39个参量与40个发明原理
转动惯量讲义
实验34 刚体转动惯量的测量刚体是在外力作用下形状、大小皆不变的物体。
通常将受外力作用形变甚微的物体视为刚体。
转动惯量是表征转动刚体惯性大小的物理量是研究、设计、控制转动物体运动规律的重要工程技术参数它与刚体的质量分布、形状和转轴的位置等都有关系。
对于几何形状较规则、质量分布均匀的刚体可以通过数学方法计算出绕给定转动轴的转动惯量但形状较复杂、质量分布不均匀的刚体用数学方法计算其转动惯量是非常困难的通常采用实验方法来测定。
转动惯量的测定对于机电制造、航空、航天、航海、军工等工程技术和科学研究具有十分重要的意义如钟表摆轮、精密电表动圈的体形设计、枪炮的弹丸、电机的转子、机器零件、导弹和卫星的发射等都不能忽视转动惯量的大小因此测定物体的转动惯量具有重要的实际意义。
转动惯量不能直接测量一般进行参量换测即设计一种装置使待测刚体以一定形式运动通过表征这种运动特征物理量与转动惯量的关系进行转换测量。
对于不同形状的刚体设计了不同的测量方法和仪器。
测量转动惯量有多种方法如落体法转动惯量仪、双线摆法、复摆法、扭摆法三线摆、金属杆扭摆、单悬丝扭摆、双悬丝扭摆、蜗簧扭摆等。
本实验采用扭摆法测量物体的转动惯量利用蜗簧扭摆使物体作扭转摆动通过对摆动周期及其它参数的测定计算出物体的转动惯量。
【预习提示】1. 什么是物体的转动惯量描述物体定轴转动的基本定律是什么2. 扭摆法测量转动惯量的基本原理是什么3. 采用扭摆法测量转动惯量需要测量哪些相关物理量各物理量如何测量4. 什么的物体转动惯量的平行轴定理实验中采用什么方法来验证平行轴定理【实验目的】1. 熟悉扭摆的构造和调整使用方法。
2. 掌握扭摆法测量转动惯量的基本原理测定扭摆的扭转常数和不同形状物体的转动惯量。
3. 了解转动惯量的平行轴定理理解“对称法”证明平行轴定理的实验思想和实验方法。
4. 掌握长度、质量、时间 周期 的基本测量方法。
【实验原理】1基本原理扭摆的基本构造如图3-4-1所示在垂直轴1上装有一根薄片状的螺旋弹簧 蜗簧 2用以产生恢复力矩。
热力学第一定律-能量守恒定律
ΔU＝ Q + W
3.符号规定：
ΔU＝ Q + W
ΔU
Q
+ 增加量
吸热
-
减小量
放热
W
对内做功 对外做功
定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号 意义
符 号
意义
W
+
外界对物 体做功
－
物体对外 界做功
Q
+
物体吸收 热量
能量守恒定律的建立过程
• 在1847年，当焦耳宣布他的能量观点的时候，
德国学者亥姆霍兹在柏林也宣读了同样课题的论 文。在这篇论文里，他分析了化学能，机械能， 电磁能，光能等不同形式的能的转化和守恒，并 且把结果跟永动机不可能制造成功的联系起来， 他认为不可能无中生有的创造一个永久的推动力， 机器只能转化能量，不能创造和消灭能量。亥姆 霍兹在论文里对能量守恒定律作了一个清晰，全 面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受。
• 18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间的联 系相继被发现。伦福德和戴维的摩擦生热实验否 定了热质说，把物体内能的变化与机械运动联系 起来。1800年发明伏打电池之后不久，又发现 了电流的热效应，磁效应和其它的一些电磁现象。 这一时期，电流的化学效应也被发现，并被用来 进行电镀。在生物学界，证明了动物维持体温和 进行机械活动的能量跟它所摄取的食物的化学能 有关，自然科学的这些成就，为建立能量守恒定 律做了必要的准备。
物理史问题： 能量守恒定律的发现？
能量守恒定律的建立过程
• 能量守恒定律是建立在自然科学发展的基 础上的，从16世纪到18世纪，经过伽利略、 牛顿、惠更斯、莱布尼兹以及伯努利等许 多物理学家的认真研究，使动力学得到了 较大的发展，机械能的转化和守恒的初步 思想，在这一时期已经萌发。
基于simulink的qpsk的调制与解调.
通信原理课程设计题目：基于SIMULINK的QPSK的调制与解调仿真设计——QPSK的解调设计学院计算机与通信工程学院专业通信工程学号姓名指导老师2015年12月通信原理课程设计评分标准摘要随着移动通信技术的发展，以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK等调制方式，逐渐被许多优秀的调制技术所替代。
本文设计出一个产生QPSK信号的仿真模型，通过此次实验，可以更好地了解QPSK系统的工作原理。
正交相移键控，是一种数字调制方式。
四相绝对移相键控(QPSK)技术具有抗干扰能力好、误码率低、频谱利用效率高等一系列优点。
现正广泛地应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信和有线电视系统之中。
论文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况，以及正交相移键控(QPSK)的解调概念和原理，了解Simulink中涉及到QPSK的各种模块的功能，利用Matlab中的Simulink模块对QPSK的调制系统进行了仿真，并对QPSK调制性能进行了分析。
从中了解QPSK调制的原理及对现代通信的影响和意义。
关键词：QPSK调制 Simulink仿真 Matlab目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 概念及基本组成部分 (1)1.3 QPSK系统简介 (2)1.4 课题研究现状 (4)1.5 本文主要研究工作及研究目的 (4)1.5.1 研究工作 (4)1.5.2选题的目的和意义 (5)1.6 本章小结 (5)第2章 QPSK的调制与解调原理 (7)2.1 数字调相 (7)2.1.1 数字基带传输系统 (7)2.1.2 正弦载波数字调制系统 (8)2.2 QPSK调制和解调原理 (10)2.2.1 调制 (8)2.2.2 解调 (9)2.2.3 QPSK的调制原理 (10)2.2.4 QPSK解调的工作原理 (11)2.3 QPSK的产生 (12)2.3.1 QPSK的星座图 (12)2.3.2 QPSK的产生方法 (13)2.4 本章小结 (15)第3章 Matlb/Simulink简介 (13)3.1 Matlab简介 (13)3.2 Simulink简介 (13)3.2.1 Simulink概述 (13)3.2.2 Simulink特点 (14)3.2.3 Simulink常用模块库 (14)第4章基于simulink的QPSK系统仿真分析 (16)4.1 正交调相法产生QPSK信号 (16)4.2 QPSK调制过程主要器件的功能及参数设置 (20)4.2.1 产生需要的信号源 (20)4.2.2 串并变换 (21)4.2.3 单极性信号转双极性信号模块组 (22)4.2.4 调制模块 (23)4.2.5 星座图模块 (24)4.3 simulink仿真结果 (25)4.3.1 仿真波形 (25)4.3.2 仿真星座图 (30)4.4 仿真结果分析 (31)4.4.1 仿真结果 (31)4.4.2 遇到的问题及解决情况 (31)4.4.3 未解决的问题 (32)4.5 本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (25)附录系统总框图 (26)第1章绪论1.1 引言数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
大学物理PPT完整全套教学课件pptx(2024)
匀速圆周运动的实例分析
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相对速度与牵连速度 相对速度的定义和计算
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简谐振动的动力学特征
分析简谐振动的动力学特征，包括回复力、加速度 、速度、位移等物理量的变化规律。
简谐振动的能量特征
讨论简谐振动的能量特征，包括动能、势能 、总能量等的变化规律，以及能量转换的过 程。
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振动的合成与分解
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同方向同频率简谐振动的合成
分析两个同方向同频率简谐振动的合成规律，介绍合振动振幅、合 振动相位等概念。
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大学物理的研究方法
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观察和实验
建立理想模型
数学方法
物理学是一门以实验为基础的自然科学， 观察和实验是物理学的基本研究方法，通 过实验可以验证物理假说和理论，发现新 的物理现象和规律。
理想模型是物理学中经常采用的一种研究 方法，它忽略了次要因素，突出了主要因 素，使物理问题得到简化。
数学是物理学的重要工具，通过数学方法 可以精确地描述物理现象和规律，推导物 理公式和定理。
2024/1/29
适用范围
适用于一切自然现象，包括力学、热学、电磁学 、光学等各个领域。
应用举例
热力学第一定律、机械能守恒定律、爱因斯坦的 质能方程等。
第五章 热力学第一定律
注意是绝热过程有Q=0
由热力学第一定律可得出
U2 U1 p1V1 p2V2
或者 U1 p1V1 U2 p2V2
即 H1 H2
所以气体经绝热节流过程后焓不变。
3.节流膨胀后气体温度的变化
节流膨胀后压强降低，温度改变。 为定量描述这种变化，定义焦汤系数α：
lim
p0
T p
H
T p
dA pdV
在一个有限小的准静态过程中，系统的 体积由V1变为V2，外界对系统所做的总功 为
A V2 pdV V1
上式适用于任意形状容器（p.132习题 11的结论）。
三.P-V图上体积膨胀功的表示
画斜线的小长方形面积=负的元功 曲线p1 p2下的总面积=－A
体积膨胀功不是系统状态的特征 而是过程的特征
奠基人：迈耶、焦耳、赫姆霍兹。 焦耳是通过大量的定量实验去精确测定热功 当量，从而证明能量守恒定律。 迈耶从哲学思辩方面阐述能量守恒概念。 赫姆霍兹认证了在各种运动中的能量是守 恒的，第一次以数学的方式提出了定律。
还有他们的贡献：
18世纪初纽可门发明了蒸汽机。后由瓦特做 了重大改进。
1800年伏打化学电池的发明。
深度分析：
1、内能是一种宏观热力学的观点，不考虑微观 的本质。
2、内能是一个相对量。 3、热学中的内能不包括物体整体运动的机械能。
4、内能概念可以推广到非平衡态系统。 5、有些书上提到的热能实质上是指物体的内能。
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三、热力学第一定律的表达式
考虑系统与外界间的作用有做功与传 热两种方式
设经某一过程系统由平衡态1→平衡态2 此过程中外界对系统做功为A，系统从外界吸收 热量为Q，由此引起的内能增量为
早期最著名的一个永动机设计方案，是十三世纪的法国 人亨内考(Villard de Honnecourt)设计的。如下图(左)所示。
通信基础理论
应用现状
发展方向
小结
多址技术与系统容量——FDMA
FDMA通信系统特性 通信系统特性 －载波与传输信号对应 －连续传输 －带宽较窄 － 低传输速率 －共用设备成本高
无线电容量公式 M=Bt/(Bck)信道总数 单位小区 信道总数/单位小区 信道总数 其中， 是系统占用带宽， 其中， Bt是系统占用带宽， Bc是每信道占用带宽 k是小区群中的小区数 是小区群中的小区数
相关技术
应用现状
发展方向
小结
信道编码技术
—— 信道编码原理及信道编码保护 —— GSM信道编码的总体方案 信道编码的总体方案
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基础知识
相关技术
应用现状
发展方向
小结
1、信道编码原理与信道编码保护
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基础知识
相关技术
应用现状
发展方向
小结
2、GSM信道编码的总体方案 GSM信道编码的总体方案 (1)用外编码器实施分组纠错编码。构成“信息位 十奇偶校验位”码字。然后再增加尾比特若干。增 加尾比特目的是增加维特比解码特性。奇偶校验比 特是用于检测维特比解码未纠正之误码用。 信道类型不同，采用的分组码也不相同，对于话 音信道，在加尾比特之前，还需将码流重排，以对 系统循环码加以保护。 (2)用内编码实行卷积编码，以建立“编码比特”。 (3)对完成上述(1)、(2)步骤的码字进行重排(对话 音信道，这次重排为第二次重排了)和交织。以提高 抗长突发误码能力。这是实施信道编码保护措施。
相关技术
应用现状
发展方向
小结
信源编码技术
概述 各种信源编码方式简介
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基础知识
相关技术
无线电导航原理与系统-
引导各种运载体飞机船舶车辆等以及个人按既定航线航行的过程称为导航它是保证运载体安全准确地沿着选定路线准时到达目的地的一种手段无线电导航系统一般由装在运载体上的导航设备和设在地面或卫星上的导航台站组成通过在导航设备和导航台站之间的无线电信号传播和通信获得导航信息给飞机或船只指示出它们的实时位置或方位使运载体在不同的运动空间和环境不同的气象气候条件下都能够顺利地完成导航任务确定运载体当前所处的位置及其航行参数包括航向速度姿态等实时运动状态
二. 无线电导航的基本知识
导航系统的分类 按所测量的电气参量 振幅式，相位式，频率式， 脉冲（时间）式，复合式 测角 ，测距 ，测距差
按所测量的几何参量 按系统的组成情况
自主式（自备式） ，非自主 式（它备式） 按无线电导航台（站）的 陆基 ，空基，星基 安装地点 按有效作用距离 近程 ，远程
按工作方式 有源 ，无源
三.无线电导航的应用及发展历史
②
GPS和GLONASS卫星导航系统：
1973 年美国国防部开始研制第二代卫星导 航 系 统 ， 即 现 在 的 GPS （ Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System, NAVSTAR GPS），其全称为“导航星授时和测距 全球定位系统”。 GPS 于 1994 年部署完毕，全部 24 颗卫星升 空， 1996 年进入“完全工作能力（ FOC）阶段”。
弹性力学概述
Galileo
（1564-1642）
伽利略旳悬臂梁构造试验装置
伽利略旳杆受单向拉伸时旳阐明
Isaac Newton （1642-1727）
弹性关系旳概念首先为英国科学家罗 伯特·胡克提出。胡克定律发觉于1660年， 刊登时已经是1678年。在他旳论文《论弹 簧》中，原始形式旳弹性关系写为拉丁文 旳字谜形式“ceiiiosssttuu”,重新排列后 为“ut tensio sic vis”,也就是目前所谓 旳胡克定律,中文意思是“拉力与伸长成正 比”。胡克定律建立了线弹性旳概念,但还 未体现为应力和应变旳形式。
a Scientist and an Engineer
弹性力学在工程领域旳广泛应用应归功于铁木辛柯
旳发明性工作。铁木辛柯出身于前俄罗斯贵族，师从空 气动力学之父普朗特。他尤其热心于弹性力学旳工程应 用，在弹性基础梁、铁木辛柯梁、板壳力学和弹性振动 等方面都做出了巨大旳贡献。铁木辛柯不但是一位科学 家、工程师，同步也是一名伟大旳教育家。由他编写旳 教材几十年来一直在美国工学院使用。他同冯·卡门一起 增进了应用力学在美国旳繁华。
• the point source theory and Love wave
• A treatise on the
mathematical theory
of elasticity(1892-1893)
《数学弹性理论》
Love
S.P.Timoshenko’s works
• Beams on elastic foundation • Timoshenko beam theory • Mechanics of plates and shells • Elastic vibration
霍普金森杆实验技术简介
霍普金森杆实验技术简介霍普金森杆实验技术简介1．材料动态力学性能实验简史在各类工程技术、军事技术和科学研究等广泛领域的一系列实际问题中，甚至就在日常生活中，人们都会遇到各种各样的爆炸/冲击载荷问题，并且可以观察到，物体在爆炸/冲击载荷下的力学响应往往与静载荷下的有显著不同。
了解材料在冲击加载条件下的力学响应必将大大有助于这些材料的工程应用和工程设计。
此外，数值模拟已在工程设计中发挥着重要作用，而进行数值模拟的前提是必须首先建立一个基于材料在各种应变率下（尤其是在动态应变率下）的精确应力－应变曲线基础上的本构模型。
所以，获得一套材料在高应变率下的应力—应变曲线则成为首要任务。
尽管人们已经研制了多种动态实验技术，但是，与准静态实验相比，进行有效并准确的高应变率下的动态实验依然是一个很大的挑战。
因此，为得到有效并准确的材料的应变率相关的应力—应变曲线，研制高效的、精确的高应变率实验装置是非常重要的。
首先，人们知道，固体力学的静力学理论所研究的是处于静力平衡状态下的固体介质，以忽略介质微元体的惯性作用为前提。
这只是在载荷强度随时间不发生显著变化的时候，才是允许和正确的。
而爆炸/冲击裁荷以载荷作用的短历时为其特征，在以毫秒（ms）、微秒（?s）甚至纳秒（ns）计的短暂时间尺度上发生了运动参量（位移、速度、加速度）的显著变化。
在这样的动载荷条件，介质的微元体处于随时间迅速变化着的动态过程中，这是一个动力学问题。
对此必须计及介质微元体的惯性，从而就导致了对应力波传播的研究。
一切固体材料都具有惯性和可变形性，当受到随时间变化着的外载荷的作用时，它的运动过程总是一个应力波传播、反射和相互作用的过程。
在忽略了介质惯性的可变形固体的静力学问题中，只是允许忽略或没有必要去研究这一在达到静力平衡前的应力波的传播和相互作用的过程，而着眼于研究达到应力平衡后的结果而已。
在忽略了介质可变形性的刚体力学问题中，则相当于应力波传播速度趋于无限大，因而不必再予以考虑。
永动机
摘要永动机是不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为“第一类永动机”。
在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，它违反了热力学第二定律，故称为“第二类永动机”。
有人认为永动机这个名词不是很恰当，他们说：“如飞轮之类，一旦开始运动，若无摩擦阻力作用，是可以永久继续运动下去的，这在实际上虽然不易实现，但是在道理上说得通，可以看作一种实际的极限情况。
”他们还认为：“所谓永动机并不是指这种情况，不是试图去保持永恒的运动，而是期望在没有外界能源供给，即不消耗任何燃料和动力的情况下，源源不断地得到有用的功。
”在人们还没有掌握自然的基本规律时，这种想法曾经引诱许多有杰出创造才能的人，他们付出了大量的智慧和劳动，追求这种梦想的实现。
但是，现在永动机还未能发明，没有任何一部永动机被实际地制造出来，也没有任何一个永动机的设计方案能受住科学的审查。
关键词：永动机；第一类永动机；第二类永动机；能量守恒定律；热力学第二定律；1.想法起源永动机的想法起源于印度，公元1200年前后，这种思想从印度传到了伊斯兰教世界，并从这里传到了西方。
在欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。
设计一个轮子，轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。
方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。
这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并且带动机器转动。
这个设计被不少人以不同的形式复制出来，但从未实现不停息的转动。
仔细分析一下就会发现，虽然右边每个球产生的力矩大，但是球的个数少，左边每个球产生的力矩虽小，但是球的个数多。
于是，轮子不会持续转动下去而对外做功，只会摆动几下，便停下来。
后来，文艺复兴时期意大利的达•芬奇（Leonardo da Vinci，1452-1519）也造了一个类似的装置，他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，但实验结果却是否定的。
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39个参量 39个工程参数中常用到运动物体(Moving objects)与静止物体(Stationary objects)两个术语，分别介绍如下： 运动物体是指自身或借助于外力可在—定的空间内运动的物体。 静止物体是指自身或借助于外力都不能使其在空间内运动的物体。表5—2是39个通用工程参数名称的汇总。 序号 名称 序号 名称 1 运动物体的重量 21 功率
2 静止物体的重量 22 能量损失
3 运动物体的长度 23 物质损失
4 静止物体的长度 24 信息损失
5 运动物体的面积 25 时间损失
6 静止物体的面积 26 物质或事物的数量
7 运动物体的体积 27 可靠性
8 静止物体的体积 28 测试精度
9 速度 29 制造精度
10 力 30 物体外部有害因素作用的敏感性
11 应力或压力 31 物体产生的有害因素
12 形状 32 可制造性
13 结构的稳定性 33 可操作性
14 强度 34 可维修性
15 运动物体作用时间 35 适应性及多用性
16 静止物体作用时间 36 装置的复杂性
17 温度 37 监控与测试的困难程度
18 光照度 38 自动化程度
19 运动物体的能量 39 生产率
20 静止物体的能量 下面给出39个工程参数的名称及意义： 1．运动物体的重量 在重力场中运动物体所受到的重力。如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。 2．静止物体的重量 在重力场中静止物体所受到的重力。如静止物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。 3．运动物体的长度 运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。 4．静止物体的长度 静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。 5．运动物体的面积 运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。 6．静止物体的面积 静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。 7．运动物体的体积 运动物体所占有的空间体积。 8．静止物体的体积 静止物体所占有的空间体积。 9．速度 物体的运动速度、过程或活动与时间之比。 10．力 力是两个系统之间的相互作用。对于牛顿力学，力等于质量与加速度之积，在triz中，力是试图改变物体状态的任何作用。 11．应力或压力 单位面积上的力。 12．形状 物体外部轮廓，或系统的外貌。 13．结构的稳定性 系统的完整性及系统组成部分之间的关系。磨损、化学分解及拆卸都降低稳定性。 14．强度 强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能力。 15．运动物体作用时间 物体完成规定动作的时间、服务期。两次误动作之间的时间也是作用时间的一种 度量。 16．静止物体作用时间 物体完成规定动作的时间、服务期。两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。 17．温度 物体或系统所处的热状态，包括其他热参数，如影响改变温度变化速度的热容量。 18．光照度 单位面积上的光通量，系统的光照特性，如亮度，光线质量。 19 运动物体的能量 能量是物体做功的一种度量。在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。能量也包括电能、热能及核能等。 20．静止物体的能量 能量是物体做功的一种度量。在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。能量也包括电能、热能及核能等。 21．功率 单位时间内所作的功，即利用能量的速度。 22..能量损失…能量。为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。 23．物质损失 部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失。 ， 24。信息损失 部分或全部、永久或临时的数据损失。 25。时间损失 时间是指一项活动所延续的时间间隔。改进时间的损失指减少一项活动所花费的时间。 26．物质或事物的数量 材料、部件及子系统等的数量，它们可以被部分或全部、临时或永久的被改变。 27．可靠性 系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力。 28．测试精度 系统特征的实测值与实际值之间的误差。减少误差将提高测试精度。 29．制造精度 系统或物体的实际性能与所需性能之间的误差。 30．物体外部有害因素作用的敏感性 物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度。 31．物体产生的有害因素 有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量。这些有害因素是由物体或系统操作的一部分而产生的。 32．可制造性 物体或系统制造过程中简单、方便的程度。 33．可操作性 要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤以及使用尽可能简单的工具。一个操作的产出要尽可能多。 34．可维修性 对于系统可能出现失误所进行的维修要时间短、方便和简单。 35．适应性及多用性 物体或系统响应外部变化的能力，或应用于不同条件下的能力。 36．装置的复杂性 系统中元件数目及多样性，如果用户也是系统中的元素将增加系统的复杂性。掌握系统的难易程度是其复杂性的一种度量。 37．监控与测试的困难程度 如果一个系统复杂、成本高、需要较长的时间建造及使用，或部件与部件之间关系复杂，都使得系统的监控与测试困难。测试精度高，增加了测试的成本也是测试困难的一种标志。 38．自动化程度 是指系统或物体在无人操作的情况下完成任务的能力。自动化程度的最低级别是完全人工操作。最高级别是机器能自动感知所需的操作、自动编程和对操作自动监控。中等级别的需要人工编程、人工观察正在进行的操作、改变正在进行的操作及重新编程。 39．生产率 是指单位时间内所完成的功能或操作数。 为了应用方便，上述39个通用工程参数可分为如下三类：1)通用物理及几何参数：No．1-12，N。．17—18，N。．21。 2)通用技术负向参数：No．15～16，No．19-20，No．22～26，No．30”31。 ’ 3)通用技术正向参数：N。．13～14，No．27—29，No。32-39。 负向参数(Negativeparameters)指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变差。如子系统为完成特定的功能所消耗的能量(N。．19—20)越大，则设计越不合理。 正向参数(Positiveparameters)指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变好。如子系统可制造性(N。．32)指标越高，子系统制造成本就越底。 6-5 40个技法及应用实例 40种基本措施 这里来研究一下消除技术矛盾钓40种基本措施及其原则与用例． 1．分割原则 a．将物体分成独立的部分。 b．使物体成为可拆卸的。 c．增加物体的分割程度。 例：货船分成同型的几个部分，必要时，可将船加长些或变短些． 2．拆出原则 从物体中拆出“干扰’部分(“干扰”特性)或者相反，分出唯一需要的部分或需要的特性。 与上述把物体分成几个相同部分的技法相反，这里是要把物体分成几个不同的部分． 例，一般小游艇的照明和其他用电是艇上发动机带动发电机供给的．为了停泊时能继续供电，要安装一个由内燃机传动的辅助发电机．发动机必然造成噪音和振动。建议将发动，机和发电机分置于距游艇不远的两个容器里，用电缆连接． 3．局部性质原则 a．从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。 b．物体的不同部分应当具有不同的功能 c．物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。 例：为了防治矿山坑道里的粉尘，向工具(钻机和料车的工作机构)呈锥体状喷洒小水珠。水珠愈小，除尘效果愈好．但小水珠容易形成雾，这使工作困难．解决办法：环绕小水珠锥体外层再造成一层大水珠。 4．不对称原则 a．物体的对称形式转为不对称形式。 b．如果物体不是对称的，则加强它的不对称程度， 例：防撞汽车轮胎具有一个高强度的侧缘，以抵抗人行道路缘石的碰撞。 5．联合原则 a．把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来， b．把时间上相同或类似的操作联合起来． 例：双联显微镜组；由一个人操作，另一个人观察和记录。 6．多功能原则 一个物体执行多种不同功能，因而不需要其他物体。 例：提包的提手可同时作为拉力器（苏联发明证书187964)。 7．‘玛特廖什卡’原则 a．一个物体位于另一物体之内，而后者又位于第三个物体之内，等等。 b．一个物体通过另一个物体的空腔。 例：“弹性振动超声精选机是由两个互相夹紧的半波片构成。其特征是，为了减小精选机的长度和增大它的稳定性，两个半波片制成相互套在一起的空锥体(苏联发明证书~186781)。在苏联发明证书0462315中，也采用该解决方案来缩小变压器压电元件输出部分的外形尺寸。在苏联发明证书~304027中，金属拉制设备的“玩偶”是由拉摸组成． 8．反重量原则 a．将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消其重量。 b．将物体与介质(最好是气动力和液动力)相互作用以抵消其重量。 例：“调节转子风力机转数的制动式离心调节器安在转子垂直轴上。其特征是：为了在风力增大时把转子转速控制在小的转数范围内，调节器离心片做成叶片状，以保证气动制动” (苏联发明证书167784)。 有趣的是，在发明公式申明显地反映了发明所克服的矛盾．在给定的风力和给定的离心片质量的条件下，获得了一定的转数√为了减少转数(当风力增大时)，必须增大离心片质量；但离心片在旋转，很难靠近它。于是矛盾这样消除，使离心片具有形成气功制动的形状，即把离心片制成具有负迎角的翼状。