Репозиторій ЧДТУ
Репозиторій ЧДТУ зберігає і дозволяє легкий і відкритий доступ до всіх видів цифрового контенту, включаючи текст, зображення, анімовані зображення, MPEG і набори даних
Дізнатися більше
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8511| Назва: | Автоматизована тензорезистивна вагова система |
| Автори: | Трембовецька, Руслана Володимирівна Парвов, Олександр Валерійович |
| Дата публікації: | 15-чер-2024 |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8511 |
| Розташовується у зібраннях: | 151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (Робототехнічні системи та автоматизація) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| КРБ Парвов О.pdf Restricted Access | КРБ Парвов О. | 1.4 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ
КАФЕДРА ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, МЕХАТРОНІКИ ТА
КОМП‘ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Допущено до захисту
Завідувач кафедри ПМКТ
_______ М.О. Бондаренко
«___» ___________ 2024 р.
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
ДО КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ БАКАЛАВРА
на тему «Автоматизована тензорезистивна вагова система»
Виконав здобувач освіти 4 курсу, групи РС-203ск
спеціальність: 151 – Автоматизація та комп’ютерно-
інтегровані технології
освітня програма: Робототехнічні системи та
автоматизація
_____ Парвов Олександр Валерійович .
Керівник Трембовецька Р.В.
Рецензент .
Кваліфікаційна робота бакалавра містить результати власних здобутків автора.
Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на
відповідне джерело ___________________________________________________
підпис здобувача
Черкаси – 2024
Зміст
Стор.
Технічне завдання 2
Вступ 5
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі
критичного аналізу існуючих аналогів 6
2 Обґрунтування технічного завдання 23
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми 25
3.1 Розробка структурної схеми 2 5
3.2 Розробка схеми електричної принципової 27
4 Розрахунок елементів схеми 35
4.1 Розрахунок блоку живлення 35
4.2 Розрахунок друкованих плат на віброміцність 40
4.3 Класифікація методів конструювання друкованої плати.
Вимоги до конструювання друкованих плат
4.4 Розрахунок надійності 4 2
7 Технологічний розділ 45
7.1 Призначення виробу 48
7.2 Аналіз на технологічність конструкції 48
7.3 Розробка технологічного процесу 48
7.4 Розрахунок розмірів заготовки 50
7.5 Вибір матеріалу 52
7.6 Розрахунок часу на виготовлення однієї плати 53
53
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лис т № докум. Підп Дата
Разроб. Парвов Літ. Арк Аркуші в
Пров. Трембовецька Автоматизована Т 3
тензорезистивна вагова система
Н.контр ЧДТУ
Тичков В.В
Затв. Пояснювальна записка
6 Спеціальний розділ 56
6.1 Економічне обґрунтування розробки 56
6.2 Охорона праці 57
Висновок 68
Список використаної літератури 69
Додаток А Відомість технічного проекту
Додаток Б Переліки елементів і специфікації
Додаток В Розрахунок віброміцності друкованої плати на ЕОМ
Додаток Г Комплект документів на технологічний процес
виготовлення фотошаблону
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
4
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Вступ
Електронні ваги мають високу точність та надійність, можливість
обрахування вартості товару, відображаючи результати зважування на цифровому
дисплеї, що забезпечує однозначність зчитування показань. Саме тому електронні
ваги отримали широке застосування і витіснили механічні ваги. В залежності від
призначення і області застосування, електронні ваги поділяються на: торгові ваги,
ваги для фасування товару, складські або напільні, платформені індустріальні та
лабораторні ваги.
Ваги для простого зважування використовуються в якості контрольних
вагів в усіх торгових підприємствах, для фасування товару, для дотримання
технологічної карточки і порціонування блюд, а також в не продуктових
магазинах і виробництві.
Для зручності фасування товару існує функція обмеження маси,
наприклад, за допомогою звукового сигналу.
За степенем автоматизації вагове обладнання може бути
напівавтоматичним або автоматичним. Показання знімають двома способами:
- місцевим – безпосередньо з індикатора приладу;
- дистанційним – з можливістю передачі результатів вимірювання на
необхідну відстань, їх автоматичною реєстрацією і додаванням (на друкуючі
пристрої, табло індикації, комп`ютер).
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 5
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного
аналізу існуючих аналогів
Найбільш поширеним видом вимірювань у всьому світі є вимірювання
маси. У зв'язку з цим, за останній час з'явилася велика різноманітність вагової
техніки, що дозволяє задовольнити будь-які вимоги споживача.
Принципи побудови вагів зводяться до вимірювання сили, що виникає при
навантаженні вагів масою M. Прикладена сила впливає на первинний
перетворювач (датчик), що складається з пружного елементу і перетворювача
деформації, механічно пов'язаного з пружним елементом і що перетворює цю
деформацію в електричний сигнал.
В даний час у ваговій техніці знайшли застосування наступні типи
перетворювачів:
1. Віброчастотний (струнний). Він заснований на зміні частоти
натягнутої металевої струни, встановленої на пружному елементі, залежно від
величини сили, прикладеної до нього. Вплив зовнішніх чинників, таких як
вологість, температура, атмосферний тиск, зовнішні вібрації, а також складність
виготовлення привели до того, що даний тип датчиків не знайшов широкого
застосування.
2. П`єзокварцовий. Він заснований на зміні частоти кварцового
кристала, механічно пов'язаного з пружним елементом, при дії прикладеної до
нього сили. Зміна параметрів кристала при дії на нього зовнішнього середовища
також привели до того, що ці датчики не знайшли широкого застосування у
ваговій техніці.
3. Тензометричний. Він заснований на зміні опору тензорезисторів, що
наклеєні безпосередньо на пружний елемент в полі деформацій і сполучених по
мостовій схемі. Вимірюване зусилля за допомогою пружного елементу
перетвориться в деформацію, яка сприймається тензорезисторами, що змінюють
свій опір. Ця зміна у вимірювальному ланцюзі перетвориться в зміну напруги,
пропорційну прикладеній силі.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 6
Тензорезисторний тип датчика знайшов найбільш широке застосування у
ваговій техніці з наступних причин:
1. Висока якість тензорезисторів, обумовлене сучасними технологіями
при їх виготовленні;
2. Простота виготовлення датчиків, що не вимагає складного
технологічного устаткування при масовому виробництві;
3. Низька вартість у поєднанні з високими технічними
характеристиками;
4. Можливість простими технічними засобами компенсувати вплив
зовнішніх чинників;
5. Стабільність характеристик протягом всього терміну служби.
Аналіз світового ринку вагів показує, що основні фірми-виробники
вагового устаткування випускають ваги, побудовані на тензометричних датчиках.
Велика номенклатура вагів, що виробляються в світі привела до того, що
з'явилася необхідність систематизувати вимоги, що пред'являються до технічних
характеристик вагів. У 1992 році Міжнародною Організацією Законодавчої
Метрології був випущений і затверджений документ OIML R76 (ред.1992 г), що
регламентує технічні і метрологічні вимоги до вагів неавтоматичної дії.
Неавтоматичний зважувальний прилад - це прилад, що вимагає участі оператора в
процесі зважування.
Відповідно до цих рекомендацій ваги по точності розділяються на 4 класи:
1 клас - ваги спеціальної точності
2 клас - високій точності
3 клас - середній точності
4 клас - звичайній точності
Відповідно до класу точності до вагів пред'являються різні технічні і
метрологічні вимоги.
Відповідність вагів вимогам OIML R76 перевіряється організаціями,
уповноваженими Міжнародним Комітетом Законодавчої Метрології (МКЗМ). При
відповідності вагів вимогам R-76, МКЗМ видає сертифікат відповідності, який
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підпис 7
Дата
реєструється в Міжнародному Бюро Законодавчої Метрології. При затвердженні
типу вагів в будь-якій з країн (членів МОЗМ) виробник, який має намір продавати
ваги в цій країні і сертифікат відповідності, що отримав, має ряд переваг.
Наприклад, при затвердженні типу вагів випробування можуть не проводитися
або проводитися тільки за окремими пунктами.
Розглянемо відомі методи рішення поставленої задачі, використовуючи
патенти на винаходи (схеми обробки сигналу з тензодатчика, та тензометричні
ваги).
№ 2 249 189 – Тензометричний датчик сили містить тензоміст, пристрій
балансування, підсилюючий суматор, комутатор, аналого-цифровий
перетворювач, запам'ятовуючий регістр і шифратор, який представлений на
рисунку 1.1. Пристрій балансування утворений резистивною матрицею з
ключами резистори об'єднані в мостову схему і закріплені на нерухомій
підставці пружного елементу. Імпеданс тензомоста і резистивної матриці
однаковий. Дроти від тензомоста і резистивної матриці йдуть в загальному
кабелі. Комутатор дозволяє отримати на вході аналого-цифрового
перетворювача або сигнал з тензомоста, або суму сигналів з тензомоста і
пристрою балансування. Розбаланс тензомоста перетвориться в двійковий код,
старші розряди якого в шифраторі перетворяться в код управління ключами
резистивної матриці пристрою балансування. Запропоноване рішення дозволяє
обнулити початковий сигнал тензодатчика з точністю до відкинутих молодших
розрядів, компенсувати наведені електромагнітні шуми в кабелі, підвищити
розрядність перетворення без збільшення розрядності аналого-цифрового
перетворювача.
Тензометричний датчик сили, що містить тензоміст, утворений
тензорезисторами, наклеєними на закріплений на нерухомій підставці пружний
елемент, і підключений входом до джерела постійної напруги, а виходом до
першого диференціального підсилювача, пристрій балансування, входом
підключений до джерела постійної напруги, а виходом до другого
диференціального підсилювача, при цьому виходи обох диференціальних
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 8
підсилювачів підключені до диференціальних входів підсилюючого суматора,
вихід якого підключений до аналого-цифрового перетворювача.
Рисунок 1.1 – До патенту № 2 249 189
Він додатково містить комутатор, підключений входами до виходів
першого диференціального підсилювача і підсилюючого суматора, а виходом до
аналого-цифрового перетворювача, регістр запам'ятовування старших розрядів,
підключений входом до аналого-цифрового перетворювача, а також шифратор,
підключений входом до регістра запам'ятовування старших розрядів, а виходом
до пристрою балансування, при цьому пристрій балансування виконаний у
вигляді резистивної матриці з ключами, входи яких, що управляють, сполучені з
шифратором, причому резистори матриці об'єднані в мостову схему, мають вхідні
опори, рівні опорам тензомоста, і розміщені на нерухомій підставі пружного
елементу, а дроти, підключені до виходу моста резистивної матриці, прокладені в
загальному кабелі з проводами, підключеними до виходу тензомоста.
№ 2 265 229 – Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути
використане для вимірювального перетворення сигналу з тензодатчика. Схема
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. 9
Лист № докум. Підпис Дата
обробки сигналу з тензодатчика містить джерело опорної напруги, АЦП,
вимірювальний підсилювач, схему корекції дрейфу нуля, схему аналізатора
натисненні на тензодатчик. Схема обробки сигналу з тензодатчика дозволяє
здійснювати корекцію зсуву нуля вимірювального підсилювача, умов дії
зовнішніх дестабілізуючих чинників. Схема винаходу зображена на рисунку 1.2.
Схема обробки сигналу з тензодатчика, що містить перше джерело опорної
напруги, АЦП, вимірювальний підсилювач, що складається з першого і другого
операційних підсилювачів (ОП), два резистори, що виконують роль плеча в
мостовому включенні з тензодатчиком, причому напруга з першого джерела
опорної напруги поступає на вхід двох резисторів і на вхід тензодатчика, напруга
з тензодатчика поступає на неінвертуючий вхід першого ОП, а напруга з двох
резисторів поступає на неінвертуючий вхід другого ОП вимірювального
підсилювача (ВП), що відрізняє тим, що введені треті ОП у вимірювальний
підсилювач, схема корекції дрейфу нуля, що складається з четвертого і п'ятого
ОП, ключа, резистора і конденсатора, схема аналізатора натисненні на
тензодатчик, що складається з другого і третього джерел опорної напруги,
першого і другого компараторів, логічного елементу І-НІ, логічного елементу
АБО, логічного елементу І і таймера, виходи першого і других ОП сполучені
відповідно з неінвертуючим і інвертуючим входами третього ОП, вихід
третього ОП є виходом вимірювального підсилювача і сполучений з
аналоговим входом АЦП і інвертуючим входом компаратора, виконаного на
четвертому ОП, що не інвертує вхід якого сполучений із загальною шиною.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 10
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Рисунок 1.2 – До патенту № 2 265 229
Вихід четвертого ОП через ключ сполучений з входом резистора, з
виходу якого напругу заряджає ємність конденсатора і поступає на
неінвертуючий вхід п'ятого ОП, вихід якого через резистор сполучений з
неінвертуючим входом третього ОП вимірювального підсилювача Напруга з
другого джерела опорної напруги поступає на неінвертуючий вхід першого
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 11
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
компаратора, а на інвертуючий вхід першого компаратора поступає напруга з
виходу третього ОП вимірювального підсилювача, напруга з третього джерела
опорної напруги поступає на інвертуючий вхід другого компаратора, а на
неінвертуючий вхід другого компаратора поступає напруга з виходу третього
ОП вимірювального підсилювача, виходи першого і другого компараторів
сполучені з входами логічного елементу І-НІ, вихід якого сполучений з входом
логічного елементу АБО, на інший вхід якого поступають імпульси корекції
дрейфу нуля, вихід логічного елементу АБО сполучений з входом логічного
елементу І, інший вхід якого сполучений з виходом таймера, а вихід логічного
елементу І сполучений з управляючим входом ключа.
№ 2 186 347 – Винахід відноситься до електронної промисловості, зокрема
до виробництва електротензометричних вагів. Метою винаходу є підвищення
якості роботи вагів за рахунок збільшення точності їх свідчень. Суть винаходу
полягає в тому, що інформаційний блок забезпечений пристроєм обробки сигналу
тензодатчика, яке виконане у вигляді сполучених між собою блоку живлення
тензодатчика, приймально-підсилювального вузла, аналого-цифрового
перетворювача і мікропроцесора, аналого-цифровий перетворювач виконаний у
вигляді сполучених між собою комутатора, фільтру низької частоти, компаратора
і тригера, при цьому входи комутатора підключені до блоку живлення
тензодатчика, один вхід компаратора підключений до виходу фільтру низької
частоти, інший вхід - до вимірювача напруги, що поступає з приймально-
підсилювального вузла, інформаційний вхід тригера сполучений з виходом
компаратора, вхід стробу і інформаційний вихід сполучені з мікропроцесором,
який сполучений з входом управління комутатора. Структурна схема пристрою
зображена на рисунку1.3
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист 12
№ докум. Підпис Дата
Рисунок 1.3 – До патенту № 2 186 347
№ 2 133 945 – Винахід відноситься до ваговимірювальної техніки і
призначене для використання при вимірюванні ваги автомобілів і товарів. У
пристрої застосовано два канали вимірювання з індивідуальними
тензометричними датчиками, що забезпечують отримання збільшеного об'єму
вагової інформації з розширеним числом ділень перетворювача внутрішньо
діапазонного навантаження. Застосування масштабуючого підсилювача з
перемиканням через електронні ключі коефіцієнтів посилення від персональної
ЕОМ також дозволяє збільшити число ділень даного перетворювача.
Запропоновані ваги характеризуються підвищеною точністю вимірювання. Схема
винаходу зображена на рисунку 1.4.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист 13
№ докум. Підпис Дата
Рисунок 1.4 – До патенту № 2 133 945
№ 97 114 767 – Багато діапазонні електронні ваги, що містять персональну
ЕОМ, вантажоприймальну платформу з тягою, сполученою через коромисло з
механізмом урівноваження і першим тензометричним датчиком, перший і другий
виходи моста першого тензометричного датчика сполучені з першим і другим
виходами генератора сигналу, а вимірювальна діагональ моста першого
тензометричного датчика підключена через вимірювальний трансформатор до
виходів вимірювального посилення, вихід якого сполучений з входом лінійного
амплітудного демодулятора і входом першого фільтру низьких частот, перший
АЦП, вихід якого через перший порт введення-виводу підключений до
персональної ЕОМ, перший, другий і третій датчики положення гирь, датчики
перевантаження, датчик недовантаження, датчик аретира, пристрій положення
гирь сполучених через другий порт введення-виводу з персональною ЕОМ що
відрізняються тим, що, з метою підвищення точності, в них введені другий
тензометричний датчик, сполучений з першим тензометричним датчиком через
пристрій вантаження, перший і другий входи моста другого тензометричного
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 14
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
датчика сполучені з першим і другим виходом генератора сигналу, а
вимірювальна діагональ підключена через другий вимірювальний трансформатор
до входів другого вимірювального підсилювача, вихід якого сполучений з входом
другого лінійного амплітудного демодулятора, вихід якого через фільтр низьких
частот сполучений з входом другого АЦП, вихід якого через четвертий порт
введення-виводу підключений до персональної ЕОМ, причому вихід першого
фільтру низьких частот підключений до входу масштабуючого підсилювача, в
зворотному зв'язку якого включені електронні ключі, входи яких, що управляють,
підключені через п'ятий порт введення-виводу до персональної ЕОМ, а вихід
масштабуючого підсилювача сполучений з входом першого аналого-цифрового
перетворювача.
№ 2 050 528 – Використання: винахід відноситься до ваговимірювальної
техніки, зокрема до автомобільних і товарних вагів. Суть винаходу: з метою
підвищення точності вагів пристрій містить вантажоприйомну платформу, що
впливає через пристрій вантаження на тензометричний датчик, з першим і другим
входами якого сполучені перший і другий виходи генератора синусоїдального
сигналу, а вимірювальна діагональ моста тензометричного датчика підключена
через вимірювальний трансформатор до входів вимірювального підсилювача,
вихід якого сполучений з першим входом фазового детектора, до другого входу
якого підключений третій вихід генератора синусоїдального сигналу. Крім того,
пристрій містить послідовно сполучені повторювач, дільник напруги, фільтр
високих частот, диференціальний підсилювач, інтегратор і аналого-цифровий
перетворювач, вихід якого підключений через порти введення-виводу до входів і
виходів мікро ЕОМ, при цьому вихід фазового детектора підключений до входу
повторювача і другого входу диференціального підсилювача.
№ 2 157 961 – Винахід відноситься до області автоматизації процесів
зважування, дозування і випробування матеріалів. Пристрій містить тензодатчики,
виходи яких підключені до входів підсилювачів напруги. Виходи підсилювачів
функціонально пов'язані з входами вимірювальних органів. Входи основних і
додаткових ключів, що управляють, підключені до виходів генератора кодових
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. 15
Лист № докум. Підпис Дата
імпульсів. Ланцюги живлення тензодатчиків через додаткові замикаючі ключі,
число яких рівне числу тензодатчиків, підключені до блоку живлення. Технічний
результат - підвищення точності вимірювання і спрощення пристрою. Структурна
схема винаходу зображена на рисунку 1.5.
Рисунок 1.5 – До патенту № 2 157 961
№ 2 286 553 – Винахід відноситься до ваговимірювальної техніки і може
бути використаний для зважування великих по вазі і/або об'єму вантажів.
Пристрій містить опорну пластину з тензодатчиком, блок вимірювання і індикації,
щонайменше, три балки, і перші і другі шарнірні підп'ятники по числу балок, і
шарніри, з, принаймні, однією віссю обертання, встановлені на опорній пластині
симетрично силовій осі тензодатчика. Шарніри прикріплені до одних кінців
кожній з балок, на інших кінцях кожною з балок закріплені перші шарнірні
підп'ятники, другі шарнірні підп'ятники встановлюються по довжині балок. Осі
обертання шарнірних підп'ятників перпендикулярні осям балок і лежать в
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. 16
Лист № докум. Підпис Дата
площині, перпендикулярній силовій осі датчика. Технічний результат полягає в
спрощенні конструкції, можливості створення транспортабельного
ваговимірювального пристрою рисунок 1.6.
Рисунок 1.6 – До патенту № 2 286 553
Ваговимірювальний пристрій містить опорну пластину з тензодатчиком,
електричний вихід якого підключений до блоку вимірювання і індикації і
щонайменше три балки, має введені в нього по числу балок перші і другі шарнірні
підп'ятники з однією віссю обертання і шарніри з принаймні однією віссю
обертання, встановлені на опорній пластині симетрично щодо силової осі
тензодатчика і прикріплені до одних кінців кожної балки, на інших кінцях балок
закріплені перші шарнірні підп'ятники, другі шарнірні підп'ятники встановлені по
довжині балок, осі обертання шарнірних підп'ятників перпендикулярні осям балок
і лежать в площині, перпендикулярній силовій осі тензодатчика, одні осі
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 17
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
обертання шарнірів паралельні осям обертання підп'ятників відповідних балок,
шарніри виконані із забезпеченням можливості зближення інших кінців балок між
собою. Балки виконані розсувними. Інші шарнірні підп'ятники виконані з
можливістю перестановки по довжині балок. Блок вимірювання і індикації
закріплений на одній з балок.
№ 2000 118 930 – Тензометричний пристрій, що містить послідовно
сполучені заземлений тензодатчик, диференціальний і балансуючий підсилювачі,
калібрувальний резистор, другий вивід якого заземлений, а перший підключається
за допомогою першого ключа паралельно заземленому плечу тензомоста,
компенсуючий підсилювач, запам'ятовуючий конденсатор, другий вивід якого
заземлений, генератор тактових імпульсів, перший і другий ключі, реєстратор,
програмований підсилювач, вхід якого сполучений з виходом балансуючого
підсилювача, а вихід з входом реєстратора, компаратор, перший вхід якого
сполучений з виходом програмованого підсилювача, а другий вхід - з виходом
заземленого джерела номінальної напруги тензометричного пристрою, перший
перемикач, перший вивід якого сполучений з входом балансування балансуючого
підсилювача, другий вивід з першим виведенням конденсатора, що запам'ятовує,
а третій вивід – із загальною шиною, причому вхід компенсуючого підсилювача
сполучений з виходом балансуючого підсилювача, другий вхід заземлений, а
вихід через другий ключ пов'язаний з першим виведенням конденсатора, що
запам'ятовує, що відрізняється тим, що воно забезпечене першим, другим і третім
резисторами, другим і третім калібрувальним резисторами, другим і третім
ключем, другим диференціальним підсилювачем, першим і другим
регульованими дільниками напруги, пристроєм порівняння, причому перший
вивід другого резистора сполучений з першим виходом блоку живлення датчика,
другі виводи першого і третього резисторів заземлені, виводи першого, другого і
третього калібрувальних резисторів сполучені з першим виводом першого
резистора, перший вивід третього резистора і другий вивід другого резистора
сполучені між собою і з другим входом другого диференціального підсилювача,
перший вхід якого сполучений з першим виводом першого резистора і другим
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. 18
Лист № докум. Підпис Дата
входом тензомоста, а вихід сполучений з першим входом пристрою порівняння,
другий вхід якого сполучений з виходом першого регульованого дільника
напруги, третій вхід з виходом другого регульованого дільника напруги,
четвертий вихід сполучений з четвертим входом пристрою порівняння, а вихід з
входами, що управляють, першого, другого і третього ключів, перші виводи яких
сполучені відповідно з першими виводами першого, другого і третього
калібрувальних резисторів, другі виводи першого, другого і третього ключів
сполучені з першим виходом тензомосту, входи першого і другого дільників
напруги сполучені з першим виходом блоку живлення тензомосту.
№ 2 162 209 – Винахід відноситься до ваговимірювальної техніки і
призначений для використання у виробничих умовах, торгівлі і побуті для
точного зважування вантажів. Ваги містять коромисло, коротке плече якого
сполучене з вантажоприйомною платформою, а довге - з рухомою частиною
компенсаційного пристрою. Електромагніт використовують як компенсаційний
пристрій і як датчик відхилення рухомої частини від рівноваги.
