前言：中文期刊网精心挑选了科研技术研发范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
科研技术研发范文1
关键词：高分子 材料阻燃技术 应用 发展
中图分类号：TQ31 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0198-02
高分子可燃材料具有优良的性能，其应用的范围也越来越广，特别是在建筑、交通、家具、电子电器等行业领域被大量使用，美化和方便了人们的环境和生活，获得了显著的经济效和社会效益，已逐渐代替传统材料。然而大多数该分子材料都易燃、可燃材料，在燃烧时热释放速率快、火焰传播速度快、发热量高、不易熄灭，还产生大量浓烟和有毒气体。随着高分子材料的广泛应用，其潜在的火灾危险性大大增加，因而如何提高高分子材料的阻燃性能，成为当前消防工作急需解决的一个问题。
1 高分子阻燃技术应用
1.1 高分子阻燃材料分类
关于阻燃高分子材料目前尚无明确分类，通常可按照获取阻燃性能的方式划分，可将其分为本质阻燃高分子材料和非本质阻燃材料两种。一种是材料本身具有阻燃性；另一种是通过加入添加阻燃剂获得阻燃性能。非本质阻燃材料可根据阻燃剂添加方式分为添加型阻燃高分子材料和反应型高分子材料。所谓添加型阻燃高分子材料，即在高聚物加工过程中，将阻燃剂以物理方式分散于基材中而赋予材料的阻燃性；反应型阻燃高分子材料的阻燃剂是在高聚物的合成中加入的，它作为一种单体参与反应，并结合到高聚物的主链或支链上，使高聚物含有阻燃成分[1]。
1.2 高分子阻燃技术
阻燃剂是用于提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。在现代化社会中，阻燃剂具有着诸多的类型，旨在能够为了切实满足不同环境下的防火需求，就其所包含的类型来看，主要可以分为以下3种。
第一种，是有机阻燃剂，主要用于针对有机物的燃烧预防，比如包括磷酸酯、卤系和纺织物等等，具有着耐久性的特点。
第二种为无机盐类阻燃剂，包括的产品主要有氯化铵、氢氧化铝等等材料，这种类型的阻燃剂具有着无烟、无毒与无害的优势，因此成为了目前应用领域最为广泛的一种阻燃剂。
第三种为有机和无机混合类型的阻燃剂，这种类型的阻燃剂通常被科学界认为是无机阻燃剂的升级版，拥有着和无机阻燃剂同等的优势，但相对来说具有着较高的成本，因此并未普及应用。而从不同阻燃剂的阻燃元素上看，又可以划分为几种，包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和硅系阻燃剂等，其各自有着相应的优势和缺点，但依然凭借着不同的特点被广泛应用于不同的防火领域当中[2]。
受到近些年科学技术飞速发展的影响，高分子材料的阻燃技术水平也获得了突破性的发展，包括阻燃剂微胶囊技术、交联与接枝改性等等，无论是何种新技术的应用，其作用原理都大体相一致，区别主要在于对人工合成技术的依赖程度有所不同，最明显的技术优势更是在于对传统材料阻燃之后所产生的有毒有害气体的转化，最具代表性的便是现代阻燃技术领域的纳米技术应用，不仅能够有效降低阻燃过程中各类反应对环境的污染，同时更凭借较高的技术水平全面提高了阻燃技术的安全性。
1.3 高分子材料燃烧及阻燃技术应用机理
高分子材料在空气中受热时，会分解生成挥发性可燃物，当可燃物浓度和体系温度足够高时，即可燃烧。所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程，涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解，且分解产生的可燃物达到一定浓度，同时体系被加热到点燃温度后，燃烧才能发生。而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时，高分子材料燃烧才能继续，否则将中止或熄灭。从高分子材料的燃烧机理可看出，阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。其中包括6个方面：提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。燃烧和阻燃都是十分复杂的过程，涉及很多影响和制约因素，将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的，一种阻燃体系往往是几种阻燃机理同时起作用[3]。
2 高分子材料阻燃技术的研发动向分析
2.1 高分子材料阻燃技术的现代化发展体现
在现代工业领域当中，阻燃材料凭借着自身所具有的阻燃优势，已经获得了越来越广泛的发展前景。传统的添加阻燃剂，在热量不断加升的同时，其有毒气体也将被释放出来，产生有毒气体将会严重危害心肺功能，因此，在传统阻燃剂中，也相应增加了磷酸酯等化学物质，以便于通过磷酸酯来提升材质的气体吸附能力，相比较来讲磷氮化合物拥有更加高等的吸附能力，正是由于添加型阻燃剂中存在以上不同的化学物质，因此，阻燃剂安全系数也将被提升。由此也就确定了磷系阻燃剂的地位。伴随着现代技术的发展各类阻燃产品均获得了良好的发展应用空间，各类阻燃产品的优势也开始越来越突出，由于阻燃材质中的阻燃性能受到影响，才最终达到阻燃的实际效果。相对来讲，阻燃技术也通过阻燃剂的化学功能，改变其传统的分子结构，以至于实现阻燃价值。因此，阻燃技术应具备一定的高分子材料脱水碳化功能，并在此基础上，吸收相关的有毒气体，当值在材料燃烧中，产生有毒气体，威胁相关人员的生命健康。对此应当进一步加大对现有阻燃剂的研发力度，并在科学技术的支撑作用下对现有的阻燃剂进行改善与功能领域的创新，使现有的阻燃剂能够具备传统的阻燃性能优势，还同时具有更多的现代化功能比如耐热、抗辐射等等[4]。
2.2 高分子阻燃材料的绿色发展趋势
高分子阻燃材料的绿色发展方向已经开始被充分重视，其是社会的现代化发展需要，阻燃剂在各个行业领域当中的应用量有着明显的增加，所有新材料与新产品的更新换代频率都在不断加速。而与此同时，人们的环保意识也在不断提升，因此，阻燃剂的技术发展方向也开始逐渐趋向于绿色化发展。尤其是近些年社会开始重点关注对可持续发展的建设，由此直接决定了阻燃剂的发展需要契合生态的关系。目前，国际当中已有一部分发达国家开始致力于从环保角度出发来限制对污染环境阻燃剂的生产与使用，该文认为，这样的现状本质上也是对人们生命财产安全负责的另一种形式。不可否认，中国作为生产制造大国，高分子产业的发展具有着显赫的地位，在国际阻燃材料飞速发展的大势所趋之下，消防部门同时出台了新的规定，旨在为阻燃材料的科学化更新提供明确的方向指引。在当前市场竞争激烈的形式下，阻燃技术的开发在外界的推动下有了技术上的提高。尤其是低毒低烟、无卤高效的环保阻燃剂更是起到了不可估量的作用。综上，不管是卤系阻燃剂还是无卤阻燃剂，其必然趋势都是向环保型无卤阻燃剂发展，发展方向都以低毒化、环保化、高效化、多功能化为主[5]。
