ChSTU repository

Зміст 
 
Стор. 
Технічне завдання……………….……………………………………. 2 
Вступ…………………………………………………………………... 5 
1 Обґрунтування необхідності проектування  на основі критичного  
аналізу існуючих аналогів……………………………………….………….. 6 
2 Обґрунтування технічного завдання……………………………… 24 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми  
пристрою ……………………………………………………………..………. 27 
3.1 Розробка структурної схеми ……………………….............…... 27 
3.2 Розробка та розрахунок електричної принципової схеми …..… 29 
3.3 Підготовка приладу до роботи…………………………………. 32 
3.4 Вибір інтерфейсу підключення до ЕОМ ………………………. 37 
4 Розрахунок основних елементів приладу…………………………. 42 
4.1 Конструкторсько-технологічний розрахунок…………………… 42 
4.2 Електричний розрахунок друкованої плати…………………….. 46 
4.3 Розрахунок на віброміщність…………………………………….. 48 
4.4 Оцінка надійності……………….………………………………... 51 
5 Технологічний розділ………………………………………………. 53 
5.1 Обґрунтовування та вибір технологічного процесу виготовлення  
плати ……………………………………………….………………………..…. 53 
5.2 Технологічний процес виготовлення плати  ……………………. 54 
5.3 Вимоги, що висуваються до монтажу елементів РЕА………..… 59 
5.4 Основні вимоги, що висуваються при паянні елементів до  
плати…………………………………………………………………………… 59 
5.5 Технологічний контроль виготовлення плати  …………………. 60 
 
СКРС-83СК.022.404.001ПЗ 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 Разраб. Сипко Р.С. Лит. Лист Листов 
Дистанційний вимірювач 
 Пров. Базіло К.В. 
М.О.. різниці фаз з автономним 3  
  
 Н. Контр. Тичков В.В. режимом  ЧДТУ  
 Утв.  Пояснювальна записка 
 
 
5.6 Загальні вимоги до монтажу друкованої плати…………………. 61 
5.7 Нормування часу монтажних робіт………………………………. 62 
6 Спеціальний розділ............................................................................ 64 
6.1 Економічне обґрунтування  розробки пристрою……………….. 64 
6.2 Охорона праці…………………………………………………….. 74 
Висновок……………………………………………………………… 87 
Список використаної літератури……………………………………. 88 
Додаток А  Відомість технічного проекту ………………………….. 
Додаток Б  Перелік нормативної документації ……………….......... 
Додаток В  Специфікації, перелік елементів……………………..…. 
Додаток Г Комплект документації на технологічний процес 
виготовлення ………………………................................................................. 
Додаток Д  Результати розрахунку на ЕОМ ……………….......…… 
 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 4 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Вступ 
 
Фаза є фізичною величиною, що характеризує аргумент синусоїдальної 
функції часу, яка описує коливальний процес. фазою напруги u =Um sin(t + ), є 
величина (t + ). Очевидно, миттєва фаза лінійно залежить від часу. Тому для двох 
гармонійних коливань з різними частотами u1 =Um1 sin(1t + 1 ) , 
u2 =Um2 sin(2t +2 )  різниця фаз  = (1 − 2 )t + 1 − 2  також є лінійною 
функцією часу. 
У практиці радіовимірів найбільш важливою вимірювальної завданням є 
вимір різниці фаз двох гармонійних коливань з рівними частотами. При цьому 
різниця фаз дорівнює різниці початкових фаз  = 1 − 2 . 
Модуль цієї величини називають фазовим зрушенням. Для двох 
негармонійних коливань поняття різниці фаз можна ввести як різниця моментів 
часу (t2 – t1),  в які ці коливання мають однакові фази. Наприклад, якщо в моменти 
 переходу коливань через нуль їх напруги матимуть однакові напрямки змін, можна 
висловити різницю фаз через різницю моментів часу, прирівнюючи миттєві фази 
2
t + =t + , звідки  = 1 −2 = (t2 − t1 ) = (t2 − t1 ), де T - це період. В 
1 1 2 2
T

цьому випадку вимірюють час затримки τ, яке визначається формулою  = .  
2f
В якості xд, тобто заходи різниці фаз, можуть бути застосовані або фазовий 
зсув, створюваний мірою фазового зсуву, або відомий інтервал часу, за який 
використовується період коливань зі стабільною і добре відомою частотою. 
Розглянемо заходи фазового зсуву, пристрої та методи вимірювання різниці фаз. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 5 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
1 Обґрунтування необхідності проектування  на основі критичного 
аналізу існуючих аналогів 
 
Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використане для 
визначення різниці фаз двох сигналів. Мета винаходу - розширення діапазону 
вимірюваних кутів і підвищення швидкодії. У пристрій, що містить сумарно-
різницевий блок 1, фазообертач на π/2 суматор 14, введені два дільники 3 і 4 на три, 
два інвертори 5 і 15, чотири ланцюжки 6 - 8 по n резисторів в кожній, 2n суматорів 
10 і 11, 2n тригерів 19 і 20, два квадратора 12 і 13, фазообертач 16 на  π /2, дільник 
17 частот, тригер 18 і індикатор 21 позиційного коду . У пропонованому пристрої 
зона однозначності виміру різниці фаз істотно(у два рази) розширена і складає 
720(± 360°), при цьому істотно підвищена швидкодія пристрою, оскільки воно 
обмежене лише часом спрацьовування опорного тригера 18 і складає величину 
порядку періоду вхідних коливань.  
Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використане для 
 
визначення різниці фаз двох сигналів. 
Відоме облаштування для виміру різниці фаз двох сигналів, що складається 
зі змішувачів, входи яких є входами пристрою, виходи змішувачів сполучені з 
входами підсилювачів проміжної частоти, виходи яких сполучені з входами 
фазометра(см.например, "Довідник по радіолокації"/ Під ред. Звідник Н. Сов.радіо, 
1980 р. т. 4, стор. 36, рис. 31). 
Недоліком такого пристрою є те, що в нім великий вплив на результат 
виміру різниці фаз роблять неідентичності фазових і частково амплітудно-
частотних характеристик підсилювачів на результат измеренеия різниці фаз. 
Найбільш близьким за технічною суттю до винаходу являється вимірювач 
різниці фаз по авт. св. СРСР N 1347031, GOIR 25/00, 1986 р[1]. 
Цей вимірювач містить два сумарно-різницеві блоки, фазообертач на π /2, 
два розгалужувачі, чотири комутатори, суматор, підсилювач тієї, що несе, детектор 
тієї, що огинає, смуговий підсилювач, фазометр і генератор. 
Входи першого сумарно-різницевого блоку є входами пристрою. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 6 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Сумарний вихід першого сумарно-різницевого блоку сполучений з входом 
першого розгалужувача. Різницевий вихід першого сумарно різницевого блоку 
через фазообертач на π /2 сполучений з входом другого розгалужувача. 
Перший вихід першого розгалужувача сполучений через перший комутатор 
з першим входом суматора. Другий вихід першого розгалужувача сполучений з 
першим входом другого сумарно-різницевого блоку. 
Перший вихід другого розгалужувача сполучений з другим входом другого 
сумарно-різницевого блоку, а другий вихід другого розгалужувача через третій 
комутатор сполучений з третім входом суматора. Сумарний вихід другого сумарно-
різницевого блоку сполучений через другий комутатор з другим входом суматора, 
а різницевий вихід другого сумарно-різницевого блоку сполучений через 
четвертий комутатор з четвертим входом суматора. Вихід суматора сполучений 
через послідовно сполучені підсилювач тієї, що несе, детектор тієї, що огинає, 
смуговий підсилювач що огинає з першим входом фазометра, другий вхід якого 
сполучений з виходом генератора[1]. 
 
Входи комутаторів, що управляють, сполучені відповідно з другим, третім, 
четвертим і п'ятим виходами генератора. Вихід фазометра є виходом пристрою. 
Пристрій працює таким чином. 
На входи сумарно-різницевого блоку поступає змінна напруга[1]. 
                                   (1.1) 
і що мають зрушення фаз між собою Δφ. 
На сумарному і різницевому виходах сумарно-різницевого блоку(з 
урахуванням ділення потужності навпіл) будуть присутніми сигнали відповідно 
                                                 (1.2) 
 .                                               (1.3) 
 
і на входах розгалужувачів(з урахуванням зрушення фази на π /2 на фазообертачі) 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 7 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
На виходах першого розгалужувача буде сигнал з амплітудою  а на 
виходах другого розгалужувача з амплітудою , на сумарному виході сумарно-
різницевого блоку з урахуванням ділення потужності коливання з амплітудою π /2, 
а на різницевому його виході з амплітудою π /2. З другого виходу генератора на 
вхід першого комутатора, що управляє, подаються комутуючі імпульси тривалістю 
τ і з періодом T, причому T = 4τ. 
З третього, четвертого і п'ятого виходів генератора на входи, що 
управляють, відповідно другого, третього і четвертого комутаторів поступають 
також імпульси тривалістю τ і з періодом T = 4τ, але зі зміщенням в часі відносно 
другого виходу відповідно на t, 2τ, 3τ. 
Отже, на перший вхід суматора поступає без затримки імпульс амплітудою 
τ  і тривалістю τ, а на другий вхід поступає імпульс амплітудою τ тривалістю τ і із 
затримкою на величину t на третій вхід імпульс амплітудою τ із затримкою на 
величину 2 τ і на четвертий вхід імпульс амплітудою π /2 і із затримкою на час 3 t. 
 Таким чином, на виході суматора формується сигнал частоти, що несе, 
амплітуда якого U(t) міняється з частотою комутуючих імпульсів, що поступають 
з генератора за ступінчастим законом так, що[1] 
                            (1.4) 
Цей сигнал посилюється підсилювачем що несе і детектується 
квадратичним детектором, на виході якого формується напруга, пропорційне U2(t). 
У смуговому підсилювачі тієї, що огинає виділяється перша гармоніка цієї напруги, 
яка подається на перший вхід фазометра. Її фазовий набіг визначається величиною 
φ= 2arctg U2/U1 або з урахуванням значень U1 і U2, φ=Δφ. 
Цей набіг перетвориться у вихідну напругу фазометром, на другий вхід 
якого поступає опорний синусоїдальний сигнал з частотою υ= 2π/T з першого 
виходу генератора. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 8 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Усі елементи від входів до основного підсилювача пасивні і, отже, що 
практично не вносять скільки-небудь істотних помилок. 
Основний же активний елемент підсилювач не вносить істотних помилок, т. 
до. інформація знаходиться у фазі такою, що огинає коливань, що несуть, а не в 
параметрах коливань, що самих, що несуть[1]. 
Недоліком цього пристрою є відносно вузький діапазон однозначності 
вимірюваних фазових кутів(+180o) і, крім того, порівняльна інерційність і 
складність, оскільки результат виміру формується після закінчення декількох 
періодів тієї, що огинає, кожен з яких складається приблизно з десяти періодів тієї, 
що несе. 
Мета винаходу розширення діапазону вимірюваних кутів і підвищення 
швидкодії. 
Зазначена мета досягається тим, що в пристрій, що містить сумарно-
різницевий блок, входи якого є входами пристрою, фазообертач на π / 2, суматор, 
введені два подільника на три, два інвертора, чотири ланцюжки по n резисторів в 
 
кожній, опору яких розподілені по косинусоїдального закону, 2n суматорів, 2n 
тригерів, два квадратора, фазообертач на π / 2, дільник частоти, тригер, індикатор 
позиційного коду, при цьому сумарний вихід сумарно-різницевого блоку з'єднаний 
з першим дільником на три, перший вихід якого з'єднаний з входом першої 
ланцюжка з n резисторів, другий з входом другого ланцюжка, третій вихід з входом 
першого квадратора, різницевий вихід сумарно-різницевого блоку через 
фазообертач на π / 2 з'єднаний з входом другого подільника на три, перший вихід 
якого через перший інвертор з'єднаний з входом третьої ланцюжка резисторів, 
другий вихід другого подільника на три з'єднаний з входом четвертої ланцюжка з 
n резисторів, третій вихід другого подільника на три з'єднаний з входом другого 
квадратора, виходи першого і другого квадратора з'єднані з входами суматора, 
вихід якого через інвертор і фазообертач на π / 2 з'єднаний з входом подільника 
частоти на два, вихід якого з'єднаний з входом опорного тригера, вихід тригера 
з'єднаний з другими входами 2n керованих порогових елементів (УПЕ) - (трігерів), 
відводи першої і другої ланцюжків резисторів з'єднані з першими входами 2n 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 9 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
суматорів, відводи третьої і четвертої ланцюжків резисторів з'єднані з другими 
входами 2n суматорів, виходи яких з'єднані з першими входами 2n УПЕ, виходи 
останніх з'єднані з входами індикатора позиційного коду, вихід індикатора 
з'єднаний з виходом пристрою[1]. 
На рисунку1.1 приведена функціональна схема пристрою. Вимірювач 
різниці фаз містить сумарно-різницевий блок 1, фазообертач на π/2, дільники на три 
3, 4, інвертор 5, ланцюжки резисторів 6, 7, 8, 9, що кожна, що складається з n 
послідовно сполучених резисторів, 2n суматорів 10, 11, квадраторов 12, 13, 
суматора 14, інвертора 15, фазообертача на π /2 16, дільника частоти на два 17, 
опорного тригера 18, 2n керованих порогових елементів(КПЕ) 19, 20, виконаних у 
вигляді тригерів, що синхронізуються, індикатор позиційного коду 21. 
Входи сумарно-різницевого блоку 1 підключені до входів пристрою, 
сумарний вихід сумарно-різницевого блоку 1 з'єднаний з дільником на три 4, 
перший вихід якого з'єднаний з входом ланцюжка з n резисторів 6, другий - з 
входом ланцюжка 7, третій вихід з входом квадратора 12 різницевий вихід сумарно 
 
разностного блоку, через фазообертач на π / 2, з'єднаний з входом дільника на три 
3, перший вихід якого через інвертор 5, з'єднаний з входом ланцюжка резисторів 8, 
другий вихід дільника на три 3 з'єднаний з входом ланцюжка резисторів 9, третій 
вихід подільника 3 з'єднаний з входом квадратора 13, виходи квадраторов 12 і 13 
з'єднані з входами суматора 14, вихід якого, через інвертор 15 і фазообертач на π / 
2 16, з'єднаний з входом дільника частоти на два 17, вихід якого з'єднаний з входом 
опорного тригера 18 , вихід якого з'єднаний з другими входами 2n керованих 
порогових елементів (КПЕ) 19 і 20, відводи ланцюжків резисторів 6 і 7 з'єднані з 
першими входами 2n суматорів 10 і 11, відводи ланцюжків резисторів 8 і 9 з'єднані 
з другими входами 2n суматорів 10 і 11, виходи яких з'єднані з першими входами 
2n УПЕ 19 і 20, виходи останніх з'єднані з входами індикатора позиційного коду 
21, вихід індикатора 21 з'єднаний з виходом пристрою[1]. 
 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 10 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.1 – Структурна схема пристрою 
Вимірювач працює таким чином. 
На входи сумарно різницевого блоку 1 поступає напруга і зрушення фаз між якими 
вимагається виміряти[1]. 
 