Електронна система включає генератор високочастотного струму, вузько
смуговий підсилювач, детектор, диференціальний підсилювач, джерело опорної
напруги, аналого-цифровий перетворювач, мікро ЕОМ, цифро-аналоговий
перетворювач, цифровий індикатор і підсилювач компенсаційного струму.
Технічний результат - підвищення технологічності виробництва вагів при
збереженні високої точності і основних сервісних функцій за рахунок спрощення
конструкції компенсаційного пристрою.
№ 2 111 464 – Використання: у електронних тензовагах і як перетворювач
механічних величин в електричний сигнал. Суть винаходу: датчик містить
пружний елемент у формі паралелограма, що має дві жорсткі опори у вигляді
куточків з попарно паралельними вертикальними і горизонтальними полицями,
три паралельні пружні балки і тензорезистори на середній пружній балочці.
Вертикальні полиці жорстких опор сполучені пружними балочками з утворенням
пружної параллелограммної підвіски, горизонтальні полиці розміщені з
перекриттям торців вертикальних полиць. Датчик забезпечений двома
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. 19
Лист № докум. Підпис Дата
додатковими пружними елементами представлений на рисунку 1.7,
встановленими між жорсткими опорами симетрично відносно параллелограммної
пружної підвіски і жорстко з ними сполученими. При цьому додаткові пружні
елементи виконані з ідентичними пружними характеристиками, а їх сумарна
жорсткість перевищує жорсткість параллелограммної пружної підвіски.
Рисунок 1.7 – До патенту № 2 111 464
№ 2 071 039 – Використання: зважування автомобілів і різних вантажів
представлено на рисунку 1.8.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 20
Рисунок 1.8 – До патенту № 2 071 039
Суть винаходу: ваги містять мікро-ЕВМI, порт введення-виводу 2,
аналого-цифровий перетворювач 3, вантажоприйомну платформу 4, пристрій
вантаження 5, тензометричний датчик 6, тензометричний міст 7, генератор
синусоїдального сигналу 8, вимірювальний трансформатор 9, вимірювальний
підсилювач 10, фазовий детектор 10, повторювач напруги 12, дільник напруги 13,
фільтр високих частот 14, диференціальний підсилювач 15, інтегратор 16,
компаратор 17, регістр 18, 19, 20 - порти введення-виводу, цифро аналоговий
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист 21
№ докум. Підпис Дата
перетворювач 21, кварцовий генератор 22, фільтр низьких частот 23, підсилювач
потужності 24, центральний процесор 25, ПЗП 26, ОЗУ 27, панель управління 28,
блок індикації 29, таймер 30, блок друку 31, шину управління 32, шину даних 33,
шину адреси 34.
№ 2 068 987 – Використання: автоматичні і автоматизовані системи різних
областей народного господарства. Суть винаходу: ваги містять важіль 1 у вигляді
коромисла з феромагнітним виступом 2, що має можливість обертатися на опорі.
Другий кінець коромисла механічно пов'язаний з генератором 6. Електронна
частина пристрою містить також кварцовий генератор 7, дві схеми І 8 і 9, тригер
10, два лічильники імпульсів 11 і 12, блок схем І 13 по числу виходів лічильника
11 з одним загальним входом "відкриття" всіх вхідних в нього схем І, комутатор
14, схему АБО 15, трійковий лічильник-розподільник 16 і спец обчислювач 17
представлені на рисунку 1.9.
Рисунок 1.9 – До патенту № 2 068 987
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 22
2 Обґрунтування технічного завдання
Отже, в системі, яка проектується в даній дипломній роботі,
використовується тензорезистивний датчик. Тензорезистори закріплені на балці
за допомогою спеціального клею, і залиті силіконом який витримує пружні
деформації балки, яка в свою чергу одним кінцем нерухомо закріплена на основі
корпусу вагів, а до іншого кінця також нерухомо приєднана хрестовина, на якій
розміщується вантажоприймальна платформа. Оскільки датчик закріплений
жорстко, то це підвищить точність вимірювання порівняно з вагами де датчик
закріплений шарнірно. Хрестовина дає змогу використовувати лише один датчик,
при цьому нерівномірність показів в залежності від розміщення вантажу на
вантажоприймальній платформі не перевищує ± 1 грам. Тензорезистори з’єднані в
мостову схему, до якої додатково приєднані два сигнальних проводи, що при
подачі напруги на відповідні електроди компенсує зміни в опорі проводів, які
виникають в наслідок коливання температури і/або розтягнення кабелю ( рисунок
3.1). Таким чином дана схема дає змогу зменшити температурний вплив на
показання вагів і підвищити точність вимірювання. Використання датчика з
анодованого алюмінію замість сталі, корпусу з термостійкої пластмаси замість
металевого зменшує загальну вагу приладу і робить його більш мобільним.
За рахунок використання елементної бази з більшим температурним
режимом, порівняно з розглянутими приладами, збільшено температурний режим
усього приладу від -30 °C до +50 °C, що дає змогу використовувати його в більш
жорстких умовах.
Використання процесора дає змогу спростити елементну базу, габаритні
розміри і процес виготовлення друкованої плати. Також для зменшення кількості
деталей в якості аналогового цифрового перетворювача використаний
компаратор, розміщений в одному корпусі з інтегратором. Вихідні сигнали
компаратора узгоджуються з усіма видами логіки.
В даному пристрої передбачена можливість автоматичного ( при ввімкнені
і при знятті навантаження з платформи ) і ручного ( при не нульових показаннях з
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
23
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
не навантаженою платформою ) скиду на нуль. Передбачена можливість
компенсації маси тари до 5 кг, за рахунок використання датчика з більшим
номінальним навантаженням.
Програмне забезпечення процесора дає можливість використання вагів у
двох режимах:
1. Підрахунок кількості однотипних деталей;
2. Визначення маси вантажу.
Перемикання між режимами здійснюється при одночасному натисканні
кнопки „Тара” і вимикача живлення. При цьому на індикаторі відображаються дві
цифри, де старший розряд 0 – режим зважування, 1 – штучний режим, а
молодший розряд 0 – автоматичне обнулення, 1 – ручне обнулення.
Для полегшення виконання ремонтних робіт, в процесі експлуатації,
процесор розміщений на підкладці. Також передбачений контрольний режим, за
допомогою якого можна визначити в якому каналі виникла несправність. Для
входу в цей режим необхідно під час проходження тесту індикації п’ять разів
натиснути кнопку „Нуль”. При цьому на індикатор виводиться числове значення,
яке відповідає певному каналу і повинно бути в межах:
- для каналу датчика ваги – 60000 – 64000;
- для опорного каналу – 25000 – 58000;
- для каналу датчика температури – 14500 – 30000;
- для нульового каналу – 35000 – 64000.
Кожне наступне натискання кнопки „Нуль” буде перемикати канали. За
цими параметрами можна визначити характер несправності контролера або
датчика.
Для можливості корегування параметрів калібровки в побутових умовах в
вагах передбачений оперативно запам’ятовуючий пристрій.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
24
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми
3.1 Розробка структурної схеми
Для проектування пристрою необхідно розробити електричну структурну
схему, яка представлена на рисунку 3.1.
Рисунок 3.1 – Структурна електрична схема вагової системи
Оскільки даний пристрій призначений для зважування необхідно
застосувати датчик, під час деформації якого буде зніматись значення ваги у
вигляді сигналу розбалансу. Для компенсації факторів, що впливають на точність
зважування, використаємо пристрій компенсації ( температурна компенсація,
стабілізація нульового каналу).
Сигнали з датчика та пристрою компенсації, почергово будуть проходити
через комутатор. Ці сигнали низького рівня, тому в схемі необхідно застосувати
підсилювач, для узгодження їх з іншими елементами схеми.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
25
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Для керування циклом перетворення сигналу застосуємо процесор. Він
керує процесом перемикання сигналів на вході комутатора, оброблює інформацію
отриману після пристрою узгодження сигналу і передає на індикатор, для
відображення графічної інформації про значення ваги.
До складу пристрою узгодження сигналу входить інтегратор і компаратор.
Інтегратор застосований для перетворення пилкоподібного сигналу від датчика в
прямокутні імпульси. Для порівняння сигналів в схему необхідно включити
компаратор, призначення якого – це порівняння сигналів, що безперервно
змінюються. Вхідні аналогові сигнали компаратора – це сигнал, що аналізується і
опорний сигнал порівняння, а вихідний – дискретний або логічний сигнал, що
містить 1 біт інформації. Вихідний сигнал компаратора майже завжди діє на
входи логічних ланцюгів і тому узгоджується за рівнем і потужністю з їх входами.
Таким чином, компаратор – це пристрій переходу від аналогових до цифрових
сигналів, тому іноді його називають одно бітним аналого-цифровим
перетворювачем, тобто він перетворює сигнал для можливості обробки його
процесором.
Під час експлуатації приладу, виникає необхідність корегування
параметрів калібровки. Для можливості проведення калібровки в побутових
умовах (без заміни процесора), в схемі необхідно застосувати оперативно
запам’ятовуючий пристрій. Він також надає можливість процесору порівнювати
еталонне значення ваги з отриманим сигналом величини деформації датчика під
час циклу оброки сигналу.
Оскільки прилад живиться від промислової мережі 220 В, то для живлення
елементів схеми необхідно застосувати стабілізований блок живлення з
понижуючим трансформатором і фільтрами , для зменшення впливу завад від
мережі на роботу приладу.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
26
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
3.2 Розробка схеми електричної принципової
В даній схемі в якості датчика використаємо тензорезистивний датчик ваги
типу single point моделі 1042 з тензорезисторами з’єднаними в мостову схему, як
показано на рисунку 3.2
R 1
+ в х ід
+ с и г н а л
P 1 P 3
+ в и х і д
P 2 P 4 R2 - с и г н а л
- в х і д
- в и х і д
Рисунок 3.2 – Схема з`єднання тензорезисторів у мостову схему
Два сигнальних проводи утворюють міст і подають на відповідні
електроди напругу, що повністю компенсує зміни в опорі виводу, що виникає
через коливання температури і/або розтягнення кабелю. Таким чином дана схема
ввімкнення тензорезисторів дає змогу зменшити вплив температури на сигнал, що
знімається з датчика.
Даний датчик має наступні характеристики:
1. номінальне навантаження – 1 – 100 кг;
2. номінальна вихідна потужність – 2 мВ/В;
3. нульове положення – ± 0.2 мВ/В;
4. вплив температури на нуль – ± 0.025 % від номінальної вихідної
потужності;
5. діапазон безпечних температур – - 30 °C + 70 °C;
6. діапазон компенсованих температур – - 10 °C + 40 °C;
7. максимально безпечне статичне перевантаження – 150 % від
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. 27
Лист № докум. Підпис Дата
номінальної вантажопідйомності;
8. деформація – < 0.4 мм;
9. рекомендоване живлення – 10 В;
10. опір провідників – 2000 Ом;
11. конструкція – анодований алюміній;
12. захист навколишнього середовища – IP 66.
Для виникнення сигналу розбалансу, в схему необхідно ввести опорний
подільник, виконаний на резисторах R2, R3, R4 з якого зніматиметься значення
опорної напруги.
Резистори R2,R3,R4 приймаємо з стандартного ряду рівними 33,2 кОм,
типу МЛТ 0,125 ± 5 %.
Для почергового пропускання сигналів в схемі необхідно використати
комутатор. В якості комутатора застосуємо подвійний 4- канальний аналоговий
мультиплексор, демультиплексор 74HC4052 з наступними характеристиками:
1. широкий аналоговий діапазон напруг – від - 5 В до + 5 В;
2. робочі температури – - 40 °C - + 65 °C;
3. струм – 20 мА;
4. потужність розсіювання – 500 мВт.
