時間：2022-11-15 02:59:50
導(dǎo)語：在光電檢測技術(shù)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
近年來，國內(nèi)許多重點高校和普通高校都相繼開設(shè)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，并逐步形成具有自身特點的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案[5].重點高校具有深厚的學(xué)科基礎(chǔ)和優(yōu)質(zhì)資源，有的還有光學(xué)碩士和博士點；普通高校特別是新開設(shè)此專業(yè)，開始階段從師資力量、實驗室建設(shè)，以及學(xué)生的整體水平等都與重點高校相比存在差距.當(dāng)前有企業(yè)反映高校畢業(yè)生存在理論脫離實際、缺乏實踐的傾向，社會急需的是能勝任研究、開發(fā)、設(shè)計策劃等工作高素質(zhì)、應(yīng)用型的復(fù)合型人才.那么，如何完善具有自身特點的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案，如何培養(yǎng)適應(yīng)社會不同層次需要的人才，如何提高畢業(yè)生的競爭力等，就成為必須認真思考的問題.蚌埠學(xué)院的光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已正式招生，該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案、教學(xué)體系設(shè)置、師資隊伍建設(shè)、實踐教學(xué)、實驗室建設(shè)等方面都需要認真思考與實踐，不斷完善和創(chuàng)新[2-5].
1.1人才培養(yǎng)模式的改革探討
社會的發(fā)展對高校人才的發(fā)展提出新的挑戰(zhàn)，要培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展需要的高素質(zhì)、應(yīng)用型的復(fù)合人才，就必須改革人才的培養(yǎng)模式.結(jié)合蚌埠學(xué)院的特點，構(gòu)建適合社會發(fā)展、學(xué)生發(fā)展的人才培養(yǎng)模式，成為專業(yè)建設(shè)中的首要問題.隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，各種學(xué)科之間的相互滲透已成為學(xué)科發(fā)展的主要趨勢.面向21世紀，我校提出了加強基礎(chǔ)，拓寬知識面，注重培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力，增強適應(yīng)性和競爭性的總體要求，推進學(xué)科建設(shè).實現(xiàn)專業(yè)與基礎(chǔ)的結(jié)合，理論與實際的結(jié)合，相鄰、相關(guān)學(xué)科的交叉、滲透和融合.其目的就是培養(yǎng)具有堅實基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才.致力于光電子學(xué)在信息領(lǐng)域的科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合本校特點，本專業(yè)辦學(xué)指導(dǎo)思想是：實基礎(chǔ)、適口徑、重應(yīng)用、強素質(zhì)、理工結(jié)合.培養(yǎng)學(xué)生具有堅定的社會主義政治方向、較強的創(chuàng)新意識、良好的職業(yè)道德和身心素質(zhì)，并系統(tǒng)掌握光信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論和基本知識，受到電子技術(shù)實訓(xùn)、光信息專業(yè)的基礎(chǔ)實驗和課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等方面的基本訓(xùn)練，具備從事光電子、光信息、光電技術(shù)及其相關(guān)學(xué)科工作的基本能力.本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的德智體美全面發(fā)展的，具備光信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論、基本知識、基本技能和專業(yè)知識，能在光電子學(xué)、光通信、光學(xué)信息處理、光電檢測、光電信息顯示與存儲，以及相關(guān)的電子信息科學(xué)、計算機科學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域，從事產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)、生產(chǎn)制造與管理、科學(xué)研究、教學(xué)工作的應(yīng)用型高級專門人才.按照社會需求，結(jié)合學(xué)生興趣和學(xué)院辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)規(guī)格等，我們需要努力不斷探討和改革人才培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才.
1.2合理構(gòu)建課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
由于光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在國家目錄上編列的時間不長以及社會日新月異的需求，目前課程體系中還存在一些問題，例如課程大綱、教材內(nèi)容不統(tǒng)一和怎樣符合不同學(xué)校的辦學(xué)特色，不同課程內(nèi)容相互重復(fù)，課程設(shè)置時課程先后順序、學(xué)時分配的矛盾等.合理構(gòu)建課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，對人才培養(yǎng)具有決定性的作用，因此要以知識全面性和學(xué)習(xí)者為中心，結(jié)合學(xué)校辦學(xué)特色來設(shè)計課程和培養(yǎng)環(huán)節(jié)，要合理安排通識課程、專業(yè)課程以及其它諸如實驗課程等的比例，安排應(yīng)突出學(xué)生知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合，強化學(xué)生應(yīng)用和工程意識，另外要更多渠道優(yōu)化，為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供較大的時間和空間，諸如校選課制、網(wǎng)絡(luò)課堂等.光信息科學(xué)與技術(shù)更新和發(fā)展飛速，在課程建設(shè)方面，我們要以構(gòu)建“適應(yīng)需求為導(dǎo)向的課程體系”為龍頭，帶動教學(xué)內(nèi)容的更新，合理動態(tài)更新教學(xué)內(nèi)容，淘汰過時的，促進課程質(zhì)量的提高；其次根據(jù)課程設(shè)置對光學(xué)和光電子技術(shù)系列課程進行修訂、整合，使課程體系少重復(fù)、層次清晰、拓寬知識面；再次為了反映當(dāng)代科技的重大成就和前沿，我們除了完善光通信原理、光電子技術(shù)、激光原理與技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課，還考慮研究生課程打通，考慮實際應(yīng)用，增設(shè)了光信息科學(xué)與技術(shù)方面的選修課，如激光光譜技術(shù)、非線性光學(xué)、信號與系統(tǒng)、光信息存儲與現(xiàn)實、MATLAB光學(xué)模擬技術(shù)、太陽能基礎(chǔ)、傳感器與檢測技術(shù)等，以適應(yīng)國內(nèi)外迅速發(fā)展的光電子技術(shù)的要求，培養(yǎng)“理實交融”的復(fù)合型的光信息科學(xué)與技術(shù)人才.另外，由于光信息科學(xué)與技術(shù)屬于應(yīng)用面廣,實戰(zhàn)性強的專業(yè)，建立光學(xué)與光電子技術(shù)實驗課程新體系也尤為重要.圍繞本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和市場對人才需求的特點，結(jié)合本院學(xué)科特點，經(jīng)過反復(fù)調(diào)研、醞釀和會議討論，我們設(shè)置光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主要課程為高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、電磁場與電磁波、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、原子物理、量子力學(xué)、數(shù)學(xué)物理方法、光電子學(xué)、信息光學(xué)、光通信原理、光電子技術(shù)、光電檢測技術(shù)及應(yīng)用等.學(xué)位課程中的專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課，從以上主要課程中選取.
