Измеритель крутящего момента

метки: Крутить, Момент, Измеритель, Температура, Ограничитель, Напряжение, Данные, Рабочий

1.1 Наименование и область применения

1.1.1 Измеритель крутящего момента. Условное обозначение — ИКМ

1.1.2 Областью применения ИКМ являются станки с числовым программным управлением (универсальные сверлильные и агрегатные станки)

1.2 Основание для разработки

1.2.1 Основанием для разработки измерителя крутящего момента является задание на дипломное проектирование

1.2.2 Тематическая карточка на разработку не предусматривается

1.3 Цель и назначение разработки

1.3.1 Целью разработки является создание конструкторской документации измерителя крутящего момента

1.3.2 Изделие предназначено для серийного производства

1.4.1 Источником разработки является схема электрическая принципиальная измерителя крутящего момента

1.5 Технические требования

1.5.1 Состав продукции и требования к конструктивному устройству

1.5.1.1 Питание ИКМ должно осуществляться от однофазной сети переменного тока, напряжение в сети 220В, частоты 50Гц

1.5.1.2 ИКМ должен иметь шесть идентичных каналов измерения

1.5.1.3 ИКМ должен контролировать валы с диаметрами 50 и 60 мм

1.5.1.4 Диапазон измеряемых величин крутящего момента должен быть в пределах от 0,6 до 4,5

1.5.1.5 ИКМ должен обеспечивать погрешность измерения:

• на пределе 0,5 — не более 20%;
• на пределе 50 — не более 0,2%.

1.5.1.6 Установочная база датчика должна быть 30 мм.

1.5.1.7 Время готовности после включения прибора — не более 16 минут.

1.5.1.8 Масса ИКМ не должна превышать 20 кг; масса блока электронного не более 12 кг.

1.5.1.9 ИКМ должен выдерживать воздействие вибрационных нагрузок и ударных нагрузок по ГОСТ 23088-78.

1.5.1.10 Габаритные размеры блока не должны превышать:

• длина не более 0,580м;
• ширина не более 0,450 м;
• высота не более 0,3 м.

1.5.2 Требования к надёжности.

1.5.2.1 Показатели надёжности должны соответствовать заданным в диапазоне температур (ГОСТ 21552-84):

• для датчика — от плюс 5 до плюс 50°С;
• для блока электронного (блок измерительный и блок контроля) — от плюс 5 до плюс 35°С. и относительной влажности 6515% при температуре окружающей среды 30°С.

1.5.2.2 ИКМ должен обеспечить непрерывную работу в течение восьми часов.

1.5.2.3 Средний срок службы ИКМ должен быть не менее 6 лет.

Измерение крутящего момента на вращающихся валах

... Принятые и обработанные процессором данные передаются на систему измерений. Рис. 1. Внешний вид плат передатчика и приемника измерителя крутящего момента Общая схема работы измерителя крутящего момента представлена на рис. 2. Дальность действия цифрового ...

1.5.3 Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки, производства и эксплуатации.

1.5.3.1 Показатели технологичности конструкции согласно ГОСТ 14.205-83.

1.5.3.2 Конструкция изделия должна обеспечивать возможность выполнения монтажных работ с соблюдением требований технических условий на установку и пайку комплектующих изделий.

1.5.3.4 Конструкция изделия в целом и отдельных сложных узлов и деталей должна обеспечивать сборку при изготовлении без создания и применения специального оборудования.

1.5.3.5. Конструкция ИКМ должна обеспечивать его сборку и монтаж при подготовке и эксплуатации без применения специального оборудования, приспособлений и инструмента.

1.5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации.

1.5.4.1 В качестве комплектующих единиц и деталей (коммутационные изделия электроники, крепежных, установочных) должны быть применены серийно выпускаемые изделия.

1.5.4.2 Сборочные единицы типа монтажной платы, панелей должны быть унифицированными.

1.5.4.3 Параметр уровня унификации и стандартизации- коэффициент применяемости Кпр=60%.

1.5.5 Требования безопасности.

1.5.5.1 Общие требования безопасности к конструкции ИКМ должны соответствовать ГОСТ 12.2.003-91.

1.5.5.2 Устройство по способу защиты от поражения человека электрическим током относится к классу 01 согласно ГОСТ 12.4.124-83, ГОСТ 12.1.030-81.

1.5.6 Эстетические и эргономические требования.

1.5.6.1 Конструкция устройства ИКМ должна обеспечивать удобство и безопасность эксплуатации.

1.5.6.2 Органы индикации должны быть расположены с достаточным обзором.

1.5.6.3 Органы управления должны располагаться в доступных местах.

1.5.7 Требования к патентной чистоте.

1.5.7.1 Патентный поиск с целью проведения определения патентной чистоты должен быть проведен по следующим странам: Россия, Беларусь, США, Перу, Индия, Югославия, Германия.

1.5.8 Требования к составным частям продукции, сырью, исходным материалам.

1.5.8.1 В конструкции ИКМ должны быть материалы, комплектующие изделия разрешенные для использования при выпуске изделия.

1.5.8.2 Применение дефицитных материалов и сплавов, кроме комплектующих изделий электроники, содержащих эти материалы, должно быть ограниченным и обоснованным.

1.5.8.3 Ограничение должно распространяться на редкие сплавы, драгоценные материалы и т.п.

1.5.9 Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту.

1.5.9.1 Пульт должен быть выполнен для климатического исполнения УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150-69 и нормально функционировать при следующих климатических условиях:

• верхнее рабочее значение температуры окружающей среды плюс 35°C;
• нижнее рабочее значение температуры окружающей среды плюс 10° C;
• верхнее рабочее значение влажности воздуха 80% при температуре плюс 25°C.

1.5.9.2 Предельно допустимые условия эксплуатации изделия должны соответствовать:

• верхнее предельное значение температуры окружающей среды плюс 40°C;
• нижнее предельное значение температуры окружающей среды плюс 10°C;
• относительная влажность воздуха до 80% при температуре плюс 25°C;
• атмосферное давление от 86,6 кПа до 106,7 кПа.

1.5.9.3 Рабочий режим ИКМ должен устанавливаться не более чем через 15 секунд после включения прибора.

Товароведная характеристика цветных металлов и изделий из них

... реферата – дать товароведную характеристику цветных металлов и изделий из них. Поставленная цель определила задачи реферативной работы: ознакомится со сведениями о металлах и их видах; описать существующие технические требования ... цинковые, медно-фосфористые, медно-германиевые, медно-марганцевые многокомпонентные. По ГОСТам в марках сплавов, обрабатываемых давлением, указываются начальные буквы самих ...

1.5.10 Требования к маркировке и упаковке.

1.5.10.1 Маркировка ИКМ должна соответствовать ГОСТ 21552-84.

