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摘要：電子電器設(shè)備作為汽車的重要組成部分，能夠直接影響汽車運(yùn)行性能，但是在電子電器設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)受到一定的干擾影響，所以必須明確汽車傳導(dǎo)干擾特征，進(jìn)而對(duì)其傳導(dǎo)抗干擾性能進(jìn)行優(yōu)化，能夠全面提高汽車運(yùn)行性能。因此，本文將對(duì)汽車電子電氣設(shè)備的傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)方法進(jìn)行深入地研究與分析，并提出一些合理的意見(jiàn)和措施，旨在進(jìn)一步促進(jìn)汽車電子電器設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量提高，促進(jìn)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車；電子電器設(shè)備；傳導(dǎo)干擾；試驗(yàn)方法；優(yōu)化措施

0引言

當(dāng)前在我國(guó)出臺(tái)的汽車相關(guān)規(guī)定文件中，對(duì)于汽車的電磁兼容性已經(jīng)進(jìn)入汽車公告和強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證范圍內(nèi)，電磁兼容要求法規(guī)化和標(biāo)準(zhǔn)化，所以對(duì)于汽車電磁兼容性能的檢測(cè)工作相繼開(kāi)展。汽車電磁兼容性測(cè)試和試驗(yàn)工作具有重要意義，涉及到汽車的電子電器設(shè)備、系統(tǒng)電磁兼容建模、開(kāi)發(fā)、檢驗(yàn)以及干擾等多個(gè)階段。本文依據(jù)國(guó)家規(guī)定向的汽車電子電器設(shè)備傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)方法規(guī)定，以汽車暖風(fēng)電機(jī)作為主要研究對(duì)象，全面分析其試驗(yàn)方法并得到相應(yīng)的結(jié)論。

1汽車電子電器設(shè)備電磁兼容性分析

1.1電子電器設(shè)備電磁兼容性

電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境重負(fù)荷要求運(yùn)行，不會(huì)對(duì)所應(yīng)用環(huán)節(jié)中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾能力，電磁兼容性主要包括兩個(gè)方面的要求，即設(shè)備在正常運(yùn)行期間對(duì)所處于環(huán)境中產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定限制，以及設(shè)備對(duì)所處環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抵抗能力，也就是電磁敏感性。在電子設(shè)備應(yīng)用之初，對(duì)于電磁兼容性的研究不夠深入，且大部分電子電器設(shè)施制造企業(yè)沒(méi)有考慮到電磁兼容性的問(wèn)題，但是隨著使用的現(xiàn)代數(shù)字設(shè)備電信號(hào)電壓逐漸變低，且時(shí)鐘頻率逐漸提升，電磁兼容性所存在的問(wèn)題逐漸暴露，為此關(guān)于該領(lǐng)域的研究不斷深入[1]。電磁干擾主要由傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種不同類型，傳導(dǎo)干擾主要是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)，以導(dǎo)電介質(zhì)或公共電源線的方式發(fā)生互相干擾的問(wèn)題；輻射干擾是指電子電氣設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)空間耦合將干擾信號(hào)傳遞到其他電網(wǎng)絡(luò)或電子設(shè)備中。為了防止電子電氣設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾影響其他設(shè)備工作，對(duì)于電子電氣設(shè)備在電磁兼容性方面的要求不斷提高，我國(guó)也相繼出臺(tái)了電子電氣設(shè)備的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。

