习题答案(第3版)剖析.pdf
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1、习题1 一、填空题 (附加 ) 1.可靠性是指产品在规定的时间 内和规定的 条件 下,完成规定 功能 的能力。 2. 通常所说的“三防”是指: 防潮湿 、防盐雾 和防霉菌 。 3. 物体的吸湿有四种形式:扩散、吸收、吸附和凝露 。 4. 防潮湿措施有 憎水处理、浸渍、灌封、密封等方法。 5.表面覆盖层按其性质可分为以下三类:金属覆盖层、化学覆盖层、涂料覆盖层。 6. 化学覆盖有: 发蓝(黑)、氧化、钝化、阳极氧化和磷化等。 7. 传热的基本方式有三种,即传导、对流和辐射。 8.电子产品常用的散热方法有:自然散热、强迫通风散热、液体冷却、蒸发冷却和半导体制冷等。 9. 减振器的物理作用还可以这样
2、来理解,因为振动是方向不断改变 的机械作用,当装上适当的减振 器后, 减振器能将支撑基座传来的机械作用的能量储存 起来, 并缓慢 地传到产品上去,当还来得及将全 部量传给产品时,支撑基座又开始反方向运动 了,这时能量由减振器重新交还给支撑基座。以后又重复 前面的过程,如此循环下去,就使产品所受的振动作用大为减小。 10. 对于磁场屏蔽:当频率较低时,屏蔽作用是屏蔽物对磁路分路 ,应采用相对导磁率高的铁磁 材料 做屏蔽物;当频率高时,屏蔽作用是屏蔽物对磁场的排斥 ,应采用导电性能好的金属 材料做屏蔽物。 二、选择题 (附加 ) 1.大功率晶体管不能和(C )靠得太正。 A.大功率电阻B.高压电容
3、C.热敏元件D.导线 2.正方形比圆形屏蔽罩对振荡电路参数的影响(B) 。 A.要大B.要小C.不便D.可大可小 3.下列元器件中(D)要远离大功率电阻。 A.瓷片电容B.高压包C.大功率三极管D.热敏电阻 4.电磁屏蔽一般采用(A )材料。 A.金属B.塑料C.玻璃D.云母 5.高频变压器通常用( B )做铁芯 . A.硅钢片B.铁氧钢C.塑料D.空气 6.高频系统中的紧固支撑零件最好使用(C ) 。 .金属元件.塑料.导电性强材料.高频陶瓷 7.散热片一般要远离(C) 。 .晶体管.电容器.热敏电阻.电源变压器 三、判断题 (附加 ) 1.屏蔽件不可以接地。 () 2电容器应进行屏蔽以减少
4、干扰。( ) 3.霉菌对电子产品没有危害。( ) 4.生产条件对电子产品没有要求。( ) 5. 磁场屏蔽时可以不接地。() 6. 产品的可靠性与经济性无关。( ) 7. 盐雾会使设备内的零部件造成短路、漏电,但不会造成运动部分的磨损。( ) 8.传导散热与材料有关,而与温差无关。( ) 四、综合题 1.电子产品主要有哪些特点? 电子产品的特点可归纳为以下几个方面: ( 1)具有“轻、薄、短、小”的特点,使它在知识、技术、信息的密集程度上高于其它产品。知 识和技术的密集,导致物化劳动的密集,因而产品附加价值也高。 ( 2)使用广泛。目前已广泛用于国防、科技、国民经济各个部门以及人民生活等各个领域
5、,并且 用于高空、地下、沙漠、海洋。因此,工作环境十分复杂,往往要在恶劣气候等条件下工作。 ( 3)可靠性要求高,对军用及航天设备,可靠性要求更高,否则会带来不可弥补的损失。 ( 4)精度要求高,控制系统复杂。当代科学技术的许多进步和人类征服自然的辉煌成绩,往往都 是由电子产品的高精度和高度自动化带来的成果。 2.生产条件对电子产品提出哪些要求? 生产条件对产品的要求有以下几个方面: ( 1)产品中的零件、部件、元器件的品种和规格应可能地少,尽量使用由专业厂生产的通用零部 件或产品。因为这样便于生产管理,有得于提高产品质量并降低。 ( 2)产品中的机械零部件,必须具有较好的结构工艺,能够采用先
6、进的工艺方法和流程。原材料 消耗低,加工工时短,例如零件的结构、尺寸和形状便于实现工序自动化。以无屑加工代替切削加工。 提高冲制件、压塑件的数量和比例等等。 ( 3)产品中的零部件、元器件及其各种技术参数、形状、尺寸等到应最大限度地标准化。还应尽 可能用生产厂以前曾经生产过的零件,充分利用生产厂的先进经验,使产品具有继承性。 ( 4)产品所使用的原材料,其品种规格越少越好,应尽可能少用或不用贵重材料,立足于使用国 产材料和来源多、价格低的材料。 ( 5)产品(含零部件)的加工精度和技术条件要求要相适应,不允许无根据地追求高精度。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
7、,尽量不搞选配和修配,力求减少 装配工人的体力消耗,同时也便于自动流水生产。 3.什么是可靠性?产品的可靠性包括哪些内容? 可靠性是指产品在规定的时间内和规定的条件下,完成规定功能的能力。 产品的可靠性包括固有可靠性、使用可靠性及环境适应性三类。 4.提高电子产品的可靠性一般采用哪些措施? 提高电子产品可靠性的措施: 根据电路性能的要求和工作环境条件选用合适的元器件,使用条件不得超过元器件电参数的额定 值和相应的环境条件并留有足够的富余量。 尽可能压缩元器件的品种和规格数,提高它们的复用率。 除特殊情况外,所有电子元器件都应按不同要求经过必要可靠性筛选取后,才能用到产品中去。 仔细分析比较同类
8、元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异,择优选用,并注意统计、 积累在使用和验收过程中元器件所表现出来的性能与可靠性方面的数据,作为以后选用的重要依据。 合理设计电路,尽可能选用先进而成熟的电路,减少元器件的品种和数量,多用优选的和标准的 元器件,少用可调元件。 合理地进行结构设计和严格生产制造工艺。产品在进行结构设计时,要充分考虑当前电子工业发 展中的新工艺、新材料、新技术,尽可能采用生产中较为成熟的结构形式,有良好的散热、屏蔽及三防 措施,防振结构要牢靠,传动机构灵活、方便、可靠,整机布局合理,便于装配、调试和检修。 加强生产中的质量管理。 合理贮存和保管。产品的贮存和运输必须按照规
9、定的条件执行,不然的话, 会在贮存和运输的过 程中受到损伤。保管也是如此,必须按照规定的范围保管,如温度、湿度等都要保持在一定范围之内。 合理使用。在使用产品之前必须认真阅读说明书,按规定条件操作。 定期检验和维修。定期检验可免除仪器在不正常或不符合技术指标时给使用造成差错,也可避免 产品长期带病工作以致造成严重损伤。 5 为什么对元器件进行老化筛选可以提高产品的可靠性? 因为电子产品的硬件故障大都直接以元器件的各种损坏或故障的方式表现出来。一方面是由于元器 件本身的缺陷造成的,而另一方面是对元器件选用不当所致。 老化筛选的目的是从一批元器件中选出可靠性较高的元器件,淘汰有潜在缺陷而导致早期失
10、效的产 品。理想的筛选是剔除所有潜在缺陷的元器件而不使良好的元器件受到损伤。因此, 元器件必须经过严 格检验和老化筛选,以排除早期失效的元器件,提高电子产品可靠性。 6.说明可靠性与经济性的关系,其对实际生产有如意义? 可靠性与经济性是一个辩证关系,为了提高产品的可靠性,就要在材料、工艺、设备和管理等方面 采取相应措施, 这就导致生产和科研费用的增加,但使用维护费用却随着可靠性的提高而降低,因而总 的费用却不一定增加。如果可靠性指标定得适当,总费用可达最低水平。反之,若可靠性指标低,就必 须增大使用和维修费用,总费用仍有可增加,使经济性变差。 这对实际产品开发、产品生产以及产品使 用都具有指导
11、意义。 7 说明潮湿的机理,潮湿对电子产品有哪些危害?通常采取哪些防潮措施? 物体的吸湿是由于物体周围空气中水蒸汽的分子运动,一部分水分子会被吸附在物体表面上,形成 一层水膜,并随着空气相对湿度的增高,水膜厚度也增大。这层水膜再通过扩散、吸收、吸附、凝露形 式进入物体内部。 潮湿将导致电子产品的表面电阻率下降,绝缘强度降低,甚至发生漏电、短路和损坏。潮湿还会引 起材料腐蚀、霉烂和金属生锈。 防潮湿措施主要有憎水处理、浸渍、灌封、密封等方法。 8.盐雾对电子产品有哪些危害?如何防盐雾? 盐雾的危害性主要是对金属及各种金属镀层的强烈腐蚀。防盐雾的方法主要是给金属进行有效的电 镀,即严格电镀工艺保证
12、镀层厚度,选择适当的镀层种类。 9 霉菌对电子产品有哪些危害?如何防霉菌? 霉菌侵蚀的结果,一般是降低材料的机械强度,严重时可使材料腐烂脆裂。另外可改变材料的物理 性能与电性能; 侵蚀金属或金属镀层表面,使之表面被污染甚至引起腐蚀。许多有机绝缘材料霉菌侵蚀 后,由于分泌出酸性物,而使绝缘电阻大幅度降低。霉菌的侵蚀尤其易使某些灵敏的电子线路的频率阻 抗特性发生恶劣变化。此外,霉菌还会破坏元件和设备的外观,以及给人的身体造成毒害作用。 防霉措施: 密封防霉。将设备严格密封,并加入干燥剂,使其内部空气干燥、清洁。 控制环境条件,防止霉菌滋生。 应用防霉剂。 10.电子产品中常采取哪些散热方式?各有何
13、特点? 在电子产品中常用的散热方法有:自然散热、 强制风冷散热、 液体冷却、 蒸发冷却和半导体制冷等。 自然散热方法最简便,主要是在结构上进行合理的热设计,将电子产品内部的热量畅通无阻地,迅 速地排到电子产品外部,使产品工作在允许温度范围内。 强制风冷是利用风机进行鼓风或抽风,提高产品内空气流动的速度,增大散热面的温差,散热效率 较高、便于实现。 液体冷却。 由于液体的导热系数、热容量和比热都比空气大,利用它作为散热介质其效果比空气要 好。 蒸发冷却就是利用液体在汽化时能吸收大量热量的原理来冷却发热器件的,这种方法散热效率高, 但结构复杂、成本高。 半导体致冷没有机械传动部分、不需致冷剂, 所
14、以,工作无噪声、 无振动, 同时易于实现自动调节、 致冷与加热转换。 11.机械作用对电子产品带来哪些影响?一般采取哪些防护措施? 机械作用对电子产品的影响主要是:元器件损坏失效或电参数改变;结构件断裂或变形过大;金属 件的疲劳等。 为了防止机械作用对电子产品产生不良影响,必须采取减振缓冲措施: (1)消除振源 减弱或消除振动和冲击的干扰源。例如电动机要进行单独隔振,对旋转部件应进行动平衡试验, 消除因制造、装配或材料缺陷造成的偏心引起的离心惯性力。 (2)结构刚性化 当激振频率较低时,应增强结构的刚性,提高电子产品及元器件的固有频率,以达到电子产品及 元器件的固有频率远离共振区。 提高元器件
15、、部件和结构件的抗振动、冲击能力。采取各种措施增加元器件、部件和结构件的强 度和刚性。 (3)隔离 在振动源与敏感元件之间引入隔离措施。虽然振动和冲击是两种不同性质的机械因素,但在结构 设计时,往往只采用一种装置来隔离振动和冲击的影响,这种既能减振又能缓冲的机械结构称为减振器。 12.对电子产品中的元器件,可采取哪些减振缓冲措施? 导线和电缆。通常都尽量将几根导线编扎在一起,并用线夹作分段固定,以提高其固有频率,提 高抗冲击振动能力。但单线连接有时是不可避免的,这时使用多股导线比单股硬导线好,跳线不能过紧 也不能过松。 继电器。 对舌簧型继电器, 应该使触点的动作方向和衔铁的吸合方向,尽量不要
16、同振动方向一致。 晶体管。小功率晶体管一般采用立装,为了提高其本身能抗冲击和振动能力,可以卧装、倒装, 并用弹簧夹、护圈或粘胶(如硅胶、环氧树脂)固定在印刷板上。为了提高大功率晶体管的抗振能力, 应把晶体管连同散热器一起用螺栓固定在底板或机壳上。 电容器和电阻器。小电容器一般采用立装和卧装两种方式,卧装抗振能力强,为了提高其抗振 能力,立装应尽量剪短引线,最好垫上橡皮、塑料、纤维、毛毡等;卧装可用环氧树脂固定。小电阻为 了提高抗振能力,应采用卧装;大功率电容和电阻,可采用固定夹、弹簧夹、固定支架、托架等进行固 定。对于电感、二极管等其它元件的安装类似于电容和电阻的安装。 变压器。变压器等较重的
17、元器件,应尽量安装在产品的底层,为了提高变压器的安装牢固性, 最好是利用变压器铁心的穿心螺栓将框架和铁心牢固地固定在底板上,其螺栓应有防松装置。 印制电路板。印制电路板较薄,易于弯曲,故需要加固。加固构件可以是金属或塑料板的成型框 架,也可以是完全灌封在塑料或硅橡胶中,对于小型的印制电路板,可无需加固。 13.什么是电场屏蔽?什么是磁场屏蔽?什么是电磁场屏蔽?并说明它们的屏蔽原理。 电场的屏蔽是为了抑制寄生电容耦合(电场耦合),隔离静电或电场干扰。电场屏蔽的最简单的方 法,就是在感应源与受感器之间加一块接地良好的金属板。 磁场的屏蔽主要是为了抑制寄生电感耦合。 对于磁场屏蔽:当频率较低时,屏蔽
18、作用是屏蔽物对磁路分路,应采用相对导磁率高的铁磁材料 做屏蔽物, 其原理是利用铁磁材料的高导磁率对干扰磁场进行分路;当频率高时, 屏蔽作用是屏蔽物对 磁场的排斥(这种排斥是由感应涡流引起的),应采用导电性能好的金属材料作为屏蔽物。 电磁场的屏蔽,除了静电场和恒定磁场外,电场和磁场总是同时出现的。在这种情况下,就要求 对电场和磁场同时加以屏蔽,即对电磁场屏蔽。 习 题 2 一、填空题(附加) 1. 电子材料按其导电性可分为绝缘体、导体和半导体三类。电阻系数10 -8 10-4 m 的为 导电材 料, 10 -4 10 -7m的为 半导体材料 , 1071020m以上则是 绝缘材料 。 2. 在自
19、然界中某些物体在受到外部压力 时,在其两端表面上出现符号相反 的束缚电荷 ( 产生电场 ) , 电荷的密度与外力成正比 。若给这种物体加上电场 它又会产生机械形变,我们称这种物体为压电体。它 们具有的这种特点叫压电效应,前者称为正压电效应,而后者称为逆 压电效应。 3. 声表面滤波器(SAWF,即 Sound Around Wave Filter 的缩写 )是用压电材料制成的一种集成滤波 器,它是利用正压电效应和反压效应的原理进行信号传播。不同频率的信号,在SAWF 中换能的能力 不同,从而形成了对不同频率信号的滤波能力。 4.导电材料的金属除应具有高导电性 外,还应有足够的机械强度 ,不易氧
20、化,不易腐蚀,容易加工 和焊接 。 5.形成良好粘接的三要素是:选择适宜的粘剂、处理好粘接表面和选择正确的固化方法。 二、选择题(附加) 1. 下列哪一项不是影响绝缘材料性能的主要因素(C ) A温度B湿度C压力D电场强度 2. 软磁材料的主要特点是(A )和低矫顽力 A高导磁率B低硬度C高硬度D低导磁率 3. 硬磁材料的主要特点是(C ) A低矫顽力B高硬度C高矫顽力D低硬度 4. 下列属于软磁材料的是(B ) A铜B硅钢片C永磁材料D铝 5. 下列属于硬磁材料的是(C ) A铜B硅钢片C永磁材料D铝 6. 采用共晶焊锡进行焊接的优点是(C ) A焊点温度高B流动性差C熔点和凝固点一致D表面
21、张力大 三、判断题 1. 硬磁材料(又称永磁材料)的主要特点是具有高矫顽力。( ) 2. 软磁材料的主要特点是高导磁率和低矫顽力。() 3. 导电材料主要是金属材料。() 4. 电磁线是有涂漆或包缠纤维绝缘层的铜线。( ) 5. 采用共晶焊锡进行焊接的优点是:焊点温度低、熔点和凝固点一致、强度高等() 四、综合题 1. 常用的导线有哪些?选用导线应注意什么? 答:常用的导线(线材)有电线和电缆两大类,它们又可分为裸线、电磁线、绝缘电线电缆、通信 电缆、安装排线、高压电缆等。 导线的选用要从电路条件、环境条件、机械强度等多方面来考虑。 2. 什么叫敷铜板?敷铜板有哪些类型? 答 :覆铜板是制造印
22、制电路板的主要材料,其结构是经过粘接、热挤压工艺, 使一定厚度的铜箔牢 固地覆着在绝缘基板上。 常用的覆铜板有酚醛纸基覆铜箔层压板、环氧酚醛玻璃布覆铜箔板、环氧玻璃布覆铜箔层压板、聚 四氟乙烯玻璃布覆铜箔层压板和聚酰亚胺柔性覆铜板等。按其结构可分为单面、双面、多层覆铜板, 以 及软覆铜板和平面覆铜板等。 3. 绝缘材料有哪些基本特性?常见的绝缘材料主要有哪些? 答:绝缘材料的基本特性: 绝缘材料具有很大的电阻系数(10 71020m以上) ,在直流电压作用下只有极微小的电流通过, 通常又称为电介质。但绝缘材料并不是绝对不导电的材料,这是因为在材料内部总多少存在一些带电质 点,一般在不太强的电场
23、下,电介质中参加导电的带电质点主要是离子,而金属的电导则完全是由自由 电子的移动引起的。当对绝缘材料施加一定的直流电压后,绝缘材料中会有极其微弱的电流通过,并随 时间而减小,最后逐渐趋近于一个常数,这个常数就是电介质的漏导电流。 在固体电介质中,漏导电流电流有两个流通途径,一部分电流穿过固体介质内部,称为体积漏导电 流,另一部分沿介质表面流过,称为表面漏导电流。 电介质在电场作用下产生极化现象。 在交变电电场作用下,电介质内的部分电能将转变成热能,产生电介质的损耗。 处于电场中的任何电介质,当其电场强度超过某一临界值时,通过介质的电流剧烈增长,致使介质 被局部破坏或分解,丧失绝缘性能产生电介质
24、的击穿现象。 常见的绝缘材料有:树脂、塑料、橡胶、绝缘漆、绝缘油、玻璃、陶瓷、云母、石棉等。 4.焊接材料包括哪些?共晶焊锡有什么优点? 答:电子产品的焊接材料包括焊料、焊剂和阻焊剂。 共晶点处的合金成分是锡61.9%,铅 38.1%,它的熔点最低(183)。按共晶点的配比配制的合金称 为共晶合金。共晶合金不呈半液体状态,可由固体直接变成液体。采用共晶焊锡进行焊接的优点是: ( 1)焊点温度低,减少了元器件、印制板等被焊接物体受热损坏的机会。 ( 2)熔点和凝固点一致,可使焊点快速凝固,减少焊点冷却过程中元器件松动而出现的虚焊现象。 ( 3)流动性好,表面张力小,有利于提高焊点质量。 ( 4)
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