1.5.10.2 Маркировка ИКМ и входящих составных частей должна содержать:

• наименование или товарный знак предприятия ;
• условное сокращенное обозначение изделия ;
• номинальные параметры изделия ;
• дату изготовления (месяц, год) или (квартал, год), причем месяц следует указывать арабскими цифрами, а квартал — римскими.

1.5.10.3 Маркировку наносят непосредственно на само изделие или на фирменную табличку, прикрепленную к изделию.

1.5.10.4 Изделие упаковать в соответствии со стандартами, техническими условиями или технической документацией на изделие; допускается упаковка изделия в многооборотную тару или спецконтейнер.

1.5.10.5 В каждую упаковку или контейнер должен быть вложен сопроводительный документ с указанием предприятия-изготовителя, условного обозначения изделия, числа упакованных изделий и их перечня, обозначения технических условий или стандарта на изделие и даты упаковки.

1.5.10.6 Маркировка тары по ГОСТ14192-77.

1.5.11 Требования к транспортировке и хранению.

1.5.11.1 Изделие транспортируют транспортом любого вида при наличии защиты изделий от атмосферных осадков по условиям хранения 2(С) ГОСТ22261-82 и по правилам, действующим на транспорте соответствующего вида.

1.5.11.2 Условия транспортировки изделия в зависимости от воздействия механических факторов по категории С по ГОСТ23216-78.

1.5.11.3 Условия хранения изделия — 2 (С) ГОСТ15150-69 в упаковке предприятия-изготовителя.

1.5.11.4 Изделие должно храниться на подставке.

1.6 Экономические показатели

1.6.1 Предполагаемый годовой выпуск изделий до 1000 в год.

1.7 Порядок контроля и приемки

1.7.1 Испытания должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 13377-75.

1.7.2 Для приемки предоставляют следующие документы:

• технические условия;
• комплект конструкторской документации;
• ведомость покупных изделий;
• программа и методика испытаний;
• эксплуатационные документы;
• программа метрологической аттестации;
• методика проверки.

1.7.3 Приемочные испытания проводит разработчик, приемосдатчик, изготовитель.

1.7.4 Приемочные испытания опытного образца проводятся на площадке разработчика в сроки, согласованные с заказчиком.

1.7.5 Аттестацию опытного образца проводит разработчик с участием заказчика, а остальных образцов — изготовитель.

1.8 Этапы и сроки разработки

1.8.1 Проведение поисковых и исследовательских работ до 15 марта 1998 года.

1.8.2 Разработка эскизной конструкторской документации до 10 апреля 1998 года.

2 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК

Патентный поиск был проведен глубиной семь лет. Ниже будет приведено описание найденных аналогов измерителя крутящего момента, имена и место разработки и номер патента.

1990г, 1582133, G01L 3/10.Азербайджанский политехнический институт, Ю.И. Кротков, Е.П. Шахматов, Т.М. Аксеров. Система измерения параметров вращательного движения, содержащая два закрепленных на концах упругого вала измерительных диска с равномерными штрихами, датчики считывания импульсов и блок индикации, отличающаяся тем, что с целью расширения функциональных возможностей введены последовательно соединенные первый блок вычисления углов положения, блок вычисления угловой скорости и блок вычисления углового ускорения и момента вращения, второй блок вычисления углового положения соединен с восьмым входом блока вычисления углового ускорения и момента вращения.

Методы и средства для измерения внутренних и линейных размеров ...

... единиц при последующем изготовлении изделий. 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ 1.1 Выбор методов и средств измерений размеров в деталях типа “Корпус” и “Вал” В данном проекте при измерении размеров деталей используется ... допускаемую погрешность. Допуск выбирается меньшим или равным данному. 1.1.1 Деталь типа «Корпус» Внутренние размеры: 1) Ø42H6 По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 30 ...

1991г, 1624284, G01L 3/10. А.П. Андреев, В.Г. Зубганинов, Д.Е. Иванов. Калининский политехнический институт. Силомоментный датчик, содержащий горизонтальные и вертикальные упругие элементы в виде перемычек с размещенными на них тензорезисторами, соединенными в мостовую схему, отличающуюся тем, что с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет измерения изгибающего момента, в него введены жесткие фланцы, между которыми установлены упругие вертикальные перемычки, на нижнем фланце выполнен вертикальный выступ, вертикально установленная перемычка связана с ним через упругие шарниры, а горизонтальный упругий элемент выполнен в виде мембраны.

1992г, 1781566, G01L 3/10. А.Н. Водопьянов. Нижегородский автомобильный завод. Устройство для бесконтактного измерения крутящего момента вращающегося вала, содержащее установленный в корпус торсионный вал с размещенными на нем зубчатыми центральной и боковой втулками и охватывающие втулки измерительные катушки, включенные в мостовую схему.

1993г, 1793281, G01L 3/10. П.И. Новиков, П.П. Кузьмин. Ленинградский филиал института машиноведения имени А.А. Благонравова. Устройство для измерения крутящего момента на валу электродвигателя, содержащее 2 вида сумматоров, преобразователь активной мощности, выход которой связан с первым входом делителя, выход которого подключен к индикатору, блок компенсации потерь холостого хода, квадратор, вход которого связан общим узлом с входом преобразователя активной мощности, а выход — с первым входом умножителя.

1993г, 1802302, G01L 3/10. З.Г. Габидуллин. Двухканальный датчик. Крутящий момент вращающегося вала, содержит два идентичных преобразователя скручивания торсионного вала в электрический сигнал, выполненный в виде ферромагнитных зубчатых индукторов, закрепленный в измерительных сечениях торсионного вала, и установленные неподвижно магнитные системы в виде постоянных магнитов с полюсными наконечниками.

1993г, 1797698, G01L 3/10. Исино Ренсиро, Есимура Сигео. Магнитострикционный датчик крутящего момента и способ его изготовления. Магнитострикционный датчик крутящего момента, содержащий упругий вал с ферромагнитным участком, на котором образованы магнитоанизотропные зоны в виде кольцевых полос, состоящих из множества спиральных пазов, образованных по периферии на расстоянии друг от друга и параллельно друг другу, систему приложения к магнитострикционным зонам переменного магнитного поля и систему преобразования изменения магнитной проницаемости этих зон в электрический сигнал.

1993г, 1809395, G01L 3/10.О. А. Губайдуллин, К.Л. Куликовский. Самарский политехнический институт. Устройство для измерения крутящего момента и угла поворота на вращающихся валах, соединяющее упругую вставку, размещенную на валу, магнитопровод в виде неподвижного кольцевого элемента, имеющего форму полого цилиндра, подвижное токопроводящее кольцо, обмотку возбуждения и измерительную обмотку, отличающееся тем, что с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения угла поворота и повышения чувствительности в него с двух сторон неподвижного кольцевого элемента введены дискообразные крышки с цилиндрическими втулками, размещенными симметрично с двух сторон вала между подвижным токопроводящим кольцом и упругой вставкой.