1.2汽車電子電氣設(shè)備傳導(dǎo)干擾分析

汽車中含有大量的電子電氣設(shè)備，各電子電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，如果電磁兼容性較差，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生過(guò)大的電磁干擾，從而對(duì)其他電子電氣設(shè)備運(yùn)行造成影響，是影響汽車行駛性能以及安全性的重要因素，所以我國(guó)對(duì)于汽車電子電氣設(shè)備的電磁兼容性具有明確要求，制造廠商必須對(duì)電子電氣設(shè)備的電磁兼容性進(jìn)行檢測(cè)，保證各電子電氣設(shè)備和系統(tǒng)能夠有效應(yīng)對(duì)不同等級(jí)的電磁干擾。在汽車內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，傳導(dǎo)干擾會(huì)通過(guò)各種設(shè)備連接的電源線傳遞，如果電子電氣設(shè)備的抗干擾能力較差，則會(huì)導(dǎo)致部分設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障。在汽車電子電氣設(shè)備的傳導(dǎo)干擾測(cè)量方面，主要是對(duì)被檢測(cè)設(shè)備利用電源線向外部發(fā)生的干擾進(jìn)行測(cè)試，所以測(cè)試對(duì)象主要是EUT的輸入電源線、互連線以及控制線等，測(cè)量頻率根據(jù)被檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行確定，主要的測(cè)試方法為電流測(cè)試方法和電壓測(cè)試方法，測(cè)試方法選擇需要依據(jù)被檢測(cè)設(shè)備的頻段。如果需要測(cè)量的被檢測(cè)設(shè)備饋入到電源線中產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾電壓，則可以采用電壓測(cè)試方法中的電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)方法，將其應(yīng)用在電網(wǎng)和被檢測(cè)設(shè)備之間，將電源與被檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行隔離，從而能夠獲得僅為被檢測(cè)設(shè)備所發(fā)射的干擾電壓，不會(huì)獲得饋入來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的干擾，同時(shí)在規(guī)定頻率范圍之內(nèi)，對(duì)傳導(dǎo)干擾信號(hào)提供規(guī)定的穩(wěn)定阻抗，以便于能夠獲得較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)測(cè)量結(jié)果評(píng)價(jià)汽車電子電氣設(shè)備中的電磁兼容性情況，如果發(fā)現(xiàn)某電子設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾較大，或電子設(shè)備的抗干擾能力不足，則需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，從而能夠有效提升汽車運(yùn)行整體性能。

2ES傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)方法分析

2.1瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)分析

瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射是指被檢測(cè)設(shè)備在接通、切斷的瞬間通過(guò)電源線所產(chǎn)生瞬態(tài)干擾信號(hào)，瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射是潛在的傳導(dǎo)干擾源，在試驗(yàn)過(guò)程中需要保證不能受到其他電磁因素的影響。這種試驗(yàn)方法所采用的示波器分辨率較高，主要是測(cè)量被檢測(cè)設(shè)備在斷開(kāi)、閉合和其他工作模式下所產(chǎn)生的瞬間電壓，并對(duì)瞬間電壓的最大正負(fù)幅值、上升時(shí)間、下降時(shí)間以及脈沖等參數(shù)進(jìn)行記錄，要求最好記錄十個(gè)波形數(shù)值，記錄中含有最大正幅度波形和最小正幅度波形，之后按照相關(guān)規(guī)定對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從而能夠得到汽車電子電器設(shè)備的傳導(dǎo)干擾參數(shù)。

2.2連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射方法分析

連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射方法是指通過(guò)接收機(jī)測(cè)量被檢測(cè)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，在電源線中形成的連續(xù)高頻干擾，為了確保汽車內(nèi)接收機(jī)不會(huì)受到干擾的影響，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)頻率范圍需要控制在0.15-105MHz之內(nèi)，并在該范圍內(nèi)劃分為五個(gè)不同等級(jí)。連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)方法可以分為電壓測(cè)量和電源探頭測(cè)量?jī)煞N不同模式，電壓測(cè)量主要用于電源線中的干擾，采用人工電源網(wǎng)絡(luò)將其與接收機(jī)連接；電源探頭測(cè)量則主要應(yīng)用與信號(hào)線和數(shù)據(jù)線中產(chǎn)生的干擾，將被測(cè)電源探頭與接收機(jī)相連。試驗(yàn)設(shè)計(jì)需要按照被檢測(cè)設(shè)備在車內(nèi)的安裝位置進(jìn)行確定，一般分為遠(yuǎn)端接地和近端接地兩種不同測(cè)量模式。

2.3傳導(dǎo)抗干擾試驗(yàn)方法分析

傳導(dǎo)抗干擾試驗(yàn)主要是對(duì)ESA在不同信號(hào)干擾條件下是否能夠保持正常運(yùn)行狀態(tài)的一種測(cè)試方法，干擾信號(hào)一般含有繼電器開(kāi)關(guān)運(yùn)行期間產(chǎn)生的快速脈沖群、交流和直流馬達(dá)運(yùn)行產(chǎn)生的高能量冒充、電源和感性負(fù)載斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的瞬間脈沖、電源發(fā)生中斷導(dǎo)致的瞬間脈沖以及電源開(kāi)關(guān)時(shí)間過(guò)程中出現(xiàn)的電源變化等。在該試驗(yàn)方法應(yīng)用過(guò)程中，首先需要對(duì)脈沖極性、幅度以及寬度進(jìn)行校準(zhǔn)，在調(diào)試驗(yàn)脈沖發(fā)生器調(diào)整完成后，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其施加脈沖，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)被檢測(cè)設(shè)備等性能參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)[2]。