                                         (1.5) 
На сумарному виході сумарно-різницевого блоку 1 буде напруга 
 і на різницевому . 
На виході фазообертача 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 11 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
                                                 (1.6) 
На виході квадратора 12 буде напруга U21[1] 
                                                (1.7) 
На виході квадратора 13 
                                                (1.8) 
Після суматора 14[1] 
                                     (1.9) 
На виході інвертора 15(змінна складова) 
U2
1+U2
2 = U2/2 cos2ωt.                                 (1.10) 
Після фазообертача 16 
S = U2
1+U 2
2  = Uo sin2ωt(Uo= U2/2)                              (1.11 
і на виході дільника частоти на два 17 
 
So= Uosinωt.                                                (1.12) 
На виході опорного тригера 18 буде меандр, синфазний з напругою S0. 
На входи ланцюжків 6 і 7 поступає напруга U1 на вхід ланцюжка 8 напруга 
- U2 і на вхід ланцюжка 9 напруга U2. 
Розподіл опорів в ланцюгах резисторів 6,7,8,9 від входу до виходу має 
косинусоїдальний характер. Отже, і розподіл амплітуд напруги уздовж ланцюжків 
резисторів 6,7,8,9 від точки введення до заземлення теж буде косинусоїдальним і 
має вигляд, як показано на рисунку 1. 2, з якої видно, що значення X пов'язане з 
номером знімання одного з n резисторів в ланцюжку таким чином(де n кількість 
знімань) : 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 12 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
Рисунок 1.2 – Розподіл опорів 
 
 
Рисунок 1.3 – Розподіл напруги 
На рисунку 1.3 (За і Зб) показано розподіл напруги на кожному з двох 
ланцюжків резисторів 6,7 і 89, на які подається вхідна вимірювана напруга 
відповідно ( з урахуванням зміни знаку напруги після інвертора 5). Легко 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 13 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
переконатися(підставляючи замість X номери знімань від Про до n відповідно до 
роз'яснень до рисунка1.2), що розподіл напруги уздовж осі X(знімань), як і 
показано графічно на фіг. 3а і 3б, рівно 
.                                  (1.13) 
На ланцюгах 6 і 7(рисунок1.3); 
.                                  (1.14) 
На ланцюгах 8 і 9(рисунок 1.З б) 
Вихід кожного знімання ланцюжка 6 підсумовується з відповідним виходом 
знімання ланцюжка 8(у суматорі 10) а вихід номерного знімання ланцюжка 7 з 
відповідним виходом ланцюжка 9(у суматорі 11). 
Розподіл сумарної напруги уздовж осі X(знімань) показаний на               
рисунку 1.3 в. 
Дійсно, підсумовуючи вирази і отримаємо: 
 
                                 (1.15) 
чи, підставляючи значення U1 і U2 
                                 (1.16) 
Аналогічний розподіл і на перших входах КПЕ 19, 20, тобто на першому 
вході До-20 КПЕ напруга визначається як 
                                 (1.17) 
Отже, розподіл амплітуд вхідної напруги від номера до номера КПЕ 19, 20 
має косинусоїдальний характер, причому фаза цього розподілу дорівнює 
напіврізниці фаз вхідної напруги. 
На рисунку 1.3 а і б та рисунок 1.4 позитивним значенням кривих 
відповідають амплітуди коливань, синфазних сумарним коливанням(сигналам 
сумарного виходу сумарно-різницевого блоку 1 при ΔφО), тобто синфазних 
опорному коливанню S0(меандру, сформованому з S0), фаза якого постійна і не 
залежить від Dv. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 14 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.4 – Амплітуда коливань 
При коливаннях, протифазах опорному( S0), відповідні ті, що огинають 
будуть негативними. 
Із співвідношення для Uвх.КПЕ і фіг. Зв і 4 витікає, що повний період 
 
однозначності тієї, що огинає(при зміні X від - 1 до +l) відповідає зміні _в межах 
2(від -π до +π). 
Наявність в запропонованому облаштуванні опорного коливання S0 з 
фазою, незалежною від Dv при будь-яких її значеннях, дозволяє повністю 
реалізувати вказану зону однозначності зміни _в межах від -π_ до +π_ або зміни Dv 
в межах від - 2πдо +2(тобто 720o). КПЕ 19 і 20 спрацьовують тільки при збігу у часі 
двох позитивної напруги на першому і другому його входах, тобто спрацьовують 
тільки ті КПЕ, у яких вхідна напруга на першому і другому входах синфазні. 
Оскільки на другі входи усіх КПЕ 19, 20 подається опорна напруга S0, 
спрацьовують ті КПЕ 19 і 20, напруга на перших входах яких синфазні S0. 
Отже, вихідна напруга усіх КПЕ, що спрацьовують, синхронна(синфазна) 
між собою послідовність імпульсів з періодом, рівним періоду коливання змінної 
вхідної напруги, причому номер першого або останнього КПЕ 19, що спрацював, 
20 в області переходу що огинає через нуль в позитивному або негативному 
напрямі(на фіг. 4 він в цьому випадку дорівнює 3) і дає інформацію про різницю 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 15 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
фаз у вигляді позиційного коду, який фіксується у відповідному індикаторі 21 або 
перетвориться в інший код. 
Число знімань в резистивних ланцюгах 6-9 і відповідно КПЕ 19,20 
вибирається, виходячи з вимог до роздільної здатності і точності вимірів. 
Таким чином, в запропонованому пристрої зона однозначності виміру 
різниці фаз істотно( у два рази) розширена і складає 720o(± 360o). 
Крім того, істотно підвищена швидкодія пристрою. На відміну від 
прототипу воно обмежується тут лише часом спрацьовування опорного тригера 18 
і складає величину порядку періоду вхідних коливань - визначуваного інерційністю 
елементів до тригера та дільника частоти[1].  
Пристрої порівняння 
Як пристрої порівняння в вимірах фазового зсуву застосовують: 
 при автоматичному зрівноважуванні - фазовий детектор; при 
неавтоматическом (ручному) зрівноважуванні - будь відліковий пристрій, 
свідчення якого функціонально пов'язані зі зміною різниці фаз двох сигналів, т. е. 
 
вимірювач різниці фаз. Фазовий детектор (рис. 1.5, а) являє собою вимірювальний 
перетворювач, на входи якого подаються два змінних напруги однієї частоти, а на 
виході з'являється постійна складова напруги, функціонально пов'язана з різницею 
фаз Δφ. Напруга u1 підводиться до первинної обмотці трансформатора Т1; у 
вторинній обмотці складові цієї напруги u '1  та u "1  мають однакові амплітуди U m1и 
U m1  і протилежні фази. напруга u2 надходить в однаковій фазі через трансформатор 
Т2 на входи детекторів Д1 і Д2. З урахуванням того, що на входах детекторів будуть 
діяти напруги u = u ' + u , u = u ''д1 1 2 д2 1 + u2 , амплітуди результуючих напружень на 
входах детекторів Umд1 и Umд2 можна визначити з векторної діаграми (рис. 1.5,б)  
 
2 2
                    U = (U ' '
mд1 m1 ) + (Um2 ) + 2Um1Um2 cos     (1.18) 
 
2 2
      U '
mд2 = (Um1 ) + (Um2 ) − 2U '
m1Um2 cos .      (1.19) 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 16 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
  
 
 D1 
 u' C R 
1  
 
u
 1 
U
T2 вых 
 
 u"1 R 
u
 T1 2 C 
 D2 
 
а) 
 
U

 m1  
U   
φ m1
 
U
 m2  
U U  
 mд2  mд1
 
 
б) 
 
РисунРоикс .15..56 .– В Векеткотронраняа д диіааггрраамма  напряужг ефнаизйо фваозгоов одгеот едкетоекртао ра 
Тут враховано, що U ' ''
m1 =Um1 . В результаті перетворення напруги на 
навантаженнях детекторів становитимуть: 
 
       U вых1 = KдUmд1 , U вых2 = K дUmд2 ,    (1.20)  
 
де  Kд - коефіцієнт перетворення детектора. 
Вихідна напруга фазового детектора після перетворень може бути 
наближено представлено формулою: 
2K '
дUm1Um2 cos
U вых = .     (1.21) 
( ' )2 2
Um1 + (Um2 )
якщо U '
m1<< U '
m2 , то U вых = 2KдUm cos . 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 17 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
При φ = 90˚ Uвых = 0. У цьому полягає зручність індикації різниці фаз. Таким 
чином, фазовий детектор може бути використаний як пристрій порівняння в 
складних автоматичних Фазометр і системах автоматичного підстроювання 
частоти. 
Осцилографічні вимірювання фазового зсуву 
Два коливання можна спостерігати одночасно на екрані двухлучевого 
осцилографа або однолучевого, на вході якого включено електронний комутатор. 
На зображенні (рис. 1.6 а) вимірюють відрізки ab і ac, а фазовий зсув визначають за 
формулою[2] 
 = (ab ac) 360  .     (1.22) 
Точність цього способу невисока. Фазовий зсув в цьому випадку 
визначають за відліковий пристрій - ЕПТ, пристрій порівняння - оператор. Більш 
точним є спосіб синусоїдальної розгортки. напруга u1 =Um1 sin(t + ) подають на 
Y- вхід, а напруга u2 =Um2 sint  на X - вхід осцилографа. Миттєві відхилення 
 променя на екрані по осях X і Y рівні[2] 
 
x = hxu2 = X sin t , y = hyu1 = Y sin(t + ) ,                               (1.23) 
де X = hxUm2 , Y = hyUm1  - амплітуди відхилень. 
На екрані з'явиться еліпс (рис. 1.5, б). Будемо вважати, що hx = hy. Ця умова 
легко виконати, зрівнявши між собою попередньо коефіцієнти перетворення 
каналів X і Y. Якщо hx = hy, то вимірюваний фазовий зсув пов'язаний з розмірами 
еліпса співвідношенням: 
 
tg 2 = A B ,     (1.24) 
 
де А і В - мала і велика піввісь еліпса. 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 18 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
Рисунок 1.6 -  Осцилографічні вимірювання фазового зсуву а) при лінійної 
 в часі розгортці; б) при синусоїдальної розгортці 
На екрані з'явиться еліпс (рис. 1.6, б). Будемо вважати, що hx = hy. Ця умова 
легко виконати, зрівнявши між собою попередньо коефіцієнти перетворення 
каналів X і Y. Якщо hx = hy, то вимірюваний фазовий зсув пов'язаний з розмірами 
еліпса співвідношенням[2]: 
 
tg 2 = A B ,     (1.24) 
 
де А і В - мала і велика піввісь еліпса. 
Зрозуміло, що такий вимірювач фазового зсуву може бути використаний і в 
якості пристрою порівняння при ручному урівноважені, наприклад, в 
компенсаційному методі. 
Вимірювач фазового зсуву з перетворенням в часовий інтервал 
Різниця фаз двох напруг u1 і u2 (рис. 1.7) перетворять в часовий інтервал 
відповідно до визначення різниці фаз за формулою[3]: 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 19 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
 = 360  t T .     (1.25) 
 
 
 
 Рисунок 1.7 – Часова діаграма напруг перетворювача фазового зсуву в 
часовий інтервал 
Відповідно до цієї формули вимірюється різниця фаз перетвориться в 
часовий інтервал Δt. Для цього вхідні кола і формують пристрою (рис. 1.8, а) 
містять такі пристрої: підсилювач-обмежувач, що диференціюють ланцюга, 
обмежувачі, пропускають імпульси однієї полярності[3]. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 20 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
 
Рисунок 1.8 – Вимірювач фазового зсуву з перетворенням в часовий 
інтервал: а) структурна схема (1 - вхідні ланцюг, 2 - підсилювач-обмежувач, 3 - 
 
диференційні ланцюга, 4 - обмежувач, 5 - тригер), б) узагальнена структурна схема 
З виходів формуючих пристроїв напруги надходять на трігер. Першим 
імпульсом тригер переводиться з одного стану в інше, а другим повертається в 
первісний стан. В результаті виробляється послідовність прямокутних імпульсів 
струму тривалістю Δt. Середній за період струм Iср може бути визначений, 
наприклад, миллиамперметром. оскільки I 
ср = Imax t T , то  = (I ср Imax )360 , т. 
к. амплітуда імпульсу струму Im, видається обмежувачем незмінна. 
Узагальнена структурна схема такого вимірювача (рис. 1.8, б) 
представляється схемою прямого перетворення, в якій xізм перетвориться в 
постійний струм. мірою xд є значення постійного струму, що вимірюється 
магнітоелектричним міліампер[3]. 
Коефіцієнт перетворення KI визначають розрахунковим шляхом або 
експериментальним способом при градуюванні шкали фазометра. Відлік 
результату проводиться за шкалою. Таким чином, порівняння xизм і xд проводиться 
за допомогою шкали приладу, який один раз або періодично "запам'ятовує" 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 21 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
значення xд, перетворені в відхилення стрілки міліамперметра. Тією мірою, якою 
значення KI  не змінюється в часі, а xизм та xд перетворюються з одним і тим же 
коефіцієнтом перетворення, то вимір відбувається у відповідності з наступними 
співвідношеннями[3]: 
 
K I = I к xд , x ' '
изм = I K I = (I I к )xд ,                           (1.26) 
 
де Iк - позначає струм, відповідний калібровані значенням фазового зсуву, 
що приймається за x ; I '
д  - струм, що відповідає вимірюваній фазового зсуву. 
Очевидно, якщо I ' = Iк, то xизм = xд, а якщо I ' ≠ Iк, то x '
изм = I xд Iк . Таким чином, 
порівняння вимірюваного фазового зсуву з дійсним значенням проводиться на 
основі порівняння струмів. 
 
Вимірювання фазового зсуву з гетеродинним перетворенням частоти 
 В діапазоні дуже високих частот виникають труднощі формування 
рахункових імпульсів необхідної частоти і створення швидкодіючих лічильників. 
Тому для розширення частотного діапазону фазометрів застосовують гетеродина 
перетворення частоти вимірюваних сигналів, що дозволяє звести вимір фазового 
зсуву практично на будь-якій частоті до вимірювання фазового зсуву на фіксованій 
проміжній частоті. Структурна схема фазометра з гетеродинним перетворенням 
частоти наведена на рис. 1.9[3].  
Частоту напруг u1 та u2 перетворять за допомогою змішувачів, на які 
подають напругу uг від загального гетеродина. Виборчі підсилювачі, настроєні на 
проміжну частоту fпр, виділяють напруги u '1  и u '2  проміжної частоти fпр = f – fг. 
Фазовий зсув між u '1  та u '2  вимірюють низькочастотних фазометром уздовж будь-
яких схем, розібраних раніше. Якщо обидва канали схеми ідентичні, фазові 
співвідношення між досліджуваними напругами при перетворенні частоти 
зберігаються і фазовий зсув між і дорівнює фазового зсуву між u1 та u2. Похибка 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 22 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
вимірювань пов'язана з неідентичність каналів і похибкою низькочастотного 
фазометра. У разі необхідності перетворення частоти може бути багаторазовим. 
 
 
Рисунок 1.9 – Структурна схема фазометра з гетеродинним перетворенням 
частоти (1 - вхідні ланцюг; 2 ¬¬- змішувач; 3 ¬¬- гетеродин; 4 - виборчий 
підсилювач; 5 - фазометр) 
Підіб'ємо підсумки і сформулюємо основні ідеї вимірювань Δφ. 
 1. В якості xд при вимірюванні фазових зрушень використовуються заходи 
Δφ у вигляді градуйованих або розрахункових фазообертачів, а також період 
коливань Tг відомої частоти. Частота при цьому вимірюється частотоміром. 
2. Порівняння вимірюваного фазового зсуву з його дійсним значенням xд, 
видаються фазообертачем, проводиться за допомогою пристроїв порівняння у 
вигляді фазового детектора, осцилографа. 
3. Порівняння вимірюваного фазового зсуву, перетвореного в часовий 
інтервал Δt, з його дійсним значенням Δtд здійснюється шляхом рахунку числа N 
періодів Tг сигналу відомої частоти, що містяться в Δt. 
4. Якщо технічні засоби не дозволяють вимірювати Δt або N в діапазоні дуже 
високих частот, то застосовують перенесення (зрушення) частоти в область 
низьких частот з мінімальними спотвореннями різниці фаз сигналів, а потім 
виконують вимір Δφ низькочастотними фазометр[3]. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 23 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
2 Обґрунтування технічного завдання  
 
Прилад забезпечує вимірювання різниці фаз, частоти і 
середньоквадратичного значення вхідних синусоїдальних напруг. Різниця фаз 
визначається як різниця між фазами напружень, що діють відповідно на вході «2» 
і вході «1» приладу. 
Діапазон робочих частот при вимірюванні різниці фаз від 20 до 5600 Гц. 
Прилад забезпечує також вимір різниці фаз на фіксованих частотах 25, 50 і 75 Гц в 
умовах дії перешкод, рівні яких не перевищують рівні вхідних сигналів На робочих 
частотах 25 і 75 Гц частота перешкоди дорівнює промисловій частоті (50 ± 1) Гц на 
робочій частоті 50 Гц частота перешкоди дорівнює (25 ± 0,5) Гц або (75 ± 1,5) Гц.  
Діапазон вхідних напруг при вимірюванні різниці фаз 0,1 - 250 В. 
Межі вимірювання різниці фаз від 0 до 360 градусів.Роздільна здатність при 
вимірюванні різниці фаз встановлюється рівною 1 або 0,1 градуса. 
Межа допустимої похибки вимірювання різниці фаз дорівнює  ±1 градусу. 
 