Умовне графічне позначення даної мікросхеми зображене на
рисунку 3.3.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 28
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
12 X 0 X 1 3
14 X 1
15 Y 3 X2
11 X 3
1 Y 0 5 Y
2 1
4 Y 2
6 Y 3
1 0 I N H
9 AB
Рисунок 3.3 – Аналоговий мультиплексор, демультиплексор 74НС4052:
X0-X3, Y0-Y3– незалежні входи; X, Y – загальні виходи; А– логічний вхід вибору
S0; В – логічний вхід вибору S1; INH – вибір активного рівня
Для підсилення сигналів що знімаються з комутатора в схемі використаємо
диференціальний підсилювач на мікросхемі ОР07СР з наступними
характеристиками:
1. мінімальний сигнал на вході – 10 мкВ;
2. широкий діапазон напруг – ± 3 В – ± 18 В;
3. діапазон робочих температур – - 55 °C – + 70 °C;
4. споживана потужність – 120 мВт;
R1 0
2
R7 D D 2
- 6
R8 3
+
R9
Рисунок 3.4 – Схема електрична диференційного підсилювача
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 29
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Даний підсилювач повинен підсилювати сигнал по струму. Резистори R7-
R10 вибираємо з умов: R7=R8, R10=R9 і R7//R10=R8//R9. Приймаємо R7=R8=4,7
кОм R9=R10=481 кОм, типу МЛТ 0,125 ± 5 %.
Для виділення необхідної складової сигналу в схемі використаємо
інтегратор, а для переходу від аналогового сигналу до цифрового – компаратор.
Ці обидва елементи зібрані в одній мікросхемі LM392N, яка зображена на
рисунку 3.4 і має наступні характеристики:
1. діапазон напруг живлення – ± 13 В;
2. струм споживання – 600 мкA;
3. потужність розсіювання – 820 мВт;
4. полоса пропускання частот підсилювачем – 1 МГц;
5. підсилення сигналу – 100 dB;
6. вихідна напруга компаратора сумісна з усіма типами систем.
Вихід інтегратора Вихід компаратора
Інверсний вхід інтегратора Інверсний вхід компаратора
Прямий вхід інтегратора Прямий вхід компаратора
V+ V-
Рисунок 3.5 – Мікросхема LM392N
Для розряду інтегратора застосуємо ключ на транзисторі VT1 типу
КТ3102БМ, який має наступні параметри:
1. Коефіцієнт передачі струму – 200 – 500;
2. Зворотній струм колектора – 0,05/50 мкА;
3. Імпульсний струм колектора – 200 мА;
4. Потужність розсіювання – 250 мВт.
Для керування процесами які відбуваються в схемі використаємо
програмуємий мікроконтролер. В якості процесора використаємо малопотужний,
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 30
швидкодіючий, 8-бітовий мікроконтролер з чотирма кілобайтами
перепрограмованої пам`яті АТ89С51. Призначення виводів даної мікросхеми
вказано на рисунку 3.6. Характеристики даної мікросхеми:
1. внутрішня пам`ять – 128х8 біт;
2. витривалість - 1000 циклів запис/стирання;
3. 32 програмуємих строк;
4. напруга живлення – 5 В;
5. стум споживання – 20 мA;
6. робочі температури – - 55 °C – + 125 °C;
Рисунок 3.6 – Мікросхема АТ89С51: Р0, Р1, Р2, Р3 – 8-бітові
двунаправлені порти; Vcc – вхід напруги живлення; GND – мінус напруги
живлення; RXD – послідовний вхідний порт; TXD – послідовний вихідний порт;
INT0 – зовнішнє переривання 0; INT1 – зовнішнє переривання 1; T0 – таймер 0
зовнішній ввід; Т1 – таймер 1 зовнішній ввід; RST – скид; ALE/PROG – блокує
вихідні імпульси під час звернення до зовнішньої пам`яті. Також дозвіл
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 31
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
програмування внутрішньої пам`яті; PSEN – дозвіл зчитування з зовнішньої
пам`яті; EA/Vpp - повинен бути під`єднаний до корпусу у випадку зчитування з
зовнішньої пам`яті, і до плюса джерела живлення у випадку зчитування програми
з внутрішньої пам`яті. При програмуванні flash пам`яті на нього необхідно подати
12 вольт; XTAL1 – вхід інверсного генератора; XTAL2 – вихід інверсного
генератора; XTAL1, XTAL2 – призначені для запуску процесора за допомогою
імпульсів з генератора.
В якості внутрішньої програми процесора використаємо прошивку версії
5.1, яка використовується для електронних вагів ПВ-15, заводом виробником
„Масса-К”, і приведена у додатку .
Для відображення графічної інформації використаємо вакуумний
люмінесцентний індикатор ІЛЦ10-6/7ЛР з наступними характеристиками:
1. розмір знака – 19х12 мм;
2. число розрядів – 6 (без службових розрядів);
3. імпульсна напруга накала – 20 В;
4. імпульсна напруга анодів сегментів – 20 В;
5. імпульсна напруга сітки – 20 В;
6. сумарний струм анодів – 5..10 мА;
7. мінімальне напрацювання – 10000 год.;
8. найбільша імпульсна напруга анодів – 40 В.
Для узгодження вхідних сигналів індикатора і вихідних цифрових сигналів
низького рівня процесора в схемі необхідно використати узгоджуючий пристрій.
В якості цього пристрою використаємо мікросхему UDN618А, з наступними
характеристиками:
1. робочі температури – - 30 °C – + 85 °C;
2. максимальна напруга живлення – 5 В – 85 В;
3. максимальна вхідна напруга – 2,4 В – 20 В;
4. вхідний струм – 40 мA;
Схема підключення індикатора через дані мікросхеми показана на
рисунку 3.7.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 32
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Рисунок 3.7 – Схема підключення індикатора до UDN618A
Параметри резисторів та конденсаторів приведені у переліку елементів.
Повна схема електрична принципова електронних вагів приведена на
форматі А1 [РС-203СК.024.404.001 Э3].
Принцип дії схеми оснований на вимірюванні деформації пружного
елементу, виконаного у вигляді балки з алюмінієвого сплаву. Інформація про
величину деформації балки знімається з наклеєних на балку тензорезисторів,
з’єднаних в мостову схему (датчик ваги). Живлення мосту відбувається через
контакти 1,2 контролера (плати). Напруга розбалансу, що виникає при
навантаженні, несе інформацію про вагу поступає на контакти 3,4контролера і
далі на вхід комутатора DА1 (канал датчика ваги). Для компенсації факторів, що
впливають на точність зважування, на цей же комутатор поступають сигнали від
датчика температури (канал датчика температури), опорного подільника R2,R3,R4
(канал опорний) і нульового рівня (канал нуля). Усі чотири сигнали почергово
проходять через комутатор DА1, який керується процесором DD2 (контакти 1,2),
диференційний підсилювач DА4, інтегратор DА5.1 і потрапляють на компаратор
DА5.2. Коли напруга на виході інтегратора становиться рівною опорній напрузі
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 33
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
на вході компаратора той спрацьовує. процесор отримує сигнал переривання і
видає імпульс розряду інтегратора. Далі відбувається комутація наступного
каналу і цикл повторюється. Після обробки отриманого сигналу процесор видає
сигнали на відкриття ключів DD3,DD4, і на індикаторі відображається інформація
про значення ваги вимірюваного тіла.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 34
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
4 Розрахунок елементів схеми
4.1 Розрахунок блоку живлення
Для живлення датчика та деяких мікросхем необхідна стабілізована
біполярна напруга. Це можна забезпечити за допомогою схеми зображеної на
рисунку 4.1
Нижня частина схеми ( виводи B,C ,D ) призначена для живлення
індикатора і мікросхем UDN618А.
T V 1
FU 1 L1 . 1
VD 1 - V D 4 D A 2
1 3 +5 V
C3 2 C5
~ 2 2 0 V 5 0 Г ц
C1
R 6
C2 C6
C4
FU 2 1 D A 3
-5 V
3 2
L1 . 2 VD 5
D
B
C
Рисунок 4.1 – Схема біполярного стабілізованого блока живлення
Вторинні обмотки трансформатора повинні мати по 20В між виводами, що
приєднані до діодного мосту, між виводами DB і BC, а номінальний струм не
менше 0,35А, 0,08А і 0,01А відповідно.
Визначимо струм, що протікають у вторинних обмотках за формулою:
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підпис 35
Дата
І2 =1,5ІН , (4.1)
де І2 – струм, що протікає у вторинній обмотці, А;
Ін – номінальний струм вторинної обмотки, А.
Визначимо струм в обмотці приєднаній до діодного мосту:
І2д =1.5 ⋅0.35 = 0.53 .
Аналогічно визначаємо струм в обмотках DB і BC:
І2DB = 1.5 ⋅ 0.08 = 0.12 .
І 2BC =1.5 ⋅0.01= 0.015 .
Далі необхідно визначити потужність, яку споживають вторинні обмотки:
Р2 =U 2 ⋅ I2 , (4.2)
де Р2 – максимальна потужність, що споживає вторинна обмотка, Вт;
І2 – максимальний струм через вторинну обмотку, А;
U2 – максимальна напруга на вторинній обмотці, В;
Р2д = 20 ⋅ 0.53 = 10.6 .
Р2DB = 20 ⋅ 0.12 = 2.4 .
P2BC = 20 ⋅0.015 = 0.3 .
Загальна потужність трансформатора визначається за формулою:
n
Ртр =1.25 ⋅∑Р2 , (4.3)
i=1
n
де Ртр – потужність трансформатора, Вт; ∑Р2 – сумарна потужність
і=1
вторинних обмоток трансформатора (13.3,Вт).
Підставивши значення у формулу (4.3) отримаємо:
Ртр =1.25 ⋅13.3 =16.6 .
Визначимо струм, що протікає у первинній обмотці за формулою:
І1 = Ртр ÷U1 , (4.5)
де І1 – струм через первинну обмотку, А;
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 36
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Ртр – розрахована потужність трансформатора, Вт;
U1 – напруга первинної обмотки (напруга мережі), В.
І1 =16.6÷ 220 = 0.075 .
Даним вимогам відповідає трансформатор ТП-114М, який має наступні
характеристики:
1. Номінальна вихідна потужність – 13,4 Вт;
2. Струм холостого ходу, не більше – 0,04 А;
3. Маса трансформатора, не більше – 0,4 кг;
4. Напруга вторинних обмоток:
- в режимі холостого ходу – 25,5 В;
- в режимі номінальних навантажень – 21,2 В;
5. Струм номінальних навантажень – 0,62 А.
Для захисту від короткого замикання в схему ввімкнений запобіжники FU1
і FU2. В якості запобіжника FU1 вибираємо ВП4-9 0,16А 250В. FU2 –
термозапобіжник який входить до складу трансформатора.
Для зменшення завад мережі використаємо фільтр C1L1. Конденсатор C1
вибираємо С-П/0,033мФ/400В, а дросель D2250 RSD42V2020.
Для випрямлення змінної наруги використаний діодний міст VD1-VD4. В
якості діодів вибираємо діодну збірку КЦ407А з такими параметрами:
1. зворотна напруга – 300 В;
2. прямий струм – 0,3 А;
3. зворотній струм – 5 мкА;
В якості VD5 використаємо діод КД212А:
1. зворотня напруга – 300 В;
2. прямий струм – 1 А;
3. зворотній струм – 50 мкА.
В даній схемі мікросхеми DA1,DA2 повинні забезпечити стабілізовану
напругу + 5 В і - 5 В відповідно. В якості стабілізаторів використаємо мікросхеми
L7805CV і L7905CV.
Мікросхема L7805CV має наступні характеристики:
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. 37
Лист № докум. Підпис Дата
1. вихідна стабілізована напруга – + 5 В;
2. вхідна напруга – 8 – 20 В;
3. струм споживання – 500 мA;
4. робочі температури – - 55 °C – + 150 °C;
Мікросхема L7905CV має такі характеристики:
1. вихідна стабілізована напруга – - 5В;
2. вхідна напруга – 8 – 20 В;
3. струм споживання – 500 мA;
4. робочі температури – - 55 °C – + 150 °C.
