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关键词:剩余电流;工作原理;检测装置
中图分类号:TM452 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)2-0104-01
要想保证产品质量,非常重要的一个方面就是进行科学合理的检测,大量的实践研究表明,如果在剩余电流的精度调节和电流角度的控制方面是利用单片机来实现的,就具有较大的优势,比如设计难度较低,具有较快的调节速度和较高的性价比等等。
1 剩余电流保护装置的结构和漏电开关检测装置的
基本原理
1.1 剩余电流保护装置的结构
具体来讲,主要由这些部分组成了剩余电流保护装置,一是剩余电流互感器,它是一个检测元件来变换一次回路检测到剩余电流,然后在剩余电流脱扣器的脱扣线圈上施加检测元件转换成的二次回路输出电压,利用信号放大装置,或者脱扣器动作,来在脱扣线圈上施加经过信号放大的剩余电流,促使脱扣器动作。
二是脱扣器,脱扣器在剩余电流保护装置中主要发挥的是判别元件的作用,利用脱扣器来对剩余电流进行判别,查看其与预定值是否相符,然后对剩余电流保护装置动作与否进行确定。剩余电流保护装置的动作功能如果与电源电压无关,那么采用的释放式脱扣器就需要具有较高的灵敏度;如果剩余电流保护装置的动作功能和电源电压无关,那么合式脱扣器等就是不错的选择。
三是信号放大装置,因为只有很小的输出功率存在于剩余电流互感器二次回路中,那么就可以将信号放大装置加设于剩余电流互感器和脱扣器之间,这样就可以对互感器的负担进行减少,对剩余电流互感器输出信号的要求以及脱扣器的灵敏度要求进行减小,互感器的重量和体积就可以得到大大的缩小,从而降低剩余电流保护装置的成本。
1.2 漏电开关检测装置的基本原理。
在本剩余电流动作保护器检测装置的主控芯片方面,采用的是ARM-LPC2136。主要由五个部分共同组成了检测电路,分别是上位机试验设置、恒流控制、开关状态判断、D/A转换和控制芯片。在正常工作的状态下,试验参数是由上位机来设置的,向LPC2136通过RS-485来进行传递,分析和处理试验数据,然后控制信号由LPC-2136来输出。由D/A来转换这些输出的直流信号,使其成为交流信号,放大交流信号,就可以向交流剩余电流动作保护器一端输入产生的恒流信号,对剩余电流信号进行模拟。断开剩余电流动作保护器,利用跳断判断电路来对跳断信号进行转换,使其成为适当的数字信号,跳断时间由LPC2136来采集和记录,这样检测过程就完成了。
通过研究发现,剩余电流动作保护器检测装置不仅可以进行数据检测,还可以对这些数据进行分析,确定是否报警,自动控制。
2 系统算法分析
上文我们已经提到,单片机输出的是直流信号,那么就需要模拟单片机输出的直流波形为交流信号,众所周知,有一定的失真度存在于波形中,那么就需要对正弦信号源波形总失真度进行评价,通常利用的是傅里叶变化技术。系统对于波形失真度有着较高的要求,需要保证其在百分之五以下,那么就需要对直流波形变换次数以及失真度之间的关系进行计算。具体的计算过程是这样的:
周期函数为y(t)=y(t+T),那么如果满足这些条件,就可以利用傅里叶级数来对本函数进行表示,一是有有限个极值存在于周期内,二是有有限个第一类间断点,三是处处连续;本函数可以表示为:
A0=1/T y(t)dt
A1=2/T y(t)cos iwtdt
Bi=2/T y(t)sin iwtdt
Ci=
那么就可以得到总谐波值,在这个公式中,i次谐波幅值用Ci来表示,信号周期用T来表示。那么f(X)就可以表示为:
u sin(90?×0/N)(V) 20/N×0(ms)
u sin(90?×1/N)(V) 20/N×1(ms)
通过上述的函数公式和f(X)函数,就可以将A0、A1、A2等数值给计算出来,并且y(t)过程也可以用这些数值来进行描述。这个过程,就是周期信号y(t)的傅里叶分解过程,要想对N和THD之间的关系进行分析,统计实验结果是这样的:
当N为20、40、60、80时,A0、C1、C2、C3、C4以及THD的数值分别为0.0、1.69、0.0、0.31、0.0以及0.215;0.0、1.63、0.0、0、24、0.0、0.154;0.0、1.63、0.0、0.22、0.0和0.046;0.0、1.61、0.0、0.20、0.0和0.043.