3ESA傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)平臺(tái)分析

3.1瞬間傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)平臺(tái)

為了提高試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性，必須構(gòu)建完善的瞬間傳導(dǎo)發(fā)射平臺(tái)，本文利用某企業(yè)開(kāi)發(fā)的AES5500系統(tǒng)和高端示波器作為系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)，內(nèi)部系統(tǒng)包括示波器、電壓探頭、人工網(wǎng)絡(luò)、被檢測(cè)設(shè)備、接地平板、電源以及長(zhǎng)度低于100mm的接地線。AES5500系統(tǒng)中含有人工電源網(wǎng)絡(luò)、電子開(kāi)關(guān)、控制電源以及機(jī)械開(kāi)關(guān)，本次試驗(yàn)系統(tǒng)中含有高壓差分探頭，試驗(yàn)電壓最大能夠達(dá)到1500V；該系統(tǒng)具有電子開(kāi)關(guān)響應(yīng)速率較快、關(guān)聯(lián)電阻能夠調(diào)整以及示波器帶寬較高等多項(xiàng)特點(diǎn)；在瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射器應(yīng)用過(guò)程中，必須明確被檢測(cè)設(shè)備為快速脈沖或慢速脈沖、明確通電過(guò)程的瞬態(tài)現(xiàn)象和斷電過(guò)程中的瞬態(tài)現(xiàn)象明顯程度，之后通多多次反復(fù)試驗(yàn)確定最具代表性的瞬態(tài)現(xiàn)象。

3.2連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射平臺(tái)

本文所采用的連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)平臺(tái)為某企業(yè)生產(chǎn)的接收機(jī)和LISN以及其他設(shè)備，內(nèi)部系統(tǒng)構(gòu)成包括電源、人工網(wǎng)絡(luò)、被檢測(cè)設(shè)備、模擬負(fù)載、接地平板、電源線、低相關(guān)介電常數(shù)支撐設(shè)備、同軸電纜、檢測(cè)設(shè)備、屏蔽室、50Ω負(fù)載以及壁板連接器。電源正負(fù)極各采用一個(gè)LISN輸入端，輸出端分別連接被檢測(cè)設(shè)備的正負(fù)電極，電源正極對(duì)應(yīng)LISN1測(cè)試端的50Ω負(fù)載，電源負(fù)極對(duì)應(yīng)LISN2的測(cè)試端接收機(jī)。在采用該試驗(yàn)平臺(tái)時(shí)，被檢測(cè)設(shè)別的電源線需要控制在200mm之內(nèi)，如果超過(guò)200mm可能會(huì)出現(xiàn)衰減過(guò)大的問(wèn)題，且在試驗(yàn)期間接收機(jī)的輸出端必須插入射頻衰減器，從而能夠防止因過(guò)壓?jiǎn)栴}導(dǎo)致接收機(jī)受損。

3.3傳導(dǎo)抗干擾平臺(tái)