Гигиеническое значение воздуха и воды

... определяют образ жизни человека. Факторы внешней среды в гигиенической практике подразделяются: химические - элементы или соединения, входящие в состав воздуха, воды, почвы, пищи или являющиеся примесями к ним; физические - температура, влажность, ...

1995г, 2050531, G01L 3/10. З.Г. Габидуллин, Г.Г. Деркач. Казанское приборостроительное КБ. Устройство для измерения крутящего момента вращающегося вала, содержащее установленные в разных сечениях вала зубчатые индукторы, связанные с магнитоиндукционными датчиками, каждый из которых состоит из магнита с магнитопроводом, на котором размещена сигнальная обмотка, а также фазоизмерительный прибор, отличающийся тем, что в него введены два усилителя, два резистора и размещенная на магнитопроводе каждого магнитоиндукционного датчика дополнительная обмотка.

1996г, 181753, G01L 3/10. Е.В. Кучерова, Г.М. Яковлев. Устройство для измерения крутящего момента, содержащее коаксиально-расположенные нагруженную торсионную и внутреннюю втулки, соединенными между собой, ведущий и ведомый валы, каждый из которых жестко связан со вторым концом соответствующей втулки, и датчик углового смещения, отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности и надежности за счет обеспечения возможности преобразования в электрический сигнал деформации двух втулок и ограничения величины их деформации, оно снабжено двумя индукторами, каждый из которых закреплен на втором конце соответствующей втулки, датчик углового смещения выполнен индукционным и установлен у индукторов, при этом внутренняя втулка выполнена торсионной, а во втулках у их вторых концов выполнены радиальные впадины и выступы для их сопряжения, причем каждая впадина выполнена с шириной, превосходящей ширину сопряженного с ней выступа.

3 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ

3.1 Анализ схемы электрической структурной

Измеритель крутящего момента (ИКМ) предназначен для бесконтактного измерения и контроля пороговых величин крутящих моментов на неподвижных и вращающихся валах. ИКМ найдёт применение в станках с числовым программным управлением для создания адаптивных систем управления процессом резания, а также для активного контроля затупления режущего инструмента и измерения мощности, передаваемой валом в универсальных сверлильных и агрегатных станках.

В состав ИКМ входят 12 электромагнитных датчиков и электронный блок, содержащий блок управления и индикации и 6 измерительных блоков.

Разрабатываемый измерительный блок представляет собой съёмную конструкцию. На задней стенке блока установлен разъём, который стыкуется с ответной частью разъёма, расположенного на каркасе электронного блока.

Измерительный блок имеет измерительный модуль, на котором смонтированы:

1)генератор синусоидальных колебаний частотой 8кГц, предназначенный для питания цепей возбуждения датчиков. Генератор состоит из задающего генератора, собранного на транзисторе VT5 по схеме LC-генератора с емкостной обратной связью и усилителя мощности, собранного на транзисторах VT9, VT10 и имеющего трансформаторный выход;

2)выпрямительно-усилительное устройство (В-У), которое предназначено для преобразования переменного выходного сигнала электромагнитного датчика крутящего момента в сигнал постоянного тока и его последующего усиления.

Рукава. Сроки и порядок испытания пожарных рукавов, порядок их списания

... рукавов по нагретым до значительной температуры поверхностям (тлеющим торфяникам, углям и т.п.). Основные технические характеристики напорных рукавов при поставке Таблица 3 Показатель Значение показателя Длина, м: РПК ... от минус 30 до плюс 40 У 1 от минус 45 до плюс 40 УХЛ 1 от минус 60 до плюс 40 Температура окружающего воздуха при транспортировании и хранении ...

В-У состоит из составного истокового повторителя на транзисторах VT1, VT2, предназначенного для согласования выхода электромагнитного датчика крутящего момента с входом линейного выпрямителя, собранного на микросхеме DA1, усилителя постоянного тока, собранного на микросхеме DA2, и управляющие цепи которой включены потенциометры УСТ”0”(R1) и УСИЛ(R15).

3)частотно-импульсный преобразователь (ЧИП) предназначен для преобразования постоянного напряжения в последовательность импульсов, количество которых прямо пропорционально величине входного напряжения. Схема ЧИПа содержит интегратор Миллера, формирующий линейно возрастающее напряжение, собранный на микросхеме DA3, компаратор, обеспечивающий сравнение линейно возрастающего напряжения с опорным напряжением, собранный на микросхеме DA4, делитель частоты с коэффициентом деления 128, собранный на микросхемах DD26, DD27, ключи, управляющие интегратором и компаратором, собранные на транзисторах VT3, VT4.

Управление ключами осуществляется через делитель частоты с коэффициентом деления 128 при помощи сигнала от кварцевого генератора импульсов частотой 2,5МГц, что обеспечивает линейность и стабильность преобразования напряжения;

4)цифровой преобразователь предназначен для преобразования последовательности импульсов, поступающих с ЧИПа в значение физической величины (крутящего момента) в десятичном коде.

Схема цифрового преобразователя содержит счётчик фона (микросхемы DD4…DD6), счётчик момента (микросхемы DD7…DD9), первую схему сравнения (микросхемы DD10…DD12, DD16…DD19), вторую схему сравнения (микросхемы DD13…DD15, DD20, DD21), триггера отработки фона (микросхема DD24.1), формирователи (микросхемы DD3.3, DD2.2, DD2.4, DD3.4, DD2.3), триггер обработки порогового значения момента (микросхема DD24.2) на выходе триггера включена лампа “ОТВОД”(H1), которая загорится при наличии порогового значения величины крутящего момента.

Счётчики предназначены для формирования кодового значения величины сигнала фона и момента, поступающий с ЧИПа в импульсной форме.

Первая схема сравнения предназначена для сравнения сигналов со счётчика фона и счётчика момента, для чего их выходы подключены к соответствующим входам схемы сравнения. Выход схемы сравнения подключён к входу УСТ”1” триггера отработки фона, который предназначен для сброса счётчика момента в нулевое состояние при достижении равенства кодовых сигналов на выход счётчиков. Сброс счётчика производится через формирователь, собранный на микросхемах DD3.3, DD2.2, DD2.4. Выход триггера подключён также к входу триггера отработки порогового значения момента через схему (микросхема DD23)

Вторая схема сравнения предназначена для сравнения сигналов со счётчика момента и сигналов пороговых переключателей ПОРОГ(S1…S3), с помощью которых устанавливается заранее заданная величина крутящего момента в двоичном коде.

5)схема контроля предназначена для предварительного сигнала с датчика до поступления его на переключатель КОНТРОЛЬ КАНАЛОВ, собрана на транзисторах VT11, VT12 и микросхеме DD28.