Для автоматичного запуску процесора можна використати схему, яка
зображена на рисунку 4.2.
ВQ1
Рисунок 4.2 – Схема підключення кварцового резонатора для
автоматичного запуску процесора
Дана схема дозволяє проводити автоматичний запуск процесора без
додаткового використання генератора.
Конденсатори С1 і С2 повинні бути в межах 10 – 40 пФ. Приймаємо
С1=С2=30 пФ.
Кварцовий резонатор вибирається в межах 3 – 24 Мгц. Приймаємо кварц
РК169МА14БП-11059 кГц.
Для програмування процесора його необхідно підключити згідно
рисунка 4.3.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
38
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
А д р е с А 0 - А 7
P1 V c c +5 В
00 0 0 Н / 0 F F F H
P2 . 0 - P 2 .3 P0 PG M D A T A
А 8 - А 1 1 P2 . 6
да н і з г ід н о P2 . 7
A L E
P3 . 6 PR O G
та б л и ц і 5 . 1
P3 . 7
X T A L 2 EA V in / V p p
X T A L 1 RS T V in
GN D PS E N
Рисунок 4.3 – Програмування процесора
Таблиця 4.1 – Режими програмування
Режим RST PSEN ALE/PROG EA/VPP P2.6 P2.7 P3.6 P3.7
Запис даних 1 0 1/12V 0 1 1 1
Зчитування даних 1 0 1 1 0 0 1 1
На PROG
подати
Стирання даних 1 0 імпульс 1/12V 1 0 0 0
тривалістю
10 мс
Для програмування процесора на входи Р1, Р2.0 – Р2.3 необхідно подати
послідовність даних приведених у додатку Д.
Для можливості корегування параметрів калібровки в процесі експлуатації
вагів ( без заміни процесора чи використання допоміжних засобів), в схему
необхідно ввімкнути в якості flash пам’яті – оперативно запам’ятовуючий
пристрій.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 39
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
В якості flash пам`яті для процесора використаємо 8-бітову пам`ять
24С02А з наступними характеристиками:
1. напруга живлення – 5 В;
2. двопровідний послідовний інтерфейс;
3. цикл запису максимум – 10 мс;
4. витривалість – 1 мільйон циклів запису;
5. збереження даних – 100 років;
6. робочі температури – - 55 °C – + 125 °C;
7. прямий вихідний струм – 5 мA;
8. струм споживання – 8 мкА;
1
A 0 SD A 5
2 A 1 SC L 6
3 7
A2 WP
Рисунок 4.4 – Мікросхема 24С02А: А0-А2 – адресні входи; SDA – послідовні
дані; SCL – послідовний вхід лічильника; WP – заборона запису
Для дозволу запису в flesh пам’ять використаємо движковий перемикач
S1,типу В3009, розрахований на 125 В та 0,3 А.
Для можливості ручного обнуління процесора застосуємо кнопку S2. А для
можливості введення маси тари кнопку S3.
В якості кнопок S2,S3 використаємо тактові перемикачі типу TSA з
наступними характеристиками:
1. Максимально комутована напруга – 12 В;
2. Максимально комутований струм – 50 мА.
4.2 Розрахунок друкованих плат на віброміцність
У радіоелектронній і електронно-обчислювальній апаратурі плати
використовуються для розміщення на них інтегральних мікросхем (ІС) і ЕРЕ
різного вигляду і рівня їх комутації між собою, яка зазвичай здійснюється за
допомогою друкарського монтажу. Як правило, плати є конструктивно закінченим
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
40
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
функціональним модулем, називаємий іноді блоком. Каркасний варіант цього
модуля застосовують при підвищених вимогах до віброміцності і вібростійкої, а
також і при використанні в модулі двох друкарських плат і більш. У каркасних
конструкціях плат основою є металева рама, форми, і розміри якої залежать від
конструкції модуля. Плату, на якій розміщують ІС і ЕРЕ, закріплюють на рамі
гвинтами або заклепками. У безкаркасний конструкції роль елементу, що несе
навантаження, виконує друкована плата (ДП).
По конструктивному оформленню, залежно від розміщення на платі ІС і
ЕРЕ, а також від виду електричного монтажу, ДП можуть бути односторонніми,
двосторонніми або багатошаровими. На лицьовій стороні двосторонньої плати
розміщуються ІС і ЕРЕ; на іншій стороні можуть розміщуватися ІС з пленарними
виводами і виконується друкарський монтаж. Багатошарові друковані плати (БДП)
застосовують при підвищеній щільності компоновки ІС та складністю виконання
комутації на одному рівні.
Форму ДП вибирають, як правило, прямокутну з переважним
співвідношенням, сторін 1 : 1 … 1 : 2 при мінімальному розмірі сторони 10 x 10
мм і 2 : 3 при найбільшому розмірі сторін 240 x 360 мм. Товщину ДП вибирають з
рада 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0 мм. Для виготовлення ДП використовуються різні
матеріали.
При розрахунку на віброміцність як розрахункова схема також
приймається спрощена модель у вигляді прямокутної пластини з розмірами сторін
a х b, товщиною h з різними видами закріплення по контуру. При рівномірному
вантаженні ДП по її поверхні ЕРЕ для всіх випадків закріплення по контуру її
власна частота вібрації Fc, значення перевантаження та амплітуда коливань ДП в
мм буде рівна:
A = 250 ⋅ n
Fc 2 . (4.6)
Величина коефіцієнта динамічності, що показує, в скільки разів амплітуда
вимушених коливань ДП на частоті F відрізняється від амплітуди на частоті Fc,
дорівнює:
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
41
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
−1
Kd = V
1− (F Fc)
2 2
+ (F )2 2
Fc ⋅ E (4.7)
де Е - показник згасання коливань (для склотекстоліту при навантаженні,
близькому до того, що допускається, приймається Е = 0.06).
Динамічний прогин в геометричному центрі ДП в мм при її збудженні з
частотою F:
17Wd = Kd · A . (4.8)
Еквівалентне рівномірно розподілене по ДП динамічне навантаження в
Н/м2(Па):
Pd Wd ⋅D
= 4 , (4.9)
C1b
а максимальний розподілений момент, що вигинає, в Н, викликаний цим
навантаженням:
M max = C2 ⋅ Pd b . (4.10)
Коефіцієнти С1, С2 залежать від способу закріплення ДП. При описанні ДП
по контуру для їх визначення використовують формули:
С1 = 0.00406 + 0.018 · lg(a / b) , (4.11)
С2 = 0.0479 + 0.18 · lg(a / b).
При затисканні пластини по контуру і використовують формули:
С1 = 0.0012 + 0.041 · lg(a / b), (4.12)
С2 = 0.0513 + 0.108 · lg(a / b).
4.3 Класифікація методів конструювання друкованої плати. Вимоги до
конструювання друкованих плат
Методи виготовлення одно- і двосторонніх ДП, гнучких ДП і гнучких
друкарських кабелів класифікують за принципом і методом отримання малюнка,
що проводить, і способу формування зображення малюнка ДП.
Відомі наступні методи отримання малюнка ДП, що проводить : хімічного,
що труїть(хімічний); механічного видалення пробільних ділянок із заготівлі ДП;
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 42
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
гравірування(фрезерування) лакованій заготовці ДП; адитивний;
напіваддитивний(електрохімічний); перенесення; вжигания струмопровідних паст
в термостійку основу; вакуумної металізації або катодного, що розпиляло :
шоопування; штампування; металізації за допомогою металевих порошків;
комбіновані.
Рисунок ДП, що проводить, можна отримати і іншими методами, зокрема,
за допомогою електрохімічної і електрофізичної обробки лакованої основи,
шляхом вибуху металевого дроту або впровадження металевих порошків на
поверхню вибуховою хвилею в спеціальних пристроях.
У виробництві ДП широко застосовують наступні способи формування
малюнка : фотографічний; офсетний(друкований); сіткографічний (трафаретного
або сітчастого друку; тиснення (пресування); штампування; ксерографія;
гравірування (фрезерування); малювання.
Конструювання ДП складається з наступних основних етапів: вивчення
технічного завдання на розробку приладу; визначення конфігурації і габаритних
розмірів ДП; визначення раціонального взаємного розташування навісних
елементів на ДП; трасування з'єднань на платі; перевірка малюнка ДП, що
проводить ; розробка нормативних документів.
Малюнок ДП, що проводить, розроблений в результаті трасування
з'єднань, повинен задовольняти наступним вимогам: відповідати принциповій
електричній схемі; усім конструктивним, технологічним і електричним вимогам;
забезпечувати нормальну роботу схеми за відповідних умов експлуатації і
зручність складально-монтажних і регулювальних робіт.
Вимоги до основних розмірів. Застосування плат великих розмірів і
складної геометричної форми не рекомендується із-за малої механічної міцності,
складнощі обробки і головним чином із-за виникнення значного викривлення, що
утворюється в процесі технологічного циклу виготовлення.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист 43
№ докум. Підпис Дата
Основні розміри і крок координатної сітки повинні відповідати ГОСТ
10317: крок координатної сітки 2,5; 1,25; 0,5 мм; розмір кожної сторони ДП має
бути кратним 2,5 при довжині до 100 мм, 5 при довжині до 350 мм, 10 при
довжині більше 350 мм. Максимальний розмір будь-який із сторін має бути не
більший 470 мм, а допуски на лінійні розміри сторін вибирають згідно СТ СЕВ
144. Співвідношення лінійних розмірів будь-хто сторін повинно бути не більший
3:1. Відхилення від прямокутності ДП не має бути більше 0,2 мм на 100 мм
довжини.
Товщина ОДП визначається завтовшки вибраного матеріалу.
Рекомендована товщина плат 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 мм. Граничні відхилення
сумарної товщини ОДП визначається допуском на товщину матеріалу плати і
допуском на товщину гальванічних покриттів.
Вимоги до розташування і розмірів отворів. Центри усіх отворів на ДП,
включаючи кріпильні, повинні розташовуватися у вузлах координатної сітки.
Розміри і конфігурацію кріпильних і інших конструктивних і
технологічних отворів необхідно вибирати по ГОСТ 11257 залежно від вимог до
конструкції і технології виготовлення виробу. Центри цих отворів рекомендується
також по можливості розташовувати у вузлах координатної сітки.
Шорсткість поверхонь монтажних неметалізованих отворів і торців ДП
повинна відповідати ГОСТ 2759 Rz ( 50, а для металізованих поверхонь Rz ( 40.
Металізовані отвори необхідно виготовляти без зенкерування.
При збільшенні площі контактних майданчиків збільшується якість паяних
з'єднань, зменшується можливість їх відриву від основи плати як при
виробництві, так і при експлуатації(сила зчеплення фольги з основою 25 - 30
кг/см2).
Вимоги до розмірів і розташуванні провідників. Важливим параметром для
друкарського провідника є його ширина, яка залежить від допустимої щільності
струму, допустимої температури нагріву при максимально допустимому
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
44
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
струмовому навантаженні, від товщини шару фольги, що дозволяє здібності
технологічного устаткування.
Внаслідок того, що друкарські провідники мають хороший тепловий
контакт з середовищем і діелектричною основою, вони витримують значну
велику щільність струму в порівнянню з об'ємними провідниками. Наприклад,
щільність струму миттєвого згорання для друкарського провідника, отриманого
таким, що труїть, складає 60 А/мм2, а для об'ємного мідного провідника - 15
А/мм2. Для найбільш поширених в промисловості фольгованих діелектриків
товщина фольги складає 35 і 50 мкм. При розрахунку відстані між провідниками
необхідно враховувати допустиму напруженість поля, яка дорівнює 1 кВ/мм.
Для запобігання утворенню залишків припою, рекомендується по
можливості витримувати проміжок 1 - 1,5 мм між провідниками, а також між
провідником і контактного майданчика.