本文所采用的傳導(dǎo)抗干擾試驗(yàn)平臺(tái)主要包括示波器、電源探頭、電源內(nèi)阻為R的試驗(yàn)脈沖發(fā)生器、被檢測(cè)設(shè)備、接地平板、最大長(zhǎng)度為100mm的接電線、任意電阻以及任意二極管橋；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中包括小型汽車瞬變模擬器UCS200N、拋負(fù)載模擬器LD200N、電壓跌落模擬器VDS200N50、軟件、附件以及電纜共同工程。每個(gè)信號(hào)發(fā)生器可以單獨(dú)運(yùn)行，也可以在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下安裝在機(jī)柜中同時(shí)運(yùn)行，利用UCS200N中的中央耦合矩陣開(kāi)關(guān)輸出測(cè)試信號(hào)；該系統(tǒng)每個(gè)設(shè)備都安裝IEEE455口，能夠通過(guò)手動(dòng)操作完成，也可以采用自動(dòng)化技術(shù)完成，試驗(yàn)人員能夠按照自身需求選擇相應(yīng)的儀器設(shè)備，因?yàn)椴煌髽I(yè)對(duì)于測(cè)試的要求不同，可以在7638系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加微脈沖結(jié)構(gòu)，從而滿足試驗(yàn)人員的特殊脈沖需求；在脈沖注入系統(tǒng)前，需要通過(guò)示波器和高壓差分探頭對(duì)脈沖進(jìn)行調(diào)整，確保示波器中所顯示的參數(shù)能夠滿足試驗(yàn)要求。因?yàn)槊}沖3a和3b的頻率較高，所以在校準(zhǔn)過(guò)程中需要接入衰減器，從而能夠提高測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性。因?yàn)楸敬卧囼?yàn)平臺(tái)帶有直流電源，所以不需要為被檢測(cè)設(shè)備接入外部電源，平臺(tái)中含有耦合單元能夠?qū)⒏蓴_脈沖耦合在電源線中，在脈沖注入的過(guò)程中，需要從UCS200N前面板的插頭區(qū)域引出正負(fù)極，將其直接連接在被檢測(cè)設(shè)備的電源端子中，引出線長(zhǎng)度需要控制在50cm左右，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，脈沖發(fā)生器端口和被檢測(cè)設(shè)備的連接導(dǎo)線長(zhǎng)度為50cm±10cm，且在條件允許的情況下，需要減少被檢測(cè)設(shè)備電源線長(zhǎng)度，同時(shí)將線束放置在絕緣材料中，確保試驗(yàn)安全，還能夠避免對(duì)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性造成影響[3]。

4試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)分析

本文以汽車的暖風(fēng)電機(jī)作為被檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)電子開(kāi)關(guān)對(duì)暖風(fēng)電機(jī)進(jìn)行通電和斷電，從而獲取典型電壓的瞬態(tài)波形。按照測(cè)試結(jié)果來(lái)看，因?yàn)榕L(fēng)電機(jī)為感性負(fù)載，當(dāng)發(fā)生供電被突然切斷的情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)反向瞬態(tài)高壓，線圈在開(kāi)始階段的儲(chǔ)能越多，則對(duì)切斷的響應(yīng)速率越快，出現(xiàn)的瞬變電壓則越高。在本次試驗(yàn)中方向電壓最高達(dá)到600V，相比于其他相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果而言，本次試驗(yàn)中瞬變時(shí)間較快，已經(jīng)達(dá)到了納秒級(jí)別，在這種情況下，所產(chǎn)生的瞬間電壓較大，會(huì)對(duì)汽車電子電氣設(shè)備模塊運(yùn)行產(chǎn)生很大影響，甚至?xí)?dǎo)致電子電器設(shè)備出現(xiàn)損壞。干擾能夠利用電源線傳導(dǎo)的方式，對(duì)汽車電子電器設(shè)備造成影響，同時(shí)黨無(wú)線電干擾頻率高出一定頻率后，線路會(huì)通過(guò)天線向外部發(fā)射無(wú)線電干擾，對(duì)汽車內(nèi)外的電子電器設(shè)備正常運(yùn)行造成很大影響。圖2為暖風(fēng)電機(jī)瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)結(jié)果。

4.2連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)將汽車的暖風(fēng)電機(jī)作為被檢測(cè)設(shè)備，采用遠(yuǎn)端接地方式，利用電壓測(cè)量方式獲取被檢測(cè)設(shè)備的連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果中包括峰值掃描結(jié)構(gòu)和平均峰值掃描結(jié)果，限值包括零部件電源輸入端帶寬傳導(dǎo)干擾限值（峰值）、零部件電源輸入端帶寬傳導(dǎo)干擾限值（準(zhǔn)峰值）以及零部件電源輸入端窄帶寬傳導(dǎo)干擾限值。按照測(cè)試結(jié)果可以看出，暖風(fēng)電機(jī)的電源輸入端傳導(dǎo)發(fā)射超過(guò)規(guī)定中最寬松的傳導(dǎo)發(fā)射限制，尤其是在30MHz-105MHz中，整體頻段都超過(guò)了允許峰值，不含有控制電源的電機(jī)只會(huì)受到含有寬帶的干擾源影響，且為長(zhǎng)時(shí)型干擾類型，所以需要采用濾波以及屏蔽等方式降低其干擾程度。

