电子元器件应用现状精选(九篇)
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第1篇：电子元器件应用现状范文
Design and development of MIDAS⁃based electronic component management system
for university electronic design contest
ZHANG Xiang⁃ming
（College of computer science， South⁃Central University for Nationalities， Wuhan 430074， China ）
Abstract： In order to improve the management efficiency of components for the undergraduate electronic design contest， and raise the utilization rate of electronic components， a set of electronic component management system based on MIDAS （multi⁃tier distributed application services suite） and ADO technology was designed and developed. In combination with the management features of electronic components in daily training of electronic design contest in colleges and universities， a distributed multi⁃tier architecture was used in the electronic components management system design and implementation. The bar code technology was adopted in the system. The results show that the developed system has the advantages of simple operation， high efficiency， and can improve the management efficiency of distribution， collection， laboratory procurement and inventory early warning of electronic components.
Keywords： multi⁃tier distributed application services suite； electronic device competition； electronic component management system； and chips； ADO technology
0引言
随着中国教育体制改革的不断推进，各高校越来越重视学生创新能力的培养与训练，以期达到提升学生创新素质、增强学生适应市场和社会的目的。全国大学生电子设计竞赛是一项面向理科学生的重要赛事，其全国竞赛组委会由国家教育部、信息产业部及部分参赛省市教委代表及电子类专家组成，负责全国竞赛的组织领导、协调工作，其重要性不言而喻[1⁃2]。
竞赛要使用到大量的电子元器件，涉及的元器件品种多达几百种，且使用数量繁多。学生在竞赛前期的实训中，需要频繁地领用元器件，高校实验室管理人员需要对元器件的消耗情况进行汇总，对贵重器件进行登记与跟踪，同时还要对元器件库存有充分的了解，以便对元器件库进行有效合理的补充。目前很多高校的元器件管理工作仍处在于手工管理状态：仍然以手工方式登记学生领用情况，以人工方式对器件进行跟踪，目测元器件库存是否充足，学生领用元器件查找费时，这些问题极大地影响了电子竞赛的高效管理[3]。
为提高竞赛管理效率及元器件使用率，将构建一套智能化的电子元器件管理系统。因竞赛实训工作均在学校内完成，故将系统的架构设计为三层C/S（客户/服务器）结构，采用MIDAS和ADO技术来开发系统，按软件工程理论和方法对系统的各项模块进行设计，实现元器件采购计划管理、元器件入库、学生领用元器件、元器件查询、元器件统计分析等主要功能。
1系统架构和开发环境
基于高校电子设计竞赛的实际情况，系统采用C/S架构的多层分布式环境来开发，使用DELPHI7.0为开发平台，充分地运用其MIDAS，ADO等技术来构建一个基于数据服务层、业务逻辑应用服务层及客户层的分布式智能化管理系统，开发过程中使用的一些相关技术分析如下：
1.1多层分布式系统
分布式结构实际上是一种分布式应用系统，被分成数个不同的部分并且被执行在不同的机器之中，引入了应用程序服务器概念，应用程序服务器是一个包含系统业务逻辑的应用程序，以一种特定的组件形态，如MicroSoft的COM/DCOM，CORBA等对象，封装应用系统的逻辑程序代码，执行特定企业功能，然后把这些企业对象分发到应用服务器。
1.2体系结构
三层或多层体系结构中比二层C/S结构增加了一个中间层到客户端和数据库端间。中间层的实现有多种方法，目前最常用的是应用服务器，把使用的事务和消息服务器看作应用系统的基础“中间件”平台[4]，客户端程序不直接与数据库服务器通信，而是通过中间层⁃应用服务器来访问，当有客户端程序发出数据请求时，通过指令传送到应用服务器，应用服务器接到指令后，调用相应函数（Function）、过程（Procedure）等业务逻辑来向数据库服务器发出指令，数据库服务器经过运算后，将处理结果反馈至应用服务器，再由应用服务器将中间结果反馈至客户端程序，从而大大减少数据库端访问量过大的开销，提高数据处理能力和系统运行效率[5]，如图1所示。
图1 三层C/S体系结构
1.3MIDAS技术
多层分布式应用服务包（Multi⁃tier Distributed Application Services Suite，MIDAS），在Delphi企业版里被用来创建多层应用程序。MIDAS提供了一套高级组件、服务和核心技术，可以简化跨平台（Windows，UNIX，Linux）、跨产品的多级分布式应用系统的开发，通过它可以用相同的组件访问不同的后端应用程序服务器，在带宽具有挑战性的网络中，与其他解决方案所产生的分布式应用相比，具有更快、更容易和更高的特性[6]。
MIDAS三层体系结构指逻辑上的三层，即应用表示层、应用逻辑层和数据层。应用表示层主要负责用户端界面，提供给用户一个操作方便且简单快捷的应用服务接口；应用逻辑层（或为应用服务器）是整个结构中最重要的部分，实现应用程序的应用逻辑处理；数据层（又为数据库服务器）则负责数据的存取和管理。应用逻辑层将业务规则、数据访问及合法性检验等工作放到了中间层进行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过通信协议与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交互。Delphi对多层分布式应用程序的支持主要得益于其MIDAS技术，该技术允许分割数据库应用程序，并实现对商业规则和进程的集中管理[7]。
2系统分析与设计
2.1系统需求分析
在软件工程理论中，需求分析是软件工程设计最重要的一环，是连通用户与软件开发人员的桥梁，是整个开发过程的重要基础。电子元器件因种类多、设计期间用量大、参赛参训人数多、实验人员管理杂等特点，元器件管理系统需要有准确、全面的一手用户需求资料，从而设计出符合要求的功能需求，为电子设计竞赛实验室管理人员提供高效、准确的统计与分析数据，更好地做好服务[8]。归纳出以下需求：
（1） 元器件基本要素：元器件是元件和器件的概称，包括元器件类别、名称、规格、型号等要素。
（2） 元器件存放要素：为方便电子设计实训时学生快捷领用元器件，在元器件存放时，严格按规定存放到指定编号的小器件单元，单元按元器件类别分类存放，按序编号。
（3） 元器件采购要素：包括元器件类别、名称、规格、型号、日期、数量、单价、供应商等。
（4） 元器件的出库要素：学生领用和元器件调拨，包括元器件类别、名称、规格、型号、数量、出库类别、领用人学号、姓名（或被调拨单位名称）、领用日期等要素。
（5） 用户信息：包括实验室管理人员、学生，权限分为查询、统计、入库、出库、可领用等。
（6） 系统的功能需求。根据电子设计竞赛实训元器件管理的特性及元器件发放的流程分析，电子元器件管理系统需要完成的功能有：元器件基本设置、采购及入库、元器件发放（或领用）、元器件调拨、元器件库存统计及预警、元器件相关查询等功能。
2.2系统的功能设计
通过上述的系统需要分析，设计出本系统应完成的具体功能结构（如图2所示）。
图2 元器件管理系统功能结构图
（1） 用户权限管理功能模块。电子设计竞赛日常培训由实验室工作人员管理，负责元器件的采购计划、元器件的发放与回收、库存分析等工作。按用户的实际操作范围，生成不同的角色，每一角色具有不同的使用权限，然后为不同的操作用户分配不同的角色。权限分为：普通管理员、超级管理员。
（2） 元器件仓库管理功能模块。对元器件仓库按元器件的类别进行分类管理，并按元器件的规格、型号来分别设置元器件仓库存放地点，设置统一编号管理元器件仓库。可实现按仓库编号查元器件名称、数量等操作；可根据元器件查找仓库，方便学生领用时快速寻找元器件。
（3） 元器件进库管理功能模块。根据年度采购计划；采购后元器件入库。入库信息包含供应商、价格、日期、仓存单元编号等信息；该模块能实现数据的录入与修改操作及元器件的入库和查询汇总操作等功能。
（4） 元器件出库功能模块。元器件出库方式主要有：学生领用元器件、元器件调拨。学生领用元器件，需先经远程预约领用，由实验室人员按预约进行发放；实验室人员能根据预先设定的元器件存放地址准确找到元器件；元器件调拨必须要有调入单位信息，需经超级管理员审核方可执行。
（5） 元器件库存预警功能模块。根据实际库存及系统预设预警数量，系统自动并作出相应库存预警。
（6） 元器件仓存统计查询功能模块。按各种统计要求设计各类统计查询功能，可统计某段时间内元器件的使用量，并可生成各类报表。
（7） 条码管理。学生学号、元器件均采用条码管理，方便录入。
2.3系统的体系结构设计
电子元器件管理系统建立在局域网和关系数据库的基础之上，将存在于实际操作和数据库中的数据抽象为业务逻辑对象，通过对象管理框架进行管理。在此基础上，构建若干适应电子竞赛用元器件实际情况的功能模块，通过友好的用户界面与用户交互，完成电子设计竞赛和实验室人员元器件管理服务的系统。其中：
（1） 对象管理框架层：提供实现电子元器件管理的各种功能的核心构架；
（2） 系统功能模块层：在用户界面层，用户命令的处理均由各项功能模块完成；
（3） 图形用户界面层：提供友好的交互式的图形界面，使学生和实验室人员可以直观方便地完成电子元器件管理系统的各项功能；
（4） 系统支持层：电子元器件管理系统是一个多层分布式的管理系统，分布式技术及网络技术有效支持分散数据的集中管理，而关系数据库的数据操作功能有效支持了系统对象在底层数据库的管理[9⁃10]。
3系统的具体实现与特点
根据多层分布式系统的结构和电子元器件管理的特点，分别实现该系统数据库层、业务逻辑层、用户表示层的详细设计。
3.1系统数据库层服务器的实现
根据电子元器件管理系统的功能要求，选取MicroSoft SQL Server 2000作为后台数据库。SQL Server2000具有强大的数据管理功能，支持数据的完整性、安全性管理和并发控制。在数据库服务器中构建关系数据库（ElecComponentsDb），建立若干个数据表，分别存放用户权限管理、元器件类别、元器件入库资料、元器件领导用管理、元器件调拨等信息，并设置若干个由多个表JOIN连接的视图，以设计各类管理功能需要的交叉查询功能。大量在客户端不能完成的系统功能，全部设计为数据库服务器端的存储过程，用存储过程来实现系统功能，达到了既快速，又安全的目的。主要存储过程有：
（1） 元器件领库存余量计算算法功能：PROCEDURE ElecChipsCalc；
（2） 元器件分类汇总：PROCEDURE ElecChipsStas；
（3） 元器件进仓处理：PROCEDURE ElecCmpsIn；
（4） 元器件领用处理： PROCEDURE ElecCmpsOut等。
3.2应用服务器的建立
（1） 使用数据集组件连接远程数据库
使用Delphi7.0分布式VCL组件建立一个OLE Automation服务器，客户端程序通过应用服务器的IAppServer接口连接客户端应用程序供其调用。通过加入读取INI文件中存储的服务器、用户名、口令等信息的代码以及授权等信息码后。从外置INI文件读取信息的程序代码如下：
sf：Tinifile；//INI文件实例
begin
sf：=Tinifile.Create（ExtractFilePath（Paramstr（0））+'ScunSys.ini'）；
with sf do
begin
edtserv.text：=readstring（'system'，'Server'，'（Local）'）；
edtdb.text：=readstring（'system'，'DbName'，'scunpersondb'）； //
edtuser.text：=readstring（'system'，'UserName'，'sa'）；
edtpwd.text：= readstring（'system'，'password'，'**'）；
// 读取服务器信息、数据库、User用户信息、Password口令信息等
end；
（2） 通过RDM的IAppServer接口来存取远程数据库的数据集
在RDM中通过数据集组件的方式显然不能完全解决数据的高速存取及数据连接池的问题，且安全性不能得到保障，故在本系统中采用了通过设置IAppServer接口函数来实现数据集的存取操作.
在系统中，根据获取数据集、存储数据集及其他功能实现的方式设立以下几种主要的业务函数：
① 通过数据库端存储过程获取数据。（有数据集返回）
function AccqDataFromStoreproc （）： OleVariant； 该函数返回值为一数据集，直接赋值给DataSet.Data，从客户端接收SQL语句获取数据。程序代码如下：
function TScunAppS.AccqDataFromStoreproc（const spName： WideString；Params： OleVariant； const spdname： WideString）： OleVariant；
var
i：integer；
sconn：Tadoconnection； //设置TAdoConnection实例
fromsp：TadoStoredproc； //设置TAdo Storedproc；实例接收客户端传递的存储过程名称及其参数列表
begin
sconn：=Tadoconnection.create（self）；
if ScunAppInfo.ConnectDB（sconn） then
begin
fromsp：=TadoStoredproc.Create（self）；
spdsp：=Tdatasetprovider.Create（self）；
with spdsp do
begin
DataSet：=fromsp；
exported：=true；
resolvetodataset：=true；
name：=spdname；
end；
with fromsp do
begin
close；
connection：=sconn；
Procedurename：=spname；
if （varisarray（params）） then
begin
parameters.Clear；
for i：=vararraylowbound（params，1） to vararrayhighbound（params，1） do
begin
Parameters.Add；
Parameters[i].Value：=params[i]；
//从params分离出存储过程参数
end；
end
else
exit；
prepared：=true；
try
active：=true；
result：=spdsp.Data； //获取数据集，Variant参数回传客户端
except
on e： Exceptiondoraise；
end；
end；
end；
scunappinfo.stpspname：=spdname；
end；
② 更新数据集函数有两个：UpdateByScript，UpdateByStoreProc，从客户端接收SQL语句更新数据集。
③ 其他类函数：ECmpLogin， ECmpUnLogin，ReleaseDSProvider，用于对应用服务器的操作和管理。
3.3客户端应用程序的建立
在Delphi中建立一个项目组，连接应用程序服务器，然后建立一个新的Application应用程序。新建一数据模块，加入一个MIDAS组件板中的TDCOM Connection组件，设定其Computer Name属性值为应用程序服务器位于的主机名称。设定TDCOM Connection要使用的应用程序服务器，设置应用程序服务器的GUID和填在TDCOM Connection的ServerGUID属性值。再添加TClientDataSet组件，设置其Provider Name 属性值，激活TClient DataSet的实例，使其通过中间层从数据库服务器中取得数据集。
在多层体系中，应用程序将待更新的数据暂存在客户端应用程序中，系统真正要求将数据集更新回数据库时，必须调用应用程序服务器提供的Apply Updates方法，才会把更新的数据集真正的更新回后端数据库中，其更新方法如下：
If（DataModule1.Clientdataset1.changecount>0） then
//判断数据集是否有更新发生
begin
DataModule1.Clientdataset1.Post；
DataModule1.Clientdataset1.ApplyUpdates（0）；
//更新数据集至数据库
end；
3.4主要功能模块的实现
（1） 根据系统的功能设计详细设计书，制作程序用户界面图，并编写程序代码，实现电子元器件管理系统的各项主要功能。如图3所示为电子元器件管理系统的主界面窗口。
图3 电子元器件管理系统主界面图
（2） 用户登录密码加/解密算法实现。因使用的数据库SQL Server2000存放用户信息的表字符均为明文，而管理人员复杂，登录用户密码易被泄密，故采用异或算法来对用户密码明文进行加密，读取密码时进行解密。具体算法如下：
ss：=''；
ts：=trim（passWord.text）； //用户输入的密码加密
for i：=1 to length（ts） do
ss：=ss+char（ord（ts[i]） xor 127）；
解密算法同样采用xor算法来实现。
（3） 元器件入库管理模块。系统设定元器件入库前必须要有预算计划，每次入库自动生成一个入库单号，然后在该入库单下进行元器件各类参数信息的录入。见图4为元器件入库管理模块。
图4 元器件入库管理模块图
（4） 元器件领用管理模块。在电子设计日常实训中，学生经常要进入实验室进行领用元器件，在领用元器件前学生必须经过系统的预约，预约领哪些元器件，并经指导老师审核后，方可到实验室领取所预约的元器件。元器件领用管理模块实现功能如图5所示。
图5 元器件领用管理模块图
其他功能模块均已按设计要求进行实现，并经测试使用正常。在系统的使用过程中，学号、元器件编号无使用条码录入，增添了程序的可操作性和快捷性。
3.5多层稳固性及容错与负载平衡能力的处理
系统采用了多个应用服务器来同时处理客户端进程，系统的稳固性必然受到影响，程序在开发过程中使用DELPHI提供的TSimple Object Broker 组件的内置功能来实现系统的稳固性。通过修改TSimple Object Broker的属性servers值来添加及维护一个能够执行应用程序服务器的机器列表，并设置TDCOM Connection 或TSocket Connection以连接远程服务器。当连结的主机故障时， TDCOM Connection 或TSocket Connection 可以从TSimple Object Broker 取得一个新的能够执行应用程序服务器的远程机器名称，然后再连结到这台新机器以取得应用程序服务器的服务[11]。
本系统采用动态平衡算法来保证负载平衡能力，主要依靠TSimple Object Broker组件强大的功能，设定TSimple Object Broker 的LoadBalanced 属性来提供简单的负载平衡能力。这样当某台应用服务器出现故障时，客户端系统能通过TSimple Object Broker组件的负载平衡能力自动寻找正常运行的应用服务器，并接管该进程的管理功能，从而达到负载平衡的功能。
第2篇：电子元器件应用现状范文
【关键词】环氧树脂 霓虹灯 电源 应用
1 霓虹灯电源和环氧树脂相关概述
霓虹灯电源，一般有两种，一种是漏磁式霓虹灯电源，也就是俗称的电感电源，它具有工作稳定可靠，负载能力强（可带12m长、φ11-12mm霓虹灯管），恒流能力强（可带动2-10m范围内的霓虹灯管）的优点，但其单只电源功耗达到450VA、功率因数最高仅为0.6、重量重、体积大、价格高，尤其是耗能和不环保，已经逐步被市场淘汰。另一种是现在普遍使用的电子式霓虹灯电源，也称高频冷启动管形放电灯（霓虹灯）电子转换器。虽然早期的电子式霓虹灯电源由于输出功率小、恒流特性差、电磁干扰大、抗开路和高压击穿较差以及多支灯管工作时两头亮中间暗等现象使电子式霓虹灯电源各方面的性能存在一些欠缺，但随着科学技术的不断发展和环氧等新材料的应用，现在电子霓虹灯电源已基本上克服了上述存在的各种缺陷，更由于节能（功率因数为0.9～接近于1）、重量约比漏磁式霓虹灯电源轻4倍左右、体积减小1/3、寿命长、具有灯管开路和短路的全自动保护功能及亮度不随输入市电电压变化而改变等优点而越来越受广告商家的喜爱。
环氧树脂通常是在呈液体的状态下，经常温或加热进行固化，达到最终的使用目的：作为一种液态体系的环氧树脂固化后对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能和散热性优异，收缩率小，硬度高，柔韧性较好等特点。因此，它在电子、电气、机械制造和航空航天等工业领域中具有十分重要的作用，已成为各工业领域中不可缺少的基础材料。
2 环氧树脂在霓虹灯电源中的应用
2.1 环氧树脂在电子式霓虹灯电源高压包的应用
电子霓虹灯电源高压包工作时因为漏感大、温度极高、其尖峰电压>1000V，且电子霓虹灯电源输出端的空载电压高达十几kV。因此，对电子霓虹灯电源高压包（高低压绕组间）的散热降温及接地间的绝缘强度有特别高的要求。为了增强电源高压包的绝缘强度和提高产品可靠性，电子霓虹灯电源高压包绝缘结构必须采用高温环氧树脂来灌注绕组，因为高温环氧树脂材料在常温下为低粘度液体，有良好的流动性和快速固化性能，高压包采用浸渍处理，能快速完成电源的绝缘处理技术。在灌封环氧树脂时，应首先对环氧A料预热，经过预热后的环氧A料其自身的粘度会有所降低，方便脱泡和灌封，使其水份在预热的过程中得到排除。然后对环氧树脂严格按规定比例（环氧树脂与固化剂比例范围为100:30）调配环氧，用搅拌机搅拌5～10分钟，搅拌调配好的环氧倒入高低压绕组需灌封位置，灌注厚度大于3mm。对灌封好的高压包放进抽真空箱，关好真空箱门，然后关闭放气阀门，开通抽气阀门，接通电源观察真空表指针运转情况，当真空表针指示在（－0.095～－0.1）之间,维持30分钟时间后停止真空泵运行,然后关闭抽气阀门. 缓慢开通放气阀门，使真空表针缓慢回复原位，注意放气过程不要瞬间开大阀门，防止气流对高低压绕组产生冲击，便能有效地消灭气泡。再把已经过抽真空处理的高压包放进恒温箱施加85℃温度进行加热4个小时以上，促进其固化效果并减少固化时间。当然，相应的热量也会在此时释放出来。但反应太热也会因为温度过高而导致释放时间不够，以致绝缘体受到损坏，同时较强的内应力也会在灌封料与漆包线、骨架中产生，使绝缘结构开裂和变形，达不到绝缘的效果，这是高温环氧树脂灌封工艺在电子霓虹灯电源高压包应用中必须注意的问题。
2.2 环氧树脂在电子式霓虹灯电源低压部份的应用
电子霓虹灯电源一般在室外使用，产品安装室外容易受到日晒雨淋，影响电子元器件使用性能，造成严重质量和安全隐患，且大功率三极管、电解电容器和固定电阻器等电子元器件工作时温度高会降低其使用性能甚至损坏。因此，对电子霓虹灯电源的电子元器件密封防水和散热降温要求显得特别重要。而环氧树脂固化后对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能和散热性优异，收缩率小，硬度高，柔韧性较好等特点恰好弥补上述存在的不足。所以，环氧树脂在电子霓虹灯电源低压部份应用同样重要。通过应用环氧灌封材料能极大地满足大功率三极管、电解电容器和固定电阻器等电子元器件对散热的要求，既保证器件的可靠性，也兼顾生产成本。具体应用是先对环氧树脂A料预热，经过预热后的环氧A料其自身的粘度会有所降低，方便脱泡和灌封，使其水份在预热的过程中得到排除。然后对环氧树脂严格按规定比例（环氧树脂与固化剂比例范围为5:1）调配环氧，用搅拌机搅拌5～10分钟，搅拌调配好的环氧倒入电子霓虹灯电源低压部份需灌封位置（为了节省成本，可以在低压部份填充一些直径在1～2mm之间的石英砂，填充石英砂高度不得高于电子元器件高度），灌注厚度以覆盖电源低压部份的电子元器件为宜。除了上述几个环节外，还要注意环境温度，如果固化温度较低会造成固化时间过长或环氧不固化，则生产周期相应延长，环氧树脂会在这过程中分层，填充剂下沉，表面因固化时上下层收缩差异而开裂，这时应适当添加一些催干剂，保证环氧树脂能在12～14小时固化。
3 结语
综上所述，进入21世纪后，人类逐渐把追求过渡到了绿色环保照明，在电子霓虹灯电源中运用了环氧树脂等环保新材料，对减少环境污染、电磁干扰、提高功率因素和亮度及可靠性方面做出相应的改进，节能环保型霓虹灯电子电源乃大势所趋，提高了霓虹灯电源的整体质量水平，降低了生产成本，增强了霓虹灯电源等产品在未来市场中的竞争力。
参考文献
[1]乔琨.改性高温高韧环氧树脂及其CF增强复合材料环境适应性研究[D].山东大学,2013.
[2]吴启保,青双桂,熊陶等.大功率LED器件封装材料的研究现状[J].化工技术与开发,2009,38(2):15-17.
[3]于冰,陈大华等.霓虹灯原理与制造技术[M].中国轻工业出版社,1993.
第3篇：电子元器件应用现状范文
关键词：电气专业英语教学； 学习任务； 教学设计
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）07-133-002
近年来，职业院校的电气系英语老师对电气专业英语教学进行了一系列的改革，本文通过公开课《电气专业英语之实用对话》，展示我们在专业教学探索中总结的经验方法。以下是这堂课的策划与实施。
一、教学分析
1.教学目标和方向
采用多元化的教学模式，培养学生学习能力，增强学习专业英语的兴趣与积极性，使学生明白学习专业英语的目的、重要性及专业英语在工作中的实用性，对专业英语的学习有足够的重视。
2.教学内容
一般的电气专业英语的教材内容比较枯燥，大段的专业文章和大量的专业词汇，令学生望而却步。鉴于此类情况，我对专业学习内容进行改造。在现阶段英语学习教材的基础上，加入了电气专业词汇。让这些生僻难记的专业词汇变身为普通生词，穿插于日常对话之中。力求在潜移默化中，把电气专业英语嫁接到基础英语里。
3.教学方法
本堂课以任务驱动教学法为主线，附加了多种教学方法，让学生能运用所学解决问题，获得较大的成就感与满足感。教师可以拿专业课上常用的仪器仪表、电气器件等英文说明书、常用数学符号和公式的读法及面试常用语等与他们学习、工作和生活密切相关，而在基础英语教学中又很少涉及的知识让他们学习，以此调动学生的积极性和上课的热情，使学生重视这门课的学习。
二、教学资源与工具设计
1.多媒体教学PPT：图片与文字的结合，让学生能清晰明了课堂教学内容。
2.编写学习任务书STUDY TASK：把课堂内容和课堂练习融为一体。课前分发给学生。
3.模拟电子施教板：用于实物教授和练习。
4.电子元器件实物：用于实物教授和练习。
5.选取了代表四个实训室的电子器件，用于模拟场景。计算机辅助设计实训室（计算机显示屏，键盘等）。PLC实训室（PLC机器组合）。电子实训室（电路板，电烙铁）。电子仓库（电子元器件）。
6.制作场景名称板：用于在小组活动中表示场景的更换。
三、教学组织形式
在本堂课中，撤出了讲台的位置，全班同学围绕教室中心，分成了四组，教师走入学生中间，突破空间距离的限制，调动学生听课的情绪，营造教室的听课氛围。
四、教学设计
（一）总体思路
在本堂课的教学中，我设计了三个学习任务，借助多媒体辅助教学，通过实物展示和场景转换等教学手段，对学生进行语言输入，激发了学生的兴趣和求知欲。并以group work， pair work， game等活动方式，增添了英语课堂教学的趣味性和互动性，培养学生的合作学习意识，参与意识和实践能力。
（二）教学过程
第一步：导入
1.与学生进行日常对话，复习所学知识。
2.向学生展示电气学习和工作环境的图片，并针对图片内容提出相关问题。
【设计说明】
1.口语热身。
2.通过展示与电气专业相关的图片，提出关于专业英语的三个问题，从而切入本课三个任务。
第二步：内容教授
任务一：做出具有电气专业特色的自我介绍。
1.学习单词和词组。
2.完成学习任务书上的相应练习。
3.利用所学知识做出具有电气专业特色的自我介绍。
4.教师点评。
【设计说明】
1.学习电气专业和系部名称。
2.在传统的自我介绍的句型中，加入以上词汇，完成具有电气专业特色的自我介绍。
3.让学生完成STUDY TASK上的专业自我介绍。
4.检验任务完成情况。教师在学生单词发音，流利程度方面进行点评。
任务二：能说出常用电子元器件的英语名称。
1.学习常用电子元器件的表示方法。
2.通过小组竞赛的方式，加深对单词和词组的记忆。
【设计说明】
1.利用模拟施教板和电子元器件的实物，把抽象的概念变成了具体的实物，加深了学生的印象，提高记忆水平。
2.小组竞赛：通过小游戏，让四个组的同学以竞赛的方式完成对电子元器件英文名称由熟悉到掌握的过程。单词学习和游戏比赛形式相结合，激发学生课堂参与积极性，加强对学生的语言输入。
3.学生互相测评和最后集体测评单词掌握情况。
任务三：能在计算机辅助设计实训室，PLC实训室，电子实训室和电子仓库这四个专业环境下，用英文和他人交流。
1.学习电气专业场景的表示方法。
2.学习重点句型和表达方式。
3.小组活动。各组根据指定内容，编写相应对话。
4.小组汇报。
5.教师分析评价
【设计说明】
设计场景对话练习，利用学生熟悉的专业场景，加入对话句型，让学生在掌握范例对话的基础上，举一反三，以小组为单位，编写不同场景的工作对话。既培养了学生之间的合作意识，又加深了对话句型的记忆。
1.利用PPT，展示了电气专业常见的教学和工作场景，如计算机辅助设计实训室，PLC实训室，单片机实训室，电子实训室和电子仓库。并引导学生回想在该场景学习和工作中，经常发生的行为和对话。
2.学习范例对话。让学生掌握对话中的关键句型和表达方式。
3.小组活动。在四个小组中，分别放置了相关电子器件，模拟不同的实训室。每个小组根据场景，参考范例对话，编写相应的对话。
4.小组报告。每组推选学生完成项目汇报。单独放置了展示台在教室中央，并用场景名称板来表示场景的更换。学生扮演不同的角色（role play），完成本组的对话。
5.在每组报告完成后，教师从以下三个方面进行点评：对话内容，语言发音和动作表情。
第三步：总结
1.总结本堂课的学习内容。
2.巩固重点单词和句型。
【设计说明】
根据PPT中的课堂结构图表，回顾三个学习任务的完成过程。再次巩固关键的单词、词组和句型。
第四步：作业
利用本堂课所学知识编写对话。
【设计说明】
课外作业的布置有利于巩固学生在课堂上所获得的知识和技能，有利于培养学生的实践能力和创新意识，从而使课外作业与任务型课堂融为一体。
五、教学总结和反思
第4篇：电子元器件应用现状范文
关键词：无铅化；RoHS；绿色制造；产业现状；应对策略
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0036-01
一、常熟地区电子信息产业现状
作为常熟地区五大支柱产业之一的电子信息产业，目前产业规模快速增长，规模企业作用突出。已形成数字媒体、汽车电子、网络存储、显示面板等电子信息产业群，其中销售收入达到10亿以上的企业有5家，江苏省高新企业20家，国家火炬计划重点高新企业9家。但同时，常熟市电子信息产业发展面临规模与总量偏低、产品附加值低、自主创新产业规模尚未形成、国际依存度偏高、受绿色壁垒牵制大等问题。要想使常熟电子信息产业获得更多的出口订单，电子制造必须符合欧盟RoHS标准要求，发展绿色制造已势在必行，而推行绿色制造无铅化更是急需解决的问题。
二、无铅的挑战
RoHS（RestrictionofHazardousSubstances）是由欧盟立法制定的一项强制性标准，全称为《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》。该标准主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准。该标准的目的在于消除电机电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚共6项物质，并重点规定了铅的含量不能超过0.1%。其涉及到的102种商品中的前七类产品都是我国主要的出口电器产品。此规定中无铅是重中之重！这道无铅指令，将对常熟中小电子企业产生了巨大影响。其中和常熟地区相关的电子产品包括：包括信息和通讯设备、电器电子工具、监测和控制仪器。如果本地区不积极采取应对措施，每年因此壁垒照成的贸易损失将高达12亿元。
三、应对策略
欧盟电子类产品的绿色环保令正在急速推进，未来中国制造的产品可能会因RoHS的实施而失去成本优势。其原因包括：合乎规定的材料、元器件的采购成本上升、无铅工艺的费用、专利使用费、新生产线的投入、新规定下工人的培训费用等等。简单看来，似乎将锡膏换成无铅材料就解决了生产过程中的含铅问题。而实际上，这不仅涉及到上游的采购，也涉及到后期的验证和评审；不仅是成本上的考验，更是工艺上的考验。
（一）坚定无铅化之路
因为工艺、材料控制如果从含铅过渡到无铅，需要增加一部分成本如：耐热元器件成本；无铅锡膏的成本；电能增加的开销；空调耗电增加开销；老规格的炉子更换成本；氮气成本；生产线的全面改造成本；测试费用等。但“环保就是生产力，谁能做到更环保，市场就是谁的”，实现无铅化是中国电子制造产业与国际接轨的一条必由之路。对提高我国电子制造业的清洁生产以及资源再生和循环利用有着深远的意义。常熟电子企业应该立即着手制定无铅化日程表，积极推进企业的无铅化进程；要适应无铅化组装的趋势；应根据自身的产品性质，选择正确合理的无铅焊料；做好无铅化组装量产现场的生产管理；搜集有用的应用数据，建立无铅化的应用数据库；加快培养无铅化组装的专业技术人才、生产管理人才。
（二）严控原材料关
无铅焊料之前，铅锡合金作为焊接材料使用已有悠久的历史，其中铅的含量在37%左右。以MLCC生产为例，在MLCC生产过程中，常用的焊锡都为铅锡合金，其熔点比纯锡低，价格也较为便宜。最关键的原材料瓷粉和浆料含铅，焊接材料含有毒有害物质。无铅焊料改造将是一个系统工程，不仅是焊料需要改造。无铅元器件的内部连接材料也要符合无铅焊接的要求。如以前PCB铜盘和电子元器件引脚的Sn-Pb镀层在无铅焊接中已经不能使用，需要采用镀纯Sn或OSP处理方式或者其他的镀层方式，以避免合金元素Pb的混入。这就对采购的元器件有了更高的要求。
（三）强工艺改进力度
耐高温是无铅工艺中对元器件的最大的挑战。首先要考虑元器件封装能否承受高温。此外还要考虑高温对元件内部连接，焊接工艺的影响。如：由于无铅焊料的熔点比传统焊料高30℃-40℃，这就给PCB材质、电子元器件的耐温性、助焊剂、无铅焊料、组装设备的性能提出了更高的要求。最后如若沿用传统的检验工艺标准衡量无铅焊点。不难发现无铅焊点：外观粗糙、气孔多、润湿角大、无半月形，较之有铅焊点有明显的差距。也就是说在无铅化生产中，检验工艺也必须进行更新。其他如更换新焊接辅料所带来的温控问题、电阻影响问题；无铅焊接中如何避免中曼哈顿现象、虚焊、PCB扭曲等不利因素；这些都需要在焊接工艺的研究上做文章。
