微心愿活動(dòng)方案及維修電工中級(jí)電工實(shí)操試題

微執(zhí)行器導(dǎo)論—讀書筆記摘要：微執(zhí)行器可用來產(chǎn)生力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)，是微機(jī)電系統(tǒng)中的重要組成部分。根據(jù)敏感源和執(zhí)行方式的不同，微執(zhí)行器主要分為靜電執(zhí)行器、熱執(zhí)行器、壓電執(zhí)行器、磁執(zhí)行器等四大類。本文從原理、制備及應(yīng)用實(shí)例等方面分別對這幾類執(zhí)行器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并簡單總結(jié)了不同執(zhí)行器的獨(dú)特性能和優(yōu)缺點(diǎn)。1、簡介MEMS技術(shù)的迅速發(fā)展帶來了傳感器和執(zhí)行器的革命性變化。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，并按照一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。執(zhí)行器可接收控制信息并對受控對象施加控制作用，主要用來產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)、力和扭矩。傳感器和執(zhí)行器統(tǒng)稱為換能器，利用換能器可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)和能量的轉(zhuǎn)換。目前受到廣泛關(guān)注的能量領(lǐng)域有電能、機(jī)械能、化學(xué)能、輻射能、磁能和熱能。一個(gè)系統(tǒng)的能量可以有一個(gè)或多個(gè)不同的能量域組成，在不同環(huán)境下能量可以在各個(gè)能域之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于MEMS的微小化和小尺寸效應(yīng)，微執(zhí)行器并非是簡單的傳統(tǒng)機(jī)械的微型化，其驅(qū)動(dòng)方式與傳統(tǒng)機(jī)械大有不同，甚至?xí)捎枚喾N執(zhí)行機(jī)制來實(shí)現(xiàn)特定功能的微執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)。微執(zhí)行器作為可動(dòng)部分，其動(dòng)作范圍的大小、動(dòng)作效率的高低、動(dòng)作的可靠性等指標(biāo)決定了系統(tǒng)的成敗，它是微機(jī)電系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。在微執(zhí)行器的設(shè)計(jì)和選擇過程中，有以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)必須考慮：(1)扭矩和力的輸出能力；(2)位移范圍；(3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和帶寬；(4)材料來源及加工的難易程度；(5)功耗的能量的轉(zhuǎn)換效率；(6)驅(qū)動(dòng)偏置函數(shù)的線性位移；(7)交叉靈敏度和環(huán)境穩(wěn)定性；(8)芯片占用面積等。這些因素在很大程度上影響微執(zhí)行器的性能、生產(chǎn)成本的高低以及商業(yè)化生產(chǎn)的程度等。因此，對微執(zhí)行器的研究是微機(jī)電系統(tǒng)的核心內(nèi)容，是超精密加工技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。2、執(zhí)行器工作原理、分類及實(shí)例微執(zhí)行器將能量由非機(jī)械能的形式轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，對于某種特定的執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)，通常會(huì)有多種能量轉(zhuǎn)換機(jī)制。由于對某一傳感器和執(zhí)行過程來講，能量轉(zhuǎn)換的形式有很多，如靜電驅(qū)動(dòng)、電磁驅(qū)動(dòng)、壓電驅(qū)動(dòng)、熱敏感驅(qū)動(dòng)、磁致伸縮驅(qū)動(dòng)等，每一種轉(zhuǎn)換途徑都會(huì)要求不同的敏感材料、加工方法及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，本文將從這幾個(gè)方面對不同驅(qū)動(dòng)形式的微執(zhí)行器作詳細(xì)介紹和對比總結(jié)。2.1靜電型微執(zhí)行器2.1.1基本原理電容器可以看成是存儲(chǔ)相反電荷的兩個(gè)導(dǎo)體，當(dāng)電容器的間距和相對位置因外加激勵(lì)而改變時(shí)，電容值也隨之變化，這就是靜電敏感的機(jī)理。當(dāng)電壓(或電場)施加于兩個(gè)導(dǎo)體上時(shí)，導(dǎo)體之間就會(huì)產(chǎn)生靜電力，稱為靜電執(zhí)行。微型器件所具備的小質(zhì)量和較大比表面積等性能使得作為表面力的靜電力具有很大優(yōu)勢應(yīng)用于微執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)源。電容器可以用做產(chǎn)生力或者位移的執(zhí)行器。電容式執(zhí)行器利用的主要是帶有相反電荷的兩個(gè)表面之間產(chǎn)生的靜電引力，靜電斥力的應(yīng)用較少，根據(jù)電極的幾何結(jié)構(gòu)來分，電容器主要有平板電容器和叉指(梳狀驅(qū)動(dòng))電容器。下面將對這兩種結(jié)構(gòu)的原理、應(yīng)用等進(jìn)行詳細(xì)介紹。2.1.2平行板電容微執(zhí)行器平行板電容器是靜電型微執(zhí)行器的基本結(jié)構(gòu)，狹義上來講，它是由兩個(gè)寬度方向相互平行的導(dǎo)體平板構(gòu)成的。當(dāng)施加電壓時(shí)，兩平行極板間的靜電引力為：其中C為電容，V為靜電勢，d為兩極板之間的距離。由上式可以看出，在其它條件不變的情況下，靜電力的大小隨著平板間距的減小和靜電勢的增大而迅速增加。靜電力是一種短程力，當(dāng)間隙在幾個(gè)微米量級(jí)時(shí)最為有效，電容式靜電執(zhí)行器的電壓上限取決于電介質(zhì)的擊穿電壓。