Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента»




Скачать 301.58 Kb.
НазваниеКурсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента»
страница1/3
Дата публикации08.02.2014
Размер301.58 Kb.
ТипКурсовая
shkolnie.ru > Математика > Курсовая
  1   2   3
ФГБОУ ВПО «Московский Государственный Университет Леса»


Курсовая работа
по дисциплине «Планирование и организация эксперимента»

на тему

«Исследование зависимости температурного коэффициента сопротивления (ТКС) резисторов от времени и температуры осаждения пленок Кермета при вакуумном напылении»
Вариант 10

Выполнил:

Студент IV курса, СТ-41 группы, ф-та ЭСТ

Махратов Евгений Денисович
Принял:
Доцент, к.т.н.

Знаменская Татьяна Дмитриевна


Москва

2013
Оглавление
Введение ………………………………………………………………………… 3

  1. Планирование эксперимента ……………………………………...………. 4

    1. Выбор параметров оптимизации ………………………………..…… 4

    2. Выбор фактора ………………………………………………….…….. 5

  2. Выбор модели ………………………...……………………………………… 9

  3. Проведение эксперимента ……………………………………………...… 10

  4. Обработка результатов эксперимента …………………………...……. 12

    1. Проверка однородности по критерию Кохрена ………………….. 12

    2. Проверка нуль - гипотезы по критерию Стьюдента …………….. 14

    3. Проверка адекватности по критерию Фишера ……………..…….. 16

  5. Раскодирование уравнений регрессии в расчетные формулы ….….. 18

Заключение ………………………………………..…………………..………. 20

Использованная литература ………………………………...……………… 21

Приложение …………………………………………………...………………. 22

^ ВАРИАНТ №10
Тема: Исследование зависимости температурного коэффициента сопротивления (ТКС) резисторов от времени и температуры осаждения пленок Кермета при вакуумном напылении

Исследуемые факторы в действительных значениях

Номер опыта (эксперимента)

(N=4)

Номер дублирования опыта (m=4) ТКС, 10-5 К-1 (параметр оптимизации Y)

1

2

3

4

1

-1,056

-1,134

-1,002

-1,048

2

1,869

2,129

1,893

2,181

3

-8,081

-7,239

-6,988

-7,613

4

-4,143

-4,005

-4,036

-4,158

Диапазоны параметров (факторы): Х1 (температура Т,К): 472 К – 530 К; Х2 (время t, сек): 65 – 125 сек______

^ Априорные сведения к Форме 1 Журнала планирования эксперимента:

Материал – Кермет К50С; Давление – P ~ 10-3 Па

Х1 – температура осаждения резистивных пленок.

Х2 – время осаждения резистивных пленок.

^ Априорные сведения к Форме 2 Журнала планирования эксперимента:

Предварительные эксперименты показали, что увеличение температуры подложки сдвигает ТКС из отрицательной области в положительную, что связано с уменьшением окисляющего фактора и увеличением степени упорядочения структуры.

^ Особые указания:

Метод осаждения тонких пленок вакуумного напыления. Оборудование - автоматическая высоковакуумная система для напыления, Р - 5•10-6 мм рт. ст.

^ Цель работы: закрепление полученных теоретических знаний и приобретение практических навыков использования методов планирования экспериментов с применением ЭВМ, а также приобретение навыков работы с научно-технической литературой.

Введение

Интегральной микросхемой (ИМС) называют миниатюрное электронное устройство, выполняющее определенные функции преобразования и обработки сигналов и содержащее большое число активных и пассивных элементов (от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч) в сравнительно небольшом корпусе. Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) — ИС, заключённую в корпус.

Термин «интегральная микросхема» отражает суммирование, объединение значительного числа элементов и соединяющих их проводников в единую конструкцию (конструктивная интеграция), выполнение функций преобразования более сложных по сравнению с функциями отдельных дискретных приборов (схемотехническая интеграция), создание одновременно всех элементов и межэлементных соединений в едином технологическом цикле (технологическая интеграция).

По конструктивно-технологическому исполнению микросхемы делят на три группы: полупроводниковые, пленочные и гибридные соединения между ними выполнены в виде пленок.

Пленочные интегральные микросхемы состоят из изоляционной подложки, на которую наносят тонкопленочные резисторы, конденсаторы, индуктивности, токопроводящие перемычки и контактные площадки. В качестве подложки обычно используют керамику, стекло, ситаллы — продукты кристаллизации стекол. Подложка имеет квадратную или прямоугольную форму стандартизированных размеров толщиной 0,6; 1,0; 1,6 мм. Тонкопленочные резисторы наносятся на подложку в виде узких полосок различной конфигурации, которые оканчиваются контактными площадками (рис. 13-2, а). В качестве материала обычно используют металлы и сплавы с высоким удельным сопротивлением: нихром, тантал, кермет — окись кремния с хромом. При толщине пленки около 1 мкм можно получить микрорезисторы с широким диапазоном сопротивлений (от 25 Ом до 200 кОм и более). Контактные площадки выполняются из низкоомных материалов со значительной толщиной для уменьшения сопротивления. В дальнейшем с контактными площадками соединяются токопроводящие перемычки, выполняемые из низкоомного металла.

  1. ^ Планирование эксперимента

Планирование эксперимента – это постановка опытов по некоторой заранее составленной схеме, обладающей какими-то оптимальными свойствами. Разработка таких схем при изучении сложных явлений представляет собой сложную математическую задачу. Этот план предусматривает проведение опытов на двух уровнях, симметричных относительно некоторого уровня, выбранного в качестве исходного.

При планировании эксперимента должны быть определены:

  • Необходимое число опытов;

  • Последовательность проведения эксперимента;

  • Математическая модель описания эксперимента.

    1. Выбор параметров оптимизации

При планировании эксперимента очень важно определить параметр, который нужно оптимизировать. Сделать это совсем не так просто, как кажется на первый взгляд. Цель исследования должна быть сформулирована очень четко и допускать количественную оценку. Будем называть характеристику цели, заданную количественно, параметром оптимизации. Параметр оптимизации является реакцией (откликом) на воздействие факторов, которые определяют поведение выбранной системы. Реакция объекта многогранна, многоаспектна. Выбор того аспекта, который представляет наибольший интерес, как раз и задается целью исследования.

Влияние большого числа неконтролируемых факторов, часть из которых носит случайный характер, сложность процессов, протекающих при напылении тонких пленок, невозможность непосредственного контроля большинства параметров и другое, существенно затрудняют получение математической модели этого процесса.

Применение методов планируемого активного эксперимента позволяет при использовании минимального количества экспериментов получить математическое описание для выходного параметра – температурного коэффициента (ТКС) напыляемой пленки в функции исходных контролируемых факторов и оценить степень влияния каждого из них на выходной параметр.

    1. ^ Выбор фактора

После того как выбран объект исследования и параметр оптимизации, нужно включить все существенные факторы, которые могут влиять на процесс. Если какой-либо существенный фактор окажется неучтенным, то это может привести к неприятным последствиям. Так если неучтенный фактор произвольно флуктуировал – принимал случайные значения, которые экспериментатор не контролировал, - это значительно увеличивает ошибку опыта. При поддержании фактора на некотором фиксированном уровне может быть получено ложное представление об оптимуме, так как нет гарантии, что фиксированный уровень является оптимальным.

Фактором называется измеряемая переменная величина, принимающая в некоторый момент времени определенное значение.

В полном факторном эксперименте реализуются все возможные сочетания уровней факторов. Число уровней каждого фактора равно двум (верхний и нижний), тогда имеем полный факторный эксперимент (ПФЭ) типа 2n, где n – число факторов. Число опытов ПФЭ равно N = 2n, а кодированные значения факторов будут равны: +1 (верхний уровень); - 1 (нижний уровень). Имеем дело с двумя факторами и планируем эксперимент типа 22 (N = 4). Точки опытов располагаются в вершинах квадрата, центр которого совпадает с центром плана. Матрица планирования и план ПФЭ для двух факторов приведена в табл.1

Таблица 1

Номер опыта

Матрица планирования

Выход у

х1

х2

1

-1

-1

у1

2

+1

-1

у2

3

-1

+1

у3

4

+1

+1

у4

В ПФЭ влияющие факторы могут варьироваться на двух уровнях : верхнем и нижнем. Поэтому, необходимо выбрать диапазон варьирования каждого фактора в пределах Xmin ≤ Xi ≤ Xmax.

Величина Xmax называется верхним уровнем варьирования фактора Xi, а величина Xminнижним уровнем варьирования того же фактора.

Середина диапазона варьирования того же фактора Хосн называется его основным уровнем и обозначается следующим образом:

Величина ΔХi = Xmax – Хосн = Хосн – Xmin называется интервалом варьирования фактора ΔХi.

Полный факторный эксперимент (ПФЭ) – это эксперимент, реализующий все возможные повторяющиеся комбинации уровней независимых переменных, каждая из которых принудительно варьируется на двух уровнях.

Рисунок 1http://www.pandia.ru/text/77/258/images/image007_6.gif

На рис. 1 показан в факторном пространстве симметричный двухуровневый план для двухфакторной функции отклика y= f(x1x2) при нейтральном (рис. 1, а) и нормированном (рис. 1, б) представлении уровней факторов. Здесь - искомые натуральные уровни факторов, - нижние, - верхние уровни, - интервалы варьирования.

Для гарантированного получения единственного решения системы уравнений необходимо иметь ортогональную матрицу планирования, что невозможно обеспечить в абсолютной системе единиц факторов Xi, т.е. тогда, когда факторы именованные. Поэтому, необходимо провести предварительное преобразование каждого фактора – его перевод в систему относительных координат.

Согласно плану эксперимента, изображенному на рис. 1, опыты должны проводиться в следующих уровнях факторов (Х, Х), (Х, Х), (Х, Х), (Х, Х), т.е. необходимо провести 4 опыта.

План эксперимента может быть также записан в виде таблицы, называемой матрицей планирования или репликой. Значения факторов записываются в реплике не в натуральном, а в нормированном (безразмерном) виде. Графически переход от натуральных значений факторов к нормированным означает перенос осей координат факторного пространства в исходный уровень. Нормированные и натуральные значения факторов связаны между собой следующими соотношениями:

Xi =

X11 = -1 X21 = -1

X12 = +1 X22 = +1

При проведении ПФЭ реализуются все возможные сочетания уровней факторов. Поэтому, общее число экспериментов для К факторов N=4.

Таким образом, постановка четырех опытов дает все мыслимые комбинации для двух факторов, каждый из которых варьируется на двух уровнях. План ПФЭ для двух факторов занесем в таблицу 2.

Таблица 2

№ опыта

Кодированные значения факторов

Натуральные значения факторов

x0

x1

x2

X1

X2

1

+1

-1

-1

472

65

2

+1

+1

-1

530

65

3

+1

-1

+1

472

125

4

+1

+1

+1

530

125

В левой части таблицы представлена матрица планирования эксперимента в кодированных значениях факторов.

На установке термического напыления резисторов можно устанавливать диапазон варьирования контролируемых факторов в довольно широких пределах:

  1. Температура осаждения резистивных пленок 472≤X1≤530 К

  2. Время осаждения резистивных пленок 65 сек≤Х2≤125 сек

На основании изучения имеющихся сведений о технологическом процессе вакуумного напыления резисторов устанавливаются технологически разумные пределы Xmin и Xmax, в которых могут измеряться факторы.

Xoc1 =

Xoc2 =

ΔX1 = 530-501 = 29

ΔX2 = 125-95 = 30

Введение кодированных обозначений факторов позволяет независимо от диапазона варьирования любого фактора устанавливать его нижний уровень (-1), верхний уровень (+1) и основной уровень нулем. Благодаря этому планы ПФЭ в кодированных обозначениях можно строить перебором уровней (-1) и (+1) не интересуясь конкретным диапазоном варьирования факторов.
  1   2   3

Похожие:

Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconКурсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента»
«Исследование зависимости температурного коэффициента сопротивления (ткс) резисторов от времени и температуры осаждения пленок Кермета...
Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconКурсовая работа по дисциплине «Планирование на предприятии»

Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconЛабораторная работа №16 Полный факторный эксперимент по дисциплине...
Целью настоящей работы является изучение и практическое знакомство с методикой планирования полного факторного эксперимента (пфэ)...
Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconКурсовая работа по дисциплине «Химия»
Л. Н. Курсовая работа по дисциплине «Химия»: Учебно-методическое пособие для курсантов, студентов и слушателей очной и заочной форм...
Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconКурсовая работа по дисциплине «Химия»
Л. Н. Курсовая работа по дисциплине «Химия»: Учебно-методическое пособие для курсантов, студентов и слушателей очной и заочной форм...
Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconКурсовая работа по дисциплине: Планирование на предприятии на тему:...
Адрес планируемого предприятия – Москва, метро Водный стадион, Головинское шоссе, дом 8
Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconКурсовая работа по дисциплине «Долгосрочная и краткосрочная финансовая политика»
Курсовая работа по дисциплине «Долгосрочная и краткосрочная финансовая политика» выполняется студентами всех форм обучения направления...
Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconКурсовая работа по дисциплине Планирование на предприятии: на тему:...
Целью бизнес-плана является обоснование экономической эффективности организации предприятия по выращиванию осетра
Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconУказания по выполнению курсовой работы по дисциплине
Курсовая работа представляет собой самостоятельную форму аттестации, свидетельствующую о степени освоения нормативного курса «Практическая...
Курсовая работа по дисциплине «Планирование и организация эксперимента» iconКурсовая работа по дисциплине: «Организация и финансирование инвестиций»
В условиях назревавшего в течение последних лет и разразившегося в августе 1998 года финансового кризиса в России тема портфельного...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница