ChSTU repository

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
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 «Система контролю палива ємнісним перетворювачем» 
 
 
Виконав здобувач освіти 4 курсу, групи РС-203ск 
спеціальність: 151 – Автоматизація та комп’ютерно-
інтегровані технології 
освітня програма: Робототехнічні системи та 
автоматизація 
_____ Юркін Кирило Сергійович                        . 
Керівник       Тичков В.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. Обґрунтовування необхідності проектування системина основі  
критичного аналізу існуючих аналогів………………………………………... 7 
2. Обґрунтовування технічного завдання……………...…………… 12 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми пристрою 18 
3.1 Розробка структурної схеми пристрою 18 
3.2 Розробка принципової схеми……………………………………... 21 
4. Розрахунок основних елементів схеми………………….……….. 35 
4.1 Електричний розрахунок блоку живлення………………………… 35 
4.2  Розрахунок випрямного пристрою на 12В………………………. 36 
4.3  Розрахунок згладжуючого фільтру на 12В……………………… 41 
4.4  Розрахунок випрямного пристрою на 5В……………………….. 43 
4.5  Розрахунок згладжуючого фільтру на 5В………………………. 47 
4.6  Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального  
стабілізатора на +12В…………………………………………………………. 48 
4.7  Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального  
стабілізатора на +5В…………………………………………………………….. 50 
4.8  Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального  
стабілізатора на -5В…………………………………………………………….. 50 
4.9  Оцінка точності і надійності…………………………………….. 52 
5. Технологія виготовлення фотошаблону………………………… 59 
5.1 Тип виробництва………………………………………………… 59 
5.2 Виготовлення первинного і робочого фотошаблонів………….. 60 
  
 РС-203ск.024.414.001ПЗ  
Изм. Лист  № докум. Подпись Дата  
 Разраб. Юркін К.С. Система контролю палива Лит. Лист Листов 
 Провер. Тичков В.В. ємнісним перетворювачем   
  Пояснювальна записка 
 Н. Контр. Тичков В.В. ЧДТУ 
  
 
5.3 Алгоритм виготовлення робочої програми управління………... 61 
5.4 Вибір технологічного процесу…………………………………... 63 
5.5 Режими виготовлення фотошаблонів…………………………… 64 
5.6 Інструменти і устаткування……………………………………… 65 
6 Спеціальний розділ 66 
6.1 Економічне обґрунтування розробки................................................... 66 
6.2 Охорона праці 67 
Висновок………………………………………………………………….. 81 
Список використаної літератури …………………………………..…… 82 
Додаток А Відомість технічного проекту ……………………………….. 
Додаток Б Перелік нормативної документації …………………………. 
Додаток В Переліки елементів і специфікації ………………………… 
Додаток Г Розрахунок віброміцності друкованої плати на ЕОМ….… 
Додаток Д Комплект документів на технологічний процес 
виготовлення фотошаблону……………………………………………..……... 
 
  
  
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 4 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Вступ 
 
Ефективність діяльності цивільної авіації по виконанню головного 
завдання - забезпечення безпеки польотів, багато в чому визначається якістю 
нафтопродуктів. Це пред'являє високі вимоги до контролю якості 
експлуатаційних характеристик авіаційних ПММ (паливо мастильних матеріалів), 
а також необхідність мати в своєму розпорядженні всесторонню інформацію про 
їх властивості перед заправкою. 
Паливо в реактивному газотурбінному двигуні є не тільки джерелом 
теплової енергії, але і виконує ряд інших функцій, які мають пряме відношення до 
забезпечення надійності, довговічності і економічності двигуна. Зокрема, паливо 
використовується як робоча рідина в агрегатах механізації компресора, 
реактивного сопла, як охолоджувач в теплообмінниках, як змащуюче середовище 
для пар паливопровідної апаратури, що труться і т.д.. 
Постійне ускладнення конструкції і умов експлуатації 
реактивних двигунів і літаків спричиняє за собою розширення робочих 
функцій палива і посилює параметри фізико-хімічних процесів, які протікають в 
двигуні під впливом палива і продуктів його згорання. 
Таким чином, якість палива це сукупність його властивостей, суть кожного 
з яких полягає в тому, щоб у всіх необхідних умовах застосування палива певним 
способом зберегти можливість виконання технікою заданих функцій в перебігу 
ресурсу із збереженням експлуатаційних показників в необхідних межах. 
Поняття якості палива тісно пов'язане з поняттям надійність техніки 
прямим і нерозривним зв'язком. Всі основні показники надійності техніки, такі як 
безвідмовність, довговічність, ремонтно-придатність, за інших рівних умов 
можуть істотним чином змінюватися під впливом палива. 
У зв'язку з цим до їх оснащення пред'являються дуже суворі вимоги 
збереження безвідмовності, а особливо до силових установок зі всіма 
паливопровідними комунікаціями і агрегатами, працездатність яких в значній мірі 
залежить від якості палива. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     5 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Зі всієї сукупності властивостей, які характеризують якість палива, 
основними є ті, які виявляються в процесі експлуатації авіаційної техніки, тобто в 
процесі контакту вузлів, агрегатів і систем з паливом або продуктами його 
згорання. Такі властивості палива отримали найменування експлуатаційних. 
Відмітними особливостями цих властивостей є їх безпосередній зв'язок з 
надійністю техніки. 
Експлуатаційні властивості палива необхідно кількісно оцінювати, тобто 
вимірювати. 
Правильна і швидка перевірка якості палива сприяє не тільки 
забезпеченню надійної експлуатації двигунів, але і подальшому прогресу в 
області: 
• створення нових ефективніших зразків палива; 
• розробки перспективних технологічних процесів виробництва 
палива; 
• подальшого розвитку техніки на базі нових палив.  
Таким чином вважаємо за необхідне спроектувати в даному проекті 
систему контролю якості палива, яка б покращила якість, точність, швидкість 
вимірювання домішок у паливі. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис  6 
Дата
 
1 Обґрунтування необхідності проектування системи на основі 
критичного аналізу існуючих аналогів 
 
У елементах авіатехніки, які контактують в експлуатації з авіаційними 
горючими і мастильними матеріалами (авіа. ПММ) або продуктами їх згорання, 
протікають складні хімічні процеси під впливом властивостей ПММ, які можуть 
помітно змінити рівень надійності авіатехніки в цілому. 
Найбільш характерними і часто зустрічаються в експлуатації дефектами, 
викликаними впливом палива, наступні: 
• засмічення паливних фільтрів, вузьких каналів регуляторів, форсунок і 
заїдання золотників регуляторів через наявність в паливі механічних домішок 
унаслідок виділення з палива мало дисперсних продуктів термічного походження; 
• вимивання матеріалу стінок жиклерів, каналів, свинцово-індієвого 
покриття торця ротора, затуплення відсічних кромок золотників регуляторів 
унаслідок абразивної дії механічних домішок або продуктів термоокислюючого 
походження, розмивання кромок каналів ротора; 
• підвищений знос навантажених деталей вузла качаючого насоса 
регулятора, через  недостатні протизношувальні властивості палива, особливо при 
підвищених (більше 100 °С) температурах палива; 
• зниження ефективності теплообмінних пристроїв, пов'язане з втратою 
теплопровідності стінок радіатора через відкладення на них з боку палива 
продуктів термоокислюючого походження; 
• підвищений нагар на робочих паливних форсунках, на лопатках 
завихрювачів камери згорання, в камері згорання через збільшений нагар палива. 
Можливе погіршення тягових даних двигуна з вини палива. 
Паливо в баках забруднюється осіданнями, які накопичуються в них, при 
багаторазовій заправці, а також в процесі тривалої експлуатації - компонентами 
внутрішніх покриттів паливних баків і герметиків, які вимиваються паливом. При 
заправці паливом в баки літака і при його еволюціях в процесі польоту 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     7 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
забруднення палива раніше нагромадженими в баках осіданнями збільшується. 
Попадання мікрочастинок в прецизійні пари паливної апаратури викликає в них 
збільшення сил тертя, заїдання і навіть заклинювання. 
Засмічення прецизійних пар паливної апаратури хоча може і не викликати 
їх заклинювання, проте супроводжується серйозними неполадками в роботі 
двигуна. Так, засмічення золотників регуляторів паливного насоса визиває 
розкручування ротора двигуна у польоті на 5-10 % вище за максимально 
допустиме значення, а попадання частинок під розподільний клапан приводить до 
"холодного зависання" оборотів двигуна у польоті або викликає його помпаж. В 
деяких випадках засмічення прецизійних пар паливної апаратури може викликати 
короткочасну зупинку двигуна у польоті. 
Узагальнення даних по експлуатаційній надійності систем паливо-
живлення і автоматичного регулювання показало, що приблизно 30% відмов і 
несправностей паливо-регулюючих агрегатів є прямим і непрямим наслідком 
засмічення їх внутрішніх порожнеч мікрозабрудненнями. 
Мікрозабруднення, високо і низькотемпературні осідання в паливі 
(кристали льоду) ускладнюють експлуатацію авіатехніки, вимагаючи 
спеціального регламентного обслуговування з метою збереження необхідної 
працездатності агрегатів і вузлів паливної апаратури. Наприклад, в багатьох 
існуючих регламентах передбачаються роботи, які виконуються в процесі 
передполітної підготовки і комплексних оглядів, по зливу відстою з паливних 
баків для його контролю. 
Корозія деталей агрегатів паливної системи викликає серйозні неполадки в 
їх роботі, аж до їх руйнування, а корозійна поразка поверхонь прецизійних пар 
приводить до прихоплювання золотника і порушення нормальної подачі палива. 
В деяких випадках поверхневі пошкодження бувають не настільки глибокі, 
щоб порушити нормальну роботу паливної апаратури, проте при ремонті двигунів 
після відробітку ресурсу вибраковується значна кількість деталей паливних 
агрегатів по дефектах, викликаним забрудненням палив. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     8 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Інтенсивність газової корозії агрегатів реактивних двигунів також 
залежить від якості вживаних палив. 
Корозія лопаток газової турбіни збільшує небезпеку обриву лопаток, у 
зв'язку з чим обмежується температура газів перед турбіною, підвищення якої у 
свою чергу має важливе значення при форсуванні двигунів. 
Параметри технічного використання авіатехніки значною мірою 
погіршуються через нагаро-відкладення, інтенсивність яких за інших рівних умов 
визначається якістю палива. Нагаро-відкладення в сучасних двигунах неминуче і 
украй шкідливе явище, яке впливає на їх надійність і довговічність. 
Великі зосередження нагару (до 800 - 1000 г) небезпечні в експлуатації для 
вузлів турбіни. Що відносяться швидкісним потоком газів великі осколки нагару 
не тільки руйнують сопловий апарат і турбіну, але в окремих випадках 
заклинюють колесо турбіни. 
Використання на деяких двигунах кінцевих пелюсток на лопатках турбіни 
як засоби підвищення її ККД практично зводиться в експлуатації до нуля через 
пошкодження їх дрібними осколками нагару. 
Нагар приводить до збільшення гідравлічних втрат в камері згорання, яке 
служить причиною втрати повного тиску газу, що приводить, зрештою, до 
зменшення питомої тяги і економічності двигуна. 
З урахуванням сказаного вище, розробка способів контролю якості 
авіаційних ПММ є одним з важливих завдань, які визначають надійність 
експлуатації сучасної авіаційної техніки. 
Крім того, реактивні палива по прийнятій класифікації відносяться до 
небезпечних речовин, які вражають головним чином центральну нервову систему 
людини. У зв'язку з цим, нові методи контролю експлуатаційних властивостей 
нафтопродуктів окрім технологічності і високої точності вимірювання 
контрольованих параметрів, повинні знижувати концентрацію вуглеводних 
з'єднань в повітряному середовищі на робочому місці, що сприяє поліпшенню 
умов роботи фахівців.  
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
 9 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Практика використання стандартних методів визначення якості авіаційних 
ПММ виявила ряд важливих недоліків, в основному пов'язаних з тривалістю 
проведення дослідів, незначною відтворюваністю результатів і високою 
концентрацією вуглеводневих з'єднань в повітряному середовищі на робочому 
місці. 
Теоретичне обґрунтування і практичний досвід окремих підприємств 
показує, що поліпшення умов роботи в авіа-лабораторіях ПММ вимагає 
впровадження нових методів контролю якості палива ПММ і створення 
необхідних умов на робочих місцях, встановлення виробничої і технологічної 
дисципліни на такому рівні, який виключав би випадки професійних і виробничих 
захворювань. 
У сучасних умовах у зв'язку з розвитком обчислювальної техніки, 
важливого прогресу в розвитку засобів вимірювання, реалізації програм 
інтенсифікації виробництва назріла необхідність в певній перебудові структури 
методів контролю якості нафтопродуктів з метою поліпшення умов роботи на 
робочому місці. 
Залишаючи незмінною мету охорони праці - збереження здоров'я фахівців 
служб ПММ при постійному підвищенні продуктивності - пропонується перехід 
від традиційних методів контролю якості нафтопродуктів до автоматизованих. 
В даний час для контролю за якістю ПММ при виробництві, зберіганні і 
експлуатації широко використовують способи засновані на випаровуванні 
нафтопродуктів. Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб визначення 
кількості смол в нафтопродуктах, в якому паливо заливають у вимірювальний 
стакан, нагрівають до певної температури, випаровують і визначають залишок 
смол ваговим способом. 
Недоліком даного способу є низька точність вимірювання за рахунок 
визначення маси залишку смол нафтопродуктів і тим самим збільшується час 
визначення аналізу в середньому від 12 до 24 годин. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 10 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Розробка і впровадження автоматизованих систем контролю 
нафтопродуктів істотним чином зменшить безліч параметрів і в першу чергу 
вплив токсичних речовин, що характеризують умови праці на робочому місці. 
Для оперативного контролю експлуатаційних властивостей 
нафтопродуктів кращим варіантом можуть бути закриті вимірювальні осередки з 
датчиками ємності, які перетворюють властивості нафтопродуктів в діелектричні 
параметри і дозволяють зменшити концентрацію токсичних речовин в 
повітряному середовищі приміщення. 
Використання блоко-модульного принципу побудови датчиків, кодування і 
обробки даних дозволить мати швидкодіючу інформаційно-вимірювальну 
систему. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист 11 
№ докум. Підпис Дата 
 
2 Обґрунтування технічного завдання 
 
У цьому розділі приведені результати дослідження, направлені на 
розробку системи контролю палива ємнісним перетворювачем. 
Через те, що ПММ відносяться до хороших діелектриків з малими 
діелектричними втратами, а магнітні параметри їх слабо виражені, то процес 
досліджень зводиться до вивчення їх діелектричних властивостей. Для 
дослідження вказаних величин використовували первинний вимірювальний 
перетворювач типу місткості, в якому зміна властивостей досліджуваних ПММ 
перетворюється в зміну електроємності і активної провідності датчика. 
Суть методики полягає у визначенні тангенса кута діелектричних втрат tgδ 
і ємності С при нагріванні ізольованого об'єму рідини. Вимірювання діелектрика 
проводять на спеціальній установці, яка приведена на рис.2.1. Ця установка 
складається з вимірювальної камери з датчиком місткості, системи нагрівання і 
приладів контролю діелектричних параметрів. Камера є ізольованим об'ємом, в 
якому розміщені датчик для вимірювання діелектричних параметрів ПММ і 
термопара. Датчиком служить електро-ємкістний перетворювач, один електрод 
якого, складається з двох пластин, що дозволяє збільшити власну місткість 
датчика, компенсувати вплив паразитних полів, забезпечити стабільність 
свідчень. 
Система нагрівання дає можливість нагрівати досліджувані робочі рідини з 
певною швидкістю. Як прилад контролю для реєстрації електрофізичних 
параметрів використовується вимірювальний міст змінного струму Р5079. 
Автоматичний цифровий міст дозволяє одночасно контролювати місткість 
вимірювального перетворювача і тангенс кута діелектричних втрат. 
 
