Измерением называется физический опыт, в результате которого находят численное значение измеряемой физической величины. Измерения являются важнейшим этапом деятельности работников всех отраслей науки и техники. Измерительная аппаратура является основным оборудованием всех научно-исследовате-льских институтов, лабораторий, неотъемлемой частью оснастки любого технологического процесса. Уровень развития измерительной техники является одним из важнейших показателей научно-технического прогресса.
Измерения выполняются с помощью специальных технических средств, предназначенных для этой цели, которые называются средствами измерений. Наибольшее распространение получили цифровые измерительные приборы (устройства). Их преимущества заключаются в объективности отсчёта и регистрации, широкий диапазон измерения при высокой разрешающей способности, высоком быстродействии за счёт отсутствия механических переходных процессов, свойственных обычным (стрелочным) приборам, но при этом у цифровых приборов есть один недостаток - относительная сложность технологии производства.
Отечественная и зарубежная промышленность выпускает большое количество цифровых измерительных устройств для измерения и преобразования самых разнообразных величин с широким диапазоном технических характеристик.
Цифровые измерительные устройства наиболее полно удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к современной измерительной технике, - автоматизации процесса измерений и увеличению скорости измерений при сохранении необходимой точности.
Цифровым измерительным прибором называют измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме.
Устройство, о котором пойдёт речь, входит в состав прецизионного генератора сигналов низкой частоты, который представляет собой источник синусоидальных электрических колебаний с высокой точностью установки и стабильности частоты и предназначен для регулировки и испытания низкочастотной аппаратуры различного назначения, для встраивания в автоматизированные измерительные системы (АИС). Генератор по своей схеме относится к устройствам с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты, то есть сигналы всех выходных частот являются производными сигнала опорной частоты, стабилизированной кварцем. Для создания сетки выходных частот прибора служит разрабатываемый датчик сетки частот.
В ходе разработки необходимо: на основе анализа технического задания выбрать элементную базу, спроектировать печатную плату детально прорабатываемого блока, обеспечить его связь с остальными блоками внутри корпуса прибора. А также выполнить расчеты надежности, вибропрочности платы, проверочный тепловой расчет и рассчитать себестоимость изготовления датчика сетки частот.
В ходе анализа технического задания необходимо рассмотреть все требования технического задания и возможность их реализации.
Датчик сетки частот входит в состав генератора, имеющего в своей конструкции еще несколько блоков и устройств, связь между которыми осуществляется с помощью соединительных плат и разъемов. В частности для связи блока 5 - 7МГц с остальными блоками используются розетки ГВ3.647.009 и вилка ГРПМШ-1-31ШУ2-В. Датчик сетки частот является конструктивно-законченным блоком, не имеющим отдельного корпуса и состоящим из 4-ех функциональных устройств:
блок 5-7МГц;
регистр частоты;
сумматор накапливающий;
формирователь импульсов компенсации.
Прибор обеспечивает свои технические характеристики по истечении времени установления рабочего режима, равного 30мин, за исключением погрешности установки частоты, нестабильности частоты и нестабильности выходного напряжения, которые обеспечиваются после времени установления рабочего режима, равного 2ч.
Прибор допускает непрерывную работу в рабочих условиях в течение времени не менее 16ч при сохранении своих технических характеристик. Время непрерывной работы не включает в себя время установления рабочего режима прибора.
Прибор сохраняет свои технические характеристики при питании его от сети переменного тока напряжением 220
22В, частотой 500,5Гц с содержанием гармоник до 5% и при напряжении 22011В, частотой 40040Гц с содержанием гармоник до 5%.
Мощность, потребляемая прибором от сети питания, при номинальном напряжении не превышает 150Вт.
Номинальное значение выходного сопротивления составляет 50 5Ом.
Дополнительная погрешность установки уровня выходного напряжения, обусловленная изменением температуры окружающего воздуха на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур, не превышает 1%.