3.2 Анализ климатических факторов

Изделия должны сохранять свои параметры в пределах норм, установленных техническим заданием, стандартами или техническими условиями, после и (или) в процессе воздействия климатических факторов, значения которых установлены ГОСТ 15150- 69.

Электронные регуляторы температуры

... 5. Вращением последнего терморегулятор настраивают на заданное значение температуры. После настройки положение винта стопорят контргайкой 4. У регуляторов температуры второй модификации (рис. 32, б) чувствительный элемент ... И Эсмз - тепло и мефсЭщ - измеряю) [1] -- прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Рассмотрим термометры бытового назначения. Существует несколько видов ...

В соответствии с техническим заданием ИКМ должен изготавливаться в климатическом исполнении УХЛ4.2. Данное исполнение предназначено для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом. Категория 4 указывает на то, что изделие предназначено для эксплуатации в помещениях (объёмах) с искусственно регулируемыми климатическими условиями, характеризующимися отсутствием воздействия прямого солнечного излучения, атмосферных осадков, ветра, песка и пыли наружного воздуха; отсутствие или существенное уменьшение воздействия рассеянного солнечного излучения и конденсации влаги. Дополнительная категория 4.2 указывает на то, что изделие предназначено для эксплуатации в лабораториях, капитальных жилых и других подобного типа помещениях.

К макроклиматическому району с умеренным климатом относятся районы, где средняя из ежегодных максимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40°С, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше минус 45°С.

К макроклиматическому району с холодным климатом относятся районы, в которых средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже минус 45°С.

Кроме того, изделия в исполнении УХЛ могут эксплуатироваться в тёплом влажном, жарком сухом и очень жарком ухом климатических районах, в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше 40°С и (или) сочетание температуры, равной или выше 20°С и относительной влажности, равной или выше 80, наблюдается более 12 часов в сутки за непрерывный период более двух месяцев в году.

Нормальные значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации изделия исполнения УХЛ 4.2 в принимаются равными следующим значениям:

• верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации плюс 35°С;
• нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации плюс 10°С;
• верхнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации плюс 40°С;
• нижнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации плюс 1°С;
• среднегодовое рабочее значение влажности воздуха 60% при 20°С;
• верхнее рабочее значение влажности воздуха 80% при 25°С;
• величина изменения температуры окружающего воздуха за 8 ч 40°С;
• верхнее значение рабочего атмосферного давления 106,7кПа (800мм.рт.ст.);
• нижнее рабочее значение атмосферного давления 86,6кПа (650мм.рт.ст.);
• нижнее предельное рабочее значение атмосферного давления 84,0кПа (630мм.рт.ст.).

Указанное верхнее значение относительной влажности воздуха нормируется также при более низких температурах. Так как нормируемое верхнее значение относительной влажности 80% то конденсация влаги не наблюдается.

ИКМ предназначен для эксплуатации в промышленных условиях. Содержание коррозионных агентов в атмосфере типа 2, т.е. промышленной, на открытом воздухе в ГОСТ 15150-69 установлено следующее:

Электронный измеритель-регулятор температуры

... эксплуатации прибора зашкаливание стрелки РА1 на пределе измерения 100 °С при комнатной температуре говорит о разрядке батареи питания GВ1 и необходимости ее замены. Максимальное напряжение ... допустимым напряжением сток-затвор транзистора VТ4 плюс напряжение стабилизации перехода база–эмиттер транзистора VТЗ Минимальное напряжение питания равно сумме напряжения стабилизации VТЗ и напряжения отсечки ...

• температура — плюс 25±10°С;
• относительная влажность воздуха 45- 80%;

• атмосферное давление 84,0- 106,7кПа (630- 800мм.рт.ст.);

• За эффективное значение температуры окружающей среды (при тепловых расчётах) принимается номинальное верхнее значение рабочей температуры.

За эффективные сочетания влажности и температуры при расчётах параметров изделий, изменения которых вызываются сравнительно длительными процессами, принимают среднегодовые значения влажности и температуры, указанные выше, при этом значение температуры увеличивается на 5°С.

За эффективные значения концентрации агрессивной среды принимают среднелогарифмическое значение содержания коррозивно- активных агентов, соответствующую определённому типу атмосферы.

За эффективное значение давления воздуха принимают среднее значение давления.

Группа условий эксплуатации по коррозийной активности атмосферы для металлов и сплавов без покрытий, а так же с металлическими и неметаллическими неорганическими покрытиями для ИКМ 1.

Группа условий эксплуатации металлов, металлических и неметаллических неорганических покрытий в зависимости от климатического исполнения (УХЛ) и категории размещения изделия.

Условия хранения изделий определяются местом их размещения, микроклиматическим районом и типом атмосферы и характеризуется совокупностью климатических факторов, воздействующих при хранении на упаковочные или законсервированные изделия. Из [4] для проветриваемого изделия удовлетворительными являются условия хранения в отапливаемых и вентилируемых складах, хранилищах с кондиционированием воздуха, расположенных в любых микроклиматических районах. Обозначение такого хранилища:

• основное -1;
• буквенное — Л;
• текстовое — отапливаемое хранилище.

Климатические факторы для данных условий хранения:

• температура воздуха:
• верхнее значение плюс 40°C;
• нижнее значение плюс 5°С;
• относительная влажность 60% при 20°С;
• наличие пыли — незначительно;
• солнечное излучение, дождь, плесневые и дереворазрушающие грибы отсутствуют.

Транспортировка изделия осуществляется в закрытых транспортных средствах, где колебания температуры ивлажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе.

Климатические факторы для данных условий:

• температура воздуха:
• верхнее значение плюс 50°С;
• нижнее значение минус 50°С;
• относительная влажность 80% при 15°С;
• наличие пыли;
• незначительное солнечное излучение;
• отсутствие дождя;
• отсутствие плесневых и дереворазрушающих грибов.

3.3 Анализ дестабилизирующих факторов

ИКМ, в состав которого входит блок измерения, представляет собой измерительное средство. По ГОСТ 22261- 94 в зависимости от условий эксплуатации средства измерительные делятся на семь групп. Разрабатываемое устройство относится к четвёртой группе. В [12] приведены следующие допустимые уровни механических воздействий для данной группы приборов рабочем режиме:

• вибрация с частотой 10- 55Гц;
• максимальное ускорение 2- 30м/с;
• механические удары многократного действия:
• число ударов в минуту 10- 50,
• максимальное ускорение 100м/,
• длительность импульса 16мс,
• число ударов по каждому направлению воздействия 1000;
• механические удары одиночного действия:
• максимальное ускорение 300 м/,
• длительность импульса 6 м/с,
• число ударов по каждому направлению воздействия — 3.

