 雖可減少遮擋效率損失， 卻增加了像差效率損失和指向誤差。另外，副面支撐界約束 .根據(jù)優(yōu)化結(jié)果可知， 當(dāng)采用圓管型材時(shí)， 可按標(biāo)準(zhǔn)選用壁厚的熱軋無(wú)縫鋼管 作為支撐桿，并采用四桿支撐，從而實(shí)現(xiàn)副面支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。除上述工作外，還分別就雙反射天線旁瓣的機(jī)電一體化與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)交叉極 化的影響進(jìn)行了研究。新一代大射電望遠(yuǎn)鏡光機(jī)電一體化設(shè)計(jì)隨著射電天文的發(fā)展， 世界天文 學(xué)家于年在日本京都大會(huì)上提出了建造新一代大射電望遠(yuǎn)鏡的計(jì)劃，并得到了 中、美、英、法等十個(gè)國(guó)家的一致支持。我國(guó)貴州具有世界上獨(dú)一無(wú)二的喀斯特地貌群， 非常適合建造大型

28、球面望遠(yuǎn) 鏡。目前，世界上唯一的大型球面望遠(yuǎn)鏡為美天文臺(tái)的球面鏡，口徑達(dá)$01 2。由于建造時(shí)各種技術(shù)的局限性， 其方位與俯仰掃描運(yùn)動(dòng)均采用純機(jī)械方式， 這樣 不但精度低， 而且僅線饋源及其背架結(jié)構(gòu)重量就達(dá)近噸。 更為值得注意的是， 這 1000 噸重的結(jié)構(gòu)由幾根大跨度的懸索懸吊起來(lái)，如圖 3 所示。所示的結(jié)構(gòu)存在幾個(gè)明顯的不足： 第一，造價(jià)太高，這是因?yàn)椴粌H 1000 噸 重的鋼材費(fèi)用太高， 而且施工費(fèi)用也高； 第二，純機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式的精度低； 第三， 如此重的結(jié)構(gòu)由幾根懸索吊起來(lái)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差。針對(duì)以上問(wèn)題， 米球面鏡天線實(shí)物圖的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方案， 并對(duì)其進(jìn)行了 計(jì)算、研究，得出了一些初

29、步結(jié)果。新一代光機(jī)電一體化設(shè)計(jì)示意圖在新的設(shè)計(jì)方案中， 原 1000 噸重的結(jié)構(gòu)代 之以噸重的結(jié)構(gòu)。 線饋源由六根懸索吊起來(lái)， 每根懸索是： 球型主反射面由許多 小的正六邊形板拼接而成， 每個(gè)小的正六邊形背面由三個(gè)驅(qū)動(dòng)器使其可按要求改 變方位， 從而可使被照到的那部分球面實(shí)時(shí)變成拋物面， 與之相應(yīng)地， 可使線饋 源變?yōu)辄c(diǎn)饋源，從而，解決了帶寬問(wèn)題，同時(shí)也解決了球差問(wèn)題。為了能保證被照到部分的球反射面實(shí)時(shí)變?yōu)閽佄锩妫?就需由一組驅(qū)動(dòng)裝置使 小的正六邊形面板做實(shí)時(shí)調(diào)整， 而所有這些驅(qū)動(dòng)裝置又由一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng) 一協(xié)調(diào)與控制。 因此， 這是一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)， 它將涉及到機(jī)械驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行部 件、電

30、子系統(tǒng)、閉環(huán)控制等多個(gè)學(xué)科。所以，它實(shí)際上是一個(gè)多學(xué)科的綜合設(shè)計(jì) 問(wèn)題。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做了詳細(xì)的論述， 并結(jié)合已在西安電子科技大學(xué)建成的 #$% & 室外模型， 做了大量的實(shí)驗(yàn)， 取得了重要而有用的數(shù)據(jù)， 為項(xiàng)目的進(jìn)一步發(fā)展奠 定了基礎(chǔ)。饋源支撐實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)物照片電子設(shè)備的振動(dòng)、熱與電磁兼容的場(chǎng)耦合問(wèn)題 影響軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的因素航天、 測(cè)控、通信、 雷達(dá)等軍用電子整機(jī) 設(shè)備是復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備， 設(shè)備構(gòu)成包含大量電磁波傳輸、 機(jī)械與電子組件， 它無(wú)疑是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。 就軍用電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)， 它包含了熱設(shè) 計(jì)、抗沖擊與振動(dòng)設(shè)計(jì)、 電磁兼容性設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)要素， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞

31、與設(shè) 備性能的高低，往往取決于各方面的綜合知識(shí)的應(yīng)用程度。振動(dòng)設(shè)計(jì)：特別是航空和軍用領(lǐng)域， 在各類設(shè)備故障原因中振動(dòng)占有非常高 的比例，振動(dòng)可以引起設(shè)備系統(tǒng)工作性能變差或失靈， 結(jié)構(gòu)變形過(guò)大或強(qiáng)度喪失， 過(guò)度振動(dòng)還可能降低設(shè)備、 系統(tǒng)以及整機(jī)的可靠性水平。 此外， 飛機(jī)電子設(shè)備噪 音問(wèn)題有相當(dāng)大的部分也是由于振動(dòng)引起的。電磁兼容設(shè)計(jì)：隨著大量復(fù)雜的電子系統(tǒng)的應(yīng)用，電磁干擾問(wèn)題日趨嚴(yán)重。 現(xiàn)代武器裝備中包括眾多的電子系統(tǒng)， 這些系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間的干擾必須被消除或 被抑制到最低限度， 才能使每個(gè)系統(tǒng)有效地完成所承擔(dān)的任務(wù)。 同時(shí)，國(guó)際形勢(shì) 的現(xiàn)狀無(wú)法回避外層空間的軍事化以及空間與地面聯(lián)合作戰(zhàn)大型軍事

32、沖突的發(fā) 生，這就要求軍用系統(tǒng)、 武器裝備滿足更加苛刻的電磁兼容性指標(biāo)。 如何使電子 設(shè)備符合電磁兼容規(guī)范已構(gòu)成嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)， 電子裝備的電磁兼容性指標(biāo)已成為該 裝備能否滿足軍事作戰(zhàn)要求的關(guān)鍵。電子設(shè)備高密度與小型化： 由于高密度和小型化而帶來(lái)的高熱流密度， 使設(shè) 計(jì)人員無(wú)法回避熱控制所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。 熱設(shè)計(jì)處理不當(dāng)是導(dǎo)致軍用電子產(chǎn)品失效 的重要原因之一， 電子元器件的壽命與其工作溫度有著直接的關(guān)系， 也正是元器 件與 ,-. 中熱循環(huán)與溫度梯度產(chǎn)生熱應(yīng)力與熱變形最終導(dǎo)致疲勞失效。而傳統(tǒng)的 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)加樣機(jī)熱測(cè)試的方法已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在的快速研制、優(yōu)化設(shè)計(jì)的需求。高密度、小型化電子設(shè)備正向著體積更小、

33、密度更大、功耗更低的方向發(fā)展， 如電子設(shè)備組裝的密度越來(lái)越大， 而且由二維組裝向三維組裝的方向發(fā)展。 與此 相應(yīng)地，設(shè)備的體積卻越來(lái)越小。智能化智能化是電子機(jī)械發(fā)展的又一明顯趨勢(shì)。 欲實(shí)現(xiàn)其智能化， 智能材料、 智能控制以及智能結(jié)構(gòu)的研究是應(yīng)首先進(jìn)行的?？焖夙憫?yīng)與準(zhǔn)確定位對(duì)設(shè)備的機(jī)動(dòng)性與反應(yīng)速度的要求也越來(lái)越高， 而且在 要求快速跟蹤的同時(shí)， 還應(yīng)能夠精確定位。 例如，某艦載雷達(dá)天線座與穩(wěn)定平臺(tái)， 要求其具有極高的快速性、低速平穩(wěn)性以及定位精確性。靈巧結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造針對(duì)電子設(shè)備小型化、輕量化以及高度集成化的特 點(diǎn)，研究體積小、 重量輕、精度高以及造價(jià)低的靈巧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和制造方法很 有必要。