Діапазон вимірювання середньоквадратичних значень напруги від 0,2 до 250 В. 
Діапазон робочих частот при вимірюванні напруги від 20 Гц до 10 кГц. 
Межа відносної похибки вимірювання синусоїдальної напруги на частотах 
від 20 до 200 Гц дорівнює ± 2%, на частотах понад 200 Гц дорівнює ± 2,5%. 
Прилад вимірює частоту напруги, що діє на вході «1» в діапазоні від 20 Гц 
до 10 кГц. Діапазон вхідних напруг при вимірюванні частоти дорівнює діапазону 
напруг при вимірюванні різниці фаз. 
Роздільна здатність вимірювання частоти в діапазоні частот від 20 до 
799,9 Гц дорівнює 0,1 Гц,  в іншому діапазоні - 1 Гц. 
Межа допустимої абсолютної похибки вимірювання частоти дорівнює  ±0,2 
Гц на частотах від 20 до 999,9 Гц і ± 2 Гц на частотах від 1 до 10 кГц. 
Прилад забезпечує в оглядовому режимі вимір різниці фаз, частоти і 
середньквадратичного  значення синусоїдальної напруги, що діє на вході «1» 
приладу. 
Час вимірювання різниці фаз приладу не перевищує 2 с. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 24 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Вхідний активний опір приладу по обох входах не менше 300 кОм. 
Вхідні ланцюги приладу гальванічно розв'язані між собою. Максимальна 
робоча напруга електричної ізоляції між ними дорівнює 300 В частоти 50 Гц. Опір 
електричної ізоляції між ними в робочих умовах застосування приладу не менше 
500 кОм. 
Прилад витримує перевантаження змінною напругою 300 В з кожного 
входу. 
У приладі передбачена можливість підсвічуванні індикатора. 
Живлення приладу здійснюється напругою (220 ± 22) В від мережі 
промислової частоти (50 ± 2) Гц або (при автономному живленні) від трьох 
елементів типу «VARTA», кожен з яких має е.р.с. в межах від 1 до 1,5 В. 
Потужність, споживана приладом від промислової мережі живлення при 
номінальній напрузі, не перевищує 5 ВА. Струм, споживаний від батареї при 
зниженій  напрузі 3,1 В при вимкненому підсвічуванні індикатора, не перевищує 
220 мА, при включеному підсвічуванні - 300 мА. 
 
Прилад забезпечує вимірювання напруги автономного джерела живлення з 
точністю  ±0,1 В і з роздільною здатністю 0,01 В. 
Прилад забезпечує свої технічні характеристики в межах норм, 
встановленому ТУ, після закінчення 1 хв після включення живлення. 
Прилад допускає безперервну роботу в робочих умовах застосування 
протягом часу не менше 8 год при збереженні своїх технічних характеристик в 
межах норм, встановлених ТУ. При автономному живленні від трьох 
свіжозаряженних акумуляторів типу «VARTA - 5506» ємністю 1100 мА / год при 
вимкненому підсвічуванні індикатора час безперервної роботи приладу в режимі 
вимірювання фази становить не менше 4 години. 
Середнє напрацювання на відмову приладу не менше 20000 год. Гамма-
процентний ресурс приладу не менше 10000 год при γ = 90%. 
Середній термін служби приладу не менше 10 років. 
Маса приладу не більше 1,9 кг, маса приладу в споживчій тарі не більше 4 
кг, маса приладу в транспортній тарі не більше 10 кг. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 25 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Прилад забезпечує роботу з послідовним інтерфейсом по ГОСТ 23675-79 
(інтерфейс «Стик» С2-ІС), RS - 232С (ЕIА-232Е, ЕIА-232D) на рівні вихідних 
сигналів не менше 5 В при навантаженні 3 кОм. 
Інформаційні параметри: 
1) швидкість – 300, 1200, 2400 або 4800 біт (біт / с); 
2) дані - 8 біт; 
3) дев'ятий біт - при адресі приладу, що дорівнює ООН (адреса-
ідентифікатор не передається і не приймається), дев'ятий біт відсутній, при будь-
якому іншому значенні адреси в межах від 01Н до FFН при прийомі / передачі 
адресного байта дев'ятий біт дорівнює одиниці, а байтів даних - дорівнює нулю; 
4) сигнал «Стоп» -1 біт, 
5) передаються символи - адресний байт в НЕХ-коді, керуючі символи 
«ВК», «ПС», байти даних, латинські літери, знаки «=», «>», «<», «?», «!», « . »- в 
АSKII-коді; 
6) прийняті символи - адресний байт в НЕХ-коді, команди - латинські букви 
 
в будь-якому регістрі і пробіл в АSKII-коді. 
У приладі передбачено сервісний режим запису, зберігання і подальшого 
читання результатів вимірювань в постійній електрично перепрограмованій 
пам'яті, що дозволяє полегшити роботу оператора при вимірах в польових умовах. 
Ємність такої "записної книжки" складає 1000 записів результатів вимірювань. Як 
запис, так і читання можливі з будь-якого номера рядка в межах від 0 до 999. 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 26 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми пристрою 
 
 
3.1 Розробка структурної схеми 
Вхідні синусоїдальні напруги в кожному з каналів перетворюються 
формувачами в стандартні сигнали КМОП-логіки, що надходять на входи Ата D 
одного з портів контролера. Для усунення впливу перешкод на частотах 25, 50 і 
75 Гц перед формувачами встановлені комутовані смугові активні фільтри, що 
забезпечують придушення до 50 дБ рівня перешкод з частотами, не менш ніж в 
1,5 рази відрізняються від центральної частоти смуги пропускання фільтрів. 
У режимі вимірювання різниці фаз контролер запускає внутрішній таймер 
вбудованої схеми захоплення, входами якої є входи A і D контролера. При кожному 
позитивному і негативному переході сигналів на входах A і D через нульове 
значення схема захоплення фіксує стан таймера. Різниця станів таймера, 
зафіксованих при двох послідовних одноіменних захопленнях по одному входу, 
 
відповідає тривалості періоду вхідного сигналу, виражена у відносних одиницях 
відліку часу - періодах тактових імпульсів таймера. Різниця ж станів таймера, 
зафіксованих при двох послідовних однойменних захопленнях по обом входам, 
дорівнює тимчасовому інтервалу, відповідному фазовому зрушенню між вхідними 
сигналами і вираженого в тих же відносних одиницях відліку часу. Значення кута 
фазового зсуву визначається за вказаним раніше алгоритмом. 
При відомій частоті внутрішнього тактового генератора контролера за 
виміряним періодом сигналу визначається його частота. 
При вимірюванні змінної напруги реле підключає вхід масштабного 
атенюатора до того входу приладу, напругу на якому необхідно виміряти. 
У зв'язку з тим, що практично весь діапазон рівнів вхідних напруг 
знаходиться за межами вхідного динамічного діапазону перетворювача  СКЗ, 
коефіцієнт передачі масштабного атенюатора менше одиниці. В діапазоні напруг 
від 0,2 до 1.2 В коефіцієнт ослаблення атенюатора дорівнює 2, в діапазоні від 1,2 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 27 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
до 7,2 В він дорівнює 12, в діапазоні від 7,2 до 43,2 В він дорівнює 72, в діапазоні 
понад 43, 2 В - 432. 
Постійна вихідна напруга перетворювача СКЗ, рівна  
середньоквадратичному значенню вхідної змінної напруги, перетвориться аналого-
цифровим перетворювачем в цифровий код. Частота вибірок АЦП, 
запрограмованого контролером, дорівнює 50 Гц. Тому кожні 20 мс АЦП оновлює 
результати перетворення і виставляє запит переривання контролеру, який при 
обробці цього переривання зчитує вміст вихідного буферного регістра АЦП, 
обробляє ці дані і завантажує їх в регістри індикатора. Для зменшення випадкової 
складової похибки перетворення обробляються шістнадцять послідовних вибірок 
АЦП. Отже, час одного циклу виміру напруги не перевищує 0,4 с. 
Електрична частина приладу розміщена на шести друкованих платах: 
базової плати, двох платах підсилювача, двох платах фільтра та платі індикатора. 
Структурна схема представлена на рисунку 3.1 
 
 
Рисунок 3.1- Структурна схема пристрою 
 
 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 28 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
3.2 Розробка електричної принципової схеми 
Електрична частина приладу розміщена на шести друкованих платах: 
базової плати, двох платах підсилювача, двох платах фільтра та платі індикатора. 
Формувачі з смуговими фільтрами кожного з каналів виконані на окремих 
платах. На базовоій плати розташовані елементи вхідних ланцюгів каналів С1, С2 
і реле К1, що забезпечують об'єднання входів каналів приладу при його обнуленні 
і при вимірі напруги U2, тракт вимірювання змінної напруги, вузли сполучення з 
формувачами, контролер, вузол сполучення з інтерфейсним каналом і 
вузол харчування. 
До складу тракту вимірювання змінної напруги входять масштабний  
атенюатор, перетворювач змінної напруги в постійну (перетворювач СКЗ), 
аналого-цифровий перетворювач (АЦП), комутатор входу АЦП для забезпечення 
додаткової можливості вимірювання напруги акумуляторної батареї і формувач 
опорної  напруги для АЦП. 
Масштабний атенюатор виконаний на операційному підсилювачі D1.1, 
 
комутаторі D2 і резисторах RЗ - R8. По лініях зв'язку «US0», «US1» і «US2» 
контролер здійснює установку оптимального коефіцієнта передачі масштабного  
атенюатора. 
Перетворювач СКЗ - спеціалізована мікросхема DЗ з елементами 
забезпечення нормального режиму функціонування R12, С4, С6 - С9. 
Комутатор входу АЦП виконаний на ключах мікросхеми D6. По лініях 
зв'язку "АКМ" контролер здійснює управління комутатором. 
Аналого-цифровий перетворювач - також спеціалізована мікросхема 
D5. Опорна напруга +2,5 В для АЦП формується мікросхемою D4. По лінії зв'язку 
«RDY» АЦП при готовності даних виставляє контролеру сигнал запиту 
переривання для пересилання їх з внутрішнього буфера по лінії «DIN» в контролер 
і подальшої обробки. 
З цієї ж лінії контролер програмує АЦП під час ініціалізації приладу після 
включення. По лінії "CLK" контролер при зверненні до АЦП посилає імпульси 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 29 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
синхронізації пересилаються по лінії «DIN» послідовних даних (як при записі, так 
і при читанні). 
На мікросхемах D9.1, D11 і D12, трансформаторі Т2 і елементах С22, С23, 
R46 - R48, VD12 виконаний вузол сполучення контролера з виходом формувача 
каналу «2». 
Аналогічно, на мікросхемі D9.2, елементах VD5 і R25 виконаний вузол 
сполучення контролера з виходом формувача каналу «1» приладу. Елементи R25, 
VD5 і R46, VD12 забезпечують захист входів тригерів D9.1 і D9.2 від 
перевантаження вихідними сигналами формувачів, що перевищують допустимі для 
мікросхем серії 1554 рівні вхідних сигналів. 
Мікросхема D7-електрично перепрограмована пам'ять, в якій зберігається 
частотна константа, яка використовується при визначенні частоти, 
ідентифікаційного адресу приладу, що використовується при дистанційному 
управлінні, і ще ряд службових констант. 
Напруги живлення + Е1 і -Е1 для мікросхем каналу «1» формуються 
 
перетворювачем напруги, виконаним на мікросхемі D15, трансформатором ТЗ, 
діодах VD16 - VD19 і конденсаторах СЗО - СЗЗ, С39 - С42. 
Напруги живлення + Е2 і -Е2 для мікросхем каналу «2» виробляються 
перетворювачем напруги, виконаним на мікросхемі D16, трансформаторі Т4, 
діодах VD20 - VD23 і конденсаторах С34 - С37, С43 - С46. 
При живленні приладу від мережі змінного струму випрямлена діодним 
мостом VD11 напруга + (8,5-9,5) В стабілізується мікросхемою D13 на рівні +5.0 
В. З виходу мікросхеми D13 стабілізована напруга через діод VD14 поступає в 
ланцюг живлення всіх цифрових мікросхем приладу. Діод VD14 відключає 
знеструмлений вихід стабілізатора напруги D13 від шини живлення  «+5 В» при 
автономному живленні приладу від акумуляторної батареї. 
При автономному живленні від акумуляторної батареї, напруга якої 
змінюється, у міру розряду в межах від +4,5 В до 3.1 В і нижче, для стабілізації 
напруги живлення приладу на рівні +5 В використовується перетворювач, 
виконаний на мікросхемі D14 і елементах VD15 , L1, L2, С19, С20, С25 - С28. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 30 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Вузол, виконаний на елементах VT4, R43 - R45, R49 забезпечує автоматичне 
перемикання приладу на автономне живлення від батареї при відключенні мережі 
живлення. При підключеній мережі живлення вихідна випрямлена напруга +9 В 
діодного моста надходить на базу РnР-транзистора VT4 і замикає його, так як на 
його емітер діє менший потенціал - напруга батареї, яка не буває вище +5 В. При 
вимкненому транзисторі VT4 на його колекторі встановлюється нульовий 
потенціал, який надходить на вхід 1 D14 перетворювача напруги і вимикає його. 
Резистори R35 і R41 забезпечують необхідний струм через світлодіод «СЕТЬ», 
індиціюється стан приладу, підключеного до мережі 220 В. Через діод VD10, 
резистор R36 і вхід "NET" контролер при включенні приладу перевіряє вид 
живлення: батарейне або мережеве. 
При натисканні кнопки «+» процесор відключає вхід АЦП від виходу 
перетворювача СКЗ і підключає його до дільника напруги на резисторах R17, R18, 
підключеного до батареї. Вимірюється напруга батареї і індиціює його значення на 
верхньому рядку індикатора. 
 
На елементах VT15 - VT17, HL3, HL4, VD24 - VD26, R50 - R56, С38 і С47 
виконаний інтерфейсний буфер. 
Роз'єми X1, Х2 служать для зв'язку вхідних ланцюгів приладу з входами 
формувачів. Через роз'єми Х5, Х7 здійснюється зв'язок базової плати з їх виходами. 
Роз'єм Х6 забезпечує зв'язок базової плати з індикаторної платою. 
Х8 - інтерфейсний роз'єм. 
Первим каскадом формувача є атенюатор, що забезпечує ослаблення 
вхідного сигналу при включеному фільтрі, якщо сигнал перевищує гранично 
допустимий вхідний рівень фільтру, при якому ще зберігається його лінійний 
режим роботи. 
Атенюатор виконаний на операційному підсилювачі D1, ключах D2 і 
елементах VD1, R2 - R4, R13. Величина ослаблення атенюатора залежить від стану 
ключів D2, керованих контролером по лініях зв'язку "АTО" і "ATI" через буферний 
регістр D7, і може приймати одне із значень: 1, 10 і 100. Діодна збірка VD1 
забезпечують захист входу операційного підсилювача від перегрузки  вхідним 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 31 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
сигналом приладу. Остаточне формування вихідного сигналу формувача 
здійснюється операційними підсилювачами мікросхеми D5. 
Ключі D3, D4.1, D4.2 і резистори R7-R12, R14-R19, R24-R26, R29 - R31 
служать для перебудови фільтра. Ключі D2.3, D2.4, D4.3, D4.4 і резистори R1, R5, 
R6, R27, R28, R32 забезпечують узгодження входу і виходу фільтра при 
перемиканні його робочих частот. На елементах R20, R21, C1,  С2 виконаний 
фільтр нижніх частот, що встановлює "брязкіт" фронтів вихідного сигналу 
формувача на низьких частотах. Ключі D6.2, D6.3 служать для комутації цього 
фільтра. 
Через буферний регістр D7 контролер здійснює установку необхідного 
ослаблення атенюатора і комутацію фільтра. 
Схема фільтра реалізує структуру трьохконтурного смугового LC-фільтра з 
ємнісними зв’язками. Контурні ємності - конденсатори С9, С12, С15. Конденсатори 
С11, С14 забезпечують зв’язок між контурами. Гіраторні контурні індуктивності 
виконані на операційних підсилювачах мікросхем D1-D3, резисторах R1-R9 і 
 
конденсаторах С10, С13 і С16. 
На платі індикатора розташовані кнопки управління S1-S12 і модуль 
рідкокристалічного індикатора Н1. Резистори R9 і R11 служать для регулювання 
контрастності індикатора. Резистори R1-R8, R10, R12 забезпечують нормальний 
режим роботи вихідних буферних підсилювачів порту Р0. Резистори R13 і R14 
обмежують струм через світлодіоди підсвітки індикатора. Світлодіод VD1 
забезпечує індикацію включення приладу при живленні його від промислової 
мережі 220 В. 
 
 
3.3 Підготовка приладу до роботи 
При автономному живленні в приладі відсутні небезпечні для життя 
напруги. При живленні від промислової мережі 220 В небезпечними є: 
1) контакти тумблера включення приладу; 
2) контакти власника мережевого запобіжника; 
3) ланцюг первинної обмотки мережевого трансформатора. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 32 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
До роботи з приладом допускаються особи, атестовані для роботи з 
електричним обладнанням, що мають ланцюги з напругою до 1000 В, що пройшли 
відповідний інструктаж з техніки електробезпеки та ознайомилися з даним 
керівництвом по експлуатації приладу. 
Перед початком роботи з приладом необхідно перевірити його 
комплектність і ознайомитися з справжнім посібником з експлуатації. 
Перед підключенням приладу до мережі встановити клавішні вимикачі 
мережі і батареї, розташовані на задній стінці, в вимкненому стані (втоплені їх 
нижні кромки). 
Підключити прилад за допомогою мережевого кабелю до мережі живлення 
і установити клавішний вимикач «МЕРЕЖА» у включений стан (втоплена його 
верхня кромка). 
При вимірі різниці фаз щоб уникнути невірних результатів вимірювання 
необхідно строго дотримувати фазировки підключення вхідних сигналів:              1) 
опорний сигнал повинен бути поданий на вхід «1» приладу, а сигнал з 
 
вимірюваною фазою - на вхід «2»; 2) корпусні з'єднувальні дроти (у разі 
комплектації приладу при поставці одножильними з'єднувальними кабелями) 
повинні бути підключені до лівих гнізд, сигнальні - до правих. 
Для двожильних кабелів застосовуються корпусні однополюсні штепселі 
чорного кольору. Якщо прилад укомплектований такими кабелями, то кабель з 
біркою «К1» слід використовувати для підведення опорного сигналу до гнізд «1» 
приладу, кабель з біркою «К2» - для підведення вимірюваного сигналу до гнізд «2» 
приладу. Чорні однополюсні штепселі кабелів повинні бути вставлені в ліві гнізда 
входів приладу, однополюсні штепселі іншого кольору - в праві гнізда. 
Після включення живлення приладу на його індикаторі з'являється 
повідомлення «РЕЖИМ» і миготливий символ питання. Прилад перебуває в стані 
очікування включення режиму вимірювання. При натисканні кнопки «МЗР» на 
індикаторі з'являється повідомлення «ТЕСТ» та встановлюється режим тестування 
кнопок. При натисканні будь-якої кнопки висвічується її ім'я. Якщо ж кнопка 
несправна, на індикаторі залишиться попередня інформація. Після повторного 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 33 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
натискання кнопки «МЗР» прилад знову переходить в стан очікування вибору 
режиму виміру. При натисненні кнопки «*» включиться підсвічування індикатора. 
При повторному натисненні цієї ж кнопки підсвічування вимкнеться. При 
натисканні кнопки установки потрібного режиму вимірювання прилад переходить 
у відповідний режим виміру. 
 
Порядок роботи при вимірюванні різниці фаз 
Режим вимірювання різниці фаз в широкій смузі частот приладу, який 
знаходиться в стані очікування вибору режиму виміру або в іншому, не фазовому 
режимі вимірювання встановлюється після натискання кнопки «φ». На індикаторі 
приладу з'являється повідомлення «φ=?».Після закінчення (8-12)с з `являється 
виміряне значення різниці фаз, якщо на входах приладу діють напруги однакової 
частоти, що відповідає робочому діапазону частот приладу. Наступні результати 
вимірювання оновлюються кожні (0,2 - 0.3) с. Якщо частота вхідних напруг нижче 
20 Гц або вище 6 кГц, повідомлення про це з'явиться на нижньому рядку 
 
індикатора. Якщо відсутній один із вхідних сигналів, повідомлення про це з'явиться 
на нижньому рядку індикатора у вигляді: "НETU1" (при відсутності мережевих 
наведень). 
При натисканні кнопки «> 0 <» здійснюється калібрування приладу по 
сигналу, який діє на вході «2» приладу. 
У разі впливу перешкод на робочих частотах 25, 50 або 75 Гц слід включити 
фільтри, настроєні на одну з перерахованих частот. Для цього потрібно натиснути 
кнопку «ФІЛЬТР». На індикаторі з'явиться повідомлення «Ш.П.» і миготливий 
символ питання, що свідчить про перехід приладу в стан очікування вибору 
фільтра. При цьому, при кожному натисканні цієї ж кнопки або кнопки «> 0 <» 
будуть послідовно змінюватися імена фільтрів: "Ф25", "Ф50", "Ф75" і знову 
«Ш.П.». При установці потрібного імені фільтру необхідно натиснути кнопку 
«ВВЕДЕННЯ». На індикаторі з'являться повідомлення на верхньому рядку - 
«φ=?»,на нижній «Пауза 15с». Через (10 - 15)с  на верхньому рядку індикатора 
з'явиться виміряне значення різниці фаз, а на нижньому рядку висвітиться ім'я 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 34 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
включеного фільтра. Аналогічним чином проводиться установка широкої смуги 
робочих частот вимірювання різниці фаз. 
Примітка. При вимірі різниці фаз на частотах нижче 100 Гц при рівнях 
вхідних сигналів менше 0,3 В можливі нестабільні результати вимірювань. У разі 
роботи на частотах 25, 50 або 75 Гц слід включити відповідні фільтри, що 
забезпечить стійкі показання приладу навіть при рівнях вхідних сигналів менше 10 
мВ. 
Для включення режиму вимірювання збільшення різниці фаз необхідно 
повторно натиснути кнопку «φ=». При наступному натисканні цієї ж кнопки знову 
встановиться режим вимірювання абсолютної різниці фаз. 
Аналогічно, при кожному натисканні кнопки «МЗР» буде включатися і 
вимикатися розряд десятих часток градуса індикатора. 
 
Порядок роботи при вимірюванні вхідних напруг 
При необхідності виміряти значення напруги на вході «1» необхідно 
 
натиснути кнопку «U1» приладу. На індикаторі приладу з'явиться повідомлення 
«U1-?». Через (8 - 12)с  з'явиться виміряне значення напруги, що діє на вході «1». 
Наступні результати вимірювання оновлюються кожні 0,4 с. При несправності 
мікросхеми АЦП на індикаторі замість виміряного значення залишиться символ 
питання і на нижньому рядку з'явиться повідомлення «АЦП-?». 
При кожному натисканні кнопки «МЗР» буде включатися і виключались 
четвертий розряд індикації результату вимірювання напруги. 
Для вимірювання напруги на вході «2» приладу слід натиснути кнопку 
«U2». Реакція приладу в цьому випадку буде аналогічною. 
 
Порядок роботи при вимірюванні частоти вхідної напруги U1 
Для вимірювання частоти сигналу на вході «1» потрібно натиснути кнопку 
«F». На індикаторі через (4-6)c з'явиться виміряне значення частоти. Наступні 
результати вимірювання оновлюються кожні (0,2 - 0,3) с. Якщо частота вхідного 
сигналу менше 20 Гц або більше 10 кГц, повідомлення про це з'явиться на 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 35 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
верхньому рядку індикатора. Якщо на вході «1» приладу сигнал відсутній, на 
верхньому рядку індикатора з'явиться повідомлення: «F =?», а на нижній 
повідомлення «НЕТU1» (при відсутності мережевих наведень). 
При кожному натисканні кнопки «МЗР» буде включатися і вимикатися 
молодший розряд індикації результату вимірювання частоти. 
При необхідності одночасного вимірювання різниці фаз і частоти вхідних 
напружень, а також вимірювання середньоквадратичного значення напруги U1 
потрібно натиснути кнопку «ПЕРЕГЛЯД». У цьому режимі прилад постійно 
вимірює і відображає значення різниці фаз, частоти вхідної напруги і напруги U1. 
При автономному живленні приладу після його включення на індикаторі 
з'являється питання «Акумулятор?». Якщо живлення здійснюється від 
акумуляторної батареї, необхідно натиснути кнопку-«ТАК». При цьому 
запускається таймер, який кожні п'ять хвилин перериває на короткий час, 
непомітне для оператора, поточні вимірювання та ініціює режим вимірювання 
напруги акумуляторної батареї і, якщо воно знизилося до порогового рівня 3,1 В, 
 
зупиняє подальші вимірювання і виводить на індикатор повідомлення : «E <3,1 V». 
В цьому випадку необхідно замінити акумуляторну батарею живлення. Якщо ж не 
шкода акумулятор, то потрібно вимкнути і знову включити прилад, і при 
висвічуванні живлення «Акумулятор?» натиснути кнопку «НІ». В цьому випадку 
автоматичний контроль стану батареї не встановлюється. 
При автономному живленні приладу від акумуляторної батареї включення 
дистанційного управління блокується. 
Якщо живлення приладу здійснюється від електрохімічних елементів, треба 
натиснути кнопку «НІ». В цьому випадку робота приладу аналогічна його роботі 
при живлення від промислової мережі, і контроль стану батареї покладається на 
оператора. 
При необхідності виміряти напругу батареї, слід натиснути кнопку «+». У 
цьому випадку режим вимірів переривається і проводиться вимір напруги батареї з 
точністю до 0,1 В. Виміряне значення напруги батареї індиціюється на верхньому 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 36 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
рядку індикатора. Для повернення в необхідний режим вимірювань треба 
натиснути відповідну кнопку. 
 
3.4 Вибір інтерфейсу підключення до ЕОМ  
RS232 - популярний протокол, який використовується для зв'язку 
комп'ютерів з модемами і іншими периферійними пристроями. У цьому огляді 
представлений комплект корисної і довідкової інформації, представлена 
распиновка стандартних роз'ємів, описано що таке квитування(HANDSHAKING) і 
застосування мікросхем MAX232 фірми MAXIM. 
 
Порядок роботи приладу в режимі дистанційного управління через 
послідовний інтерфейсний канал 
Послідовний інтерфейс RS-232С забезпечує можливість підключення 
прибору безпосередньо до послідовного порту комп'ютера стандартної 
конфігурації за допомогою інтерфейсного плоского кабелю з комплекту приладу 
 
через роз'єм, розташований на його задній стінці. 
Для дозволу дистанційного управління приладу в стані очікування вибору 
режиму роботи слід натиснути кнопку «RS-232С». При цьому на верхньому рядку 
індикатора спочатку висвітиться нульової двухрозрядний ідентифікаційний адрес 
приладу з міткою курсора під старшим розрядом і миготливий символ питання, що 
означає стан очікування приладу для введення ідентифікаційної  адреси приладу. 
Якщо потрібно встановити двухрозрядний шістнадцятковий ідентифікатор 
приладу (будь-який, крім нульового), треба натиснути будь-яку з кнопок керування 
положенням курсору (позначені знизу відповідними стрілками). У цьому випадку 
на індикатор буде виведено ідентифікатор приладу, встановлений при останній 
роботі з ним в дистанційному режимі управління. Користуючись кнопками 
управління курсором і зміни значення розрядів ідентифікатора (вони позначені 
знизу відповідними стрілками), необхідно встановити необхідне його значення і 
натиснути кнопку «ВВЕДЕННЯ». На верхньому рядку індикатора буде 
запропонована максимальна швидкість передачі інформації по послідовному 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 37 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
каналу, рівна 9600 бод. Якщо вона прийнятна, слід знову натиснути кнопку 
«ВВЕДЕННЯ». При натисканні кнопки «> 0 <» висвітиться менше значення 
швидкості з ряду: 4800, 2400 і 1200. Необхідно вибрати потрібне значення 
швидкості і натиснути кнопку «ВВЕДЕННЯ». Максимальна швидкість залежить 
від монтажної ємності сполучної лінії, тобто від довжини лінії і від кількості 
під'єднаних до неї портів «RS-232С». Тому максимальну швидкість інтерфейсного 
зв'язку слід виявити пробним шляхом. 
Переривання включення дистанційного керування в будь-який момент 
забезпечується натисканням кнопки «НІ». 
Якщо прилад підключений безпосередньо до комп'ютера, треба натиснути 
кнопку «ВВЕДЕННЯ», залишивши нульовий ідентифікаційний адрес. 
На індикаторі висвітяться встановлена адреса, обрана швидкість 
інтерфейсного обміну інформацією, формат переданого байта і символ питання, що 
означає, що прилад перейшов в режим дистанційного управління і знаходиться в 
стані очікування команд. У цьому режимі прилад блокує кнопкову панель і може 
 
бути виведений з 
режиму дистанційного управління тільки по команді "О" (Out) від 
комп'ютера (або шляхом виключення живлення приладу). 
При автономному режимі роботи приладу дистанційне управління 
блокується. 
Якщо ідентифікаційна адреса приладу не дорівнює нулю, включається 
автоматичний адресний дешифратор приладу. При цьому всі кодові посилки 
повинні містити десятий ідентифікаційний біт. Він повинен  дорівнювати одиниці 
при передачі адресного байта і нулю при передачі решти байтів, включаючи і 
службові. Причому, будь-який набір команд повинен починатися з адресного байта 
як при передачі, так і при прийомі. В цьому випадку автоматичний адресний 
дешифратор ініціює переривання керуючої програми приладу для прийому 
наступної інформації з нульовим дев'ятим бітом тільки при ідентичності 
прийнятого адресного байта власним. Якщо до прийому останнього, завершаючого 
кодову посилку байта (символу пробілу), зустрінеться байт з «одиничним» дев'яти 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 38 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
бітом, автоматичний адресний дешифратор встановить прапор помилки прийому. 
В цьому випадку, після одержання завершального символу пробілу, програма, яка 
обслуговує інтерфейсний канал, переведе прилад в стан очікування і зініціює 
передачу в канал повідомлення про помилку "ERROR». 
У режимі передачі після Нех-байта ідентифікаційної адреси слідують 
ASKII-байти: два байти номера адреси, службовий байт перекладу рядка, байт 
найменування вимірюваного параметра, байт символу рівності, байти значення 
параметра і останнім йде байт повернення каретки. 
Якщо ідентифікаційна адреса відсутня (встановлена рівною  нулю), то 
інформація передається і приймається без дев'ятого біта. Автоматичний адресний 
дешифратор при цьому перемикається в режим контролю коректного прийому 
стоп-біта. Якщо при прийомі буде прийнятий хоча б один байт з некоректним стоп-
бітом, дешифратор встановить прапор помилки прийому, який опитується 
обслуговуючий послідовний канал програмою в першу чергу. Так само, як і в 
першому випадку, буде ініційована посилка повідомлення про помилку. 
 
При програмуванні приладу можливе завдання двох режимів роботи 
приладу: 1) режим безперервних вимірювань, при якому прилад виробляє 
безперервні вимірювання і передачу даних вимірювання в канал до тих пір, поки 
не буде прийнята будь-яка інша команді. Це може бути команда зупинки «X» (Halt) 
або команда перепрограмування режиму виміру іншого параметра. Після прийому 
команди «X» відновлення вимірювань можливо після прийому команди 
продовження вимірювань «С» (Continuous); 
2) старт-стопний режим вимірювань, при якому прилад здійснює разове 
вимірювання і передачу даних в канал, після чого переходить в стан очікування 
подальших інструкцій. Це може бути команда продовження вимірювань «С» 
(Continuous) або команда перепрограмування. 
Команди програмування повинні починатися з команди - вказівки: 
1) «М» (Mode) набір команд, який встановлює режим вимірювань приладу 
2) «Е» (Edit) - одинична старт-стопна команда. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 39 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
При програмуванні приладу необхідно строго дотримуватися вказівок, 
перечисельних в п. 1.2.26. Команда «D» (Duration) передається для програмування 
безперервних вимірювань. При її відсутності прилад за замовчуванням виконує 
разове вимір. Аналогічно, при відсутності команди «R» (Relative) за замовчуванням 
буде встановлено режим вимірювання абсолютної різниці фаз і при відсутності 
команди «G» (Gradation) по замовчуванні прилад буде вимірювати різницю фаз без 
дробового розряду. 
 
Порядок роботи приладу в режимі запису результатів вимірювань в 
перепрограмовану пам'ять або читання з неї раніше записаних даних 
Якщо передбачається запис результатів вимірювань в перепрограмовану 
пам'ять, слід зробити налаштування системи запису приладу. Для цього в стані 
очікування установки режиму роботи приладу натиснути кнопку «М». На 
верхньому рядку з'явиться при запрошення ввести номер початкового рядка. При 
цьому, для інформації вказується номер наступного за останньою записаної раніше 
 
строки. Користуючись кнопками управління, відміченими стрілками, необхідно 
встановити номер початкового рядка і натиснути кнопку «ВВЕДЕННЯ». Потім слід 
ввести номер останнього рядка, якщо є будь-які обмеження у використанні всієї 
області пам'яті. Якщо ні, то за замовчуванням встановиться максимальний номер 
999. Після цього з'являється питання: «Повідомляти номер записуваного рядки?». 
Якщо контроль номерів записуваних рядків потрібен, необхідно натиснути кнопку 
«ТАК», в іншому випадку натиснути кнопку «НІ». 
Для запису результату вимірювання слід натиснути кнопку «М». При цьому 
в пам'ять будуть одноразово записані символ і значення вимірюваного параметра 
сигналу, відображаючими перед цим на індикаторі. Запис проводиться в перший ж 
порожній рядок пам'яті. Якщо ж буде досягнутий номер останнього рядка, з'явиться 
повідомлення: «Останній  рядок записувати?». При натисканні кнопки «ТАК» 
запис буде зроблений. Якщо буде натиснута кнопка «НІ», записи не буде. При 
установці оглядового режиму виміру натиснення кнопки «М» ігнорується. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 40 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Режим читання пам'яті встановлюється тільки зі стану очікування приладу 
вибору режиму роботи після натискання кнопки «M». При цьому спочатку на 
індикатор виводиться початковий номер рядка з останнього сеансу запису: 
«Перший рядок XXX?» і миготливий символ питання. При кожному натисканні 
кнопки «ВВЕДЕННЯ» після цього на індикатор буде виводитися інформація, 
записана при останньому сеансі запису аж до останнього записаного рядка. Після 
чого знову встановиться номер початкового рядка. Якщо ж установити номер, 
менший початкового, то будуть відтворюватися всі рядки аж до номера 999. 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 41 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
4 Розрахунок основних елементів приладу 
 
4.1 Конструкторсько-технологічний розрахунок 
Визначення мінімальної ширини друкованого провідника по постійному 
струму для ланцюгів живлення й «землі» [13]. 
  