Средства измерений должны быть тепло- , холодо- , влагоустойчивыми, т.е. сохранять характеристики в пределах норм, установленных на данное измерительное средство,во время воздействия на них влияющей величины в рабочих климатических условиях применения и во время хранения и транспортирования.

Эксплуатация электрооборудования подстанции «Новая» ...

... Таблица 2.1-Технические данные трансформатора Тип трансформатора ТМ-2500/35 Номинальная мощность кВА 2500 Напряжение первичное 35 вторичное ... В эксплуатации могут происходить нарушения нормальных режимов работы трансформаторов, к которы ... температура января -20°с. Критическая температура зимнего периода составляет -55°с. Период с отрицательной температурой воздуха продолжается 7 месяцев, с октября по ...

Предельные условия транспортирования:

• климатические факторы приведены в предыдущем разделе;
• транспортная тряска:
• число ударов в минуту 80- 120;
• максимальное ускорение 30 м/;
• продолжительность воздействия 2ч.

На разрабатываемое устройство действуют следующие дестабилизирующие факторы:

• механические воздействия (вибрации, удары);
• повышенная и пониженная температуры;
• действие пыли и др.

Для того чтобы выяснить, как поведёт себя аппаратура при воздействии этих факторов, а также для проверки соответствия её установленным в ТЗ требованиям, проводят испытания аппаратуры на воздействия дестабилизирующих факторов.

В [15] установлены следующие виды испытаний:

• испытания при изменении напряжения сети в рабочих условиях применения;
• испытания на теплоустойчивость и теплопроводность;
• испытания на влагоустойчивость;
• испытания на холодоустойчивость и холодопрочность;
• испытания на воздействие пониженного атмосферного давления;
• испытания на виброустойчивость;
• испытания на воздействие пыли, брызг;
• испытания на прочность к ударам многократного и (или) одиночного действия;
• испытания на прочность при свободном падении;
• испытания на влияния транспортной тряски.

Средства измерений считают выдержавшими испытания, если измерения нормированных характеристик находятся в пределах, установленных в стандартах и (или) технических условиях на средства измерений данного вида.

При проектировании необходимо обеспечить устойчивость и прочность конструкции измерительного блока к воздействию вышеуказанных дестабилизирующих факторов.

4 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ, УНИФИЦИРОВАННЫХ УЗЛОВ, УСТАНОВОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИИ

С целью реализации конструкции блока измерительного и одновременном обеспечении повышенной его надежности и улучшенных массогабаритных показателей произведем выбор и обоснование элементной базы и унифицированных узлов, используемых в блоке, установочных изделий и материалов конструкций.

4.1 Обоснование выбора конденсаторов

Пользуясь вышеназванными требованиями к проектируемому устройству, выбраны следующие конденсаторы.

КМ-6А — конденсаторы с фольговыми обкладками и бумажным, пропитанным маслом диэлектриком. Изготавливаются в исполнении для умеренного климата, а также для районов с холодным климатом. Выпускаются в прямоугольных металлических корпусах; с изолированными выводами, со встроенными разрядными резисторами или без них. Конденсаторы имеют параметры допустимых режимов: Uд=1,1Uном; Iд=1,3Iном (длительная работа в этих режимах считается ресурсом работы конденсатора ).

Предельные эксплуатационные данные:

• температура среды от минус 60 до плюс 85°C;
• относительная влажность воздуха при температуре плюс 25°C для умеренного холодного климата;
• при температуре плюс 35°C для всеклиматического исполнения 98%;

• пониженное атмосферное давление до 0,000013 гПа ( мм рт.ст.);
• срок сохраняемости Н30, Н50, Н90 30МОм, остальных — 100 МОм;

— Среда установки должна быть невзрывоопасна, химически неактивна, несодержащая токопроводящую пыль, едкие газы и пары в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию. Установка в местах, подвергающихся вибрациям, ударам, защищенных от попадания масла, воды. Способ крепления — за корпус выводами вверх.

Конденсатор К53-1 является конденсатором оксидно-полупроводниковым полярным. Предназначен для работы в цепях переменного тока и пульсирующего тока. Изготавливается в исполнениях для умеренного, холодного и всеклиматического. Корпус металлический герметичный. Конденсаторы, соединенные последовательно попарно положительными или отрицательными выводами, могут быть использованы как неполярные.

Предельные эксплуатационные данные:

• температура окружающей среды от минус 60до плюс 85°C;
• относительная влажность воздуха при температуре плюс 40°С до 80%.

Конденсатор К50-6 — конденсатор алюминиевый оксидно-электролитический. Предназначен для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока. Изготавливаются в исполнении для умеренного и холодного климата и всеклиматическом. Выпускаются полярные и неполярные. Имеют интервал температур эксплуатации от минус 10 до плюс 70°C. Относительная влажность до 98% при температуре плюс 25°C; давление 7000-106700Па.

Механические нагрузки:

• диапазон вибраций 1…80 Гц;
• ускорение 147 м/;
• линейные нагрузки с ускорением 980 м/;
• Минимальная наработка при температуре плюс 85°C 500 часов, при температуре плюс 70°C 5000 часов.

Масса конденсатора от 0,6 до 3,5 г.

Конденсатор К73-5 — конденсаторы пленочные с металлизированными обкладками. Предназначены для работы в цепях переменного, постоянного и пульсирующего токов. Изготавливаются в исполнениях для умеренного и холодного климата. Выпускаются в цилиндрических и прямоугольных металлических корпусах.

Сопротивление изоляции вывод-ввод в нормальных климатических условиях (до 0,25 мкФ) не менее 6000 МОм. Сопротивление изоляции вывод-корпус не менее 30000 МОм.

Предельные эксплуатационные данные:

• температура окружающей среды от минус 60 до плюс 125°C;
• относительная влажность воздуха при температуре плюс 35°C до 98%;
• пониженное атмосферное давление 0,0000013гПа (1 мм рт.ст.).

• минимальная наработка на отказ 20000 часов.

Сопоставляя условия эксплуатации устройства и условия эксплуатации предполагаемых типов электрорадиоэлементов заключаем, что данные типы конденсаторов пригодны для эксплуатации в заданных условиях.

4.2 Обоснование выбора диодов

На основе анализа схемы выбираем следующие типы диодов.

Диод Д814В — стабилитроны кремниевые сплавные. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Тип прибора и схема соединения электродов с выводами приводятся на корпусе. Масса стабилитрона не более 1г.

Электрические параметры:

• напряжение стабилизации номинальное при 298°К, Iст=50мА-9,0В;
• разброс напряжения стабилизации номинальное при 298К, Iст=50мА-9,0В;
• разброс напряжения стабилизации Iст=5мА:
• при 298°К — от 0,8 до 9,5В;
• при 213°К — от 7,0 до 9,5В;
• при 398°К — от 8,0 до 10,5В.