（四）提高标准体系要求，适应更强挑战
无铅化势在必行，但企业的无铅化之路却依旧很长。数量庞大的元器件的无铅转换和认证工作便是困难之一。企业自行的执行标准是否能长期适用，适合欧盟的标准能否同样适用于其他市场。这一系列问题归根结底还是标准的问题。如果本地企业在标准的实施上能前瞻性的站在更为严苛的要求上，如采用更为严格的日系标准（其部分指标比欧盟的RoHS指令还要高，如RoHS中对铅的含量要求只是日系的1/10）。尽管在短期内会致使企业成本上升，竞争力下降，但从长远来看，对国内企业占领市场，增强竞争力是大有裨益的。
（五）积极研发无铅化产品
第5篇：电子元器件应用现状范文
关键词：电子技术；电气自动化；控制装置；可靠性分析
前言：
电气自动化是指设备按照既定的运行计划和已编制好的程序，完成电气设备的自动化运转和事件的处理。如电气自动化监测、自动化操作、自动化运行等。电气自动化控制技术不仅能够提高生产率，增加经济效益，保证人员操作所达不到的安全要求，还能够确保劳动环境与条件。如今，电气自动化控制已深入应用到各行各业，甚至成为衡量一个国家科技水平进步的重要标志之一。
1.电气自动化控制设备可靠性的现状概述
1.1.工作环境
电气设备所处的工作环境十分复杂，对电气自动化控制设备可靠性的影响主要有气候因素、机械外力因素和EMI等恶劣环境的因素。气候因素方面主要有外界温度和湿度、设备所处位置置的气压、空气质量等因素，这些因素有可能会使控制设备电气性能下降，使用寿命减短，散热效果不好，运行速度减慢，甚至不能正常工作。机械外力因素主要是指电气自动化控制设备在时间使用和运行中受到来自外界的正面压力、意外冲击、振动、离心力等机械作用，使得控制设备性能降低甚至损坏。EMI 对电气自动化控制的影响不容小觑，大功率高电压开关及逆变器、整流器等设备产生的电磁波干扰和对控制设备的影响越来越突出，使得设备正常的工作受到干扰。由于EMI 的影响，电气控制设备的工作能力大幅下降，也有可能损坏设备并使得工作的安全度降低。这些恶劣的工作环境使得电气自动化控制的可靠性难以保证，也促使我们不得不努力研发更具有竞争性的优良电气控制设备，即抵抗各种干扰很强的高可靠性的设备。
1.2.设备的质量问题
尽管环境因素对控制设备可靠性的影响很大，但是只要我们采用好可靠性的设备元器件就基本能够抵抗这些可以预想的外界干扰，从而使得是被可以一直正常的工作。但是，现今有很多元器件的生产厂家，良莠不齐，大多商家为了经济效益，把利润看成第一位。为了以低价格的产品吸引客户而将产品成本降低，各厂家恶性竞争使得很多质量明显不达标的元器件流入要求严格的电气控制设备中，这样的元器件组成设备往往工作效率低下，使用寿命短，维护费用高，造成了很多安全隐患，给设备运用这带来了难题。
1.3.人为因素
不仅以上两个方面对电气自动化设备的可靠性有很恶劣的影响，有时操作人员因为工作态度不够严谨或是目的不纯，不按规定的安全工作程序操作或是因为对设备的原理和操作流程不够熟悉而盲目操作，就有可能会导致电气控制设备可靠性的降低或是故障甚至导致安全事故。为了杜绝这样的人为失误，必须对控制人员严格培训，加强操控人员的素质和能力的培养与考核，对控制设备的监督和管理一定要严格落实，以避免人为因素对电气自动化控制可靠性的影响！
2.提高电气自动化控制设备可靠性的策略
2.1.从设计方面提高设备可靠性
千里之行始于足下，要想这个产品或者设备在实际运用中可靠性比较高，在设计的时候，我们就应该要全面地考虑其可能存在的问题并极力的去避免甚至克服这些问题，对产品设计参数做仔细分析，争取设计出最佳的设备结构以及设备参数！设计出来的产品要经过反复的测试其性能与使用情况，并根据设备的应用环境和自身的特点研究其最佳工作状态，以及延长寿命的使用方式，为设备投入使用后减少频繁维护和检修的麻烦。
2.2.合理选用零部件
因设备中存在的零部件多而杂，在选择零部件的时候就需要慎重。以控制设备的特点以及产品结构形式与类型为依据，尽可能的减少制造产品的成本，不盲目追求精度指标，也要注意元器件的技术要求以及装配要，合理地选择电子元器件和材料，不仅要考虑其经济合理性还要兼顾产品的质量以及易于为检修等因素，保证产品在预想的环境中能够发挥其最佳的状态，确保设备正常运行。这样不仅使得零部件精度有保障，其使用性能也有所保障，而且能在维修保养更换时及时处理设备存在的硬件问题。在购材时严格检验以防出现任何纰漏，更不能因市场的恶性竞争追求经济型而采购质量差的材料。为此，在选材时要有充分的实地调研，要能够对元器件的性能和质量充分了解，这样才能确保电气自动化控制可靠性。
2.3.应用保护设施
电气自动化控制设备都应具有一系列应用环境的保护设施，譬如散热保护设施、气候保护设施、湿度保护设施、电磁干扰保护设施、污染防护设施、防腐设施等，通常元器件的安装都采用灌封、浸渍等措施保护电子元器件不受到腐蚀和潮湿空气的影响。这需要针对设备的具体应用环境进行设置，电气自动化控制设备的自我保护设置应该根据设备具体的应用环境采取保护，不可使用统一的保护设置，因为环境和环境之间有所差异，譬如设备在南方使用应做好防潮、通风等保护设置，在北方使用则要做好御寒、抗干燥等的保护设置，如果应用相反则对设备的可靠性带来严重的灾难。
3.结语
本文中所论述的提高设计可靠性、零部件的选用以及电子元件的选用都可以从整体上提高电气自动化控制装置的可靠性。但现阶段我国的电气自动化控制设备的可靠性现状还是不尽人意的，如何提高进一步其可靠性，将会是发展电气自动化的重中之重。
参考文献：
第6篇：电子元器件应用现状范文
【关键词】电气自动化控制；可靠性；实验室测试法
电气自动化与人们的生产生活关系密切，近年来，随着科学技术的不断进步，我国的大多数领域都实现了对电气自动化控制的运用，使其在产品生产及质量控制方面的作用愈加重要，然而在电气自动化控制设备在工作的过程中，会频繁遇到各式各样不利条件的考验，因此，必须积极采取一定的措施，提升电气自动化控制设备的可靠性，以保证设备的安全有效运行。
一、影响电气自动化设备运行可靠性的因素
在电气自动化控制设备运行中，多种因素可影响到设备的可靠性，其中工作环境是最常见的因素之一，因为多样的环境、气候条件以及机械作用力等，都会或大或小地对控制设备的可靠性形成影响，如温度过高导致设备运转不灵活、气压、大气污染致使设备性能下降等，设备会在工作中受到运载带来的冲击、振动等，进而会损坏某些元件，严重的情况下，设备的结构型变量过大或断裂，基于电磁干扰的影响，一些设备会在工作过程中表现出不稳定性，严重的情况下，会发生安全性问题及事故等，不利于生产发展的安全高效进行。
设备元器件的质量也会影响其可靠性。电气设备的由多个元器件组成，加之元器件是由多家厂商生产，导致其质量层次不齐，而当前的市场竞争大背景下，各家厂商形成的恶性竞争，致使价格成为了使用厂家采购的最重要因素，不能保证其质量，后续运用中，使得组成的设备整体功能及可靠性降低，不利于生产的高效进行，而且这种组装成的设备寿命较短，增加了使用企业的的生产成本等，不利于企业的更好发展。
二、电气自动化控制设备的可靠性检测
新时期的发展大背景下，电气自动化设备的可靠性测试方法取得了较大的发展，主要是有可靠性试验方法，这也是对电气自动化控制设备进行可靠性定量评估的有效手段，具体的运用中，又可将其三种。
1、实验室测试方法
这种检测方法在实验室内进行，借此来对设备的可靠性进行模拟，基本操作过程是，通过对现场模拟条件的模拟，如使用场地的温度、湿度等，在利用数学方法，分析检测所得数据，进而得出可控制设备的可靠性参数。该方法中，由于运用了数学分析的方法，数据严谨，并且整个过程操作起来较为方便，但因为检测试验在实验室内进行，使得得到的数据即便严谨也不能完全相符合于实际运用现场的相关数据，并且这种方法需要很大的试验花费，不利于节省生产成本。
2、现场测试方法
该方法在电气自动化设备运用时所进行的现场测试方法，在其试验原理方面，与实验室测试相反，具体的实施过程中，根据设备的运行情况，相关工作人员对可靠性数据进行记录，然后运用数学方法计算出可靠性参数。具体细分之下，现场测试方法又可分为在线试验、停机试验和脱机实验三种，从技术层面来考虑，较为容易实现的有脱机实验和停机实验，但因为运行的系统较为复杂，只有运行的过程中才能找出一些特定的故障，基于此，需要对控制设备进行的在线试验，进而确保检测的完备性和有效性。
3、保证试验方法
此方法又称为“烤机”，一般在控制设备出厂前进行，仅可对控制设备存在故障与否进行判断。因为在组装控制设备的时候，各种规格的元器件所引起的故障的是随机的，但这之中也存在一定的规律性，如服从指数分布等等。保证试验法用时较长，一般情况下较为适合一些大批量产品，为了最大化节省时间，可以对某些样品进行烤机。
三、提升电气自动化控制设备可靠性的对策
1、制定合理的设计方案
为了完善电气自动化控制设备的运用，应当深入分析控制设备的特点和设计参数，对产品的性能和使用条件进行重点研讨。制定合理的设计方案，全面考虑实际运用空间等多种因素，对产品结构形式及类型进行设计；基于其经济性能由产品的类型和形式决定的现状，为了实现电气自动化控制设备的可靠性，应当综合考虑不同的设计方面及因素，包括技术要求、生产成本等，在满足技术要求的前提下，运用价值工程观念，选择成本相对更低的零件生产方案，以最大限度降低生产成本。选择合理的材料和元器件，也可以不断提高产品的操作维修性能和实用性能，进而全方位提升了控制设备的可靠性，为设备的后续运用打下了基础。
2、选用合理的零部件
为了提升新时期电气自动化控制设备的可靠性，实践中还应正确合理地选择使用零部件，依据电控设备的特点，进而积极采用对应的方式方法，结合产品本身的使用情况使用零部件，并做好后续的维护工作。零部件是保证设备可靠性的基础，质量高、可靠性好的零部件，不仅能够保证产品性能，完善设备整体性能，还有利于产品结构的精细化，提高设备后续使用中的可靠性。
3、电子元器件的选择
根据实际运用情况，在进行电子元器件选择的过程中应当首选标准元件，应要求生产厂商保证元件的质量，为便于后续修理工作的进行，在使用过程中应当详细记录各种检测数据。而由于电子设备运行中，温度可影响到其可靠性及稳定性的现状，应当切实做好其散热维护工作，针对运用中出现外部温度高，内部温度散布出去的现象，应当及时借助人为措施，帮助设备进行相关的散热处理，而对于控制设备的使用中潮湿因素的影响，尤其是低温潮湿的环境下，控制设备的元器件电路板会因湿度过高而产生露珠现象等等，应当结合现象的生产环境的需要，正确选择元器件，进而促进电气自动化控制设备可靠性得到提高。
结语：
在电气自动化的发展带动下，电气自动化控制设备正在迅速崛起，因其具有不需要人员进行操作的特点，所以可有效减少工作人员数量，还可实现自动控制和监控功能，具有相当高的智能性。但在电气自动化控制设备运行过程中，多种因素可影响到其可靠性，因此实践中，应积极采取一定的措施，提升电气自动化控制的可靠性，以更好地发挥其性能与作用。
参考文献：
第7篇：电子元器件应用现状范文
1研究现状
1.1空间辐射环境及模型空间辐射环境主要包括星体俘获辐射环境、太阳宇宙射线、银河宇宙射线以及人工辐射环境等。其中，星体俘获辐射环境包括地球辐射带、木星辐射带、土星辐射带等。空间辐射环境受太阳活动的调制明显，太阳活动峰年对空间辐射环境的影响主要表现为太阳质子事件增多和太阳电磁辐射增强等。经过多年的发展，以美国NASA为代表的航天大国或机构建立了一系列空间辐射环境模型，极大地推动了空间辐射环境工程的发展。地球辐射带质子辐射环境模型主要有NASA开发的AP系列模型[3]、CRRESPRO质子模型[4]、基于SAMPEX/PET数据开发的低纬度太阳平静期质子模型[5]等；电子辐射环境模型则包括AE系列模型[6]、CRRESELE电子模型[7]、由Vampola改进的AE-8min升级版模型[8]和IGE-2006/POLE电子模型[9-11]。此外，ESA开发的AE和AP模型[12]、俄罗斯的辐射带模型SINP电子质子模型（1991版）[13]和LOWALT电子模型[14]等。目前，广泛使用的地球辐射带模型为AE8和AP8模型。但由于AE8、AP8模型的最新探测数据已超过40年，且未覆盖低能区域，加上模型本身存在较大不确定性，因此，以NASA为代表的航天机构正在开发下一代空间辐射环境模型AE9、AP9[15]，目前可应用于科学研究，但还没有用于工程设计。模型将在以下两方面进行改进：扩展能量覆盖范围（包括热等离子体、相对论电子和高能质子等）和空间覆盖范围；给出由于仪器的不确定性和空间天气波动带来的模型不确定度（如AE9电子模型给出了不同置信度下的能谱变化曲线）。太阳宇宙射线是太阳耀斑爆发期间发射的大量高能质子、电子、重核离子流，其中质子占绝大部分，因此又被称为太阳质子事件。用于太阳宇宙射线的统计模型主要有3个，分别是King模型[16]、JPL模型系列[17]和ESP模型[18]，其中：King模型可用于预示任务周期内太阳质子注量；JPL模型系列有JPL85和JPL91模型，目前常用的是JPL91模型，被推荐用于任务规划；ESP模型可用于总剂量和最劣事件剂量的预测。此外，常用的还有October89模型。银河宇宙射线是来自太阳系以外的带电粒子，是由能量很高、通量很低的带电粒子组成，其中质子成分占85%，α粒子成分占14%，重离子成分占1%。银河宇宙射线模型主要包括Badhwar-O’Neill模型[19]、CREME86/CREME96模型[20]和Nymmik模型[21]等。国际标准化委员会针对太阳宇宙射线和银河宇宙射线分别给出了ISO-15391[22]和ISO-15390[23]国际标准，对太阳宇宙射线和银河宇宙射线的成分、能量、通量等进行了详细的描述。在深空辐射环境及模型方面，目前，国际上主要对月球、火星、木星和土星等的辐射环境进行了研究，并建立了相关的模型。尤其是木星和土星，由于它们具有强磁场，因而有自己的辐射带。其中，对木星辐射环境研究得最多，获得的空间探测数据也最多，木星质子模型主要为D&G83模型和Salammbo模型，电子模型主要包括D&G83模型、GIRE模型和Salammbo模型[24]，此外，还有JOSE模型（包含电子、质子、碳、氧、硫等）[25]、IEM星际电子模型[26]、HIC重离子模型[27]等。太阳电磁辐射环境及其模型主要采用美国NASA的数据和世界气象组织（WHO）的数据，其中太阳常数分别取(1353±21)W/m2和1368W/m2，多数文献上采用1367W/m2。目前虽然建立了一系列空间辐射环境模型并应用于科研和型号研制任务中，但就空间辐射带模型而言主要为长期的静态环境模型，也没有考虑各向异性对航天器的影响，模型的不确定性相对较大。
1.2空间辐射环境效应及机理空间辐射环境将对材料和器件带来严重的辐射损伤效应（见图1）。辐射损伤效应根据其类型可以分为单粒子效应（SEE）、电离总剂量效应（TID）、位移损伤效应（DD）（又称为非电离总剂量效应，TNID）、充放电效应、辐射生物学效应、辐射诱导传感器背景噪声效应等。其中，单粒子效应比较复杂，按照损伤程度又可以分为：1）破坏性效应。如单粒子锁定（SEL）、单粒子快速反向（SESB）、单粒子绝缘击穿（SEDR）、单粒子栅击穿（SEGR）和单粒子烧毁（SEB）；2）非破坏性效应。如单粒子暂态（SET）、单粒子扰动（SED）、单粒子翻转（SEU）、多位翻转（MCU）、单粒子多位翻转（SMU）和单粒子功能中断（SEFI）。辐射损伤效应根据影响时间不同，可以分为长期效应和瞬态效应。长期效应是指造成材料或器件性能的长期改变或退化，瞬态效应是指材料或器件所发生的性能改变或退化在短时间内可恢复。根据损伤模式可分为电离损伤和位移损伤。电离损伤的长期效应主要包括电荷激活、电荷传输、价键变化及分解等；电离损伤的瞬态效应包括光电流导致的终端瞬态电压变化、双稳电路锁定等。位移损伤的长期效应包括缺陷密度增加、载流子寿命降低、载流子密度降低等；位移损伤的瞬态效应包括少数载流子寿命的快速退火等，见图2。世界各国已经充分认识到空间辐射损伤对航天器在轨安全的影响，并开展了大量的研究工作，总体而言还有以下不足：1）开展了大量的空间辐射效应试验研究，而空间辐射损伤机理研究相对较少，有些辐射效应机制仍不清楚。2）空间辐射效应数据缺乏，一些关键器件或材料的空间辐射效应有待评估，例如高性能、高集成度的电子器件单粒子效应或者CCD等光电器件的位移损伤效应等。3）多种辐射环境因素的协同效应或者辐射环境与其他环境要素的协同效应有待研究。
1.3空间辐射环境及效应试验的评价标准国际化标准组织和航天大国纷纷制定了一系列国际标准、国家标准和行业标准，以指导本领域或本国家的航天活动。半个多世纪以来的航天实践活动表明，空间辐射环境及效应试验的评价标准（或规范）已经在航天器设计和运行中发挥了重要的作用。关于空间辐射环境的标准，有ISO标准（如ISO15391、ISO15390、ISO21348等），美国军用标准如MIL-STD-1890，欧洲标准ECSS-E-10-04C等。关于空间辐射效应的标准，有如ECSS-E-ST-10-12C等[31]综合性标准，ECSS-Q-ST-70-06C[32]和ASTM-E-512[33]等材料性能退化试验标准，MIL-STD-750[34]和ESCC25100[35]等单粒子效应试验标准，MIL-STD-883[36]、ASTMF1892-06[37]和ESCC22900[38]等总剂量效应试验标准，ESCC23800[39]、ECSS-E-20-06[40]、NASATP-2361[41]等表面充放电效应试验标准，NASA-HDBK-4002A[42]内带电效应试验规范，ISO23038[43]、ASTME1854-2007[44]和JPLpublication96-9[45]等位移损伤效应试验标准。我国在空间辐射环境及效应标准方面也开展了大量工作，正逐步建立和完善以GJB/Z24—1991[46]、GJB2502[47]、GJB6777—2009[48]、GJB7242—2011[49]、GJB762.2—1989[50]等为代表的国家军用标准，和以QJ10005—2008[51]、QJ10004—2008[52]等为代表的行业标准。但相关标准主要集中在单粒子效应和总剂量效应领域，而表面充放电效应、内带电效应和位移损伤效应等标准仍然匮乏。
1.4空间辐射环境及效应地面模拟试验方法航天器材料及器件的在轨性能退化情况可通过飞行试验和地面模拟试验来获得。其中，地面模拟试验由于具有周期短、花费少、方便等优点而被广泛用来评估航天器敏感材料及器件的空间环境适应性。空间辐射环境及效应比较复杂，地面模拟很难再现真实的空间环境，主要原因包括以下几个方面：一是空间带电粒子辐射是连续能谱分布，带电粒子涵盖了从几个eV到GeV的范围，地面模拟很难实现多能量带电粒子的同时模拟；二是高能带电粒子地面模拟难度较高，尤其是对电子元器件的高能带电粒子效应模拟；三是航天器在轨寿命长，从经济角度考虑，地面模拟试验通常很难实现全寿命周期的环境或效应的模拟。因此，针对航天器敏感材料与器件，通常采用地面加速试验和效应等效相结合的方法，开展航天器空间辐射环境及效应的地面模拟试验[2]。在航天器材料空间辐射环境效应地面模拟试验方面主要采用剂量-深度分布法、等效能谱法和金属薄膜散射法等。在航天器电子元器件模拟方面，主要是采用一种或几种辐射源，利用效应等效原理来开展模拟。单粒子效应是利用重离子、质子、脉冲激光等作为模拟源，采用敏感度-LET值响应曲线的方法，总剂量效应采用辐射损伤等效法，位移损伤效应采用等效注量法、位移损伤剂量法、劳申巴赫法等[53-55]，表面充放电效应采用正向电位梯度法或反向电位梯度法，内带电效应采用高能电子注入法，紫外辐射效应采用曝辐量等效法或能量等效法[2]。虽然世界各国在空间辐射环境效应试验方法方面做了大量的工作，但在有些方面仍有相当大的差距，主要表现在以下几个方面：1）在材料性能退化评价方面，目前采用最多的是剂量-深度分布方法，而效应等效的能谱等效法和金属薄膜散射法的有效性有待进一步研究。同时，加速因子对材料性能的退化影响有待进一步研究。2）在紫外辐射材料性能退化方面，目前世界各国开展的近紫外辐射效应较多，而真空紫外辐射效应研究相对较少，尤其是对10～115nm波段的影响，由于地面模拟手段比较复杂而开展得较少；此外，温度和加速因子等参数的影响有待进一步探讨。3）单粒子效应试验通常采用重离子和锎源开展，而利用质子和脉冲激光等辐射源开展单粒子效应的试验方法有待进一步研究。4）电子元器件总剂量效应试验通常利用钴源开展，而高能带电粒子、X射线等总剂量效应试验方法有待进一步研究。5）空间多因素环境协同效应地面模拟试验开展较少，其协同机理和协同效应模拟方法有待进一步研究。
