010132024-《微機(jī)電系統(tǒng)》教學(xué)大綱

1、微機(jī)電系統(tǒng)課程教學(xué)大綱課程代碼： 010132024課程英文名稱： Micro-Electro-Mechanical Systems（ MEM）S課程總學(xué)時： 16 講課： 16 實(shí)驗(yàn)： 0 上機(jī)： 0 適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 大綱編寫（修訂）時間： 2010.7一、大綱使用說明（一）課程的地位及教學(xué)目標(biāo) 微機(jī)電系統(tǒng)是制造工程領(lǐng)域的最重要發(fā)展方向之一，也是高新技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)。是 20 世紀(jì)末、 21 世紀(jì)初興起的工程科學(xué)前沿，是當(dāng)前一個十分活躍的研究領(lǐng)域。它被廣泛應(yīng)用于機(jī) 械制造工程領(lǐng)域、 信息工程領(lǐng)域、 醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域、 武器裝備領(lǐng)域和日常生活中高新技術(shù)產(chǎn)品制造 領(lǐng)域等，因此，對

2、從事制造工程領(lǐng)域的工程技術(shù)人員來說，學(xué)習(xí)和掌握該知識有著重要的意義。本課程的教學(xué)目標(biāo)是， 通過該課程的教學(xué)使學(xué)生了解制造工程領(lǐng)域技術(shù)的新發(fā)展， 掌握一定 的制造工程領(lǐng)域的最新知識， 培養(yǎng)學(xué)生的微小機(jī)械的設(shè)計和制造能力， 提高學(xué)生的創(chuàng)新思維意識。 通過該課程的教學(xué)使學(xué)生掌握或了解微機(jī)電系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)知識， 為后續(xù)工作中的技術(shù)水平的提 高和發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。同時，將微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域的新理論、新方法、新技術(shù)等傳授給學(xué)生。 并使學(xué)生理解并掌握微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域理論體系及相關(guān)產(chǎn)品在實(shí)際中的應(yīng)用情況。（二）知識、能力及技能方面的基本要求 1掌握微機(jī)電系統(tǒng)的概念、技術(shù)范疇；了解微機(jī)電系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用

3、。2. 掌握微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計方法與理念。3. 掌握典型微機(jī)電系統(tǒng)的制造技術(shù)方法的原理及關(guān)鍵問題，針對具體加工對象選擇相應(yīng)的 方法。4. 能適當(dāng)選擇微機(jī)電系統(tǒng)的測量技術(shù)方法，了解相應(yīng)的原理。5. 了解微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)，以及在高新技術(shù)領(lǐng)域與國防領(lǐng)域的應(yīng)用。（三）實(shí)施說明1. 結(jié)合MEM技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)實(shí)際， 更新教學(xué)內(nèi)容，特別要注重微機(jī)電技術(shù)發(fā)展中新技術(shù) 的應(yīng)用。2. 開展實(shí)際工程案例教學(xué)，充分利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段。3. 課堂教學(xué)要與教師科研實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決工程實(shí)際問題的能力。（四）對先修課的要求 先修課程為：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)理論、機(jī)械原理與設(shè)計理論、測試技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)

4、械控制工程基礎(chǔ)等。（五）對習(xí)題課、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求 課外作業(yè)：以每個章節(jié)內(nèi)容為單元，實(shí)行具有設(shè)計性的大作業(yè)制。（六）課程考核方式1 .考核方式：期末考核采用大作業(yè)、期末報告或論文形式考核。2. 考核目標(biāo)：采用課堂的教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和自學(xué)能力的培養(yǎng)，通過階段性考 核使學(xué)生掌握各個環(huán)節(jié)與階段的知識， 通過最終結(jié)業(yè)考核使學(xué)生系統(tǒng)地掌握或理解課程系統(tǒng)化知 識體系。3. 成績構(gòu)成：出勤 +平時大作業(yè) +期末考核，綜合評定。（七）參考書目微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計與制造，劉曉明，國防工業(yè)出版社，2006微型機(jī)械導(dǎo)論，王琪民，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2003微機(jī)電系統(tǒng)，梅濤、伍小平，化學(xué)工業(yè)出版社，2003微機(jī)

5、電系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)，石庚辰、郝一龍，中國電力出版社，2006。二、中文摘要主要講授微機(jī)電系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容， 包括微機(jī)電系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位性、 范疇和發(fā)展現(xiàn)狀, 微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計、制造的基本原理與常用的方法， 微機(jī)電系統(tǒng)的測量技術(shù)，典型微機(jī)電系統(tǒng)的 原理、構(gòu)成和制造的工藝過程等，以及微機(jī)電系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展等問題。三、課程學(xué)時分配表序號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)1微機(jī)電系統(tǒng)概述22002微機(jī)電系統(tǒng)的制造技術(shù)44003微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計方法學(xué)44004微機(jī)電系統(tǒng)檢測技術(shù)22005典型微機(jī)電系統(tǒng)的組成22006微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用2200合計1616四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第1部分微機(jī)電系統(tǒng)概述總學(xué)時（單位：

6、學(xué)時）:2 講課:2 實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1）微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的基本概念及特點(diǎn)；2）微機(jī)電系統(tǒng)的研究領(lǐng)域；3）實(shí)現(xiàn)微機(jī)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)；4）了解影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素；5）微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。重點(diǎn)：微機(jī)電系統(tǒng)的概念與技術(shù)范疇。難點(diǎn)：微機(jī)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的異同。第2部分微機(jī)電系統(tǒng)的制造技術(shù)總學(xué)時（單位：學(xué)時）:4 講課:4 實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1）微機(jī)電系統(tǒng)的常用材料；2）半導(dǎo)體微加工技術(shù)；3）硅材料微機(jī)電加工技術(shù)；4）LIGA 工藝；5）微宏加工技術(shù)。重 點(diǎn)：體工藝和面工藝的原理和特點(diǎn)、LIGA工藝和典型微宏加工技術(shù)的原理。難 點(diǎn) : 依據(jù)微機(jī)電系統(tǒng)對象選擇相應(yīng)的

7、制造方法。習(xí) 題 : 關(guān)于典型微機(jī)電系統(tǒng)零件的加工工藝選擇方面的問題等。第 3 部分 微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計方法學(xué)總學(xué)時 （ 單位：學(xué)時 ）:4 講課 :4 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0具體內(nèi)容 :1 ）微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計概述；2）微機(jī)電系統(tǒng)的系統(tǒng)級設(shè)計；3）微機(jī)電系統(tǒng)的器件級設(shè)計；4）微機(jī)電系統(tǒng)的工藝設(shè)計；5）微機(jī)電系統(tǒng)的建模和仿真技術(shù)的應(yīng)用；6）微機(jī)電系統(tǒng)的 CAD。重點(diǎn) :了解機(jī)械系統(tǒng)級設(shè)計， 微機(jī)電系統(tǒng)的器件級設(shè)計， 微機(jī)電系統(tǒng)的工藝設(shè)計等的基本原理與方 法。難點(diǎn) :微機(jī)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的原理與方法論上異同問題等。習(xí)題 :進(jìn)行一個典型的微機(jī)電系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計 。第 4 部分 微機(jī)電系統(tǒng)檢測技術(shù)總

8、學(xué)時 （ 單位：學(xué)時 ）:2 講課 :2 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0具體內(nèi)容 :1）微機(jī)電系統(tǒng)檢測技術(shù)的基本方法；2）微幾何量測量 ;3）微機(jī)電材料特性檢測。重 點(diǎn) : 了解典型測量方法的測量原理，典型測量儀器的工作原理等 , 傳感器選擇方法。難 點(diǎn) : 掃描隧道顯微測量、微機(jī)電的圖像測量技術(shù)原理等。習(xí) 題 : 對典型微機(jī)電的測量方案進(jìn)行擬定 。第 5 部分 典型微機(jī)電系統(tǒng)的組成總學(xué)時 （ 單位：學(xué)時 ）:2 講課 :2 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0具體內(nèi)容 :1）微型傳感器。主要包括：微傳感器的基本原理、特點(diǎn)及分類；微傳感器的材料和封裝 技術(shù)；位移、速度和加速度傳感器，壓力傳感器的傳感原理及實(shí)現(xiàn)；視覺傳感器、觸 覺傳感器技術(shù)；多傳感器信息處理技術(shù)、智能化傳感器技術(shù)。2）微執(zhí)行器。主要包括：微執(zhí)行器的基本概念、分類及組成；靜電微執(zhí)行器工作原理及技 術(shù)。重 點(diǎn) : 了解典型微機(jī)電的基本原理，明確使用領(lǐng)域與場合，合理選擇加工方法和擬定工藝路線。難 點(diǎn) : 各種典型微機(jī)電的原理和依據(jù)的理論基礎(chǔ)，特別是制造工藝和封裝技術(shù)等。習(xí) 題 : 典型微機(jī)電的工藝規(guī)程設(shè)計、制造方法的選擇和新方法的原理設(shè)計。第 6 部分 微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用 總學(xué)時 ( 單位：學(xué)時 ):2 講課 :2 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0 具體內(nèi)容 :1) 微