 
 
 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 12 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 2.1 Схема установки для дослідження діелектричних 
характеристик авіаційних ПММ: 
1 - вимірювальний міст Р5079; 2 - мілівольтметр; 3 - термопара; 4 - кришка 
вимірювальної камери; 5 - електроди датчика місткості; 6 - досліджувана рідина; 7 
- камера; 8 - регульований електронагрівач. 
Амплітуда активної складової струму, який проходить через конденсатор з 
діелектриком, визначає потужність діелектричних втрат. Одним з важливих 
параметрів, який характеризує діелектричні втрати, є тангенс кута діелектричних 
втрат (tgδ). Відносини активної  складової  струму Iam  до  реактивної  складової 
струму Irm є тангенсом кута діелектричних втрат: 
tgδ=частота; y- питома провідність нафтопродуктів; ε,ε0 - відносна і 
абсолютна діелектрична проникність; Em –максимальна різниця потенціалів. 
Звідки провідність палива: 
 γ =ω ×ε ×ε0 × tgδ   (2.1) 
Згідно з формулою 2.1 питома провідність нафтопродуктів прямо 
пропорційна діелектричній проникності палив ε і tgδ. 
З обрахунком 2.1 і на підставі статистичної і кінетичної теорій була 
виведена теоретична формула, яка дозволяє визначити концентрацію домішкових 
молекул в реактивних паливах: 
   n ω
=  ×ε0 × l
× ε ×η  × tgδ
q m ax    (2.2) 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     13 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
де: l - відстань між молекулами палива; η - динамічна в’язкість; q - заряд 
йона. 
Таким чином, відповідно даному методу визначають tgδmax і ε за 
допомогою 3-електродного конденсатора 5 в діапазоні температур (293...433К), 
яка вимірюється термопарою 3. Концентрацію домішкових молекул визначають 
на частоті рівною 103 Гц, на якій працює міст змінного струму 1 при відстані між 
молекулами палива 1=4×10-10м і величині заряду іона q=l, 6×10-19Кл. Значення 
динамічної в'язкості η беруть з довідника або визначають в лабораторних умовах 
при тій температурі, при якій з'являється максимум tgδmax, а ε визначають по 
характеру зміни місткості конденсатора. 
З формули 2.2 виходить, щоб визначити концентрацію домішкових 
молекул, які утворюються в процесі збереження і експлуатації у випробуваному 
зразку палива, необхідно знати значення ε, η і tgδmax при тій температурі, при якій 
з'являється максимум tgδmax. Розрахуємо концентрацію молекул, які знаходяться в 
паливі.  
Підставивши значення даних таблиці у формулу (2.2) отримаємо 
концентрацію домішкових молекул, які знаходяться в 1м3 палива. Розрахована 
концентрація домішкових молекул в паливі залежно від його стану приведена в 
табл. 2.1. 
Таблиця 2.1 Результати вимірювання параметрів палива РТ 
Показник За наявності в паливі При впливі 
В стані постачання 
 мідної пластини ЕМП 
ε 1,945 1,95 1,945 
η, кг/мс 0,306×10-3 0,315×10-3 0,306×10-3 
tgδmax 15×10-4 28×10-4 39×10-4 
n, м-3 9,69×1014 18,66×1014 25,19×1014 
З аналізу результатів розрахунку домішкових молекул згідно табл. 2.1 
бачимо, що даний спосіб дозволяє визначити концентрацію молекул в паливі 
(η=9.69×1014м-3). При впливі каталізатора, яким служила мідна пластина 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     14 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
розміром (30×8×2)×10-3м, і зовнішнього електромагнітного поля (ЕМП) 
концентрація домішкових і нестабільних молекул в паливі значно зростає на 
8.67×1014 м-3 і 15.5×1014 м-3 відповідно. 
Визначимо концентрацію домішкових молекул в змащувальному маслі 
АМГ-10  в процесі його експлуатації, в залежності від особливостей конструкції 
гідравлічних вузлів, робочої температури і тиску. В цьому випадку діелектричні 
параметри змащувального масла зазнають зміни за рахунок окислення, 
накопичення продуктів зносу металів, попадання в нього вологи і інших причин. 
Все це впливає на величину діелектричних параметрів і активну провідність 
змащувального масла. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 2.2 – Залежність tgδmax і електроємності датчика С в 
змащувальному маслі АМГ-10 від температури: 1 - в стані постачання; 2 - після 
експлуатації на літаку; 3 - після експлуатації і диспергування; 4, 5, 6 - відповідно 
електроємність датчика 
Для з'ясування можливості і особливостей застосування даного методу для 
визначення діелектричних параметрів масла АМГ-10 були використані зразки, 
отримані після 150 годин його роботи в гідросистемі літака. З аналізу витікає, що 
місткість датчика, а отже і діелектрична проникність масла АМГ-10, залишилися 
без зміни для всіх проб. Значення електроємності датчика для різних проб мали 
розбіжності при низьких температурах, але у міру нагрівання проб вони 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. 15 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
зближувалися і практично співпали при температурі 303К. Розбіжність місткості 
датчика з пробами при низьких температурах пов'язана в основному з наявністю 
розчиненої води в змащувальному маслі АМГ-10. 
З рис.2.2 видно, що величина tgδmax росте при підвищенні температури і 
збільшенні числа напрацювання годинника змащувального масла. 
Крім того, величина і положення максимумів tgδmax в змащувальному маслі 
АМГ-10 визначається в першу чергу природою і хімічною структурою домішок. 
Максимум tgδmax залежить від часу релаксації домішкових молекул. При 
деформації молекул після диспергування максимум tgδmax зміщується в область 
вищих температур, рис.2.2 (крива 3). 
Розрахована концентрація домішкових молекул у змащувального масла 
АМГ-10, залежно від його стану, по формулі (2.2) приведена в табл. 2.2. 
Таблиця 2.2 Результати змін параметрів масла АМГ-10 
В стані Після Після 
Показник 
поставок експлуатації диспергування 
ε 1,9415 1,9650 1,9231 
η, кг/мс 2,86×10-3 2,958×10-3 2,950×10-4 
tgδmax 104×10-4 160×10-4 175×10-4 
η, м-3 5,01×1016 7,90×1016 8,64×1016 
Відповідно до табл. 2.2 можна визначити концентрацію молекул, які 
накопичуються в змащувальному маслі АМГ-10 в процесі його експлуатації в 
гідросистемі літака п= (1.9-5.01) ×1016=2.89×1016 м-3 .  
Отже, кількісна оцінка результатів вимірювань дозволила встановити 
концентрацію домішкових молекул, які містяться в нафтопродуктах. Крім того, з 
експлуатаційної точки зору підкреслена важливість цього методу, яка пов’язана з 
впливом домішок органічного походження на значення tgδmax. У зв'язку з цим, 
діелектричний метод контролю стану нафтопродуктів дозволяє визначити 
концентрацію в них домішкових речовин в процесі виробництва, збереження і 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
    16 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
експлуатації і на підставі експериментальних даних можна визначити допустиму 
концентрацію домішкових молекул для кожного нафтопродукту окремо. 
Крім того, даний метод виключає фільтрацію палива і тим самим підвищує 
його точність, технологічність, скорочує час аналізу, дозволяє автоматизувати 
процес аналізу, знижує токсичність вуглеводневих з'єднань в навколишньому 
середовищі в процесі визначення якості нафтопродуктів, що істотним чином 
покращує умови роботи фахівців. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
    17 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми пристрою 
 
3.1 Розробка структурної схеми пристрою 
Пристрій призначений для оперативного контролю якості палива і 
оперативного впливу на паливні крани при заправці літаків з метою їх закриття 
під час вступу до паливної системи літака некондиційного палива. 
Схема пристрою для контролю якості реактивних палив представлена на 
рис. 3.1. 
До складу пристрою входять: 
• пульт управління (ПУ); 
• блок живлення (БЖ); 
• мікропроцесорний комплект (МПК); 
• аналогово-цифровой перетворювач (АЦП); 
• комутатор (К ); 
• датчик контролю якості (ДКЯ); 
• виконавчий механізм з редуктором (ВМ). 
Принцип дії вимірювальної частини заснований на вимірюванні зміни 
якості палива, тобто за наявності або відсутності в паливі механічних і 
вуглеводневих домішок. 
Робота пристрою здійснюється таким чином. Вхідна інформація 
приймається пристроями прийому (АЦП), які перетворюють відповідні сигнали 
на паралельний код. Як АЦП в лабораторних умовах аналізу використовується 
цифровий міст змінного струму типу Р5079. Система, окрім цих вхідних 
пристроїв містить обчислювач у складі процесора, сполученого з пам'яттю. 
Обчислювач також містить ПЗП (постійний запам'ятовуючий пристрій), який 
здійснює збереження програми і констант. Цей пристрій перетворює паралельний 
код на сигнали. Послідовний біполярний код з обчислювального блоку поступає 
на пульт управління. Інформація про стан палива записується на бортові 
реєстратори польотної інформації. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 18 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Модуль мікропроцесорний призначений для виконання логічних 
розрахунків та контрольних алгоритмів, а також розрахунок керуючих сигналів. 
Для індикації параметрів палива і їх змін служить пульт керування.  
Вхідний біполярний код поступає на пристрій прийому коду ПУ. З цього 
пристрою інформація записується в (ЗП). За програмою, записаною в ЗП, 
процесор робить обробку вхідної інформації і видачу її в пристрій видачі коду. 
Цей пристрій обробляє інформацію в сигнали підсвічування індикаторів. На 
індикаторі висвічується значення параметра. 
В режимі зміни параметрів на ПУ проводиться обертання ручки задатчика 
параметрів палива. При повороті задатчика формувач (Ф) видає серію імпульсів. 
Ці імпульси поступають в пристрій прийому команд (ППК). За програмою 
процесор обробляє ці сигнали і видає в пристрій видачі коду. Після цього 
інформація поступає в індикатор. Індикатор фіксує зміну параметра. Крім того 
процесор ПУ видає цю зміну параметра в пристрій видачі біполярного коду 
(УВК). 
Контроль пристрою обслуговуючим виконується натисненням кнопки "К" 
на лицьовій панелі пульта управління. Якщо всі блоки справні, то на індикаторі 
формується повідомлення "СГ". У разі якої-небудь несправності формується 
повідомлення "СН".  
На рис.3.2 представлений загальний алгоритм роботи пристрою. 
ВМ 
ДКЯ ДК АЦП МПК БЖ 
ПК 
 
Рисунок3.1 – Блок схема пристрою для контролю нафтопродуктів 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     19 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Початок 
 
Початкова установка 
 
Тестування 
 
Тестування  
пройдено Обробка та вихід 
 результату 
 
Опис закінчено  I=0 
I=Imax 
 
Опит 
дозволений 
I=I+1 
Опит 1-го каналу 
Відповідність 
еталону 
Відображення результату 
 
Вивід керуючої дії Кінець 
 
Рисунок3.2 – Алгоритм роботи пристрою для контролю нафтопродуктів 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 20 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
3.2 Розробка принципової схеми 
Проектування системи і вибір елементної бази 
На першому етапі проектування вибирається елементна база і, в першу 
чергу, мікропроцесорний комплект (МПК). Вибір визначає перш за все специфіка 
реалізованих в МПС алгоритмів. 
Якщо МПС призначається для обробки сигналів, визначаючою останню 
роль грає швидкодія МПК та його розрядність. Часом перевагу в цьому значенні 
мали розрядно-модульні МП з мікропрограмним управлінням (наприклад, типа 
КР-1804), але в останні час розроблені спеціалізовані однокристальні МП для 
цифрової обробки сигналів типу TMS20, яким у багатьох випадках треба 
віддавати перевагу. 
Якщо МПС призначена для реалізації алгоритмів управління, важливим 
фактором при виборі МПК являє собою наявність „зручного” з'єднання МПС з 
об'єктом управління. Оскільки в системах автоматичного управління такими 
часто є електромеханічні пристрої, які мають велику інертність, то до швидкодії 
МП застосовують порівняно невисокі вимоги і в таких системах в багатьох 
випадках можна використовувати однокристальні МП типа КР580, К1810 або 
мікроконтролери, наприклад, типа КР1816, які дозволяють розробляти досить 
прості і економічні схеми. Якщо МПК призначена для побудови інформаційно-
довідкової системи, то основною вимогою звичайно є можливість підключення до 
МП великої місткості запам'ятовуючих пристроїв (ЗП). 
Гарантувати оптимальний вибір МПК на підставі вказаних дуже загальних 
міркувань не можна і може знадобитися опрацьовування декількох варіантів з 
подальшим вибором як найкращого, виходячи з таких потреб, як економічність 
мінімальна споживча потужність, тип корпусу і т.д. В деяких випадках 
вирішальною при виборі МПК є можливість використовування наявного 
програмного забезпечення, оскільки трудомісткість розробки нових програм 
порівнянна або навіть вища за трудомісткість розробки апаратної частини при 
обліку пам'яті оперативних і постійних ЗП (ОЗП і ПЗП). 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     21 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
На першому етапі проектування вибираються елементи пам'яті ОЗП і ПЗП, 
що мають необхідну місткість, швидкодію і споживану потужність, а також 
інтерфейсні модулі, які забезпечують зв'язок МП із зовнішніми пристроями (ЗП). 
Якщо система "компактна", то зв'язок забезпечується, як правило, за допомогою 
паралельних периферійних адаптерів або багаторежимних буферних регістрів; 
якщо ж ЗП рознесли на великі відстані, то зв'язок іноді організовується за 
допомогою послідовних адаптерів. При цьому лінії зв'язку спрощуються, але 
продуктивність системи падає. Для часткового розвантаження центрального 
процесорного елемента в систему іноді включають таймер, який бере на себе 
функції "часозадаючого", а також інші пристрої. 
Далі перевіряється електричне з'єднання елементів схеми і при 
необхідності і при необхідності вводяться підсилювачі, формувачі, перетворювачі 
рівнів і т.д. Потім розробляються початкові варіанти структурної, функціональної 
і принципової схем. 
Виконання другого етапу починається з розподілу адресного поля між 
ОЗП, ПЗП і виконавчими пристроями (ВП). Якщо ЗП має місткість двох слів 
(байтів), для адресації його осередків використовуються К ліній шини адреси 
(ША) МПС, звичайно лінії А0... Ак-1 (в МПС на базі КР580 к=16). Вибір (селекція) 
ОЗП або ПЗП здійснюється за допомогою однієї з невикористаних ліній ША 
(наприклад, A15=0 може відповідати ОЗУ15=  - ПЗП). 
Для адресації ВП, під'єднуваних до МПС через порти, звичайно 
використовуються молодші розряди ША (в МПС на базі КР580 – вісім розрядів). 
Вживання одних і тих же адрес і ліній ША для ЗП і зовнішніх пристроїв можливо, 
оскільки звернення до цих пристроїв здійснюється за допомогою різних команд 
МП, тобто для селекції ВП або ЗП використовуються управляючі сигнали, що 
генеруються в МПС. 
Якщо як порти застосовуються багаторежимні буферні регістри і їх не 
більше восьми, то кожному порту ставиться у відповідність одна лінія ША, по 
якій передається сигнал, що вибирає цей порт. Іншими словами, кожний порт 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист 22 
№ докум. Підпис Дата 
 
кодується унітарним кодом. Якщо портів в МПС більше 8, вони кодуються 
різними двійковими кодами і для вибору використовується дешифратор. 
Якщо як порти застосовуються програмовані периферійні адаптери, то 
виникає можливість програмної зміни конфігурації системи, максимальна 
кількість портів указується менше 256, оскільки деяка частина адресного поля 
відводиться для адресації службових регістрів самих адаптерів. 
На другому етапі виділяються області ПЗП для запам'ятовування основної 
програми, підпрограм (у тому числі підпрограм відробітку переривань, констант і 
т.д. ). В ОЗП виділяються області для зберігання даних і проміжних результатів, 
які поступають з ВП а також для організації стека; початок (вершина) стека часто 
розташовується в останній комірці ОЗП. Потім специфікуються регістри МП. 
На третьому етапі складається програма роботи пристрою. При цьому, 
якщо вирішувана задача проста (програма містить до 100 команд), то 
використовується мова Асемблера вибраного МП, який дозволяє безпосередньо 
одержувати двійкові ("об'єктні") коди команд, записувані далі в ОЗП. Якщо ж 
задача досить складна, то використовується та або інша мова високого рівня. 
Вибір мови визначається тим, які є у розпорядженні розробника засоби відладки 
програми і їх трансляції в машинні коди вибраного МП. Система команд 
дозволяє, як правило, виконати ту або іншу операцію алгоритму багатьма 
способами. Тому складену програму, навіть якщо вона правильно вирішує 
поставлену задачу, необхідно проаналізувати і при можливості оптимізувати з 
метою зменшення  використовуючої місткості пам'яті і часу виконання. Часто при 
програмуванні використовується мова Асемблера. 
При відладці програми на ЕОМ, які мають транслятори з Асемблера, 
необхідно доповнити її відповідними псевдокомандами. Широкі можливості 
використовування типових рішень на першому і другому етапі проектування і 
обмежені на третьому етапі призводять до того, що (60...90)% трудомісткості 
проектування спеціалізованого МПК або МПС доводиться на третій етап. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист 23 
№ докум. Підпис Дата 
 
Генератор тактових імпульсів призначений для створення послідовностей 
тактових імпульсів Ф1 та Ф2, а також сигналів готовності Гt скидання Зск і 
скидання стану СС. 
Системний контроллер призначений для формування сигналів управління 
МПС: читання даних в МП з пам'яті (ЧтП), записи даних з МП в пам'ять (ЗпП), 
введення даних з пристрою вводу-виводу в МП (Вв), висновок даних з пристрою 
вводу-виводу, підтвердження переривання (Ппр). В СК є регістр-фіксатор слова 
стану МП, інформація в якому обновляється на початку кожного машинного 
циклу, тому сигнали на виходах СК мають тривалість відповідного машинного 
циклу. 
Процес формування сигналів керування МПС можна пояснити за 
допомогою часової діаграми для підсистеми команди введення IN. Двобайтова 
команда введення IN виконується в МП КР580 за три машинні цикли: М1 - 
читання першого байта команди В1 (коду операції введення) з елемента пам'яті з 
адресою А1; М2 - читання другого байта команди В2 (адреса порту вводу) пам'яті з 
адресою А2=А1+1; М3 - ввод у МП байта даних D з порту. 
Як видно (рис. 4.1) команда ввод виконана за 10 тактів. Використані 
наступні значення: 
М1, М2, М3 - машинні цикли; 
А1, А2 – адреса комірок пам'яті, в яких розміщується двобайтова команда 
вводу; 
В1, В2 – перший і другий байти команди вводу; 
D – байт даних які вводяться з порту; 
W1, W2, W3 – слова стану МП; 
Y1, Y2, Y3 – сигнали керування, які формуються у відповідних машинних 
циклах.  
На рис. 3.3 заштриховані багаторозрядні сигнали. Команда введення 
виконується за 10 тактів. Призначення сигналів, зображених на діаграмі наступне: 
сигнал синхронізації генерується МП на початку кожного машинного циклу. Він 
подається в ГТІ, внаслідок чого в останньому формується імпульс СС ( сброс 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
    24 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
стану МП), співпадаючий за часом з другим тактовим імпульсом послідовності 
Ф1. На початку машинних циклів М і М на шині адрес ША формуються 16-
розрядні адреси елементів пам'яті А1 і А2, а на початку машинного циклу М2 - 8-
розрядна адреса порту введення В2 (в останньому випадку вісім старших розрядів 
ША не несуть ніякої інформації). 
Під час дії сигналу синхронізації Син на ШД з'являється слово, в якому 
міститься інформація про тип машинного циклу. Потім по ШД в кожному 
машинному циклі передається або відповідний байт команди В1 бо В2, або байт 
вхідних даних Д. Після чого до початку наступного машинного циклу ШД 
відключається (переходить в третій стан, показаний на мал. 5.1 штриховою 
лінією). 
 
Рисунок 3.3  – Часові діаграми при виконанні команд введення 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
  25 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Слово стану МП W по сигналу СС записується в СК і  зберігається в ньому 
до початку наступного машинного циклу. Крім того, на СК поступають з МП 
сигнали управління ПЗх, ПМ і ВД. В результаті на виходах СК, тобто в шині 
управління ШУ, формується набір сигналів Y, необхідних для управління МПС. 
В машинних циклах М1 і М2  ЧтП=0, інші сигнали мають одиничне 
значення, в М3 Вв=0, решта сигналів рівна 1. 
 
Вибір типу аналого-цифрового перетворювача (АЦП) 
Для даного вимірювальної пристрою вибираємо АЦП стежачого типу на 
інтегральних мікросхемах. Важливою характеристикою слідкуючого АЦП є 
можливість одержати результат вимірювання безперервно у будь-який момент 
часу. АЦП слідкуючого типу з не керованим генератором тактових імпульсів 
виконується на основі серійних інтегральних мікросхем ЦАП К594ПА1, 
реверсивного лічильника імпульсів К155ИЕ7, компаратора 597СА1, генератора 
тактових імпульсів КР119ГГ1, ключів 155ЛИ1. Залежно від співвідношення між 
вхідною напругою Uх і компенсуючою напругою Uk компаратор видає сигнал, що 
відкриває ключі SW1 і SW2. При Uk<Ux відкритий ключ SW1 і лічильник рахує 
імпульси наростаючим підсумком. Вихідний код лічильника подається на вхід 
ЦАП. Вихідна напруга ЦАП Uk зростає рівномірно східчасто аж до моменту 
рівності Uk=Ux. Час одного такту рівний періоду тактових імпульсів Т0, яке 
повинне бути часу встановлення вхідної напруги ЦАП. Час разового вимірювання 
рівний: 
tизм =T 0×N p                         (3.1) 
де  tизм - час разового вимірювання; Т0 - період тактових імпульсів; Np - 
розрядність АЦП. 
Стежачий режим роботи такого АЦП при Т0=10-5 с дозволяє забезпечити 
стеження з погрішністю 1% за синусоїдальним сигналом з частотою до 200 Гц. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     26 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Комутатор призначений для під'єднування датчиків з АЦП. Параметри 
комутатора залежать від вхідних характеристик АЦП. В даному випадку: вхідна 
напруга рівна 12В, вхідний струм - не більш 5мА. 
 
Мікропроцесор КР580ВМ80 
Центральний процесорний елемент КР580 представляє собою 
однокристальний 8-розрядний МП з фіксованою системою команд, в якому 
суміщені операційні, управляючі пристрої і надоперативна пам'ять. Шина даних - 
8-розрядна двонаправлена, адресна шина - 16-розрядна однонаправлена, 
забезпечуюча можливість звернення до пам'яті, яка містить 64 К осередків              
( рис. 5.1). 
Сигнали, які необхідні для управління МПС, знімаються частково з 
управляючих виходів МП,частково з шини даних МП, допускається 
використовування 256 портів введення і 256 портів виводу. 
Основні характеристики МП: 
• число команд - 78 (з урахуванням модифікації 244, модифікацією 
називається зміна команди без зміни коду операції: наприклад, двома 
модифікаціями однієї команди є MOVA,B і MOVC,E); 
• максимальна тактова частота - 2 Мгц; 
• час виконання команд - (2...9) мкс; 
• напруга живлення - +5, -5 +12 В; 
• число введень - 40. 
Основний режим роботи МП - робота за програмою, записаною в пам'яті, 
обслуговування переривань по командам від зовнішніх пристроїв та режим 
прямого доступу до пам'яті, коли зовнішні пристрої обмінюються інформацією з 
пам'яттю, минувши МП. 
Для того, щоб МП міг виконати команду, йому необхідно повідомити код 
операції, операнди або їх адрес, а також адрес куди слід помістити результат. 
Адресацією називається спосіб вказівки адреси операндів і результату. При 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
 27 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
прямій адресації адреса операнда указується в ході команди (приклад: команда 
INR В - інкремент регістра В; в цій команді операнд і результат операції 
знаходяться в регістрі В МП). При безпосередній адресації в команді указується 
сам операнд (приклад: команда MVI В, 00 - завантаження в регістр В константи 
00; тут операнд вказаний безпосередньо, а адреса результату - регістр В - прямо). 
При неявній адресації адреса операнда або результату мається на увазі самим 
кодом операції. У такий спосіб частіше за все адресується акумулятор (приклад: 
команда СМА – інверсія розрядів акумулятора). 
зовнішні управляючі сигнали 
  D7…D0 8 внутрішня шина даних 
 
 8             8                8       8   8  8 
 
 W   Z 
 B    C 
O    E 
 H    L  
ПС 
 8           8 ЛК 
РА 
 І/Д 
 
                                                     
   
  
 Прилад 
управління А15…А0 
                                                   внутр. упр. сигнали Адрес 
  
 
Рисунок 3.4 – Структурна схема мікропроцесора КР580ВМ80 
РО - регістр ознак; РК - регістр команд; ДК - дешифратор команд; ПС - 
покажчик стека; ЛК -    лічильник команд; РА - регістр адреси; І/Д - інкремінатор/ 
декримінатор. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 28 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
акумулятор 
Буферний регістр 
АЛУ РО 
РК 
 
При непрямій адресації виконавча адреса визначається МП по непрямим 
ознакам (приклад: команда INRM - інкремент елемента пам'яті, адреса якої 
знаходиться в регістровій парі HL). 
 
Шинний формувач КР580ВА86 
Мікросхема КР580ВА86 - двонаправлений 8-розрядний шинний формувач, 
призначений для обміну інформацією між МП та системною шиною, має 
підвищену здатність навантаження, і три стани. Управління ШФ здійснюється 
відповідно табл. 3.1.  
Таблиця 3.1 – Управління операціями ШФ 
Сигнали 
Напрямок передачі 
інформації 
ВК Т 
0 0 А←В 
0 1 А→В 
Виходи А і В станів з високим 
1 Ф 
вихідним опором (в Z- стані) 
Виходи В мають велику здатність навантаження, ніж виходи А, і 
допускають включення навантаження, яке споживає струм 32 мА при низькому 
рівні сигналу і 5 мА - при високому. Тому ШФ звичайно включається стороною А 
до виводів МП, а стороною В - до шин МПС. 
 
Програмований периферійний адаптер КР580ВВ55 
Програмований периферійний адаптер (ППА) при використовуванні як 
інтерфейсна велика інтегральна схема (ВІС) дозволяє підключати до МПС різне 
периферійне устаткування без додаткових логічних схем. Ініціалізація і 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     29 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
управління роботою ППА здійснюється з використанням шести управляючих і 
адресуючих сигналів, що подаються з МПС по шинах управління 8-розрядного 
управляючого слова режиму, що подається від МП через шину даних, а також 
ряду сигналів, які поступають із зовнішніх пристроїв (табл. 3.2).  
Програмований периферійний адаптер призначений для організації обміну 
інформацією між МП і периферійними приладами у паралельному коді. В ППА 
реалізується режим асинхронного і синхронного вводу-виводу, обміну в режимі 
переривань і т.п. 
Таблиця 3.2 – Управління операціями і напрямком передачі інформації 
Напрям 
Сигнали управління і адресації 
Операції передачі 
інформації 
Чт ЗП А1 А0 ВК  
0 1 0 0 0 ШД←ПА 
ШД читання 
(введення) 0 1 0 1 0 ШД←ПВ 
даних 0 1 1 0 0 ШД←ПС 
Запис 1 0 0 0 0 ШД→ПА 
(введення 1 0 0 1 0 ШД→ПВ 
даних) 1 0 1 0  ШД→ПС 
Запис 
керуючого 1 0 1 1 0 ШД→РУСППА 
слова 
Запис Буфер ШД і 
керуючого порти у 
слова Ф Ф Ф Ф 1 третьому 
відключення стані 
Управляюче слово Д7…Д0 поступає по шині даних МПС, різні режими 
роботи. Основна перевага ППА в порівнянні з ШФ - наявність внутрішньої 
пам'яті, в порівнянні з МБР - можливість двонаправленої передачі інформації.  
 
 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. 30 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
Програмований інтервальний таймер КР580ВИ53 
Програмований інтервальний таймер (ПІТ) призначений для реалізації 
різних часозадаючих функцій. Управління ПІТ здійснюється з використанням 
п'яти управляючих сигналів, які подаються від МП по лініях управління, 3- і 8-
розрядних управляючих слів, які подаються в МП через шину даних з РУС, а 
також трьох вхідних і трьох сигналів, які поступають від зовнішніх пристроїв. 
Програмований інтервальний таймер може використовуватися для 
генерування періодичних імпульсів з різною частотою проходження, формування 
сигналів різної тривалості і затриманих в часі, для розподілу частоти, підрахунку 
числа імпульсів і т.д. Установка режиму і характеристик ПІТ проводиться 
програмним шляхом. 
Буфер ШД призначений для прийому управляючих слів і вхідних даних, 
які поступають з МП до ПІТ по шині даних МПС, а також передачі свідчень 
лічильників, що поступають з ПІТ в МП по тій же шині. 
Управляюче слово, яке поступає по ШД МПС і що запам'ятовується в 
спеціальному регістрі ПІТ, слугує для програмного керування режимом роботи 
відповідного лічильника ПІТ, тобто дозволяє настроювати його на роботу як 
формувач затримок, одновибратора, дільника частоти і ін. Управління 
здійснюється незалежно по кожному лічильнику. 
Управляючі сигнали на входах Зп і Чт ПІТ визначають напрямок передачі 
інформації між буфером ШД і лічильниками (01 – запис в лічильники, 10 - 
читання з лічильників). Сигнали на входах А1 і А0 визначають лічильник або 
регістр управляючого слова, які обмінюються інформацією з МП по ШД. Сигнал 
ВК – сигнал вибору ПІТ. 
Таким чином, завантаження в ПІТ управляючого слова на ШД 
забезпечується при сигналах на схемі управління ПІТ, відповідних коду 10110, 
завантаження в лічильник 2 ПІТ інформаційного байта (початкового стану) з ШД 
– за кодом 01100, прочитування свідчення лічильника 2 ПІТ в ШД – 10100. 
Для різних режимів роботи ПІТ управляючі слова Д7... До відповідають: 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     31 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
а) 00101000 - лічильник в режимі дільника частоти використовується 
двійковий код, коефіцієнт розподілу частоти N < 255; 
б) 01110000 - лічильник 1 працює як формувач затримки використовується 
двійковий код, тривалість затримки t3=1000Т0, де Т0 -період тактових імпульсів; 
в) 10010010 - лічильник 2 працює в режимі одновібратора, 
використовується двійковий код, тривалість формованого імпульсу t1= 100T0. 
Щоб запрограмувати лічильник 2 ПІТ для роботи в режимі одновибратора 
(режим Р1) з тривалістю формуючого імпульсу ti=N×T0, де N=6, То - період 
тактових імпульсів, необхідно провести наступні операції. 
Складемо необхідне управляюче слово Д7...До. Для цього використовуємо 
в ПІТ лічильник 2. Режим одновибратора забезпечується управляючим словом 
Д7...Д0 10010010=92Н (оскільки по умові задачі N=6<255, в лічильнику 
використовується тільки молодший байт). 
Для завантаження в ПІТ даного управляючого слова необхідні сигнали 
Чт=1, Зп=0, А1=1, А0=1, ВК=0. 
Для завантаження в ПІТ константи N=6 в лічильнику 2 ПІТ необхідніAi=l, 
Ao=0, ВК=0. 
 
Напівпровідникові запам'ятовуючі пристрої 
При складанні схем МПС виникає необхідність організації ЗП на 
напівпровідникових мікросхемах статичного типу. Найчастіше організацію ЗП 
виконують на мікросхемах ОЗП та програмуючих ПЗП. Необхідний довідковий 
матеріал міститься в табл. 5.4 - 5.7. 
Кількість 4-розрядних слів, збережених в кожній мікросхемі ОЗУ 
КМ132РУ8А N=2=2=1024 де N – число адресних входів мікросхеми. 
Інформаційна місткість мікросхеми 1024 × 4 = 4096 біт. 
Якщо необхідно зберегти 8-розрядне слово, то 2 ОЗП повинні бути 
сполучені у такий спосіб. Всі адресні входи і виходи управління мікросхеми 1 
повинні бути сполучені з одними і тими ж входами мікросхеми 2. Виводи 
Д1010...Д103 мікросхеми 1 ОЗП повинні бути сполучені з відповідними 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     32 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
двонаправленими шинами з номера 0 по номер 3. Мікросхема 2 ОЗП 
приєднується до шин 4...7. 
Таблиця 3.4 – Призначення виведень мікросхеми ОЗУ 
 Позначення Призначення 
 A0…A9 Адресні входи 
 D100...D103 Вхід-вихід даних 
 CS Вибір мікросхеми 
 WR/RD Сигнал запис/зчитування 
 
Якщо, наприклад, необхідно збільшити пам'ять до 2048 4-розрядних слів, 
то до ОЗП КМ132РУ8А повинна бути сполученою з логічними елементами.   
Таблиця 3.5 – Таблиця істинності мікросхем ОЗУ 
CS WR/RD A0…A9 D100...D103 Режим 
1 Ф Ф Roff Збереження 
0 0 А 0 Запис 0 
0 0 А 1 Запис 1 
Дані у 
0 1 А Зчитування 
прямому коді 
Таблиця 3.6 – Призначення виведень мікросхеми програмованого ПЗП 
 Позначення Призначення 
 A0…А9 Адресні входи 
 D0…D3 Вихід даних 
 CS1,CS2 Вибір мікросхеми 
 
Всі виводи мікросхеми 1 повинні бути сполучені з однойменними 
виводами мікросхеми 2 і приєднані до двонаправленої шини. Адресні входи однієї 
мікросхеми повинні бути сполучені однойменними адресними входами іншої 
мікросхеми. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист 33 
№ докум. Підпис Дата 
 
Таблиця 3.7 – Таблиця істинності мікросхеми програмованого ПЗП 
CS1 CS2 A0…А9 D0…D3 Режим роботи 
м м Ф Дані у Збереження 
прямому 
0 0 А коді Зчитування 
Примітка: М - будь-яка комбінація, окрім 00. 
Таблиця 3.8 – Таблиця істинності мікросхеми шинного формувача 
Значення А, В і Виходи у 
ВК УВ Напрям передачі 
С виключеному 
0 0 від входу Аі на вхід Ві Bi=Ai Ci 
0 1 від входу Ві на вхід Сі Ci=Bi - 
1 0 Передача відсутня Bi=Ci=i Bi,Ci 
1 1 Передача відсутня Bi,Ci Bi,Ci 
Всього адресних шин повинно бути 11 (211=2048). Сигнал старшого 
розряду адреса А!0 використовується разом з сигналом управління CS для 
формування сигналів управління, які подаються на мікросхеми 1 і 2 (CS1, CS2). 
При записі інформації в мікросхему 1 і читання інформації з неї (CS1=A10=O) на 
вхід CS мікросхеми 2 (CS2) повинен подаватися сигнал 1 з тим, щоб вона була в 
режимі зберігання (див. табл. 5.5), а при сигналі A10=l навпаки. При сигналі CS=1, 
що поступає з пристрою управління, ОЗП повинен працювати в режимі 
зберігання, для чого CS1=CS2=1. 
Для того, щоб можна було робити обмін інформацією між ОЗП і 
пристроями, які сполучені до двонаправленої шини 2, ОЗП сполучають з шинним 
формувачем. В цьому випадку до двонаправленої шини 1, до якої приєднаний 
ОЗП 1, необхідно приєднати виводи шинного формувача В1...В4. Виводи  A1…A4 
та C1…C4 треба приєднати до двонаправленої шини 2. 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. 34 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
4 Розрахунок основних елементів схеми 
 
 
4.1 Електричний розрахунок блоку живлення 
Для нормального функціонування схеми пристрою необхідне джерело 
живлення, що задовольняє вимогам даного пристрою. 
Для живлення процесорного блоку необхідне джерело стабілізованого 
живлення Uip1= 12B ±5%; Uip2 = 5В ±5%; Uip3 = -5В  ±5%. 
Найпоширенішим джерелом постійного струму є випрямляч, який 
перетворює перемінний струм в постійний. Випрямляч складається з трьох 
елементів: силового трансформатора, який слугує для пониження напруги мережі 
до необхідної величини, схеми випрямляча, що складається з одного або 
декількох вентилів володіючих односторонньою провідністю струму, 
згладжуючого фільтру, що зменшує проекцію випрямленого струму. В схему 
випрямляча можуть входить також різні допоміжні прилади для включення та 
виключення випрямляча, захисту від пошкоджень при порушенні нормального 
живлення и т.д. 
Згладжуючим фільтром випрямляча називають пристрій, який 
призначений для зменшення перемінної складової випрямленої напруги до 
величини, при якій забезпечується нормальна робота електронної апаратури. 
Основним параметром згладжуючого фільтру є коефіцієнт згладжування, що є 
відношенням коефіцієнта пульсації на вході фільтру kpvx  до коефіцієнта пульсації 
на його виході kрех: 
g=kpvx/kpex      (4.1) 
де kpvх - коефіцієнт пульсації на вході фільтру; kpex - коефіцієнт пульсації на 
виході фільтру. 
Коефіцієнт пульсації на вході фільтру задається залежно від призначення і 
типу живленої схеми. Звичайно він складає (0,001...0,002)%. Окрім забезпечення 
необхідного коефіцієнта згладжування, фільтр повинен задовольняти наступним 
додатковим вимогам: 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 35 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
• втрати напруги на фільтрі повинні бути мінімальними; 
• фільтр не повинен давати небезпечних для випрямного пристрою 
кидків струму при включенні; 
• габарити, маса і вартість фільтру повинні бути невеликими і т.д. 
Напруга на навантаженні джерела живлення може змінюватися. Це 
пояснюється тим, що при згладжуванні пульсацій фільтром зменшується тільки 
змінна складова випрямленої напруги, а величина постійної складової може 
змінюватися при коливаннях напруги живлячої мережі і струму навантаження. 
Для отримання необхідної величини постійної напруги застосовують 
стабілізатори напруги. Стабілізатором напруги називають пристрій, який 
автоматично підтримує з необхідною точністю постійну напругу на навантаженні 
(при зміні чинників, що дестабілізували, в обумовлених межах).  
 
Вибір силового трансформатора 
Силові трансформатори малопотужних випрямлячів, що використовуються 
для живлення електронної апаратури, є електромагнітними пристроями, які 
складаються з феромагнітного сердечника (магнітопровода) і обмоток. 
Сердечники трансформаторів виготовляються з високолегованих електричних 
сталей. Нашим вимогам відповідає трансформатор марки ТС-40-2, на його 
первинну обмотку подається напруга 115В, 400 Гц, а з вторинних обмоток 
знімається напруга 6В і 12В. 
 
4.2 Розрахунок випрямного пристрою на 12В 
Для живлення сучасної електронної апаратури найбільш часто вживані 
випрямлячі однофазного перемінного струму, які працюють в режимі 
двонапівперіодного випрямляння і схеми з подвоєнням або множенням  
випрямленої напруги. Найбільшого розповсюдження у випрямлячах знаходять 
напівпровідникові вентилі і головним чином кремнієві діоди. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 36 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Для отримання напруги Uip2=+5B ±5% і Uip3= -5 ±5% застосуємо схему 
однофазних двонапівперіодних випрямлячів з середньою крапкою, зображеною 
на рис. 4. 12. 
Визначимо орієнтовні значення параметрів вентилів Uобр, Іпр, Іпрс, а також 
габаритну потужність трансформатора STp: 
Uо6p=U0×B×2,82,            (4.2) 
де U0 - номінальна випрямна напруга; В - допоміжний коефіцієнт, В = 1. 
Uо6p =5×l×2,82=14,l B 
Inpc=0,5×I0               (4.3) 
де I0 - номінальний струм. 
Inpc=0,5×0,4=0,2 А 
Inp=O,5×D×Io    (4.4) 
де D - допоміжний коефіцієнт, D=2,l. 
Inp =0,5×2,1×0,4=0,42 А 
Визначимо амплітуду зворотної напруги на вентилі 
U0бpmax=Uo× (1 +Qmax)   (4.5) 
де Qmax – відносне відключення напруги. 
Uо6pmax=5×(1+22)=115B 
Виберемо тип вентилів. При цьому необхідно виконати умови: Uо6pmax > 
Uо6p >7.05 В;Inpcmax > Inpc >0.19 A; Inp <1.57× Inpcmax<0.8 A 
Звідси вибираємо тип вентилів: D226  
Його параметри:  Uoбpmax=400 B ;Inpcmax=0,3 А;Uпр=1 В 
Визначимо активний опір вентиля: 
U
R = пр
пр I  ,                (4.6) 
прс max
де U пр -падіння напруги на вентилі в прямому напрямку. 
 
 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис 37 
Дата 
 
               T1 V1  
 
~ Uc C1 Rh 
 
 
 
  V2 
   
 
Рисунок 4.2 – Схема однофазного випрямляча з середньою точкою 
R 1
пр = = 3.0Ом . 
0.3
Встановлюємо активний опір обмоток трансформатора 
S × f ×
ks×U 0×
Bm
4 s
R = U 0× I 0
mр f    (4.7) 
I 0× ×
s Bm
де ks – залежний коефіцієнт від схеми випрямляча, ks=4,7; Bm – амплітуда 
магнітної індукції в магнітопроводі трансформатора, BM=1.2; S – кількість 
стержнів трансформатора, S=2. 
4,7 5 2×400×1,2
× × 4
R 5×0,4
mр = = 2,15Ом  
0,4×400×1,2
Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора: 
K × S ×U S × f ×
Ls =
n 0
2 × I 0× f × × Bm
4 s   (4.8) 
( p −1) s Bm U 0× I 0
де Kn - залежний коефіцієнт від схеми випрямляча, Kn=4,3×10-3; p - число 
передаючих секцій обмоток, p=2. 
L 4,3×
= 10−3× 2×5
s ×0,4× 400×1,2 2× 400×1,2
× 4 = 6,73×10−4  
( 2
2 −1) 5×0,4
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     38 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Визначимо кут φ, який характеризує відношення між індуктивним та 
активним опором фази випрямляча: 
arctg(2π × f × )
ϕ = s Ls
r                (4.9) 
r = rmp + nb× rnp ,       (4.10) 
де r – активний опір фази випрямляча; nв – кількість послідовно ввімкнених 
і водночас працюючих вентилів, nв=1. 
r = 2,15 +1×3,3 = 5,45Ом  
ϕ arctg(2π ×400×6.75×
= 10−4)
=
5.45 2.050  
Знаходимо основний розрахунковий коефіцієнт: 
π × × r
A = I 0
m×U       (4.11) 
0
де m – кількість фаз випрямляча, для схеми з середньою точкою m=2; I0 – 
номінальний струм. 
A π ×0,4×5,45
= = 0,68
2 5  
×
По знайденому значенні А і куту φ визначаємо допоміжні коефіцієнти: 
а) В=1,4; б) D=1.8; в) F=5; г) H=800 
Величину ємкості, яка навантажує випрямляч (перший елемент фільтру) 
знаходимо по формулі: 
С = 100 H
×
r× ,          (4.12) 
kn
де Н – допоміжний коефіцієнт, Н=800; r – активний опір фази випрямляча, 
r=5.45; kn – заданий коефіцієнт пульсації випрямленої напруги у %, kn=3; C – 
ємність у мкФ: 
С = 100 800
× = 4892мкФ
5,45×3  
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 39 
 
Будуємо нагрузочну характеристику випрямляча, тобто залежність 
випрямленої напруги від струму навантаження U0=f(I0). 
За допомогою цієї характеристики можна визначити відхилення 
випрямленої напруги U0 від заданного значення при різних струмах 
навантаження, у тому випадку напругу холостого ходу Uxx,  струм короткого 
замикання Ікз і внутрішній опір випрямляча r0.  
Напруга холостого ходу випрямляча: 
U xx =U m× 2U ,    (4.13) 
U xx = 7× 2 ×5 = 49В  
Внутрішній опір випрямляча: 
U xx −r0 =
U 0 ,    (4.14) 
I 0
де Uxx – напруга холостого ходу випрямляча; Uo – номінальна напруга, 
Uo=5В; I0 – номінальний струм, I0=0.4 A 
r 49 − 5
0 = = 110Ом  
0,4
Струм короткого замикання: 
I m× 2U
кз = ,    (4.15) 
r
I 2× 2 ×5
кз = = 2.57A  
5.45
Визначимо ККД випрямляча: 
η = P0 ,                      (4.16) 
P0 +Рпм +Рв
де Рпм – втрати потужності на трансформаторі; Рв – втрати потужності на 
вентилях. 
Для визначення Рпм , користуємось розрахунком: 
Рпм=Sтр×(1-ηтр)=40×(1-0,85)=6 Вт            (4.17) 
Величину Рв знаходимо по формулі: 
Pв = I прс×U пр×N ,                    (4.18) 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     40 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
де N – загальне число вентилів у випрямлячі. 
Pв = 0,2×1× 2 = 0,4Вт  
η 40
= = 0,86  
40+ 6+ 0,4
Таким чином ККД випрямляючої схеми з середньою точкою дорівнює 
0,86%. 
 
4.3 Розрахунок згладжуючого фільтру на 12В 
Вибираємо найпоширенішу схему фільтру індуктивно-ємкісного фільтру, 
яка приведена на мал. 4.1. 
Дія конденсатора як елемента фільтру зводиться до того, що шунтуючи 
опір навантаження (еквівалентний опір живленого пристрою), він пропускає через 
себе найбільшу частину змінної складової випрямленого струму. Тому необхідною 
умовою, яка забезпечує згладжуюче дію фільтру, є співвідношення:  
1
<<
m ω R
× ×C н     (4.19) 
де m – кількість фаз випрямляча; 
ω = 2π × f , 
с
fc – частота мережі. 
 