1.5空间辐射环境及效应地面模拟试验设备目前主要从环境模拟和效应等效模拟两个角度研制了一系列地面模拟试验设备。在太阳电磁辐射环境模拟方面，主要是以紫外辐射环境为代表的地面模拟试验设备，相应的紫外源主要包括氙灯、汞氙灯、氘灯、射流式气体喷射源等。在带电粒子和中子等辐射环境及效应地面模拟方面，由于空间粒子的复杂性，地面试验主要采用效应等效模拟的方式，利用地面加速器或者辐射源来开展地面模拟试验。单粒子效应主要通过重离子加速器、锎源或者脉冲激光作为模拟源，其中重离子加速器又可以分为串列静电加速器和回旋加速器。电子元器件的总剂量效应模拟试验设备主要使用60Coγ射线源，材料方面的总剂量效应模拟试验一般用电子加速器和质子加速器进行。表面充放电效应地面模拟试验设备主要采用低能电子束作为模拟源，而内带电效应地面模拟则主要采用中高能电子束来模拟。我国空间辐射环境与效应地面模拟试验设备采用的模拟方式与国外基本相似，但存在以下不足：第一，已有空间辐射效应地面模拟设备的性能指标落后，模拟试验水平较低；第二，新的模拟试验由于缺少设备不能开展；第三，加速器终端用于模拟试验的配套设备不具备或不完善。目前，航天大国建立了相对完整的空间辐射环境及效应地面模拟试验设备体系，体现出以下特点：1）材料级空间辐射效应地面模拟试验设备向多因素综合环境方向发展，如SEMIRAMIS总剂量综合模拟试验设备同时具备电子、质子、紫外、真空、温度等环境要素，见图3[2]；2）器件级辐射环境效应通常采用高能加速器开展地面模拟试验，尤其是单粒子效应、位移损伤效应、总剂量效应等；3）部分实现了性能的原位测试。但在设备指标上有待进一步改进，主要表现：带电粒子能量仍然较低，不能有效开展地面模拟试验；性能原位测试手段缺乏；微观原位测试和监测手段较少。由于空间辐射环境与效应地面模拟试验设备建设投资大、周期长，试验技术本身涉及的关键技术需要突破，因此地面模拟试验设备的建设应该有相当的预见性和前瞻性，要充分预计若干年以后的模拟试验需求。
1.6空间辐射效应飞行试验技术利用航天器进行的空间科学试验，基本上可以分为密封舱内试验，非密封舱内试验和舱外（暴露）试验3大类。暴露试验是指把试验装置或被试样品（材料、元器件或设备）放置于航天器的桁架或外表面，使之直接暴露于空间环境之中所进行的各种试验。与密封舱和非密封舱内试验相比，具有空间环境更加真实、性能研究更加准确的优点。航天大国非常重视空间飞行试验，针对空间辐射环境下的航天器敏感材料、电子元器件的性能退化规律开展了大量的空间飞行试验研究。一方面是为了获得航天器材料与电子元器件在轨的真实环境效应数据，以指导地面设计；另一方面，也对航天器材料与电子元器件的地面模拟试验进行比较，为地面模拟试验方法与设备改进提供参考。从20世纪70年代开始，美国利用STS-5回收了已进行材料空间暴露试验的返回式卫星，各航天大国开展了大量的空间暴露试验。从空间环境特性监测平台LDEF到国际空间站上搭载平台，国外先后发射了20多种监测平台，主要分为三类：一是以LDEF[56]和MISSE为代表的材料空间暴露平台，主要研究空间环境对材料的影响，通过暴露平台研究空间环境对材料的累积效应；二是以MEDET为代表的在轨环境因素监测平台，主要是对空间环境因素进行监测；三是以OPM[57]为代表的在轨空间环境效应综合监测平台，可同时研究空间环境及其对材料的环境效应，见图4。OPM的核心设备为反射计、真空紫外分光光度计、总积分散射计（TIS）、分子污染监测器、原子氧监测器、辐射监测器等。不但可以实现对材料性能（光学透射率、吸收率、反射率、热发射率）的真空环境下原位测试，同时也可以探测空间环境，如原子氧、分子污染、太阳辐射等。单粒子效应主要通过卫星（如CRRES卫星）在轨飞行数据而获得。美国和欧洲、俄罗斯等国家合作开展了总剂量效应在轨飞行试验，先后进行了多次大型的长时间空间环境暴露下材料性能退化试验。主要有长期实验暴露装置（LDEF）、光学性能监测器（OPM）、“和平号”空间站环境效应载荷（MEEP）和国际空间站材料试验（MISSE）[59]。表面充放电飞行试验包括SAMPIE[60]、PIX-Ⅰ、PIX-Ⅱ[62]、SFU、IPRE、科学探测卫星P78-2（SCATHA）[63]等。内带电效应飞行试验典型代表如集约环境异常传感器（CEASE）[64]等。太阳电池飞行试验包括Hipparcos卫星[65]、ETS-V卫星和MDS-1卫星[67]等。我国自1971年3月发射“实践一号”科学试验卫星开始空间辐射环境天基探测以来，以搭载方式或通过专门的探测卫星开展了空间辐射环境及效应的飞行试验。在40多年的时间内，先后发射了用于空间环境探测的专业卫星和搭载星船30余颗（艘），包括“东方红二号”卫星、“风云”系列卫星、“资源”系列卫星、“神舟”系列飞船、“北斗”卫星、“遥感”系列卫星以及“嫦娥”系列卫星等搭载多种空间辐射环境探测仪器。目前开展的天基空间辐射环境及效应探测主要包括高能带电粒子、低能带电粒子、太阳X射线、单粒子效应、卫星表面充电、辐射剂量等。尤其是“实践”系列卫星和“神舟”飞船的探测，促进了对空间辐射环境及效应的了解，获得了宝贵的数据。目前，世界各国开展空间辐射环境及效应飞行试验呈现以下特点：1）专用试验卫星和卫星搭载相结合；2）环境探测通常采用专业探测器，效应探测通常用航天器飞行数据来分析；3）飞行试验平台向着环境探测与效应探测一体化方向发展。
1.7空间辐射环境及效应数值模拟数值模拟方法则是飞行试验和地面模拟试验的有效补充，既可以对航天器遭遇的空间辐射环境及航天器内部的辐射环境进行预示，也可以对航天器材料与器件的性能退化进行预示。空间辐射环境的模拟采用直接建立环境模型的方法，而经过材料等屏蔽后的环境则采用蒙特卡罗方法或确定性方法来数值模拟。根据蒙特卡罗方法设计的程序很多，如GEANT、EGS4、MCNP、ITS、FLUCK、ETRAN等程序。空间辐射效应数值模拟软件主要由欧美航天大国开发设计，分为综合性仿真软件和专用软件，其中：综合性数值模拟软件如SpaceRadiation，SYSTEMA、SPENVIS、FASTRAD等；专用软件主要针对不同的效应开发，如总剂量分析软件ITS、SRIM等，表面充放电软件NASCAP、NASCAP-2K、SPIS、MUSCAT、SENSIT等，内带电效应软件DICTAT、ESADDC、NUMIT、ATICS等，位移损伤软件SAVANT、SCREAM等。下面对空间辐射环境及效应数值仿真的几款典型软件进行简要介绍。SpaceRadiation软件[68]的主要功能在于空间环境参数及空间辐射效应的计算，可以模拟分析航天器在范•艾伦辐射带、太阳耀斑、银河宇宙射线、中子、人工辐射等环境下的辐射损伤效应，用于对单粒子翻转、总剂量、位移损伤、生物学等效剂量和太阳电池损伤进行预示。SYSTEMA软件包括Dosrad、Earthrad、Matcharge、Perturbation、Plume、Thermica、Outgassing、Atomox等分析模块，可以用来对空间辐射环境、航天器舱内的辐射剂量、太阳电池辐射损伤等进行模拟预示。FASTRAD是用于航天器三维辐射分析与防护设计的CAD软件，可用于分析各种类型的元器件、面板、设备和卫星内任意一点的辐射剂量，不但可用于辐射剂量分析，而且可以用于辐射设计分析。SPENVIS是由ESA开发的一个用户界面友好的在线网络程序，可以开展银河宇宙射线、太阳高能粒子、地球辐射带、磁场、空间等离子体、高层大气、微流星体和空间碎片、光照等空间环境的分析。其RadiationSourcesandEffects模块包括辐射源（俘获带电子和质子、太阳宇宙射线、银河宇宙射线）、单粒子效应、总剂量效应、太阳电池损伤效应等等。SpacecraftCharging模块则可以对深层介质带电、航天器表面带电、太阳阵和航天器结构电势、低轨道环境参数及航天器带电数据设置等进行分析和设计。NASCAP-2K是一个三维的航天器等离子体环境效应模拟软件，可以广泛模拟各种等离子体现象。其具备的能力包括：定义航天器表面、几何形状、结构；计算航天器表面与时间相关的电位；计算航天器的静电电位，柔性边界条件和空间电荷；产生并追踪电子和离子，计算表面和体电流与电荷密度；表面电位、空间电位、粒子径迹、时间相关电位与电流的可视化。DICTAT是用于卫星内带电效应仿真分析的软件，其建立了平面或柱体简单几何体结构的一维模型，采用FLUMIC的恶劣电子环境模型，利用解析方程描述电子在屏蔽物上的运动和沉积。介质体最大电场根据欧姆定律获得。最终，将程序代码计算得到的最大电场强度和材料击穿阈值进行比较来判定结构是否会发生放电。如果最大电场强度超过材料的击穿阈值，那么该程序将建议修改航天器的防护层和厚度，直至达到材料的安全阈值为止。SAVANT是由NASA格林研究中心开发的基于位移损伤剂量模型的太阳电池阵验证分析工具，可以方便地评估太阳电池阵在轨寿命末期的性能，对于不同太阳电池工艺的地面模拟试验的开发和设计也有着重要的指导意义。SAVANT软件不但可以对单结太阳电池进行性能退化模拟分析，而且能够对多结太阳电池和薄膜太阳电池的性能退化进行预示。我国在空间辐射环境及效应数值仿真领域也取得了一定的成绩，但与欧美航天强国相比，不论在辐射环境模型，还是在核心算法上，均存在着一定的差距，在型号工程的普及使用或商业化方面还需进一步努力。
1.8抗辐射加固技术针对航天器在轨的恶劣辐射环境，航天器材料、元器件、分系统等往往不能满足航天器在轨寿命期间的抗辐射要求。因此，需要对其进行抗辐射加固。通常，抗辐射加固一般针对元器件和电子线路等，从硬件、软件和结构设计角度进行，而很少针对航天器材料开展工作。单粒子效应抗辐射加固设计主要通过选用对单粒子效应敏感度低的器件，在电路防护设计方面采用硬件看门狗、冗余设计和降额设计，对将操作系统内核和与有效载荷安全以及飞行成败有关的程序存放在ROM区，采用对特定工作信号进行监视的软件“看门狗”，以及EDAC技术、三模冗余等技术来实现。总剂量效应抗辐射加固设计主要通过加强电子元器件和材料的选用、给予电子元器件和材料一定的设计余量、加强电子元器件的总剂量局部屏蔽防护以及对航天器内部的设备布局进行抗辐射优化设计等措施来实现。表面充放电效应抗辐射加固设计主要通过严格控制航天器表面材料的选择与应用、加强接地系统的设计、严格控制关键材料及材料到结构地的电阻、充分利用滤波技术以及加强污染控制等措施来实现。内带电效应抗辐射加固设计主要通过选用合适的星内介质材料、加强内带电效应的屏蔽设计、加强结构地的设计等来实现。这有赖于对内带电效应的机理、试验与评价技术进行深入研究。位移损伤效应抗辐射加固设计则通过加强抗辐射光电材料的选用与研制、对光电材料的位移损伤性能给予充分考虑并留有设计余量、加强位移损伤效应评估和开展辐射损伤修复技术等来实现。虽然抗辐射加固技术经过多年的发展，取得了一系列重要成果，并在型号中得到了应用，但在抗单粒子效应的防护设计，光电器件（尤其是CCD等器件）抗位移损伤效应加固技术，内带电效应的工程分析与评估、模拟试验与测量技术，以及人工核辐射与激光辐射在轨加固技术方面仍需加强研究。