,                                          (4.1) 
 
де  – максимально припустимий (сумарний) струм, що протікає, по 
шині живлення і шині «земля»;  - припустима щільність струму для 
друкованих плат, виготовлених комбінованим методом. 
 
 - товщина провідника буде дорівнювати: 
 
 ,                               (4.2) 
де  
 - товщина шару гальванічно осадженої міді: 
 
 – товщина шару хімічно осадженої міді: 
 
Розрахунок проводиться для режиму, коли схема споживає максимально 
припустимий струм. 
∑Iспож=30 мА  
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 42 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
Визначення мінімальної ширини провідника з урахуванням припустимого 
падіння напруги на ньому. 
 
.                                        (4.3) 
  
 
 - довжина найдовшого провідника на ДП 
 
 
Визначення номінального діаметру монтажного отвору. 
  ,                              (4.4) 
де  - діаметр виводу елемента;  - нижнє 
граничне відхилення від номінального значення діаметру монтажного 
отвору;  - різниця між мінімальним діаметром монтажного 
отвору і максимальним діаметром виводу. 
 
Визначення діаметра контактної площадки. 
   (4.5) 
 
 Мінімальний ефективний діаметр контактної площадки: 
   (4.6) 
, 
 - максимальний діаметр просвердленого отвору;  - 
ширина поясу навколо контактної площадки;  - похибка 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 43 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
розташування центра отвору відносно вузла координатної сітки;  - 
похибка розташування центра контактної площадки щодо вузла кординатної сітки; 
  (4.7) 
 
 - допуск на діаметр отвору; 
 ; 
 ; 
 ; 
Визначення ширини провідника. 
  (4.8) 
 
 - граничне значення для 3-го класи точності; 
 
 
 
Визначення мінімальної відстані між провідником і контактною 
площадкою. 
  (4.9) 
 
 - відстань між центрами елементів (крок координатної 
сітки);  - максимальний діаметр 
контактної площадки;  - максимальна ширина 
провідника;  - похибка розташування центра контактної площадки 
відносно вузла координатної сітки;  - похибка зсуву провідника 
відносно координатної сітки. 
  
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 44 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
  (4.10) 
 
 
 
Визначення мінімальної відстані між двома сусідніми контактними 
площадками. 
  (4.11) 
 
  
 ;  
Визначення відстані між провідником і контактною площадкою (у випадку, 
якщо провідник проходить між двома контактними площадками): 
 
  (4.12) 
 
  
 
Розраховане значення  більше ніж значення  , що визначено 
третім класом, тому провідник, прокладений між двома контактними площадками, 
не буде дотикатися жодної контактної площадки. 
Розраховані елементи друкованого монтажу відповідають обраному класу 
точності монтажу. У цьому можна переконатися за даними порівняльної таблиці 4.1. 
  
 
 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 45 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Таблиця 4.1 Розраховані параметри 
Граничне значення для 3-го класи точності 
 Розраховане значення 
монтажу 
bпр 0,35 мм 0,25 мм 
0,21 мм; 0,8 мм; 0,9 мм; 
Smin 0,25 мм 
0,33 мм 
bП0 0,1 мм 0,1 мм 
Кдт 0,8 мм/1,5 мм = 0,53 0,33 
 
 
4.2 Електричний розрахунок друкованої плати 
Визначимо припустимий спад напруги на друкованому провіднику[17]: 
  (4.13) 
 
 
де  ;  ;  ; 
 ;  
Визначимо потужність втрат в ДП: 
  (4.14) 
 
де  - оскільки розрахунок ведемо на постійному струму; 
 - напруга живлення; 
  - тангенс кута діелектричних втрат. 
  
  (4.15) 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 46 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 - діелектрична проникність матеріалу;  ;  - 
товщина ДП;  - площа металізації; 
 ; 
 . 
Визначимо паразитну ємність між двома сусідніми провідниками, 
розташованими з одного боку ДП: 
а) для випадку, коли обидва провідники перебувають в одному шарі: 
  Спар = Кп∙ ε∙ L1 (4.16) 
де Кп - коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку Кп=0,15); ε - 
діелектрична проникність середовища (в нашому випадку ε =5,5); L1 - довжина 
взаємного перекриття провідників, см (в нашому випадку L1 =5) 
Тоді: 
 Спар = Кп∙ ε∙ L1 =0,15.5,5.5=4,22 пФ; 
б) у випадку, коли два провідники знаходяться в різних шарах: 
  Спар = Кп∙ ε∙ L1 (4.17) 
де Кп - коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку Кп=0,2); ε - 
діелектрична проникність середовища (в нашому випадку ε =5,5); L1 - довжина 
взаємного перекриття провідників, см (в нашому випадку L1 =1,27). 
Тоді: 
Спар = Кп∙ ε∙ L1 =0,2.5,5.1,27=1,39 (пФ) 
Визначимо паразитну індуктивність шини живлення й шини «земля»: 
(4.17) 
 [мкГн] 
  
де lп – довжина максимальної області (довжина шини живлення); bnp = 0,35 
мм – ширина провідника; tnp = 0.0965 мм - товщина провідника. 
Тоді: 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 47 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
Таким чином, розроблена ДП задовольняє заданим умовам, оскільки 
отримані розрахункові значення найважливіших електричних параметрів не 
перевищують припустимих значень для ДДП. 
 
4.3 Розрахунок на віброміщність  
Віброміцність - здатність пристрою протистояти протягом терміну служби 
прискоренням, що виникають при руйнівній дії вібрації в заданих діапазонах 
частот. 
Вібростійкість - здатність пристрою виконувати свої функції в умовах 
вібрації в заданих діапазонах частот і прискореннях, що виникають при цьому. 
Визначимо віброміцність спроектованої ДП зі склотекстоліту розміром 
107×90×1,5 мм. Вважаємо, що радіоелементи на ДП розміщені рівномірно. 
1. Визначення маси ДП і маси ЕРЕ[10]: 
 mпп = abδппρст, (4.18) 
де a, b - геометричні розміри плати (а = 0,0107 м, b = 0,09 м); δпп – товщина 
ДП (δст = 1,5 мм); ρст – щільність склотекстоліту (ρст = 2050 кг/м3); 
mпп = 0.0107.0.09.0.0015.2050 =15,4 10-3 кг = 15,4 г. 
Визначимо коефіцієнт впливу Кв, що враховує співвідношення маси ЕРЕ й 
маси плати: 
(4.19) 
 
 
Визначимо, коефіцієнт α, вважаючи, що ДП шарнірно опирається по 
контуру: 
  
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 48 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
(4.20) 
 , 
де a, b - геометричні розміри плати, а = 0,08 м, b = 0,0625 м 
 
 
Визначимо циліндричну жорсткість: 
(4.21) 
 
де Е – модуль Юнга, Е = 3.02.1010 Па; 
μ - коефіцієнт Пуасона, μ =0.22. 
 (Н∙ м) 
Визначимо частоту власних коливань: 
 
(4.22) 
 
де g – прискорення вільного падіння, g=9.8 м/с2; 
 - питома вага  2,05   . 
 (Гц) 
Визначимо амплітуду вібрації на частоті власних коливань: 
(4.23) 
 , 
де n - коефіцієнт перевантажень; при n = 8g: 
 (мм) 
  
  
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 49 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Визначимо коефіцієнт динамічності, що показує в скільки разів амплітуда 
змушених коливань, відрізняється від амплітуди коливань на власній частоті: 
(4.24) 
 
де ε - коефіцієнт загасання, ε = 0.06, f - частота вібрації (f = 50 Гц); 
 
Визначимо динамічний прогин[10]: 
(4.25) 
 , 
При  й  
  (мм) 
Визначимо еквівалентне  рівномірне розподілене динамічне 
навантаження: 
(4.26) 
 , 
де коефіцієнт С1 розраховується за таким виразом: 
 
 
Максимальний розподілений згинальний момент: 
 , (4.27) 
де коефіцієнт С2 розраховується за таким виразом: 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 50 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 (Н) 
Визначимо припустиму напругу для ДП із склотекстоліту[10]: 
(4.28) 
 , 
де sT - границя витривалості матеріалу ДП (для склотекстоліту sT = 105 
МПа); [ns] - припустимий запас міцності [ns] = 2. 
 МПа 
Перевіримо виконання умови віброміцності для друкованої плати: 
(4.29) 
 , 
 МПа <  (МПа) 
Остаточний розрахунок підтвердив, що ДП не потребує додаткових опор, 
амортизаторів або інших елементів, необхідних для зменшення перевантажень 
 при вібраціях. 
 
4.4 Оцінка надійності 
Надійність – це властивість об’єкта зберігати у часі в установлених межах 
значення всіх параметрів, що характеризують здатність об’єкту виконувати певні 
функції в заданих режимах та умовах експлуатації[9]. 
До поняття надійності відноситься дуже багато різноманітних властивостей 
об’єкта. Це, наприклад: безвідмовність, довговічність, ремонтоздатність, 
збереженість. 
Надійність схеми являється одним з найголовніших параметрів при 
розробці приладів промислової та побутової техніки. Надійність ПМТ 
“закладається” в процесі їх розробки та виробництва. Вона залежить від якості 
елементів, що використовуються та їх захищеності конструктивними методами; 
структурної захищеності приладу, що забезпечує їх функціювання при наявності 
відмов; вірного вибору коефіцієнтів відмов і т.п[9]. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 51 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Існує ряд методів оцінки надійності. Найпоширенішим серед них являється 
наближений метод розрахунку надійності. Його суть полягає в представленні 
приладу у вигляді структурних схем, складовими елементами яких є елементи 
надійності (модулі, деталі, пристрої і т. д.), які мають кількісні характеристики 
надійності (інтенсивність відмов, можливість безвідмовної роботи і т. д.). також 
враховуються елементи монтажу, пайка, мікромодулі і т. д[9]. 
В даному випадку розрахунку надійності приладу доцільніше підрахувати 
кількість елементів одного типу та помножити на відсоток їх відмови, а потім 
просумувати їх та знайти загальний відсоток відмови приладу. 
Розрахунок на надійність був проведений з використанням ЕОМ. 
Результати розрахунку приведені нижче. 
Середній час безвідмовної роботи: 
− для максимальної інтенсивності відмов       1.239387742E+05 годин; 
− для середньої інтенсивності відмов              1.682227269E+05 годин; 
− для мінімальної інтенсивності відмов          2.688894864E+05 годин; 
 
− інтенсивність відмов ЕВА при середньому рівні інтенсивностей відмов 
елементів 5.944500000E-06 1/год. 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 52 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
5 Технологічний розділ 
 
В технологічному розділі дипломного проекту розробляється технологічний 
процес виготовлення плати для пристрою вимірювання різниці фаз. 
Технологічність конструкції друкованої плати - пристосованість конструкції 
друкованої плати до обмежених витрат трудових, матеріальних і енергетичних 
ресурсів на підготовку виробництва і промисловий випуск в заданій кількості по 
вищій категорії якості (виробнича технологічність) і при технологічному 
обслуговуванні і ремонті (експлуатаційна технологічність). Виробнича 
технологічність друкованої плати  визначається трудомісткістю виготовлення. 
Експлуатаційна технологічність друкованої плати  оцінюється контролездатністю і 
взаємозамінністю [15]. 
 
5.1 Обґрунтовування та вибір технологічного процесу виготовлення 
плати  
 
Для виготовлення плати обирається наступна технологічна схема підготовки 
плати, складання і монтажу елементів радіоелектронної апаратури (РЕА): 
виготовлення фотошаблону розведення доріжок, підготовка та виготовлення 
друкованої плати, складання і монтаж вузлів одноплатної конструкції з ручною 
установкою елементів при використовуванні методу групового паяння. 
1. Підготовчі операції: 
- підготовка монтажної плати до друку; 
- виготовлення фотошаблону друкованої плати; 
- друкування та травлення монтажної плати; 
- контроль виготовлення друкованої плати; 
- підготовка елементів РЕА до монтажу. 
2.  Складання і монтаж функціональних вузлів. 
3.  Операції паяння монтажних з'єднань та функціональних вузлів на 
друкованій платі. 
4.  Контроль виготовлення плати вимірювача артеріального тиску. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 53 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
5.2 Технологічний процес виготовлення плати 
Підготовчі операції виготовлення друкованої плати 
Підготовка монтажної плати до друку. Монтажна плата представляє собою 
гетинаксову пластину, що металізована з однієї сторони. Перед використанням 
монтажної плати, її оброблюють слабким розчином хлорної кислоти у воді у 
співвідношенні 1:10 на протязі 10-15 хвилин, з метою очищення її від слідів 
органічного бруду та окислення міді [17]. Після цього, підготовлену плату 
промивають під напором води протягом не менше 3 хвилин, протирають бязевою 
серветкою змоченою в спирті.  
Виготовлення фотошаблону друкованої плати. Фотошаблон друкованої 
плати виготовляється фототермічним методом на целулоїдному матеріалі PRZ-25, 
який представляє собою аркуш прозорої плівки товщиною 0,8 мм формату А4, яку 
безпосередньо перед використанням необхідно протерти бязевою серветкою 
змоченою в спирті та осушити тепловим феном. Фототермічне друкування 
 
відбувається на плівці за допомогою лазерного принтеру, що дозволяє підтримувати 
високу розподільчу здатність (не менше 600 dpi) та якість (не гірше 80 php/inch) – 
наприклад, Canon LBP-1120, HP-1300, тощо – виведенням графічного зображення 
плану розведення доріжок, який створено в спеціалізованих програмах (P-CAD, 
AutoCAD, KOMPAC) на ПЕОМ. Після отримання графічного зображення на плівці, 
її не слід зберігати довше 15 хвилин, а треба негайно розпочати процес друкування 
монтажної плати [16]. 
Друкування та травлення монтажної плати. Перенесення фотозображення з 
плівки на металізовану сторону монтажної плати відбувається наступним чином. 
Целулоїдна плівка прикладається до металізованої сторони монтажної плати 
стороною на якій відбувався фототермічний друк (сторона з нанесеним 
термопорошком). При цьому необхідно дотримуватися паралельного розташування 
реперних міток шаблону відносно сторін плати. Після цього, плата з плівкою 
затискаються в струбцинах та кладуться під прес в індукційний розігрівач на 5-8 
хвилин. Сила тиску пресу на плату повинна становити 75-90 Н, температура в зоні 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 54 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
розігріву – 150 ºС. Таким чином, вихрові струми, що наводяться в металізованій 
фользі, яка покриває лицьову сторону плати приводять до її розігріву, що сприяє 
плавленню та переходу термопорошку з плівки на плату з подальшим вплавленням 
його в металеву фольгу [16]. 
Після закінчення процесу фотодрукування, плату протирають бязевою 
серветкою зі спиртом, сушать та проводять її травлення в травильному розчині 
наступного складу [17]: 
- залізо хлорне (FeCl3) – 15-20 мас.часток; 
- гліцерин – 3-5 мас.часток; 
- біфторид магнію (MgF2) – 0,5 мас.часток; 
- дистильована вода – інше. 
Температура травильного розчину повинна становити 65-70 ºС, час 
травлення – до 40 хвилин. Для уникнення протравів, та забезпечення найбільш 
рівномірного травлення, рекомендується проводити барбацію травильного розчину 
шляхом введення в останній повітря з компресору. Також ефективним може 
 
виявитися перемішування розчину (30-50 об/хв) або дія на нього ультразвуковими 
коливаннями (44 кГц; 650 Вт). 
Після протравлення плату необхідно промити під напором води (3-5 
хвилин), протерти бязевою серветкою зі спиртом та провести очищення її поверхні 
від термопорошку. Для цього використовується метод хіміко-механічної обробки 
поверхні розчинами ацетону, бензину Б-70, або іншими розчинниками. Тривалість 
очистки – до 10 хвилин. Після цього – промивка напором води (3-5 хвилин), 
протирання бязевою серветкою зі спиртом та сушка [17]. 
Контроль виготовлення друкованої плати. Контроль виготовлення 
друкованої плати проводиться за допомогою лупи х7 (для візуального 
спостереження цілісності доріжок та контактних площадок) та електричного 
тестеру (перевірка цілісності та провідності електричних з‘єднань). На операцію 
контролю виготовлення друкованої плати на цьому етапі відводиться 15 хвилин. 
Підготовка елементів РЕА до монтажу. Підготовка елементів до монтажу 
починається з контролю елементів РЕА за номіналами «придатний-непридатний». 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 55 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
З цією метою використовують електричний мультиметр – для простих елементів 
РЕА (резисторів, діодів, конденсаторів тощо) та вимірювальний стенд – для 
мікроконтролерів, світлодіодних матриць, мікросхем тощо. Для більш компактного 
розташування елементів, та оптимізації процесу паяння необхідно сформувати 
виводи окремих елементів (резисторів, конденсаторів, транзисторів) шляхом 
рихтування, підрізання або загинання. Після цього, елементи монтажу вкладаються 
в технологічні касети в яких відбувається процес лудження виводів елементів РЕА 
сплавом Розе (Розе-5у). 
 