Температурный коэффициент напряжения стабилизации при температуре от 303°К до 398°К не более 0,08%.

Предельные эксплуатационные данные:

• минимальный ток стабилизации 3мА ;
• максимальный ток стабилизации при температуре от 213°К до 308° К 35мА;
• при 373°К 21мА;
• при 319°К 10,5мА.

Постоянный прямой ток 100мА. Температура окружающей среды от 213°К до 398°К. Температура перехода 398°К.

Диоды Д818В — стабилитроны кремниевые диффузионно-сплавные. Предназначены для применения в качестве источника опорного напряжения. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Тип прибора и схема соединения электродов с выводами приводятся на корпусе. Масса стабилитрона не более 1г.

Электрические параметры:

• напряжение стабилизации поминальное при 298°К , Iст=10мА 9В;
• разброс напряжения стабилизации при 298°К, Iст=10мА±10%;
• напряжение стабилизации при Iст=10мА при398°К от 8,01 до 10,01В;
• при 213°К от 8,02 до 10,0В;

• температурный коэффициент напряжения стабилизации при температуре от 213°К до 398°К ±160мВ.

Предельные эксплуатационные данные:

• минимальный ток стабилизации 3мА;
• максимальный ток стабилизации при температуре от 213°К до 323°К 300мВт; при 398°К 100мВт.

Температура окружающей среды от 213 до 398°К. Температура перехода 398°К.

Диод Д221А — диоды кремниевые сплавные, выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Тип диода и схема соединения приводится на корпусе. Масса диода не более 0,25г.

Электрические параметры:

• постоянное прямое напряжение при Iпр=50мА, не более 1,0В;
• постоянный обратный ток при Uобр=Uобрmax, не более при 213°К и 298°К 10мА; при 398°К 20мА.

Температура окружающей среды от 213 до 298°К.

Диод КД102Б — диоды кремниевые диффузионные. Выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Диоды маркируются цветными точками у положительного вывода. Масса диода не более 0,1г.

Электрические параметры:

• постоянное прямое напряжение при Iпр=50мА не более 1,2В;
• постоянный обратный ток при Uобрmax не боле 0,1мкА;

Предельные эксплуатационные данные:

• постоянное обратное напряжение 300В;
• постоянный прямой или средний выпрямленный ток при температуре от 213 до 323°К 1000мА, при 373°К 30мА.

Температура окружающей среды от 213 до 373°К.

Сопоставляя условия эксплуатации устройства и условия эксплуатации диодов, делаем вывод, что данные типы диодов пригодны для эксплуатации в заданных условиях.

4.3 Выбор транзисторов

Транзистор КТ3102Е — кремниевый, эпитаксиально-планарной структуры n-p-n, универсальные. Предназначены для применения в низкочастотных устройствах с малым уровнем шумов, переключающих, усилительных и генераторных устройствах средней и высокой частоты. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Масса транзистора не более 0,5г.

Электрические параметры транзистора:

• статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером при Uкб=5В, Iэ=2мА:
• при температуре плюс 25°С 400…1000;
• при температуре плюс 40°С 100…1000;
• при температуре плюс 85°C не менее 400.
• обратный ток коллектора при Uкб=20В не более:
• при температуре плюс 25°С 0,015…0,05мкА;
• при температуре плюс 40°С 0,015мкА;
• при температуре плюс 85°С 5,0мкА.

Предельные эксплуатационные данные:

• постоянное напряжение коллектор-база 20В;
• постоянное напряжение коллектор-эмиттер 20В;
• постоянное напряжение эмиттер-база 5В;
• постоянный ток коллектора 100мА;
• импульсный ток коллектора при tи много меньше 40 мксек 200мА;
• постоянная рассеиваемая мощность коллектора при температуре от минус 40 до плюс 25°С 250мВт;
• температура окружающей среды от минус 40 до плюс 85°С.

Транзистор КП103И имеет следующие эксплуатационные данные:

• постоянное напряжение коллектор- эмиттер при Rбэ=10 кОм 20В;
• постоянное напряжение база-эмиттер 6В;
• постоянный ток коллектора 100мА;
• постоянная рассеиваемая мощность коллектора при температуре менее плюс 25°С 150 млВт;
• тепловое сопротивление переход-среда 0,67 С/мВт.
• температура p-n-перехода плюс 120°С.
• температура окружающей среды от минус 60до плюс 100°С.
• входная емкость при Uси=10В, Uзи=0 не более 20пФ;
• проходная емкость при Uси=10В, Uзи=0 не более 8пФ.

Предельные эксплуатационные данные:

• напряжение сток-исток 12В;
• напряжение затвор-сток 15В;
• сумма напряжений сток-исток и затвор-исток 15В;
• постоянная рассеиваемая мощность 12 мВт;
• температура окружающей среды от минус 55 до плюс 85°С.

Сопоставляя заданные условия эксплуатации устройства и справочные данные по транзисторам, делаем вывод, что они пригодны для эксплуатации в заданных условиях, то есть для применения в схеме измерительного блока.

4.4 Обоснование выбора резисторов

На основе анализа схемы выбрали следующие типы резисторов.

МЛТ — резисторы постоянные непроволочные, общего назначения с металлоэлектрическим проводящим слоем. Предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного токов в качестве элементов навесного монтажа. При номинальной мощности 0,25 Вт резисторы имеют диапазон номинальных сопротивлений (1,0…5,1 )Ом. Масса не более 0,25 г. Уровень собственных шумов 15млВ/В.

Предельные эксплуатационные данные:

• температура окружающей среды при номинальной электрической нагрузке от минус 60 до плюс 70°С, при уменьшенной электрической нагрузке от минус 60°С до плюс 125°С;
• относительная влажность воздуха при температуре плюс 35°С до 98%;
• пониженное атмосферное давление до 133Па (1 мм рт.ст.);
• предельное рабочее напряжение по постоянному и переменному току 250В.

Минимальная наработка 25000 часов. Срок сохраняемости 25 лет.

Резисторы СП5-3 — резисторы подстроечные многооборотные с круговым перемещением подвижной контактной системы. Изменение сопротивления от минимального до максимального значения производится за сорок полных оборотов. Резисторы предназначены для работы в цепях постоянного и переменного токов.

Предельные эксплуатационные данные:

• температура окружающей среды при номинальной электрической нагрузке от минус60 до плюс 70°С; при снижении электрической нагрузки до 0,1Рн — от минус 60 до плюс 125°С.
• относительная влажность воздуха при температуре 35°С до 98%.
• пониженное атмосферное давление до 667 Па (5 мм рт.ст.).

Минимальная наработка 2000 часов.

