微電子技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：微電子技術(shù)論文范文

1微電子機(jī)械系統(tǒng)的概念

微電子機(jī)械系統(tǒng)所指的就是在大小毫米量級之下，最終形成的可以控制能夠運(yùn)動的微型機(jī)電裝置是由單元尺寸需要在可控制的微米和納米之間，是一個(gè)整體的系統(tǒng)，把微機(jī)構(gòu)、微傳感器，以及微執(zhí)行器還有信號處理系統(tǒng)等等構(gòu)成。在不同的國家對于微電子機(jī)械系統(tǒng)的稱呼有所不同，

2微電子機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展歷程

微機(jī)械器件以及微電子機(jī)械系統(tǒng)在生產(chǎn)加工的過程中需要對其深加工技術(shù)進(jìn)行研究和重視。在研究中開始逐漸的形成了微電子加工技術(shù)和微機(jī)械裝置加工技術(shù)。并隨著對技術(shù)的細(xì)分，開始形成了體微機(jī)械技術(shù)以及外輪廓表面微機(jī)械裝置技術(shù)，并同時(shí)也產(chǎn)生了LIGA機(jī)械裝置技術(shù)以及高標(biāo)準(zhǔn)的LIGA機(jī)械裝置技術(shù)。對其體微機(jī)械技術(shù)按照實(shí)施的目標(biāo)對象機(jī)械能分析，可以得出體硅單晶體為核心構(gòu)成體并在其物理測量厚度的10到999單位內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)則布局分離，為其核心的技術(shù)策略單位。并對其技術(shù)中存在的腐蝕以及吻合問題進(jìn)行布局的考慮。對其技術(shù)的優(yōu)勢分析得出，其裝置的工藝相對不繁瑣，但其操控性和調(diào)控性數(shù)值偏低。在表面微機(jī)械裝置中，進(jìn)行相應(yīng)的IC技術(shù)加工，如采用擴(kuò)散光學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)尺寸對應(yīng)光刻以及復(fù)膜層疊等技術(shù)運(yùn)用中，其都會對原有的厚度比率進(jìn)行微調(diào)，對其在剝離技術(shù)中和進(jìn)行切割技術(shù)的分析[1]。其技術(shù)的有點(diǎn)在于對IC技術(shù)有相對完整的包容性，但存在的不足點(diǎn)也較為顯著，如切割的縱向厚度單位偏低，在電光鑄模和縮微成型以及耐溫差等方面存在一定的技術(shù)局限。LIGA技術(shù)在德文X射線進(jìn)行曝光和電光鑄模中有其良好的優(yōu)越性，其對設(shè)備的制取尺寸在1單位內(nèi)到999單位內(nèi)。但需要指出LIGA技術(shù)處于高成本和高復(fù)雜度的技術(shù)，并需要采用相對保守的紫外線深度曝光，保障其光刻效果和覆膜效果。而準(zhǔn)LIGA技術(shù)在對設(shè)備加工中可以在最合理控制尺寸中，保障其電路集成后續(xù)裝置獲得合理的配置[2]。因而其技術(shù)的優(yōu)勢在微機(jī)械技術(shù)中可以獲得關(guān)注度的展現(xiàn)。

2.1自動對焦的三維加工技術(shù)

目前自對準(zhǔn)的準(zhǔn)三維加工技術(shù)普遍采用深度的紫外線厚度型進(jìn)行光度的曝光刻度，并進(jìn)行膠模的處理，保證其在犧牲層和結(jié)構(gòu)層獲得合理的電鑄，并利用其兩層的金屬電鑄特帶你，獲得犧牲層厚度的保障，并進(jìn)行微結(jié)構(gòu)的自動對準(zhǔn)技術(shù)保障[3]。

因而CU可以表示為犧牲層，NI為結(jié)構(gòu)層的技術(shù)，并在其平面和垂直兩方向性獲得控制，在其CU和NI中進(jìn)行電鑄處理，使得其種子層和型模層獲得兩種電鑄金屬處理，讓技術(shù)水平在微架構(gòu)層面獲得統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化套準(zhǔn)對應(yīng)。在其腐蝕性選擇上要對其液體進(jìn)行考慮，CI屬于腐蝕性，NI不屬于腐蝕性，并對其微機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行終止惰性反應(yīng)。其配套技術(shù)以及Ic工藝獲得最大化的包容，在溫度上控制在85攝氏度，獲得對結(jié)構(gòu)合理的微機(jī)械技術(shù)。其深度的單位測定在22，保障其后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)后其范圍空載在49到101內(nèi)。

準(zhǔn)LIGA技術(shù)需要在工藝布局考慮中，首先要保障（a）低阻硅片（10-3cm），其熱氧化反映在1.5，其厚度在SIO2其需要把定子對襯低的外圓位置進(jìn)行確定。同時(shí)進(jìn)行首次的光學(xué)刻，SIO2腐蝕出進(jìn)行1.2各坑道處理。形成在轉(zhuǎn)子下部的新支撐點(diǎn)確定。在除去膠緣后，在真空中進(jìn)行高溫處理形成0.3的銅電鑄種子層。在第二次光學(xué)刻錄中，要對尺寸厚光刻膠AZ4620進(jìn)行轉(zhuǎn)子膠模處理，保障其電光鑄在3內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)子保障。后進(jìn)行第三次的光刻，在其厚度尺寸中選擇光學(xué)刻錄定子膠模處理，保障其厚度在2.5范圍內(nèi)。形成銅犧牲層的轉(zhuǎn)子和釘子的轉(zhuǎn)化變化，對其空隙中要包容其電鑄在1.5釘子范圍。在最后一次光刻中，要對其厚膠光學(xué)刻錄后，對其1.3銅都犧牲層要進(jìn)行間隙轉(zhuǎn)化的電鑄考慮。并用起腐蝕性的液進(jìn)行HF緩沖液體的處理，通過SIO2合理的釋放轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)子。其微機(jī)械技術(shù)在應(yīng)用中可以獲得廣泛的推崇，靜電驅(qū)動鎳晃動微馬達(dá)為例，其自對準(zhǔn)的準(zhǔn)三維加工技術(shù)目前在實(shí)際應(yīng)用中哥已經(jīng)獲得鎳晃動馬達(dá)。用電鑄Cu作犧牲層，電鑄Ni作結(jié)構(gòu)層（定子、轉(zhuǎn)子和軸），得到的轉(zhuǎn)子與定子。各項(xiàng)參數(shù)都符合標(biāo)準(zhǔn)。