Складання і монтаж функціональних вузлів на друкованій платі 
Установка на плату контактів, перемичок, штирів та елементів монтажу. 
Складання і монтаж функціональних вузлів на друкованій платі починається з 
установки на плату контактів, перемичок, штирів та елементів РЕА. При цьому, 
процес монтажу повинен відбуватися в такій послідовності: спочатку 
встановлюються зовнішні елементи РЕА (резисторні блоки, мікротранзисторні 
 
збірки та конденсатори), потім – впроваджені елементи максимального розміру – 
контактні площадки під мікросхеми; далі – впроваджені елементи середнього та 
мінімального розміру – резистори, конденсатори, транзистори та діоди. Останніми 
на друковану плату встановлюються контактні штирі та площадки, а також – 
перемички між різними контактами плати. 
Підготовка виводів елементів РЕА. Підготовка виводів елементів полягає в 
їх лудженні з метою подальшого гарного приєднання останніх до контактних 
площадок на монтажній платі. При цьому кількість флюсу, який наноситься на 
місце паяння, повинна бути мінімальною.  
При залуджуванні виводів необхідно уникати їх перегріву протягом часу 
більше 3 секунд. При цьому місце лудіння має бути достатньо прогрітим за 
допомогою паяльника із забезпеченням повного розтікання розплавленого        
припою [17].  
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 56 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Після лудження виводи необхідно охолодити. Поверхня виводів після 
лудження повинна мати однорідний, глянсовий вигляд без видимих  забруднень і 
напливів.  
Контроль правильності і якості установки елементів РЕА. Контроль 
правильності і якості установки елементів відбувається шляхом зовнішнього огляду 
на якість лудження виводів, відсутність подряпин, тріщин корпусу, пошкодження 
написів, а також вірної полярності встановлення елементів РЕА (особливо для 
діодів та силових пристроїв).   
Плати, які не пройшли етап контролю правильності і якості установки 
елементів поступають назад – на монтажну ділянку. Придатна плата залучається до 
технологічної операції паяння, плати ж, які мають відхилення на етапі складання і 
монтажу функціональних вузлів – повертаються на доопрацювання [17]. 
 
Паяння монтажних з'єднань та функціональних вузлів на друкованій 
платі 
 
Знежирення плати. Після протравлення і очищення від залишків 
термопорошку плату необхідно знежирити. Для цього поверхня плати протирається 
розчинами ацетону, бензину Б-70, або іншими розчинниками. Тривалість 
знежирення – до 2 хвилин. Після цього – протирання бязевою серветкою зі спиртом 
та сушка [17]. 
Флюсування місць паяння. Перед підготовкою до паяння контактні 
площадки необхідно профлюсувати. Для цього використовується спиртовий флюс 
ФС-50. При цьому кількість флюсу, який наноситься на контактну площадку, 
повинна бути мінімальною.  
Далі необхідно виконати лудіння контактних площадок з метою їх кращого 
пропаю. При лудінні контактних площадок необхідно уникати їхнього перегріву 
протягом часу більше 3 секунд. Крім того місце лудіння має бути достатньо 
прогрітим для забезпечення повного розтікання розплавленого припою. Поверхня 
контактних площадок після лудіння повинна мати однорідний, глянсовий вигляд 
без видимих пор, забруднень і напливів.  
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 57 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Паяння з'єднань та перемичок на монтажній платі. Паяння монтажних 
з'єднань та перемичок повинне забезпечуватися надійністю електричного контакту 
і необхідною механічною міцністю. Кількість припою, який відбирається 
паяльником повинна бути мінімально необхідною. Не допускається великий наплив 
припою в місці пайки – припій повинен заливати місце з'єднання виробів 
електронної техніки з усіх боків, заповнювати щілини і зазори між дротами і 
контактами. Температура жала паяльника контролюється приладом МПП-254Г, 
який входить до складу паяльної станції. При цьому необхідно уникати зайвого 
перегріву монтажних з‘єднань на платі, тоді коли саме місце паяння має бути 
достатньо прогрітим. Після спаювання місце пайки охолоджується на повітрі без 
примусового обдування.  
Очистка та сушка монтажної плати. Після закінчення етапу пайки з‘єднань 
монтажної плати, її необхідно очистити та просушити. Для цього, монтажну плату 
прогрівають термофеном або в електрокалорифері при температурі 65-85 ºС для 
рівномірного розтікання припою по поверхні монтажних плат та випаровування 
 
залишків флюсу та органічних розчинників. Після цього отриману плату сушать 
теплофеном та охолоджують на повітрі не менше 2-3 хвилин [17]. 
 
Контроль виготовлення плати перетворювача 
Контроль виготовлення плати повинен відбуватися на кожному етапі 
технологічного процесу. Остаточний контроль проводиться на вимірювальному 
стенді, який дозволяє перевірити функціонування основних вузлів та блоків 
пристрою „інформаційне табло”. Також ефективним є тестова перевірка роботи 
пристрою із залученням адептів (експертів). Така тестова перевірка дозволяє 
виявити та вчасно уникнути ряду проблем, пов‘язаних з роботою пристрою, а саме: 
надійність функціонування пристрою в умовах вібрацій, температурного удару, 
підвищеної вологості та яскравості – емітуючі умови зовнішнього середовища, а 
залучення експертів дозволить випробувати захист від „дурня”, програмних 
помилок та апаратних збоїв.   
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 58 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
5.3 Вимоги, що висуваються до монтажу елементів РЕА 
Елементи при закріпленні їх виводів повинні бути по можливості 
розташовані так, щоб напис на друкованій платі їх маркування розташовувався з 
одного боку та був добре видний. 
З‘єднувальні, силові та інформаційні дроти не повинні мати пошкоджень 
при монтажі (підпалів, надрізувань). 
Дроти перетином 0,35 мм і менш слід кріпити з виконанням повного обороту 
навкруги контактної пелюстки, дроти перетину понад 0,35 мм - не менше обороту. 
  
5.4 Основні вимоги, що висуваються при паянні елементів до плати 
На якість паяних з'єднань істотно впливають не тільки технологічні умови 
проведення процесу паяння, але і правильний вибір матеріалів: флюсів, припоїв, 
очисних рідин. 
Вибір флюсу проводиться виходячи з потрібної хімічної активності, яка 
повинна бути найбільшою в інтервалі температур  плавлення припою. Він повинен 
 
швидко і рівномірно розтікатися по матеріалу, добре проникати в зазори і 
видалятися з них, легко витіснятися розплавленим припоєм. Для паяння монтажних 
з'єднань використовують переважно низько- і середньо температурні припої з 
температурою плавлення Тпл < 450 С. Основними компонентами припоїв є олово і 
свинець, до яких для забезпечення спеціальних якостей можуть додаватися 
різноманітні хімічні елементи, зокрема: сурма, срібло, вісмут, кадмій.  
До технічних вимог при паяні з'єднань відносять: достатню механічну 
міцність і пластичність; задану теплопровідність і електричні характеристики; 
коефіцієнт термічного розширення (КТР) близький до КТР паяного металу; 
корозійну стійкість як в процесі паяння, так і при експлуатації. 
Паяння монтажних з'єднань повинне забезпечуватися надійністю 
електричного контакту і необхідною механічною міцністю. 
Кількість флюсу, який наноситься на місце паяння, повинна бути 
мінімальною. Не допускається велика кількість змочувань флюсом місць паяння. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 59 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Монтажні з'єднання слід лудити і паяти. Необхідно уникати зайвого 
перегріву монтажних виробів електронної техніки. Взагалі, тривалість одного 
дотику паяльника в зону паяння не повинна перевищувати 2-3 секунд. При цьому 
місце паяння має бути достатньо прогрітим за допомогою паяльника із 
забезпеченням повного розтікання розплавленого припою.  
Після паяння спаяне місце необхідно охолодити, при цьому спаяні вироби 
повинні бути нерухомі.  
Поверхня монтажних з'єднань повинна мати глянцевий вигляд без видимих 
пор, забруднень і напливів. Припій повинен заливати місце з'єднання виробів 
електронної техніки з усіх боків, заповнювати щілини і зазори між дротами і 
контактами.  
Температуру жала паяльника необхідно контролювати, наприклад приладом 
4-703 МГ2.821.Э1649 або МПП-254Г. 
 
5.5 Технологічний контроль виготовлення плати  
 
Загальна структура контрольних операцій включає візуальний контроль 
монтажу, автоматичний контроль правильності монтажних з'єднань, 
функціональний контроль зібраних плат. 
Шляхом зовнішнього огляду і порівняння із зразками перевіряють тип, 
номінальне значення, маркування, якість лудіння виводів, відсутність подряпин, 
тріщин корпусу і пошкодження написів.   
Механічну міцність монтажних з'єднань допускається перевіряти вибірково, 
але не більш разу в процесі прийому монтажу. Зусилля повинне бути направлено 
уздовж осі припаяного дроту і не повинне перевищувати 0,5 кг. В окремих випадках 
допускається перевірка пінцетом, на губки якого повинні бути надіті ізоляційні 
трубки. 
Контроль правильності електричних з'єднань є необхідною операцією перед 
настройкою. В одиничному і дрібносерійному виробництві цю операцію виконують 
вручну за допомогою універсальної вимірювальної апаратури по картах опорів і 
монтажній схемі. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 60 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
В масовому виробництві широко використовують автоматичні тестери, які 
працюють за принципом неврівноваженого моста. Плата через з'єднувачі 
підключається до тестера, який за розробленою програмою перевіряє омічний опір 
кожної електричної ділянки і визначає його стан. Плати, які не пройшли перевірку 
монтажу поступають на ділянку ремонту. Годна плата поступає на функціональний 
контроль, де перевіряють логічні зв'язки елементів за допомогою діагностичних 
тестів. Плати, які мають відхилення початкових параметрів поступають на 
регулювання, а несправні - на ремонт. 
Якість паяного з'єднання дротів перетином 0,12 мм2 і менше, повинні 
перевірятися візуально. 
При контролі якості монтажу забороняється перегинати дріт в зоні паяння. 
Перевірене паяння контролер повинен відзначати кольоровим лаком, який 
наноситься на місце спаю у вигляді невеликої акуратної крапки.  
 
5.6 Загальні вимоги до монтажу друкованої плати 
 
До монтажної роботи допускаються особи, які атестовані по операціях 
даного технологічного процесу. 
Робітник при виконанні будь-якої виробничої задачі відповідає за якість 
виконання роботи і при здачі продукції майстру винен відділити придатну 
продукцію від браку. 
Складання і монтаж друкованої плати  в міру необхідності робітник повинен 
вести по індивідуальних технологічних картах і еталонних зразках. Збірка 
компонентів друкованої плати складається з подачі їх до місця установки, орієнтації 
виводів щодо монтажних отворів або контактних майданчиків, сполучення з 
складальними елементами і фіксації в потрібному положенні. Використовування 
ручної збірки економічно доцільне при виробництві не більше 15 тис. плат в рік 
партіями по 100 штук. На кожній платі повинно бути розміщено не більше 100 
елементів, у тому числі 20 інтегральних мікросхем. Істотною перевагою ручної 
збірки є можливість постійного візуального контролю, який дозволяє 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 61 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
використовувати відносно великі допуски на розміри висновків, контактних 
майданчиків і монтажних отворів.  
 
5.7 Нормування часу монтажних робіт 
Нормування часу монтажних робіт виконують на підставі карт 
технологічних процесів, які визначають порядок виконання операцій, 
використовування приладів, інструментів, матеріалів, а також режимів обробки і 
нормативів часу. Розрахунок норм штучного часу на операцію (хв.) визначається по 
формулі [16]: 
Тшт = Топ × (1 + 0,01 × К)                                             (5.1) 
де  ТОП - оперативний час, Топ = 134,18 хв. (табл.5.1);  
К - час на організаційно-технологічне обслуговування робочого місця, 
відпочинок і власні потреби у відсотках від оперативного часу, К = 14 %.  
Тшт = Топ × (1 + 0,01 × К) = 134,18 × (1 + 0,14) = 152,9 хв. (2 год.33 хв.)     
Оперативний час на виконання монтажних операцій приведений в табл.5.1. 
 
Таблиця 5.1 - Оперативний час на виконання операцій по виготовленню 
перетворювача 
№ Кількість, Оперативний 
Назва етапу роботи ТОП, хв. 
п/п циклів час, ТОП, хв. 
Підготовчі операції 
Підготовка монтажної плати до   
1          3          1,5 4,5 
друку 
Виготовлення фотошаблону 
2          2         0,16 0,32 
друкованої плати 
Друкування та травлення 
3          1           60 60 
монтажної плати 
Контроль виготовлення 
4          1           10 10 
друкованої плати 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 62 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Продовження таблиці 5.1 
 
Підготовка елементів РЕА до 
5          5           2,5 12,5 
монтажу 
Складання і монтаж функціональних вузлів 
Установка на плату контактів, 
6 перемичок, штирів та елементів         4           1,5       6,0 
РЕА 
Підготовка виводів елементів 
7        110          0,05       5,5 
РЕА 
Контроль правильності і якості 
8         42          0,08      3,36 
установки елементів РЕА 
Паяння монтажних з'єднань та функціональних вузлів на друкованій платі 
9 Знежирення плати 1 0,5 0,5 
10 Флюсування місць паяння 110 0,05 5,5 
 Паяння з'єднань та перемичок 
11 110 0,05 5,5 
на монтажній платі 
Очистка та сушка монтажної 
12 1 2,5 2,5 
плати 
Контроль виготовлення плати  
Остаточний контроль на 
13 1 3 3 
вимірювальному стенді 
Тестова перевірка роботи 
14 пристрою із залученням 1 15 15 
адептів 
Всього 134,18 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 63 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
6 Спеціальний розділ 
 
6.1 Економічне обґрунтування  розробки пристрою 
Перед початком розробки даного стенда в першу чергу організували 
діяльність по виконанню всіх робіт пов'язаних з розробкою і виготовлення 
пристрою. 
Підбираємо трудові ресурси. На виконання даної дипломної роботи наказом 
по університету призначається керівник дипломного проекту який повинен 
зосередити свою увагу на виконанні конкретного завдання і на якого свою чергу 
покладається відповідальність за реалізацію даного проекту[18-20]. 
Отже в кінцевому результаті команда буде мати кінцевий склад: 
1. Керівник дипломного проекту . 
2. Консультант з економічного розділу. 
3. Консультант з охорони праці. 
4. Студент виконавець. 
 Отже, дана матрична система дає можливість гнучко маневрувати 
людськими ресурсами за рахунок перерозподілу їх між проектами, але за умови 
збереження їх адміністративної належності відповідно функціональними, відділам. 
Тепер розробляємо план дипломного проекту. 
План проекту: 
1. Управління проектом : 
1.1   Створення команди проекту; 
1.2  Інтеграція команди проект; 
1.3  Планування проекту; 
1.4  Закриття проекту; 
2. Розробка документації проекту по створенню пристрою: 
2.1 Розробка технічної документації; 
3. Закупівля сировини для виготовлення пристрою; 
4. Виконання реконструкції і монтажу: 
4.1 Виготовлення деталей стенда; 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 64 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
4.2 Підготовка до монтажу; 
4.3 Монтаж стенда; 
5. Запуск проекту: 
5.1 Отримання допуску; 
5.2 Перевірка роботи стенду; 
5.3 Проведення регульованих робіт; 
6. Контроль за виконанням. 
Переходимо до планування робіт у часі. Насамперед побудуємо сіткову 
модель процесів реалізації проекту по створенню системи контролю. 
Сіткова модель процесів реалізації проекту зображена на рисунок 8.1. 
 