1.3實驗與實踐教學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)科學(xué)和技術(shù)關(guān)系密切
理論知識與實踐能力并重，所以圍繞專業(yè)方向和培養(yǎng)目標(biāo)，以深化實驗教學(xué)和實踐教學(xué)以及實踐鍛煉、注重實驗和實踐能力、鼓勵創(chuàng)新能力作為指導(dǎo)思想，加強校內(nèi)外教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)的實效性，注重建立高素質(zhì)的實驗和實踐教師隊伍和教學(xué)考核辦法，努力構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實驗與實踐教學(xué)體系[1,6,7].圍繞本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和市場對人才需求的特點，根據(jù)本專業(yè)特點以及我校專業(yè)實驗室建設(shè)指導(dǎo)思想和發(fā)展目標(biāo)，全面考慮主要實驗課程包括大學(xué)物理實驗、光學(xué)基礎(chǔ)實驗、模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗、數(shù)字圖像處理實驗、光電子技術(shù)實驗、光通信與光信息技術(shù)實驗、激光原理與技術(shù)實驗和光電檢測技術(shù)及應(yīng)用實驗，精心設(shè)計實驗內(nèi)容和創(chuàng)建實驗室.實驗室要建出特色、建出水平、形成優(yōu)勢，發(fā)揮示范作用.基礎(chǔ)課實驗室要提高建設(shè)水平和教學(xué)質(zhì)量，同時重視專業(yè)實驗室建設(shè)，重視用高新技術(shù)提高實驗室建設(shè)水平，強度基礎(chǔ)性和完整性建設(shè)的同時，增加有利于學(xué)生動手能力培養(yǎng)的設(shè)計性、探究性、創(chuàng)新性類實驗項目.我們利用已有光學(xué)實驗室、數(shù)學(xué)建模實驗室、電子技術(shù)實驗室，強化建設(shè)信號與系統(tǒng)、EDA、電子工藝設(shè)計、近代光學(xué)實驗、信息光學(xué)實驗、激光實驗室、光通信實驗室、電子線路實驗、光電技術(shù)實驗等專業(yè)基礎(chǔ)實驗室，需要努力爭取校領(lǐng)導(dǎo)及各職能部門的支持，確保經(jīng)費到位，計劃1年內(nèi)基本建成，可以滿足新專業(yè)教學(xué)和研究工作的需要.本專業(yè)主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括軍事訓(xùn)練、社會實踐、金工實習(xí)、電工電子實習(xí)、光信息專業(yè)基礎(chǔ)實驗、光電子學(xué)課程設(shè)計、光通信原理課程設(shè)計、光電檢測課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）等.我們需要進一步努力在原有校內(nèi)、外實習(xí)基地的基礎(chǔ)上，通過更多知名光電信息企業(yè)和重點實驗室爭取建立實踐能力強、技術(shù)前沿以及管理一流的實習(xí)基地，主動與相關(guān)企業(yè)聯(lián)系調(diào)研，理論聯(lián)系實際，實現(xiàn)學(xué)校培養(yǎng)與市場需求的有機結(jié)合.此外，爭取實施校園網(wǎng)進教室和實驗室計劃，增加圖書館館藏文獻資料數(shù)量，豐富教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生興趣和創(chuàng)新動力.
1.4務(wù)必擁有自己的核心資源
開辦新專業(yè)僅有良好的課程設(shè)置和合理的實驗室建設(shè)是不夠的，還需要優(yōu)良的師資隊伍建設(shè).進一步加強教師隊伍建設(shè)，教師隊伍的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、素質(zhì)、水平達到較高先進水平.計劃到2014年，在學(xué)歷結(jié)構(gòu)上，教師中具有博士學(xué)位的比例達到30%左右；35歲以下專任教師中具有碩士學(xué)位的占90%以上.在職稱結(jié)構(gòu)上，教授占教師總數(shù)20%以上，副教授占教師總數(shù)40%以上.全力推進科學(xué)研究工作，以科研促教學(xué)，走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的路子.充分發(fā)揮學(xué)科帶頭人的作用，多出一些高質(zhì)量的研究成果.深入到蚌埠市及周邊地區(qū)的企業(yè)，了解他們在生產(chǎn)中碰到的技術(shù)難題，尋找一些我們可以解決的問題作為研究課題，進行合作研究，為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù).同時建立與本地區(qū)科研院所的聯(lián)系，加強合作，共同申報科研課題.建立科研激勵機制，培養(yǎng)合理的科研梯隊.廣泛開展學(xué)術(shù)研討、學(xué)術(shù)交流活動，形成濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，加大科技開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化力度.目前存在一個問題是該專業(yè)課教師數(shù)量不夠，迫切需要加入新生力量充實教師隊伍，加強教學(xué)和科研實力，還要注重在職教師的教學(xué)和學(xué)術(shù)進修.光信息科學(xué)與技術(shù)的建設(shè)必須擁有大量的人才資源，包括高素質(zhì)的師資隊伍、各種教輔人員、高效精干的行政管理人員.必須擁有較好的辦學(xué)“硬件設(shè)施”和“軟件平臺”，包括教學(xué)和科研設(shè)施和服務(wù)、與外界交流的各種平臺和渠道，以及各項政策法規(guī)、規(guī)章制度等.