При конструюванні ДП можливе використання навісних перемичок у разі
неможливості реалізації зв'язків схеми друкарськими провідниками, але кількість
цих перемичок не повинна перебільшувати 5 % від числа зв'язків
4.4 Розрахунок надійності
Надійність любих видів РЕС „закладається” в процесі їх розробки і
виробництва. Вона визначається рядом факторів, серед яких необхідно виділити:
якість використаних елементів і їх захищеність конструктивними методами;
структурна захищеність РЕС, що забезпечує їх функціонування при наявності
відмов; правильний вибір коефіцієнтів навантаження і т.д.
Для оцінки надійності РЕС і наступного її аналізу використовується ряд
методів, серед яких найбільше поширення отримав наближений метод
розрахунку надійності, оснований на представленні РЕС у вигляді структурних
схем, складовими ланцюгами яких є елементи надійності – об’єкти (модулі,
деталі приладу і т.д.), які мають кількісні характеристики надійності, наприклад
інтенсивності відмов, ймовірності безвідмовної роботи і т.д. Елементами
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
45
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
надійності, крім конструктивних елементів, можуть бути також елементи
монтажу, пайки, мікромодулі і т.д.
Також використовується метод наближеного розрахунку надійності
об’єкта з урахуванням середніх інтенсивностей відмов його елементів і середніх
навантажень, які впливають на елементи в процесі роботи.
Для визначення кількісного значення ймовірностей відмов
використовують експоненціальний закон надійності. Його використання
виправдано тим, що елементи надійності підтверджені в основному раптовим
відмовам, розрахунок надійності об’єкта ведеться на час до надходження першої
відмови і можливе припущення, що потік відмов є простим.
Для розрахунку надійності пристрою за допомогою цього методу,
необхідно визначити інтенсивності відмов елементів приладу за довідником.
Потім необхідно визначити результуюче значення інтенсивності відмов
елементів, яке являє собою добуток табличного значення інтенсивності їх відмов
і кількості елементів n даного типу, що використовуються в аналізованому
приладі.
Максимальне значення ймовірностей безвідмовної роботи елементів,
відповідає мінімальним значенням інтенсивностей їх відмов і визначається за
формулою:
*
Р (t) = e−λ
елем mint
елемmax (6.13)
де Релем max(t) – ймовірність безвідмовної роботи певного елемента виробу;
λ*
елемmint – результуюча інтенсивність відмов певного елементу схеми,
10 -6 год -1 .
Аналогічно визначають мінімальні значення ймовірностей безвідмовної
роботи елементів, які відповідають максимальним значенням інтенсивностей
відмов.
Результуючі ймовірності безвідмовної роботи всього приладу
визначаються за формулами:
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підпис 46
Дата
n
−∑λ*
елем min
P i=1
max (t) = e (6.14)
n
−∑λ*
елем max
P (t) = e i=1
min (6.15)
де i – кількість типів елементів.
Для наочності отриманий результат доцільно оформити у вигляді графіка,
на якому зобразити максимальне і мінімальне значення ймовірностей
безвідмовної роботи приладу (в часовому інтервалі 25000год>t>0 ).
Розглянуті формули є ідеалізованими, оскільки в реальних умовах
апаратура підвергається різним навантаженням, не рівних одиниці.
Оцінимо надійність приладу, який працює в умовах змінних навантажень.
В простішому випадку можна припустити, що інтенсивність відмов виробу
змінюється пропорційно навантаженню. розрахунок надійності в такому випадку
виконується для кожного інтервалу часу:
n n
−∑λ*
i min (∆t1 )τ +∑λ*
i min (∆t2 )(t−τ )
P (t) = e i=1 i=1
max (6.15)
де λ*
i (∆t1 ) *
, λi (∆t2 ) інтенсивності відмов на інтервалах часу 0 - τ, τ - t
відповідно.
Розглянутий метод обліку впливу умов експлуатації об’єкта на його
надійність не є єдиним. Запропоновано вводити спеціальні поправочні
коефіцієнти в межах від одиниці ( для лабораторних умов ) до тисячі (для
апаратури, що встановлюється на ракетно-космічних об’єктах ). Крім того,
пропонується враховувати специфіку елементної бази, а також силу і вид впливу.
Так, робота релейних елементів суттєво залежить від вібраційного навантаження
і її частотного діапазону. При навантаженні в 20g релейні елементи
експлуатувати не рекомендовано. Це ж навантаження на роботу ІМС практично
не впливає.
Розрахунок надійності елементів проводився за допомогою ЕОМ.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 47
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
5 Технологічний розділ
5.1 Призначення виробу
Друкована плата (ДП) являє собою плоску ізоляційну основу, на одній чи
обох сторонах якого розташовані струмопровідні смужки металу (провідники)
відповідно до електричної схеми.
Друковані плати служать для монтажу на них електрорадіоелементів (ЕРЕ)
за допомогою напівавтоматичних і автоматичних установок з наступною
одночасною пайкою всіх ЕРЕ зануренням у розплавлений припій чи на хвилі
рідкого припою ПОС-60. Отвори на платі, у які вставляються виводи
електрорадіоелементів при монтажі, називають монтажними. Металізовані
отвори, що служать для з’єднання провідників, розташованих на обох сторонах
плати, називають перехідними.
Застосування друкованих плат дозволяє полегшити настроювання
апаратури і виключити можливість помилок при її монтажі, тому що
розташування провідників і монтажних отворів однаково на всіх платах даної
схеми. Використання друкованих плат, обумовлює також можливість зменшення
габаритних розмірів апаратури, поліпшення умов відводу тепла, зниження
металоємності апаратури і забезпечує інші конструктивно-технологічні переваги в
порівнянні з об’ємним монтажем.
До друкованих плат пред’являється ряд вимог по точності розташування
провідного малюнка, по величині опору ізоляції діелектрика, механічної міцності
та ін. (ГОСТ 23752-79). Одним з основних вимог є забезпечення здатності до
пайки, що досягається відповідним вибором гальванічного покриття і технологією
металізації, тому у виробництві друкованих плат особлива увага приділяється
хіміко-гальванічним процесам.
5.2 Аналіз на технологічність конструкції виробу
Технологічність конструкції виробу – це сукупність властивостей
конструкції які визначають її пристосованість для досягнення оптимальних витрат
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
48
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
на виробництві, в експлуатації та ремонті для заданих якості, об’єму випуску і
умов виконання робіт.
Виготовлення друкованих плат (ГОСТ 20406-75) здійснюється хімічним,
електрохімічним чи комбінованим способом. Останнім часом одержали
поширення нові способи виготовлення – адитивні.
Використовуючи комбінований метод, можна виготовляти плати з
підвищеною щільністю монтажу. У цьому випадку вихідним матеріалом служить
склотекстоліт, фольгований дуже тонкою мідною фольгою (товщина фольги 5
мкм). Мідна фольга захищається від можливих ушкоджень, при збереженні,
транспортуванні і свердленні отворів мідним чи алюмінієвим листовим
протектором товщиною 50-75 мкм. Матеріал з мідним протектором одержав назву
"Слофадит", а з алюмінієвим протектором – СТПА. Після свердлення отворів у
заготівці й операції хімічного міднення протектор відокремлюється від поверхні
фольги й укладається в окрему тару для наступної здачі підприємствам
кольорової металургії як вторинна сировина. Заготовка піддається гальванічній
металізації та іншим операціям:
А при негативному методі
1. розрізання заготовок і хіміко-механічна підготовка поверхні;
2. одержання захисного рисунка з негативу;
3. травлення міді;
4. видалення захисного рисунка;
5. нанесення захисної лакової плівки;
6. свердління і зенкування отворів;
7. хімічне міднення;
8. видалення лакової плівки;
9. гальванічне міднення в два прийоми за допомогою рамкових
пристосувань;
10. покриття сплавом Розе;
Б при позитивному методі
1. розрізання заготовок і хіміко-механічна підготовка поверхні;
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 49
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
2. одержання захисного рисунка;
3. нанесення захисної лакової плівки;
4. свердління і зенкування отворів;
5. хімічне міднення;
6. видалення лакової плівки;
7. гальванічне міднення;
8. гальванічне покриття сплавом олово-свинець;
9. видалення захисного рисунка;
10. травлення міді.
5.3 Розробка технологічного процесу
Комбінований спосіб являє собою сполучення хімічного та
електрохімічного способів. Вихідним матеріалом служить фольгований
діелектрик, тому рисунок одержують витравлюванням міді, а металізація отворів
виконується за допомогою хімічного міднення з наступним електрохімічним
нарощенням шару міді. Цей метод в теперішній час є основним у виробництві
багатошарових друкованих плат (БДП).
У залежності від методу захисту провідного рисунка при витравлюванні
міді комбінований спосіб може здійснюватися в двох варіантах: негативному,
коли захистом від витравлювання служать фарба чи фоторезист, і позитивному,
коли захисним шаром служить металеве покриття (металорезистивне). Назву ці
способи одержали від фотошаблона, застосовуваного при створенні захисного
рельєфу: у першому випадку при експонуванні рисунка використовується негатив
друкованої схеми, у другому – позитив. Комбінований метод виготовлення
друкованих плат застосовується великою кількістю підприємств із
дрібносерійним виробництвом.
Негативний комбінований спосіб має наступні недоліки:
1. При свердленні отворів на виході свердла утворяться гусениці і
створюються зусилля, спрямовані на відрив контактної площадки.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 50
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
2. У результаті витравлювання міді на початку процесу діелектрик
залишається не захищеним для впливу агресивних гальванічних розчинів і
активних флюсів (НСl) при покритті сплавом Розе. З цієї причини опір ізоляції
готових плат на порядок нижчий, ніж при позитивному процесі.
3. У зв’язку з тим, що гальванічна металізація відбувається в
пристосуваннях, що закриває отвори з одного боку, товщина шару металу в отворі
дуже нерівномірна, часто мають місце випадки відшаровуванні металу при
перепаюванні деталей.
4. Операція покриття сплавом Розе токсична.
Недоліком позитивного. способу є нестійкість фоторезистів на основі
полівінілового спирту при виконанні дворазової гальванічної обробки, що
створює великі труднощі у виробництві (зачищення, ретуш, і т.п.).
Технологічний процес виготовлення ДП комбінованим способом
приведений в таблиці 5.1.
До недоліків обох методів можна віднести наступне:
1. Розрив технологічного процесу через застосування ручної операції
покриття лаком, що вимагає високої кваліфікації маляра.
2. Свердління через лакову плівку, погіршення стійкість свердла.
Негативний спосіб легше освоюється через знижені вимоги до стійкості
фоторезисту і можливості травлення в будь-яких розчинах (у тому числі FeCl3) ,
позитивний – забезпечує більш високу щільність монтажу і кращі діелектричні
властивості плат, а також дозволяє автоматизувати окремі операції.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
51
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Таблиця 5.1 – Технологічний процес виготовлення ДП комбінованим
способом
№ Операція
операції Негативний метод Позитивний метод
1 2 3
1 Розрізання заготовок і хіміко- Розрізання заготовок і хіміко-
механічна підготовка поверхні механічна підготовка поверхні
2 Одержання захисного рисунка з Одержання захисного рисунка
негативу
3 Травлення міді Нанесення захисної лакової
плівки
4 Видалення захисного рисунка Свердління і зенкування отворів
5 Нанесення захисної лакової Хімічне міднення
плівки
6 Свердління і зенкування отворів Видалення лакової плівки
7 Хімічне міднення Гальванічне міднення
8 Видалення лакової плівки Гальванічне покриття сплавом
9 Гальванічне міднення в два олово-свинець
прийоми за допомогою рамкових Видалення захисного рисунка
пристосувань
10 Покриття сплавом Розе Травлення міді
5.4 Розрахунок розмірів заготовки
Заготовку потрібно отримати вирубкою або відрізкою на роликових чи
гільйотинних ножицях. Стандарт нормує ширину технологічного поля для
односторонніх друкованих плат (ОДП) і двосторонніх друкованих плат (ДДП) –
до 10мм, для БДП – 30мм.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
52
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Розміри заготовки (Аз) потрібно визначати по формулі:
Аз = Ап + 2∙Н (5.1)
де Ап – довжина чи ширина ДП що обробляється відповідно робочого
креслення, мм;
Н – ширина технологічного поля, мм.
Довжина ДП що обробляється відповідно робочого креслення
Ап = 250мм, а ширина технологічного поля Н = 10 мм.
Аз=240+2ּ10=260 мм.
5.5 Вибір матеріалу
Таблиця 5.2 – Матеріал для виготовлення ОДП та БДП
Спосіб ГОСТ Товщина
виготов- Найменування матеріалу Марка
ТУ матеріалу,
лення мм
СФ-1-35 СФ- 0,5 – 3.0
Склотекстоліт
1-50 СФ-1Н- ГОСТ 10316-78
фольгований
50 СФ-1Н-50Г
Діелектрик фольгований 0,5 – 3,0
ФДГ-1 ФДГ-2 ТУ16-503.141-74
гальваностійкий
Фольгований гетинакс ГОФ-1-35Г 1,0 – 3,0
ГОФ-2-35Г ТУ16-503.195-80
загального призначення 1,0 – 3,0
ГОФВ-1-35Г
З таблиці 5.2 вибирається матеріал CФ-1-35 (ГОСТ-10316-78) з товщиною
1,5 мм.
5.6 Розрахунок часу на виготовлення одної плати
Тшт = Топ ·(1+k/100), (5.2)
де Топ – оперативний час;
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 53
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Хімічний і комбінований
k – коефіцієнт часу на організацію технологічного обслуговування
робочого місця, в %.
Розрахунок Топ для одночасної обробки 10 плат приведений в таблиці 5.3
Таблиця 5.3 – Розрахунок Топ для одночасної обробки 10 плат
№
Операція Час Т, хв.
операції
1 Підготовча операція 0,5
2 Зачищення поверхні 0,32
3 Обезжирення плати 0,11
4 Нанесення світлочутливого шару 0,027
5 Експонування 0,24
6 Проявлення зображення 0,30
7 Нанесення лаку 0,12
8 Свердління отворів 0,11
9 Хімічне міднення 0,43
10 Видалення захисної плівки 0,5
11 Електрохімічне міднення 0,83
12 Обезжирення у віброустановці 0,09
13 Нанесення флюсу 0,12
14 Промивання 0,378
15 Сушіння 1,43
16 Контроль 0,12
Всього 5,625
Топ = 5,625 хв.
Вибір і розрахунок k приведений в таблиці 5.4.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. 54
Підпис Дата
Таблиця 5.4 – Вибір і розрахунок k
Найменування елементів витрат робочого часу – k в % від Топ
1 2
Розкладання регулювання промивка інструментів на початку і в
0,6
кінці зміни
Підготовка матеріалу протягом зміни 0,4
Прибирання робочого місця протягом зміни а також по її
1
закінченні
Відпочинок і особисті потреби 4,8
Всього 6,8
З врахуванням фізичної зарядки (один перерив на 10 хв.) 2,5
Всього 9,3
Тшт = Топ·(1 + k/100) (5.3)
Тшт = 5,625·(1 + 9,3/100) = 6,15 хв.
Технологічні карти для виготовлення друкованої плати приведені у
додатку В.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. 55
Лист № докум. Підпис Дата
6 Спеціальний розділ
6.1 Економічне обґрунтування розробки
Зважування є важливою операцією у багатьох галузях, таких як
виробництво, логістика, медицина, торгівля та харчова промисловість. Розробка
автоматизованих тензорезистивних вагових систем відкриває широкий спектр
можливостей для покращення ефективності та оптимізації процесів у цих галузях.
Ось кілька ключових економічних переваг цих систем:
1. Збільшення продуктивності та зниження витрат на працю:
Автоматизовані вагові системи дозволяють швидко та точно вимірювати масу
продукції без необхідності участі працівників. Це зменшує час, потрібний для
вимірювання, та вимагає меншої кількості працівників, що спрямовує ресурси на
більш продуктивні завдання.
2. Покращення якості продукції та зниження відходів: Точність
вимірювання маси дозволяє уникнути втрат сировини та забезпечує стабільність
якості кінцевої продукції. Це може позитивно позначитися на репутації компанії
та зменшити витрати на відходи або виробництво неякісної продукції.
3. Масштабованість та гнучкість: Автоматизовані вагові системи
можуть легко інтегруватися в різноманітні виробничі процеси та
пристосовуватися до змін у виробничому середовищі. Це дозволяє компаніям
швидко адаптуватися до змін в попиті або технологічному прогресі.
4. Економія енергії та матеріалів: Точне зважування допомагає
уникнути перевищення або недостачі використання сировини та матеріалів, що
призводить до зменшення витрат на енергію та ресурси.
5. Підвищення конкурентоспроможності на ринку: Впровадження
передових технологій, таких як автоматизовані тензорезистивні вагові системи,
може надати компанії перевагу перед конкурентами, забезпечуючи більшу
ефективність та якість продукції.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
56
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Отже, розробка та використання автоматизованих тензорезистивних
вагових систем має значний потенціал для підвищення продуктивності, зниження
витрат та покращення якості виробництва в широкому спектрі галузей, що
призводить до загального економічного підвищення ефективності виробництва та
конкурентоспроможності компаній.
6.2 Охорона праці
Аналіз шкідливих та небезпечних факторів, що виникають в
приміщенні проектно-експериментального відділу
В даному розділі бакалаврської роботи розглядаються можливі шкідливі
фактори, які можуть впливати на працівника, що працює в приміщенні проектно-
експериментального відділу при розробці проєкту автоматизованої
тензорезистивної вагової системи.
Для виконання поставлених задач проектантом опрацьовується значна
кількість теоретичного матеріалу, що, звичайно, викликає потребу у використанні
персонального комп’ютера. Тому виникає потреба у забезпеченні безпечної та
продуктивної організації праці працівника, що використовує комп’ютерну техніку
у приміщенні відділу.
Для того щоб запобігти негативному впливу на працівника потрібно
звернути особливу увагу на фактори виробничого середовища, які безпосередньо
впливають на дослідника.
При виконанні досліджень персональний комп’ютер (ПК)
використовується для проведення розрахунків та формування відповідної
документації. За ПК працівник проводить не більше 4 годин на день з перервою
не менше 1 години. Виконання багатьох операцій в відділу призводить до
тривалої статичної напруженості м'язів спини, шиї, рук і ніг, що приводить до
швидкого розвитку стомлення. Основними причинами такого стомлення є:
нераціональна висота робочої поверхні столу і сидіння, відсутність опорної
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
57
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
спинки і підлокітників, незручні кути згинання в плечовому і ліктьовому
суглобах, кут нахилу голови, незручне розміщення документів, монітора,
клавіатури, неправильний кут нахилу екрана, відсутність простору і підставки для
ніг.
За рівнем фізичних навантажень робота за комп’ютером класифікується як
легка фізична робота (категорія І) – робота з витратою 120 – 150 ккал/год –
категорія І а.
У відділу розташовано п’ять робочих місць обладнаних комп’ютерною
технікою. Для забезпечення комфортної роботи персоналу столи мають довжину
140 см і ширину 70 см, що задовольняє санітарним нормам. Стільці, що
змінюються за висотою, з напівм'яким сидінням, дозволяють здійснювати поворот
сидіння і спинки стільця в межах 360°. Висота сидіння регулюється в межах 42-55
см. Фактична відстань очей до монітора дорівнює 0,6-0,7 м. Отже, робоче місце
відповідає ДСТУ 8604:2015.
Розміри приміщення відділу становлять: довжина 7 м, ширина 4 м, висота
від підлоги до стелі 3 м, загальна площа аудиторії 28 м2, площа яка припадає на
одну людину становить 5,6 м2. Об’єм приміщення складає: 84 м3, об’єм, який
припадає на одну людину становить 16,8 м3, розміри приміщення за площею не
відповідають вимогам ДБН В.2.2-28-2010 «Будинки адміністративного та
побутового призначення».
Велике значення має система освітлення відділу. Під час роботи
дослідник працює з даними, які виводяться програмним забезпеченням на
екран монітору. Найменша розрізненість об’єкту (в даному випадку об’єктом
розрізнення і фоном є: текст на моніторі та власне фон монітора, текст на аркуші
паперу та аркуш, букви на клавіатурі і клавіатура) складає від 0,15 до 0,3 мм, це
відповідає високій точності зорової праці. Розряд зорової праці – ІІ, підрозряд
– Г. Контраст відмінності об’єкту з фоном - великий.
При роботі з комп’ютером використовувалося приміщення з однобічним
природним освітленням. Розмір вікна приміщення становить 2×1,5 м. Робочі
столи розміщені так, що природне світло потрапляє в приміщення спереду. Вікно
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист 58
№ докум. Підпис Дата
завішене шторами, які запобігають виникненню відблисків, затемнених плям на
моніторах при попаданні прямого світла. Згідно з нормами освітлення ДБН
В.2.5.28–2018 «Природне і штучне освітлення» коефіцієнт природного
освітлення (КПО) для даного типу зорової праці дорівнює 1,5%. Робоче місце
розташоване на відстані 0,3м від вікна і в цій точці значення КПО становить
20-25 %. Отже, рівень природного освітлення є достатнім.
Штучне освітлення створюється світильниками з люмінесцентними
лампами. Освітлювальні установки забезпечують рівномірне освітлення по всій
робочій зоні, відсутність глибокої і різкої тіні, постійність освітлення в часі.
Джерела світла по відношенню до робочих місць слідує розмістити таким чином,
щоб уникнути попадання в очі прямих світлових потоків. Фактичне значення
штучного загального освітлення складає 360 лк, а нормативне значення – 300 лк.
Отже, рівень штучного освітлення відповідає нормативним значенням згідно ДБН
В.2.5.28-2018 «Природне і штучне освітлення».
Істотне значення мають параметри мікроклімату в приміщенні, оскільки
безпосередньо впливають на роботу та здоров’я працівника. Фактичні значення
основних параметрів мікроклімату наступні:
1) Температура повітря:
- в теплий період року 22-24 ˚С;
- в холодний період року 15-18 ˚С;
2) Вологість повітря:
- в теплий період року 45-60 %;
- в холодний період року 40-50 %;
3) Швидкість руху:
- в теплий період року – 0,1 м/с;
- в холодний період року – 0,1 м/с.
Згідно ДСН 3.3.6.042–99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих
приміщень» нормативні значення основних факторів мікроклімату наступні:
1) Температура повітря:
- в теплий період року 22-28 ˚С допустима (оптимальна 23-25 ˚С);
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
59
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
- в холодний період року 21-25 ˚С допустима (оптимальна 22-24 ˚С);
2) Вологість повітря:
- в теплий період року 40-60 %;
- в холодний період року 40-60 %;
3) Швидкість руху:
- в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1-0,2 м/с);
- в холодний період року – 0,1 м/с (допустима – менше 0,1 м/с).
З вище наведених даних мікроклімату видно, що лише показники
температури в холодний період року не задовольняють норму згідно ДСН
3.3.6.042-99.
Також важливе значення має параметр шуму. Персональні комп’ютери
створюють на робочих місцях працюючих шум, рівень якого досягає 45-48 дБА.
Згідно ДСН 3.3.6.037–99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та
інфразвуку» цей рівень повністю відповідає нормативному рівню, який становить
50 дБА. Тому, фактичне значення шуму не перевищує допустиме, а отже
негативно не впливає на працівника.
Основними джерелами електромагнітного поля на робочих місцях є
монітори комп’ютерів, а також системні блоки. Найбільше впливає
електромагнітне поле на органи зі слабкою терморегуляцією, що мають
недостатню кількість кровоносних судин або слабкий кровообіг. До таких органів
відносяться: головний мозок, око (кришталик), шлунок, сечовий міхур і т.п.
Функціональні зміни виявляються в передчасній стомленості, млявості,
головному болі. При систематичному опроміненні спостерігається зміна
кров'яного тиску (гіпертонія, гіпотонія), уповільнення пульсу, трофічні явища
(випадіння волосся, ламкість нігтів, лущення шкірного покриву). Величина
напруженості, що живить комп’ютерне обладнання 220 В, і споживана потужність
менше ніж 3000 Вт, що не перевищує нормативне значення, визначене в ДСН 198
«Державні санітарні норми і правила при виконанні робіт в невимкнених
електроустановках напругою до 750 кВ включно» та ДСН 239-96 «Державні
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
Зм. Лист 60
№ докум. Підпис Дата
санітарні норми і правила захисту населення від впливу електромагнітних
випромінювань».
Електропроводка в даному приміщенні прихованого типу, що забезпечує
захист працюючих у відділу від доторкання до оголених проводів. Обладнання
встановлене в приміщенні живиться напругою 220 В і споживає потужність 2500
Вт. Деяке обладнання, зокрема персональний комп’ютер, має металевий корпус,
тому згідно з ДСТУ Б В.2.5-82:2016 у відділу передбачена система захисного
занулення.
Інструктаж з техніки електробезпеки складений згідно НАОП 1.1.10-4.09-
87 «Програми навчання безпеки праці робітників, до професій яких
пред'являються підвищені вимоги з техніки безпеки». Вступний інструктаж
проводиться з усіма працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або
тимчасову) незалежно від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади.
Первинний інструктаж проводиться на робочому місці до початку роботи на
робочому місці. Інструктаж проводить інженер по техніці безпеки, відповідно до
НПАОП 0.00-4.12-05 «Типове положення про навчання з питань охорони праці».
Відділ за вибухопожежонебезпекою відноситься до приміщень типу В,
згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016. В даному відділу забезпечуються необхідні заходи
щодо протидії виникнення пожежно-небезпечних ситуацій згідно з НАПБ
А.01.001-2014 «Правила пожежної безпеки в Україні»:
- будівельні конструкції необхідного ступеня вогнестійкості. Стіни
виготовлені з цегли, оштукатурені та пофарбовані водоемульсійною фарбою.
Стеля виготовлена методом перекриття приміщення залізобетонними плитами, а
підлога з кахельної плитки. Всі матеріали застосовані для будівництва та
оздоблення відділу пройшли перевірку і були дозволенні органами державного
санітарно-епідеміологічного нагляду.
- приміщення обладнане порошковим вогнегасником ВП-5, який
знаходиться на стіні біля дверей з вільним доступом до нього, відповідно Правил
експлуатації вогнегасників.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
61
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
- план евакуації розміщений на стіні з вільним доступом до неї. Для
попередження пожежі у відділу використовується електрична пожежна
сигналізація POLON 4000 та теплові датчики типу (ИПД-1) у кількості 4 шт.
Інструкції на випадок пожежі складенні відповідно до НАПБ А.01.001-
2014 «Правила пожежної безпеки в Україні».
Після проведення аналізу відділу та умов праці за робочим місцем можна
зробити висновок, що всі фактори роботи в даному приміщенні являються
сприятливими окрім системи опалення. Тому пропонується замінити систему
опалення, щоб параметри мікроклімату відділу відповідали нормам ДСН
3.3.6.042–99.
Модернізація системи водяного опалення відділу
Основний поділ опалювального обладнання ґрунтується на способах
передавання тепла нагрівальними приладами до опалюваних приміщень.
Опалювання поділяється на опалювання випромінюванням та конвекційне.
Цей поділ виникає з пропорції потоку тепла, яке віддається через нагрівальні
прилади до приміщення.
Типовими випромінюючими нагрівачами є:
− випромінювачі;
− випромінюючі смуги;
− площинні нагрівальні системи (стельові, стінні та підлогові).
Конвекційними нагрівачами є:
− нагрівальні прилади з чавунних та сталевих ланок,
− конвектори.
Повітряне обігрівання, в тому числі вентиляторні конвектори, є майже 100-
відсотковим конвекційним обігріванням.
Питання, який вид обігрівання приміщень є корисніший -
випромінюванням чи конвекцією, - постійно сприяє новим технологічним
розв’язкам. Наприклад, це стосується встановлення продуктивності (к.к.д.)
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 62
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
енергетичного випромінювання тепла визначеного типу нагрівального приладу
або радіусу теплової дії нагрівального приладу.
Ці два види постачання тепла дають різні результати, які практично
можуть викликати приємні відчуття або тепловий дискомфорт.
Наприклад, відчуття людиною втрати тепла внаслідок випромінювання в
напрямку холодних площин (з поверхні пічки) не може компенсуватися за
рахунок більш інтенсивного поглинання випромінювання інших частин тіла.
У такому випадку міняємо позицію нашого тіла відносно джерела тепла.
Крім того, інтенсивний рух повітря (навіть досить нагрітого по відношенню до
температури в приміщенні) при тепловому відчутті можна відбирати як
неприємний охолоджуючий потік.
Якщо в опалюваному приміщенні є умови для доброго самопочуття, то
температура повітря значно не відхиляється від середньої (можливо рівномірної)
температури повітря оточуючих поверхонь, а температура нагрівальних
поверхонь не надто перевищує температуру тіла людини. Тому частіше надають
перевагу площинному, низько температурному опаленню.
Підвищення температури нагрівального приладу, тобто концентрація
джерела тепла в приміщенні, приводить до інтенсифікації та зонування
випромінювання тепла, збільшуючи або інтенсивність теплового
випромінювання, або швидкість руху повітря в приміщенні. Очевидно, що при
встановленні температури нагрівальних приладів не можна перебільшувати, бо
навіть температура поверхні нагрівальних приладів порядку 80-90 °С, крім
погіршення умов доброго самопочуття, не є безпечною для здоров’я.
Обмеження температури поверхні нагрівальних приладів викликане тим,
що при температурах вищих від 60 °С розпочинаються процеси сухої дистиляції
органічних рідин та припікання їх на поверхні нагрівального приладу. Продукти
цих процесів подразнюють слизові оболонки верхніх дихальних шляхів,
викликаючи відчуття сухості, особливо неприємні при заниженій відносній
вологості повітря в приміщенні під час морозів.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
63
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
В даний час використовуються декілька типів радіаторів: алюмінієві,
біметалічні, чавунні, сталеві конвектора.
Радіатори водяного опалення діляться на дві групи:
− секційні-чавунні, алюмінієві, біметалічні (з алюмінію і сталі);
− панельні-сталеві.
Чавунні секційні радіатори стійкі до корозії, володіють великою тепловою
потужністю на одиницю довжини приладу і можуть застосовуватися в системах
опалення з низькою якістю теплоносія.
Альтернативою чавуну є алюміній, з якого виробляються більш ефектні на
вигляд і менш металомісткі алюмінієві або біметалічні (сталь + алюміній)
радіатори. Гідність цих опалювальних приладів в тому, що вони прогрівають
приміщення швидше, ніж чавунні радіатори, і добре керуються термостатичним
вентилями.
Біметалічні радіатори зовні схожі на алюмінієві, але завдяки застосуванню
сталевих труб, всередині кожної секції, витримують внутрішній тиск до 25 атм. і
вище. Потужність кожної секції (при висоті 500 мм) 160 Вт. Застосовуються, як
правило, для облаштування міських квартир.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
64
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Рисунок 7.1 – Принципова схема примусової системи водяного опалення
Сталеві панельні радіатори середні за теплопровідністю між чавунними і
алюмінієвими радіаторами. Панельні радіатори виконуються з штампованих,
стійких до корозії сталевих листів, утворюють ряд вертикальних паралельних
каналів, які об'єднуються горизонтальним колектором. Радіатори виконуються
однорядні, дворядними, трьохрядний, з ребрами і без нього. При цьому кожен
радіатор покритий багатошарової термостійкою емаллю.
Обчислення тепловитрат в приміщенні:
Q = S∙T/R, (6.1)
де Q - тепловтрати через перешкоду, Вт
S - площа перешкоди, м2
Т - різниця температур між внутрішнім та зовнішнім повітрям, 50°С
R - значення теплоопору перешкоди, м2·°С/Вт
Розраховуємо тепловтрати через стіни:
Тепловтрати через зовнішню стіну R = 0,712 - опір теплопередачі стіни
завтовшки в 2 цеглини (50 см):
Sстіни = 7 ⋅3−1,3 ⋅ 2 ⋅ 4 =18,4 м2
Q 18,4 ⋅50
1 = =1292
0,712 Вт
Тепловтрати через вікна: R = 0,37 - опір теплопередачі звичайного вікна з
подвійною рамою:
Sвікна =1,3 ⋅ 2 = 2,6 м2
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 65
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Q 2,6 ⋅5 ⋅50
2 = =1757
0,37 Вт
З урахувань втрат на вентиляцію (25%):
Q = (1292 +1757) ⋅1.25 = 3811,25Вт
Для підтримання оптимальної температури повітря в приміщенні в
холодну пору року потрібна система опалення потужністю не менше 3811,25 Вт.
Згідно отриманих даних обираємо два сталевих радіатори Darya
Thermotehnik 500х1100 (табл. 7.1), загальною потужністю 4104 Вт.
Сталеві панельні радіатори Darya Thermotehnik виготовлені з високоякісної
листової холоднокатаної сталі товщиною 1,15 мм, мають високу теплову
продуктивність (тепловіддача за рахунок циркуляції води і випромінювання
нагрітого повітря). Радіатори розраховані на експлуатацію при робочому тиску 10
атм, максимальній температурі 120°С. Кожний радіатор проходить тестування
тиском 13 атм.
Рисунок 6.2 - Сталеві панельні радіатори Darya Thermotehnik
Радіатор пофарбований електростатичним методом. При нагріванні він не
виділяє шкідливих речовин. Радіатор можна встановити на стіну, не знімаючи при
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 66
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
цьому захисної коробки. Це дозволить захистити його від механічних
пошкоджень, пилу і бруду при проведенні ремонтно-оздоблювальних робіт.
Основні характеристики стального радіатора Darya Thermotehnik:
− Тип: 22;
− Матеріал: сталевий панельний;
− Підключення: ліве або праве бічне;
− Не вимагають спеціальної підготовки води;
− Мала теплова інерційність з-за невеликої кількості води в радіаторі;
− Відсутній недолік всіх секційних радіаторів - міжсекційна
негерметичність;
− Приєднувальна різьба: 4 виходу на 1/2" внутрішня.
Таблиця 6.1 - Теплова потужність при температурі (подання/зворотка
/повітря приміщення) 90/70/20 °С
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ 67
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
Висновок
В даному дипломному проекті було спроектовано пристрій для зважування
– мікроконтролерні ваги. Принципова відмінність даного приладу від існуючих
аналогів полягає в тому, що: використана схема ввімкнення тензоризистивного
датчика з двома додатковими сигнальними проводами, що надає можливість
зменшити вплив температури на точність зважування; тензорезистивний датчик
закріплений жорстко, то це підвищить точність вимірювання порівняно з вагами
де датчик закріплений шарнірно; на датчику закріплена хрестовина, яка дає змогу
використовувати лише один датчик, при цьому нерівномірність показів в
залежності від розміщення вантажу на вантажоприймальній платформі не
перевищує ± 1 грам; температурний режим приладу від -30 °C до +50 °C, що дає
змогу використовувати його в більш жорстких умовах; Використання процесора
дає змогу спростити елементну базу, габаритні розміри і процес виготовлення
друкованої плати; програмне забезпечення процесора дає можливість
використання вагів у двох режимах: підрахунок кількості однотипних деталей,
визначення маси вантажу; для полегшення виконання ремонтних робіт, в процесі
експлуатації, процесор розміщений на підкладці; також передбачений
контрольний режим, за допомогою якого можна визначити в якому каналі
виникла несправність при виході приладу з ладу.
За допомогою ЕОМ було проведено розрахунок надійності приладу.
Середній час безвідмовної роботи приладу складає – 3.523856509⋅105 годин.
Дана система може використовуватись в якості контрольних вагів в усіх
торгових підприємствах, для фасування товару, для дотримання технологічної
карточки і порціонування блюд, а також в не продуктових магазинах і на
виробництві.
Арк
РС-203СК.024.414.001 ПЗ
68
Зм. Лист № докум. Підпис Дата