目前應(yīng)用最多的是垂直于電極的線性運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，可通過增大初始間距來產(chǎn)生更大的運(yùn)動(dòng)范圍，但力的大小卻因此受限，故應(yīng)注意運(yùn)動(dòng)范圍和可用力的性能折中，目前可通過一種抓爬式執(zhí)行器設(shè)計(jì)來獲得遠(yuǎn)距離的面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)靜電執(zhí)行器至少包含一個(gè)由彈簧支撐的可變形平板，在該類器件的設(shè)計(jì)中要考慮可變形平板在某一偏置電壓下引起的靜態(tài)位移大小。當(dāng)施加電壓時(shí)，兩平板之間會(huì)產(chǎn)生靜電力，靜電力使得平板間隙有減小的趨勢，從而引起位移和機(jī)械回復(fù)力。平衡狀態(tài)下兩個(gè)力等大反向。對于恒定的偏置電壓，機(jī)械恢復(fù)力隨著極板位置線性變化，與靜電引力在多個(gè)位移處相交，但只有一個(gè)是穩(wěn)定的?？僧a(chǎn)生穩(wěn)定位移的偏置電壓上限成為吸合電壓Vp，當(dāng)偏置電壓繼續(xù)增大超過Vp，兩種力的F-x曲線再無交點(diǎn)，即靜電力無法平衡機(jī)械恢復(fù)力，靜電力繼續(xù)增大，兩平板間距迅速減小直至完全接觸到一起，該現(xiàn)象稱為吸合，至此重新機(jī)械力與靜電力重新達(dá)到平衡。引起吸合所需的電壓與位移對于靜電微執(zhí)行器的設(shè)計(jì)至觀重要，可以通過解析模型獲得，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的吸合效應(yīng)對系統(tǒng)的性能有著至關(guān)重要的影響。2.1.3叉指電容微執(zhí)行器與平行板電容器不同，叉指電容器通過電極側(cè)壁產(chǎn)生電容。將兩組電極放置于與襯底平行的平面上，一組電極固定，另一組電極可沿一個(gè)或多個(gè)軸向自由運(yùn)動(dòng)，叉指類似于梳子上的齒，故該結(jié)構(gòu)也可被稱作梳狀驅(qū)動(dòng)器件。叉指電容器的總電容是鄰近梳指構(gòu)成的電容總和。在設(shè)計(jì)該類型的執(zhí)行器時(shí)，應(yīng)充分考慮梳齒厚度以及固定梳齒和可動(dòng)梳齒之間的距離，厚度越大、兩者間距越小電容效應(yīng)越明顯。目前基于梳狀驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)有很多，常見的有兩種類型：橫向驅(qū)動(dòng)梳指器件和縱向驅(qū)動(dòng)梳指器件。兩者的區(qū)別在于自由梳指的運(yùn)動(dòng)方向不同，前者沿垂直于梳指縱軸的方向運(yùn)動(dòng)，后者沿梳指縱軸的方向運(yùn)動(dòng)。共面橫向和縱向梳狀驅(qū)動(dòng)在MEMS中較為流行，但也有許多不同的梳指電容器配置和結(jié)構(gòu)偏離這兩種主流。叉指電容微執(zhí)行器常用來產(chǎn)生面內(nèi)或離面位移，在直流電壓和準(zhǔn)靜態(tài)偏置下受限的位移幅度可通過諧振驅(qū)動(dòng)和機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大的轉(zhuǎn)動(dòng)或線性位移。此類型的執(zhí)行器在光開關(guān)中經(jīng)常被使用。2.1.4總結(jié)作為MEMS微執(zhí)行器的主要驅(qū)動(dòng)方式，靜電驅(qū)動(dòng)型微執(zhí)行器具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)靜電力與尺寸的平方成反例，即靜電驅(qū)動(dòng)時(shí)微機(jī)械尺寸愈小單位體積產(chǎn)生的力愈大。(2)采用電壓驅(qū)動(dòng)控制容易、易于高速化，而且可以實(shí)現(xiàn)低功耗使集成化變得容易。(3)微小間隙產(chǎn)生的高電場可使靜電驅(qū)動(dòng)力增加。除此之外，靜電微執(zhí)行器的優(yōu)點(diǎn)可歸納總結(jié)為：(1)結(jié)構(gòu)簡單：原理相對簡單，容易實(shí)現(xiàn)，僅需兩個(gè)導(dǎo)電表面，無需專門的功能材料。(2)功耗低：依賴于電壓差而非電流，低頻應(yīng)用時(shí)即可有很高的能效。(3)響應(yīng)快：轉(zhuǎn)換速度由充放電時(shí)間常數(shù)決定，對于良導(dǎo)體時(shí)間常數(shù)很小。但與此同時(shí)靜電敏感與執(zhí)行也存在著不可忽視的缺點(diǎn)。一方面靜電執(zhí)行需要較高電壓，在線性靜電執(zhí)行器中，實(shí)現(xiàn)幾十微米的位移就往往需要幾百伏的電壓，而高壓則會(huì)帶來電路復(fù)雜和材料兼容性方面的問題。另一方面與絕緣體機(jī)械連接的電極上會(huì)積累電荷，而電荷會(huì)改變器件的工作特性。2.2熱敏感微執(zhí)行器2.2.1基本原理微器件和結(jié)構(gòu)的執(zhí)行可以通過注入或抽走其中的熱量來實(shí)現(xiàn)。溫度分布的變化通過熱膨脹、熱收縮或者相變將導(dǎo)致機(jī)械位移或者力的輸出。微結(jié)構(gòu)通過吸收電磁波、歐姆熱、熱傳導(dǎo)和熱對流的熱量，溫度可以升高；而通過熱傳導(dǎo)散熱、熱對流散熱、熱輻射散熱以及有源熱電制冷，微結(jié)構(gòu)的溫度可以降低。微尺度下原子的振動(dòng)證明了溫度的存在。當(dāng)材料中存在溫度梯度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生熱傳遞。熱量從一點(diǎn)傳遞到另一點(diǎn)有四種可能的機(jī)制：(1)傳導(dǎo)；(2)自然對流；(3)強(qiáng)迫對流；(4)輻射。對熱傳遞過程的理解和掌握在熱執(zhí)行器的設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的基礎(chǔ)作用。2.2.2基于熱膨脹的執(zhí)行器熱膨脹是材料的普遍行為。溫度上升后，由半導(dǎo)體、金屬、絕緣體材料構(gòu)成結(jié)構(gòu)的尺寸和體積都會(huì)變大。在MEMS領(lǐng)域內(nèi)，一般有以下三種主要方式的熱微執(zhí)行機(jī)構(gòu)：（1）熱雙金屬片結(jié)構(gòu)、（2）彎曲梁結(jié)構(gòu)、（3）熱空氣結(jié)構(gòu)。對于傳感和執(zhí)行而言，熱雙金屬片效應(yīng)是很常用的方法。它是把兩片熱膨脹系數(shù)不同的金屬結(jié)合成三明治結(jié)構(gòu)。受熱時(shí)，由于一片件數(shù)的熱膨脹量大于另一片，雙金屬片將向熱膨脹量小的一方彎曲。這種效應(yīng)可將微結(jié)構(gòu)的溫度變化轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械梁的橫向位移。