3 高分子材料阻燃技术的优化改革动向
当前，对于阻燃技术的研究，我国还有待加强，在相关技术研发力度，以及自主研发等环节，相对于国外先机技术仍然存在较大的进步空间。但根据我国当前研发技术来讲，已经较传统技术提升了许多。近些年国家积极进行科研技术支持，在研究经费中，研究技术中，积极给予帮助，使得各项技术研发工作中逐渐扩大，研发力度也逐渐加深，在国家技术支持上，当前各项技术研发应用皆取得了良好的成绩，阻燃技术便是其中一项，在国家的扶持帮助下，阻燃技术应用价值逐渐得到挖掘，阻燃技术研发也渐渐深入到人们的视野之中。
由从传统阻燃技术当前的阻燃技术研发，期间经历中众多变迁，最早阻燃技术是由物理作用的帮助喜爱，实现对氧气的阻隔，最终达到阻燃的效果，当前新型阻燃技术的研发，使得性质阻燃上升至化学反应界面中，通过对材质化学分子的改变，使得可燃性材质逐渐具备阻燃技术，从融合阻燃逐渐转变成为无机阻燃，并在阻燃技术研发的过程中，更加注重了对有害有毒物质的处理，通过添加可吸附分子，将有毒有害物质进行吸附，在实现了阻燃技能的基础上，实现了无污染的目标。这种科技研发的成果符合了绿色发展以及可持续发展理念的要求。当前在阻燃技术研发中，微胶囊技术、纳米技术等其他技术的影响，使得可燃材料的阻燃效果大大得到提升，阻燃性能也随着阻燃效果不断变化。在阻燃技术应用中，复合型材料的应用也为阻燃技术提供了发展方向。
该文认为，在今后的发展中，随着阻燃技术的提升，阻燃性能的变化，必将使阻燃形态以及其他性能达到提高，并在科研技术的研发过程中，随着可持续发展理念的贯彻，坚信可燃材料阻燃技能将会更加环保。
4 结论
综上所述，通过对阻燃技术的研究可知，阻燃技术经历了从物理阻燃向化学阻燃技能的转变，在化学阻燃中高分子材料阻燃功能得到了有效的提升。随着阻燃技术研发的不断加深，我们坚信，阻燃材料的发展也会与之相适应，产品结构也会相应调整，我们必然会找到解决的办法，开发出符合人们需求的高分子阻燃材料。
参考文献
[1] 郭永吉.高分子材料阻燃技术的应用及发展探究[J].江西化工，2014（4）：208-209.
[2] 郭晓林，李娟，李莹.挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃技术现状与发展趋势[J].中国塑料，2014（12）：6-11.
[3] 高建卫.我国建筑保温技术进展及存在问题分析[J].材料导报，2013（S1）：276-280，284.
科研技术研发范文2
关键词：语音词典；惠州方言；唇位可视；语音可视化；SitePal
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）02-0195-04
A Visualization Technology Study on the Lip-position of Huizhou Dialect pronunciation
WANG Jian-hai，CHEN Shu-huan
（School of Information Science and Technology，Huizhou University，Huizhou 516007，China）
Abstract：Traditional Dialect Voice Dictionary or multimedia corpus can only hear dialect speech but cannot be directly observed situations of dynamic changes of pronunciation in the face， unable to obtain the direct visual impression of dialect pronunciation. This paper presents a method based on Huizhou dialect pronunciationreal-timedisplay of dynamic changes of lip.This paper marks feature points of the lips， recording changes of feature points of speakers’ lip and comparing them with Mandarin. Lip position changes of Huizhou dialect pronunciation can be filed into eight basic lip positions. It puts forward that the corresponding lip position changes of Mandarin can be converted from lip position changes of Huizhou dialect pronunciation by lip change equivalent word set. Based on the SitePal platform， the visual effect of the lip position of Huizhou dialect pronunciation is simulated by using the visual function of Mandarin pronunciation.By increasing the visual effect of lip-position， the users directly observe the visual changes of lip position of Huizhou dialect pronunciation. It is convenient for the user to imitate the pronunciation of Huizhou dialect which improves learning efficiency of Huizhou dialect and provides a new technological means for the protection and inheritance of Huizhou culture.
Key words：pronouncing dictionary；the Huizhou dialect；lip visualization；speech visualization；SitePal
1 概述
惠州方言，又Q“惠州话”，是一种通行于以惠州市惠城区为中心的地方方言。惠州方言保留了大量的古汉语成分，汇集了惠州地区人民千百年来形成的生存智慧，蕴含有丰富的内涵，是一种不可再生的非物质文化遗产。改革开放以来，惠城区经济日益发达、外来人口逐渐增多，在共同语和周边方言的冲击下，惠州方言以及其附近的各类小方言已日益式微[1]。为了抢救这一日益濒危的方言，有学者编著有纸质版的惠州方言词典（语料库）[2]，但纸质版本惠州方言词典采用了国际音标记音，通常只能由经过专门训练的方言研究人员才能通过国际音标正确拼读出方言语音，更难以理解其语义特征[3]，为学习者带来了很大的学习负荷，限制了惠州方言的传承。随着计算机技术介入，大规模地、系统地收集、存储、处理方言语音语料成为了可能，相应的许多学者也提出了各种方言语音词典或方言多媒体语料库的设计方案。通过这些设计可再现方言真实口语语音，但读者还是难以获得方言发音的直观视觉印象。也有学者为方言电子词典（多媒体语料库）增加了可视化的功能，但通常展现的是物理学语音方面的图谱，如：张绍麒等[4]设计的方言电子词典显示的是语音文件的时域波形图，李斌[5]设计的方言电子词典通过可视化技术标注了音节边界、峰值点、声韵母和声调信息。这些物理学意义上的语音图谱内容深奥，不直观，一般的方言电子词典用户或学习者难以通过这些科学图谱获得方言发音的感性认知，也难以直接利用其学习方言发音。
唇位可视也称为唇形模拟，是一种展现模拟发音人唇、牙、舌等部位在发音时变化情况的人脸动画技术。借助唇形模拟学习者可以直接观察到方言发音时唇位的变化，便于模仿，提高了方言的学习效率。唇形模拟的主流技术有基于文本驱动、基于自然语音驱动和音视频混合驱动三种[6]，以基于文本驱动的技术最为成熟，目前已有产品推出，如SitePal、CrazyTalk、TalkingPhoto等[7]。但现有产品的驱动语种是英语、汉语、法语、西班牙语等大语种，无法由地方方言直接驱动。
本文提出了一种根据惠州方言发音时展示唇部动态变化的方法，将复杂的惠州方言发音唇形变化归纳为少数几个基本唇形，通过唇形变化等效的方法，将惠州方言发音时的唇位变化转变为等效的普通话发音唇位变化，并在基于文本驱动的唇形模拟平台上实现出唇位可视效果。
2 惠州方言发音的唇位可视建模
为了实现对唇位可视的建模须对唇部进行参数化和标准化。MPEG-4是采用了基于对象编码的方式对包括唇部的人脸可视部位进行了细致的定量描述[8]，涉及人脸编码的主要有两个参数集：人脸定义参数集（FDP）和人脸运动参数集（FAP）。两个参数集总共定义了84个特征点，分成脸、眼、鼻、耳、唇等若干组，覆盖了整个人脸面部并具有较高的可移植性。
本文采用MPEG-4人脸模型规范的唇部特征点对惠州方言发音的唇部特征进行定量描述。MPEG-4参数集中对唇部共定义了18特征点，见图1，通常可分为4组[9]。利用18个特征点基本能满足描述惠州方言发音时的唇形特征的需求。
第1组：外唇边缘定义点，共2个，分别为：8.3、8.4；
第2组：内唇边缘定义点，共2个，分别为：2.4、 2.5；
第3组：外唇口型张合定义点，共8个，分别为：8.6、8.9、8.1、8.10、8.5、8.7、8.2、8.8；
第4组：内唇口型张合定义点，共6个，分别为：2.7、2.2、2.6、2.8、2.3、2.9。
为了记录惠州方言发音的真实唇部特征及其变化情况，本研究对发音人发音时的唇部变化进行了摄像记录，并人工标注出图像中的特征点。具体方法是，首先，用高清摄像机拍摄发音人未发音时的初始唇形，此静态唇形影像是后续特征点标注的基础。然后，再让发音人逐字对照文本语料进行发音，记录下发音人发音过程中的唇形变化过程。为了便于对唇部进行标记，可参照图1特征点位置，对在发音人的唇部涂抹色彩标记。最后，将获得的影像逐帧标记出唇位特征点。用同样的方法可记录普通话发音人发音时的唇部特征及其变化。获得两类发音的唇形特征点数据集后，可统计分析二者发音时唇形变化的区别，并寻找二者对应的匹配关系。
以往的研究发现人类唇部运动及唇部运动的组合可构成发音的各类唇形，共可归纳为八种基本唇形，分别是：张唇、闭唇、圆唇、升上唇、降下唇、突唇、翘唇和收缩嘴角[10]。本研究通过对采集得到的惠州方言发音人发音唇形变化特征的数据分析发现，惠州方言与普通话的声母、韵母发音时的唇形变化特征均符合上述规律。更复杂的词语或句子的发音唇形变化则可由上述八种基本口型通过排序及线性组合构成[11]。表1，列举了惠州方言和普通话发音时由唇形变化构成的口型及其组合。
设，唇形变化集为：
[V={vi|i=1…8}] （1）
其中，[V]中元素分别代表八种基本唇形，分别是：张唇（[v1]）、闭唇（[v2]）、圆唇（[v3]）、升上唇（[v4]）、降下唇（[v5]）、突唇（[v6]）、翘唇（[v7]）和收缩嘴角（[v8]）八种基本唇形。
对于一个词句的发音，其唇形变化可表示为一个由[n]项与时间先后顺序相关的基本唇形有序集：
[P={s1=（vi，t1），s2=（vi，t2），…，sn=（vi，tn）}] （2）
其中，[s1，s2，…，sn]为在时间序列[ti]时刻的发音字。则发音字集可表示为：
[S={si|i=1…n}] （3）
定义1：如果两个发音字集不完全相同，但生成的基本唇形有序集却完全相同，则称这两个发音字集互为唇形变化效果等效字集，简称等效字集。即：
如果存在[S1≠S2]，但[P1=P2]，则[S1?S2]。
例如，惠州方言语句“阿爸好中意讲古仔”（爸爸很喜欢讲故事），发音时其基本唇形有序集为：
[PH={s1=（v5，t1），s2=（v2，t2），…，s8=（v5，t8）}]
其中，[SH={si|i=1…8}={阿，爸，好，中，意，讲，古，仔}]
通过对比，上述惠州方言词句发音唇形变化效果等效于普通话语句“阿爸好正意光古杰”。即：
[PM={s1=（v5，t1），s2=（v2，t2），…，s8=（v5，t8）}]
其中，[SM={si|i=1…8}={阿，爸，好，正，意，光，古，杰}]
根据定义1，[SH≠SM]，但[PH=PM]，则[SH?SM]。
即：惠州方言语句“阿爸好中意讲古仔”与普通话语句“阿爸好正意光古杰”对于唇形变化效果等效，二者互为等效字集。因此，可将上述普通话语句输入到文本驱动型的唇形模拟平台，得到的唇形变化效果与惠州方言发音的唇形变化效果相同。
3惠州方言发音的唇位可视实现
惠州方言发音的唇位可视实现可借助现有的唇形模拟平台。典型的唇形模拟平台有SitePal、MS Agent、CrazyTalk、Talking Photo等。各唇位模拟平台的对比见表2[12，13]。通过对比发现，SitePal采用了Morphing动画技术，可模拟并合成出较为真实的人脸动画，具有丰富的Model库并可自建Model角色，其采用Text-to-Speech引擎产生语音输出，可由文本直接驱动发音，支持的语种包括汉语普通话在内，并能自动生成包括唇形动态变化在内的人脸动画，生成的唇形模拟自然程度比较高，具有较强的真实感。此外，SitePal生成的动画可直接嵌入网页或系统，兼容性好，是进行唇形模拟的较为理想的平台。
由SitePal构建惠州方言唇形模拟的步骤是：
1）设置“Model”（角色）：在SitePal的模型库选择Model，配置Model的脸部器官参考点。由于模拟的主要是唇形，因此参考点的配置可依据MPEG-4参数集选择对应的唇位特征点。
2）生成等效发音字集。依据采集得到的惠州方言发音唇形化特征的数据，生成惠州方言与普通话的等效发音字集。
3）生成并优化唇形模拟动画。将普通话的等效发音字集输入SitePal平台，由平台生成唇形模拟结果数据集并将此数据集加载在Model上，得到唇形模拟动画。实时观察动画效果，并可通过微调唇位特征点位置优化动画效果。
4）唇形模拟动画。SitePal具有网页和本地等多种动画功能，可嵌入宏代码在网页上，或直接用Swf格式播放器播放本地动画文档。
本文采用人工评价的方法对唇位可视效果进行了评价。评价人观察动画后从以下四个标准中选择一个作为评价结果。
完美。完美是指，唇动画连续自然，符合视觉习惯，与发音配合完美，能准确反映惠州方言的发音的唇部变化特性。
可接受。可接受是指，唇动画连续性尚可，基本符合视觉习惯，与发音配合略有迟滞，基本能反映惠州方言发音的唇部变化特性。
一般。一般是指，唇部动画能感觉到明星的断续感，勉强符合视觉习惯，与发音配合有明显的迟滞，勉强能分辨出是惠州方言发音的唇部变化特性。
不可接受。不可接受是指，唇部动画断续严重，不符合视觉习惯，与发音完全不能配合，不能分辨出是何种语言在发音。
本文安排了13名以惠州方言为母语的评测员按照上述四种评价标准对惠州方言发音的唇形模拟动画进行评测。13个有效评价中，选择“完美”、“可接受”、“一般”、“不可接受”的数量分别是7、4、2、0，即所占百分比分别为：53.8%、30.8%、15.4%、0%。可见，由本文方法得到的惠州发言唇形模拟动画人工评价的结果在“完美”和“可接受”之间。唇动画较为连续自然，符合视觉习惯，与发音配合也基本没有迟滞。评价人反馈的主要问题是部分唇形动画与惠州方言发音时的唇部变化不吻合。这主要是部分惠州方言的字词缺少与普通话的等效发音字集造成的。此外，部分惠州方言发音与普通话发音的唇形在变化幅度上存在差异，例如有些发音唇张角大小差异较大。
4 结语
本文从惠州方言唇部的特征点入手，通过对惠州发言发音时唇部特征点的记录、对比与分析，发现惠州方言发音时发唇变化可归纳为少数基本唇形，并可将惠州方言唇位变化通过唇形变化等效字集转化为普通话发音唇位变化。本文利用SitePal平台的普通话发音唇位可视功能模拟出了惠州方言发音时唇位变化的可视化效果。由人工评价结果看来，采用本文方法生成的惠州方言唇形模拟动画效果连续自然，符合视觉习惯，发音配合良好，大部分字词的唇形模拟与真实惠州方言发音时唇位变化吻合，效果尚属满意。在下一步的工作中，仍需跟踪、分析更多的惠州方言唇部特征点，扩大基本唇形集，使得等效模型更加精确；并尝试采用SitePal平台支持的其他语种如英语、法语、日语、西班牙语等来生成等效字集来模拟惠州方言发音时的唇位变化。
参考文献：
[1] 陈淑环，盘文伟.惠东濒危畲语的活力与保护[J].惠州学院学报，2013（5）：15-20.
[2] 陈淑环.《惠州方言词典》评介[J].惠州学院学报（社会科学版），2008（1）：118-122.
[3] 陈淑环.惠州方言“脚”的语义网络及其文化特征[J].惠州学院学报，2016（02）：28-32+37.
[4] 张绍麒，张文峰，姜岚，等.计算机辅助方言研究系统的建设与胶东方言电子语音语料库的研制[J].鲁东大学学报（哲学社会科学版），2006（3）：120-123.
[5] 李斌.用Elan建设单点方言多媒体语料库[J].方言，2012（02）：178-190.
[6] UZ B， GUDUKBAY U， OZGUC B. Realistic speech animation of synthetic faces[C]//Computer Animation 98. Proceedings， 1998： 111-118.
[7] 张家华，张剑平.口型模拟技术及其在网络课程中的应用探索[J].现代教育技术，2010，20（3）：35-38.
[8] TEKALP A M， OSTERMANN J. Face and 2-D mesh animation in MPEG-4[J]. Signal Processing Image Communication，2013，15（4C5）： 387-421.
[9] 刘小丹，黄翠翠，齐映雪.日语学习软件中假名驱动口型动画技术研究[J].电化教育研究，2011（12）：76-80.
[10] MELISSA E， HACOPIAN N， LADEFOGE P. Dissection of the speech production mechanism[M]. Los Angeles： UCLA，2002.
[11] 李皓，陈艳艳，唐朝京.唇部子运动与权重函数表征的汉语动态视位[J].信号处理，2012（03）：322-328.
科研技术研发范文3
基于课程特点以及电子技术的发展，传统的授课方式已不能适应日益发展的技术要求。在多年的教学实践与改革中，本教学中心不断探索，逐渐将现代电子设计自动化技术的新方法、新工具和新手段应用于教学环节。本文以“频率补偿电路”为例，讲述multisim仿真工具、filterlab滤波器设计软件、protel DXP电路设计软件等新工具在电子线路设计课程中的应用。
1 频率补偿电路设计
频率补偿电路是对某传感器电路模块（如图1所示）的高频特性进行补偿，使其-3dB截止频率为50KHz。
图1 传感器电路
经理论分析，该模块的传递函数为：
（1式）
由传递函数可得该系统的零点为（13.2kHz），二重极点为（6.6kHz）。采用零、极对消方式，对该模拟模块的高频特性进行频率补偿，则频率补偿电路的传递函数为：
（2式）
其中f1为频率补偿后系统的-3dB截止频率。
当S=0时，系统传递的为直流量，此时H0（s）=1，可求得K约为18.07
故 （3式）
由3式可知该频率补偿电路可由两个低通滤波电路和一个全通滤波电路并联而成。传递函数分别为为1、、 。由于常数A、B（正或负）的存在，低通滤波和带通滤波电路后还应加入放大或衰减电路（同相或反相）环节。
2 《电子技术课程设计》课程安排及要求
第一阶段：教师讲解整个设计系统要求、各项技术指标的含义，使学生对整个设计有初步了解和认识。同时完成学生的分组，两人一组自愿组合，做好前期准备。
第二阶段：教师系统地讲解整个设计中所需要用到的新技术和新工具，采用专题的方式讲解multisim仿真工具、filterlab滤波器设计软件、protel DXP电路设计软件，并安排学生辅以简单的练习，以达到初步掌握的目的。
第三阶段：学生根据设计内容，查找相关资料，对方案进行具体论证。用filterlab滤波器设计软件按要求设计两个低通滤波器，确定滤波器的电路形式及参数；用multisim仿真工具对各单元电路进行仿真，最终完成整体电路仿真，实现截止频率为50KHz。
第四阶段：学生完成电路板的制作，利用protel DXP电路设计软件完成原理图及PCB板绘制，并且完成PCB的制作及元器件的焊接、调试。
第五阶段：学生完成整个设计系统的整机联调，测试技术指标，完成设计报告。设计报告包括：系统方案论证；各单元电路参数的选择与计算；各单元仿真电路及仿真结果；各单元电路的调试及实际改进的电路图；系统测试结果；全文总结。
通过对“频率补偿电路的设计”这一电子线路设计课题，学生学会了multisim仿真工具、filterlab滤波器设计软件、protel DXP电路设计软件等新工具在电子线路设计中的应用。图3是学生利用multisim仿真工具得到的50KHz截止频率的波特图，图4是利用protel DXP电路设计软件完成了频率补偿电路的PCB板绘制。
由此可见，采用此种教学方法，学生不仅能够很好的使用新工具、新技术，而且清楚的掌握电子线路综合设计的一般方法和设计流程。通过具体设计的实现，能调动学生学习的积极性，加深对理论知识的理解，提高实际解决能力，有利于系统地、科学地培养学生的实际动手能力、工程设计能力及创新设计能力。
图3 multisim仿真50KHz截止频率的波特图
图4 频率补偿电路的PCB板
参考文献：
[1]谢自美.电子线路设计.实验.测试（第二版）[M].华中理工大学出版社.
[2]刘树棠.信号与系统（第二版） [M].西安交大.
[3]尹勇 李林凌.Multisim电路仿真入门与进阶[M].科学出版社.
[4]Filterlab 2.0 user’s guide，Microchip.
[5]马丕明等.一种“电子线路课程设计”教学平台[J].电子电气教学学报，第34卷，第2期，2012，4.
作者简介：
[1]汪文蝶，女，出生年月：1985年9月，硕士，初级实验室，四川师范大学 物理与电子工程学院，主要从事单片机、电子线路设计等研究工作。
科研技术研发范文4
关键词：计算机科学与技术；发展趋势
1、计算机技术发展迅速的原因
1.1经常性、连续性、创造活动的出现
经常连续不断的创造性活动是推动计算机技术快速发展的动力之一。这种创造性活动在本质上是在对大量信息进行处理的现实需求的推动之下的计算机相关的科学理论的不断的更新和发展。
1.1.1现实的需求是计算机科学与技术创新的动力
计算机的兴起，很大程度上是由于第二次世界大战对信息处理的迫切需求。这使得大量的相关的资源和人力可以投入到计算机的研究和开发的过程中，促使了计算机的诞生。而计算机的民用化是由于研究所、政府部门以及大学的实验室对信息处理的需求不断的增强。尖端技术领域和工程设计领域对计算机的运算速度和储存容量有着更加高的需求。这一切都让经常连续性的创造活动不断的迸发。在商业计算机领域，比对手抢先一步新的计算机产品往往意味着比对手占有更多的市场份额。这样，在利润最大化需求以及竞争压力的驱动下，使得企业不断的加大科研力度，加快新技术的开发与研制，使得计算机技术的发展能够跟上市场的需求。这无疑促进了计算机科学与技术的更新速度。
1.1.2 计算机技术理论的发展促进了技术的进步
从事计算机技术相关研究的科学家在反复的实验中，获得了大量的设计灵感和理念，这些理论往往又会在计算机的产品中得到表现。理论上可行的技术还必须经过实践的检验。甚至有时候试错的过程也会带来意想不到的灵感，从而带来新的计算机设计理念。例如，铝硅触面在集成电路的实际应用中经常出现问题，在试错的过程中，铝硅氧化物被发现，这直接推动了超大规模型集成电路的发展。同时，新技术的不断发现又会推动更新技术的产生。例如，铝硅肖特基势垒就是在铝硅氧化物触面控制的基础上被攻破的。在试错的过程中，通过对经验的归纳总结，发现了大量的计算机技术，不断的进行着研究、开发、设计和演化。这个过程的不断的循环往复，催生了大量的新的计算机技术。
1.1.3 信息共享是计算机科学与技术发展的基础
在计算机科学与技术的领域内，信息共享是其进步的基础和关键。在信息共享的基础上，创新活动可以获得最新的技术与资料的支持，这样的技术起点比较高，可以避免浪费，缩短研究周期、提高研究质量。
1.2 稳定明显和迅速的选择机制
当两个价值相近的技术同时出现而只能选择一个的时候，往往需要很长的一段时间进行相关的论证，而在这段论证的时间内，最后的选择往往受到很多不确定因素的影响。因此，在这个论证的过程中，要充分发挥各种选择机制，尽量做到全方位、多角度进行论证。
2、计算机科学技术的具体发展趋势
2.1运算速度大大提高的高速计算机
近年来，美国人发明了一种通过空气的绝缘性来大幅度提高电脑运行速度的新技术。由纽约保利技术公司研究人员发明生产出一种电脑中使用的新型电路，这种电路的芯片之间是由一种“胶滞体包裹的导线”进行连接的，而组成这种“胶滞体”的物质中有 90%的成分，空气，众所周知，空气恰恰是一种不导电的优良的绝缘体。经实践研究表明，计算机运行速度的快慢与晶体管或芯片之间信号的传递速度有直接关系，目前国际上普遍采用的“硅二氧化物导线”在信号传递的过程中一般都会吸收掉一部分信号，因此延长了传递信息的时间。而保利技术公司研究制造的这种“胶滞体导线”，在信息传输过程中几乎没有吸收任何信号，所以它能够更快的传递信息。除此之外，这种导线不但有利于大幅度降低电耗，节约材料成本，而且无需更改计算机芯片，可直接安装，最重要的是极大的提高了计算机运行速度。但美中不足的是，这种导线的散热效果较差，无法及时排出电路生成的热量。为此，保利公司迅速组织科研人员，针对这一缺陷进行创新改造，终于研究出一种“电脑芯片冷却”技术，即在计算机电路中置放许多装有液体的微型管道，用以吸收电路在工作中形成的热量。电路开始发热时，其产生的热量可以将微型管中的液体汽化，汽化之后的物质逐渐扩散到微型管的另一端，会重新凝结，顺流到微型管底部，从而达到吸收热量、有效散热的功效。目前，美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验，如果实验取得成功，“空气胶滞体”导线技术将被广泛应用于全球计算机的使用中，有助于大幅度提高计算机的运行速度。
2.2超微技术领域的生物计算机
早在二十世纪八十年代，生物计算机就已经投入研制了，这种计算机最大的特点就是利用生物芯片，由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中，信息是以波的方式进行传递的，其运算速度快的惊人，几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍，且具备强大的储存空间，而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一，这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力，因此，它可以通过自我组合而合成新的微型电路，这样就使得计算机具备了生物体的基本特征，因此被称为生物计算机。例如：这种计算机可以通过生物自身的调节作用自主修复出现故障的芯片，甚至能够模拟人脑进行思考。1994 年，美国首次将生物计算机公诸于世，随之公布的还有模拟电子计算机而进行的逻辑运算，并提出了解决“虚构”的七座城市之间路径问题的最佳设计方案。前不久，来自世界各国的二百多名计算机专家学者就曾经齐聚美国的普林斯顿大学，联名呼吁计算机科技应向生物计算机领域努力进军。根据现在的生物计算机技术发展来看，预计将在不久的未来，制造出通过物理和化学作用就能检测、处理、储存、分析、传输数据信息的分子元件。
2.3以光为传输媒介的光学计算机
光学计算机是一种以光作为信息传输手段的计算机，这种计算机与传统计算机（电子）相比，具有诸多优势特点：光速度有目共睹，这是电子计算机永远无法比拟的，并且光速具有一定的频率和偏振特征，大大提高了光学计算机传输信息的能力；光的发射根本不需要任何导线，即使发生交会也不会造成干扰；光学计算机的智能水平也大大高于电子计算机。可见，光学计算机是人类不断追求的理想计算机。早在二十世纪九十年代，世界各国以及各个科研机构，就已经投入大量的人力、物力、财力用以研发“光脑技术”。其中，由英国、德国、法国、意大利等 60 多个国家组成的科研队伍研发的光学计算机成果显著，该计算机的运算速度比电子计算机快了一千多倍，而且准确率相当高。除此之外，有些超高速计算机只能在低温状态下运行，而光学计算机不受温度的限制；光学计算机的存储量超大，抗干扰能力超强，不管在什么条件下都能正常运行；光脑具有与人脑相似的特性，就算系统中的某一元件出现损坏，也不影响运算结果。
2.4含苞待放的量子计算机
计算机专家已经根据量子学理论知识，在量子计算机的研制方面取得了一定成果，如：美国科学家已经成功完成了 4个“锂离子”量子的缠结状态，这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。
参考文献
科研技术研发范文5
1.有利于理论与实践一体化课程体系的构建高职教育的教学特点是注重实践能力的培养，理论知识以够用、必须为原则，但如何把握理论知识的够用与必须，须在实践中进行归纳与总结。课程内容的设计要以理论结合实践展开，以实践带动理论，理论指导实践，实践后深化理论，再指导下一次实践，形成一良性循环。课程设计既要打破传统教学体系的格局，又要具备条理性、逻辑性，不能散、乱。并且在项目开展中，教师也应适当对理论知识进行拓展，开阔学生的知识面，避免理论的片面化和局限性。基于工作过程的课程打破学科型课程教学以知识灌输、学生被动接受、实践与理论脱节的实施方式，形成主要进行任务实施、学生主动构建，融教、学、做一体的实施方式。
2.有利于调动学生的学习积极性传统的“教师讲、学生听”教学方式施教，学生听后感到枯燥无味，甚至厌烦;有些内容学生由于不感兴趣，听不进去，常感到难学、难懂，课程内容积累较多以后，学生对知识缺少系统了解和掌握，结果造成厌学或放弃的想法。而工作过程导向的教学模式，以学生为中心，突出调动学生的学习积极性，强调教学过程中的激励和启发效应，培养学生的创造能力和独立工作能力。让学生进行实践项目设计、实际工况分析、操作测定、异常操作的辨析与处理、数据整理等，培养学生的参与意识，充分调动学生的学习兴趣与积极性，从而达到职业能力与职业素质培养的目的，增强学生的就业竞争力。
3.有利于学生职业能力的培养传统的“基础课一专业基础课一专业课”的三段式的课程体系及先理论后实验的课程模式，是以传授经验、知识为主，它的特点是以学科课程为主，辅以一定的活动课程，偏重理论知识的完整性、系统性和严密性，轻视实践知识的实用性和实践性。难以根据社会发展的需求来调整教学内容，教学内容教条、落后，是一种僵化的不能适应社会发展的需要。而基于工作过程的高职课程的学习内容是根据实际工作任务来组织，将职业能力融入完成工作任务的过程中。在完成工作任务过程中，学生通过实践、试验、分析、评价、思考、改进、创新等行动来掌握学习内容，采取校内实验、实训，校外实习的训练环节保证学生职业技能的获得，充分体现“学习的内容是工作，通过工作实现学习”的工作过程系统化课程的核心理念，促进学生职业能力的形成。
二、基于工作过程的课程的开发实例
科研技术研发范文6
关键词：可持续发展 技术创新 思路 措施
一、企业可持续发展研究
(一)企业可持续发展的内涵
广义的“企业可持续发展”应包含两个方面的含义：一是企业对人类社会发展的可持续性影响；二是企业自身可持续发展。前者是合理使用自然资源和能源，保护环境，保护生态平衡统一。后者反映企业在追求长盛不衰的发展过程中，既要考虑近期的利润增加和市场扩大，又要考虑持续盈利增长，并且要建立和维持良好的公共关系。其基本要求是避免在可预见的将来由于效益滑坡，投资决策失误、人力资源枯竭等因素导致企业陷入困境甚至破产。其基本前提是在持续性的基础上，保持规模连续扩大，素质不断提高。如资本量、人力资源量等方面的扩大，技术素质和管理素质等方面的不断提高等。而狭义的“企业的可持续发展”就是指企业自身的可持续发展。在此，主要采取狭义上的企业可持续发展的概念进行论述。
(二)影响企业可持续发展的因素
影响企业可持续发展的因素主要有外部因素和内部因素两个方面。外部因素主要包括市场因素、宏观环境因素(如政策、法律、社会文化等)、微观环境因素(行业内的竞争对手、顾客、供应商等)。内部因素主要包括经营管理水平，人才技术水平、资本、信息、企业文化等。
(三)判断企业可持续发展的标准
除了广义上的企业可持续发展应从企业对环境的影响、资源的影响及社会的贡献3个方面考察外，从狭义上即企业自身的能否可持续发展对我国企业进行考察，目前来说更具有现实意义。
从狭义上对我国企业的可持续性进行考察，应从生产技术的可持续性、生产资源的可持续性、人员素质和管理体制水平的可持续性及技术经济效果的可持续性等方面来考虑。
衡量生产技术是否具备可持续性可从职工和技术人员素质状况、产品更新速度、技术的绿色程度、技术的资金投入数量等方面考虑。企业的经营管理水映在企业的管理体制、企业组织结构、经营管理者的素质及人员使用制度等因素上。良好的技术经济效果是企业生存和发展的基础，分经济效益和社会效益两个方面。企业的发展是否具备可持续性与企业的技术经济效果的可持续性有密切的关系。
(四)企业可持续发展与技术创新的关系
从上述的理论分析过程可以看出，现代企业竞争己日趋广泛而激烈，企业要在激烈竞争的环境中生存，并保持可持续发展的势头，必然要求企业具有持续的竞争优势，以获得长期的增长和经济利润。而竞争优势持续性受到技术(产品)生命周期的约束，这要求企业在技术轨迹的顶峰(衰退期)到来之前，必须做出再次技术创新的战略决策。因此，企业只有保持持续的技术积累和不断的技术创新，才能保持企业的可持续发展。从另一方面讲，企业进行技术创新的本质就是追求市场竞争优势，持续创新也必然就是企业可持续发展的前提和动力。
从辩证的角度来看，企业可持续的发展，不会是局限于简单生存方面的意义的发展，它必然要求企业规模的扩大、组织制度的完善以及利润的增长。这些必将对企业的再次创新提供更加良好的基础支持。因此，企业的可持续发展与技术创新是相互制约、相互促进的关系。而二者相互促进的良性循环，正是企业可持续发展的根本所在。
二、企业的技术创新研究
在广义的概念上，技术创新包括研究开发与工程化、商品化、市场化、产业化等环节，也包括这些环节中所需要的管理和组织创新。从技术创新的过程上，技术创新包括基础研究、应用研究、中间试验、生产、销售5个相互衔接的阶段。前3个阶段称为研究开发，即R&D活动后两个阶段属于经济活动。而狭义的技术创新仅指生产技术的创新，即产品、工艺的创新。(本文论述主要采取技术创新这一狭义的概念)。
1、技术创新是一种使科技与经济一体化，加速技术转化速度，提高技术应用效率和效益的发展模式。其核心是科研活动与经济建设的一体两面，本质是科学技术转化为现实生产力的桥梁与中介。
2、技术创新是一个系统工程，一个从新产品或新工艺设想的产生到市场应用的动态过程。它包括从某种新设想的产生，经过研究开发或技术引进、中间试验、产品试制和商业化生产直到市场销售这一系列的活动。
3、技术创新的成果通常是以实体形态的技术装置和工具表现的物质产品，同时也包括工艺、方法的软件及设计图纸、技术文件等知识形态的产品。
4、技术创新是一种以市场为导向，以技术为基础的创新活动，但它并不强调任何一项创新都要以研究开发为起点。这也就是说，从科学发现的原理找到依据，构思出可行的技术模型，设计和制造出新产品，即不直接依靠发现和发明，而利用现有的技术储备，改进与组合已有的技术，也是技术创新；将成熟的技术转移到新的领域，同样也是技术创新。
5、技术创新以产生商业化的产品、工艺和服务为目的，并以实现商业价值为其成功的标志。再先进的高级技术，如果其成果不能为社会所接纳，不能在市场上实现其价值，它就不是技术创新，或者说技术创新还没有成功。从这一意义上讲，知识技术的发明不等于技术创新。反之，不论某个设想或技术多么简单，只要其成果能被人们承认和接纳，实现其商业价值，那么技术创新便是成功的。
6、企业是技术创新的核心主体，企业家是企业技术创新的灵魂。技术创新是发现并抓住市场潜在的盈利机会，重新组合生产条件、要素和组织，从而建立效能更强、效率更高、生产费用更低的生产经营系统的活动过程。
三、企业技术创新的基本思路和措施
(一)企业技术创新的基本思路
在市场上，企业提供的和消费者购买的不仅仅是产品本身，还应当包括销售过程中的服务以及销售以后的服务。企业进行技术创新主要目的也必然是研究和开发新产品，迅速地将其投入市场，通过一定的销售方式和完善的售后服务将技术创新的成果最终转化为效益。也就是说企业技术创新除了就产品本身进行创新外，还应当在销售方式和售后服务等多方面寻找思路。
1、在产品方面，除了开发全新的产品之外，还可以根据市场的需要对原有的产品进行改良和组合。一方面，针对市场新的需求、科技
进步所带来的契机，以及人的生活、生产方式的改变，适时地推出独具特色的、技术含量高的、集多种功能于一身的新产品；另一方面，可以根据情况对仍有生命力的旧产品进行技术改造，或开发其附属功能，或将多个产品特性优化组合为更具灵活性、新颖性的产品，从而增强其生产竞争力。 ’
2、在销售方式方面，可以尝试通过网络进行销售，即利用计算机网络进行产品的推销。企业建立网上销售系统，不仅可以提高销售速度、扩大销售范围，还有利于沟通与外界的联系，展示企业的技术实力，提高企业的知名度，也为及早适应网络化、信息化、全球化奠定良好基础。
3、在售后服务方面，除了传统的“三包”、送货上门等服务外，还应全面了解客户的个性特征和潜在要求，想方设法增加附加服务项目，使客户从产品功能中获得满足的同时，能享受更多的超值服务、特色服务，强化客户对本企业产品的“忠诚度”和“依赖感”，为持久赢得市场创造条件。
(二)企业技术创新的基本措施
技术创新是企业把自身各方面的力量充分组织和调动起来，并对外部环境加以协调利用，以实现创新目标的系统工程。要切实抓好这个工程，需采取多方面的保证措施。
1、技术创新需要组织机构的保证。企业进行技术创新应当建立一个专门部门，将企业的人力、物力、财力组织起来，为进行技术创新提供组织支持。这个部门应当注重市场信息方面的研究，将其所获得的国内外有关信息进行筛选、加工和综合处理，会同业务部门一道开展技术创新，并对拟创新的项目先开展可行性分析，再通过有关机构共同分析和论证，最后让企业领导层做出决策。在这个过程中，技术创新的专门部门始终起着组织、实施、协调和监督的积极作用。
2、技术创新需要运作机制的保证。企业的技术创新不仅仅是单个产品或服务项目的开发，．而是提供完整的行为过程。它包括创新决策、创新实施、创新实现3个运作环节。技术创新决策，是以国家政策和市场为导向，以企业的能力为基础，把科技进步与市场需求有机结合起来，寻求建立满足市场寻求的最佳方向、途径的过程。技术创新实施，是企业通过反复的市场调整研究和可行性分析，将有关创新成果转变为新型产品的过程。技术创新实现，是通过企业新产品的销售，使创新成果迅速进入市场，占有、巩固并扩大市场，以实现技术创新的最终目标――即获得利润的过程。上述3个过程所产生的方法、手段共同构成了技术创新的运作机制，为企业技术创新的顺利开展奠定了基础。
3、技术创新需要激励机制的保证。为鼓励企业进行技术创新，应当从制度上加以保护和激励。在企业内部，要制定引导职工进行技术创新的规章制度，对开发出适销对路新产品的部门和个人实行重奖并给予精神鼓励。在企业外部，有关主管机关应当出台激励企业开展技术创新的相关政策，切实保护新产品开发者的知识产权，并给予最佳扶持和政策优惠，从而形成有效的激励机制。
4、技术创新需要人力资源的保证。企业要进行技术创新，必须引进一些能把广泛的相关知识和专业知识相融合并具有一定操作技能的专业人才，同时要注意加强职工文化知识和业务技能的培训，努力提高职工的综合素质。在此基础上，企业应当实行岗位轮换制，因为一个人长期从事某项工作，容易产生厌倦情绪，也不利于培养创新思维。通过岗位轮换，既可唤起职工的新鲜感，又能丰富多方面的知识、技能，融洽人际关系，从而激发职工不断探索、创新的积极性，促使技术创新活动能够在本企业深入持久地开展下去，为企业的可持续发展提供源源不断的动力。