Сопоставляя условия эксплуатации прибора и условия эксплуатации рассмотренных типов резисторов, делаем вывод, что они пригодны для эксплуатации в заданных условиях.

4.5 Обоснование выбора микросхем

Интегральные схемы транзисторно-транзисторной логики (ИС ТТЛ) в настоящее время являются распространенными микросхемами, которые часто используются в качестве элементной базы. В изделии будут применены следующие виды микросхем.

Микросхемы, построенные на базе ИСИИЛ:

• три ранние разновидности микросхем без применения p-n-переходов с барьером Шоттки (стандартного или среднего быстродействия — СТТЛ), маломощные — МмТТЛ, мощные — МТТЛ;
• две со структурами Шоттки — ТТЛШ;
• три новые перспективные, усовершенствованные ТТЛШ.

В настоящее время в аппаратуре можно встретить все перечисленные варианты микросхем ТТЛ. Напряжение питания у них одинаковое Uип=5В±10%, а входные и выходные логические уровни совместимы. Микросхемы ТТЛШ имеют улучшенные электрические параметры, но расположение на корпусе остается прежним. Полная электрическая и конструктивная совместимость однотипных ИС из различных серий снимает многие проблемы развития и улучшения параметров аппаратуры и стимулирует наращивание степени внутренней интеграции вновь выпускаемых микросхем, когда на одном кристалле размещается все большее число функциональных узлов. Основная применяемых сейчас микросхем ТТЛ имеет средний уровень интеграции.

Анализируя электрическую принципиальную схему измерительного блока выбираем микросхемы серии К1533. Это маломощные быстродействующие ИМС, предназначенные для организации высокоскоростного обмена и обработки цифровой информации, временного и электрического согласования сигналов в вычислительных системах. Микросхемы серии К1533 по сравнению с известными сериями (К134, К155, К555) логических ТТЛ микросхем обладают минимальным значением произведения быстродействия на рассеиваемую мощность.

Микросхемы изготавливают по усовершенствованной эпитаксиально-планарной технологии с диодами Шоттки и окисной изоляцией, одно- и двухуровневой металлизированной разводкой.

К1533ЛА1, К1533ЛА2, К1553ЛА3, К1533ЛА4 — микросхемы типа ЛА выполняют логическую функцию типа mИ-НЕ, где m — число входов.

К1533ЛН1 — микросхемы типа ЛН представляют собой инверторы и выполняют логическую операцию НЕ. Каждая микросхема содержит по 6 инверторов, причем ЛН1 имеет двухтактный входной каскад.

К1533ЛП5 — микросхемы типа ЛП включают элементы “исключающее ИЛИ”. Он применяется как сумматор по модулю 2 или используется для задержки импульсов. Такой элемент включают как фазовый компаратор.

К1533ТМ2 — содержит два независимых комбинированных D-триггера, имеющих общую цепь питания. У каждого триггера имеется один информационный вход D, вход синхронизации C, два дополнительных входа независимой асинхронной установки триггера в одиночное и нулевое состояния, а также комплексные выходы.

К1533ИЕ2 — микросхемы типа ИЕ представляют собой четырехразрядный двоично-десятичный счетчик. Счетчик состоит из четырех комбинированных триггеров типа JK, первый триггер может работать самостоятельно и образует делитель входной последовательности импульсов с коэффициентом деления Кд=2. Остальные три триггера образуют асинхронный делитель на пять (Кд=5).

К1533ИЕ5 — микросхема является четырехразрядным асинхронным счетчиком, который состоит из четырех JK триггеров, образующих два независимых делителя на 2 и на 8.Счетчик имеет два входа R, объединенных по И-НЕ, синхронного сброса (обнуления), выводы 2 и 3 — тактовые входы всех триггеров инверсные динамические, поэтому подключение будет происходить спадом импульса.

Технические характеристики серии. Стандартные ТТЛ: входные и выходные уровни сигналов:

• напряжение питания 5,0В±10%;
• задержка на вентиль 1мВт;
• мощность, потребляемая на вентиль 1мВт;
• тактовая частота до 70МГц;
• входной ток нагрузки высокого уровня до 15 мА.

Гарантированные статические и динамические характеристики при емкости нагрузки 50 мФ в диапазоне температур от минус 10 до плюс 70°С и напряжением питания 5В±10%. Устойчивость к статическому электричеству до 200В.

Предельно допустимые значения параметров и режимов эксплуатации в диапазоне рабочих температур:

• кратковременное, в течение 5 мс, напряжение питания 7В;
• максимальное постоянное напряжение питания 5,5 В;
• минимальное постоянное напряжение питания 4,5 В;
• максимальное напряжение между входами 5,5 В;
• максимальная емкость нагрузки 50 пФ.

Микросхемы серии К153 являются операционными усилителями, предназначенными для усиления постоянного и переменного токов; построения устройств, выполняющих математические операции; преобразователей и генераторов электрических сигналов и других устройств радиоэлектронной аппаратуры.

Основные электрические параметры:

• напряжение источника питания 15В±1,5;

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/izmeriteli-i-ogranichiteli-krutyaschego-momenta/

• ток потребления не более 6 мА;
• входное напряжение положительного уровня не более 5 В;
• входное напряжение отрицательного уровня 10 В;
• коэффициент усиления напряжения 20000;
• коэффициент ослабления синфазных входных напряжений не менее 6,5 дБ;
• входное сопротивление 10 кОм;
• скорость изменения входного напряжения 10 В/мкс;
• время установки входного напряжения 2,5 мкс.

Сопоставляя заданные условия эксплуатации устройства и справочные данные по микросхемам серий К153, К1533, делаем вывод, что они пригодны для эксплуатации в заданных условиях, т.е. для применения в измерительном блоке.

4.6 Выбор материалов

Материал платы — стеклотекстолит двухсторонний фольгированный СФ-2-35-2 ГОСТ10316-78 предназначен для изготовления плат с повышенными диэлектрическими свойствами. Материал имеет двухстороннее медное покрытие толщиной 35мкм, толщина стеклотекстолита 2мм.

Фольгированный стеклотекстолит представляет собой прессованный материал, изготовленный на основе стекловолоконной ткани, пропитанной термореактивным связующим материалом и облицованный с двух сторон медной оксидированной пленкой (фольгой).

Он предназначен для изготовления печатных плат комбинированным позитивным методом. Поверхностное электрическое сопротивление после кондиционирования в течение 96 часов при температуре плюс 40°С с влажностью 93% не менее 10 МОм.

На плату в данном устройстве устанавливаются два радиатора. Они изготавливаются из алюминия марки Д16.

Д16 — сплав алюминия с медью и магнием (дюраль) (до 3,8…4,9% меди и 1,2…1,8% магния).

Этот сплав отличается повышенной прочностью и хорошей обрабатываемостью давлением.