熱雙層片由在縱向上連在一起的兩種材料構(gòu)成，兩種材料構(gòu)成一個(gè)機(jī)械單元。它們有相同的長度，但熱膨脹系數(shù)（TEC)不同。當(dāng)溫度均勻變化△T時(shí)，兩層的長度變化不一樣。梁向熱膨脹系數(shù)較小的材料層一側(cè)彎曲。橫向的梁彎曲由此產(chǎn)生。許多常用的機(jī)電恒溫器都運(yùn)用了這一原理。恒溫器是一個(gè)螺旋的雙層金屬線圈。卷絲梁的末端與繼電器連接在一起，繼電器是含水銀的密封玻璃管。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，線圈的末端傾斜并觸發(fā)水銀滴繼電器的移動(dòng)，從而控制加熱/冷卻電路中的電流。利用此原理制備的執(zhí)行器種類較多，例如模仿生物纖毛來攜帶并在平面上橫向輸送微小物體的人工纖毛執(zhí)行器等。熱雙層片執(zhí)行器具有較大的運(yùn)動(dòng)范圍，且在同等位移下覆蓋面積較小，但其響應(yīng)速度較慢，同時(shí)熱雙層片的彎曲很容易產(chǎn)生離面線性位移或角位移。如果分層的熱雙層片材料堆在垂直的表面上，就可以產(chǎn)生面內(nèi)位移，但這種堆疊結(jié)構(gòu)制作比較困難。用彎梁電熱執(zhí)行器可產(chǎn)生面內(nèi)位移，這是一種基于單一材料的熱執(zhí)行器。彎曲梁結(jié)構(gòu)是用不同尺寸同一種材料組成的雙梁結(jié)構(gòu)，在電極上加以適當(dāng)?shù)碾妷?，冷臂、熱臂和彎曲段，由于熱臂的面積比冷臂小得多，所以其電阻大，進(jìn)而發(fā)熱量比冷臂大得多，因此有較大的熱膨脹量，整個(gè)結(jié)構(gòu)將向冷臂方向彎曲。停止加熱，由于熱量散失，梁將回到初始位置。在單一材料材料組成的熱執(zhí)行器中，橫向驅(qū)動(dòng)熱執(zhí)行器應(yīng)用廣泛，它基于微結(jié)構(gòu)(由同一種導(dǎo)電材料制成的兩臂組成)的不對稱熱膨脹：電流通過時(shí)，兩臂由于橫截面積或長度不同而具有不同的熱功率和熱膨脹，從而導(dǎo)致不同的縱向膨脹。熱空氣結(jié)構(gòu)的基本原理為當(dāng)電阻發(fā)熱時(shí)，腔內(nèi)空氣溫度升高，壓力增大，推動(dòng)膜向外膨脹產(chǎn)生位移；當(dāng)停止加熱，膜又回到原來的位置。2.3壓阻傳感器2.3.1壓阻效應(yīng)壓阻效應(yīng)指的是當(dāng)電阻受到應(yīng)力和形變時(shí),其阻值會(huì)發(fā)生改變。該效應(yīng)于1856年被發(fā)現(xiàn)，為機(jī)械能和電能之間提供了一種簡單、直接的能量與信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)制，目前已廣泛應(yīng)用在MEMS領(lǐng)域的許多傳感器中，如壓力傳感器、觸覺傳感器等。電阻的阻值由幾何尺寸和體電阻率決定，通過施加應(yīng)變改變阻值的方法有兩種。第一種，電阻的幾何尺寸，包括橫截面積和長度等會(huì)隨著應(yīng)力發(fā)生改變。第二種，某些材料的電阻電阻率是應(yīng)變的函數(shù)，因而會(huì)隨應(yīng)變的改變而發(fā)生變化。電阻率改變引起的電阻阻值的該變量遠(yuǎn)大于幾何尺寸變化對電阻值的影響。施加在電阻上的應(yīng)力包含三個(gè)基本分量，一個(gè)沿電阻的縱軸，另外兩個(gè)與縱軸成直角且相互垂直，在縱應(yīng)力分量下測得的阻值變化稱為縱向壓阻相應(yīng)，同理在橫向應(yīng)力分量下測得的阻值變化稱其為橫向壓阻效應(yīng)。任何一種電阻材料中都存在橫向壓阻效應(yīng)和縱向壓阻效應(yīng)，但不同材料中起主導(dǎo)作用的壓阻效應(yīng)有所不同，電阻在應(yīng)力作用下的阻值變化為橫向和縱向應(yīng)力分量作用下電阻變化阻值之和。在傳感器中，電阻阻值的變化可通過惠斯頓電橋的電路結(jié)構(gòu)獲得。2.3.2壓阻傳感器材料應(yīng)變計(jì)指的是在電阻值的改變中起主導(dǎo)作用的是應(yīng)力導(dǎo)致的電阻尺寸變化的電阻器，多為金屬應(yīng)變計(jì)；壓阻器指的是電阻率隨著施加應(yīng)變而變化的電阻器，如硅。引起的常用的壓阻傳感器材料有以下幾種：(1)金屬應(yīng)變計(jì)：結(jié)構(gòu)多為金屬包層的塑料片形式，將其粘附在機(jī)械薄膜表面進(jìn)行應(yīng)行研究。應(yīng)變計(jì)的導(dǎo)電通路多為之字形以提高電阻長度和總電阻的大小。就性能而言，半導(dǎo)體壓阻計(jì)要優(yōu)于薄膜金屬應(yīng)變計(jì)，但金屬在斷裂前可承受很大的延伸量。(2)單晶硅：半導(dǎo)體壓阻計(jì)可通過對硅進(jìn)行選擇性摻雜獲得，摻雜單晶硅的壓阻系數(shù)并非常量，而是受摻雜濃度、摻雜類型和襯底溫度的影響。設(shè)計(jì)硅壓阻時(shí)，必須考慮這幾個(gè)因素的影響。在性能方面，優(yōu)異的硅半導(dǎo)體壓阻器須盡量滿足電阻值可觀、壓阻系數(shù)最大化和溫度效應(yīng)最小化這三個(gè)重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，并在這三者之間折中選取總體最優(yōu)解。(3)多晶硅：相比于單晶硅壓阻器，多晶硅壓阻器可沉積在多種材料的襯底上，但其應(yīng)變系數(shù)要小得多。應(yīng)用于MEMS領(lǐng)域的多晶硅應(yīng)具有低的應(yīng)力和良好的保形能力,與應(yīng)用到電子器件上的多晶硅在微觀結(jié)構(gòu)和工藝上上有著重要區(qū)別。2.3.3壓阻傳感器目前，壓阻敏感效應(yīng)已廣泛應(yīng)用在許多類型的傳感器中。下面介紹一些具有代表性的實(shí)例，這些傳感器都具有獨(dú)特的器件設(shè)計(jì)、制造工藝以及可達(dá)到的性能指標(biāo)：(1)慣性傳感器：根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知，當(dāng)有加速度作用時(shí)，質(zhì)量塊受到慣性力，與它連接的機(jī)械支撐元件會(huì)發(fā)生形變，從而引入應(yīng)力和形變。通過測量應(yīng)力的大小，就可得到加速度的數(shù)值，應(yīng)用較多的是摻雜單晶硅壓阻加速度計(jì)。(2)壓力傳感器：壓力傳感器具有高靈敏度和均勻性，因而可廣泛應(yīng)用在商業(yè)生產(chǎn)上。典型的表面微加工工藝壓力傳感器采用氮化硅作為隔膜，利用多晶硅作為應(yīng)變傳感器。(3)觸覺傳感器：該傳感器用來測量接觸力并表征表面輪廓和粗糙度，具有代表性的有多敏感軸壓阻觸覺傳感器，該傳感器利用的是手尖接觸物體時(shí)產(chǎn)生的分布應(yīng)力。微機(jī)械加工觸覺傳感器有望應(yīng)用在高密度集成方面。