34、同時(shí)， 隨著航天事業(yè)的快速發(fā)展， 智能結(jié)構(gòu)的研究也是一個(gè)重要的發(fā)展 方向。電子設(shè)備的環(huán)境防護(hù)技術(shù)電子設(shè)備防護(hù)主要集中在三個(gè)方面， 它們分別是防 沖擊、振動(dòng)， 特別是軍用電子設(shè)備因其工作環(huán)境惡劣尤為突出； 針對(duì)高密度三維 組裝的熱分析、熱控制與熱可靠性問(wèn)題；電磁兼容、電磁屏蔽以及防信息泄漏。快速、非接觸高精度測(cè)量針對(duì)電子設(shè)備中機(jī)電多學(xué)科耦合的特點(diǎn)， 研究具有 快速、非接觸、高精度測(cè)量的現(xiàn)代理論、方法與途徑。電子機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)與研究方向電子機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)集成化集成化主要表 現(xiàn)在多學(xué)科、多功能以及高性能上。4 電工新技術(shù) ：1. 受控核聚變。受控核聚變的實(shí)現(xiàn)將為人類提供實(shí)際上用之不竭的潔凈 能源，從

35、根本上解決人類能源，環(huán)境與生態(tài)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。 20 世紀(jì)下半 葉的巨大努力，已在大型的托卡馬克磁約束聚變裝置上達(dá)到了 “點(diǎn)火 ”條件， 證實(shí)了聚變反應(yīng)堆的科學(xué)現(xiàn)實(shí)性， 正在進(jìn)行聚變?cè)囼?yàn)堆的國(guó)際聯(lián)合的設(shè)計(jì)研 制工作，期望在下世紀(jì)初能建成、運(yùn)行試驗(yàn)堆。然后還需要經(jīng)過(guò)示范堆與商 用堆兩個(gè)階段的發(fā)展， 預(yù)期可在下世紀(jì)四五十年代建成第一座商用的聚變電 站，走向產(chǎn)業(yè)化。與裂變反應(yīng)堆主要依靠核工技術(shù)與熱工技術(shù)的結(jié)合而發(fā)展 起來(lái)的歷史不同， 聚變反應(yīng)堆的發(fā)展主要依賴于核工技術(shù)與電工新技術(shù)的結(jié) 合，這里要把大體積、強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)，大能量，脈沖電源技術(shù)，輔助加熱技術(shù) 與等離子體控制技術(shù)提高到新的水平。除此之外，還要

36、探索利用聚變產(chǎn)生的 帶電粒子直接發(fā)電的可能性。 聚變電站的實(shí)現(xiàn)也將導(dǎo)致一些新興的電工產(chǎn)業(yè) 的形成。2. 磁流體發(fā)電。磁流體發(fā)電是將高溫導(dǎo)電燃?xì)馀c磁場(chǎng)相互作用而將熱能直接 轉(zhuǎn)化成電能的新型發(fā)電方式。 由于其初溫可高達(dá) 3000K ，與已有的燃?xì)饧罢?汽發(fā)電組成聯(lián)合循環(huán)，可望將燃煤電站的熱電轉(zhuǎn)換效率提高到 50 以上， 具有高效率、低污染、少用水的重大優(yōu)越性。磁流體發(fā)電自 60 年代初原理 性實(shí)驗(yàn)成功以來(lái)， 經(jīng)過(guò) 30 年的持續(xù)努力， 已達(dá)到了最高發(fā)電功率幾萬(wàn)千瓦， 持續(xù)數(shù)百小時(shí)的水平。再經(jīng)過(guò)試驗(yàn)電站、示范電站與商用電站幾個(gè)階段的發(fā) 展，可望在 21 世紀(jì)二三十年代實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。磁流體發(fā)電的發(fā)展過(guò)程