Заготовка из сплава Д16Т1ПП ГОСТ21488-76 — это алюминиевый сплав марки Д16, закаленный и искусственно состаренный, повышенной прочности, механические свойства по ГОСТ21488-76.

Панели корпуса и детали корпуса изготовлены из стали.

Панель боковая изготавливается из стальной полосы марки А12 ГОСТ1414-75. Это малоуглеродистая конструкционная сталь высокой обрабатываемости резанием. Имеет пониженную свариваемость, высокую пластичность, обладает красноломкостью, чувствительна к ударным нагрузкам. Из такой стали изготавливаются мелкие малонагруженные детали, обрабатываемые резанием при требовании обеспечения малой шероховатости поверхности.

Полоса 3х38-Б-2 ГОСТ103-76/ А12-2-Б-Т ГОСТ1414-75 — сталь горячекатаная, полоса, толщина 3 мм, ширина 38мм, нормальной точности (Б), по серповидности кл.2, марка А12, категория 2, для обработки резанием (2), термообработанная.

Уголок изготавливается также из стали марки А12.

Лист Б-ПН-0-20х1000х2000 ГОСТ19904-74/3-III-Н-А12 ГОСТ16523-70 — лист холоднокатаный, нормальной точности (Б), нормальной плоскостности (ПН), с обрезной кромкой (О), размера (2х1000х2000) мм, из стали категории 3 по контролируемым свойствам, качество поверхности по группе III, для нормальной вытяжки (Н), марка А12, свойства материала и качество поверхности по ГОСТ1623-70.

В конструкции применяется провод типа НП, диаметром 0,2 мм. Это провод монтажный с пластмассовой изоляцией (ГОСТ17515-72Е), одно-, двух-, и трехжильный с номинальным сечением жил 0,08…2,5 кв. мм. Провода выпускаются различных цветов (белого, желтого, оранжевого, красного, розового, голубого, зеленого, коричневого, черного, фиолетового).

Они предназначены для неподвижного и подвижного монтажа.

В качестве материала для изготовления корпуса используется сплав АЛ9 — сплав системы алюминий-кремний. Предел прочности 170…300 МПа, пластичность пониженная 0,5…9%. Рабочие температуры сплавов этой группы 200…250°С.

5 ВЫБОР МЕТОДА КОНСТРУИРОВАНИЯ БЛОКА

Метод конструирования зависит от назначения аппаратуры и её функций, преобладающего вида связей, уровня унификации, автоматизации и т.д.

В основу геометрического метода положена структура геометрических и кинематических связей между деталями, представляющая собой систему опорных точек, число и размещение которых зависит от заданных степеней свободы и геометрических свойств твёрдого тела. Метод целесообразно применять для конструкций, в которых должно соблюдаться точное взаимное положение деталей и обеспечивается их точное перемещение при величинах деформаций, значительно меньших погрешностей изготовления деталей.

В основу машиностроительного метода положена структура геометрических и кинематических связей между деталями, представляющая собой систему опорных поверхностей, число и размещение которых выбирается исходя из минимизации массы и допустимой прочности конструкции. Метод целесообразно применять для конструкций с относительно большими величинами деформаций. Он нашёл применение при проектировании несущих конструкций РЭС всех уровней, кинематических звеньев функциональных узлов, а также всех видов неподвижных соединений (болты, винты, заклёпки, скобы и т.д.).

В основу технологического метода положена структура физических связей между электрорадиоэлементами, то есть представление конструктивного вида электрической схемы и её геометрической связности независимо от её функционального содержания. Этот метод используется, если нельзя применить геометрический и машиностроительный методы.

Эвристический метод использует обобщённый практический опыт в области конструирования РЭС и смежных отраслей. Метод является основным в практической деятельности конструктора РЭС.

Метод автоматизированного конструирования основан на использовании ЭВМ для решения задач компоновки электрорадиоэлементов, трассировки межсоединений различных структурных уровней, вычерчивания чертежей и выпуска конструкторской документации.

Метод проектирования моноконструкций основан на минимизации числа связей в конструкции. Он применяется для создания функциональных узлов, блоков на основе оригинальной несущей конструкции (каркасе, шасси) в виде моноузла (моноблока) с оригинальными элементами.

В основу базового метода конструирования положено деление аппаратуры на конструктивно и схемно законченные части. Базовый метод и его разновидности (функционально-модульный, функционально-узловой, функционально-блочный методы) основываются на принципах агрегатирования, функциональной и размерной взаимозаменяемости, схемной и конструкторской унификации структурных уровней (модулей, функциональных узлов, блоков).

Базовый метод конструирования является основным при проектировании современной РЭС, он имеет много преимуществ по сравнению с методом моноконструкций:

• на этапе разработки позволяет одновременно вести работу над многими узлами и блоками, что сокращает сроки проведения разработок;
• упрощает отладку и сопряжение узлов в лаборатории, так как работа любого функционального узла определяется работой известных модулей и микросхем;
• резко упрощает конструирование и макетирование, сокращает сроки проведения разработок;
• упрощает отладку и сопряжение узлов в лаборатории, так как работа любого функционального узла определяются работой известных модулей и микросхем;
• резко упрощает конструирование и макетирование, сокращает объём оригинальной конструкторской документации, даёт возможность непрерывно совершенствовать аппаратуру без коренных изменений конструкции;
• упрощает и ускоряет внесение изменений в схему, конструкцию и конструкторскую документацию;

• на этапе производства сокращает сроки освоения серийного производства аппаратуры;
• упрощает сборку, монтаж, снижает требования к квалификации сборщиков и монтажников;
• снижает стоимость аппаратуры благодаря широкой механизации и автоматизации производства;
• повышает степень специализации производства;

• при эксплуатации повышает эксплутационную надёжность РЭС, облегчает обслуживание, улучшает ремонтопригодность аппаратуры [8].

Из вышеописанных методов выбираем базовый метод конструирования.

В соответствии с выбранным методом конструирования целесообразно выделить следующие основные функционально законченные узлы: модуль измерительный и плата контроля. Выделенные функциональные узлы предполагается выполнить на отдельных печатных платах.

При данном разбиении схемы электрической принципиальной обеспечивается минимальное количество связей между узлами, высокая ремонтопригодность изделия, минимальные величины паразитных наводок, уменьшение габаритов изделия.

Компоновочные схемы блоков определяются количеством и видом составляющих элементов (дискретных радиодеталей, модульных узлов и микросхем) и их расположением. На компоновочные схемы блоков значительное влияние оказывают вспомогательные элементы (ручки, направляющие, фиксаторы, разъёмы и т.п.).

Выбранная компоновочная схема блока измерительного схематично представлена на рис. .

Измерительный блок представляет собой съёмную конструкцию. На задней стенке блока установлен разъём, который стыкуется ответной частью разъёма, расположенного на каркасе электронного блока.