Нестабильность опорного уровня выходного напряжения после установления рабочего режима не превышает 0,3% за любые 3ч работы при окружающей температуре, поддерживаемой с точностью 1°С.
Частота выходного сигнала прибора устанавливается в диапазоне от 0,001 до 1999999,999Гц с дискретностью 0,001Гц. Установленное значение частоты индицируется на цифровом табло прибора.
Так как производство, указанное в требованиях технического задания, - серийное, то для этого необходимо обеспечить прохождение готового блока 5 - 7МГц всех испытаний на этапе проектирования и тестирования; выбрать элементную базу т.о., чтобы снизить стоимость готового изделия, оптимально оснастить производство для обеспечения заданной надежности.
Условия эксплуатации и характеристики воздействующих факторов приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
| Воздействующие факторы | Характеристики воздействующих факторов | Значение воздействующих факторов |
| 1 | 2 | 3 |
| Механический удар одиночного действия | Пиковое ударное ускорение, М/с | |
| Длительность действия ударного ускорения, мс | 15 | |
| Атмосферное пониженное давление | Рабочее кПа (мм рт. ст.) | 60(450) |
| Повышенная температура среды | Рабочая, °С Хранения, °С | +40+50 |
| Пониженная температура среды | Рабочая, °С Хранения, °С | +5-50 |
| Повышенная влажность | Относительная влажность при температуре +25°С, % | 98 |
| Случайная вибрация | Спектральная плотность виброускорения, gІ/Гц | 0,004-0,002 |
| Диапазон частот, Гц | 5-2000 | |
| Акустический шум | Диапазон частот, Гц | 50-10000 |
| Уровень звукового давления (относительно 2*10 | ||
| Механический удар одиночного действия | Пиковое ударное ускорение, м/сІ (g) | 147(15) |
| Длительность действия ударного ускорения, мс | 15 | |
| Соляной (морской) туман | Водность, г/м Температура, °С | 2-3 (35) |
| Дисперсность, мкм, не более | 20 | |
| Статическая пыль (песок) | Относительная влажность, % | 50 |
| Скорость циркуляции, м/с | 0,5-1,0 | |
| Концентрация, г/м | 3 | |
| Динамическая пыль (песок) | Относительная влажность, % | 50 |
| Скорость циркуляции, м/с | 10-15 | |
| Концентрация, г/мі | 5 | |
| Солнечное излучение интегральное | Плотность потока, Вт/мІ | 1125 |
| Плотность потока, Вт/мІ | 68 | |
| Спектр ультрафиолетового излучения, мкм | 0,28-0,40 | |
| Температура, °С | 55 |
(g)150(15)
Па), дБ130Показатель надежности блока 5 - 7МГц соответствует средней наработке на отказ при выполнении задачи, То=8000час, что является выполнимым. Подтверждение заданной в техническом задании средней наработки на отказ будет осуществляться расчетным методом.
- Описание структурной схемы генератора
- Описание работы схемы электрической принципиальной блока 5 - 7МГц
- Выбор элементной базы и её обснование
- Разработка конструкции печатной платы
- Разработка конструкции датчика сетки частот
- Описание работы датчика сетки частот
- Описание конструкции генератора
- Тепловой расчет
- Расчёт надёжности
- Расчет вибропрочности
- Охрана труда
Многопроцессорный вычислительный комплекс Вычислительная техника в своем развитии по пути повышения быстродействия ЭВМ приблизилась к физическим пределам, которые обусловлены ограниченной скоростью распространения сигналов в лин ...
Прием, обработка, выдача Экспресс и ЕМS почтовых отправлений Не секрет, что в наш скоростной век, экономия времени является главной задачей, особенно для делового человека. Что бы облегчить участь бизнесменов многие компании, предоставляющие услуг ...
Защита информации от утечки по цепям питания Циркулирующая в тех или иных технических средствах конфиденциальная информация может попасть в цепи и сети электрического питания и через них выйти за пределы контролируемой зоны. Наприм ...