37、表明， 所遇到的困難比原設(shè)想的大得多，特別是用于燃煤的長(zhǎng)時(shí)間可靠發(fā)電，這里 需要大力發(fā)展電工、熱工、材料、化工等多方面的新技術(shù)，在電工方面要解 決電站系統(tǒng)、發(fā)電通道、超導(dǎo)磁體、功率調(diào)節(jié)與逆變等一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題， 在現(xiàn)有基礎(chǔ)上還要有長(zhǎng)足的前進(jìn)。 由于我國(guó)屬于燃煤為主和電力迅速發(fā)展的 國(guó)家，燃煤磁流體發(fā)電的商業(yè)化具有特別重大的意義。3. 太陽(yáng)能與風(fēng)力發(fā)電。太陽(yáng)能與風(fēng)能是最重要的可再生能源，它們是廣泛存 在，機(jī)會(huì)均等，自由索取，最終可依賴的初級(jí)能源。近年來(lái)，在太陽(yáng)能與風(fēng) 力發(fā)電技術(shù)方面取得了可喜的進(jìn)展，建設(shè)投資與電能成本有了大幅度下降， 幾十萬(wàn)千瓦的太陽(yáng)熱發(fā)電站， 百萬(wàn)千瓦的大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)已經(jīng)接入

38、電網(wǎng)運(yùn)行 多年，千千瓦的光伏發(fā)電站已有了示范，使得越來(lái)越多的人相信太陽(yáng)能與風(fēng) 力發(fā)電能夠在 21 世紀(jì)整個(gè)電力生產(chǎn)中占有一定的份額。為此，需要繼續(xù)努 力提高效率，降低造價(jià)與成本，扶植相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及解決并網(wǎng)運(yùn)行的 有關(guān)技術(shù)問(wèn)題。4. 磁浮列車。一部人類社會(huì)交通運(yùn)輸發(fā)展史，在某種意義上可以說(shuō)是一部以 提高運(yùn)輸速度為主要目標(biāo)的技術(shù)開發(fā)史。 20 世紀(jì)下半葉鐵路的電氣化使常 規(guī)輪軌鐵路的運(yùn)營(yíng)時(shí)速提高到了 200 多公里。為了進(jìn)一步提高時(shí)速， 發(fā)展起 來(lái)了磁浮列車，它是一種采用磁懸浮，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的新型無(wú)輪高速地面交 通工具，具有速度高、客運(yùn)量大、對(duì)環(huán)境影響（噪音、振動(dòng)等）小、能耗低、 維護(hù)便宜、

39、運(yùn)行安全平穩(wěn)，無(wú)脫軌危險(xiǎn)，有很強(qiáng)的爬坡能力等一系列優(yōu)點(diǎn)。 經(jīng)過(guò)近 30 年的持續(xù)努力，磁浮列車已達(dá)到 500 公里 /時(shí)的時(shí)速，處于實(shí)用化 試驗(yàn)階段，德國(guó)、日本已對(duì)建造運(yùn)營(yíng)線做了布署。5. 磁流體船舶推進(jìn)。磁流體船舶推進(jìn)是一種正在發(fā)展的新技術(shù)。它利用 強(qiáng)磁場(chǎng)與海水中的電流相互作用產(chǎn)生的羅倫茲力，使海水向后噴射，依靠其 反作用力推進(jìn)艦船向前行駛。由于它不用螺旋漿，具有無(wú)聲、高速的優(yōu)點(diǎn)， 將引起船舶推進(jìn)技術(shù)的重大革命。隨著超導(dǎo)強(qiáng)磁場(chǎng)的順利實(shí)現(xiàn)，從 60 年代 開始了認(rèn)真的研究發(fā)展工作。 90 年代初日本的載人試驗(yàn)船 “大和一號(hào) ”勝利地 進(jìn)行了海上試驗(yàn)，顯示了其實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)性。再經(jīng)過(guò)一二十年持續(xù)的分

40、階段的 努力，可以期望在 21 世紀(jì)上半葉達(dá)到實(shí)用。6. 超導(dǎo)電工。實(shí)用超導(dǎo)線與超導(dǎo)磁體技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展，以及初步產(chǎn)業(yè)化的 實(shí)現(xiàn)無(wú)疑是 20 世紀(jì)下半葉電工新技術(shù)的重大成就。 在 21 世紀(jì)上半葉， 無(wú)論 是聚變電站、磁流體發(fā)電，還是磁浮列車，磁流體推進(jìn)船的商業(yè)化，均將促 使超導(dǎo)電工繼續(xù)長(zhǎng)足地向前發(fā)展，成為一個(gè)重要的電工產(chǎn)業(yè)。與此同時(shí)，還 可期望，隨著高臨界溫度超導(dǎo)體的實(shí)用發(fā)展，超導(dǎo)輸電與超導(dǎo)飛輪儲(chǔ)能將得 到實(shí)際應(yīng)用，工頻超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展將使超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)發(fā)電 機(jī)投入運(yùn)行，大能量的超導(dǎo)儲(chǔ)能得到了示范和推廣，超導(dǎo)電力技術(shù)成為電力 發(fā)展的重要支柱。假如那時(shí)出現(xiàn)了臨界溫度達(dá)到室溫的實(shí)用超