(4)流量傳感器：微結(jié)構(gòu)具有較小的物理尺寸可減小測試時(shí)對流量場的影響，因而可應(yīng)用于流量傳感器。當(dāng)微結(jié)構(gòu)周圍的流體流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生提升力、拖拽力或動(dòng)量傳遞等，這些力會(huì)因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)形變和應(yīng)力變化，在微結(jié)構(gòu)上放置壓阻，通過測量阻止就可推斷彎曲情況。經(jīng)典實(shí)例包括壓阻流量剪切應(yīng)力傳感器和金屬壓阻式流速傳感器。2.4壓電型微執(zhí)行器2.4.1壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)于1880年被科學(xué)家Pierre等人在天然物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)，包括在機(jī)械應(yīng)力下產(chǎn)生電荷(電荷量與外力成正比)或電壓的正壓電效應(yīng)和電場作用下產(chǎn)生機(jī)械形變或力的逆/反壓電效應(yīng)(也叫電致伸縮效應(yīng))。1893年William通過數(shù)學(xué)假設(shè)和實(shí)驗(yàn)論證得出具有正壓電效應(yīng)的材料同時(shí)也具有逆壓電效應(yīng)。壓電材料包括天然(如石英)和人工合成(如鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等)兩大類。利用壓電效應(yīng)制備的傳感器應(yīng)用包括微麥克風(fēng)、聲波調(diào)制解調(diào)器以及用于水下、地下物體觀測或聲學(xué)觀測的聲波成像系統(tǒng)方面。到目前為止，壓電材料可廣泛應(yīng)用在MEMS傳感器和執(zhí)行器方面，如利用薄膜壓電材料的聲換能器，用于液體和顆粒的泵與閥、加速度計(jì)、揚(yáng)聲器和微麥克風(fēng)、微鏡等。壓電材料之所以具有壓電效應(yīng)與材料的晶格結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。壓電晶體由許多取向各異的微晶組成，因而晶體的宏觀行為與單個(gè)微晶不同。相鄰晶疇的極化方向相差90度或180度，整個(gè)材料中的晶疇隨機(jī)分布，因此整體不顯現(xiàn)極化或壓電效應(yīng)。要實(shí)現(xiàn)晶體任意方向的壓電特性，就需要在高溫下將晶體置于強(qiáng)電場中。在電場作用下，與電場方向近似平行的晶疇增多，而其他取向的晶疇減少，因而在電場方向上材料被拉伸。當(dāng)電場去除后，晶疇被鎖定在近似對準(zhǔn)的取向上，造成晶體的殘余極化和永久變形。由機(jī)械作用、電作用或熱等作用引起退極化會(huì)造成晶體局部或整體的壓電效應(yīng)消失，因而極化處理之后的過程應(yīng)十分小心。壓電元件的性質(zhì)隨時(shí)間變化，由于能量自發(fā)降低的老化效應(yīng)，材料可能會(huì)發(fā)生退化。材料的老化速度可以通過添加復(fù)合材料元素或者加速老化進(jìn)行控制。2.4.2壓電材料選用合適的材料運(yùn)用到電路制作和MEMS器件時(shí)需要綜合考慮各方面的因素，如材料是否具有壓電性、壓電系數(shù)、材料成本、材料合成的難易程度、退化速度等。下面介紹一些常用的壓電材料。(1)石英：石英是一種天然的壓電材料，其諧振頻率對溫度的依賴性可忽略不計(jì)，應(yīng)用最多的是手表中的振蕩器。(2)PZT：PZT材料的結(jié)構(gòu)和特性隨制備方法的不同而有所變化。因其具有很高的壓電耦合系數(shù)，PZT體系以多晶(陶瓷)結(jié)構(gòu)形式得到了廣泛的應(yīng)用。(3)PVDF：PVDF是一種具有單鏈的合成含氟聚合物，它具有壓電性、熱勢電性以及鐵電性、高化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械柔韌性以及生物兼容性等諸多特性。PVDF拉伸膜具有很好的柔韌性，易于制成超聲換能器。在制備薄膜時(shí)需注意，加熱和拉伸都可改變壓電效應(yīng)。(4)ZnO：MEMS領(lǐng)域中，通常通過磁控濺射將ZnO沉積到不同材料上，沉積后的薄膜具有很高的壓應(yīng)力，可通過熱退火減小預(yù)應(yīng)力。(5)其它材料：除上述介紹的幾種常見材料外，還有一些其它的材料具有壓電效應(yīng)。如氮化鋁是一種常見的薄膜材料，但其壓電系數(shù)低，沒有ZnO應(yīng)用廣泛；鈦酸鋇、鈮酸鋰等在聲學(xué)領(lǐng)域而非MEMS領(lǐng)域具有更廣泛的使用。壓電材料的性質(zhì)受有限離子遷移率的影響，即在執(zhí)行器應(yīng)用中，壓電材料不能提供長期保持的穩(wěn)定能力。因而在設(shè)計(jì)靜電工作條件的壓電執(zhí)行器時(shí)，必須考慮漏電效應(yīng)。2.4.3應(yīng)用壓電執(zhí)行器通過利用逆壓電效應(yīng)在壓電材料上加不同的驅(qū)動(dòng)電壓以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的功能。與其它形式的驅(qū)動(dòng)相比，壓電執(zhí)行器具有結(jié)構(gòu)簡單、無噪聲、控制方便等優(yōu)點(diǎn)。壓電執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電壓在10~100V之間，主要問題是存在非線性現(xiàn)象。壓電執(zhí)行器主要有微泵、微閥、微彈簧等。其中壓電執(zhí)行器最典型的應(yīng)用是壓電微泵：在壓電陶瓷（PZT）材料薄膜上加上驅(qū)動(dòng)電壓，利用PZT的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生上下震動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)體積和壓力的變化，完成液體的驅(qū)動(dòng)。壓電執(zhí)行器最主要的缺點(diǎn)是位移小、驅(qū)動(dòng)電壓大，這些性能缺陷可通過雙壓電原理進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)大位移驅(qū)動(dòng)，具體操作是通過在驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的彈性層兩側(cè)都貼上壓電材料，加上相反電壓，實(shí)現(xiàn)雙壓電效應(yīng)。此外當(dāng)外加電壓頻率和懸臂梁固有頻率一致時(shí)，震動(dòng)幅度最大，其周圍氣體流動(dòng)形成風(fēng)，這樣的小“風(fēng)扇”可用在半導(dǎo)體器件的冷卻裝置上。2.5微磁執(zhí)行器2.5.1基本原理鐵磁性材料在磁場的作用下會(huì)發(fā)生磁化，磁微執(zhí)行器利用磁性材料和磁場來產(chǎn)生力、力矩或者微結(jié)構(gòu)的位移，它是通過磁體和外部直流磁場的相互作用來工作的。磁體可以分為硬磁體和軟磁體兩大類，硬磁體極化后剩磁大，可用在指南針等設(shè)備上；軟磁體具有很低的剩余磁化，且只有在偏置的外部磁場下才能表現(xiàn)出內(nèi)部的磁化，可用在變壓器芯上等。用指南針作例介紹磁執(zhí)行器的原理：當(dāng)磁性材料的磁化方向與本地磁場線不平行時(shí)，指南針受到磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直至內(nèi)部磁場線與外部磁場線平行。與靜電、熱、壓電執(zhí)行器相比，磁微執(zhí)行器可以在數(shù)毫米內(nèi)產(chǎn)生作用力，動(dòng)作幅度大；它無需引線因而降低了封裝和使用的復(fù)雜程度，同時(shí)在自由空間存在相對較大的磁場不會(huì)對人和自然環(huán)境造成危害，磁執(zhí)行器還可以用無源永磁體(成本低且工作時(shí)不消耗能量)提供足夠強(qiáng)的外部磁場，可以為微觀尺度器件提供客觀的力和扭矩。2.5.2微磁器件的制備在微器件上沉積鐵磁材料的方法種類較多，其中最常用的是電鍍。電鍍槽中放置有相反電極和含有所需磁性材料的離子化學(xué)溶液電解液，金屬沉積的工作片上需加上相對于對電極的負(fù)偏置電壓。由于磁力和磁性元件的橫截面有關(guān)，一般采用厚鐵磁體來產(chǎn)生大的力和力矩；電鍍法可制備出厚度較大的薄膜，其速率由電流密度控制，密度越大電鍍越快，在操作中應(yīng)考慮電流密度過高時(shí)的發(fā)熱問題和表面粗糙問題。對于不導(dǎo)電的晶片，需要在其表面涂上金屬薄膜層(籽晶層)來實(shí)現(xiàn)負(fù)的偏置電壓，籽晶層材料通常由銅、鋁或金組成。為了增加籽晶層和襯底之間的粘附力，會(huì)在兩者之間添加鈦或鉻的金屬層。磁性線圈的設(shè)計(jì)和制造在微執(zhí)行器的制備中同樣起著舉足輕重的作用。螺線管的傳統(tǒng)加工工藝是在鐵磁線圈上纏繞導(dǎo)線，但此方法難以用于微型器件，因?yàn)槲⑵骷某叽绾苄∏胰狈ψ詣?dòng)化工具。目前使用最普遍且可以制備的電磁體形式使單層、空心的平面線圈。這種線圈由于缺少磁芯且橫向分布的金屬線遠(yuǎn)離線圈中心等特點(diǎn)而不能產(chǎn)生很強(qiáng)的磁通量密度。用集成的鐵芯以及纏繞的線圈可以實(shí)現(xiàn)更有效的電磁線圈，根據(jù)磁芯方向的不同，線圈可以分為磁通量與襯底平行或垂直兩大類。多層線圈可通過堆疊的形式實(shí)現(xiàn)，三維線圈可通過微接觸式印刷技術(shù)、三維組裝技術(shù)等方式制備在襯底表面。2.5.3磁執(zhí)行器實(shí)例研究微磁執(zhí)行器可以根據(jù)磁體的種類及包含的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。磁場的來源有四類：永磁體、集成的電磁線圈、外部螺線管以及多種磁場混合源。芯片上產(chǎn)生力的微結(jié)構(gòu)有三種，分別是：永久磁體、軟磁體和集成電磁線圈。因而微執(zhí)行器的有12種的組合可能。下面介紹幾種具有代表性的實(shí)例：(1)可變磁阻微馬達(dá)：由全集成的定子和線圈組成。定子由集成的電磁體制成，轉(zhuǎn)子由軟磁性材料制成。馬達(dá)有兩組顯磁極，一組在定子上，一組在轉(zhuǎn)子上。當(dāng)激勵(lì)相位線圈時(shí)，靠近激勵(lì)定子電極的轉(zhuǎn)子磁極會(huì)吸引到定子磁極。定子的旋轉(zhuǎn)使定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極對準(zhǔn)。將激勵(lì)相位線圈的電流關(guān)閉，下一個(gè)相位開始激勵(lì)使之連續(xù)運(yùn)動(dòng)。在此設(shè)計(jì)中所有相位的電極都是按照相反極性成對排列，這使得鄰近極板間的路徑很短。按照順序激勵(lì)一組或更多組排列的定子線圈來產(chǎn)生連續(xù)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)磁性梁執(zhí)行器：可用于空氣動(dòng)力學(xué)的磁性梁執(zhí)行器由剛性折板組成，該剛性折板由在一面且單端固定的兩根懸臂梁支撐，每個(gè)剛性折板都是由作為支撐結(jié)構(gòu)的多晶硅和電鍍的鐵磁材料構(gòu)成。當(dāng)外部磁場出現(xiàn)時(shí)，鐵磁片內(nèi)部發(fā)生磁化。在非均勻磁場中，微片上產(chǎn)生力矩使折板發(fā)生移動(dòng)。(3)雙向磁性梁執(zhí)行器：將永磁體陣列電鍍在硅懸臂梁的末端，以利用磁體陣列的垂直各項(xiàng)異性來實(shí)現(xiàn)垂直磁執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)該執(zhí)行器的電磁體為商用電感。(4)平板扭轉(zhuǎn)執(zhí)行器：介紹了兩種類型的執(zhí)行器，一種是利用洛倫茲力的平板扭轉(zhuǎn)執(zhí)行器；另一種是使用片上電感的多軸平板扭矩執(zhí)行器；前者的可動(dòng)線圈電磁光學(xué)掃描鏡沿單軸旋轉(zhuǎn)，后者的微鏡則可沿兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，可產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁場。(5)混合磁執(zhí)行器：用于可鎖存的、雙穩(wěn)態(tài)的電開關(guān)。該開關(guān)的獨(dú)特之處在于雙向磁化可以通過使用第二個(gè)磁場很快發(fā)生反轉(zhuǎn)，因而施加小的電流就可以實(shí)現(xiàn)力矩和開關(guān)位置的轉(zhuǎn)換。2.6不同執(zhí)行器的總結(jié)與比較在設(shè)計(jì)執(zhí)行器時(shí)，最先確定的是使用何種敏感方式，然后再綜合考慮其它問題，包括噪聲、靈敏度、溫度串?dāng)_以及工藝等。在選擇執(zhí)行器方式時(shí)，必須仔細(xì)考慮該方式或材料滿足主要及次要標(biāo)準(zhǔn)的能量。執(zhí)行器因其敏感源及其實(shí)現(xiàn)方式的不同在結(jié)構(gòu)和性能上具有很大的差別以及獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)，表1對上述介紹的幾種執(zhí)行器進(jìn)行了比較和總結(jié)，在實(shí)際商業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)實(shí)現(xiàn)目的的不同進(jìn)行選擇。表1不同執(zhí)行器優(yōu)缺點(diǎn)比較總結(jié)執(zhí)行方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)靜電執(zhí)行結(jié)構(gòu)簡單、功耗小材料簡單、響應(yīng)速度快高工作電壓、需折中驅(qū)動(dòng)力和位移、受吸合效應(yīng)限制熱執(zhí)行運(yùn)動(dòng)范圍較大、同等位移下覆蓋面積小、響應(yīng)速度適中功耗大、溫度依賴性強(qiáng)壓電執(zhí)行響應(yīng)速度快、位移量較大材料制備復(fù)雜退極化嚴(yán)重影響壓電效應(yīng)低頻條件下性能下降磁執(zhí)行無需引線、可使用強(qiáng)磁力作為偏置、角位移較大制造工藝復(fù)雜片上螺線管制備困難不管采取何種執(zhí)行方式，微執(zhí)行器都具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：(1)微型化：不但有利于在狹窄空間作業(yè)，也降低了微執(zhí)行器的成本；(2)位移或變形一般都十分小，可提高運(yùn)動(dòng)的精度；(3)利用各種功能材料的制動(dòng)，免去了中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減少運(yùn)動(dòng)誤差和傳動(dòng)噪聲；(4)利用結(jié)構(gòu)上上集成的壓電晶體，熱電阻和控制元件等，使微結(jié)構(gòu)緊湊效果更穩(wěn)定可靠。除了上述詳細(xì)介紹的幾種具有代表性且應(yīng)用廣泛在MEMS器件中的執(zhí)行器之外，其它形式的敏感和執(zhí)行方式也在不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，例如(1)形狀記憶合金執(zhí)行器:由于發(fā)生馬氏體相變和逆馬氏體相變所致。形狀記憶合金具有力的輸出大和形變量大的優(yōu)點(diǎn)。它們分別是壓電材料的十倍左右，但響應(yīng)速度比較慢而且形變呈階躍性變化，因此限制了其應(yīng)用。為了提高響應(yīng)速度并將其應(yīng)用于微執(zhí)行器上，一方面采用薄板絲和薄膜狀等小體積材料；另一方面具有優(yōu)越性能的新型的形狀記憶材料已在開發(fā)之中；(2)隧道效應(yīng)敏感：根據(jù)隧道效應(yīng)可設(shè)計(jì)出力傳感器、紅外傳感器、磁強(qiáng)計(jì)、加速度計(jì)和壓力傳感器等功能性器件。它們的靈敏度很高，但卻具有復(fù)雜的加工工藝和昂貴的生產(chǎn)成本。(3)光學(xué)敏感執(zhí)行器：在入射光的作用下材料產(chǎn)生應(yīng)變，即直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。一般認(rèn)為其機(jī)制是光電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)的迭加所致。利用光致伸縮效應(yīng)可以設(shè)計(jì)制作新一代無線遙控器件，這種器件具有無電磁噪聲污染的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中要求光致伸縮材料應(yīng)具備較高的光電效應(yīng)和較快的響應(yīng)速度；(4)生物執(zhí)行器；(5)氣動(dòng)/水力激勵(lì)執(zhí)行器；(6)混合執(zhí)行器等。隨著MEMS執(zhí)行器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，執(zhí)行器的種類將會(huì)越來越多，執(zhí)行器的性能也會(huì)得到進(jìn)一步的提升。3MEMS經(jīng)典實(shí)例分析上述介紹的實(shí)例大都來自于學(xué)術(shù)刊物，多局限于實(shí)驗(yàn)室中，下面介紹一些經(jīng)典的商業(yè)實(shí)例，這些產(chǎn)品很好地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、材料、制造和商業(yè)化之間的折中，給人們的生活帶來了極大的便利。(1)血壓傳感器：就機(jī)械和就機(jī)械和電子單元的復(fù)雜性來說，血壓傳感器是最簡單的傳感器。但因?yàn)獒t(yī)療產(chǎn)品的特殊性，它需要面臨醫(yī)療健康機(jī)構(gòu)制定的嚴(yán)格規(guī)范。硅MEMS血壓傳感器的問世大大削減了醫(yī)療成本，使一次性血壓傳感器成為可能，同時(shí)將污染的可能性降到最小，既保障了低醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，也減輕了病人的負(fù)擔(dān)。在血壓傳感器的設(shè)計(jì)中，壓阻式敏感更具有技術(shù)優(yōu)勢。(2)微麥克風(fēng)：微麥克風(fēng)是壓力傳感器的變化形式，但比壓力傳感器更復(fù)雜。它是很多消費(fèi)類產(chǎn)品(如電腦、手機(jī)、助聽器等)中的低成本元件，且因其尺寸小和價(jià)格低廉等諸多優(yōu)勢已成為MEMS技術(shù)和商業(yè)化的重要方向。在器件設(shè)計(jì)中電容式敏感是MEMS微麥克風(fēng)最常使用的敏感原理，隔膜應(yīng)力的存在可以通過采用單晶硅作為隔膜材料解決。具有代表性的為Knowles公司生產(chǎn)的微麥克風(fēng)。(3)加速度傳感器：加速計(jì)是MEMS中的高端產(chǎn)品，可以用來測量線性加速度、振動(dòng)、沖擊和傾角，它的設(shè)計(jì)與工藝相當(dāng)復(fù)雜。電容式敏感和壓阻式敏感在該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中占優(yōu)勢地位，但前者因其靈敏度高、技術(shù)成熟等受到更加廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，加速度傳感器多和其它傳感器結(jié)合使用來完成更多的功能，例如能量存儲(chǔ)、醫(yī)療應(yīng)急監(jiān)測和精密操作等。加速度傳感器在工業(yè)和人類社會(huì)中具有無限潛力。商業(yè)化實(shí)例：AD公司和MEMSIC公司生產(chǎn)的加速度傳感器。(4)陀螺：陀螺儀可以用來測量角速度。在早期的時(shí)候，陀螺儀成本高、產(chǎn)量低，只用于高端應(yīng)用如軍事方面。隨著社會(huì)的發(fā)展，陀螺儀的應(yīng)用越來越接近生活。陀螺儀的設(shè)計(jì)可以用到很多敏感測量原理，包括光學(xué)和熱學(xué)原理，但最常用的是基于運(yùn)動(dòng)物體上產(chǎn)生的Coriolis力。就技術(shù)和設(shè)計(jì)來講，陀螺儀可能是最復(fù)雜的。它需要真空封裝，復(fù)雜的電路以及良好的抗干擾能力。商業(yè)生產(chǎn)中，InvenSense公司制備的陀螺儀因體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)在市場上占領(lǐng)主導(dǎo)地位。開發(fā)適用于工業(yè)和消費(fèi)市場的MEMS產(chǎn)品比制備實(shí)驗(yàn)室器件更困難，它必須具有優(yōu)異的性能、低廉的成本才能取代已經(jīng)存在的問題。研發(fā)MEMS產(chǎn)品需要考慮以下幾個(gè)主要因素：(1)精度和性能；(2)可重復(fù)性和可靠性；(3)成本管理；(4)市場、投資和競爭等。4總結(jié)由微執(zhí)行器作為重要組成部分的微機(jī)電系統(tǒng)在日常生活國民經(jīng)濟(jì)和國家安全等領(lǐng)域有著巨大的潛在應(yīng)用前景，對人類的日常生活及未來發(fā)展等方面產(chǎn)生重要的影響。它們不僅可以降低微機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如在醫(yī)療領(lǐng)域通過采用微操作器和遙控微機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)和給藥，從而減少病人的痛苦，并且痊愈快；包含微驅(qū)動(dòng)器的微系統(tǒng)在汽車航空航天等方面的應(yīng)用將提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命等。隨著新材料新技術(shù)和新工藝的不斷開發(fā)，新型的性能優(yōu)越的微執(zhí)行器將會(huì)源源不斷地問世，MEMS技術(shù)也會(huì)因此得到巨大的提升。參考文獻(xiàn)[1]ChangLiu著,黃慶安譯.微機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007[2]宮峰飛.微驅(qū)動(dòng)器的原理與應(yīng)用[J].電子元件與材料.2003,22(6):33~36[3]張磊.微執(zhí)行器的應(yīng)用研究[J].電氣技術(shù)與自動(dòng)化.2010,39(2):151~153[4]陳兵芽，劉瑩，胡敏等.微執(zhí)行器的研究與展望.微納電子技術(shù).2005,12:561~565[5]楊靜,高建忠,趙玉龍等.一種MEMS熱微執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與制作[J].微納電子技術(shù).2005(4):175~179中級(jí)電工實(shí)操試題一、安裝單相三極及三相四極插座二、安裝白熾燈照明電路三、用數(shù)字式萬用表測量交、直流電壓四、用兆歐表測量三相異步電動(dòng)機(jī)絕緣電阻五：T型連接單股導(dǎo)線一：安裝單相三極及三相四極插座1、準(zhǔn)備要求（1）設(shè)備準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1單相三極插座10A1個(gè)2三相四極插座15A1個(gè)3高分?jǐn)嘈⌒蛿嗦菲鱊B1-6310A4極1個(gè)4三相四線插頭NO：1991個(gè)（2）材料準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1塑銅線1.5mm2各5米黃、綠、紅、藍(lán)、黃綠相間色2多股絕緣塑料導(dǎo)線2.5mm2各5米黃、綠、紅、藍(lán)色3細(xì)木工板40cm×50cm1塊4自攻螺絲長度20mm20個(gè)5端子排JD0-1020380V、10A30節(jié)（3）工用具準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1一字螺釘旋具1把2十字螺釘旋具1把3尖嘴鉗1把4剝線鉗1把5數(shù)字式萬用表DT8901塊2、操作考核規(guī)定及說明（1）操作程序說明：1）安裝電路；2）清理現(xiàn)場；3）安全文明操作。（2）考核規(guī)定說明：1）如操作違章或未按操作程序執(zhí)行操作，將停止考核；2）考核采用百分制，考核項(xiàng)目得分按鑒定比重進(jìn)行折算。（3）考核方式說明：該項(xiàng)目為實(shí)際操作（結(jié)果型），考核過程按評分標(biāo)準(zhǔn)及操作過程進(jìn)行評分。（4）測量技能說明：本項(xiàng)目主要測量考生對安裝單相三極及三相四極插座的熟練程度。3、考核時(shí)限（1）準(zhǔn)備時(shí)間：1min（不計(jì)入考核時(shí)間）。（2）正式操作時(shí)間：10min。（3）提前完成操作不加分，到時(shí)停止操作考核。4、評分記錄表附圖單相三極及三相四極插座試題名稱：安裝單相三極及三相四極插座考核時(shí)間：10min序號(hào)考核內(nèi)容評分要素配分評分標(biāo)準(zhǔn)檢測結(jié)果扣分得分備注1安裝電路安裝單相三極插座51相線位置接錯(cuò)扣6分零線位置接錯(cuò)扣6分

地線位置接錯(cuò)扣6分

相線顏色選錯(cuò)扣6分

零線顏色選錯(cuò)扣6分

地線顏色選錯(cuò)扣6分

接點(diǎn)松動(dòng)、露銅過長、壓絕緣層每處扣1分（最多扣5分）

損壞元件扣10分安裝三相四級(jí)插座49相線位置接錯(cuò)扣6分零線位置接錯(cuò)扣6分

相線顏色選錯(cuò)一處扣5分

零線顏色選錯(cuò)扣6分

接點(diǎn)松動(dòng)、露銅過長、壓絕緣層每處扣1分（最多扣6分）

損壞元件扣10分2清理現(xiàn)場清理現(xiàn)場未清理現(xiàn)場從總分中扣5分3安全文明操作按國家或企業(yè)頒發(fā)有關(guān)安全規(guī)定執(zhí)行操作每違反一項(xiàng)規(guī)定從總分中扣5分，嚴(yán)重違規(guī)取消考核4考核時(shí)限在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成到時(shí)停止操作考核合計(jì)=SUM(ABOVE)100二：安裝白熾燈照明電路（兩只開關(guān)兩地控制一盞燈）1、準(zhǔn)備要求（1）設(shè)備準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1白熾燈30W或40W1只2白熾燈燈座30W或40W1只3單開雙控開關(guān)2個(gè)4熔斷器RT18-32X1個(gè)（2）材料準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1原理圖張12銅芯導(dǎo)線BV-5001.5mm2各1.5米黃綠紅任選其一、藍(lán)色（3）工用具準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1剝線鉗1把2一字螺釘旋具1把3十字螺釘旋具1把4萬用表500型或其它1塊2、操作考核規(guī)定及說明（1）操作程序說明：1）安裝電路；2）通電試驗(yàn)；3）安全文明操作。（2）考核規(guī)定說明：1）如操作違章或未按操作程序執(zhí)行操作，將停止考核；2）考核采用百分制，考核項(xiàng)目得分按鑒定比重進(jìn)行折算。（3）考核方式說明：該項(xiàng)目為實(shí)際操作（結(jié)果型），考核過程按評分標(biāo)準(zhǔn)及操作過程進(jìn)行評分。（4）測量技能說明：本項(xiàng)目主要測量考生對安裝白熾燈照明線路的熟練程度。3、考核時(shí)限（1）準(zhǔn)備時(shí)間：1min（不計(jì)入考核時(shí)間）。（2）正式操作時(shí)間：15min。（3）提前完成操作不加分，到時(shí)停止操作考核。4、評分記錄表附圖白熾燈照明線路LLNFUHLK1K2QF試題名稱：安裝白熾燈照明線路（兩只開關(guān)兩地控制一盞燈）考核時(shí)間：15min序號(hào)考核內(nèi)容評分要素配分評分標(biāo)準(zhǔn)檢測結(jié)果扣分得分備注1安裝電路按圖安裝電路60未按圖安裝電路扣60分接點(diǎn)露銅過長每處扣2分（共計(jì)20分）導(dǎo)線交叉扣5分反圈每處扣2分（共計(jì)4分）損壞元件或損傷導(dǎo)線扣6分整體布線未平直扣5分2通電試驗(yàn)用萬用表（電阻法）檢測線路，通電試驗(yàn)40未實(shí)現(xiàn)功能扣40分燈座接線錯(cuò)誤扣15分熔斷器接線錯(cuò)扣10分開關(guān)接線錯(cuò)誤扣15分3清理現(xiàn)場清理現(xiàn)場未清理現(xiàn)場從總分中扣5分4安全文明操作按國家或企業(yè)頒發(fā)有關(guān)安全規(guī)定執(zhí)行操作每違反一項(xiàng)規(guī)定從總分中扣5分，嚴(yán)重違規(guī)取消考核5考核時(shí)限在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成到時(shí)停止操作考核合計(jì)=SUM(ABOVE)100三：用數(shù)字式萬用表測量交、直流電壓1、準(zhǔn)備要求（1）設(shè)備準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1高分?jǐn)嘈⌒蛿嗦菲鱊B1-6310A4極1個(gè)2直流電源220V以下1塊3單相三極插座10A1個(gè)4三相四線插座HY-231個(gè)5三相四線插頭NO：1991個(gè)（2）材料準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1塑銅線1.5mm2各5米黃、綠、紅、藍(lán)色2多股絕緣塑料導(dǎo)線2.5mm2各5米黃、綠、紅、藍(lán)色3細(xì)木工板40cm×50cm1塊4自攻螺絲長度20mm20個(gè)5端子排JD0-1020380V、10A20節(jié)（3）工用具準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1線手套1付2數(shù)字式萬用表DT8901塊2、操作考核規(guī)定及說明（1）操作程序說明：1）準(zhǔn)備工作；2）閉合數(shù)字萬用表電源開關(guān)；3）測量交流電壓和直流電壓；4）歸檔；5）清理現(xiàn)場。（2）考核規(guī)定說明1）如操作違章或未按操作程序執(zhí)行操作，將停止考核；2）考核采用百分制，考核項(xiàng)目得分按鑒定比重進(jìn)行折算。（3）考核方式說明：該項(xiàng)目為實(shí)際操作（過程結(jié)果型），考核過程按評分標(biāo)準(zhǔn)及操作過程進(jìn)行評分。（4）測量技能說明：本項(xiàng)目主要測量考生對用數(shù)字式萬用表測量交、直流電壓的熟練程度。3、考核時(shí)限（1）準(zhǔn)備時(shí)間：1min（不計(jì)入考核時(shí)間）。（2）正式操作時(shí)間：7min。（3）提前完成操作不加分，到時(shí)停止操作考核。4、評分記錄表試題名稱：用數(shù)字式萬用表測量交、直流電壓考核時(shí)間：7min序號(hào)考核內(nèi)容評分要素配分評分標(biāo)準(zhǔn)檢測結(jié)果扣分得分備注1準(zhǔn)備工作工用具準(zhǔn)備2少選或錯(cuò)選一件扣2分2閉合數(shù)字萬用表電源開關(guān)插入表筆，將紅筆插入V/Ω插孔，黑筆插入COM插孔，閉合萬用表電源開關(guān)10表筆插入錯(cuò)誤扣5分未閉合萬用表電源開關(guān)扣5分3測量交流電壓選擇檔位量程根據(jù)被測參量選擇檔位及量程14未戴線手套停止操作檔位選擇錯(cuò)誤扣14分量程選擇錯(cuò)誤扣7分測量接線、讀取數(shù)值25線電壓數(shù)值讀取錯(cuò)誤扣15分相電壓數(shù)值讀取錯(cuò)誤扣10分測量直流電壓選擇檔位量程根據(jù)被測參量選擇檔位及量程14檔位選擇錯(cuò)誤扣14分量程選擇錯(cuò)誤扣7分測量接線,讀取數(shù)值25測量時(shí)接線錯(cuò)誤扣15分讀取數(shù)值錯(cuò)誤扣10分4歸檔測量完畢將檔位開關(guān)調(diào)至交流電壓最大檔或空檔，斷開電源開關(guān)10測量完畢未將檔位開關(guān)調(diào)至交流電壓最大檔或空檔扣5分未斷開萬用表電源開關(guān)扣5分5清理現(xiàn)場清理現(xiàn)場未清理現(xiàn)場從總分中扣5分6安全文明操作按國家或企業(yè)頒發(fā)有關(guān)安全規(guī)定執(zhí)行操作每違反一項(xiàng)規(guī)定從總分中扣5分，嚴(yán)重違規(guī)取消考核7考核時(shí)限在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成到時(shí)停止操作考核合計(jì)=SUM(ABOVE)100四：用兆歐表測量三相異步電動(dòng)機(jī)絕緣電阻1、準(zhǔn)備要求（1）設(shè)備準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1三相異步電動(dòng)機(jī)7.5kW以下1臺(tái)（2）材料準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1放電導(dǎo)線BV-5/2.5mm21m（3）工用具準(zhǔn)備序號(hào)名稱規(guī)