 
Рисунок 6.1 - Сіткова модель процесів реалізації проекту 
 
Розрахунок трудоємності робіт по монтажу стенда 
Таблиця 6.1 – Опис робіт та вимог до ресурсів  
Код Довготривалість 
Робота (процес) Ресурси 
процесу процесу, днів 
1 2 3 4 
1. Створення команди 
1-2 1 К 
проекту 
2. Інтеграція команди 
2-3 1 К 
проект 
3. Розробка технічної 
3-4 2,3 С 
документації 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 65 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Продовження таблиці 6.1 
1 2 3 4 
4. Закупівля сировини 4-5 0,3 С 
5. Підготовка до 
5-6 0,5 С 
монтажу 
6. Монтаж стенда 6-7 2,7 С 
7. Отримання допуску 7-8 2 С 
8. Перевірка роботи 
8-9 0,8 С 
стенду 
9. Завершення проекту 9-10 1 С 
10. Контроль виконання Протягом всіх 
1-10 КН 
робіт робіт 
К – керівник проекту ; КН – консультанти з розділів ; С – студент. 
 
Отже збудувавши сітковий графік, ми бачимо що для виконання 
 дипломного проекту по створенню насосної станції ми затрачаємо 11,6 днів. 
 
Визначення вартості пристрою 
Метою даного розділу є обґрунтування економічної доцільності і 
ефективності пристрою. При цьому, за рахунок використання сучасного 
мережевого обладнання і нових технічних рішень, збільшується продуктивність, 
пропускна спроможність і надійність сортувального обладнання, зменшуються: 
витрати часу і засобів на обслуговування.  
Далі будуть приведені розрахунки, що дозволяють кількісно визначити 
економічні показники проектування та виготовлення пристрою. 
Розрахунок прямих витрат на розробку та виготовлення пристрою. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 66 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Таблиця 6.2- Розрахунок вартості основних матеріалів 
Одиниця Кіль- Сума 
№ п/п Назва обладнання, матеріалів 
виміру кість витрат грн. 
1. Перелік обладнання: 
1.1 Радіоелементи  та матеріали  шт - 356,53 
2. Перелік програм: 
2.1 Програма «Proteus» шт 1 9500 
Всього:  
Загальна вартість матеріалів 9856,53грн. 
Виготовлення передбачає види робіт, які вказані в таблиці 6.3. 
Таблиця 6.3 - Витрати часу 
Норма часу на 
№ Кількість, Загальні витрати 
Назва матеріалів одиницю роботи 
п./п. шт. часу, год 
люд./год. 
 1 Розробка пристрою 1 40 40 
2 Розробка плати 1 16 16 
Нанесення зобра-
3 1 2 2 
ження на плату 
Травка плати, 
4 1 2,32 2,32 
промивка. 
Підготовка ножок 
5 110 0,01 1,1 
елементів 
6 Лудіння плати 1 2 2 
Лудіння ніжок 
7 110 0,01 1,1 
елементів 
8 Монтаж елементів 42 0,004 0,168 
9 Пайка плати 110 0,02 2,2 
10 Перевірка плати 1 15,33 15,33 
Всього: 82,22 
На виготовлення друкованої плати затрачуємо 82.22 годин. 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 67 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Нормування праці 
Нормування праці - це один з основних напрямів наукової організації праці. 
Воно передбачає впровадження міжгалузевих і галузевих норм і нормативів, для 
нормування праці робочих, інженерно-технічних працівників і службовців. 
Нормування праці є однією із складових частин наукової організації праці і має 
своїй на меті встановлення міри витрат у вигляді технічно обґрунтованих норм часу 
і норм вироблення[18-20]. 
Таблиця 6.4 – Баланс робочого часу 
Показники Одиниці виміру Тривалість 
Кількість днів у році дні 365 
Кількість неробочих днів, у тому числі: дні 114 
Святкових дні 10 
Вихідних дні 104 
Номінальний фонд робочого часу дні 251 
Невиходи на роботу у тому числі: дні 40,36 
 
чергових і додаткових відпусток дні 28,07 
Лікарняних дні 10,03 
навчальних відпусток дні 0,93 
інші невиходи дозволені законодавством дні 0,43 
невиходи з дозволу адміністрації дні 0,5 
прогули  дні 0,3 
цілоденні простої дні 0,1 
Кількість робочих днів у році дні 210,64 
Середня тривалість робочого дня години 7,81 
Корисний фонд робочого часу одного 
години 1645,098 
робітника (ЕРФр) 
  
При виготовленні пристрою використовується робітник другого розряду.  
Для визначення годинну тарифну ставку робітника другого розряду 
використовуємо формулу (6.1) [18-20]. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 68 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
         СII = СІ К II     грн × год                                      (6.1) 
де KІІ – перевідний коефіцієнт робітника 2-го розряду, який становить 1.11. 
ЗПмін
       CI =      грн × год                                     (6.2) 
ЕРФсм
де ЗПмін – мінімальна заробітна плата яка становить 6500 грн. 
ЕРФсм – ефективний робочий фонд середньомісячний розраховується з 
таблиці 6.3 по формулі (6.3):           
ЕРФр
  ЕРФсм =    год.                                          (6.3) 
11
1645,09
ЕРФсм = 149,55 ( год.)  
11
Знаходиться годинна тарифна ставка робітника першого розряду : 
3200
С1= = 21,4  грн × год 
149,55  
Знаючи годинну тарифну ставку робітника першого розряду знаходиться 
 
годинну тарифну ставку робітника другого розряду : 
СІІ = 21,4 × 1,11 = 48,24 грн × год 
Визначається заробітна плата робітника другого розряду по формулі (6.4) 
 ЗПтар. = Ст2 × Т= 48,24 × 82.22 = 3 966,59грн.                       (6.4) 
Визначається не прямі витрати по формулі (6.5) 
        П = ЗП × %П = 3 966,59г× 0,2 =793,32 грн.                           (6.5) 
де  %П – візьмемо 20 % (прямої) 
Визначається заробітна плата загальна по формулі  (6.6) 
        ЗП заг. = ЗПтар + П = 3 966,59+ 793,32 = 4 759,90 грн.                 (6.6) 
Знаходиться відрахування до фондів по формулі (6.7) 
        В = 0,363 × ЗПзаг. = 0,363 × 4 759,90 = 1 727,84 грн.                (6.7) 
 
 
Розрахунок допоміжних витрат 
Для розрахунку допоміжних витрат використовуються дані таблиці 6.5. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 69 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Таблиця 6.5 - Нормування допоміжних витрат  
№ Назва Одиниця Сума витрат, грн. 
Кількість 
П/П матеріалів виміру За одиницю Загальна 
1 Припій кг 0,07 1750 122,5 
2 Флюс , Ф3 л 0,192 360 69,12 
3 Спирт л 0,05 140 7 
4 Хлорне залізо Упаковка 1 120 120 
5 Лак л 0,05 450 22.5 
    Всього : 341,12 
 
Розраховується вартість електроенергії що споживається в процесі обробки 
плати. 
Визначаються витрати електричної енергії на освітлення по формулі (6.8) . 
W місце.осв. = Р освітлення × Т витр.    (6.8) 
 W місце.осв. = 0,24 × 13,17 = 3,16 кВт×год. 
Р освітлення = 0,24 кВт 
Т витр. – час витрачений з приладом. 
Визначаються витрати електричної енергії на електричний дриль по 
формулі (6.9) . 
Wел.дриль = Р освітлення × Т витр.   (6.9) 
Wел.дриль = 0,9 × 1.239= 1,1151 кВт×год 
Р ел.дрелі = 0,9 кВт 
Т витр. – час витрачений з приладом. 
Визначаються витрати  електричної енергії на паяльник по формулі (6.10) 
Wел.паяльн. = Р освітлення × Т витр.      (6.10) 
 Wел.паяльн. = 0,04 × 3,008 = 0,12 кВт × год 
 Р паяльника  = 0,04 кВт 
Т витр. – час витрачений з приладом. 
Загальні витрати електричної енергії визначаються по формулі (6.11)  
 Wзаг.= Wміс.осв.+Wел.дрел.+Wел.паяльн.                  (6.11) 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 70 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Wзаг.= 3,16+1,1151+0,12=4,431 кВт 
Визначається вартість використаної електричної енергії по формулі (6.12) 
Вел.ен= Wзаг × Тел. енергії.                              (6.12) 
де Тел.енергії - тариф за ел. енергію 0,9 грн./кВт × год. 
Вел.ен =4,431 × 0,9 =39,8грн. 
Визначається відшкодування зносу інструментів в таблиці 6.6. 
 
Таблиця 6.6 - Відшкодування зносу інструментів 
№ п/п Назва пристрою Вартість пристрою, грн. Примітка 
1. Електродриль 473  
2. Тестер 80  
3. Паяльник 65  
Всього 618,00  
 
 Відшкодування зносу інструментів приймаємо рівним 0,5% на рік. По 
 
формулі (6.13) розраховуємо суму відшкодування зносу інструментів. 
 
 Ввідш.=0,005×Вінст.=0,005×618=3,09 грн.                  (6.13) 
 
 
Розрахунок собівартості виготовлення пристрою 
Для визначення собівартості виготовлення пристрою необхідно виконати 
розрахунок прямих та інших витрат, пов’язаних з виробництвом. 
Розрахунок прямих витрат виконуватимемо за даними таблиці 6.6[18-20].  
А розрахунок загальновиробничих та адміністративних витрат 
здійснюватимемо за формулами 6.14 та 6.15[18-20]. 
 
 
 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 71 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Таблиця 6.7 - Розрахунок прямих витрат 
№ п/п Назва статей витрат Сума витрат, грн. Примітка 
1 Прямі матеріальні витрати   
1.1 Сировина, матеріали 9 856,53 Таблиця 6.1 
1.2 Допоміжні матеріали 341,12 Таблиця 6.4 
1.3 Електроенергія 39,88 Вел.ен. 
2 Прямі витрати на оплату праці   
2.1 Заробітна плата 4 759,90 ЗПзаг. 
3. Інші прямі витрати   
3.1 Відрахування у фонд 1 727,84 В 
Відшкодування зносу 
3.2 3,09 Відшкодування 
інструментів 
                                    Всього: 16 728,37  
 
Отже, прямі витрати на розробку та виготовлення пристрою складають 16 
728,37грн. 
Розраховуємо загально виробничі витрати по формулі (6.14) 
 
 ЗВВ = ЗПзаг × 100%= 4 759,90грн.                             (6.14) 
 
 Розраховуємо адміністративні витрати по формулі (6.15) 
 
 ЗПупр. = (ЗПзаг + В) × 100%= 6 487,75 грн.                    (6.15) 
 
Складається калькуляція в таблиці 6.6. 
Калькуляція – це фінансовий документ який розраховує витрати на 
виготовлення одиниці продукції. 
 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 72 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Таблиця 6.8 – Калькуляція 
Шифр Найменування статті 
Методика розрахунку Сума витрат 
рядка продукції 
1 2 3 4 
1. Сировина і матеріали Таблиця 6.1 9 856,53 
Купівельні напівфабрикати 
та комплектуючі вироби. 
2. Таблиця 6.4 37,09 
Роботи і послуги 
виробничого характеру 
3. Енергія Вел.енергії 39,88 
4. Зворотні відходи Немає  
Основна заробітна плата 
5. ЗПтар. 3 966,59 
робітника 
6. Додаткова ЗП П 793,32 
 
7. Відрахування у фонд В 1 727,84 
Витрати на утримання та 
8. Ввід. 3,09 
експлуатацію устаткування 
9. Загальні витрати ЗВВ 4 759,90 
10. Витрати від браку Немає  
11. Інші виробничі витрати Немає  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 73 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
Продовження таблиці 6.8 
1 2 3 4 
12. Попутна продукція Немає  
Сума рядків  
[((1+2+3)-4)+ 
13. Виробнича собівартість 21 184,24 
+(5+6+7+8+9+10+11
)]  
Адміністративні 
14. ЗПупр.р.1 6 487,75  
витрати 
15. Витрати на збут Немає  
16. Прибуток Немає  
17. ПДВ Немає  
Сума рядків 
18. Відпускна ціна 27 671,99  
(13+14+15+16+17) 
 
 
Отже, собівартість виготовлення пристрою буде становити 27 671,99 грн. 
 
6.2 Охорона праці 
Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають у приміщенні 
радіотехнічної лабораторії 
Дослідження за темою кваліфікаційної роботи містять дії, які неможливо 
виконати без використання сучасної комп’ютерної техніки. З погляду на це виникає 
потреба в раціональній та безпечній організації праці дослідника під час роботи з 
комп’ютером, адже деякі обчислення та процеси моделювання тривають доволі 
довгий час, що вимагає тривалого споглядання екрану монітора, а це в свою чергу 
піддає дослідника впливу цілої групи шкідливих факторів. До них можна віднести: 
- вплив випромінювання від монітора і від комп’ютера; 
- вплив електромагнітного випромінювання; 
- нераціональна освітленість; 
- висока напруга; 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 74 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
- ненормований рівень шуму тощо. 
Суттєвий вплив на працівника також мають психофізичні фактори такі як: 
розумова перенапруга, перенапруга зорових і слухових аналізаторів, емоційні 
перенавантаження, монотонність праці, що призводять до стомлення і зниження 
працездатності. 
Саме тому, проаналізуємо вплив вище зазначених факторів на здоров’я і 
працездатність дослідника, який працює в лабораторії за комп’ютером. За рівнем 
фізичних навантажень даний вид праці відноситься до категорії Іа. 
Розміри лабораторії становлять: ширина – 4 м, довжина – 6 м, висота стелі 
– 3 м, площа – 24 м2, об’єм – 72 м3. Лабораторія розрахована на чотирьох одночасно 
працюючих осіб. Площа, яка припадає на одного працівника – 6 м2, об’єм – 18 м3, 
що не в повному обсязі відповідає вимогам ДБН В.2.2.28-2010. 
На стінах лабораторії світло-жовті шпалери, які мають середній коефіцієнт 
відбиття світла, що сприяє достатній освітленості приміщення і добре впливає на 
зір працюючого. 
 
Суттєвий вплив на організм працівника лабораторії має мікроклімат 
приміщення. Фактичні значення параметрів мікроклімату в лабораторії мають 
наступні показники: 
1. Температура повітря: 
- в холодний період року – 22-24°С; 
- в теплий період року – 29-30°С. 
2. Вологість повітря: 
- в холодний період року – 47-49%; 
- в теплий період року – 45-47%. 
3. Швидкість руху повітря: 
- в холодний період року – 0,05-0,1 м/с; 
- в теплий період року – 0,1-0,2 м/с. 
Усі наведені фактичні значення параметрів мікроклімату задовольняють 
вимогам ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих 
приміщень», за виключенням температури в теплий період року. Для нормалізації 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 75 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
цього параметру в даному приміщенні необхідно розрахувати та змонтувати 
систему кондиціонування повітря. 
Робочі столи в лабораторії розташовані біля вікон так, що працівник сидить 
боком до вікна. При цьому в лабораторії забезпечується оптимальне 
співвідношення яскравості робочих та навколишніх поверхонь та максимально 
обмежене відбиття світла від екрану монітора. 
Недостатня або надмірна освітленість, нерівномірність освітлення в полі 
зору втомлює очі, призводить до зниження продуктивності праці; при цьому 
зростає потенційна небезпека помилкових дій і нещасних випадків. Надмірна 
яскравість джерел світла може спричинити головний біль, різь в очах, розлад 
гостроти зору; світлові відблиски – тимчасове засліплення. 
Освітлення робочих приміщень характеризується кількісними та якісними 
показниками. До основних кількісних показників відносяться: світловий потік, 
сила світла, яскравість і освітленість. До основних якісних показників зорових умов 
роботи можна віднести: фон, контраст між об’єктом і фоном, видимість. 
 
Природне освітлення лабораторії здійснюється через два вікна, розмір яких 
– 2×1,5 м кожне. Вікна облаштовано жалюзі, що забезпечує обмеження 
проникнення сонячних променів на робочі місця.  
За найменший об’єкт  розрізнення зорової праці приймаємо точку на екрані 
монітору, розмір якої 0,25 мм, що відповідає дуже високому ступеню точності 
зорової праці. Розряд зорової праці – ІІ г, що відповідає великому контрасту об’єкта 
розрізнення та світлому фону. 
Згідно з ДБН В.2.5-28-2018 коефіцієнт природного освітлення (КПО) для 
даного типу зорової праці складає 1,5%. Фактичне значення КПО становить 24 - 
27%, що відповідає ДБН В.2.5-28-2018. 
Штучне освітлення може бути загальним та комбінованим. Загальним 
називають освітлення, при якому світильники розміщуються у верхній зоні 
приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою) рівномірно (загальне рівномірне 
освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване 
освітлення). Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого. Його 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 76 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
доцільно застосовувати при роботах високої точності, а також, якщо необхідно 
створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок світла. Місцеве 
освітлення створюється світильниками, що концентрують світловий потік 
безпосередньо на робочих місцях. Застосування лише місцевого освітлення не 
допускається з огляду на небезпеку виробничого травматизму та професійних 
захворювань. 
В темний час доби лабораторія освітлюється за допомогою вісьмох 
світильників. Фактичне значення штучного загального освітлення становить 420 
лк, а нормативне значення – 400 лк. Отже, рівень штучного освітлення відповідає 
ДБН В.2.5-28-2018. 
При довготривалій роботі з ПК у багатьох користувачів виявляється біль, 
різь в очах, розмивання контурів об’єкта. Ці явища часто супроводжуються 
головним болем, сонливістю, млявістю. Щоб уникнути цього, необхідно кожні 2 
години роботи з ПК робити перерву на 10-15 хв. згідно «Вимог щодо безпеки та 
захисту здоров’я працівників під час роботи з екранними пристроями». 
 