Рисунок 4.3 – Схема згладжуючого фільтру 
Дія дроселя зводиться до того, що на ньому втрачається найбільша 
частина змінної складової напруги. Тому необхідно, щоб: 
m×ω×L>>RH     (4.20) 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис 41 
Дата 
 
Якщо Rн невідоме, то його можна розрахувати за законом Ома, знаючи 
величину U0 і І0 на навантаженні: 
R =U 0                                  (4.21) 
н I 0
Розрахунок фільтрів типу LC зводиться до визначення параметрів 
індуктивних і ємкісних  елементів забезпечуючих необхідне значення коефіцієнта 
згладжування. 
Знаходимо величину коефіцієнта згладжування: 
g = k пвх
k           (4.22) 
пвых
де kпвх - коефіцієнт пульсації на вході фільтру kпвх=0,006; kпвых - коефіцієнт 
пульсації на виході фільтру,  kпвых=0,002, 
g 0,006
= = 3
0,002  
g = g = 3 =1.7                    (4.23) 
зв
де g3B - коефіцієнт згладжування кожної ланки. 
Визначимо L1C1 для однієї ланки Г- образного фільтру: 
L1C1=2.5(gл+1)    (4.24) 
L1C1=2.5(1,7+1)=6,75 
Визначивши значення похідності L1C1, знайдемо окремо значення L1 і С1. 
Оскільки першим елементом фільтру є місткість яка була визначена в процесі 
розрахунку випрямляча, то значення місткості конденсатора фільтру C1 
вибираємо такої ж величини. 
Як конденсатор фільтру використовуємо електролітичний конденсатор. 
Керуючись таблицею номінальних значень місткостей конденсаторів вибираємо 
електролітичний конденсатор марки КР-50-24 місткістю 4700 мкФ. 
Визначимо індуктивність L1: 
6.75
L1 =
C      (4.25) 
1
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 42 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
L 6.75
1 = = 0.0014Гн  
4700×10−6
Вибираємо стандартний дросель Д202. 
Розрахуємо схему живлення на Uж=12 В ±5%. 
 
4.4 Розрахунок випрямного пристрою на 5В 
Для живлення електричної схеми пристрою автоматизованого контролю 
застосуємо схему випрямляча, яка представлена на рис. 4.2. 
Випрямляч, зібраний по цій схемі забезпечує двонапівперіодне 
випрямляння і має всі переваги схеми з середньою точкою. Разом з тим 
конструкція випрямляча спрощується, оскільки розміри і маса трансформатора 
зменшуються. Крім того, зворотна напруга на вентилі в мостовій схемі менше. 
Визначимо орієнтовні значення параметрів вентилів U обр , Iпрс, Iпр : 
Uобр=2,82U0    (4.26) 
де Uo - номінальна випрямлена напруга. 
Uобр=2,82×12=33,84 В 
Іпрс=0,5×І0     (4.27) 
Іпрс=0,5×0,2=0,1А 
де І0 – номінальне значення струму. 
 
Рисунок 4.4 Мостова схема випрямляча 
Іпрс=0,5×І0×D                      (4.28) 
де D - допоміжний коефіцієнт. 
Іпрс=0,5×0,1××2,1=0,105 А 
Визначаємо амплітуду зворотної напруги на вентилі: 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 43 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Uобрmax=12×(1+Qmax)                             (4.29) 
де Qmax - відносне відхилення напруги мережі. 
Uобрmax=12×(1+22)=276 В 
Вибираємо тип вентилів, при цьому необхідно виконати умови: 
Uобрmax>Uобр>16.92 В; Іпрmax>Iпрс>0,1 А; Iпр<1.57×Iпрmax<0.42 A 
Знаходимо опір вентиля в прямому напрямі: 
r = U пр
пр ,      (4.30) 
I пр max
де Unp - падіння напруги на вентилі в прямому напрямі. 
r 1
пр = = 3.3Ом  
0.3
Вибираємо випрямний діод типа Д226, його параметри: Uобрmax=400; 
ВІпрmax=0.3A; Uпр=1В 
Параметри випрямленого діода узяті з таблиці параметрів діодів і діодних 
зборок. 
Визначаємо активний опір обмоток трансформатора по формулі (4.7): 
S × f ×
ks×U s Bm
4
0× ×
Rmр =
U 0 I 0  
I 0× f ×
s Bm
3,5 12 2×400×1,2
× × 4
R 12×0,2
mр = = 9Ом  
0,2×400×1,2
де ks - коефіцієнт, який залежить від схеми випрямляння, ks=3.5; Bm - 
амплітуда магнітної індукції в магнітопроводі трансформатора; S - кількість 
стрижнів трансформатора, S=2; fc - частота мережі живлення, fc=400 Гц. 
Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора по 
формулі (4.8): 
× S × S × f ×
L = K n U 0 × I × f ×B × 4 s Bm  
s ( 2
p −1) 0 s m U 0× I 0
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     44 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
де К -3
п - коефіцієнт, який залежить від схеми випрямляння, Кп=5×10 ; р - 
число чергуючих секцій обмоток, р=2.  
5× −3× 2×12
L 2× 400×1,2
s =
10
2 ×0,2× 400×1,2× 4 = 3,77× −3 Гн  
(2 −1) 12×0,2 10
Визначимо кут ф, що характеризує співвідношення між 
індуктивним і активним опором фази випрямляча по формулам  4.9 і 4.10: 
arctg(2π × f × )
ϕ = s Ls
r  
r = rmp + nb× rnp  
де r - активний опір фази випрямляча; nв- кількість послідовно включених і 
одночасно працюючих вентилів, nв=2: 
r = 9+ 2×3,3 =15,6  
ϕ arctg(2π × 400×3,77×10−3)
= =
15,6 770
 
Знаходимо основний розрахунковий коефіцієнт по формулі 4.11: 
π ×
A = I 0× r
m×U  
0
де m - число фаз випрямляча, m=2; І0 - номінальне значення струму,  І0=0,2 А; 
r- активний опір фази, r=15.6 Ом. 
A π ×0,2×15,6
= = 0,4
2,5  
×12
По знайденому значенню А визначимо допоміжні коефіцієнти: 
а) В=1,5; б) D=1.65; в) F=3; г) Н=250 
Величину місткості навантажуючий випрямляч знайдемо по формулі 4.12: 
C = 100 H
× , 
r × kn
де Н – допоміжний коефіцієнт; r – активний опір фази випрямляча; kn – 
заданий коефіцієнт пульсації випрямленої напруги, kn=3%. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     45 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
C 100 250
= × = 544,66мкФ
15,6×3  
Напруга холостого ходу випрямляча: 
U хх =U m× 2 ×U =14× 2 ×12 = 235.2В , 
Струм короткого замикання по формулі 4.15:  
I m× 2U
кз =  
r
I 2× 2 ×12
кз = = 2,57А  
15,6
Внутрішній опір випрямляча по формулі 4.14: 
r =U xx −U 0
0  
I 0
де Uxx – напруга холостого ходу випрямляча; Uo – номінальна напруга, 
Uo=5В; I0 – номінальний струм, I0=0.4 A 
r 235,2−12
0 = =1,2кОм  
0,2
Визначимо ККД випрямляча по формулі 4.16: 
η = P0  
P0 +Рпм +Рв
де Рпм – втрати потужності на трансформаторі; Рв – втрати потужності на 
вентилях. 
Для визначення Рпм , користуємось формулою 4.17: 
Рпм=Sтр×(1-ηтр), 
де ηтр – ККД трансформатора. 
Рпм=40×(1-0,85)=6 Вт 
Величину Рв знаходимо по формулі 4.18: 
Pв = I прс×U пр×N , 
де N - загальна кількість вентилів у випрямлячі. 
Pв = 0,1×1× 4 = 0,4Вт  
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. 46 
Підпис Дата 
 
η 40
= = 0,86  
40+ 6+ 0,4
 
4.5 Розрахунок згладжуючого фільтру 
Для побудови згладжуючого фільтру вибираємо схему, побудовану на 
основі Г- образного індуктивно-ємкісному фільтру. Ця найпоширеніша схема 
приведена на рис. 4.3. 
Дія конденсатора, як елемента фільтру, зводиться до того, що шунтуючи 
опір навантаження (еквівалентний опір живленого пристрою), він пропускає через 
себе найбільшу частину змінної складової випрямленого струму. 
 
Рисунок 4.5 – Схема згладжуючого фільтру 
Дія дроселя зводиться до того, що на ньому втрачається найбільша частка 
змінної складової напруги. 
Знаходимо величину коефіцієнта згладжування по формулі 4.22: 
g = k пвх
k  
пвых
де kпвх - коефіцієнт пульсації на вході фільтру; kпвих - коефіцієнт пульсації 
на виході фільтру. 
k H
пвих =      (4.31) 
r×C
k 250
пвих = = 0.5  
15.6×544.66×10−6
g 0.03
= = 0.06
0.5  
g = g = 0.06 = 0.24  
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 47 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
де gзв – коефіцієнт згладжування кожної ланки. 
Визначимо величину L2C1 для кожної ланки Г- образного фільтру по 
формулі 4.24: 
L2C1=2.5(gзв+1) 
де gзв – коефіцієнт згладжування кожної ланки. 
L2C1=2.5(0,24+1)=3,1 
Визначивши значення L2С1 знайдемо окремо значення L2 і С1. 
Оскільки першим елементом фільтру є місткість яка була визначена в 
процесі розрахунку випрямляча, те значення місткості конденсатора фільтру С1 
вибираємо такої ж величини. 
Як конденсатор фільтру використовуємо електролітичний конденсатор 
марки К-50-24 місткістю 500 мкФ. 
Визначимо індуктивність L2 по формулі 4.25: 
6.75
L1 =
C  
1
6.75
L2 = = 0,0062Гн
500× −6  
10
Вибираємо стандартний дросель Д247. 
 
4.6 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального стабілізатора 
на +12В 
З аналогових інтегральних мікросхем серій К142, К181, К221, що 
випускаються в СНД, вибираємо мікросхему К142ЕН. Принципова електрична 
схема показана на рис. 4.4. 
Регулювання величини стабілізованої вихідної напруги позитивної 
полярності можна здійснювати за допомогою R1 (R1<20кОм). Опір R2 звичайно 
дорівнює 1.2кОм. 
За допомогою конденсаторів С1 і С2 забезпечується стійка робота 
мікросхеми. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 48 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
При Uex>5В місткості конденсаторів С2 і С3 можуть складати С2>100пФ, 
С3>1мкФ. 
 
Рисунок 4.6 – Схема інтегрального стабілізатора на + 12В 
Резистори R3, R4, R5 працюють в ланцюгах захисту. За допомогою 
дільника R4R5 подається напруга на базу транзистора захисту. Резистор R3 
служить датчиком струму в схемі захисту від перевантажень по струму. Опір цих 
резисторів вибирають із співвідношень: 
U (
ЕВ VT10)
R3 = ,    (4.32) 
I H max
де I H max  - максимальне значення струму навантаження I H max =0,25А. 
UEB(VT10)=UEB(VT8)≈0.7В 
R3=0.7/0.25=3 Ом 
+ (VT8)
R =U EX U EB
4     (4.33) 
IR4R5
ІR4R5=0.3мA 
R 12+ 0,7
4 = = 42кОм  
3×10−4
R5=2кОм=const 
Захист від перевантаження по струму спрацьовує при такому збільшенні 
струму навантаження, коли приріст напруги на зовнішньому резисторі R не 
менше 0,7В. В цьому випадку транзистор захисту мікросхеми (VT10) 
відкривається і шунтує регулюючий транзистор. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис 49 
Дата 
 
4.7 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального стабілізатора 
на+5В 
На рис. 4.5 приведена схема такого інтегрального стабілізатора. Ця схема з 
додатковим зовнішнім транзистором, який забезпечує підвищення вихідного 
струму. В цій схемі опір резистора R6 і місткостей С5 і С6 вибираються так само як 
в попередньому пункті, тобто C5>100пФ, С6>1мкФ, R6<20кОм. 
Резистор R7 обираємо з умови: 
R U
= оптmin
7 ,                (4.34) 
k21e (VT1)× I Dmin
де Uоптmin – мінімальне значення опорної напруги, Uоптmin=2В; K21e(VT1) - 
коефіцієнт передачі струму зовнішнім транзистором VT1; IDmin - мінімальний 
струм вихідного дільника напруги, IDmin=(1…1,5) мА.  
Зовнішнім транзистором вибираємо КТ818Б, для нього K21e(VT1)=20. 
R 2
7 = 22Ом  
1,5×10−3 ×20
Резистор R8 служить для замикання струмів витоку регулюючого 
транзистора, і вибирається в межах (50... 150) Ом. Вибираємо R8=100 Ом.  
 
4.8 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального стабілізатора 
на -5В 
В схемі використовуються два зовнішні додаткові транзистори VT2 і VT3, 
при зміні струму навантаження вихідна напруга міняється на деяке значення, яке 
через дільник R13, R14, R15 передається на вивід 3 мікросхеми, посилюється і 
виділяється на резисторі R10. Далі ця напруга посилюється транзистором VT3, 
який керує регулюючим транзистором VT2. Струм транзистора VT2 змінюється 
таким чином, що відбувається компенсація зміни напруги на навантаженні.  
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
  50 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 4.7 – Схема інтегрального стабілізатора на +5В 
Діод VD8 створює напругу зсуву на транзисторі VT3. Резистор R9 служить 
для забезпечення необхідного робочого струму через діоди VD7 і VD8. 
Резистор R9 є гасячим в ланцюзі стабілітрона. Його значення визначається 
з виразу: 
R U
≤ vx min −U0
9 I , 
стmin − I p min
де Iстmin - мінімальний струм стабілізації стабілітрона; Ipmin≤2мА - 
максимальний струм регулюючого елемента мікросхеми при максимальному 
струмі навантаження. 
R 15−11,5
9 ≤ −3 −3 = 910Ом  
8,5×10 − 4,7×10
Резистор R12 вибирається з таким розрахунком, щоб при максимальному 
струмі навантаження транзистор не виходив в режим насичення. Напруга 
стабілізації вибирається: 
7В≤Uпр≤17В 
Вибираємо стабілітрон Д814А. Струм протікаючий через R13, R14, R15 
повинен бути не менше 15 мА. Підбираємо номінали інших елементів: R10=200 
Ом; R11=430 ОМ; R12=510 Ом; R13=1,2 кОмR14=4,7 кОм; R15=12 кОм; C8=100 пФ; 
C9=100мкФ. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 51 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 4.8 – Схема інтегрального стабілізатора на -5 В 
Вибираємо транзистори VT3 і VT4 відповідно КТ819Б і КТ3117. Загальна 
схема стабілізованого блоку живлення приведена на кресленні. 
 
 
4.9 Оцінка точності і надійності 
Розрахунок надійності пристрою 
Проблема забезпечення необхідного рівня надійності проектуємої системи 
пов’язана з кількістю оцінок (вимірювання, розрахунком) показників надійності 
на етапах проектування і експлуатації. 
Ефективність проектування визначається точністю вимірювань показників 
вимірювання як аналітичними методами на перших етапах проектування, так і 
розрахунково-експериментальними методами на останніх етапах проектування і 
доведення. 
При апріорному аналізі надійності користуються можливими 
визначеннями показників надійності, так як часові характеристики, які 
визначають зміну технічних станів об'єкту (напрацювання до відмови, 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис 52 
Дата 
 
напрацювання між відмовами, час відновлення, термін служби, ресурс, 
залишковий ресурс, термін збереження), є випадковими величинами. 
Для розрахунку показників надійності в цьому випадку застосовується 
певна математична модель відмов, в якій випадковою величиною є тимчасова 
характеристика. 
Розглянемо зміст показників надійності. 
Вірогідність безвідмовної роботи Р(t)- це вірогідність того, що в межах 
заданого напрацювання відмови у об'єкта не виникне. 
Оскільки для проектованого пристрою напрацювання прийнято 
вимірювати в одиницях часу, позначимо тривалість напрацювання через Т, а 
поточний час через t, тоді: 
Р(t)=Вер (T>t)       (4.35) 
Тобто, вірогідність безвідмовної роботи є вірогідність того, що випадковий 
час напрацювання об'єкту повністю Т буде більше заданого інтервалу часу. 
Вірогідність відмови об'єкту: 
Q(t)=1-P(t),    (4.36) 
Вірогідність безвідмовної роботи P(t) як показник безвідмовності володіє 
наступними властивостями: P(0)=1, тобто передбачається, що до початку роботи 
об'єкт є безумовно працездатним; lim P(t) = 0 , тобто передбачається, що об'єкт не 
t→∞
dP(t)
може зберігати свою працездатність необмежено довго; ≤ 0
dt , тобто 
передбачається, що після відмови об'єкт не може самостійно відновити свою 
працездатність. 
Для розрахунку надійності проектованого пристрою, скористаємося 
функцією λ(t), яка  є узагальненою  характеристикою розподілу, несучою 
інформацію одночасно про дві функції: f(t) – густина розподілу величини і P(t) 
- вірогідність безвідмовної роботи. В довідковій літературі по надійності 
приведені інтенсивності відмов виробів електронної техніки, механічних і 
електромеханічних виробів, одержані на основі їх випробувань. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 53 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Інтенсивність відмов λ(t) визначається як умовна  вірогідність відмови 
об'єкту, визначувана за умови, що до даного моменту часу відмови не виникло. 
При визначенні надійності показників систем для отримання 
розрахункових формул застосовують логічні схеми розрахунку надійності. 
Перебування системи в працездатному стані в розглянутий момент часу є 
складною подією, яка складається з ряду простих подій, а саме: перебуванням в 
працездатному стані кожного функціонального блоку системи. 
Відповідно теоремі множень подій вірогідність перебування системи в 
працездатному стані в момент часу t, тобто вірогідність безвідмовної роботи 
системи Pб(t) здійснюється визначається похідною вірогідності безвідмовної 
роботи кожного функціонального блоку: 
n
Рб (t) =ΠPi      (4.37) 
i=1
Визначення величини Рбі(t) здійснюється аналогічним чином по теоремі 
множення подій через вірогідність безвідмовної роботи елементарних 
компонентів, з яких складаються функціональні блоки системи: 
m
Рбi (t) =ΠPбеj      (4.38) 
j=1
Для практичного вживання залежності (6.3) і (6.4) необхідно здійснити 
перехід від Рбєj(t) до λ(t), що здійснюється за допомогою формули: 
 t 
Рбі (t) = exp− ∫λ (t)бі dt  ,   (4.39) 
 0 
де λбі (t) - інтенсивність відмов функціонального блоку системи виражена 
через інтенсивність відмов елементарних компонентів функціонального                
блоку (ФБ). 
λ n
бі =∑     (4.40) 
k=1λ k
Середнє напрацювання до відмови при експоненціальному розподілі: 
T 1
1 =      (4.41) 
λ
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 54 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Розрахунок імовірності безвідмовної роботи функціональних блоків 
системи і самої системи в інтервалі часу від 0 до 10000 ч, через 1000 ч приведений 
в таблиці 6.1 
Параметр потоку відмов визначається як відношення математичного 
очікування числа відмов об'єкту за достатньо мале його напрацювання до 
значення цього напрацювання. Для експоненціального розподілу маємо: 
ω(t)=λ=ω=const,     
 (4.42) 
де ω(t) – потік відмов. 
 
Таблиця 4.1 - Вірогідність безвідмовної роботи елементів системи і системи в 
цілому 
Час          
роботи, Р1 Р2 Р3 Р4 Р5 Р6 Р7 Р8 ∑ Р 
ч. 
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1000 0,99996 0,9998 0,9961 0,99173 0,99462 0,99925 0,99968 0,99985 0,98073 
2000 0,99992 0,99976 0,99322 0,98354 0,98926 0,99651 0,99936 0,99970 0,96183 
3000 0,99988 0,99964 0,98985 0,97541 0,98393 0,99476 0,99904 0,99955 0,94329 
4000 0,99984 0,99952 0,98649 0,96735 0,97863 0,99303 0,99872 0,99940 0,92512 
5000 0,99981 0,99940 0,98314 0,95935 0,97336 0,99129 0,99840 0,99925 0,90729 
6000 0,99977 0,99928 0,97981 0,95142 0,96812 0,98956 0,99808 0,99910 0,88980 
7000 0,99973 0,99916 0,97648 0,94356 0,96291 0,98783 0,99776 0,99898 0,87266 
8000 0,99969 0,99904 0,97317 0,93576 0,95772 0,98610 0,99744 0,99880 0,85584 
9000 0,99965 0,99892 0,96986 0,92802 0,95256 0,98437 0,99712 0,99865 0,83935 
10000 0,99961 0,99880 0,96657 0,92035 0,94743 0,98265 0,99681 0,99830 0,82317 
Дисперсія часу роботи до відмови є другий центральний момент 
випадкової величини t: 
D(t) 1
= ,     (4.43) 
λ 2
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
  55 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
D(t) 1
= = 2.63×109
( 2  
1.95×10− 5)
Математичне очікування напрацювання до відмови: 
M (t) 1
=
λ  ,    (4.44) 
M (t) 1
= = 51282.05
1.95×10−5  
Середньоквадратичне відхилення напрацювання повністю від 
математичного очікування рівне: 
σ D(t) 1
= = = M (t) .   (4.45) 
λ
Дисперсія характеризує розкид напрацювання щодо середнього значення. 
σ =51282,05 
Метод експлуатації системи визначається технічною експлуатацією 
мікропроцесорного комплекту, на базі якого побудована система. В даному 
випадку - це експлуатація по технічному стану до відмови; стратегія технічного 
обслуговування по стану. 
Вибір стратегії експлуатації по стану повністю базується на наступних 
положеннях: 
• високий рівень безвідмовності (напрацювання порядка 5000 годин на 
відмову) забезпечений структурним і функціональним резервуванням вживанням 
сучасної високонадійної елементної бази з високою ступенем інтеграції, сучасною 
технологією виробництва зменшенням кількості паяних з'єднань; 
• вбудовані засоби контролю дозволяють з великою достовірністю 
фіксувати відмови і порушення працездатності системи з глибиною до 
функціонального блоку. 
Спеціального технічного обслуговування система не вимагає. 
Вбудований контроль системи здійснюється: 
• при оперативних формах технічного обслуговування по сигналу 
"Контроль", або уручну оператором; 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 56 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
• при штатній роботі системи, коли "стандартний режим тесту" 
виконується як фонова тестова програма щодо робочої програми, яка має 
вищий пріоритет. Управління в тестовій програмі передається з робочої 
програми асихронно. 
Повнота контролю в стандартному режимі складає 0,92% для ПЗП і 
процесора. 
 
Аналіз точності 
В цифрових приладах відношення меж вимірювань звичайно рівне 10, 
при цьому вимоги до точності підвищуються, оскільки на початку робочої 
частини межі (приблизне 10%) відносна погрішність при переважанні складових 
погрішності, не залежних від вимірюваної величини X, буде в 10 разів більше. В 
статичному режимі при Х=const сумарна погрішність цифрового приладу 
визначається трансформованою, методичною, інструментальною і дрейфовою 
погрішностями. 
Джерелами трансформованої погрішності ΔTY є помилки введення 
аргументів ΔвХi в АЦП, обумовлені погрішностями відповідних датчиків та 
каналів передачі інформації і формою представлення вхідного сигналу. 
Значення трансформованої погрішності ΔT визначається  по формулі: 
I =m ∂Ф
∆ТY ≈ ∑ ∂ X ∆B X I ,    (4.46) 
I =1 1
де Ф - функціональна залежність tgδ(U); Δв – погрішність введення 
аргументу ХІ, (І=1,2,…,m). 
Методична погрішність ΔмY дорівнює різниці між істинним значенням 
вимірюваної величини ХІ та реальним показником приладу ХП. 
∆mY = Х і − Х п ,    (4.47) 
Технологічні погрішності виготовлення, монтажу, регулювання окремих 
елементів і блоків приладу, зміни параметрів оточуючого середовища, які 
викликають первинні інструментальні ΔіХі і дрейфові ΔдрХі погрішності 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 57 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
аргументів, обумовлюють інструментальні погрішності ΔіY, дрейфові 
погрішності ΔдрY функції відповідно: 
I=m
∆uY ≈∑ ∂Ф
∂ X ∆u X I     (4.48) 
I=1 1
I=m
Y ∑ ∂Ф
∆др ≈
Х ∆др X I    (4.49) 
I=1 ∂ 1
 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 58 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
5 Технологія виготовлення фотошаблону 
 
5.1 Тип виробництва 
Тип виробництва визначає спосіб виготовлення фотошаблонів, побудову 
технологічного процесу і ступінь його деталізації. Залежно від об'єму виробничої 
програми, технічних і економічних умов виробництво прийнято ділити на 
одиничне, серійне і масове. Одиничне виробництво фотошаблонів 
характеризується широкою номенклатурою і малим об'ємом випуску. Для 
виготовлення фотошаблонів в серійному і масовому виробництвах характерне 
використання устаткування, що дозволяє механізувати і автоматизувати 
виробничі процеси. Ухваленню рішення про методи і послідовність виготовлення 
фотошаблонів передує процес оптимізації варіантів для певного типу 
виробництва. 
Згідно ГОСТ 3.1121-84 характеризується коефіцієнтом закріплення 
операції Кзо: 
О
К зо =
∑
∑Р  ,    (5.1) 
де ∑О  і ∑Р  - - сумарне число відповідно операцій і робітників місць. 
Виходячи з приведеної формули, необхідно встановити співвідношення 
між трудомісткістю виконання операцій і продуктивністю робочих місць. На 
даному етапі проектування нормування операцій можна виконати, користуючись 
орієнтовними нормами типового технологічного процесу. 
На підставі початкових даних і маючи свій в розпорядженні штучний або 
штучно-калькуляційний час, що затрачується на кожну операцію, визначають 
кількість одиниць устаткування: 
N ×
m = T шті(шт−к)
i ,    (5.2) 
60×F gη з.н.
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. 59 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
де N – годова програма; T шті(шт к ) - штучне або штучно-калькуляційний час, 
−
хв; F g - дійсний годовий фонд часу Ч.; η - нормативний коефіцієнт загрузки 
з.н.
устаткування (залежить від типу виробництва). 
Після розрахунку по всіх операціях значень m встановлюють прийняте 
число робочих місць Р, округляючи до найближчого цілого числа набуте значення 
m. Для операцій, що не вимагають великих витрат часу, значення m може бути 
значно менше одиниці. Це означає, що номенклатура робітників на таких робочих 
місцях повинна бути розширена. 
Кількість операцій, які можуть бути виконані на кожному робочому місці, 
визначають по формулі: 
η
О = з.н.
η ,     (5.3) 
з.ф.
де η - коефіцієнт фактичного завантаження устаткування. 
з.н.
η m
=
з.н. P ,     (5.4) 
Після розрахунку числа робочих місць і кількості операцій результати 
підсумовують і визначають Кзо по формулі (5.1). При масовому і 
багатосерійному виробництві 1≤ Кзо ≤40, при середньосерійному 10≤ Кзо ≤20, 
при малосерійному 20≤ Кзо ≤40, при одиничному Кзо не регламентується. 
 
5.2 Виготовлення первинного і робочого фотошаблонів 
Первинний фотошаблон одержують хімічною обробкою експонованих 
фотопластин в установці для прояву фотопластин, заздалегідь проконтролювавши 
температуру робочих розчинів термометром. Час обробки відлічують по 
секундоміру. 
Робочий фотошаблон одержують копіюванням первинного фотошаблону 
на контактно-копіювальному верстаті і подальшою хімічною обробкою матеріалу. 
Перед копіюванням первинний фотошаблон слід протерти з боку підкладки 
серветкою, змоченою в етиловому спирті (для видалення пилу, бруду і жирних 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 60 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
плям). Скло контактно-копіювального верстата слідує протерти антистатичною 
серветкою. Для освітлення при копіюванні і обробці пластин фототехнічної 
плівки використовують ліхтар з червоним світлофільтром. Діазографічні плівки 
копіюють і обробляють при звичайному нормальному освітленні, не допускаючи 
попадання на матеріал прямого сонячного проміння або ультрафіолетового 
випромінювання. При копіюванні первинний фотошаблон і матеріал прикладають 
один до одного і переносять в контактно-копіювальний верстат, причому 
емульсивний шар первинного фотошаблону і світлочутливий шар матеріалу 
повинні знаходиться в безпосередньому контакті. 
Експонування проводять через первинний фотошаблон на світлочутливий 
матеріал. 
Робочий фотошаблон на фототехнічній плівці ФТ-41П виготовляють 
шляхом експонування її на контактно-копіювальному верстаті точковим 
джерелом білого світла і хімічною обробкою експонованого матеріалу. Реактиви, 
матеріал і рецептура оброблювальних розчинів, порядок операцій і режими 
обробки приведені в розділі 5.4. Робочий діапозитив на диазографічній плівці 
виготовляють таким чином: після експонування диазографічну плівку обробляють 
в проявному пристрої в парах аміаку до максимального насичення кольору 
фотозображень. 
 
5.3 Алгоритм виготовлення робочої програми управління 
Виготовлення фотошаблонів способом фотографічного зменшення 
оригіналу малюнка плати, виконаного вручну, не задовольняє вимогам 
підвищеної точності у зв'язку із зростанням густини друкарського монтажу, 
кількості типів плат на виріб, появою багатошарової плати. Прагнення 
задовольнити вимоги підвищеної точності, зберегти і навіть скоротити терміни 
виготовлення фотошаблонів плати вимагає нових методів роботи. 
Автоматизоване виготовлення фотошаблонів включає: автоматизоване 
викреслювання світловим променем (М1:1) малюнка фотошаблону за робочою 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     61 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
програмою управління; напівавтоматизовану підготовку і виготовлення цих 
програм управління.  
Послідовність операцій підготовки виготовлення робочої програми 
управління, аналіз і її коректування, контроль і отримання первинного 
фотошаблону зображена у вигляді алгоритму на рис. 5.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 5.1 –  Алгоритм виготовлення робочої програми керування 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. 62 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
5.4 Вибір технологічного процесу 
Фотошаблони виготовляються залежно від густини провідного малюнка 
або однократним, або подвійним, або потрійним викреслюванням, тобто пробні 
малюнки плати викреслюються на фотопапері, а потім контрольний малюнок 
плати на фотопластині або фототехнічній плівці. Даний технологічний процес 
забезпечує виготовлення фотошаблону на фототехнічній плівці методом обігу. 
Таблиця 5.1 - Порядок операцій і їх найменування 
Порядок операцій і їх Розчини, що 
найменування використовуються 
Натрій сірчанокислий 
1. Проявлення безводий 40 г/л ГОСТ 
4166-97 
2. Промивка в проточній воді  
Сірчана кислота 9 мл/л 
3. Вибілювання 
ГОСТ 4204-97 
4. Промивка в непроточній воді  
 
5. Промивка в проточній воді  
 
Натрій сірчанокислий 
6. Освітлювання безводий 50 г/л ГОСТ 
4166-97 
7. Промивка в проточній воді  
  
Натрій сірчанокислий 
8. Проявлення безводий 40 г/л ГОСТ 
4166-97 
9. Промивка в проточній воді  
1 0.  Фіксація  Амоній хлористий 50 г/л 
11. Промивка в непроточній воді    
12. Ослаблення (при необхідності, Калій 
для видалення загальної вуалі) залізосиньородистий 5 г/л 
 13. Промивка в проточній воді    
1 4. Сушка  
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 63 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
5.5 Режими виготовлення фотошаблонів 
Температурний режим 
Таблиця 5.2 - Порядок операцій і їх найменування при температурному 
режимі 
Порядок операцій і їх 
Температура t,°C 
найменування 
1. Проявлення 22 ±0,5 
2. Промивка в проточній воді 18...22 
3 . Вибілювання 18...22 
4. Промивка в непроточній воді 18...22 
 5. Промивка в проточній воді 18...22 
 6. Освітлювання 18...22 
7. Промивка в проточній воді 18...22 
8 . Проявлення 18...22 
9. Промивка в проточній воді 18...22 
1 0. Фіксація 18...22 
11. Промивка в непроточній воді 18...22 
 12. Ослаблення (при необхідності, для 18...22 
видалення загальної вуалі) 
 13. Промивка в проточній воді 18...22 
 14. Сушка в природних умовах 
 
Часовий режим 
Таблиця 5.3 - Порядок операцій і їх найменування при часовому режимі 
Порядок операцій 
Тривалість обробки, хв. 
і їх найменування 
1. Проявлення  6 
2. Промивка в проточній воді 6...8 
3. Вибілювання 3...4 
 
4. Промивка в непроточній воді 5...7 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист 64 
№ докум. Підпис Дата 
 
Продовження таблиці 5.3 
5. Промивка в проточній воді 2...3 
6 . Освітлювання 1,5...2 
7. Промивка в проточній воді 2...3 
8 . Проявлення 3...4 
9. Промивка в проточній воді 0.5...1 
1 0. Фіксація 8...10 
11. Промивка в непроточній воді 5...7 
1 2. Ослаблення (при необхідності, 
візуально 
для видалення загальної вуалі) 
 13. Промивка в проточній воді 15...20 
 14. Сушка  
 
5.6 Інструменти і устаткування 
Первинний фотошаблон повинен бути одержаний на розкреслюючому 
автоматизованому пристрої методом розкреслювання. Відхилення центрів 
контактних майданчиків від вузлів координатної сітки складає: для первинних 
фотошаблонів ±0,1 мм; для робочих фотошаблонів ±0,12 мм. Задані параметри 
забезпечує наступне устаткування: 
• контактно-копіювальний верстат KVP-G3 (Японія); 
• проявочний пристрій для фототехнічної плівки; 
• пристрій для пробивки фіксуючих отворів (79ВЯ42АТ); 
• мікровольтметр МФ-4; 
• люксметр 1ЛКП; 
• стіл з підсвіченням; 
• секундомір; 
• фотоліхтар з червоним світлофільтром; 
• термометр для вимірювання температури розчинів від 15 до 40°С з 
ціною розподілу не більше ніж 1°С; 
• фіксуючі штифти 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 65 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
6 Спеціальний розділ 
 
6.1 Економічне обґрунтування розробки 
Впровадження системи контролю палива на основі ємнісного 
перетворювача є важливим кроком для підвищення ефективності та зниження 
витрат на паливо в різних галузях, таких як транспорт, промисловість та сільське 
господарство. Ця технологія забезпечує точний моніторинг та контроль рівня 
палива, що допомагає зменшити втрати та оптимізувати споживання. 
Основні переваги системи 
1. Точність та надійність: Ємнісні перетворювачі забезпечують високу 
точність вимірювань рівня палива, що дозволяє більш ефективно контролювати 
його витрати. 
2. Зменшення втрат: Система дозволяє оперативно виявляти витоки 
або несанкціоноване використання палива, що знижує втрати та підвищує 
безпеку. 
3. Оптимізація логістики: Постійний моніторинг рівня палива сприяє 
кращому плануванню постачань та поповнень, що знижує витрати на 
транспортування та зберігання. 
4. Зниження витрат на обслуговування: Надійність системи та 
зменшення аварійних ситуацій сприяють зниженню витрат на ремонт та 
обслуговування обладнання. 
Витрати на впровадження 
1. Закупівля обладнання: Первісні витрати включають придбання 
ємнісних перетворювачів, датчиків та супутнього обладнання. 
2. Інсталяція та налаштування: Витрати на встановлення системи, 
інтеграцію з існуючими технологічними процесами та навчання персоналу. 
3. Технічне обслуговування: Регулярні витрати на технічне 
обслуговування та можливі оновлення програмного забезпечення. 
Економічні вигоди 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 66 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
1. Зниження витрат на паливо: Завдяки точному контролю та 
оптимізації споживання палива загальні витрати на паливо можуть зменшитися на 
5-15%. 
2. Підвищення продуктивності: Оптимізація використання палива 
сприяє підвищенню ефективності роботи обладнання та транспорту. 
3. Швидка окупність: Інвестиції в систему контролю палива можуть 
окупитися протягом 1-2 років за рахунок зниження операційних витрат. 
Висновки 
Впровадження системи контролю палива на основі ємнісного 
перетворювача є економічно обґрунтованим кроком, який дозволяє знизити 
витрати на паливо, підвищити ефективність роботи та забезпечити швидку 
окупність інвестицій. Ця технологія є важливим інструментом для будь-якої 
організації, що прагне оптимізувати свої витрати та підвищити продуктивність. 
 
6.2 Охорона праці 
Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на співробітника 
проектної лабораторії 
В процесі розробки системи контролю палива на співробітника проектної 
лабораторії впливають різноманітні параметри оточуючого середовища, зокрема, 
температура, вологість і швидкість руху повітря, шум, вібрація, шкідливі 
речовини, різноманітні випромінювання тощо. 
При шкідливих умовах праці може погіршуватися продуктивність праці і 
створюватися передумови для виникнення травм і професійних захворювань. 
Саме тому необхідно проаналізувати фактори, що впливають на здоров'я і 
працездатність співробітників, що працюють в проектній лабораторії. 
Робочі місця співробітників встановлені в просторій кімнаті, яка 
мебльована столами та шафами, укомплектована комп’ютерною технікою та 
периферійним обладнанням. Всі предмети на робочих місцях співробітників 
знаходяться в робочій зоні в межах прямої видимості та розміщені на відстані не 
більше 70 см від працівника. Розміри столу становлять: ширина – 1,4 м, глибина – 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     67 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
0,8 м, висота – 0,72 м. Висота стільця становить 0,45 м. З врахуванням середнього 
росту людини, який складає 160–180 см, можна сказати, що положення, яке 
співробітник лабораторії займає при роботі відповідає рекомендаціям ДСТУ 
8604:2015. Монітори на столах розташовані таким чином, що відстань від екрану 
монітору до користувача складає не менше 70 cм, при цьому кут зору становить 
близько 30о. При цьому потрібно відмітити, що положення моніторів на робочих 
місцях вибрано найкращим чином, так як світло, що потрапляє через вікно, падає 
з лівого чи правого боку від працюючого в залежності від розташування робочого 
місця і, таким чином, не засліплює йому очі. Задля кращого уникнення 
негативного ефекту, пов’язаного з надмірною освітленістю приміщення, вікна 
обладнано жалюзі. 
Розміри лабораторії становлять: довжина – 9 м, ширина – 6 м, висота – 3 м. 
Відповідно її площа дорівнює 54 м2. Найбільша кількість одночасно працюючих 
становить 4 особи. Звідси площа, що припадає на одного робітника, дорівнює 13,5 
м2, що відповідає ДБН В.2.2.28-2010. Об’єм  приміщення  становить 162 м3. Звідси 
визначаємо, що об'єм який припадає на одну людину дорівнює 40,5 м3. 
Нормативне значення складає 20 м3. З наведених даних можна зробити висновок, 
що дане приміщення задовольняє вимогам ДБН В.2.2.28-2010. 
Раціонально виконане освітлення виробничих приміщень надає 
позитивного психофізіологічного впливу на працюючих, сприяє підвищенню 
якості продукції та продуктивності праці, забезпеченню її безпеки, знижує втому і 
травматизм на виробництві, зберігає високу працездатність в процесі праці. 
Недостатній рівень освітлення змушує напружувати зір, що призводить до 
швидкої втоми очних м'язів, загальною сонливості, головного болю і мігрені. 
Доведено також вплив освітленості на основні життєві процеси: м'язовий ріст і 
розвиток, роботу серцево-судинної системи, обмін речовин, стійкість до 
зовнішніх впливів на організм, формування імунної системи. 
Враховувати варто не тільки рівень освітленості, але і рівномірність 
розподілу світлових потоків - через різкі перепади знижується видимість, що 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. 68 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
створює додаткове навантаження на оптико-вегетативну систему людини. Також 
важливо враховувати колір ламп і тривалість впливу світла. 
В приміщенні лабораторії освітлення здійснюється через віконні отвори 
(природне однобічне освітлення), за допомогою світильників, які розташовані на 
стелі (штучне верхнє освітлення) або одночасно - світильники і вікна (сполучене 
освітлення). В приміщенні вздовж однієї зі стін розташовано 4 вікна, розміри 
кожного з яких становлять 2 м на 1,3 м. 
Величина необхідного освітлення на робочому місці приміщення 
нормується за ДБН В.2.5-28-2018. При штучному освітленні нормується величина 
освітленості в люксах (Лк), яка вибирається в залежності від характеристики 
зорової праці з урахуванням найменшого розміру об'єкта розрізнення, фона, 
контраста об'єкта розрізнення з фоном. 
За найменший об’єкт розрізнення приймаймо крапку в документі, розмір 
якої визначаємо на рівні 0,2–0,3 мм. Користуючись ДБН В.2.5-28-2018, 
визначаємо, що за розміром обраного найменшого об’єкта розрізнення, ступінь 
точності зорової праці відноситься до високого і становить ІІ розряд. Нормативне 
значення КПО для визначеного розряду зорової роботи відповідає – ен = 1,8%. 
Фактичне значення КПО в проектній лабораторії становить 24-26%. Отже, рівень 
природного освітлення в даному приміщенні знаходиться в нормі. 
В якості джерел світла при штучному освітленні використовуються 
люмінесцентні лампи, в світильниках типу ЛСП 02В-1×40, загальна кількість яких 
становить 8. Нормативне значення штучного загального освітлення становить 400 
лк. Фактичне значення в проектній лабораторії згаданого параметра становить 
220-250 лк, що майже в два рази нижче зазначеної норми, відповідно ДБН В.2.5-
28-2018. Таким чином, в даному приміщенні рекомендується модернізувати 
систему загального штучного освітлення. 
Приміщення лабораторії характеризується відсутністю сирості, 
неструмопровідною підлогою та нормативними параметрами мікроклімату. Тому 
приміщення лабораторії відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки 
ураження працюючих електричним струмом, згідно ПУЕ-17. Комп’ютери, 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. 69 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
встановлені на робочих місцях живляться від мережі змінного струму напругою 
220 В і споживають потужність менше ніж 3 кВт, що з урахуванням перетину 
проводів мережі свідчить про те, що мережа не буде мати постійного 
перенавантаження. Для виключення ураження працівників електричним струмом 
всі електронні прилади під’єднані до системи захисного занулення, згідно ДСТУ 
Б В.2.5-82:2016.  
Під час роботи з обладнанням при раптовому припиненні подачі 
електроструму потрібно негайно вимкнути електрообладнання. Категорично 
забороняється ремонтувати електрообладнання,  вмикати  та вимикати його, якщо 
це не передбачено в ході роботи, проводити будь-які перемикання на головному 
розподільному щиті. У випадку ураження електричним струмом слід терміново 
звільнити потерпілого від дії струму і прийняти міри по наданню першої 
допомоги, при необхідності викликати лікаря. 
Приміщення лабораторії, згідно з ДСТУ Б В.1.1.36:2016, відноситься до 
приміщень за категорією вибухопожежонебезпеки типу В (горючі та важкогорючі 
рідини, тверді горючі та важкогорючі речовини і матеріали (в тому числі пил та 
волокна), речовини та матеріали, здатні при взаємодії з водою, киснем повітря або 
одне з одним горіти, за умови, що приміщення, в яких вони знаходяться 
(використовуються), не належать до категорії А та Б). Для попередження пожеж в 
лабораторії, відповідно ДБН В.2.5-56-2014, змонтована електрична пожежна 
сигналізація (Страж М-501) променевого типу та теплові датчики типу (Satel 
DRP-100) у кількості 6 шт. Також дана лабораторія обладнана двома ручними 
вуглекислотними вогнегасниками ВВК-5, відповідно до Правил експлуатації та 
типових норм належності вогнегасників. 
Шум супроводжується коливанням частинок навколишнього середовища, 
що сприймається органами слуху людини як небажані сигнали. Зазвичай шум 
обумовлюється неприємним або небажаним звуком чи сукупністю звуків, що 
заважають сприйняттю корисних звукових сигналів, порушують тишу, чинять 
шкідливу або подразливу дію на організм людини, знижують її працездатність.  
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     70 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
В лабораторії рівень шуму, який в основному зумовлений одночасною 
роботою системних блоків комп’ютерів не перевищує 45 дБА. Інколи, при роботі 
принтера це значення досягає 55 дБА. Але відповідно ДСН 3.3.6.037-99 
нормативне значення допустимого рівню звукового тиску, рівню звуку та 
еквівалентного рівню звуку на робочому місці в лабораторії становить 60 дБА. 
Таким чином, фактичні рівні шуму в приміщенні лабораторії не перевищують 
нормативні значенні цього параметру. 
З появою нових технологічних рішень щодо здійснення бездротового 
електронного зв’язку лабораторія пронизана постійним електромагнітним 
випромінюванням. Нормативними документами встановлено вимоги до суб’єктів 
господарювання щодо захисту працівників від небезпеки для їх здоров’я, що існує 
або виникає внаслідок впливу електромагнітних полів. 
Згідно з цими нормативними актами перед початком робіт у разі 
застосування джерел електромагнітного випромінювання необхідно: 
- провести вимірювання напруженості електричної та магнітної складових 
електромагнітних полів 
- облаштувати виробниче приміщення і розташувати технологічне 
обладнання згідно гігієнічних нормативів. 
Аналізуючи зареєстрований рівень електромагнітного випромінювання на 
робочих місцях працівників лабораторії його напруженість не перевищує 
гранично допустиме значення відповідно до ДСН 3.3.6.096-2002. 
Мікроклімат суттєво впливає на організм людини. Усі життєві процеси в 
організмі забезпечують енергією рухову активність, менша частина якої 
витрачається на виконання корисної роботи, а велика частина перетворюється в 
теплову енергію. Це безперервне виділення теплоти в навколишнє середовище, 
кількість якої змінюється від 85 (в стані спокою) до 500 Вт (при важкій фізичній 
роботі), забезпечує нормальний перебіг фізіологічних процесів. 
Обов'язковою умовою життєдіяльності людини є повне відведення 
організмом теплоти, що виділяється, в навколишнє середовище або захист 
організму людини від надмірної віддачі тепла в навколишнє середовище. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     71 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Порушення теплового балансу веде до перегріву або переохолодження і, в 
подальшому, до порушення функціонального стану працівника, зниження і втрати 
працездатності, виникнення нещасних випадків, травм. При перегріванні можливі 
втрата свідомості і летальний результат, при переохолодженні - замерзання. 
Менш виражені відхилення комбінацій параметрів мікроклімату, що 
забезпечують комфортний стан людини, сприяють продовженню тимчасової 
непрацездатності, виникненню професійної патології. 
Згідно ДСН 3.3.6.042-99 окремо для двох періодів року, визначаємо 
оптимальні і допустимі значення температури, відносної вологості та швидкості 
руху повітря для категорії важкості роботи Іа. При цьому враховуємо, що верхня і 
нижня межа діапазону допустимої температури визначаються у залежності від 
того, постійне робоче місце чи непостійне. Усі робочі місця працівників 
лабораторії є постійними. 
Нормовані величини температури, відносної вологості і швидкості руху 
повітря в робочій зоні виробничого приміщення в холодний період року: 
- оптимальне значення температури 22-24°С; 
- допустиме значення температури 21-25°С; 
- оптимальне значення відносної вологості 40-60%; 
- оптимальне значення швидкості руху повітря 0,1м/с; 
- допустиме значення швидкості руху повітря ≤0,1 м/с. 
Нормовані величини температури, відносної вологості і швидкості руху 
повітря в робочій зоні виробничого приміщення в теплий період року: 
- оптимальне значення температури 23-25°С; 
- допустиме значення температури 22-28°С; 
- оптимальне значення відносної вологості 40-60%; 
- оптимальне значення швидкості руху повітря 0,1 м/с; 
- допустиме значення швидкості руху повітря 0,1-0,2 м/с. 
В лабораторії фактичне значення температури в холодний період року 
становить 20-22°С, що нижче від відповідної нижньої межі допустимого 
значення. Таким чином дані умови праці відносяться до першого ступеня 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
 72 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
шкідливості. Фактичне значення температури повітря в теплий період року 
становить 30-32°С, що в свою чергу перевищує допустиме значення.  
Фактичне значення швидкості руху повітря становить 0,2 м/с, що 
перевищує максимально допустиме значення лише в холодну пору року. Це може 
негативно вплинути на здоров’я робітника, так як з протягом пов’язані такі 
хвороби, як запалення м’язів, гострі респіраторні захворювання і ін.  
Фактичне значення відносної вологості повітря в приміщенні становить 
67-70%. Це відповідає першому ступеню шкідливості умов праці. Перевищення 
вологості в теплий період року призводить до підвищення температури тіла. При 
зниженні температури підвищена вологість може призвести до переохолодження 
тіла.  
На основі вищенаведених даних можемо сказати, температурний рівень в 
лабораторії не відповідає нормативним вимогам. Таким чином, в даному 
приміщенні рекомендується встановити кондиціонер. 
Інструктажі з питань охорони праці працівників лабораторії проводяться з 
метою навчання працівника правильно і безпечно для себе і виконувати свої 
трудові обов'язки. Інструктажі за часом і характером проведення поділяють на: 
вступний, первинний, повторний, позаплановий та цільовий. 
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; працівниками, які знаходяться у 
відрядженні на підприємстві й беруть безпосередню участь у виробничому 
процесі; в даному випадку трудового й професійного навчання в проектній 
лабораторії. Запис про проведення вступного інструктажу робиться в 
спеціальному журналі. Первинний інструктаж проводиться кожному працівнику 
індивідуально керівником лабораторії перед початком виконання роботи НПАОП 
0.00-4.12-05. 
Медичний огляд працівників проектної лабораторії проводиться регулярно 
відповідно до наказу МОЗ України №246 від 21.05.2007, що пов’язано з 
можливою наявністю шкідливих чи небезпечних умов праці;  з обладнанням, що 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист 73 
№ докум. Підпис Дата 
 
знаходиться під напругою, випромінює вібрацію та/або шум; довго тривалими 
однотипними роботами; хімічними речовинами, їх сполуками та елементами 
(неорганічного та органічного походження). 
За результатами проведеного аналізу можна зробити висновок, що 
технічний рівень лабораторії не відповідає нормативним вимогам. Це 
проявляється в наслідок підвищення температури повітря влітку вище 
встановленої норми. Тому, в даному приміщенні рекомендується встановити 
систему кондиціонування повітря. 
 
Розрахунок системи кондиціонування повітря лабораторії  
Кондиціонування - це комплекс систем, які призначені для створення в 
приміщеннях мікрокліматичних умов, оптимальних для життєдіяльності людей.  
Кондиціонер - пристрій для підтримання оптимальних кліматичних умов в 
квартирах, будинках, офісах, автомобілях, а також для очищення повітря в 
приміщенні від небажаних частинок. Призначений для зниження температури 
повітря в приміщенні. 
Типи кондиціонерів: 
- віконний кондиціонер; 
- спліт-система з внутрішнім блоком настінного типу; 
- спліт-система з внутрішнім блоком підлогово-стельового типу; 
- спліт-система з внутрішнім блоком касетного типу; 
- спліт-система з внутрішнім блоком канального типу; 
- мульти спліт-системи; 
- мультізональні системи (VRF або VRV системи). 
Віконний тип є моноблочним, врізається у віконний отвір або в стіну. Для 
встановлення ніякого особливого інструменту для нього не потрібно. 
Виробництво таких кондиціонерів добре відпрацьоване за багато років, звідки і 
береться їх довговічність.  
Віконний тип має істотний недолік, оскільки він моноблочний, компресор 
знаходитиметься у вашому приміщенні.  Другий мінус прохолодно буде не у вас в 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     74 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
кімнаті, а між шторою і вікном тому що встановлюється він безпосередньо у 
вікно. 
Безумовним плюсом є низька ціна віконного типу і можливість невеликої 
подачі свіжого повітря в приміщення. При низькому бюджеті будівництва можна 
обійтися віконними кондиціонерами і замовити вікна під розмір.  
Спліт-системи, як тип кондиціонера на відміну від віконних, діляться ще 
на відповідні типи. Під типом спліт-системи в основному розуміють тип 
внутрішнього блоку, зовнішні блоки по принциповому пристрою фактично 
однакові. Спліт-система має два блоки - внутрішній і зовнішній. Найбільш 
шумним є зовнішній блок, де знаходиться компресор, тому він виноситься на 
вулицю, а внутрішній, відповідно, встановлюється всередині приміщення. 
Спліт-система з внутрішнім блоком настінного типу набули 
найбільшого поширення в квартирах та невеликих офісних приміщеннях. Мають 
масу переваг: достатньо малошумні, і за ціною значно дешевше спліт-систем 
іншого типу. Також в своєму діапазоні холодильної потужності є монополістами - 
інші типи спліт-систем не мають холодильної потужності нижче 3,5 кВт. І при 
кондиціонуванні невеликого кабінету настінний тип спліт-системи не має 
конкурентів. 
Спліт-система з внутрішнім блоком підлогово-стельового типу у разі 
установки під стелею потік охолодженого повітря могутнім струменем поступає в 
обслуговуване приміщення. У разі установки в підлоговому варіанті, наприклад в 
перенаселеному працівниками офісі, приносить менше дискомфорту працівникам, 
ніж наприклад настінний кондиціонер. Будь-який кондиціонер створює біля себе 
«мертву зону», де рухливість повітря буде дуже високою. У настінних блоків це 
до 3 метрів, у підлогових - 1 метр. У підлоговому варіанті охолоджене повітря йде 
вгору і нікому особливо не заважає. Отже, підлогово-стельові кондиціонери в 
основному використовують в офісах, супермаркетах, витягнутих великих 
приміщеннях. 
Спліт-система з внутрішнім блоком канального типу має масу переваг 
в порівнянні з іншими типами. Одному кондиціонеру цілком під силу охопити до 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист 75 
№ докум. Підпис Дата 
 
10 дрібних приміщень, де необхідна холодопродуктивність по кожному 
приміщенню не перевищує 1,3 кВт. Якщо в кожній такій кімнаті встановити по 
окремій настінній спліт-системі, а мінімальна продуктивність будь-якої настінної 
спліт-системи нижче 1,8 кВт не існує, то перевага установки кондиціонування 
канального типу за ціною в порівнянні з установкою 10 окремих настінних спліт-
систем буде суттєвою. 
Ще однією незаперечною перевагою є те, що при використанні 
внутрішнього блоку цього типу можна підмішувати до 20 % свіжого повітря. Але 
є і зворотна сторона - не варто забувати, що свіжим повітрям можливо 
забезпечити тільки тоді, коли температура зовнішнього повітря не нижче мінус 5 
ºС.  
Спліт-системи з внутрішніми блоками канального типу мають і недоліки. 
Окрім необхідності наявності підвісної стелі, така система не дозволяє 
регулювати температуру в кожному приміщенні індивідуально. Датчик 
температури встановлюється в пульті управління кондиціонером, і розмістити ви 
його можете тільки в одній кімнаті. Іншою проблемою буде те, що кожне з 
приміщень може мати різний тепловий режим, одна кімната може виходити 
вікнами на південь, інша на північ. Може утворитися ситуація, коли в одній 
кімнаті буде максимальне теплове навантаження, а в іншій мінімальна. Установка 
індивідуального регулювання температури по кожній кімнаті у вартості 
наближатиметься до вартості всього устаткування. 
Останнім недоліком такої системи є те, що монтажу канального типу 
кондиціонування повинно передувати хороше проектне опрацьовування, 
розрахунок перетинів повітроводів. Інакше можливо отримати ситуацію, коли в 
одній кімнаті надмірно холодно, а в іншій навпаки жарко. 
В мульті-спліт-системах до одного зовнішнього блоку можна під'єднати 
відразу декілька внутрішніх блоків. Основна перевага мульті-спліт-систем це 
наявність одного зовнішнього блоку. В умовах міста, особливо в центрі, велика 
кількість зовнішніх блоків кондиціонерів, що висять на стіні і псує фасад будівлі, 
не залишає іншого вибору, як використання мульті-спліт-системи. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
     76 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Мультізональні системи (VRF або VRV системи) є найостаннішим і 
інноваційним досягненням в кондиціонуванні повітря. За принципом роботи це ті 
ж самі мульті-спліт-системи, але з можливістю підключення до 64 внутрішніх 
блоків. Важливою перевагою мультізональних систем є різноманітність 
внутрішніх блоків. 
Останнє покоління таких систем має одну з незаперечних переваг - 
максимально допустима довжина фреонових трас до 1000 метрів, що в умовах 
центральних вулиць міста дозволяє винести зовнішній блок в таке місце, де він не 
псуватиме фасад. Дані системи неймовірно економічні і довговічні. 
Середній термін їх експлуатації до 25 років, в порівнянні з побутовими 
спліт-системами 6-10 років. Інтелектуальна система управління роботою системи 
дозволяє досягти максимальної економії при роботі деяких внутрішніх блоків в 
режимі охолоджування, а інших в режимі тепла. Система VRV (VRF) дозволяє 
перенести частину тепла з одного приміщення в інше. При цьому споживання 
системи знижується майже в 2 рази. 
Встановлюють такі системи найчастіше в бізнес-центрах, торгових 
центрах, урядових установах і на багатьох інших об'єктах, де необхідна 
центральна система кондиціонування великої кількості приміщень. 
 
Рисунок 6.1 - Будова та принцип дії кондиціонера типу спліт-системи 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 77 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Розрахуємо потужність кондиціонера для лабораторії площею 54 м² з 
висотою стель 3 м, в якій здійснюються роботи з проектування та моделювання. В 
лабораторії працюють 4 людини, а також є 4 комп'ютери, і невеликий 
холодильник з максимальною споживаною потужністю 250 Вт. Кімната 
розташована на сонячній стороні. Комп'ютери всі одночасно працюють, оскільки 
ними користується 4 людини. 
Спочатку визначимо теплоприпливи від вікна, стін, підлоги і стелі. 
Коефіцієнт Q виберемо рівним 40, так як кімната розташована на сонячній 
стороні: 
                                               Q1 = S * h * q / 1000                                   (6.1) 
де: 
S – площа лабораторії; 
h – висота стелі; 
q - коефіцієнт припливу тепла. 
Q1 = 54 м² * 3 м * 40 / 1000 = 6,48 кВт 
Теплоприпливи від 4 робочих в спокійному стані складуть 0,4 кВт. 
Q2 = N *qод.л.= 4 * 0,1 = 0,4 кВт 
Далі, знайдемо теплоприпливи від техніки. Оскільки комп'ютери 
працюють одночасно, то в розрахунках необхідно враховувати суму з цих 
приладів, а саме сумарну кількість тепла. Це комп'ютери, тепловиділення від яких 
становлять 0,9 кВт. Холодильник виділяє 0,95 кВт: 
                                     Q3 = 0,9 + 0,95 = 1,85 кВт                                       (6.2) 
Тепер ми можемо визначити: 
                                            Q = Q1 + Q2 + Q3                                             (6.3) 
Q = 6,48 + 0,4 + 1,85 = 8,73 кВт 
Рекомендований діапазон потужності (від -5% до + 15% розрахункової 
потужності Q): 8,2935 кВт < Q < 10,0395 кВт. 
Необхідно обрати модель кондиціонера відповідної потужності. Більшість 
виробників випускає спліт-системи з потужностями, близькими до стандартного 
ряду: 2,0 кВт; 2,6 кВт; 3,5 кВт; 5,2 кВт; 7,0 кВт. З цього ряду обираємо модель 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
    78 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
потужністю близькою до 5,2 кВт. В приміщенні відділу планується встановити 2 
кондиціонери. 
Технічні особливості кондиціонера MIDEA MSMB-12HRFN1-ION 
1. Економічний режим (Еко-режим). Кондиціонер підтримує в приміщенні 
температуру повітря +24 °С з мінімальним шумом і споживанням електроенергії. 
2. Мотор DC - inverter внутрішнього блоку. У внутрішніх блоках для 
обертання крильчатки використовується DC-мотор. Це дозволяє значно знизити 
рівень шуму і енергоспоживання і отримати 12 позицій зміни швидкості 
крильчатки. 
3. Алюмінієвий теплообмінник з гідрофільним покриттям. Підвищена 
змочуваність теплообмінника, алюмінієві пластини якого мають спеціальне 
покриття з гідрофільним шаром, забезпечують швидке видалення конденсату з 
внутрішнього блоку, що не дозволяє швидко утворюватися цвілі і бактеріям, 
забезпечуючи при цьому більш ефективну роботу кондиціонера. 
4. Температурна компенсація. Функція температурної компенсації усуває 
різницю температур між підлогою та стелею шляхом змішування різних шарів 
повітря. Працюючи на охолодження, система занижує температуру вихідного 
потоку повітря. Внаслідок цього час на охолодження приміщення скорочується, а 
більш холодний струмінь компенсується  теплим повітрям, що підіймається 
шляхом перемішування. Таким чином відбувається компенсація температур та 
вирівнюється загальна температура в приміщенні. 
Технічні характеристики кондиціонера MIDEA MSMB-12HRFN1-ION 
- Рекомендована площа приміщення - 35 м2; 
- Тип фреону - R410A; 
- Режими: автоматичний, вентилятор, іонізація, нічний, обігрів, осушення, 
охолодження;  
- Можливість роботи при низькій температурі (<-10° C); 
- Потужність на охолодження - 4.51 кВт; 
- Теплопродуктивність - 4.92 кВт; 
- Максимальний рівень шуму внутрішнього блоку - 38 дБА; 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 79 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
- Максимальний рівень шуму зовнішнього блоку - 54 дБА; 
- Тип компресора – інверторний; 
- Тип установки внутрішнього блоку – настінний. 
 
 
 
Рисунок 6.2 – Кондиціонер MIDEA MSMB-12HRFN1-ION 
 
 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. 80 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
Висновок 
 
В дипломному проекті була поставлена задача розробити систему   
контролю авіаційного палива, використовуючи метод контролю, заснований на 
діелектричних властивостях нафтопродуктів із застосуванням закритого 
вимірювального осередку. 
Як чутливий елемент застосовується трьохелектродний конденсатор. 
Ємкісні чутливі елементи є безконтактні. Вони прості по конструкції, мають малу 
вартість, оскільки їх легко виготовити з дешевих матеріалів; мають велику 
чутливість. Використання елемента з трьома електродами, дозволяє збільшити 
чутливість. 
Використання, як технічного рішення, МПС дозволяє уніфікувати 
розробку. Це дає можливість використовувати пристрій в стаціонарних умовах.  
Експлуатація даного пристрою підвищить загальний рівень безпеки, 
зменшить концентрацію шкідливих речовин в повітряному середовищі робочої 
зони, і т.п. 
Розробка також ефективна і з економічної точки зору. 
Арк 
РС-203ск.024.414.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис 81 
Дата