2結(jié)語
關(guān)鍵詞：CCD器件；時序電路；驅(qū)動；光積分時間
中圖分類號：TP333.5+3文獻標(biāo)識碼：B
文章編號：1004-373X(2009)03-160-03
Design of the Driving Time Sequence Circuit of Linear CCD Based on FPGA
YUAN Jinfeng,CHEN Wenyi,LI Kai
(Xi′an Institute of Post &Telecommunications,Xi′an,710061,China)
Abstract：CCD is used in modern photoelectronics,precision instrument and many aspects.Usually,the driving time sequence is designed under special condition or special uses.This paper takes linear CCD device TCD1500C as example,by researching the character of CCD and sequence circuit waveform,designs driver circuit waveform that uses FPGA and enables it to meet the application requirements.By changing the clock frequency or increasing the cycle-integral number of clock pulses,thus changing optical integration time.
Keywords：CCD device;time sequence circuit;driver;optical integration time
0 引 言
電荷耦合器件(Charge Coupled Devices,CCD)是一種圖像傳感器，它在工業(yè)、計算機圖像處理、軍事等方面都得到廣泛的應(yīng)用。目前CCD的應(yīng)用技術(shù)已成為集光學(xué)、電子學(xué)、精密機械與計算機技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，在現(xiàn)代光子學(xué)、光電檢測技術(shù)和現(xiàn)代測試技術(shù)領(lǐng)域中起到了相當(dāng)大的作用。因此，CCD的作用是不可估量的。然而，CCD要正常工作是要驅(qū)動時序的，雖然有些CCD往往自帶驅(qū)動，但是在特殊需要或需要加特殊功能時，CCD驅(qū)動往往需要自己設(shè)計，例如曝光時間可調(diào)等功能。
現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA）是在PAL,GAL,EPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。
由于FPGA具有易修改，在線編程等特點，可根據(jù)不同要求進行在線配置，從而升級方便。另外由于FPGA集成度高，可將系統(tǒng)的部分或全部功能集成在一片芯片上，可減小系統(tǒng)硬件復(fù)雜度。
2 CCD工作原理和特性參數(shù)
TCD1500C是一種高靈敏度、低暗電流、5 340像元的線陣CCD圖像傳感器，其像敏單元大小是7 μm×7 μm×7 μm;相鄰像元中心距也是7 μm;像元總長是37.38 mm。其驅(qū)動時序圖如圖1所示。TCD1500C在驅(qū)動脈沖作用下開始工作。
由圖1可知，CCD的一個工作周期分為兩個階段：光積分階段和電荷轉(zhuǎn)移階段。在光積分階段，SH為低電平，它使存儲柵和模擬移位寄存器隔離，不會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。存儲柵和模擬移位寄存器分別工作，存儲柵進行光積分，模擬移位寄存器則在驅(qū)動脈沖的作用下串行地向輸出端轉(zhuǎn)移信號電荷，再由SP進行采樣和保持，最后由OS端分別輸出。RS信號清除寄存器中的殘余電荷。在電荷轉(zhuǎn)移階段SH為高電平，存儲柵和模擬移位寄存器之間導(dǎo)通，實現(xiàn)感光陣列光積分所得的光生電荷勢阱中，此時，輸出脈沖停止工作，輸出端沒有有效電荷輸出。由于結(jié)構(gòu)上的安排，OS先輸出13個虛設(shè)像元信號，再輸出45個啞元像元，然后再輸出5 340個有效像元信號，之后再是12個啞元信號，輸出1個奇偶檢測信號，以后便是空驅(qū)動(空驅(qū)動的數(shù)目可以是任意的)。
2 芯片的選擇以及設(shè)計平臺概述
FPGA選擇的是ALTERA公司的FLEX10K系列的EPF10K10LC84-4，他是一款典型在線可編程FPGA器件。
設(shè)計選擇的平臺主要是Modelsim。Modelsim仿真工具是Model公司開發(fā)的，它支持Verilog DHL,VHDL以及他們的混合仿真，可以將整個程序分布執(zhí)行，使設(shè)計者直接看到它的程序下一步要執(zhí)行的語句，而且在程序執(zhí)行的任何步驟任何時刻都可以查看任意變量的當(dāng)前值，可以在Dataflow窗口查看某一單元或模塊的輸入輸出的連續(xù)變化等，比Quartus自帶的仿真器功能強大的多，是目前業(yè)界最通用的仿真器之一。仿真都正確無誤后再用Quartus Ⅱ軟件來綜合和下片。本程序采用Verilog硬件描述語言編寫，其可移植性和可讀性都好。
3 CCD驅(qū)動時序的設(shè)計和實現(xiàn)
由圖1所示，其設(shè)計方法是：在系統(tǒng)最佳工作頻率下，通過基本計數(shù)單元產(chǎn)生CCD工作所需的波形，保證CCD正常工作。根據(jù)TCD1500C的技術(shù)手冊，可以看出時鐘Φ為典型值0.5 MHz時，占空比為1∶1；輸出復(fù)位脈沖ΦRS為1 MHz，占空比為1∶3，采樣保持脈沖ΦSP=1 MHz，脈沖寬度為100 ns。根據(jù)所給出的時序關(guān)系圖可以得到轉(zhuǎn)移脈沖ΦSH，時鐘Φ，復(fù)位脈沖RS，采樣保持脈沖SP等控制信號的時序圖。由于1個ΦSH周期中至少要有5 411個Φ脈沖，即TSH>5 411T。由此可知，改變時鐘頻率或增加光積分周期內(nèi)的時鐘脈沖數(shù)，就可以改變光積分時間。即通過積分時間控制信號A1，A2，A3控制積分時間的改變；000～111分別控制8檔積分時間變換。000時間最短，111時間最長，可以通過軟件動態(tài)設(shè)置積分時間，實現(xiàn)CCD光積分時間的智能控制。部分實現(xiàn)程序如下：
always @ (posedge CLK_20M or negedge RESET)
begin
if(~RESET)
rs_count ＜= 5′h00;//復(fù)位信號計數(shù)器
else if(rs_count == 5′h13)
rs_count ＜= 5′h00;
else
rs_count ＜= rs_count + 1′b1;
end
always @ (posedge CLK_20M or negedge RESET)
begin
if(~RESET)
RS ＜= 0;
else if(rs_count == 5′h0E)
RS ＜= 1;
else if(rs_count == 5′h13)
RS ＜= 0;
end
編譯后最后得到的仿真波形結(jié)果如圖2所示。
4 結(jié) 語
本文實際采用Modelsim開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)編程和測試程序的編寫，內(nèi)部模塊采用Verilog 硬件描述語言編寫，完成了時序電路的設(shè)計和實現(xiàn)，并測試無誤后下載到FPGA上，產(chǎn)生CCD驅(qū)動，輸出結(jié)果十分理想。不僅簡化了電路設(shè)計，提高可靠性，而且提高了研發(fā)速度。
參考文獻
［1］常磊，李國寧，金龍旭.基于FPGA的全幀型面陣CCD驅(qū)動時序設(shè)計［A］.2006年國防光學(xué)及光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨中國兵工學(xué)會光學(xué)專業(yè)委員會成立25周年年會論文集 ［C］.2006.
［2］管立新,沈保鎖,柏勁松.幀同步系統(tǒng)的FPGA設(shè)計［J］.微計算機信息,2006,22(9Z):177-178,223.
［3］王慶有.CCD應(yīng)用技術(shù)［M］.天津：天津大學(xué)出版社，2000.
［4］周奇勛,王勉華,樂春峽.基于FPGA的VHDL語言設(shè)計優(yōu)化［A］.中國儀器儀表學(xué)會第五屆青年學(xué)術(shù)會議論文集 ［C］.2003.
［5］常丹華.一種新的CCD電路設(shè)計方法［J］.傳感器技術(shù)，2001，20(6)：32-34.
［6］趙春暉,劉會,梁剛鍵.基于CPLD和VHDL的一種線陣CCD驅(qū)動時序電路的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.應(yīng)用科技,2005,32(11):4-6.
［7］李敏杰,李云飛,司國良,等.基于FPGA的一種長線陣CCD驅(qū)動時序電路設(shè)計［A］.2006年國防光學(xué)及光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨中國兵工學(xué)會光學(xué)專業(yè)委員會成立25周年年會論文集 ［C］.2006.
［8］郭晏強,熊莉英.利用Handel-C和VHDL語言設(shè)計FPGA應(yīng)用［A］.第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集 ［C］.2004.
［9］孫釗，高愛華，田愛玲.線陣CCD測徑裝置的設(shè)計［J］.應(yīng)用光學(xué)，2003,24(2)：31-33.
［10］趙光興.CCD檢測衍射條紋的數(shù)據(jù)處理［J］.儀表技術(shù)與傳感器,2001(4):42-43.
關(guān)鍵詞：本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）；課程設(shè)置體系；學(xué)科前沿；團隊
作者簡介：李春先（1977-），女，湖北黃岡人，長沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，講師；王成志（1974-），男，山東濰坊人，長沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，講師。（湖南 長沙 410114）
基金項目：本文系湖南省教改課題“探索物理學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）教學(xué)新模式，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才”（批準(zhǔn)號：湘教通[2011]308號）的研究成果。
中圖分類號：G642.477 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0177-02
本科畢業(yè)論文（設(shè)計）（以下簡稱“畢業(yè)論文”）是學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)完本專業(yè)的基礎(chǔ)課后，按照科學(xué)的思維方法和規(guī)范化的研究進程，系統(tǒng)完成一項具有綜合性和創(chuàng)新性的科研活動。它是本科教育的最后一個環(huán)節(jié)，其目的是總結(jié)、消化在校期間的學(xué)習(xí)成果，使學(xué)生能夠初步掌握運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的方法以及學(xué)會科學(xué)研究的基本程序，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新實踐能力。畢業(yè)論文要求具有一定的創(chuàng)見性，能夠較好地解決學(xué)科領(lǐng)域中不太復(fù)雜的問題，立論要科學(xué)，觀點要創(chuàng)新，論據(jù)要翔實嚴密。由此可見，畢業(yè)論文是本科教育中很重要的一個實踐環(huán)節(jié)，但近年來高校本科畢業(yè)論文的質(zhì)量受到諸多因素的影響，出現(xiàn)了一定的下滑，并引起了學(xué)術(shù)界關(guān)于畢業(yè)論文是否有必要存在的爭議。因此分析影響本科畢業(yè)論文質(zhì)量的因素，探索提高畢業(yè)論文質(zhì)量的有效方法與措施，確保畢業(yè)論文的質(zhì)量，應(yīng)是當(dāng)前高校教學(xué)研究工作中的重要課題之一。[1]近幾年，畢業(yè)論文課題組把畢業(yè)論文的改革與課程設(shè)置體系的改革有機地結(jié)合起來，對如何提高本科畢業(yè)論文質(zhì)量進行了有益探索，取得了較好的效果。近幾屆本科畢業(yè)論文的質(zhì)量顯著提高，在學(xué)校檢查中名列前茅，并且取得了一系列學(xué)術(shù)成果，本科生以第一作者分別在《物理學(xué)報》[2-5]等權(quán)威期刊上發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。這些成果不僅為學(xué)生進一步科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)，同時也說明只要改革得當(dāng)，研究的質(zhì)量會顯著提高，產(chǎn)生高水平的成果是可能的。以物理學(xué)專業(yè)為例，下面對提高畢業(yè)論文質(zhì)量的做法和體會進行闡述。
一、 改革課程設(shè)置體系，大力開設(shè)前沿選修課是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的前提
根據(jù)教師科研方向，把教師劃分為六個科研團隊：分子器件科研團隊、光電信息物理科研團隊、凝聚態(tài)物理科研團隊、空間物理科研團隊、量子光學(xué)和量子信息科研團隊、電子信息技術(shù)科研團隊。在傳統(tǒng)必修基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上，大力增加前沿選修課，規(guī)定每個科研團隊開展1～2門具有前沿性且與科研相結(jié)合的選修課，例如“石墨烯分子器件物理基礎(chǔ)”、“光電檢測技術(shù)”、“太陽能電池”、“光信息處理”、“凝聚態(tài)物理前沿專題”、“空間物理現(xiàn)象的物理基礎(chǔ)”、“量子光學(xué)導(dǎo)論”、“量子信息基礎(chǔ)”、“電子設(shè)計和制作”等選修課，一般為48個課時。由于選修課具有新穎性和前沿性，因此深受學(xué)生的歡迎。
對于這些選修課，在教學(xué)方法上與傳統(tǒng)基礎(chǔ)課不同，采取討論和探索式教學(xué)的方式，手段靈活多樣，不拘一格。針對物理課概念性強的特點，在討論中加深了對課程內(nèi)容的理解和基本方法的掌握，形成了“勤于思考，樂于探討”的學(xué)術(shù)氛圍。在課堂上教師只講解要點，其他內(nèi)容和相關(guān)問題留給學(xué)生。把學(xué)生分成幾個組，給予每組相應(yīng)的內(nèi)容和問題，幾個人一組通過查找文獻完成給定的任務(wù)，然后教師要求學(xué)生在課堂上展示自己的答案。另外，課程的內(nèi)容和要求要與該課程的相關(guān)科研手段和方法匹配，這樣學(xué)生不但學(xué)到了基礎(chǔ)知識和基本技能，而且學(xué)到了與該課程相關(guān)的科研方法和手段，為今后的畢業(yè)論文奠定了基礎(chǔ)。因此，在該前沿方向中選擇一些問題作為本科畢業(yè)論文題目，不但具有可行性、前沿性、新穎性和專業(yè)性，而且有利于鍛煉學(xué)生利用知識解決問題的能力以及創(chuàng)新能力，這正是畢業(yè)論文的目的所在。
二、選題是提高畢業(yè)論文的基礎(chǔ)
選題就是指導(dǎo)教師確定畢業(yè)論文的研究內(nèi)容。一個好的選題，要充分鍛煉學(xué)生利用本專業(yè)知識理論解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。選題是畢業(yè)論文的第一個環(huán)節(jié)，也是畢業(yè)論文的基礎(chǔ)。課題組可從以下幾個方面進行選題：
第一，與本專業(yè)相結(jié)合，即在本專業(yè)范圍內(nèi)選題。
第二，與科研結(jié)合，與學(xué)科前沿結(jié)合，做到選題新穎。將本學(xué)科的前沿、熱點問題融于畢業(yè)論文之中，把科研中遇到的問題轉(zhuǎn)化為畢業(yè)論文的課題。只有題目新，才能有創(chuàng)新的空間，只有內(nèi)容新，才能有新的結(jié)果和結(jié)論。從學(xué)生選題來看，學(xué)生對科研型題目的選擇熱情逐年增高，使得這些題目具有較好的需求基礎(chǔ)。特別是計劃考研的學(xué)生很愿意接受一次科研訓(xùn)練，從而為以后從事科研工作提供一定的基礎(chǔ)。
第三，可行性。選題難度要適中，既要考慮學(xué)生的學(xué)識水平，又要考慮學(xué)生潛能的最大發(fā)揮。前沿選修課為學(xué)生提供了一定的基礎(chǔ)，只要選題得當(dāng)，本科生同樣能對學(xué)科前沿問題進行深入研究。例如，量子相干態(tài)兩個正交分量在相空間的幾何表示是橢圓，但教材和文獻上沒有給出系統(tǒng)的證明，但是只要理解了《量子光學(xué)基礎(chǔ)》的一些定義和物理意義就可以利用學(xué)過的數(shù)學(xué)知識給出完整的證明。
第四，實行雙向選擇。指導(dǎo)教師把題目放在網(wǎng)上，實行雙向選擇。在過去，選題方式一般由教師給學(xué)生單方面定題，學(xué)生缺乏主動性，限制了學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生對導(dǎo)師的研究方向和進行的課題缺乏了解，在選題方面存在被動接受的情況；在選題過程中，留給學(xué)生選題的時間過少，普遍存在著“指導(dǎo)教師報題隨意、學(xué)生選題盲目”等問題。目前教師把題目、內(nèi)容和要求詳細顯示在網(wǎng)絡(luò)上，給出足夠的時間讓學(xué)生選。在選題的過程中，師生可以通過網(wǎng)絡(luò)充分交流使學(xué)生對課題有充分的了解。在教學(xué)網(wǎng)絡(luò)上學(xué)生確定題目，然后出題教師與選定該題目的學(xué)生進行面試或者交流，雙方滿意即可確定指導(dǎo)和被指導(dǎo)的關(guān)系。這樣既避免了選題的盲目性，也有利于因材施教。
三、指導(dǎo)方式是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的關(guān)鍵
為了加強對畢業(yè)論文的指導(dǎo)可實行團隊指導(dǎo)。如前所述，有六個科研團隊，研究方向相同的學(xué)生歸到相應(yīng)的團隊內(nèi)，實行分類指導(dǎo)和團隊指導(dǎo)。團隊內(nèi)的資源共同利用，學(xué)生統(tǒng)一管理，集體答疑，定期對學(xué)生畢業(yè)論文進行答疑和檢查，了解和解決學(xué)生遇到的困難，提出每一階段的要求和任務(wù)，確保論文的質(zhì)量和進度。共同組織針對選題的學(xué)術(shù)講座、學(xué)術(shù)交流會和論文寫作交流會，組團可大大提高指導(dǎo)效率，節(jié)約成本。指導(dǎo)教師之間密切協(xié)作，充分利用了教師資源，大大提高了指導(dǎo)效率，節(jié)約了資源。團隊內(nèi)的學(xué)生各有所長，共同討論問題，發(fā)現(xiàn)對方的長處，取長補短，還可以培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的精神。
四、學(xué)院和教研室強有力的管理與監(jiān)管是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的保障
根據(jù)學(xué)校的有關(guān)精神，實行學(xué)院、教研室兩級管理，學(xué)院制定制度和措施，教研室負責(zé)具體執(zhí)行。
1.成立院畢業(yè)論文領(lǐng)導(dǎo)小組及答辯領(lǐng)導(dǎo)小組
院畢業(yè)論文領(lǐng)導(dǎo)小組負責(zé)全院畢業(yè)論文工作的領(lǐng)導(dǎo)和指導(dǎo)，包括擬訂畢業(yè)論文工作計劃、向全院教師布置畢業(yè)論文任務(wù)、選配畢業(yè)論文指導(dǎo)教師、組織畢業(yè)論文題目的審定并報學(xué)校審批。
2.物理學(xué)專業(yè)教研室成立畢業(yè)論文指導(dǎo)小組
畢業(yè)論文指導(dǎo)小組負責(zé)畢業(yè)論文的具體工作，包括組織畢業(yè)論文題目審查、確定畢業(yè)論文指導(dǎo)教師，并報院審核；組織學(xué)生選題；組織畢業(yè)論文指導(dǎo)教師向?qū)W生下達任務(wù)書；負責(zé)畢業(yè)論文進行過程的管理、檢查并及時整理有關(guān)材料；設(shè)立畢業(yè)論文答辯小組，具體負責(zé)各組的論文審查、論文答辯。
3.課題實行兩級審評制度，嚴把課題關(guān)
物理學(xué)教研室組織指導(dǎo)畢業(yè)論文豐富的教師對所報題目進行審批，不符合學(xué)校和學(xué)院要求的題目要撤掉，或者通知出題者進行修改，直到滿足要求為止。教研室把評審符合要求的題目匯總，交給學(xué)院畢業(yè)論文指導(dǎo)小組評審，檢查是否有不符合要求的課題，合格的課題方可進入選題系統(tǒng)供學(xué)生選擇。
4.對畢業(yè)論文的各個環(huán)節(jié)進行檢查和監(jiān)控
組織指導(dǎo)教師開會，明確指導(dǎo)教師的任務(wù)。指導(dǎo)教師需提出論文應(yīng)達到的目的與要求；介紹主要參考文獻；指導(dǎo)學(xué)生制訂論文撰寫計劃；檢查學(xué)生論文撰寫的進度質(zhì)量，并給予及時指導(dǎo)幫助；指導(dǎo)學(xué)生修改論文初稿；審閱畢業(yè)論文并提出論文答辯資格及給出成績評定建議；參加論文答辯；撰寫指導(dǎo)總結(jié)。在論文指導(dǎo)過程中，指導(dǎo)教師應(yīng)注重對學(xué)生勤奮、嚴謹、求實的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神的培養(yǎng)。教研室在整個畢業(yè)論文期間擔(dān)負著管理和監(jiān)督的職責(zé)，應(yīng)進行嚴格管理，組織畢業(yè)論文中期檢查或抽查，并對檢查工作進行認真總結(jié)。
五、結(jié)束語
近幾年采取把畢業(yè)論文的改革和課程設(shè)置體系的改革有機結(jié)合、把科研前沿融入畢業(yè)論文中、團隊指導(dǎo)、強有力的行政監(jiān)管等措施對如何提高畢業(yè)論文進行了初步改革和探索，取得了較好的效果，學(xué)生和教師的積極性提高了，論文質(zhì)量大幅提高，學(xué)生的創(chuàng)造性得到了增強，不僅使本科生取得了一系列學(xué)術(shù)成果，發(fā)表了一些有價值的學(xué)術(shù)論文，而且得到了學(xué)校主管部門與學(xué)生的一致好評。
參考文獻：
[1]姚明仁.提高本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的研究與實踐[J].中國電力教育，
2008，（8）：147-148.
[2]梅龍偉，張振華，丁開河.單壁碳納米管電子輸運特性的穩(wěn)定性分析[J].物理學(xué)報，2009，58（3）：1971-1979.
[3]胡海鑫，張振華，劉新海，等.石墨烯納米帶電子結(jié)構(gòu)的緊束縛法研究[J].物理學(xué)報，2009，58（10）：7156-7160.
（國網(wǎng)泰安供電公司，泰安271000）
（State Grid Tai’an Electric Power Supply Company，Tai’an 271000，China）
摘要： 本論文主要從電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的重要性、監(jiān)測與診斷技術(shù)方法、以及技術(shù)應(yīng)用時注意的問題這三個方面來闡述筆者的觀點。
Abstract: This paper expounds the author’s views mainly from the importance of condition monitoring and fault diagnosis of electrical equipment, monitoring and diagnosis technology, and the notice of the technology application.
關(guān)鍵詞 ： 電氣設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測；故障診斷；技術(shù)應(yīng)用；注意問題
Key words: electrical equipment；condition monitoring；fault diagnosis；technology application；notice
中圖分類號：TM835 文獻標(biāo)識碼：A
文章編號：1006-4311（2015）06-0031-02
1 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的重要性
1.1 保障電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性，保證供給 電氣設(shè)備是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是整個電力系統(tǒng)運行的主體，各個設(shè)備的運行安全穩(wěn)定與否與整個電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性有著直接的影響。為了保障電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性，首先就要針對電氣各個設(shè)備做好狀態(tài)監(jiān)測的工作，掌握設(shè)備運行的基本情況。只有這樣，當(dāng)設(shè)備有潛在的故障時，才能及早發(fā)現(xiàn)，及時維修，消除隱患，確保電氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。隨著我國經(jīng)濟水平的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，其對電力的需求也越來越大，如果出現(xiàn)嚴重的故障而導(dǎo)致不能正常供給，那么將會嚴重影響社會的生產(chǎn)和生活。因此，要保證電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，只有這樣，才能夠滿足社會生產(chǎn)生活對電氣的需求，保證供給量，確保社會生產(chǎn)生活的正常運轉(zhuǎn)。
1.2 有利于降低成本，提高經(jīng)濟效益 現(xiàn)如今，激烈的市場競爭是各個企業(yè)都面臨的問題。有效地降低成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，是確保企業(yè)在競爭中占據(jù)優(yōu)勢的重要因素之一。對于電力企業(yè)和而言，就筆者自身的工作經(jīng)歷來談，如果不重視電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障維修，那么會導(dǎo)致設(shè)備超常工作而發(fā)生嚴重的破損甚至出現(xiàn)不可維修的故障。如果在出現(xiàn)嚴重性的設(shè)備損壞才進行維修，那么將會增加維修人員的工作量和費用；如果是出現(xiàn)無法維修的損壞而導(dǎo)致設(shè)備停止運行，那么企業(yè)就要重新購置新的電氣設(shè)備。在這種情況下，就會浪費大量的人力物力，既增加了成本，又導(dǎo)致正常的工作中止，從而影響企業(yè)的效益。
2 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的技術(shù)方法
電氣設(shè)備如變壓器、電容性、、高壓斷路、發(fā)電機等是狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的主要對象。電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的技術(shù)方法是基于科學(xué)有效的方案的基礎(chǔ)之上的，對電氣設(shè)備的運行時間、壽命長短、預(yù)防故障等進行監(jiān)測和診斷，以確保電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。
2.1 變壓器設(shè)備監(jiān)測與診斷 就變壓器的運行而言，其重點項目是按規(guī)定和安排進行監(jiān)測并依據(jù)監(jiān)測的結(jié)果進行維修。但除了重點監(jiān)測外，還有日常的監(jiān)測和維修，比如關(guān)于對被頻繁操作的有載調(diào)壓開關(guān)和連續(xù)運轉(zhuǎn)的風(fēng)機的監(jiān)測維修，這是確保變壓器在繁重的運行壓力下得以減壓和得到維護的技術(shù)手段。一般情況下，對變壓器進行大修包括吊鐵心檢查，周期是10到13年，繞組形變是檢查的重要內(nèi)容。如果變壓器運行的各個指標(biāo)顯示正常，那么就可以直接完成評估卡的填寫，然后進行綜合性地診斷和分析，再次確認變壓器的各項指標(biāo)正常，根據(jù)具體的情況預(yù)測變壓器再運行的壽命。當(dāng)監(jiān)測情況出來，如果發(fā)現(xiàn)變壓器存在有故障并危及設(shè)備的安全運行時，就需要根據(jù)設(shè)備發(fā)生故障的程度進行相對應(yīng)的維修，必須確保變壓器的各項指標(biāo)保持在正常的范圍內(nèi)。
2.2 電容性設(shè)備監(jiān)測與診斷 關(guān)于電容性設(shè)備也就是互感器類的設(shè)備的監(jiān)測和診斷內(nèi)容主要有油色譜分析、紅外檢測、在線監(jiān)測、離線監(jiān)測、停電預(yù)試等。對電容性設(shè)備（包括電氣的各個設(shè)備）的狀態(tài)監(jiān)測需要通過四個步驟（信息檢出、數(shù)據(jù)采集、信息傳輸、數(shù)據(jù)處理）后，才能根據(jù)數(shù)據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象進行綜合性的診斷，然后根據(jù)診斷的結(jié)果對互感器類設(shè)備進行維修。停電預(yù)試需要與主設(shè)備結(jié)合，或者要在線路停電的狀態(tài)下才能進行，經(jīng)監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)電容性設(shè)備有潛在的故障并經(jīng)診斷最終確定后，要根據(jù)設(shè)備存在故障程度的大小來安排何時停電檢修，但要確保停電維修工作的及時性和效率性。如果故障要求設(shè)備解體才能維修時，則需要在機房內(nèi)進行維修。
2.3 高壓斷路設(shè)備監(jiān)測與診斷 高壓斷路設(shè)備的監(jiān)測內(nèi)容包括斷路器的絕緣度是否合格、載流回路是否完好、操作機構(gòu)的特性是否保持、斷路器是否還有開斷的能力等等。就筆者了解，目前，在斷路器各個指標(biāo)都正常的情況下，關(guān)于斷路器的全面維修周期一般是取規(guī)定的上限，有些在出廠時得到生產(chǎn)方的承諾的情況下，還可能會超出規(guī)程的上限規(guī)定范圍。在高壓斷路設(shè)備工作時，對其監(jiān)測主要是對每次發(fā)生故障時電流的大小和發(fā)生故障時跳閘的次數(shù)分別進行統(tǒng)計，并根據(jù)發(fā)生故障時電流的人總和和閘刀開斷的次數(shù)來安排維修的先后順序。高壓斷路器的監(jiān)測和診斷結(jié)果如果顯示運行穩(wěn)定、無潛在故障或存在故障，那么則可以根據(jù)監(jiān)測程序填寫評估卡并列入狀態(tài)檢修范圍。
2.4 紅外診斷技術(shù) 常用、有效、綜合的電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的方法是紅外診斷技術(shù)。紅外檢測技術(shù)集光電成像技術(shù)、計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一體，可以有效地對電氣設(shè)備的潛在故障、存在的早期故障、以及絕緣的性能進行預(yù)測，使電氣設(shè)備的監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)、診斷、預(yù)防和維修都處在預(yù)知的狀態(tài)，這可以有效地獲知電氣設(shè)備的各項性能，并對電氣設(shè)備進行及時地保護和維修。同時，利用紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，它可以不用接近設(shè)備、不用觸摸設(shè)備、不用調(diào)取樣本、不用解體設(shè)備就可以實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)測和維修功能。此外，它還具有精確、直觀、快速、實時等功能特點。
3 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)應(yīng)用時應(yīng)注意的問題
在對電氣設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷時，既要重視技術(shù)等方面的應(yīng)用，也要確保在管理上的保障。
3.1 以現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)進行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷 如上文所述，紅外診斷技術(shù)是現(xiàn)如今最為廣泛運用與電氣設(shè)備監(jiān)測與診斷之中的技術(shù)手段之一。對于它的優(yōu)點和現(xiàn)代性，就應(yīng)該積極地利用，而不是一貫地保持傳統(tǒng)的監(jiān)測手段，既費時又費力。可以將傳統(tǒng)的監(jiān)測方法的正確思路和方案與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，這樣既可以實現(xiàn)全面地監(jiān)測和診斷，又可以確保監(jiān)測結(jié)果的時效性、直觀性、科學(xué)性、可靠性。
3.2 加強對電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作的安排與管理 無規(guī)矩不成方圓，要使得電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作得到順利地開展，首先就要加強對其管理。這個管理是指要明確具體的技術(shù)人員，做好責(zé)任分工工作。相關(guān)的負責(zé)人在開展工作前要做好策劃，并組織其他的工作人員進行工作協(xié)調(diào)，在工作過程中，變電、配電、檢修、試驗等各項工作內(nèi)容的工作人員各司其職，并將監(jiān)測結(jié)果及時反應(yīng)，以迅速綜合和分析數(shù)據(jù)，得出診斷結(jié)果。總之，只有加強對工作的安排與管理，才能使其得到順利地展開并取得預(yù)期的效果。
3.3 提高檢修人員技術(shù)素質(zhì) 隨著電氣設(shè)備的技術(shù)含量不斷地增高、變電站的不斷增多、監(jiān)測和維修作業(yè)頻率不斷提高，其相關(guān)工作人員的技術(shù)素質(zhì)也要不斷地提高。因此企業(yè)就要加強對專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)，相關(guān)工作人員也要加強自身對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)出適合企業(yè)發(fā)展需要的實用型、綜合性人才。
4 結(jié)語
對電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和診斷，可以保障整個電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，保證正常的社會生產(chǎn)生活的用電供給。因此應(yīng)該注重對電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的技術(shù)研究和應(yīng)用，運用科學(xué)、有效、先進的技術(shù)方法來幫助我們更好地監(jiān)測、預(yù)防、維修電氣設(shè)備，從而更好地維護電氣設(shè)備的運行壽命和降低故障率，以實現(xiàn)電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。
參考文獻：
[1]李劍.淺談電氣設(shè)備在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)的應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2013（09）.