2发展趋势
2.1空间辐射环境及模型空间辐射环境及模型的研究，对航天器的设计、防护及在轨故障的分析具有非常重要的意义。现有空间辐射环境模型具有较高的不确定性，因此，需要在以下方面开展工作：1）开发动态辐射环境模型。目前使用的辐射环境主要是长期平均的静态辐射环境模型，需要进一步开发能够反映太阳活动影响、地磁扰动和长期地磁漂移的动态环境模型。2）开发各向异性空间辐射环境模型。对于在轨航天器尤其是高轨道航天器及其内部环境，各向同性模型并不能真实反映其辐射效应，有必要开发具有工程应用性的各向异性空间辐射环境模型。3）开发更加准确的空间辐射环境模型。世界各国开发的空间辐射环境模型存在较大差异，尤其是在低能能谱段，需要开发更加准确的空间辐射环境模型，提供低能谱段的数据，并提高置信度。
2.2空间辐射效应及机理研究在空间辐射效应及机理的研究方面，以下两个方向需要重点关注：1）开展不同的空间辐射环境要素或地面模拟源对航天器材料与器件性能退化微观机制的异同性研究，并进一步完善空间辐射环境效应退化模型和试验方法。2）航天器在轨环境是多种因素并存的环境，正确开展航天器敏感材料和器件的空间辐射效应评价就要关注多种因素对航天器的协合效应。3.3空间辐射环境及效应试验评价标准目前，世界各航天大国均非常重视空间辐射环境及效应试验评价标准的研究与制定工作。其中，对空间辐射环境效应地面模拟试验方法标准的制定与修订工作仍需进一步加强，主要包含以下几个方面：一是制修订和完善空间辐射环境标准与规范。在现有空间辐射环境标准与规范的基础上，针对科学研究和工程应用，制修订更加完备和精确的空间辐射环境标准与规范。二是完善空间辐射效应标准与规范。1）建立质子单粒子效应和脉冲激光单粒子效应地面模拟试验的相关标准规范；2）针对利用60Co来代替高能粒子开展总剂量效应可能存在过试验的问题，建立高能带电粒子的总剂量效应试验标准；3）建立表面充放电效应的国际通用标准和规范，开展航天器材料、器件与充放电效应相关的关键设计参数的验证和研究；4）建立内带电效应的标准和规范；5）建立光电器件的位移损伤效应通用的标准或规范；6）建立普适的航天器空间材料紫外辐射效应的标准，尤其是10～115nm波段，其试验方法和标准有待进一步探讨。
2.4空间辐射环境及效应地面模拟试验方法空间辐射效应试验方法是开展地面模拟试验的前提和基础。未来需要在以下几个方面开展工作：1）在材料性能退化评价方面，开展能谱等效法和金属薄膜散射法的试验方法及其有效性的研究；2）开展10～115nm波段紫外辐射效应的试验方法研究，同时，加强温度和加速因子等试验参数的探讨；3）加强质子和脉冲激光单粒子效应的试验方法及其等效性研究；4）研究高能带电粒子、X射线总剂量效应试验方法，以及钴源总剂量效应试验的等效性；5）开展空间多因素环境协合效应地面模拟试验方法研究。
2.5空间辐射环境及效应地面模拟试验设备未来研发空间环境效应地面模拟试验装置应该遵循以下几条规则：1）包括的环境及效应要素全。在一个或多个组合试验腔中集成电子、质子、近紫外、真空紫外、原子氧、空间碎片和微流星体、污染源等，从而可开展空间多因素环境的协同效应研究。2）设计性能指标可靠合理。既能满足航天器材料与器件的性能退化评价，又避免不必要的高指标带来的经济浪费。3）监测手段全，布局合理。由于地面模拟空间环境存在一定的面积均匀性问题，因此，需要对监测手段进行合理布局，同时要尽可能多渠道进行监控，应该具备四极质谱仪、石英晶体微量天平、法拉第杯、真空计、温度控制计、紫外辐照度计、速度干涉仪等。4）充分考虑原位测试的必要性。由于异位测试带来回复效应的问题，因此，不论是宏观性能如光学性能和电学性能需要进行原位测试，而且其微观性能如成分、结构、缺陷、形貌等也需要进行原位测试，可以配备紫外/可见/红外分光光度计、SEM、表面电阻率测量装置、AES/XPS等。如果需要对试件的性能退化机理作进一步深入分析，可以配备电子顺磁共振波谱分析设备、光致荧光光谱分析设备、红外光谱设备等。低地球轨道环境及效应模拟腔见图5。
2.6空间辐射效应飞行试验技术未来，航天器空间辐射效应飞行试验技术主要朝着以下方向发展：1）空间环境与效应飞行试验平台向着公用型、集成化、多功能等方向发展。要求飞行试验装置体积小、重量轻，能够实现在任何卫星平台上安放，长寿命、高可靠，可以同时实现多种辐射效应的探测或监测。2）实现空间环境探测及环境效应检测的同时性。只有这样，才能更加准确地分析空间环境效应与空间环境之间的关系，为长期的性能演化分析提供可靠支持。3）重视空间辐射效应的原位测试。在空间辐射环境作用后，很多航天器材料或器件的性能存在明显的回复效应。因此，实现在轨性能原位测试就显得非常有必要。
2.7空间辐射环境及效应数值模拟经过多年的努力，世界各国开发了一系列空间辐射环境及效应的数值仿真软件，但仍待进一步完善和提高。未来，空间辐射环境及效应数值模拟将向以下方向发展：1）涵盖的空间辐射环境要素和空间辐射效应要素全。未来的数值模拟平台应该能够涵盖所有的空间辐射环境和环境模型，并能够实现所有的空间辐射效应数值模拟分析。在同一数值仿真平台中，既包含所有的空间辐射环境要素，如地球辐射带、太阳宇宙射线、银河宇宙射线、X射线、中子、太阳电磁辐射等，又能实现所有的辐射效应，如不同类型的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应、太阳电磁辐射效应等。2）具有较高的模块化、可视化和便捷的可编辑功能。未来的空间辐射环境与效应数值模拟平台中，空间辐射环境、空间辐射效应、航天器三维结构、输入输出应该做到模块化，而且能够实现互相调用；其数值模拟结果能够实时可视化输出；关键环境参数或航天器结构参数能够比较方便地编辑。
2.8抗辐射加固技术世界各航天大国均非常重视航天器抗辐射加固设计工作，主要表现在以下几个方面：1）将抗辐射加固纳入到航天器研制的全流程中。从材料的设计与制备、选用与验证，航天器结构设计与布局、在轨故障分析与处理等各个环节，都要充分考虑抗辐射加固的重要性。2）加强新材料、新器件的抗辐射加固工作。新型高性能、高集成度电子元器件或材料往往具有较高的辐射敏感度，容易发生单粒子效应等，需要加强其抗辐射加固工作。3）加强位移损伤效应、内带电效应的抗辐射加固研究。相较于单粒子效应和总剂量效应等，位移损伤和内带电效应逐渐成为航天器在轨辐射损伤的重要效应，因此亟需加强此二种效应的抗辐射加固研究。4）开展人工辐射环境的抗辐射加固技术研究。包括航天器敏感材料或器件对空间核爆炸、激光等的抗辐射加固技术研究。5）加强抗辐射加固的效果验证与量化评估技术研究。有些材料或器件的抗辐射加固可以进行试验验证，而有些无法开展具体的试验评价工作，需要进一步探讨其效果验证与量化评估方法。
3结束语
第8篇：电子元器件应用现状范文
关键词 电气自动化控制设备 可靠性 对策
中图分类号：O213 文献标识码：A
随着电气自动化的广泛应用，控制设备的可靠性问题尤为突出。早在20世纪70年代，我国就创建了电子产品可靠性与环境试验研究所，开创了研究可靠性增长的先河。1984年创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》，从而有力地推动了我国电子产品可靠性工作。
1 控制设备可靠性研究的重大意义
在无人或很少人参与的情况下，使产品的操作、控制和监视能够按照之前设定好的计划或程序自动地运行，这就是运用电气自动化的意义。
1.1 可靠性可以提高产品质量
产品质量就是要使生产出来的产品能够实现其价值、满足各类要求的特质。总的来说，主要的特性包括：可靠性、性能、经济性和安全性。可以看出，产品的可靠性在产品的质量中占有主导地位。因为只有可靠性高，发生故障的次数就会减少，因此维修的费用也会随之减少，相对应的安全性也随之提高。由此可见，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家追求的最终目标。
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的自动化程度和复杂度越来越高，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 控制设备可靠性现状
电气设备的工作环境还有人为的使用不当都是控制设备可靠性指标低的重要原因。同时，气候条件、机械作用力和电磁干扰都是影响控制设备可靠性的因素。
（1）气候条件主要包括：温度、湿度、气压、大气污染等。它们对控制设备的影响主要表现于使电气性能下降、温度过高、运动不灵活、结构损坏，甚至瘫痪，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，元器件会在这些过程中损坏失效，甚至电参数的改变都能使其损坏，原因还包括结构件断裂或变性过大以及金属件的疲劳破坏等。
（3）电磁波存在于控制设备工作的周围空间，因此会造成设备内部及外部干扰。由于电磁存在干扰，设备工作不稳定，同时输出噪音增大、不能安全工作都是电磁干扰造成的。同时，操作人员在没有完全熟悉掌握控制设备的基础上进行操作，且又不能及时的对设备进行维护和保养。目前生产原件的厂家众多，质量好坏不一，都导致了控制设备可靠性降低。
（4）某些小企业的管理体系存在缺陷，零部件进厂不能得到有效的检查。并且由于市场的恶性竞争，使得元器件的价格一直降低，所以很多企业不顾质量进行采购，同样也使得控制设备的可靠性偏低，使用寿命也大打折扣。
3 可靠性检测的主要方法