41、導(dǎo)體，整個(gè)面 貌還將大大改觀。5 電子新技術(shù) ：1 塑料太陽(yáng)能電池技術(shù)隨著現(xiàn)代世界能源的日益緊張 , 許多國(guó)家都在致力于研究太陽(yáng)能的開發(fā) 和利用技術(shù)。 在一些城市的街頭已經(jīng)能夠看見一些由太陽(yáng)能電池供電的設(shè)施。 經(jīng) 過(guò)數(shù)十年的研究開發(fā) , 這些以硅為材料的太陽(yáng)能電池的制造成本仍然昂貴 , 不易 安裝, 光電轉(zhuǎn)換效率也低 , 大約只有 1215（現(xiàn)在世界上最好的單晶硅光電轉(zhuǎn)換 效率大約是 30左右） ,發(fā) 1度電的成本大約是 22美分,遠(yuǎn)比燒煤的火力發(fā)電廠 4 美分 1 度電的成本要高。令人高興的是下一代太陽(yáng)能電池可能最終使太陽(yáng)能發(fā)電具有競(jìng)爭(zhēng)力。新 型太陽(yáng)能電池是把光生伏打電池嵌入塑料薄膜的表面

42、, 制成太陽(yáng)能發(fā)電薄膜。這 種太陽(yáng)能發(fā)電薄膜廉價(jià)、轉(zhuǎn)換效率高 , 可以有多種用途。在美國(guó)馬薩諸塞州有個(gè) Konarka 技術(shù)公司 , 這家公司已經(jīng)開發(fā)出一種工藝 , 這種新工藝能夠把二氧化鈦 及一種吸收光的染料涂覆在塑料薄膜的表面 , 染料分子吸收的光子激發(fā)二氧化鈦 的電子從而發(fā)電。 Konarka 公司期望今年年底能夠?qū)⑵涞谝环N商品化的新型太陽(yáng) 能電池推向市場(chǎng) , 這種新型太陽(yáng)能電池將主要應(yīng)用于消費(fèi)電子設(shè)備如筆記本電 腦。一些大公司也關(guān)注新型太陽(yáng)能電池技術(shù)。西門子開發(fā)的一種新技術(shù)是把 一種納米級(jí)的碳 60分子同導(dǎo)電的聚合物熔融在一起制成塑料太陽(yáng)能電池 ; 而美 國(guó)通用電氣公司則是利用一種有機(jī)

43、發(fā)光二極管作為吸光材料來(lái)制造塑料太陽(yáng)能 電池。2 家庭機(jī)械電子工廠技術(shù)專家預(yù)言 , 未來(lái)的家庭機(jī)械電子工廠可能讓消費(fèi)者能夠擁有他們所需要 的更多樣化的產(chǎn)品。未來(lái)的家庭電子工廠實(shí)際上是采用現(xiàn)在噴墨打印技術(shù)的裝 置。美國(guó)康奈爾大學(xué)、 麻省理工學(xué)院、 加州大學(xué)伯克萊分校的研究人員正在悄悄 地開發(fā)一種工藝 ,利用噴墨打印技術(shù)生產(chǎn)機(jī)械電子產(chǎn)品。 當(dāng)然, 真正制造產(chǎn)品的過(guò) 程還需要已有的電路、開關(guān)以及其它可拆卸零部件。比如家里的電視機(jī)遙控器壞了 , 就可以利用這樣的家庭機(jī)械電子工廠自 制一個(gè)：從互聯(lián)網(wǎng)上下載數(shù)字化電路圖 , 用家庭機(jī)械電子“打印”機(jī)打印出所需 的電路板 , 打印“墨盒”里裝的是聚合物及其它