Монітори ПК, якими обладнано лабораторію, відповідають основним 
вимогам безпеки: яскравість дисплея не менше 300 кд/м2, висота символів не менше 
3,8 мм, діагональ екрану не менше 500 мм. 
Згідно ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми допустимих рівнів шуму на 
робочих місцях» нормативне значення еквівалентного рівня звуку при даному виді 
діяльності складає 50 дБА. Головним джерелом шуму є вентилятор охолодження 
блоку живлення ПК. Фактичне значення еквівалентного рівня звуку не перевищує 
нормативного і становить 40-44 дБА. 
Щоб запобігти виникненню хвороб пов’язаних з неправильною посадкою 
людини перед комп’ютером необхідно враховувати ергономічні фактори. 
Довжина робочого столу будь-якого робочого місця становить 1,5 м, усі 
предмети знаходяться в робочій зоні дослідника. Висота столу 0,75 м, висота 
стільця 0,45 м, що відповідає ДСТУ 8604:2015. Стілець має бути такої висоти, щоб 
максимально наблизитися до кута між стегнами і хребтом величиною 90°. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 77 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Приміщення лабораторії відноситься до 3 типу приміщень за ступенем 
небезпеки ураження людини електричним струмом: приміщення без підвищеної 
небезпеки (ПУЕ-17), оскільки в приміщенні лабораторії відсутні наступні фактори: 
висока відносна вологість повітря (перевищення 75% протягом тривалого часу); 
висока температура повітря (більше 350С протягом тривалого часу); 
струмопровідний пил; струмопровідна підлога.  Деяке обладнання має металевий 
корпус, тому згідно ДСТУ Б В.2.5-82:2016 в лабораторії необхідно передбачити 
магістраль захисного занулення для виключення випадку ураження електричним 
струмом. Електропроводка в даному приміщення прихованого типу, прокладена в 
спеціальних каналах. Для під’єднання комп'ютерів до мережі змінного струму 
напругою 220 В застосовуються мережеві фільтри. 
В лабораторії забезпечуються необхідні заходи запобігання виникнення 
пожежнонебезпечних ситуацій згідно з НАПБ А.01.001-2004 «Правила пожежної 
безпеки України». План евакуації розміщений на стіні, забезпечено вільний доступ 
до нього. Приміщення лабораторії укомплектоване двома порошковими 
 
вогнегасниками ВП-5у (Правила експлуатації та типові норми належності 
вогнегасників). 
Після проведення детального аналізу приміщення та умов праці за робочим 
місцем, можна зробити висновок, що всі фактори робочого середовища, крім 
відхилення від нормованих значень температури повітря в теплий період року, 
відповідають своїм нормативним значенням. Тому в приміщенні радіотехнічної 
лабораторії необхідно встановити систему кондиціонування повітря. 
 
Розробка системи кондиціонування повітря лабораторії 
Типи кондиціонерів 
Кондиціювання повітря - це створення і автоматична підтримка 
(регулювання) в закритих приміщеннях всіх або окремих параметрів (температури, 
вологості, чистоти, швидкості руху повітря) на певному рівні з метою забезпечення 
оптимальних метеорологічних умов, найбільш сприятливих для самопочуття 
людей або ведення технологічного процесу. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 78 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Кондиціонування повітря здійснюється комплексом технічних засобів, які 
називаються системою кондиціонування повітря (СКП). До складу СКП входять 
технічні засоби забору повітря, підготовки, тобто надання необхідних кондицій 
(фільтри, теплообмінники, зволожувачі або осушувачі повітря), переміщення 
(вентилятори) і його розподілу, а також засоби хладо- і теплопостачання, 
автоматики, дистанційного керування і контролю. СКП великих громадських, 
адміністративних і виробничих будівель обслуговуються, як правило, 
комплексними автоматизованими системами управління. 
Автоматизована система кондиціонування підтримує заданий стан повітря 
в приміщенні незалежно від коливань параметрів навколишнього середовища 
(атмосферних умов). 
Основне обладнання системи кондиціонування для підготовки і 
переміщення повітря агрегатується (компонується в єдиному корпусі) в апарат, 
який називається кондиціонером. У багатьох випадках всі технічні засоби для 
кондиціонування повітря скомпоновані в одному блоці або в двох блоках, і тоді 
 
поняття СКП і кондиціонер однозначні. 
Слід зазначити, що загальноприйнятої класифікації СКП до цього часу не 
існує і пов'язано це з багатоваріантністю принципових схем, технічних і 
функціональних характеристик, які залежать не тільки від технічних можливостей 
самих систем, але і від об'єктів застосування (кондиціонованих приміщень). 
Сучасні системи кондиціонування можуть бути класифіковані за такими 
ознаками: 
• за основним призначенням (об'єкту застосування): комфортні і 
технологічні; 
• за принципом розташування кондиціонера по відношенню до 
обслуговуваного приміщення: центральні та місцеві; 
• за наявністю власного (що входить в конструкцію кондиціонера) джерела 
тепла і холоду: автономні і неавтономні; 
• за принципом дії: прямоточні, рециркуляційні та комбіновані; 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 79 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
• за способом регулювання вихідних параметрів кондиціонованого повітря: 
з якісним (однотрубних) і кількісним (двотрубних) регулюванням; 
• за ступенем забезпечення метеорологічних умов в приміщенні, що 
обслуговується: першого, другого і третього класу; 
• за кількістю обслуговуваних приміщень (локальних зон): однозональні і 
багатозональні; 
• за тиском, що розвивається вентиляторами кондиціонерів: низького, 
середнього і високого тиску. 
Крім наведених класифікацій, існують різноманітні системи 
кондиціонування, ті, що обслуговують спеціальні технологічні процеси, 
включаючи системи з метеорологічними параметрами, що змінюються в часі (за 
певною програмою). 
Комфортні СКП призначені для створення і автоматичної підтримки 
температури, відносної вологості, чистоти і швидкості руху повітря, що 
відповідають оптимальним санітарно-гігієнічним вимогам для житлових, 
 
громадських і адміністративно-побутових будівель або приміщень. 
Технологічні СКП призначені для забезпечення параметрів повітря, що 
максимально відповідають вимогам виробництва. Технологічне кондиціонування в 
приміщеннях, де знаходяться люди, здійснюється з урахуванням санітарно-
гігієнічних вимог до стану повітряного середовища. 
Центральні СКП забезпечуються ззовні холодом (що доставляється 
холодною водою або холодоагентом), теплом (що доставляється гарячою водою, 
парою або електрикою) і електричною енергією для приводів електродвигунів 
вентиляторів, насосів та ін. 
Найпоширенішим варіантом кондиціонерів сьогодні вважаються спліт-
системи. Перевага даного виду обладнання у високій економічності, 
продуктивності, ергономічності і безшумністю в роботі. Складається спліт-система 
з двох окремих блоків: зовнішній і внутрішній. Основний (робочий) блок 
встановлюється зовні приміщення, внутрішній блок через який надходить повітря, 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 80 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
встановлюється всередині приміщення. Між собою блоки з'єднані теплоізоляційної 
трубою.  
Спліт-системи інверторні, потужність роботи пристрою регулюється 
автоматично, завдяки чому задана температура підтримується з максимальною 
точністю, підвищується економічність і довговічність в експлуатації. Головна 
перевага безшумність в роботі, що сприяє підвищенню рівня комфорту в 
приміщенні. Економічність пояснюється тим, що потужність роботи приладу 
автоматично знижується по мірі наближення до заданої температури. Інвертор 
автоматично перемикається на економічний режим роботи, завдяки чому 
підтримується необхідна температура і знижується витрата електроенергії.  
Спліт-системи підлогово-стельового типу встановлюються в тих випадках, 
коли відсутня можливість виконати установку звичайної системи 
кондиціонування. Потужність даного типу обладнання становить від 4 до 15 кВт. 
Обладнання може працювати як на охолодження, так і обігрів подається в 
приміщення повітря. Встановлений усередині приміщення блок спрямовує потік 
 
повітря вздовж стелі або стіни, завдяки чому охолодження повітря проходить 
рівномірно. Важливо зазначити, що внутрішній блок має акуратний зовнішній 
вигляд, що дозволяє виконати його установку на відкритих ділянках стіни.  
Існують і багато інших видів спліт-систем, наприклад касетні або підлогово-
стельові, які відрізняються своїми особливостями і перевагами.  
Важливо зазначити, що перш ніж встановити кондиціонер незалежно від 
його типу необхідно розрахувати його потужність, а для цього потрібно знати 
загальну площу приміщення, в якому буде виконуватися встановлення обладнання. 
 
Розрахунок системи кондиціонування 
Радіотехнічна лабораторія розташована на 2-му поверсі в південній частині 
5-ти поверхової будівлі. Приміщення має наступні розміри: довжина – 6 м, ширина 
– 4 м, висота – 3 м. Виходячи з даних параметрів, загальна площа приміщення 
становить 24 м2, а об’єм – 72 м3. Лабораторія має однобічне природне освітлення, 
яке забезпечується 2 вікнами. Вікна мають однакові розміри, які становлять 1,5 × 2 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 81 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
2
м, відповідно площа одного вікна становить 3м . В роботі приймають участь 4 
працівника. Категорія робіт – I a (легка робота в сидячому положенні). 
Розрахунок СКП проводиться для теплого періоду року на охолодження, 
враховуючи те, що температура повітря приміщення в теплий період року (30-
32С) не відповідає нормативним вимогам (22-28С), а максимальна температура 
зовнішнього повітря становить 35С. 
Розрахунок теплонадходження в приміщення 
1) Теплонадходження від сонячної радіації залежать від площі та 
розташування вікон:   
Q1 = SВ QВ ,  
де SВ  – площа вікна, м2, 
QВ  – теплонадходження через вікна, яке для південної орієнтації становить 
260 Вт/м2. 
Q1 = SВ QВ = 2 3  260 =1560 (Вт),  
 
 
Враховуючи те, що на вікнах встановлені жалюзі, які забезпечують 
регулювання природного освітлення в приміщенні, необхідно отриманий результат 
Q1  поділити на коефіцієнт 1,4. 
 
1560
Q1 = =1114 (Вт).
1,4  
 
2) Теплонадходження через зовнішню стіну: 
 
Q2 = (S−SВ ) QC ,  
 
де S  – площа зовнішньої стіни, м2, 
SВ  – площа вікна, м2, 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 82 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
QC  – теплонадходження від стіни, яке для південної орієнтації становить 28 
Вт/м2. 
 
Q2 = (S−SВ )QC = (3 6 − 2 3) 28 =12  28 = 336 (Вт). 
 
3) Теплонадходження від штучного освітлення розраховуються з 
врахуванням того, що лабораторія обладнана 8 світильниками OKN-236, кожен з 
яких має 2 люмінесцентні лампи типу TLD, потужністю 36 × 2 Вт.  
 
N  (n P)
Q3 = ,
k  
 
де k  – коефіцієнт для люмінесцентних ламп (k =1,16 ),  
N – кількість світильників, 
n
  – кількість ламп,  
P  – потужність лампи, Вт. 
 
8  (2 36) 576
Q3 = = = 496 (Вт).
1,16 1,16  
 
Теплонадходження від штучного освітлення менші за теплонадход-ження 
від сонячної радіації, тому вони не враховуються при подальших розрахунках. 
4) Теплоємність повітря: 
 
Q4 = (V −VМ )  k,  
 
де V  – об’єм приміщення, м3, 
   VМ  – об’єм, який займають меблі, м3, 
       k  – для офісного приміщення складає 6 Вт/м3. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 83 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
 
Q4 = (72 − 2  4 3) 6 = (72 − 24) 6 = 288 (Вт).  
 
5) Теплонадходження від людей. Враховуючи, що працівники займаються 
легкою роботою в сидячому положенні:  
Q5 = 4  (130)= 520 (Вт ).
 
6) Теплонадходження від техніки:       
Q
      Персональні комп’ютери (4 шт.) – 6 = 4 300 =1200 (Вт ).
  
  Лазерний принтер (1 шт.) – Q7 = 400 (Вт).  
Загальне  теплонадходження: 
 
Qзаг = Q1 +Q2 +Q4 +Q5 +Q6 +Q7 ,  
Qзаг =1114 + 336 + 288 + 520 +1200 + 400 = 3858 (Вт ).
 
 
 
Для підтримки оптимальної температури необхідний кондиціонер з 
потужністю на охолодження не менше 4 кВт. Виходячи з цього, був обраний 
кондиціонер Toshiba RAS-16N3KVR-E. 
 
Рисунок 6.1 - зовнішній вигляд кондиціонера toshiba ras-16n3kvr-e 
 
Технічні характеристики кондиціонера Toshiba RAS-16N3KVR-E 
- Рекомендована площа приміщення - до 50 кв. м; 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 84 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
- Тип компресора - інверторний; 
- Тип фреону – R410А; 
- Холодопродуктивність - 4,0 кВт; 
- Теплопродуктивність - 5,0 кВт; 
- Рівень шуму, внутрішній блок - 30 дБ; 
- Рівень шуму зовнішній блок - 49 дБ; 
- Режими роботи - обігрів, охолодження, вентиляція, нічний. 
 
Додаткові характеристики 
- Функції - 24-годинний таймер на включення і виключення, авторестарт; 
- Фільтри тонкого очищення - активний вугільний фільтр; біоензимний;    
   іонно-срібний; фотокаталітичний; 
- Споживана потужність обігрів/охолодження - 1,4/1,5 кВт; 
- Автоматична зміна режимів роботи;  
- Захист від нестабільного електроживлення; 
 
- Компресор - Toshiba роторний; 
- Габарити внутрішнього блоку - 790х9295х225 мм; 
- Габарити зовнішнього блоку - 780х550х290 см; 
- Вага внутрішнього блоку - 10 кг; 
- Вага зовнішнього блоку - 40 кг. 
Враховуючи особливості кожного з розглянутих типів кондиціонерів, 
оптимальним рішенням для реалізації системи кондиціонування повітря в 
приміщенні лабораторії стала настінна спліт-система. 
Виходячи з того, що для підтримки оптимальної температури був 
необхідний кондиціонер з потужністю на охолодження не менше 4 кВт, з 
доступних моделей кондиціонерів, які відповідають заданій вимозі, був обраний 
Toshiba RAS-16N3KVR-E.  
Основні переваги Toshiba RAS-16N3KVR-E: оптимальне охолодження та 
нагрівання, низький рівень шуму, компактний зовнішній блок, зручний 
технологічний монтаж, технологія DC Inverter. Технологія DC Inverter дозволяє 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 85 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
кондиціонеру не тільки в два рази швидше охолоджувати або нагрівати повітря в 
приміщенні, а й більш точно підтримувати заданий температурний режим. 
Тому обраний кондиціонер здатний забезпечити підтримку нормованих 
значень температури повітря в теплий період року та створити комфортне 
середовище для продуктивної праці в робочій зоні радіотехнічної лабораторії. 
 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 86 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
  
 
 
Висновок 
 
В даному дипломному проекті був спроектований вимірювач різниці фаз. 
При виконанні дипломного проекту були розглянуті відомі пристрої вимірювання 
різниці фаз, принципи їх роботи. За цими даними був проведений аналіз їх 
недоліків та достоїнств, і це було враховано при проектуванні даного вимірювача 
різниці фаз. 
Вся необхідна для модернізації вимірювача різниці фаз документація 
приведена у пояснювальній записці. Розроблена структурна схема на якій показані 
зв’язки між основними вузлами приладу. Також розроблена схема електрична 
принципова вимірювача. 
Проведено повний економічний розрахунок вартості вимірювача. Також в 
економічному розділі приведена вартість покупних виробів, затрати на 
проектування та складання. За даними розрахунків була складена калькуляція 
собівартості виготовлення приладу. Розрахована вартість вимірювача, за якою його 
 
зможе придбати споживач. 
Також наведений проект приміщення у якому буде виконуватись ремонт 
приладу. Описані вжиті заходи щодо забезпечення нормальних умов праці 
працівників. 
У графічному матеріалі наведені креслення структурної, електричної 
принципової схем, складальні креслення друкованих плат. 
Було розроблено прилад що повністю відповідає технічному завданню.  
Отже, розроблений прилад є конкурентноспроможним, завдяки 
функціональності, надійності та низькій ціні. 
     АРК 
 
     СКРС-83ск.022.404.001 ПЗ 87 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата