Реферат История Развития Электротехники – Telegraph
>>> ПОДРОБНЕЕ ЖМИТЕ ЗДЕСЬ <<<
Реферат История Развития Электротехники
Вход
Помощь
Заказать работу
новый реферат.doc
— 240.50 Кб ( Скачать файл )
© 2009 — 2020 Я неуч! — тысячи рефератов, курсовых и дипломных работ
Предметы
Поиск
Помощь
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Апреля 2013 в 14:54, реферат
Впервые явления, ныне называемые электрическими, были замечены в древнем Китае, Индии, а позднее в древней Греции. Сохранившиеся предания гласят, что древнегреческому философу Фалесу Милетскому (640-550 гг. до н. э.) было уже известно свойство янтаря, натертого мехом или шерстью, притягивать обрывки бумаги, пушинки и другие легкие тела. От греческого названия янтаря – “электрон” – явление это позднее получило наименование электризации.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….
. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ……………………………. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ПЕРВЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ…….. ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………… СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………… …………..
История развития электротехники…………………………….
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
И ПЕРВЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ……..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………… ……………
СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………
ВВЕДЕНИЕ
Впервые явления,
ныне называемые электрическими, были
замечены в древнем Китае, Индии,
а позднее в древней Греции.
Сохранившиеся предания гласят, что древнегреческому
философу Фалесу Милетскому (640-550 гг. до
н. э.) было уже известно свойство янтаря,
натертого мехом или шерстью, притягивать
обрывки бумаги, пушинки и другие легкие
тела. От греческого названия янтаря –
“электрон” – явление это позднее
получило наименование электризации.
На протяжении
многих столетий, электрические явления
считались проявлениями божественной
силы, пока в 17в. ученые не подошли вплотную
к изучению электричества. Кулон, Гильберт,
Отто фон Герике, Мушенбрек, Франклин, Эрстед,
Араго, Ломоносов, Луиджи Гальвани, Алессандро
Вольта – вот далеко не полный список
ученых занимавшихся проблемами электричества.
Особо следует сказать о деятельности
замечательного ученого Андре Мари Ампера,
положившего начало изучению динамических
действий электрического тока и установившему
целый ряд законов электродинамики.
Открытия
Эрстеда, Араго, Ампера заинтересовали
гениального английского физика
Майкла Фарадея и побудили его
заняться всем кругом вопросов о превращении
электрической и магнитной энергии
в механическую. Другой английский физик
Джеймс Клерк (Кларк) Ма́ксвелл 1873 году
издал капитальный двухтомный труд «Трактат
об электричестве и магнетизме», который
объединил понятия электричество, магнетизм
и электромагнитное поле.
С этого момента
началась эра активного использования
электрической энергии в повседневной
жизни.
История развития электротехники
Электротехника
(от электро… и техника), отрасль
науки и техники, связанная с
применением электрических и ма гнитных явлений для преобразования
энергии, получения и изменения химического
состава веществ, производства и обработки
материалов, передачи информации, охватывающая
вопросы получения, преобразования и использования
электрической энергии в практической
деятельности человека.
Историческая
справка. Возникновению электротехники
предшествовал длительный период
накопления знаний об электричестве
и магнетизме, в течение которого
были сделаны лишь отдельные
попытки применения электричества
в медицине, а также для передачи сигналов.
В XVII-XVIII вв. исследованию природы электрических
явлений были посвящены труды М. В. Ломоносова,
Г.
В. Рихмана, Б. Франклина, Ш. О. Кулона,
и др. Для становления электротехники
решающее значение имело появление первого
источника непрерывного тока – вольтова
столба(А. Вольта, 1800), а затем более совершенных
гальванических элементов, что позволило
в 1-й трети XIX в. провести многочисленные
исследования химических, тепловых, световых
и магнитных явлений, вызываемых электрическим
током(труды В. В. Петрова, X. К. Эрстеда,
Д. Ф. Араго, М. Фарадея, Дж. Генри, А. М. Ампера,
Г. С. Ома и др.). В этот период были заложены
основы электродинамики, открыт важнейший
закон электрической цепи – Ома закон.
Среди попыток практического использования
результатов этих достижений наиболее
значительными были работы в телеграфии
(электромагнитный телеграф П. Л. Шиллинга,1832),
в военном деле (гальваноударные морские
мины Б. С. Якоби, 1840-е гг.).Открытие электромагнитной
индукции (1831-32) предопределило появление
электрических машин – двигателей и генераторов.
Поскольку все первые потребители электроэнергии
использовали постоянный ток (как наиболее
изученный), первые электрические машины
были постоянного тока машинами. Исторически
электродвигатели стали создаваться раньше
электромашинных генераторов, т. к. в 1-й
трети XIX в. гальванические элементы как
источники тока к большей или меньшей
мере удовлетворяли требованиям практики.
Период совершенствования конструкции
электродвигателя – от лабораторных приборов,
демонстрировавших возможность превращения
электрической энергии в механическую
(установка Фарадея, 1821), до машин промышленного
типа – охватывает приблизительно 50 лет.
В первых электродвигателях подвижная
часть совершала возвратно-поступательное
или качательное движение, а момент на
валу двигателя был пульсирующим (например,
в двигателе Генри). Начиная с середины
30-х гг. XIX в. стали строиться двигатели
с вращающимся якорем. Таким электродвигателем,
получившим практическое применение,
был двигатель, разработанный Якоби (1834–38).
Испытание этого двигателя, приводившего
в движение “электрический бот”, показало,
с одной стороны, принципиальную возможность
его практического применения, а с другой
– необходимость создания более экономичного
по сравнению с гальваническими элементами
источника электроэнергии. Таким источником
стал электромашинный генератор, прообразом
которого была униполярная машина Фарадея
(1831). Первыми практически пригодными электромашинными
генераторами были магнитоэлектрические
генераторы, в которых магнитное поле
создавалось постоянными магнитами, а
якорями служили массивные индуктивные
катушки (Якоби, 1842). В 1851 немецкий учёный
В. Зинстеден предложил заменить постоянные
магниты электромагнитами, катушки которых
питались от самостоятельных магнитоэлектрических
генераторов. Дальнейшее совершенствование
конструкции электромашинного генератора
связано с использованием для возбуждения
обмотки электромагнита тока самого генератора.
Промышленное производство генераторов
было начато в 1870 в Париже после того, как
З. Т. Грамм впервые применил в генераторе
с самовозбуждением кольцевой шихтованный
якорь, принципиальная конструкция которого
была предложена для электродвигателя
в 1860 А. Пачинотти. Генератор Грамма работал
не только в генераторном, но и в двигательном
режиме, что положило начало практическому
внедрению принципа обратимости электрических
машин (открытому Э. X. Ленцем, 1832-38) и позволило
значительно расширить область использования
электрических машин. Последующее совершенствование
машин постоянного тока шло по пути улучшения
их конструктивных элементов – замена
кольцевого якоря барабанным (Ф. Хёфнер-Альтенек,
1873), усовершенствование шихтованных якорей
(американский изобретатель Х. Максим,
1880), введение компенсационной обмотки
(1884), дополнительных полюсов (1885) и др.
К 80-м гг. XIX в. электрические машины постоянного
тока приобрели основные конструктивные
черты современных машин.
Их совершенствованию
способствовало открытие закона о направлении
индукционных токов, обнаружение и исследование
противоэдс (Якоби, 1840) и реакции якоря
(Ленц, 1847), разработка методов расчёта
электрических цепей (Г. Р. Кирхгоф, 1847)
и магнитных цепей ( английский учёный
Дж. Гопкинсон, нач. 80-х гг.), изучение магнитных
свойств железа (А. Г. Столетов, 1871) и др.
К концу 70-х гг. относятся работы Дж. К.
Максвелла, сформулировавшего уравнения
, являющиеся основой современного учения
об электромагнитном поле.
Создание
надёжных источников тока сделало
возможным удовлетворение возросших
потребностей в электрической энергии
для практических целей. Дальнейшее развитие
электротехники связано с возникновением
электротехнической промышленности и
массовым распространением электрического
освещения, которое в 50-70-х гг. XIX в. заменило
газовое. Идея применения электрической
энергии для освещения была высказана
Петровым в 1802 после открытия дуги электрической.
Первыми электрическими источниками света
были разнообразные дуговые угольные
лампы, среди которых наиболее дешёвой
и простой была “свеча Яблочкова”
(П. Н. Яблочков, 1876). В 1870-75 А. Н. Лодыгин
разработал несколько типов ламп накаливания,
усовершенствованных позднее Т. А. Эдисоном
и получивших преимущественное распространение
к 90 м гг. XIX в. Достижения в создании и применении
электрических источников света оказали
существенное влияние на становление
и развитие светотехники. С распространением
электрического освещения связано создание
электроэнергетических систем. Уже в первых
осветительных устройствах Яблочкова
имелись все основные элементы энергосистем:
первичный двигатель, генератор, линия
электропередачи, трансформатор, приёмник
энергии. Начало применению электроэнергии
для технологических целей положили ещё
работы Якоби (1838), предложившего использовать
электрический ток для получения металлических
копий и для нанесения металлических покрытий.
Но расширение области практического
использования электрической энергии
стало возможно лишь в 70-80-е
гг. XIX в. с решением проблемы
передачи электроэнергии на расстояние.
В 1874 Ф. А. Пироцкий пришёл к выводу об экономической
целесообразности производства электроэнергии
в местах, где имеются дешёвые топливные
или гидроэнергетические ресурсы, с последующей
передачей её к потребителю. В 1880-81 Д. А.
Лачинов и М. Депре независимо друг от
друга предложили для уменьшения потерь
электроэнергии в линии электропередачи
(ЛЭП) использовать ток высокого напряжения.
Первая линия электропередачи на постоянном
токе была построена Депре в 1882 между городами
Мисбахом и Мюнхеном (длина линии 57 км,
напряжение в ней 1.5-2 кв). Однако попытки
осуществить электропередачу на постоянном
токе оказались неэффективными, т. к., с
одной стороны, технические возможности
получения постоянного тока высокого
напряжения были ограничены, а с другой
– было затруднено его потребление.
Поэтому
наряду с использованием для передачи
электроэнергии постоянного тока велись
работы по применению в тех же целях однофазного
переменного тока, напряжение которого
можно было изменять (повышать и понижать)
с помощью однофазного трансформатора.
Создание промышленного типа такого трансформатора
( О. Блати, М. Дери, К. Циперновский, 1885,
и др.) по существу решило проблему передачи
электроэнергии. Однако широкое распространение
однофазного переменного тока в промышленности
было невозможно из-за того, что однофазные
электродвигатели не удовлетворяли требованиям
промышленного электропривода, и поэтому
применение однофазного переменного тока
ограничивалось лишь установками электрического
освещения.
В
70-80-е гг. XIXв. электроэнергию начали
использовать в технологических процессах:
при получении алюминия, меди, цинка, высококачественных
сталей: для резки и сварки металлов; упрочнения
деталей при термической обработке и т.
д. В 1878 Сименс создал промышленную конструкцию
электроплавильной печи. Методы дуговой
электросварки были предложены Н. Н. Бенардосом
(1885) и Н. Г. Славяновым (1891).
К концу 70-х гг. относятся также
первые попытки использования
электроэнергии на транспорте, когда
Пироцкий провёл испытания вагона,
на котором был установлен
электрический тяговый двигатель. В
1879 Сименс построил опытную электрическую
дорогу в Берлине. В 80-е гг. трамвайные
линии были открыты во многих городах
Западной Европы, а затем в Америке (США).
В России первый трамвай был пущен в Киеве
в 1892. В 90-е гг. электрическая тяга была
применена и на подземных железных дорогах
(в 1890 в Лондонском метрополитене, в 1896
– в Будапештском), а затем на магистральных
железных дорогах.
В конце XIX в. промышленное использование
электроэнергии превратилось в
важнейшую комплексную технико-экономическую
проблему – наряду с экономичной электропередачей
необходимо было иметь электродвигатель,
удовлетворяющий требованиям электропривода.
Решение этой проблемы стало возможным
после создания многофазных, в частности
трёхфазных, систем переменного тока.
Над этой проблемой работали многие инженеры
и учёные , но комплексное решение предложил
в конце 80-х гг. М. О. Доливо-Добровольский,
который разработал ряд промышленных
конструкций трёхфазных асинхронных двигателей,
трёхфазных трансформаторов, и в 1891 построил
трёхфазную линию электропередачи Лауфен
– Франкфурт (длина линии 170 км).
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
И ПЕРВЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Электри́чество — понятие, выражающее свойства
и явления, обусловленные структурой физических
тел и процессов, сущностью которой является
движение и взаимодействие микроскопических
заряженных частиц вещества (электронов,
ионов, молекул, их комплексов и т. п.).
Гильберт
впервые обнаружил, что свойства
электризации присущи не только янтарю,
но и алмазу, сере, смоле. Он заметил также, что некоторые
тела, например металлы, камни, кость, не
электризуются, и разделил все тела, встречающиеся
в природе, электризуемые и неэлектризуемые.
Обратив особое внимание на первые, он
производил опыты по изучению их свойств.
В 1650 году известный немецкий
ученый, бургомистр города Магдебурга,
изобретатель воздушного насоса Отто
фон Герике построил специальную “электрическую
машину”, представлявшую шар из серы
величиной с детскую голову, насаженный
на ось.
Рисунок 1 –
Электрическая машина фон Герике, усовершенствованная
Ван де Графом
Если при
вращении шара его натирали ладонями
рук, он вскоре приобретал свойство притягивать
и отталкивать легкие тела. На протяжении
нескольких столетий машину Герике значительно
усовершенствовали англичанин Хоксби, немецкие ученые
Бозе, Винклер и другие. Опыты с этими машинами
привели к ряду важных открытий:
Но значительно
более важное открытие было описано в 1729 году Мушенбреком
– профессором математики и философии
в городе Лейдене. Он обнаружил, что стеклянная
банка, оклеенная с обеих сторон оловянной
фольгой (листочками станиоля), способна
накапливать электричество.
Заряженное
до определенного потенциала (понятие
о котором появилось значительно позднее),
это устройство могло быть разряжено со
значительным эффектом – большой искрой,
производившей сильный треск, подобный
разряду молнии, и оказывавшей физиологические
действия при прикосновении рук к обкладкам
банки. От названия города, где производились
опыты, прибор, созданный Мушенбреком,
был назван лейденской банкой.
Рисунок 2 – Лейденская
банка. Параллельное соединение четырёх
банок
Исследования
ее свойств производились в различных
странах и вызвали появление множества
теорий, пытавшихся объяснить обнаруженное
явление конденсации заряда. Одна из теорий
этого явления была дана, выдающимся американским
ученым и общественным деятелем Бенджамином
Франклином, который указал на существование
положительного и отрицательного электричества.
С точки зрения этой теории Франклин объяснил
процесс заряда и разряда лейденской банки
и доказал, что ее обкладки можно произвольно
электризовать разными по знаку электрическими
зарядами[1].
Франклин, как
и русские ученые М. В. Ломоносов и Г. Рихман,
уделил немало внимания изучению атмосферного
электричества, грозового разряда (молнии).
Как известно, Рихман погиб, производя
опыт по изучению молнии. В 1752 году Бенджамином
Франклином изобретен молниеотвод. Молниеотвод
(в быту также употребляется более благозвучное
«громоотвод») — устройство, устанавливаемое
на зданиях и сооружениях и служащее для
защиты от удара молнии. Состоит из трёх
связанных между собой частей:
В 1785 году Ш.
Кулоном открыт основной закон электростатики.
На основании многочисленных опытов
Кулон установил следующий закон:
Сила
взаимодействия неподвижных зарядов,
находящихся в вакууме, прямо пропорциональна
произведению модулей зарядов и обратно
пропорциональны квадрату расстояния
между ними[1]- [3], [7]:
(1)
В 1799 год Создан
первый источник электрического тока — гальванический
элемент и батарея элементов.
Гальванический
элемент (химический источник тока) –
устройство, которое позволяет превращать
энергию химической реакции в электрическую
работу. По принципу работы различают
первичные (разовые), вторичные (аккумуляторы)
и топливные элементы. Гальванический
элемент состоит из ионпроводящего электролита
и двух разнородных электродов (полуэлементов),
процессы окисления и восстановления
в гальваническом элементе пространственно
разделены. Положительный полюс гальванического
элемента называется катодом, отрицательный
– анодом. Электроны
выходят из элемента через анод и движутся
во внешней цепи к катоду.
Работы русских
академиков Эпинуса, Крафта и других
выявили целый ряд весьма важных
свойств электрического заряда, но все они изучали
электричество в состоянии неподвижном
или мгновенный раз ряд его, то есть свойства
статического электричества. Движение
его проявлялось лишь в форме разряда.
Об электрическом токе, то есть о непрерывном
движении электричества, еще ничего не
было известно.
Одним из первых
глубоко исследовал свойства электрического
тока в 1801 -1802 годах петербургский
академик В. В. Петров. Работы этого
выдающегося ученого, построившего
самую крупную в мире в те годы
батарею из 4200 медных и цинковых кружков, установили
возможность практического использования
электрического тока для нагрева проводников.
Кроме того, Петров наблюдал явление электрического
разряда между концами слегка разведенных
углей как в воздухе, так и в других газах
и вакууме, получившее название электрической
дуги. В. В. Петров не только описал открытое
им явление, но и указал на возможность
его использования для освещения или плавки
металлов и тем самым впервые высказал
мысль о практическом применении электрического
тока. С этого момента и должно начинать
историю электротехники как самостоятельной
отрасли техники[1].
История развития электротехники
Реферат : Электротехника . Основные этапы ее развитая – BestReferat.ru
Зарождение и развитие электроники. Изобретение радио. Реферат .
История развития электротехники
История развития электротехники .
Земельные Ресурсы Мира Реферат
Фолиант Из Собрания Сочинений 3 Буквы Сканворд
Учет Расчетов Отчет По Практике
Клише Для Сочинения По Обществознанию
Что Сближает Людей Итоговое Сочинение Аргументы
Раздел 2. Основные этапы развития электротехники Лекции 2.3-2.4 Изобретение первого конденсатора
П
осле
того, как опыты с электростатическими
генераторами получили широкое применение,
совершенно естественной была попытка
накопить и сохранить электрические
заряды. В середине XVIII в.
в Голландии,
в Лейденском
университете
ученые под
руководством преподавателя
физики Питера
ван Мушенбрука нашли способ накопления электрических
зарядов. Таким накопителем электричества
была «лейденская
банка» – прообраз
электрического конденсатора.
Заряжалась она с помощью серного шара
фон Герике.
Зная, что стекло не проводит электричество, Мушенбрук (в 1745 г.) взял стеклянную колбу, наполненную водой, опустил в нее медную проволоку, висевшую на кондукторе электрической машины, и, взяв банку в правую руку, попросил своего помощника вращать шар машины. При этом он правильно предположил, что заряды, поступавшие с кондуктора от серного шара Герике, будут накапливаться в стеклянной банке (рис. 2.3).
После того, как, по его мнению, в банке накопилось достаточное количество зарядов, он решил левой рукой отсоединить медную проволоку. При этом он ощутил сильный удар. Так была изобретена лейденская банка (по имени г. Лейдена).
Лейденская банка, подключенная обкладками к электрической машине, могла накапливать и долго сохранять значительное количество электричества.
Постепенно
конструкция лейденской банки
совершенствовалась: воду заменили
дробью, а затем наружная поверхность
покрывалась тонкими свинцовыми
пластинами; позднее внутреннюю и наружную
поверхности стали покрывать оловянной
фольгой, и банка приобрела современный
вид.
Простейшими гальваническими элементами были элементы с одной жидкостью. К их числу относится вольтов столб и его видоизменения. Но, вследствие поляризации, действие таких батарей быстро ослаблялось, кроме того, они были неудобны в эксплуатации.
В.В. Петров в начале XIX в. создает предпосылки для создания аккумуляторов, проводит важнейшие эксперименты.
Изучив труды своих
предшественников в области электричества,
В. В. Петров пришел к логичному выводу
о том, что более полное и всестороннее
изучение явлений электрического тока
возможно при наличии крупных гальванических
батарей, действия которых будут более
интенсивными и легче наблюдаемыми.
В то время как распространенные за рубежом гальванические батареи состояли из нескольких десятков или сотен пластин, Петров построил батарею, состоявшую из 4200 медных и цинковых пластин или 2100 медно-цинковых элементов, соединенных последовательно.
Э та батарея располагалась в большом деревянном ящике, разделенном по длине на четыре отделения; для изоляции пластин стенки ящика и разделяющих перегородок были покрыты сургучным лаком. Общая длина батареи составляла 12 м – это был уникальный для своего времени источник электрического тока. Как показали современные эксперименты с моделью батареи Петрова, э. д. с. ее составляла около 1 700 В, а максимальная полезная мощность – 60-85 Вт.
Именно благодаря применению источника тока высокого напряжения Петрову в 1802 г. впервые удалось наблюдать явление
После открытия в 1829 г. А.С. Веккерелем явления поляризации им же была создана более совершенная конструкция элемента с 2-мя жидкостями. По мере совершенствования они получили широкое распространение.
Другим направлением в области создания электрохимических источников тока было построение электрических аккумуляторов или «вторичных элементов», как они долгое время назывались. Принципиальная возможность аккумулирования электрической энергии была установлена еще в начале XIX в. Но только в 1854 г. немецкий врач В.И. Зинстеден открыл способ аккумулирования. В 1859 г. француз Г. Планте наблюдал (независимо от немецкого ученого) то же явление и на его основе построил свинцовый аккумулятор. В 1880 г. К. Фор конструирует свинцово-кислотный аккумулятор. А.Н. Лодыгин разрабатывает теорию аккумулирования электричества для проектируемого электровертолета.
В 1886 г. М. Депре создает буферную аккумуляторную батарею.
В 1984 г. были созданы
серно-натриевые аккумуляторы, намного
превышающие по технико-экономическим
показателям свинцово-кислотные.
Восемь ключевых этапов инженерного цикла
Чак Чейз
Технический директор
В MJS Designs Чак Чейз является техническим директором и, в отличие от многих своих коллег в отрасли, занимает уникальную должность инженера-электронщика в MJS Designs.
В то время как многие инженеры тратят годы, если не десятилетия, на один проект, Чак может применить свои обширные знания и опыт в разнообразных проектах, реализуемых MJS Designs. В любой день Чак мог работать на автоматическая вспышка для коммерческого фотоаппарата, проектирование схемы для проект военного освещения , разработка ручного датчика замыкания на землю для энергетики, или даже проектирование контроллера зажигания для системы газового отопления.
Чак, выпускник инженерного факультета Университетов штата Колорадо и Аризоны, работал с такими компаниями, как Motorola, McDonnell Douglas и FLIR Systems. Чак имеет обширный опыт в области силовых цепей, взрывателей снарядов и бортового радиоэлектронного оборудования, и он посвятил много времени разработке усовершенствованных радиолокационных систем охраны периметра. Фактически, Чак много лет был клиентом MJS Designs и был настолько впечатлен их работой, что пришло время сменить карьеру; MJS Designs был логичным выбором.
«Как заказчик, мне всегда нравилось, что MJS Designs собирает мои электронные сборки. Аппаратное обеспечение, созданное MJS, запускалось и работало сразу же без необходимости отладки в 99% случаев. Какая экономия времени!! Уровень успеха с другими контрактными производителями был очень низким по сравнению с ним».
В среднем инженерный проект в MJS Designs длится 3-5 месяцев. Само собой разумеется, что некоторые проекты выполняются быстро, а некоторые проекты могут занять год и более, чтобы завершить инженерную часть разработки проекта. В MJS Designs всегда есть несколько активных инженерных проектов. Чак опирается на давние отношения с инженерными субподрядчиками, когда это необходимо для поддержки этих проектов или когда для проекта требуется узкоспециализированный опыт.
В общем, инженерный цикл MJS Designs состоит из восьми ключевых этапов.
Цикл технической разработки
1 – Этап предложения – На этом раннем этапе проекта MJS устанавливает первоначальный контакт с заказчиком и определяет уровень усилий, которые потребуются для удовлетворения требований проекта заказчика. Это требует значительного объема обсуждений и обмена информацией между MJS и заказчиком. MJS Designs работает с самыми разными клиентами, у некоторых из которых есть не более чем общая идея, набросанная на салфетке, которые стремятся построить свой первый прототип, в то время как у других есть всеобъемлющий и очень подробный список функций, опций и спецификаций, которые необходимы для разработки продукта или продвижения продукта.
Кроме того, MJS Designs также работает с компаниями, которым требуется реинжиниринг
После подробного рассмотрения требований проекта заказчику предоставляется предложение с фиксированной ценой, что является уникальным в отрасли. Требуется большой опыт, чтобы точно оценить инженерный проект, который не полностью определен, и предоставить фиксированную цену. После принятия клиентом предложения MJS проект переходит к этапу определения.
2 – Фаза определения – Эта фаза проекта дополнительно уточняет требования проекта и приводит к созданию спецификации продукта, которая определяет продукт, который заказчик получит. Время тратится с клиентом, чтобы получить полное и всестороннее понимание желаемого клиентом результата, вариантов функциональности, долгосрочных целей продукта и, конечно же, параметров бюджета. Как только заказчик утверждает спецификацию продукта, проект переходит к этапу проектирования.
3 – Фаза электрического/механического проектирования – После четкого определения всех спецификаций, желаемых результатов и функций начинается схематическая работа. Схематический проект является основным документом для любой сборки электроники. Схема показывает соединение компонентов в цепи четким и стандартизированным способом. Это способ сообщить, какие именно компоненты задействованы в цепи, а также как они связаны. Схемы, созданные MJS Designs, будут отображать имена и значения компонентов, а также метки для разделов или компонентов. Завершенная схема затем используется для создания Спецификация (ведомость материалов) . Схема и спецификация работают вместе, чтобы полностью определить электронный дизайн.
Член группы инженеров-электриков MJS создаст схематический проект, используя один из сложных инструментов для ввода электронных схем, доступных в MJS. Эти инструменты включают Altium Designer и некоторые другие. Инженер может использовать другие электронные инструменты для проверки электронного проекта. Эти инструменты могут включать в себя симуляторы Spice, калькуляторы MTBF, инструменты целостности сигнала и инструменты расчета мощности.
Для удовлетворения системных требований также может потребоваться некоторое машиностроение. Обычно это включает в себя разработку специальных корпусов для электроники, разработку пластиковых корпусов на заказ или модификацию готовых корпусов COTS для соответствия механическим требованиям проекта. Команда MJS Engineering работает с сетью партнерских компаний и подрядчиков, чтобы удовлетворить требования механического проекта. Обычно это делается параллельно с усилиями по проектированию электроники.
После того, как документы схемы и спецификации готовы, проект готов к «Fab» или изготовлению голой печатной платы (PCB).
4 – Проектирование печатной платы и этап изготовления – Инженерный отдел и отдел проектирования печатных плат работают вместе над созданием проекта печатной платы на основе схемы проекта и спецификации. Проектирование печатной платы — это процесс размещения компонентов на печатной плате с последующим определением фактической медной дорожки, которая соединяет электронные компоненты для завершения электронной схемы. Инженерия и Конструктор печатных плат сначала разместит компоненты для достижения механических и электрических целей системы. Эти цели могут включать размещение разъемов для упрощения прокладки кабелей и межсистемных соединений, соблюдение ограничений по высоте компонентов, накладываемых корпусом электроники, и снижение системного шума для соответствия стандартам EMI/EMC. Проектировщик также предоставит другую важную информацию для проектировщика, такую как уровни тока во всех частях конструкции, специальные требования к импедансу дорожки, специальную маркировку платы, спецификации монтажных отверстий и контрольных точек и т. д.
В случае с Чаком Чейзом в MJS Designs Чак часто сидит бок о бок с разработчиком печатных плат, чтобы убедиться, что требования проекта выполнены, а разработчик печатных плат полностью понимает желаемый результат проекта. После завершения проектирования печатной платы заказчику предоставляется окончательный вариант печатной платы для рассмотрения и утверждения. После согласования с инженерами, дизайнерами и заказчиком изготавливается голая печатная плата, и начинается процесс сборки печатной платы.
5 – Фаза сборки печатной платы – Фаза проекта сборки печатной платы включает в себя установку электронных компонентов на голую печатную плату. MJS Designs предлагает несколько типов печатных плат в сборе . Многие старые платы используют технологию сквозного отверстия, в которой используются компоненты с выводами, проникающими во все слои печатной платы. Наиболее распространенный тип сборки, используемый сегодня, известен как технология поверхностного монтажа (SMT), которая описывает метод, используемый для монтажа электроники на поверхности печатной платы. Многие печатные платы SMT включают макеты для корпусов в масштабе чипа. Примером может служить использование корпусов microBGA с шагом 0,4 мм. Устройства SMT помогают экономить место на самых маленьких печатных платах. MJS также выполняет установку компонентов как для свинцовых конструкций, так и для бессвинцовых сборок, которые с годами становятся все более и более популярными.
6 — Этап проверки сборки — На этапе сборки печатной платы проводится ряд тестов. К ним относятся автоматические визуальные проверки, чтобы убедиться, что все компоненты правильно ориентированы, подключены и чисты. В зависимости от требований заказчика печатная плата может быть проверена с помощью рентгеновского излучения или протестирована с помощью граничного сканирования или летающего зонда . По результатам испытаний сборочная бригада может изменить компоненты, чтобы привести сборку в соответствие со стандартами. Когда этап сборки завершен, собранные платы отправляются инженерам для интеграции и тестирования.
6 — Этап интеграции и тестирования — После завершения этапа сборки электроника передается в отдел разработки для окончательной оценки. Интеграция и тестирование относятся к процессу установки любого необходимого микропрограммного обеспечения или встроенного программного обеспечения (часто недавно разработанного) и обеспечения «запрограммированных» функций сборки, как указано в спецификации продукта. Часто это повторяющийся процесс, при котором прошивка/программное обеспечение модифицируются и повторно тестируются на оборудовании до тех пор, пока не будут достигнуты желаемые результаты. Обычно это разовое техническое испытание с использованием ограниченного количества плат. Тестирование, проведенное на этапе интеграции и тестирования, обычно переносится в функциональное тестирование большего объема путем создания процедуры функционального тестирования, которая будет использоваться отделом тестирования.
7 – Процедура функционального тестирования Этап – Важным и критическим элементом цикла разработки является завершение процедур функционального тестирования. Процедура функционального тестирования может быть создана либо заказчиком, либо компанией MJS в зависимости от потребностей и возможностей заказчика. Процедура функциональных испытаний определяет испытания, которые должны выполняться на всех сборках печатных плат в рамках заводских приемочных испытаний. Важно, чтобы процедура функционального тестирования была разработана знающим инженером, который понимает, какие тесты необходимо выполнить, чтобы убедиться, что электромеханическая система работает в соответствии со спецификацией продукта.
8 – Функциональное тестирование Фаза – Отдел тестирования MJS проведет функциональное тестирование при поддержке группы инженеров по мере необходимости. Подузлы электроники можно тестировать как автономные системы, или, если реальная система доступна, то сборку печатной платы можно установить и протестировать в реальном изделии. Часто функциональное тестирование выполняется в диапазоне температур, напряжений и других условий. Узлы также могут быть подвергнуты специальным испытаниям, таким как удар, вибрация, EMI, EMC, безопасность, HALT и другие, в зависимости от требований заказчика. Эти специальные тесты проводятся при поддержке внешних испытательных центров, с которыми MJS регулярно заключает контракты. Цель всех испытаний состоит в том, чтобы гарантировать, что сборка печатной платы и продукт будут работать в соответствии с пожеланиями и с высокой надежностью, когда они попадут в руки конечного потребителя.
Резюме
На любом этапе инженерного цикла MJS Designs поддерживает активную связь с заказчиком и готова сделать столько, сколько нужно заказчику для его инженерного проекта.
Компания MJS Designs уже много лет использует лозунг «От прототипа к производству». Эта мысль охватывает весь цикл проектирования с полным комплексом услуг «под ключ» и быстрым выполнением работ под одной крышей, поэтому заказчик может иметь дело с одной командой и ему не нужно отслеживать каждый этап процесса через разных поставщиков.
В следующей таблице показано разнообразие инженерных услуг, доступных через MJS Designs. Также обобщены технологические специальности и опыт MJS.
Инженерные услуги:
- Проектирование/анализ новых электронных схем
- Анализ существующих электронных схем
- Разработка встроенного программного обеспечения
- Разработка программного обеспечения высокого уровня/GUI
- Анализ отказа электронной системы
- Обратный инжиниринг
- Системная инженерия
- Термический анализ
- Разработка функциональных тестов
- Разработка теста граничного сканирования
- Разработка летающих зондов
- Конструкция механической упаковки
- Проектирование/анализ машиностроения
- Конструкция печатной платы
- DFX-анализ (включая DFM и DFT)
- Обновление технологии / устаревания
- Преобразование RoHS
- Анализ производственных затрат
- Техническая документация (спецификации, процедуры испытаний и т.
д.)
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы назначить время для обсуждения ваших идей с командой инженеров MJS Designs или в чате с экспертом по телефону www.mjsdesigns.com.
Ссылки
1 Бюро статистики труда, Министерство труда США, Справочник по профессиональным перспективам, издание 2014-15 , инженеры по электротехнике и электронике.Школа:Электротехника — Викиверситет
Из Викиверситета
Перейти к навигацииПерейти к поиску
| ||||||||||||||
|
| |||||||||||||