4.3傳導(dǎo)抗干擾試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)設(shè)計(jì)方案以汽車暖風(fēng)電機(jī)作為被檢測(cè)設(shè)備，對(duì)電源線采用干擾脈沖，所得到的試驗(yàn)結(jié)果具體內(nèi)容如表1所示。因?yàn)槠嚺L(fēng)電機(jī)中沒(méi)有微電子電路以及高頻元件，所以所產(chǎn)生的干擾不會(huì)造成永久性破壞。因?yàn)槊}沖5屬于能量較大的脈沖等級(jí)，所以除了能夠評(píng)價(jià)被檢測(cè)設(shè)備在脈沖5作用下的抗干擾能力之外，還能夠用于脈沖對(duì)電子電器設(shè)備破壞性的評(píng)價(jià)中。從上述表格中可以看出，脈沖1、脈沖2a與脈沖2b對(duì)汽車南風(fēng)電機(jī)的影響較小，所以建議汽車生產(chǎn)商需要充分考慮到汽車電子電器設(shè)備的抗干擾能力情況，可以通過(guò)利用二極管、齊納二級(jí)、變阻器、電容器、抑制濾波以及阻尼電阻等方式將其與可能會(huì)受到干擾的端子進(jìn)行連接。同時(shí)，必須保證安裝位置合理，從而能夠有效提高汽車電子電器設(shè)備的抗干擾能力。在當(dāng)前的相關(guān)研究中，所提出的脈沖類型并不足以覆蓋全部汽車的瞬變情況，但是也綜合了許多方面的干擾對(duì)ESA進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括高速低能量脈沖、低速高能量脈沖、速度與能量都為中等等級(jí)的脈沖以及直流電壓中斷等，所以綜合評(píng)價(jià)結(jié)果較為準(zhǔn)確，可以在安裝12V、24V系統(tǒng)的汽車、普通貨車等設(shè)備檢測(cè)評(píng)價(jià)中使用。

5汽車電子電氣設(shè)備電磁兼容性提升有效策略

通過(guò)上文的分析可以明確，在汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，電子電氣設(shè)備的電磁兼容性對(duì)其汽車性能和安全性會(huì)造成直接影響，且隨著電子電氣設(shè)備中微電腦逐漸增加，大量設(shè)備的使用使得汽車系統(tǒng)內(nèi)部電磁環(huán)境不斷復(fù)雜，逐漸增多的脈沖噪音、放射電磁場(chǎng)、經(jīng)典以及電壓變化等，會(huì)引起汽車電子電氣設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)甚至損壞的問(wèn)題，所以需要提升汽車電子電氣設(shè)備的電磁兼容性，本文總結(jié)如下幾項(xiàng)策略：①電源方面。電源線兩端考慮采隔離接地，以免接地回路（GroundLoop）形成共同阻抗耦合（CommonImpedanceCoupling）將噪聲耦合至信號(hào)線；避免將電源與信號(hào)線接至同一接頭；開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器加裝隔離罩以防輻射性發(fā)射干擾，濾波器選用器選用π型或T型可抑制寬波段噪聲，陶鐵磁體（Ferrite）材質(zhì)可抑制射頻噪聲。②信號(hào)線方面。信號(hào)輸入線和輸出線盡量避免排在一起，從而能夠避免干擾問(wèn)題發(fā)生；不同類型的信號(hào)線需要避免混雜接在一個(gè)接頭中，需要按照信號(hào)線類別安裝隔離；輸入信號(hào)線與輸出線盡量避免同在一個(gè)接頭上，如不能避免時(shí)應(yīng)將輸入與輸出信號(hào)錯(cuò)開(kāi)。③電路設(shè)計(jì)。具干擾性的回路，如時(shí)脈、驅(qū)動(dòng)器、交換式電源的開(kāi)關(guān)和閉合、振蕩器式控制信號(hào)，應(yīng)加隔離遮蔽。6結(jié)束語(yǔ)綜上所述，本文全面闡述了汽車電子電氣設(shè)備電磁兼容新的基本內(nèi)涵，同時(shí)對(duì)電子電氣設(shè)備的傳導(dǎo)干擾檢測(cè)方法進(jìn)行分析，將其應(yīng)用在實(shí)踐檢測(cè)中，最后提出一些能夠強(qiáng)化汽車電子電氣設(shè)備抗干擾能力的方法，希望能夠?qū)ξ覈?guó)汽車生產(chǎn)制造行業(yè)起到一定的借鑒和幫助作用。

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作者:楊廷樺 單位:中山市沙溪理工學(xué)校