3結(jié)語

第2篇：微電子技術(shù)論文范文

20世紀(jì)70年代，英特爾公司(Intel)的戈登?摩爾(Gordan Moore)預(yù)言：芯片上晶體管的數(shù)量將每隔18個(gè)月至兩年就會翻一番。這即是電腦行業(yè)在幕后稱之為的“摩爾定律”，這一定律至今依然在發(fā)揮著作用。但是，如果“摩爾定律”一直有效，那么小小芯片上的晶體管數(shù)量將繼續(xù)呈指數(shù)級的增長。可以想像不久的將來芯片將承受怎樣的負(fù)擔(dān)，這就需要將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)小小芯片上的SoC(System on Chip)技術(shù)。這個(gè)激動人心的技術(shù)將曾經(jīng)占據(jù)整個(gè)房間的龐大的計(jì)算機(jī)變得如今只有小拇指的指甲那么大小。正如很多專家所言，自從以半導(dǎo)體和集成電路為基礎(chǔ)的計(jì)算技術(shù)出現(xiàn)以來，片上系統(tǒng)(SoC)技術(shù)已經(jīng)成為最重要的一項(xiàng)技術(shù)。

本書是為迎接新一代半導(dǎo)體技術(shù)來臨的巨大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)而匯集的論文集，這些論文幾乎涵蓋了SoC技術(shù)的所有相關(guān)主題。具體為：1．為了使器件模型不斷地降低成本，還必須滿足其準(zhǔn)確性，就需要擴(kuò)展各種不同的新技術(shù)，ColinMcAndrew的論文就是面向二極管的模型，Matthias Bueher和Christian Enz的論文解決了MOS管的模型。2．解決過程參數(shù)的概率性偏差，這些偏差表現(xiàn)為電路的行為偏差，也就是在大規(guī)模生產(chǎn)當(dāng)中被稱為參數(shù)出現(xiàn)誤差，Colin McAndrew的論文的另外一個(gè)貢獻(xiàn)就是研究了在電路模擬當(dāng)中的概率性偏差，這在計(jì)算效率和物理分析方面很重要，最終可能會決定設(shè)計(jì)是否可以生產(chǎn)。3．電路部件的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，在新技術(shù)快速涌現(xiàn)的當(dāng)代，對于每一種新技術(shù)都相應(yīng)重新設(shè)計(jì)電路顯然不現(xiàn)實(shí)，也為成本要求所不允許，Jose Franca的論文試圖設(shè)計(jì)出將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、放大器和濾波器集成在一起，成為一個(gè)能夠匹配很多應(yīng)用的系統(tǒng)。4．隨著芯片上晶體管數(shù)量的增加，單位面積里所聚集的晶體管數(shù)量將越來越多，密集的晶體管單位面積上的發(fā)熱將越來越巨大，這就提出了當(dāng)今非常熱門的問題――低功耗，R.Leung的文章就涉及這個(gè)方面，試圖解決高速NO緩沖器的低功耗問題。5.T.Yanagawa，S.Bampi和G.Wirth的文章很翔實(shí)和理性的預(yù)測了2010年的微電子技術(shù)對將來的微電子和集成電路半導(dǎo)體技術(shù)產(chǎn)生的影響。

本書適合學(xué)習(xí)和從事微電子和計(jì)算機(jī)專業(yè)的研究生和工程技術(shù)人員閱讀，同時(shí)也適合相關(guān)專業(yè)讀者參考。

丁丹，碩士生

(中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所)

第3篇：微電子技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】微電子 學(xué)科建設(shè)

1 引言

微電子學(xué)是在物理學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、集成電路設(shè)計(jì)制造學(xué)等多種學(xué)科和超凈、超純、超精細(xì)加工技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。微電子技術(shù)是電子工程和信息科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)及核心，是世界高科技競爭的熱點(diǎn)，是國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)[1][2]。其中超大規(guī)模通信專用集成電路是現(xiàn)代通信設(shè)備的心臟，它的設(shè)計(jì)開發(fā)能力和大生產(chǎn)升級技術(shù)的掌握與提高，對于我國通信新產(chǎn)品的研發(fā)與創(chuàng)新起著決定性的作用。作為電子通信類高校，南京郵電大學(xué)建校近50年來，正朝著信息科技類大學(xué)進(jìn)軍。我們不僅需要繼續(xù)培養(yǎng)大量工程實(shí)用型人才，而且當(dāng)前特別需要培養(yǎng)大量理論基礎(chǔ)較扎實(shí)、具有開拓創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才，在江蘇省這樣一個(gè)將信息產(chǎn)業(yè)作為重點(diǎn)發(fā)展的大省，微電子技術(shù)必須大力發(fā)展[3-5]。

學(xué)科建設(shè)是高等學(xué)校的根本任務(wù)，是不斷提高學(xué)校辦學(xué)能力、提高教學(xué)質(zhì)量和科學(xué)研究水平的基礎(chǔ)，并決定著學(xué)校的辦學(xué)水平和特色。加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，可以形成高校自己的優(yōu)勢和特色，提高學(xué)校的影響力、教育質(zhì)量、科研工作水平、效益等，使高校具有更強(qiáng)的競爭力和生命力。如果學(xué)校的學(xué)科水平不高，就會制約教學(xué)、科研和學(xué)校整體發(fā)展，進(jìn)而影響人才培養(yǎng)的質(zhì)量[6]。

2 加強(qiáng)微電子專業(yè)的學(xué)科建設(shè)措施探討

每一所高校都有自身的辦學(xué)特色，每一個(gè)學(xué)科都有自身的歷史傳統(tǒng)。只有實(shí)事求是地綜合分析學(xué)校已有的學(xué)科基礎(chǔ)、特色、優(yōu)勢和不足，才能明確學(xué)科發(fā)展的科學(xué)定位，才能走出有自身特色的學(xué)科建設(shè)之路[6]。

微電子專業(yè)在我校還是一個(gè)新專業(yè)，如何把這個(gè)新專業(yè)做大做強(qiáng)，搞好學(xué)科建設(shè)工作，真正體現(xiàn)出南京郵電大學(xué)的微電子專業(yè)的專業(yè)特色，是一個(gè)值得探討的問題。根據(jù)我們學(xué)校長期為IT行業(yè)培養(yǎng)人才和我們系的基礎(chǔ)和優(yōu)勢，設(shè)置以通信集成電路設(shè)計(jì)為主要方向，并對專業(yè)方向的發(fā)展作了規(guī)劃，同時(shí)兼顧工藝設(shè)計(jì)與器件設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，確立我校微電子專業(yè)的建設(shè)目標(biāo)為:根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)指導(dǎo)思想，樹立“理科本科教育以培養(yǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)和理工融合型人才為主，在堅(jiān)持人才培養(yǎng)質(zhì)量統(tǒng)一要求的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生個(gè)性化、多樣化發(fā)展，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)”的教學(xué)工作指導(dǎo)思想。

加強(qiáng)本專業(yè)的學(xué)科建設(shè)，主要包涵以下幾個(gè)方面的建設(shè):

2.1 對學(xué)科進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃

要想做好學(xué)科的規(guī)劃工作就要先明確自己的定位，也就是要先明確本校是主要培養(yǎng)什么方向的人才，要求他們必須要具備什么樣的知識結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新能力，從而體現(xiàn)特色、明確的專業(yè)方向。這就需要我們認(rèn)真分析本校的辦學(xué)歷史及現(xiàn)狀，了解國內(nèi)外其他高校的相應(yīng)學(xué)科的發(fā)展水平和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本校的實(shí)際情況和特色，構(gòu)建自己的學(xué)科體系，進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，制定一系列切實(shí)可行的有效措施。

在微電子專業(yè)正式招生之前，我們組織教師到國內(nèi)不少高校進(jìn)行調(diào)研，并與多所學(xué)校的教師進(jìn)行了交流。在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們了解了國內(nèi)外、省內(nèi)外的同類專業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r和我校微電子專業(yè)的實(shí)力、優(yōu)勢及所處的地位，我校微電子專業(yè)起源于半導(dǎo)體專業(yè)，后又同電路與系統(tǒng)專業(yè)相互融合和交叉，形成了一個(gè)獨(dú)具特色的專業(yè)。其特點(diǎn)是專業(yè)涵蓋面寬，包括集成電路理論與技術(shù)、半導(dǎo)體器件理論與技術(shù)和半導(dǎo)體工藝?yán)碚撆c技術(shù)三大主要方向，如何體現(xiàn)專業(yè)特色，是本項(xiàng)研究的內(nèi)容之一。為此我們提出通訊集成電路和新型微電子器件作為我們的專業(yè)方向和特色，并在教學(xué)和科研中體現(xiàn)出來。針對江蘇省和南京市的集成電路發(fā)展特色，以及南京郵電大學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和電子科學(xué)與工程學(xué)院的實(shí)際情況，適當(dāng)加強(qiáng)通訊集成電路、新型微電子器件和光電集成的課程，體現(xiàn)專業(yè)特色。注重更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系，打破學(xué)科課程間的壁壘，加強(qiáng)課程與課程體系間在邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系與綜合，精選經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容，不斷充實(shí)反映科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的最新成果，注意把體現(xiàn)當(dāng)代學(xué)科發(fā)展特征的、多學(xué)科間的知識交叉與滲透反映到教學(xué)內(nèi)容中來。此外還擬通過建立微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)微電子和半導(dǎo)體測試實(shí)驗(yàn)課，在培養(yǎng)學(xué)生理論知識的同時(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)既有較深理論基礎(chǔ)，又有一定動手能力的全面發(fā)展的學(xué)生。

圍繞著如何培養(yǎng)和造就適應(yīng)微電子技術(shù)飛速發(fā)展、微電子產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)、集成電路向系統(tǒng)芯片(SOC)發(fā)展、器件尺寸不斷縮小和設(shè)計(jì)思想不斷更新的需要，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才這一根本任務(wù)，積極探索，形成了“加強(qiáng)基礎(chǔ)、注重素質(zhì)、拓寬知識、增強(qiáng)適應(yīng)性”的教學(xué)工作思路，將“微電子學(xué)”專業(yè)建成國內(nèi)同類專業(yè)色鮮明、人才質(zhì)量高、廣受社會歡迎的專業(yè)，“十一五”期間，形成1個(gè)強(qiáng)勢學(xué)科和研究方向;在培養(yǎng)優(yōu)秀的本科生基礎(chǔ)上，積極建設(shè)微電子學(xué)科碩士點(diǎn)。在省內(nèi)具有一定影響。在8年內(nèi)成為校品牌專業(yè)，再經(jīng)過5年的建設(shè)成為江蘇省特色專業(yè)。

因此，只有明確了學(xué)科的現(xiàn)狀、清楚自己的位置和優(yōu)缺點(diǎn)，這樣才能作出有效科學(xué)的學(xué)科建設(shè)規(guī)劃。

2.2 學(xué)科隊(duì)伍及師資隊(duì)伍的建設(shè)

學(xué)科隊(duì)伍是學(xué)科建設(shè)中的極為重要的部分，沒有高水平的學(xué)科隊(duì)伍，學(xué)科建設(shè)也只能是紙上談兵。而且高校的主要任務(wù)就是能培養(yǎng)具有良好的學(xué)習(xí)、工作和創(chuàng)新的高級專門人才，因此從這個(gè)方面來講，沒有年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)合理的高水平師資隊(duì)伍，也是不能完成高校所承擔(dān)的任務(wù)的。

為了實(shí)現(xiàn)師資隊(duì)伍建設(shè)目標(biāo)和人才培養(yǎng)目標(biāo)，必須建立一支素質(zhì)好、質(zhì)量高、勤奮工作、忠誠于黨的教育事業(yè)的師資隊(duì)伍。師資隊(duì)伍建設(shè)的總體目標(biāo):全面提高教師的政治、業(yè)務(wù)素質(zhì)，逐步建設(shè)一支適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要和辦學(xué)規(guī)模發(fā)展需要，素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高效精干、充滿活力、忠誠于黨的教育事業(yè)的師資隊(duì)伍。

(1)積極培養(yǎng)學(xué)科帶頭人

學(xué)科建設(shè)必須以人為本，要注重培養(yǎng)高精尖的師資隊(duì)伍，培育創(chuàng)新型人才就要統(tǒng)籌考慮學(xué)科直接承擔(dān)的教學(xué)、科研、服務(wù)三大職能的關(guān)系，加速建設(shè)首席教授、學(xué)科帶頭人、重點(diǎn)骨干教師和優(yōu)秀青年教師4個(gè)層次的學(xué)術(shù)梯隊(duì)。以中青年學(xué)科(術(shù))帶頭人的培養(yǎng)為重點(diǎn)，并加大向青年骨干教師和一線教師傾斜的力度，創(chuàng)造一個(gè)公開、平等、競爭、擇優(yōu)的用人環(huán)境，營造一個(gè)和諧、寬松、溫馨的工作氛圍，培養(yǎng)和引進(jìn)，形成一批整體素質(zhì)高、學(xué)術(shù)實(shí)力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、具有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的學(xué)術(shù)梯隊(duì)，使其在學(xué)科建設(shè)中發(fā)揮突出作用。

(2)為年輕教師的成長創(chuàng)造條件

目前，我校的微電子技術(shù)系擁有教師7名，平均年齡35歲以下，年輕教師占了90%以上。因此學(xué)校要為年輕教師的成長創(chuàng)造良好的條件就顯得尤為重要。

可以把年輕教師送出去攻讀學(xué)位，鼓勵教師深造的同時(shí)，能適當(dāng)減免正常的教學(xué)工作量，同時(shí)享受基本的工資福利待遇。目前我系全體教師中四人具有博士學(xué)位，三人具有碩士學(xué)位。計(jì)劃在四年內(nèi)將專業(yè)師資力量從7人提高到10人，博士率達(dá)到70%。力爭八年內(nèi)將專業(yè)師資增加到15人，博士學(xué)位人員比例達(dá)到90%。也可以把他們送到國內(nèi)外高校去做訪問學(xué)者，積極參加國內(nèi)外舉辦的國際會議，從而了解專業(yè)的最新發(fā)展、前沿問題，并開闊了眼界。

設(shè)立專款建立青年教師培養(yǎng)基金，資助青年教師開展教學(xué)科研工作。

(3)改善教師的福利待遇

很多年輕教師工作不久，都承擔(dān)著工作和家庭的雙重壓力，學(xué)院可以采取一系列的措施來消除教師們工作時(shí)的后顧之憂。適當(dāng)提高教師們的工資福利待遇，設(shè)法解決青年教師的住房、交通等生活問題，達(dá)到良好的生活水平。這樣才能保證教師們能以更飽滿的姿態(tài)全心全意地投入到工作中去。

2.3 加強(qiáng)科學(xué)研究的建設(shè)

良好的科研環(huán)境是學(xué)科建設(shè)的主要內(nèi)容，學(xué)科建設(shè)的成果主要包括高水平的文章、專利、獲獎成果等，這些成果的取得都是基于良好的科研環(huán)境來完成。因此也只有通過學(xué)科建設(shè)才能改善科研環(huán)境。

(1)加強(qiáng)開展科研工作的硬件平臺的建設(shè)

要做好科學(xué)研究，就必須要有好的硬件平臺。這包括實(shí)驗(yàn)中心、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室等的建設(shè)。經(jīng)費(fèi)適當(dāng)向這方面的建設(shè)傾斜，建立起良好的硬件平臺，才有利于各項(xiàng)科研項(xiàng)目的順利開展，逐步形成濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，吸引更多的人才加入到我們的科研團(tuán)隊(duì)中來。

(2)加強(qiáng)科學(xué)研究

教師只有通過科學(xué)研究才能提高自己的教學(xué)水平和科研水平，使自己成長為骨干教師甚至是學(xué)術(shù)帶頭人。因此必須要承擔(dān)一定的科研項(xiàng)目。作為學(xué)院，可以動員或采取一定的向科研傾斜的措施來鼓勵教師積極申報(bào)各項(xiàng)縱向科研項(xiàng)目。為此我校設(shè)立了專款建立“青藍(lán)”工程，資助青年教師開展教學(xué)科研工作，并逐步積累申報(bào)省部級、國家級項(xiàng)目的條件。

從事科研能力強(qiáng)的教師申請的項(xiàng)目，反過來又能進(jìn)一步支撐科研，如此形成良性循環(huán)。

(3)發(fā)表高檔次的文章

高水平的論文是學(xué)科建設(shè)水平的重要指標(biāo)。因此鼓勵教師多發(fā)文章，發(fā)好文章是搞好學(xué)科建設(shè)的一個(gè)必經(jīng)的途徑。比如，我校出臺了經(jīng)濟(jì)獎勵、增加業(yè)績點(diǎn)的方式鼓勵大家發(fā)高檔次的文章。文章的數(shù)量和質(zhì)量也直接有利于各項(xiàng)項(xiàng)目的申報(bào)。

只要通過以上措施，把師資隊(duì)伍建設(shè)等工作常抓不懈，經(jīng)過一定的階段一定會形成包括教授、副教授、講師、助教的，年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)都較為合理的師資梯隊(duì)，同時(shí)取得在國內(nèi)具有一定影響力的科研和教學(xué)成果。

3 小結(jié)

總的來說，新專業(yè)的學(xué)科建設(shè)中存在很多機(jī)遇和挑戰(zhàn)，存在很多問題需要探討和嘗試。重要的是，如何根據(jù)我們學(xué)院長期為IT行業(yè)培養(yǎng)人才和我們學(xué)院自身的基礎(chǔ)和優(yōu)勢，對專業(yè)方向的發(fā)展作出合理的規(guī)劃，制定切實(shí)可行的學(xué)科建設(shè)規(guī)劃，采取各項(xiàng)有效的教學(xué)改革措施，把微電子這個(gè)新專業(yè)做大做強(qiáng)，真正體現(xiàn)出南京郵電大學(xué)的微電子專業(yè)的專業(yè)特色，是我們目前必須常抓不懈的工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊宏，王鶴.微電子機(jī)械技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀.微電子學(xué)，2001，31(6):392-394.

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第4篇：微電子技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘探；機(jī)電一體化；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

地質(zhì)勘探工作是在抵制測繪的基礎(chǔ)上開展的，通過各種勘查手段和方法，獲得地層構(gòu)造以及礦體分布情況，并確定礦體開采相關(guān)數(shù)據(jù)，是我國采礦事業(yè)的基礎(chǔ)保證，同時(shí)在礦體開采過程中開采技術(shù)、開采方法方面起到指導(dǎo)性作用。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探過程中的應(yīng)用在提高地質(zhì)勘探設(shè)備使用性能的同時(shí)，也一定程度的保證了地質(zhì)勘探工作的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探中的廣泛應(yīng)用有力的推進(jìn)了我國地質(zhì)勘探事業(yè)的進(jìn)步的發(fā)展。

1 地質(zhì)勘探機(jī)電一體化技術(shù)概述

將電子技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備各組成部分例如動力、傳動、控制、信息處理等，建立由機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備組成的系統(tǒng)，我們稱之為機(jī)電一體化。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步，微電子技術(shù)、傳感測控技術(shù)、信息交換與處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及相關(guān)軟件的綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的多功能化、高精度、高效率、高穩(wěn)定，對于實(shí)現(xiàn)設(shè)備或機(jī)構(gòu)的預(yù)期功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備價(jià)值具有重要意義。

地質(zhì)勘探機(jī)電一體化技術(shù)是指將微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)勘探設(shè)備的動力、控制以及信息收集和處理等工作中，實(shí)現(xiàn)勘探設(shè)備機(jī)械化與自動化的有機(jī)結(jié)合，提高勘探設(shè)備自動化程度與使用性能，從而確保地質(zhì)勘探工作的順利進(jìn)行。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用對地質(zhì)勘探工作的重要意義

機(jī)電一體化技術(shù)對與提高地質(zhì)勘探工作水平、保證勘探質(zhì)量具有重要意義，機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探工作中的應(yīng)用意義主要體現(xiàn)為：（1）實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探設(shè)備多功能化。微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在地質(zhì)勘探設(shè)備中的綜合使用增加了地質(zhì)勘探設(shè)備功能種類，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探設(shè)備多功能化，有效的提高了地質(zhì)勘探工作的效率。（2）提高地質(zhì)勘探設(shè)備工作精度。機(jī)電一體化技術(shù)采用的微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對設(shè)備工作過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整設(shè)備誤差，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)勘探設(shè)備高精度、高效率運(yùn)行，保證了地質(zhì)勘探工作質(zhì)量。（3）優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備可操作性。傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探設(shè)備采用機(jī)械傳動裝置以及控制裝置，微處理器和集成電路先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用在減小設(shè)備體積、降低設(shè)備重量的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，提高設(shè)備運(yùn)行性能和自動化程度，增強(qiáng)了設(shè)備的可操作性。（4）提高設(shè)備穩(wěn)定性。機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探設(shè)備中的應(yīng)用提高了設(shè)備綜合使用性能，此外，機(jī)電一體化材料不斷創(chuàng)新與改革提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，在地質(zhì)勘探較為惡劣的環(huán)境中，有效的保證了設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3 地質(zhì)勘探中機(jī)電一體化技術(shù)要點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)整體技術(shù)

系統(tǒng)整體技術(shù)是指在設(shè)備功能和運(yùn)行目的的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)整體出發(fā)，利用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法對系統(tǒng)整體進(jìn)行分析，確定系統(tǒng)各組成部分的功能并進(jìn)行合理的調(diào)整，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)各組成部分合理配合，共同發(fā)揮系統(tǒng)整體功能。提高系統(tǒng)整體性能。

3.2 機(jī)械技術(shù)

機(jī)械設(shè)備與技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)揮自身功能的基礎(chǔ)保證，為保證機(jī)電一體化設(shè)備高效率、高質(zhì)量的運(yùn)行，必須積極引進(jìn)先進(jìn)機(jī)械技術(shù)，機(jī)械技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)相配合，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)綜合性能和穩(wěn)定性，減小系統(tǒng)體積與質(zhì)量，提高系統(tǒng)精度和運(yùn)行質(zhì)量，保證機(jī)電一體化滿足地質(zhì)勘探工作的需求。

3.3 信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)是指機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行信息的采集、傳遞以及計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，輸出相應(yīng)的指令，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行是直接受控于系統(tǒng)命令信息的，因此，信息處理技術(shù)是設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵，提高信息處理技術(shù)水平，保證信息準(zhǔn)確、及時(shí)、全面的處理，是設(shè)備正常運(yùn)行的保證。

3.4 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)是指對設(shè)備各部分進(jìn)行控制，保證系統(tǒng)各部分有規(guī)律運(yùn)行，確保系統(tǒng)不同組成部分預(yù)期功能的實(shí)現(xiàn)。自動控制技術(shù)涉及到設(shè)備運(yùn)行的多個(gè)部分，例如設(shè)備運(yùn)行速度控制、最優(yōu)控制、模糊控制以及位置控制等，為確保控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備系統(tǒng)整體的控制作用，在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)后應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)仿真，確保設(shè)備安裝方案的準(zhǔn)確性；在設(shè)備完成安裝后，設(shè)備運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試，及時(shí)調(diào)整控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，避免系統(tǒng)運(yùn)行失誤。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用具體體現(xiàn)為利用電路集成技術(shù)以及微處理器，將地質(zhì)勘探設(shè)備的中需要用到的傳感器、信號傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及儀表等連接在一起，提高地質(zhì)勘探設(shè)備的整體性能，保證地質(zhì)勘探工作質(zhì)量。地質(zhì)勘探過程中，常用的機(jī)電一體化設(shè)備包括瞬變電磁儀和全液壓巖芯鉆機(jī)。

4.1 瞬變電磁儀

瞬變電磁儀是基于電磁法以及電法的原理，具有應(yīng)用范圍廣、測量精度高的優(yōu)點(diǎn)，普遍應(yīng)用于礦體勘探、石油勘探、地?zé)崮芸碧健⒌叵滤碧降鹊刭|(zhì)勘探工作中。今年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，瞬變電磁儀也不斷進(jìn)行創(chuàng)新與改革，新型瞬變電磁儀的性能有了很大的提高，通過硬件與軟件的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)瞬變電磁儀低噪音、高分辨率、寬頻帶、低能耗、功能強(qiáng)大，有效的提高了瞬變電磁儀的綜合性能與地質(zhì)勘探工作的水平與質(zhì)量。

4.2 全液壓巖芯鉆機(jī)

全液壓巖芯鉆機(jī)是全液壓驅(qū)動，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊合理，鋼履帶行走方式以及集中控制系統(tǒng)提高了設(shè)備的操作靈活性，是多功能化、應(yīng)用范圍廣的設(shè)備，適用于山區(qū)、平原、丘陵等多種地形且溫度變化的影響小，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、煤炭、冶金等多個(gè)行業(yè)。

全液壓巖芯鉆機(jī)液壓系統(tǒng)采用先導(dǎo)控制方式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備負(fù)載以及電液比例的集中控制，提高了設(shè)備的控制精度和準(zhǔn)確度。動力系統(tǒng)中，進(jìn)給系統(tǒng)采用的油缸鏈條倍速結(jié)構(gòu)有效滿足了設(shè)備運(yùn)行所需的進(jìn)給力和提升力，雙馬達(dá)驅(qū)動的主軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)為設(shè)備運(yùn)行提供了高轉(zhuǎn)速、大扭矩的動力。此外，在桅桿前端設(shè)置夾持卸扣器減輕了地質(zhì)勘探過程中工作人員的工作強(qiáng)度，提高了地質(zhì)勘探工作效率和工作質(zhì)量。全液壓巖芯鉆機(jī)各部分配置參數(shù)符合地質(zhì)勘探工作特點(diǎn)，對提高地質(zhì)勘探工作效率、縮短工作時(shí)間、確保地質(zhì)勘探工作安全進(jìn)行具有重要意義。

5 總結(jié)

機(jī)電一體化技術(shù)是將多個(gè)領(lǐng)域的知識集中在同一設(shè)備中，將不同技術(shù)或設(shè)備進(jìn)行合理的設(shè)置，確保設(shè)備最大限度的發(fā)揮功能并提高設(shè)備的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益，是我國自動化控制建設(shè)的重要發(fā)展方向。隨著我國地質(zhì)勘探業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探領(lǐng)域中應(yīng)用范圍的逐步擴(kuò)大，發(fā)展方向也逐步向智能化、微型化、系統(tǒng)化、模塊化發(fā)展，這是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探機(jī)電一體化建設(shè)，提高地質(zhì)勘探水平與工作質(zhì)量的重要保證。

【參考文獻(xiàn)】

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第5篇：微電子技術(shù)論文范文

畢業(yè)論文

一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢

自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程

1.數(shù)控機(jī)床的問世,寫下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''''''''帶來勃勃生機(jī);

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢

1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.

2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、cad／cam系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢和任務(wù)

機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度

(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。

(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)一步改造。

(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。

(4)北京工業(yè)系統(tǒng)cad應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，cad應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過了30%)；cad的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國cad應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。

(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。

2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。

1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。

3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)

北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。

1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)

(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺階

國內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和pid技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。

(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機(jī)床高備改造要達(dá)新水平

對機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺)的改造率要達(dá)80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度

風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。

(4)優(yōu)先應(yīng)用cad／cam技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)

北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)cad的應(yīng)用率為17%，cad的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭分別達(dá)到55%和45%。

2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)

(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。

(2)單項(xiàng)目標(biāo)：

·機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·plc的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的plc生產(chǎn)基地之一。

·“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)。“九五”期間第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個(gè)具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

·模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。

·其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……

總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機(jī)電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會形成一個(gè)銷售額超過200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機(jī)電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；plc模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機(jī)電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。

五、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”的對策

(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，北京地區(qū)從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)是。同時(shí)，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!

(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用

目前，北京“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。

“協(xié)會”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……

(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎勵等。

在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。

(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”

機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。

我們認(rèn)為，北京“機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：

抓緊開發(fā)生產(chǎn)gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；

抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；

第6篇：微電子技術(shù)論文范文

    論文摘 要: 概括說明機(jī)械電子控制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況,重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域以及工業(yè)生產(chǎn)制造和人們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛應(yīng)用。

    0 引言

    現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革,同時(shí)給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的影響,提高了生產(chǎn)水平和技術(shù)。隨著各種技術(shù)之間相融合的發(fā)展,以計(jì)算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來更多的實(shí)際應(yīng)用。

    1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展概況

    1.1 計(jì)算機(jī)控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展

    忽略數(shù)字信號的量化效應(yīng),可以將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)看成采樣控制系統(tǒng),在這一系統(tǒng)中,將其中連續(xù)的環(huán)節(jié)離散化,則整個(gè)系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態(tài)空間理論和系統(tǒng)辨識自適應(yīng)控制等理論綜合應(yīng)用到控制技術(shù)中,使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、時(shí)變的非線性系統(tǒng),控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預(yù)測控制等多種新型理論,逐步形成了工業(yè)過程控制系統(tǒng)的一個(gè)新方向。

    自世界第一臺電子計(jì)算機(jī)問世后,計(jì)算機(jī)首先被用來自動檢測化工生產(chǎn)過程的過程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,同時(shí)也研究了計(jì)算機(jī)的開環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代,出現(xiàn)了用于過程控制的計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以微處理器為核心的分層式控制系統(tǒng)控制,通過計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計(jì)算機(jī)處理器等技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變革,最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中并對其產(chǎn)生巨大影響。

    1.2 機(jī)械和電子控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

    在生產(chǎn)、科研等諸多領(lǐng)域里,有大量的物理量需要按某種變化規(guī)律進(jìn)行控制。在二十世紀(jì)三十年代之前,工業(yè)生產(chǎn)多處于手工操作的狀態(tài)。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內(nèi),初步有了對工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械控制實(shí)踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn),直接實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過程的數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)的微型化使控制技術(shù)更加智能化,同時(shí)將機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展,且越來越被廣泛的應(yīng)用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應(yīng)用的機(jī)電控制技術(shù)主要有PID控制,PID是經(jīng)典控制理論的代表,它吸收了智能控制思想并利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢,形成了自適應(yīng)PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制(FLC)、變結(jié)構(gòu)控制等,均隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。

    2 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用

    2.1 機(jī)電一體化的簡介和生產(chǎn)應(yīng)用

    機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)集合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱,綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等對各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過程進(jìn)行監(jiān)督操作。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機(jī)床,通過相應(yīng)的數(shù)控技術(shù),在工業(yè)操作上結(jié)構(gòu)、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結(jié)構(gòu),豐富了數(shù)控功能,也提高了生產(chǎn)效率。

    柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造系統(tǒng)在機(jī)電控制工業(yè)的應(yīng)用,是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)。它主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動化倉庫等組成。在工業(yè)上,它可以隨機(jī)地、按量地按照裝配部門的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件,更適用于多品種,小批量等的離散零件的批量生產(chǎn)。

    交流傳動技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應(yīng)用,尤其是在鋼鐵工業(yè)中,使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),無論是大容量電機(jī)還是小容量電機(jī)現(xiàn)均可使同步電機(jī)或者異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。

    可編程控制器(PLC)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動控制化技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中大量開關(guān)控制的問題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統(tǒng)。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步,其應(yīng)用領(lǐng)域更是不斷擴(kuò)大,可采集存儲數(shù)據(jù),還可對控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。此外,隨著工廠網(wǎng)絡(luò)自動化的發(fā)展,PLC可實(shí)現(xiàn)通信及聯(lián)網(wǎng)功能,更有助于工業(yè)生產(chǎn)的控制過程的監(jiān)控。如今,PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保以及文化娛樂等各行各業(yè)。

    2.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例

    計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械電子控制技術(shù)一體化的有機(jī)結(jié)合,不斷使相關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去,這些應(yīng)用到的領(lǐng)域已經(jīng)不再局限于工業(yè)的生產(chǎn),更多技術(shù)是切身關(guān)系到我們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕睢Ｏ旅媾e幾個(gè)具體實(shí)例來介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電控制相結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用。

    PLC實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手移動工件的控制過程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,人類活動的范圍不斷擴(kuò)大,機(jī)器人的應(yīng)用正迅速向社會生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展,并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域,各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機(jī)器人的生產(chǎn)和大量應(yīng)用,很多領(lǐng)域,許多單一、重復(fù)的機(jī)械工作由機(jī)器人(也稱機(jī)械手)來完成。工業(yè)機(jī)器人是一種能進(jìn)行自動控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī),廣泛采用工業(yè)機(jī)器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對保障人身安全,改善勞動環(huán)境,減輕勞動強(qiáng)度,提高勞動生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有重要意義。與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。

    農(nóng)業(yè)方面,機(jī)械作業(yè)過程中駕駛室內(nèi)的儀表盤正迅速由電子監(jiān)視儀表取代并逐步由單一參數(shù)顯示方式向智能化信息顯示終端過渡,以此來改善人機(jī)交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端(Virtual Display Terminal),它代表了當(dāng)代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機(jī)組中不同部分的終端信息,在屏幕上按操作者的需求,調(diào)用數(shù)據(jù)庫信息,顯示數(shù)據(jù)、圖形、語音等多媒體信息。另外,還可以將數(shù)據(jù)信息動態(tài)存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲卡,將農(nóng)業(yè)作業(yè)過程的數(shù)據(jù)信息通過智能卡帶回辦公室,由計(jì)算機(jī)應(yīng)用高級軟件進(jìn)行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機(jī)上的智能控制終端,實(shí)現(xiàn)自動控制農(nóng)機(jī)的操作。

    PLC在自動售貨機(jī)中的應(yīng)用。自動售貨機(jī)通過顧客選擇商品開關(guān),投入的硬幣值由PLC驅(qū)動數(shù)碼管顯示,經(jīng)過光傳感器識別,通過判斷,進(jìn)行下一步操作,經(jīng)過PLC的系統(tǒng)控制和信號輸出完成售賣過程。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電自動控制在自動售貨機(jī)中的這項(xiàng)應(yīng)用極大方便了人們的生活,也使PLC的應(yīng)用更加廣泛。

    交通信號燈系統(tǒng)也是微機(jī)軟件應(yīng)用到電子控制系統(tǒng)中的典型實(shí)例。通過主要應(yīng)用PLC技術(shù)控制十字路口的信號燈動作。準(zhǔn)確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時(shí)間,這項(xiàng)應(yīng)用更是極大方便了人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯某鲂小?/p>

    電腦橫機(jī)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給機(jī)械編織行業(yè)帶來了巨大的變革。現(xiàn)在的電腦橫機(jī)是一種涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。電腦橫機(jī)的編織是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,最初的橫機(jī)是手動橫機(jī),只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中,通過電腦的自動控制,設(shè)計(jì)人員可對編織花型進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì),通過計(jì)算機(jī)數(shù)字直接控制機(jī)械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應(yīng)的機(jī)械編織動作,由計(jì)算機(jī)指令控制系統(tǒng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)的編織,極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。

    與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯,以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

    3 總結(jié)

    在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域,電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入發(fā)展,機(jī)電一體化的形成是機(jī)械工業(yè)中的重要變革。通過不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù),使機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

    參考文獻(xiàn):

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    馬增強(qiáng)等,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究,微計(jì)算機(jī)信息,1998.

    王立新,淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào),2007.

    楊明等,機(jī)電一體化的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,農(nóng)機(jī)化研究,2006.

第7篇：微電子技術(shù)論文范文

論文關(guān)鍵詞：核

1引言

EDA是（ElectronicDesignAutomation）的縮寫即電子設(shè)計(jì)自動化。EDA的關(guān)鍵技術(shù)之一就是IP核（IntellectualProperty)。IP核是一段具有特定電路功能的硬件描述語言程序，具有可移植性，并具有很高的通用性和靈活性，可以通過軟件編程完成用戶需要的，不同的，特定的功能，可以任意使用在各種嵌入式微控制系統(tǒng)中。嵌入式IP核的應(yīng)用，大幅降低了設(shè)計(jì)成本，縮短了設(shè)計(jì)周期，成為當(dāng)今SOC的重要設(shè)計(jì)手段。在EDA技術(shù)和開發(fā)中占有重要的地位。

2系統(tǒng)介紹

本文的設(shè)計(jì)工具是Altera公司的QuartusII，用VHDL語言進(jìn)行描述，采用自頂向下的設(shè)計(jì)原則。MC8051IPCore頂層結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，圖1中指示了mc8051_core的頂層結(jié)構(gòu)以及與三個(gè)存儲模塊的連接關(guān)系，同時(shí)顯示了頂層的輸入輸出I/O口。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和串行接口單元對應(yīng)于圖1中的mc8051_tmrctr和mc8051_siu模塊，數(shù)量是可選擇的，在圖中用虛線表示。MC8051IPCore核心由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、ALU、串行接口和控制單元各模塊組成。ROM和RAM模塊不包括于核心內(nèi)，處于設(shè)計(jì)的頂層，方便于不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)及仿真。

圖1MC8051IPCore頂層結(jié)構(gòu)圖

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1可編程時(shí)間間隔定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254的設(shè)計(jì)

任何微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都存在定時(shí)控制問題，可編程時(shí)間間隔定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254的設(shè)計(jì)是在使用軟件控制下的精確時(shí)間延遲，這樣可以解決定時(shí)控制問題。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖28254內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

3.28259的設(shè)計(jì)

分析8259A的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，本單元應(yīng)分成五個(gè)部分三個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)，模塊層次關(guān)系如圖3所示：

圖38259層次關(guān)系圖

各模塊的主要功能如下：

數(shù)據(jù)緩沖模塊：對8259A數(shù)據(jù)緩沖和暫存。

讀寫控制模塊：負(fù)責(zé)8259A的所有初始化工作及讀寫操作。

中斷請求模塊：負(fù)責(zé)中斷詢求、中斷信號的產(chǎn)生及判優(yōu)。

中斷控制模塊：完成中斷應(yīng)答功能，中斷向量的生成，級聯(lián)選通，主從功能設(shè)置等這一系列功能。

優(yōu)先級控制模塊：設(shè)定實(shí)現(xiàn)不同的優(yōu)先級判別方式。

3.3MCS-51IP核的設(shè)計(jì)

按照自頂向下的設(shè)計(jì)原則，整個(gè)系統(tǒng)分為：控制模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊、算術(shù)邏輯模塊ALU、串行通信模塊四個(gè)功能模塊，而RAM和ROM在使用時(shí)，只根據(jù)需要進(jìn)行定制。系統(tǒng)核心由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、ALU、串行接口和控制單元各模塊組成。ROM和RAM模塊為方便各種應(yīng)用設(shè)計(jì)和仿真，處于設(shè)計(jì)的頂層。在本設(shè)計(jì)中控制單元主要完成操作指令譯碼、時(shí)序邏輯控制、中斷響應(yīng)優(yōu)先順序處理和微操作控制等功能。它分為中斷的響應(yīng)及指令的譯碼子模塊和微操作控制模塊兩個(gè)子模塊。其中，ontrol_fsm模塊產(chǎn)生各指令的控制信號并主要實(shí)現(xiàn)MCS-51中斷的響應(yīng)，ontrol_fsm模塊產(chǎn)生微操作信號的具體操作過程，控制RAM存儲器的讀寫地址及數(shù)據(jù)傳輸、PC寄存器的賦值、串口與定時(shí)器的中斷信號處理、中斷的查詢、SFR的讀寫等功能。在定時(shí)/計(jì)數(shù)器單元，本設(shè)計(jì)能保證計(jì)數(shù)速率為1/12個(gè)振蕩器頻率。計(jì)數(shù)脈沖在選擇計(jì)數(shù)器工作模式時(shí)在來自相應(yīng)的外部輸入引腳T0或Tl。對外部輸入信號的占空比這一電平至少要保持一個(gè)機(jī)器周期，因?yàn)楸仨毚_保某一給定的電平在變化之前至少被采樣一次。算術(shù)邏輯運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)調(diào)試以優(yōu)化后綜合后產(chǎn)生的模塊符號圖如圖4所示，該工程項(xiàng)目文件可在其它邏輯電路設(shè)計(jì)中直接調(diào)用。

圖4ALU模塊符號圖

通過前面的模塊設(shè)計(jì)和綜合后生成MSC-51單片機(jī)系統(tǒng)，如圖5所示：

圖5mc8051最終圖形

4．結(jié)束語

EDA技術(shù)近年來發(fā)展速度令人驚奇，它作為當(dāng)下電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心，被廣泛的應(yīng)用在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。

本文創(chuàng)新點(diǎn)：1.采用完全同步設(shè)計(jì)，即整個(gè)SOC系統(tǒng)都是在統(tǒng)一工作時(shí)鐘的協(xié)調(diào)下工作的。內(nèi)部采用鎖相環(huán)進(jìn)行分頻得到其它工作頻率。2.指令集和標(biāo)準(zhǔn)8051微控制器完全兼容。3.優(yōu)化的CPU時(shí)序使得完成一條指令最多只需1~4個(gè)時(shí)鐘周期，執(zhí)行性能優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)8051微控制器8倍左右，提高其運(yùn)算速度。4.用戶可選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口單元的數(shù)量。5.新增了特殊功能寄存器用于選擇不同的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口單元。6.可選擇是否使用乘法器（乘法指令MUL）。7.可選擇是否使用除法器（除法指令DIV）。8.可選擇是否使用十進(jìn)制調(diào)整功能（十進(jìn)制調(diào)整指令DA）。9.I/O口不復(fù)用。10.內(nèi)部帶256BytesRAM。11.最多可擴(kuò)展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。12.最多可擴(kuò)展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。

參考文獻(xiàn)

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第8篇：微電子技術(shù)論文范文

【論文摘要】：介紹了光機(jī)電一體化技術(shù)特征，研究了國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點(diǎn)。

近些年來，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢。

1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征

光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便

光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機(jī)電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動保護(hù)直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品

光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時(shí)，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準(zhǔn)直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測量。

2）激光測距，其探測距離遠(yuǎn)，測距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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第9篇：微電子技術(shù)論文范文

[論文摘要]機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。

一、機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報(bào)警、自動診斷、自動保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動作。高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。

（四）具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補(bǔ)償、自動校驗(yàn)、自動調(diào)節(jié)、自動保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時(shí)電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。

（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對象，只需給定一個(gè)代碼信號輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動化檢驗(yàn)和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復(fù)正常。

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。

②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測量儀等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。

③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動探傷機(jī)、形狀自動識別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

（二）動力系統(tǒng)。動力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能，去驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動機(jī)及驅(qū)動電路等。

（三）傳感與檢測系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量，同時(shí)利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進(jìn)行測定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統(tǒng)的功能一般由測量儀器或儀表來實(shí)現(xiàn)，對其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測精度高、抗干擾等。