（1）实验室测试法。在实验室中，我门可以用一种规定的、可控的工作条件和环境条件来模拟现场的使用条件，使得被测试的设备如同在现场所遇到的环境进行实验，同时将累计的时间和累计失效数等数据通过数理统计得到可靠性指标，这是一种通过模拟手段来测试可靠性的实验，这种试验方法的试验条件易于控制，所得的数据质量高，所得的试验结果可以再现、分析，但同时受到试验条件的限制便很难得到与真实情况相对应的数据，还有就是试验的费用较昂贵，而且要进行这种试验一般都需要较多的试品，所以还应考虑到被是产品的生产批量与成本因素，因此这种试验比较适用于大批量生产的产品。
（2）保证实验测试法。这种方法是在产品出厂前将产品在规定的条件下进行无故障工作试验，这就叫做“烤机”，由于我们研究的电控设备通常由大量的原件组成，它发生故障的模式是不以某几种故障为主的，而是呈现多样化且随机的，因此它的失效率具有随着时间变化的特性。当我们在试验室内对出厂前的产品进行烤机时，实际上就是对产品的早期失效进行考核，通过检测对产品进行改进，使失效率达到一定准则后再出厂。这项试验主要是一种可靠性保证试验，而且需要的时间长，对大量生产的产品来说它只能用于设备的样本。但对于量小，大系统生产的产品来说它就可以用于所有的产品。总的来说，这种试验对电路复杂并且可靠性要求较高，台数又较少的电控及自动化设备比较适合。
（3）现场测试法。通过对设备在使用现场进行的可靠性测试，记录其各种可靠性数据，然后根据数理统计方法得出设备可靠性指标的方法。这种方法的特点是试验需要的设备较少，工作环境真实，其测试所得的数据较能真实反映产品情况。
现场测试法又可分为三种情况：一是在线测试，被测试的设备不停止运行；二是停机测试，被测试的设备停止运行；三是脱机测试，将被测部件从运行现场取出并放到专用的测试装备上进行测试。从测试技术的角度上来说，后面两种方法更容易进行各种测试，对于较为复杂的系统来说，往往故障和问题都需要在设备运行时才能发现并定位，所以必须进行在线测试。到底采取哪种方式进行测试，要取决于故障情况和实际是否允许立即停机。
试验室测试和现场测试最大的区别就是测试的设备难以安装和链接，因为线路板封闭在机箱中，测试信号线很难引入，就算在设备外壳上留有测试插座，测试信号线也需要很长，而传统的在线仿真器在现场测试中也无法使用。另一方面，现场往往没有试验室里的各种测试仪器和设备，因此必须要有更好的方法和手段来完成测试。而如何选择可靠性测试方法，我们可以从试验场地、环境、产品和测试程序等几个方面来推断。
4 提高元件的可靠性
（1）根据控制设备的特点，采用相应的方法，正确的选择与使用元器件，同时应注意设备的散热防护和气候防护等，这样便可使整个系统的可靠性提高。在控制设备设计的阶段，第一步要做的是研究产品和零部件的生产技术条件，然后再分析出产品的设计参数，接着还要研讨产品的性能和使用条件，才能定制出正确且详细的设计方案；第二步要做的是，定制产品的结构形式和类型。而这个的前提是产量，因为生产批量的规模与产量的大小直接相关，产量不同、生产方式及类型也就不同了，最终导致生产经济也不同。零部件的设计不但要保证产品的性能，还要用最经济的生产方法，在满足产品技术要求的条件下，选择最经济合理的原材料和元器件，从而降低产品的生产成本。设计时要全面的构思，要使设计产品的结构精细，且保证操作维修性能和使用性能达到最佳。从生产角度来说，要尽可能使用专业厂家生产的规格相同的零部件和元器件，最好还是要国产货，不要盲目的追求高精度，应结合实际情况与技术条件相匹配。而且，只要能满足生产，精度等级要尽可能的低，装配也要尽可能的简化，最好是采用流水作业，尽量减少资源浪费。
（2）电子元器件的选用准则。如何选用元器件应根据工作环境的技术条件、技术性能和元器件的质量等级要求，并且还要有足够的替代品。优先选用标准的元器件，用于生产中的电子元器件都要经过严格的筛选，关键的元器件在运用前，用户应向生产方要质量保证认证，在品种、规格、型号和制造厂商的选择中要择优而选。同时，为了今后生产更加的顺利，要认真记录元器件使用时的各种数据。同时，因为温度是影响电子设备可靠性的最大因素，所以做好设备的散热防护也是十分重要的。在电子设备工作时，它的功率大部分以热能的形式损失掉，特别是一些耗散功率较大的元器件。另外当外界温度较高时，热能难以散发，将使设备温度过高。在诸多的因素中，潮湿对电子设备的影响是最主要的，特别是在低温高湿的条件下，空气湿度达到饱和时就会使机器内元器件、印刷电路板上产生凝露现象，使电器性能下降，出现故障。当电子设备受到潮湿空气的侵蚀时，会在元器件或材料表面凝聚一层水膜并渗透到材料的内部，从而造成绝缘材料表面电导率增加，使零部件电器短路、漏电或击穿等现象。潮气还能引起覆盖层起泡甚至脱落，使其失去保护，通常要采取灌封、密封等措施来防护。
5 总结
保证电气设备的可靠性是一个复杂的且涉及广泛知识领域的系统工程。现而今，电气自动化控制设备已经在社会上得到广泛的运用，其中元器件测试方法中的现场可靠性测试方法是现在众多元器件测试方法中运用最多的方法之一，因此现场可靠性测试方法在自动化控制设备中的作用相当大。就现今来说，提高控制设备的可靠性、提高元器件的可靠性已经成为了一个热点话题，对于这个问题的研究也已经成为相关学术界的广泛课题。总的来说，保证电气设备的可靠性是一个复杂的，并且涉及广泛知识领域的系统工程。只有在设计上给予充分的重视，采取各种技术措施，同时，在使用过程中按照流程操作、及时保养，才会有满意的成果。
参考文献
[1] 孙大涌.浅谈电气自动化控制设备可靠性测试方法[J].黑龙江科技信息中国期刊全文数据库,2009(17).
[2] 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,2009(21).
[3] 孙志礼,陈良玉.实用机械可靠性设计理论与方法[M].北京科学出版社,2003.
第9篇：电子元器件应用现状范文
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
对于电气自动化控制设备来说，其质量的高底，在很大程度上受到可靠性的影响，或者说可靠性是衡量电气自动化设备质量的一个十分重要的指标。对于电气自动化控制设备来说，具有较高的可靠性就意味着在实际的运行和使用过程当中能够，尽可能的减少故障发生的概率，能够有效的防治故障给生产带来的影响，节约维修资金。因此电气自动化控制设备的可靠性是其质量的核心所在。
1.2可靠性可以增加市场份额
对于电气自动化控制设备来说，具有良好的可靠性，能够保证运行过程当中尽可能减少故障发生的概率，因此能够有效的提高自身的市场竞争力，吸引大量的客户，在激烈的市场竞争当中不断的发展壮大。当前随着电气自动化控制技术的不断发展，相关控制设备的结构复杂性越来越高，功能也越来越强大，因此对于设备的可靠性的要求也越来越高，只有具有高度可靠性的产品才能够获得良好的发展。
2、控制设备的可靠性现状
2.1工作环境、使用及维护不当
由于电气自动化控制设备被广泛应用于各个行业，因此其面临着十分复杂的工作环境。很多设备工作环境比较恶劣，环境因素成为影响设备可靠性的一个十分重要的因素。
2.1.1气候条件。控制设备工作的场所的温度、空气湿度以及空气中的污染物都回影响设备的可靠性，加速设备当中一些比较敏感的电子元件的老化和损坏，导致性能降低、动作不准等，甚至发生严重的故障。
2.1.2机械条件。在很多需要移动或者是震动较大的机械当中也需要使用电气自动化控制设备，这些机械在运动过程当中产生的震动、冲击等有可能造成设备元件损坏，长期下来还会导致金属产生疲劳，从而导致设备可靠性大大降低。
2.1.3电气自动化控制设备当中存在大量结构比较精细的电子元件，这些电子元件对于干扰十分敏感。如果设备工作环境中存在大功率用电器，产生的电磁波有可能对设备造成干扰，导致设备控制精度下降，工作状态不稳定，甚至发生故障。还有一些操作人员本身并不具备专业的操作技能，在操作过程当中没有严格按照相应的规章制度来进行，从而导致设备运行参数错误，对相关的设备缺乏必要的保养，都会导致设备工作性能下降，导致可靠性降低。
2.2元器件质量低下
电气自动化控制设备当中存在大量的精密的电子元件，这些电子元件质量的好坏和精度的高低对于电气设备的可靠性具有直接的影响。很多控制设备生产企业在采购的过程当中没有进行严格的把关，使用了一些达不到标准的劣质电子元件，再加上没有建立完善的质量控制体系，导致控制设备中使用的电子元件达不到相应的技术标准，从而严重的影响了设备的可靠性。
2.3提高控制设各的可靠性对策
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、气候防护等人手，使系统可靠性指标大大提高。
2.3.1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。
2.3.2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。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。
2.3.3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合适的元器件，元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足设备工作和环境的要求，并留有足够的余量；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；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。
2.3.4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，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。
从上面可以看出来，电气自动化控制设备的可靠性在很大程度上受到很多不同因素的影响。任何一个环节出现问题都有可能造成电气设备可靠性的降低。因此，在电气自动化设备的使用过程当中，一定要做好相应的维护工作，采取相应的技术措施和管理手段，保证控制设备朐工作性能，确保设备的可靠性。
参考文献:
[1]于士国．电气自动化控制设备可靠性测试的方法分析[Jl．硅谷，2011，(11)．
[2]武芳军.电气自动化控制设备的可靠性测试与研究[J].民营科技，2011，(06)．