通过这些计算数据我们可以得知,N值和失真度呈反比的关系,那么要想保证失真度在5%以内,就需要控制N在20以上。
3 系统软件设计
本文利用C语言来进行系统程序设计,在程序中,需要实现多种功能,一是初始化程序的加载,利用工控机来将系统运行参数提供给剩余电流动作保护器,比如试验电流、通电时间、合闸角度等,经过一次加载,方可以开始检测。
二是D/A输出的中断功能,因为系统需要模拟交流信号,那么就需要对D/A的转换精度进行提高,本系统在交流信号模拟时,利用的是中断方式来进行,那么要想实现交流信号精度的提高,只需要对中断频率进行适当提高即可。
三是跳断采集的中断功能:在系统程序设计中,非常重要的一个方面就是保证可以科学准确的采集跳断时间。因为有着很大的变动存在于ARM的主程序循环时间中,并且对于跳断时间的采集,有着较高的要求,需要在1 ms以内,那么就可以将输入边沿中断采集设置为ARM的跳断采集接口,这样才可以更加准确和稳定的采集跳断时间。
4 结 语
通过上文的叙述分析得知,剩余电流动作保护器已经被广泛应用在诸多的领域内。本文提出了一种监测装置设计方法,通过反复调试D/A输出,控制其精度,并且对设定的系统参数进行优化,促使直流模拟波形与要求波形更加的相似,通过大量的实践研究表明,这种方式在控制方面具有较好的效果。装置可以更加稳定的运行,拥有良好的性能,可以正常进行各项操作,符合相关的要求和标准。并且本控制系统有着十分友好的人机界面,操作起来比较的简单和便捷,还可以非常便捷的来修改或者添加系统功能。文章简要介绍了剩余电流动作保护器工作原理,然后探讨了剩余电流动作保护器装置设计,希望可以提供一些有价值的参考意见。
参考文献:
[1] 李文苹.基于单片机控制的剩余电流动作保护器动作特性检测装置的研究[J].河北工业大学,2011,2(1):123-125.
[2] 张文霞.剩余电流动作保护器原理及常见故障排除[J].农村电工,2010,2(7):32-35.
但目前旅游产品包装设计课程在教学上存在一定的问题:一是教学内容体系不够全面。包装设计课程的教学一般包括包装的基础理论知识、包装的市场与定位、包装造型设计、包装装潢设计与包装印刷工艺,在有限的课时下,更侧重于应用型教学,使学生能设计出一套适合于旅游产品的包装。在包装造型设计部分的课程中,注重纸盒包装结构设计,对于包装容器造型设计往往较为忽视,导致学生知识掌握不够全面,不利于学生的能力培养。二是课程学习后,学生知识面单一、知识间缺乏联系、缺乏实际设计经验和相关领域的综合知识,理论联系实际及市场服务意识差,是目前学习设计的大学生面临的最大问题,导致学生不能较快地适应工作需要。三是在包装设计的实践教学过程中,学生对包装的设计,多数以包装的模仿为主,对包装的创新设计则较为困难,学生创新能力及综合能力没有得到提高。
实际上,旅游产品包装设计课程具有很强的交叉性、实践性、综合性。如何进一步提高旅游产品包装设计教学,培养更适合时展需要、适合工作岗位需要的高端包装设计技能型人才将是包装设计课程教学需要深入思考的问题。
1旅游产品包装设计课程的教学改革定位
1.1以人才岗位需求为导向,确定课程培养目标在课程培养目标确定上,应对旅游产品包装设计领域所涵盖的专业技术岗位群特点进行分析,结合不同区域岗位人才必备技能素质要求,通过具体的包装容器、结构、装潢设计及工艺等技能教学训练,确定教学以包装设计、制作、材料应用等职业岗位能力培养为目标,确定教学工作任务。
1.2以岗位能力要求为导向,进行教学内容改革包装从业人员所从事的岗位一般为:包装材料及设备销售人员、包装设计师、包装印刷生产人员、包装工艺技术人员、包装质量检测人员等。目前在包装行业最缺乏的就是包装综合设计人才,既懂包装装潢设计,又精通包装工艺、结构、生产的高端人才。此类人才将在今后较长时间内需求量较大,所以,在课程教学上,必须培养学生具有必要的包装专业理论知识、较强的包装创新设计、包装印刷、包装质量检测、包装技术与工艺的能力,才能够符合包装职业岗位群工作能力要求。同时,根据学生综合能力的培养与本系跨学科专业学习的改革理念,包装设计还应使学生掌握包装设计相关的跨学科综合性知识,包括消费者心理学、设计心理学、包装经济学、环境生态学、包装的法律法规等方面的基础知识。使学生经过本课程的学习,能掌握与包装设计相关的各类知识,可以快速进入包装设计公司、印刷公司等,进行包装的设计与制作。
2旅游产品包装设计课程的教学改革措施
旅游产品包装设计课程教学,可分为两段式教学模式,加强创新型教学的比重,具体如下:第一阶段:包装应用型教学。课程讲述包括:包装的基础理论知识、包装的历史、包装的市场调研与定位(包括消费者心理学、设计心理学)、包装造型设计(容器造型设计与纸盒包装结构设计)、包装材料、包装装潢设计、包装印刷工艺(包括包装经济学、环境生态学、包装的法律法规)及包装设计实践。了解与包装设计有关的各项知识及工艺技术对尺寸、结构等方面的具体限制和要求,培养学生在各种规则与限制中完成设计工作的能力。本阶段加强包装容器造型设计的教学,综合软件课程知识,旅游产品设计的学生,通过CAD、3D将容器造型制作为设计稿,并进行容器造型的渲染,标注出材料及工艺,形成完整的、可投入生产的容器造型。第二阶段:包装创新型教学。本阶段课程是对包装设计理念、结构、材料等进行探索和创新的过程。以项目驱动为导向,进行实践教学模式改革。在教学过程中,增加探索性、实验性课题,通过不同类别的项目课题,激发学生的创造性思维能力和表现能力。课题类型与来源可以包括:概念包装设计、绿色包装设计、环保包装设计、手工创意包装设计或将传统文化进行创新,进行传统文化、地方民俗与包装融合的包装设计训练。目前授课课题类型针对学院特色,以酒店与旅游景区为基础,进行旅游产品或纪念品的创新包装设计,将本地传统文化、地方民俗与包装设计融合,进行新型包装的创新设计。突出包装制作工艺、材料、结构的创新,形成一定的教学成果,并努力实现教学成果转化,使学生实践结果能真正投入市场。同时,课题还可以是教师正在进行的科研项目,将其制定为专题设计,训练学生的研究与创新能力。通过包装新理念的探索、包装形式的创新与突破,使学生的学习从模仿性设计转变为创造性设计,加强了学生创新能力的培养。
3旅游产品包装设计课程教学改革实施后存在的不足
通过一阶段的旅游产品包装设计课程教学改革,在课程教学上产生了一定的成果,以项目驱动为导向的包装创新教学,使学生创造了许多原创优秀作品,但在教学中也发现了一些不足之处。
3.1印刷工艺上掌握不足在包装印刷工艺上,由于缺乏印刷厂实地参观调研,只有理论学习,学生在该方面知识的掌握上略显不足,只停留在理论阶段。今后应安排相应课时,带领学生实地参观,了解、认识包装机械种类与功用,争取实现包装切模制版、各种印刷工艺的上机操作,加深学生对印刷工艺知识的体会。
3.2课时安排问题由于要加重包装容器造型设计及创新设计课程实践比重,在课程安排上,包装其余知识讲解相对减弱,练习时间减少,特别是包装纸盒造型设计上,学生练习不足,在后期作品制作上,进程较慢。所以,在课程时间安排上还应深入调整,整合相关知识,必要时增加相应课时,使课程安排更加合理。
3.3教学成果转化问题在今后的包装设计课程安排中,还应深入思考教学成果转化的问题,在课程实践中,使学生的实践成果能成为商品或者投入市场,将实践与市场接轨得更加紧密,加强学生学习的积极性。
4结语
一、运用情境教学方法让学生体验学习内容
包装设计课程教学的关键在于学生能够将学习与掌握的知识运用到实践中,教师应用体验式教学模式对于他们来说是一种实用性学习方式,可有效培养其想象能力与创新意识,指导学生进行更好的学习和创作。教师可运用情境教学方法让学生亲身体验包装设计课程的教学内容,使其在特殊情境中解读和理性反思所学知识,将原本单一呆板的学习模式,纯粹的听课、记笔记、画图,通过情境体验活跃课堂氛围。如此,学生能够对包装设计知识产生感性认识,设计水平得以提升,并充分体验到学习的乐趣且体验到快乐。比如,在进行“包装功能”教学时,教师可精心设计以下实验:将两个一样的玻璃瓶护发素带到课堂上,一个有包装,另外一个则没有包装,设计问题:同学们,当着两瓶护发素都掉在地上,它们会不会碎?此时,不少学生都会回答“会碎”,有的则回答“不一定”。接着,教师可将这两个玻璃瓶护发素扔到地上,可以发现带包装的没有摔碎,不带包装的则摔碎。通过实际场景让学生亲身体验认识到包装设计对产品的作用。之后,教师可引出教学内容——包装功能,而学生经过亲身体验可以知道包装设计的基础功能即为保护产品。在体验式教学中教师的教学思维十分关键,通过真实情境的营造使学生对学习内容产生切身感悟,从而提升他们的学习注意力和积极性。
二、采用虚拟现实互换让学生主动参与学习
在新形势下的包装设计课程教学中,教师需主动采用体验式、项目式、探究式、演示式、讨论式和启发式等新颖别致的教学方式,引导学生把枯燥乏味的理论知识转变为积极创作的动力,做到理论和实际的有机结合。目前包装设计的主流趋势的环保和创新,这就要求学校与教师需及时更新教育理念,将包装设计课程教学重点放在学生对知识的吸收、理解和迁移上,促使他们专业技能的全面发展。为此,教师可采用虚拟现实的互换教学法,在课堂上和学生互换角色,或要求他们扮演不同的角色,使其主动参与到学习中。例如,在“设计包装包装”教学实践中,教师可同学生的身份进行互换,要求他们利用十分钟实践讲解自己的设计理念、思路、过程、方法与草图,教师则扮演客户的角色,在这种虚拟现实的互换教学模式下提出问题,要求学生解答。采用这样的体验式教学,不仅能够训练学生的心理素质、沟通能力和交际能力,还能够帮助他们消化包装设计课程中的理论知识,凝练语言表达,也可发散与启迪其思维。另外,包装设计课程教学的最终目标是让学生能够和客户之间进行顺利沟通、良好交流,在专业技能方面做到掌握设计技巧、学会制作、能够对现有的包装设计进行改良。通过在虚拟现实中的身份互换和转变,可让学生亲身体验整个包装设计流程,提升学习效率。
三、通过亲自动手制作让学生体验学习乐趣
在具体的包装设计课程教学中,教师应突出学生的主体地位,为他们营造一个高质量的演示或实验平台,使其通过亲身体验包装设计理解知识内容,体会到对产品进行包装设计的意义和价值,并通过不断训练与掌握包装设计技能,提升设计水平。包装设计课程教学的最终目的是让学生在毕业之后为客户提供服务,只有在不断实践中才能够逐步提升他们的包装设计能力。因此,教师应组织学生参加大量的实践活动,让他们亲自动手参与产品包装设计的制作,通过个人体验获得经验积累和技术训练,为将来的就业做准备。比如,在“设计包装造型”教学过程中,教师可先为学生演示一个包装盒的设计和制作过程:先把包装盒设计为立体形状,测量长度和裁剪并制成盒子。为他们演示包装盒的制作方法与技巧,再要求他们动手尝试制作。之后,教师可根据学生对知识的掌握情况设计问题:如何裁剪能够节省纸料且耐用?他们将会设计草图,积极思考问题。教师要求学生亲自动手制作包装自己的茶杯,提出要求:包装盒结实不浪费纸料,取装方便,从一米高空落下不损坏茶杯,最后评选出用时最短、质量最好的包装盒,让整个学习活动在体验中进行。运用这样的体验式教学,不仅可为学生带来丰富的视觉体验,让他们初步了解产品包装造型,还可使其通过动手制作体验到学习乐趣。
总结
1包装设计的审美特征及表现
包装设计作为综合性的一门学科,涉及到多种因素,例如销售学、美学、社会心理学等方面,随着现代商品经济的日趋繁荣发展,商品包装作为销售工具,成为了在激烈市场竞争中一个不可忽视和缺少的武器。包装设计就是设计师利用巧妙的现代工艺制作手段,并采用符合时展且又美观恰当的包装材料,为商品设计一个载体,要体现出不但能够保护和美化商品以及传递商品信息的实用功能效果,还要具有更有利于商品销售的结构造型及包装后的装饰效果。由此我们可以看到,包装设计是从属于商品的,是在对商品性能及用途有充分了解的基础上,更注重的是根据商品面对不同文化阶层、欣赏水平及购买能力的消费者等多方面因素来做设计的,同时也受到来自地域加工及工艺制作条件等因素的约束。综上所述,包装设计有着自己特定的四点审美特征。一是体现在包装设计的形式与功能以及材料之间相结合的适应性审美特征上﹔二是在包装设计的商品信息传达中所体现出的表现性审美特征﹔三是由于包装设计审美变化的群体当中的差异性而体现出的差异性审美特征﹔四是为了具有一定的结构美、形态美、材质美、工艺美、装潢美等,而综合多样化表现的多样性审美特征。
2纤维艺术设计
Abstract: Packaging design is an art discipline. When exploring the teaching practice suitable for Shangluo region, we should understand the meaning of green packaging design, and then carry on the teaching. This paper respectively analyzes the common material and design principle of green packing design, and how to apply the green packing material to class teaching and achieve the teaching goal of green packing design.
关键词: 包装材料;设计原则;绿色设计
Key words: packaging materials;design principles;green design
中图分类号:G633.66 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)30-0214-02
0 引言
随着全世界工业化的发展和商品在整体包装过程中越来越适应市场发展的需要,不管从商品包装方便运输、还是从商品包装美化产品上都满足了国际形势发展的需求,而在包装过程中,纸、塑料、玻璃等材料被广泛应用于各种包装。在现实生活中,相当一部分包装材料被使用后扔掉,给人类的生活和环境带来了非常大的污染。类似“白色污染”[1]已成为人类共同面临的课题,所以在包装设计的课程设计上,有必要把绿色包装设计思维应用到课堂教学上,带动教学服务社会这一理念。
1 引导学生认识常见的绿色包装材料
1.1 纸质包装材料 纸质包装在我们日常生活当中最为常见,纸质的原料主要是天然植物纤维,是一种比较容易分解的环保材料,在平时生活当中,纸质包装在人们使用后即就是随意丢弃都能在大自然当中很快地腐烂,不会造成环境的污染,保存起来也可以做到重新回收再利用。在平时教学中,根据商品实际用途选取不同硬度、柔软度、厚度等性能纸质进行加工制作,做出从简易、一般到豪华不同的包装产品来。例如:在进行茶叶方面的包装制作过程中,可选取纸质柔软的、较为透明的纸质进行内包装造型设计,而在外包装设计是可采用纸质较厚的白板纸进行做外包装设计。总之,纸质包装材料使用上非常广泛,受限制非常少,所以被教学大量使用。
1.2 木材与竹子的包装材料 此类材料,在商洛地区随处可见,对自然环境影响较小,而且容易加工,在搬运过程中能承受一定的震动和冲击,属于较为理想的教学材料。例如:通过对竹子材料进一步加工、形体变形、烫染等工艺,可以形成具有地方特色的工艺包装品。
1.3 可降解材料 此类材料在包装上使用后被丢弃在大自然中,可通过阳光中的紫外线的作用或是土壤和水中的微生物作用。自行分解和还原,最后以无毒、无污染形式重新进入生态环境中,回归自然。而在课堂上,可以使用光降解型塑料薄膜进行产品外包装设计,达到环保的目的。
1.4 可食性包装 常见的糖果包装上使用的糯米纸及包装冰淇淋的玉米烘烤包装杯都是典型的可食性包装,这是一种包在食品外表的薄膜状包装,它可以随着食物一起吃掉,并不会对人体造成危害。可食性包装分为可食性薄膜和可食性涂层两种,对被包装的物品也会达到其保护作用。这种包装能很好的解决食品包装废弃物与环保之间矛盾,是值得提倡的绿色包装材料。
2 引导学生认识绿色包装的设计原则
在包装设计方面应从材料选择、结构功能、制作过程、包装方式、储运方式、产品使用和使用后处理等诸多方面入手,并掌握绿色环保设计中必须遵循的原则。
2.1 从材料选取上,应无害化原则 材料选取,应充分考虑商洛本地方的实际情况,根据商洛地方的绿色产品,进行绿色包装无害化。这里的无害化是指对环境和对人的无害化。其一,表现在包装设计完成后对周围环境的影响,对于可能产生的负面效应采取哪些措施进行补救。其二,包装物对人的无害化,这主要体现在包装材料上,但从现阶段实际情况来看,材料无害化是相对的,在包装设计过程中应充分考虑无害原则”。
2.2 从包装制作以及使用后,应生态化原则 生态化原则在工艺制作过程中讲究切合实际需要,反对过多的浪费。结构功能上应根据需要,灵巧新颖反对过多的繁琐,大胆借鉴同类其他产品。包装方式上在安全的基础上包装尽量简化,节约成本和社会资源,运输方式上节约空间,减少资源浪费,绿色包装的节能化原则上,并表现在新材料、新技术、新能源的开发利用上。以节能化设计理念为出发点,重新考量包装设计的发展方向,使包装设计向着节省材料——追求量少、简洁的制作材料及画面;运用安全材料——如日本来力公司用来赠送顾客的啤酒礼品盒,其包装材料用麦壳精制而成,废弃后会自行分解成肥料;产品使用和使用后可以循环性、重复性。事实上,许多包装废弃物只要经过匠心独具的设计,就可重新用于包装中,并会产生意想不到的艺术效果。如美国透纳公司推出的啤酒易拉罐,喝完以后只要按其罐体形态提示的方向,左右扭动便可缩小体积,减少包装用材当作日常生活用品来设计等方向发展。
3 结合商洛特色引导学生进行绿色包装实践应注意的问题
设计是一本实践性较强的课程,需要带动学生自己动手实践才能掌握包装设计的整个过程,而要在包装实践的课堂上把绿色设计引用到包装教学中去,需要让学生不仅仅在教学实践上,更要做好一系列配套的工作,这就要从以下做起。
①让学生认识绿色设计的内涵,并如何灵活地使用到设计中去。绿色设计就是从环保、无污染的包装设计,主要包括节省资源、能源、减量、皮面废弃物产生,易回收利用,再循环利用,可焚烧或降解等生态环保方面的内容[1]。
②结合商洛地方特色,多使用地方绿色环保材料进行特色教学。从包装材料的选取上,多考虑当地原材料,如木质材料与当地核桃结合的包装。在对木质加工上,可和相关的企业进行合作,把学生的设计思想与实际相结合,使包装设计能充分体现出绿色设计的思想。
4 结语
绿色包装设计需要让学生深入理解和体会,并结合好实践,使理论概念和实践结合起来。在设计思维上,多考虑商洛当地地方包装材料优势,合理运用到教学实践上,使包装设计更具有地域特色。
参考文献:
[1]王运波.谈绿色包装设计的发展战略[J].美术大观,2007(7):141.