44、材料 , 每打印一次完成電路板的 一層。正在這一領(lǐng)域中開展研究的加州大學(xué)伯克萊分校教授約翰坎尼指出, 用戶只需為數(shù)字化電路圖及所用材料付款 , 而不需為產(chǎn)品本身付款。雖然科學(xué)家們把這樣的家庭機(jī)械電子工廠戲稱為“圣誕老人機(jī)器” , 這 種裝置的潛力卻不能小看。塑料邏輯（ PlasticLogic ）是倫敦的一家公司 , 顧名 思義這家公司是用塑料來(lái)制造電子器件 , 該公司期望能用這種技術(shù)制造計(jì)算機(jī)顯 示器; 美國(guó)航天航空署的工程師們則設(shè)想在宇航員飛往火星途中用這樣的裝置制 造備用的零部件。家庭機(jī)械電子工廠的英文名字叫 mechatronics, 意即“機(jī)械電子”。然 而能夠應(yīng)用這種裝置的家庭的人

45、口素質(zhì)必定是很高的 , 因?yàn)橛脩舯仨氈赖侥睦?去下載什么樣的數(shù)字化設(shè)計(jì)圖 , 制造有關(guān)電子產(chǎn)品還要有相關(guān)的零部件。這是一 種令人嘆為觀止的 DIY。這種裝置的問(wèn)世也表明 , 在電子產(chǎn)品制造業(yè) , 設(shè)計(jì)與制造 的分離是一個(gè)趨勢(shì)。用家庭機(jī)械電子工廠固然可以“打印”出自己需要的產(chǎn)品 , 不過(guò)前提是這種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是現(xiàn)成的。當(dāng)然也可以自行設(shè)計(jì) , 那就必須會(huì)用專業(yè) 設(shè)計(jì)軟件 , 還要有機(jī)械電子領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。所以未來(lái)多數(shù)家庭會(huì)利用現(xiàn)成的設(shè) 計(jì)。3 萬(wàn)億字節(jié)存儲(chǔ)技術(shù)人們都知道半導(dǎo)體業(yè)有一個(gè)摩爾定律： 芯片性能每 18個(gè)月翻一番。 過(guò)去 6年中, 存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展超過(guò)了摩爾定律 , 硬盤存儲(chǔ)容量每年都要翻一

46、番。 5年前, 絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)用戶不可能用 250G容量的硬盤 , 現(xiàn)在這樣的硬盤售價(jià)只有 250 美元。數(shù)字音樂(lè)及數(shù)字影像技術(shù)的流行表明消費(fèi)電子產(chǎn)品對(duì)于大容量存儲(chǔ)技術(shù)的 需求保持上升態(tài)勢(shì)。預(yù)計(jì)消費(fèi)類存儲(chǔ)產(chǎn)品銷售額將從 2003年的 14億美元增長(zhǎng)到 2008年的 43 億美元。東芝公司負(fù)責(zé)硬盤制造的經(jīng)理艾米說(shuō)：“誰(shuí)會(huì)嫌自己家的 櫥柜多呢？硬盤容量也類似 , 你永遠(yuǎn)不會(huì)夠用?！辈贿^(guò)最近存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展速度 慢下來(lái)了 ,硬盤存儲(chǔ)容量年增長(zhǎng) 40, 這是因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)走到盡頭?，F(xiàn)在的硬盤磁頭讀寫數(shù)據(jù)的方式是水平的 , 下一代硬盤磁頭讀寫數(shù)據(jù)方 式是垂直的（ PMR）。這么說(shuō)理解起來(lái)有一定難度。形象的比喻是水平讀寫數(shù)據(jù) 猶如割倒的玉米桿躺在地里 , 而垂直讀寫數(shù)據(jù)如同沒(méi)有收割的玉米挺立在地里。 由于每比特?cái)?shù)據(jù)占用磁盤空間較少 , 垂直讀寫數(shù)據(jù)方式能夠在相同的磁盤空間存 儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù) , 而且由于數(shù)據(jù)排列緊密 , 磁頭讀寫時(shí)移動(dòng)距離要比水平讀寫方式 小