ChSTU repository

Зміст 
 
Стор. 
Вступ……………………………………………………….………..……….…5 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного аналізу 
Інтернет пошуку…………………………………………….………………………….8 
1.1 Ультразвуковий A-Scan Plus………………………………………………8 
1.2 Ультразвуковий Б-скан B-scan plus………………………………….…..10 
1.3 UBM датчик для ультразвукової біомікроскопії переднього 
відрізання………………………………………………………………………….….11 
2 Обґрунтування технічного завдання………………………………….…..13 
3 Розробка структурної та принципової схеми……………………………..14 
3.1 Вибір та опис роботи програмованого таймера………………………..18 
3.2 Вибір та опис роботи програмованого паралельного інтерфейсу 
вводу/виводу…………………………………………………………………………..23 
3.3 Вибір та опис роботи швидкодіючого шестирозряного АЦП………...24 
4 Розрахунок основних елементів приладу…………………………………28 
4.1 Розрахунок інформаційної моделі поля і знаків………………….….…28 
4.2 Розрахунок БЗУ…………………………………………………………..30 
4.3 Вибір лічильників знакомісць і текстових рядків………………………32 
4.4 Вибір мультиплексора……………………………………………………32 
4.5 Розрахунок пристрою синхронізації…………………………………….32 
4.6 Розрахунок схеми формування кадрових гасячих та синхронізуючих 
імпульсів………………………………………………………………………………34 
4.7 Оцінка точності та надійності………………………………………..….36 
 
 
 
 СКЗМ92.022.941.001ПЗ 
Зм. Лист  № докум. Підпис Дата 
 Розроб. Щербатюк О.В. Автоматичний вимірювач лінійних Літ. Лист Листів 
 Перев. Трембовецька Р.В. розмірів для діагностики травм і 3 79 
  захворювань ока 
 Н. Контр. Тичков В.В. Пояснювальна записка ЧДТУ 
 Затв.  
5 Спеціальний розділ 
5.1 Вибір варіанта технологічного процесу виготовлення фотошаблону 
друкованої плати знакогенератора …………………………………………………..40 
5.2 Техніко-економічне обґрунтування дослідження……………………….49 
5.3 Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на проектувальника 
при роботі в конструкторському відділі…………………………………………….50 
Висновки……………………………………………………………………...63 
Список використаної літератури……………………………………………64 
Додаток А Відомість технічного проєкту......................................................66 
Додаток Б Перелік нормативної документації..............................................68 
Додаток В Перелік елементів..........................................................................70 
Додаток Г Документація на технологічний процес монтажу друкованої 
плати знакогенератора………………………………………………………….……71 
Додаток Д Результати розрахунку друкованої плати знакогенератора......76 
 
 
4 
Вступ 
 
Вперше ультразвукові методи дослідження в діагностиці внутрішньоочних 
пухлин були застосовані в 1956 р. G.H. Mundt і W.F. Hughes запропонували 
використовувати для цих цілей одновимірну ехографію. 
Ультразвукові (УЗ) прилади першого покоління мали ряд конструктивних 
особливостей, що обмежують їх застосування. В цілому УЗ-дослідження ока і 
орбіти на перших етапах розвитку було «доповненням до загальновизнаних 
клінічних методів» офтальмоонкологічної діагностики. 
Акумуляція досвіду, фундаментальних знань і аналіз накопичених 
відомостей привели до вдосконалення А- і В-методів. Так, в 1972 р. N. Bronston 
запропонував використовувати для В-режиму контактний датчик. Його введення 
ознаменувало вихід УЗ-систем другого покоління. Зміна кута нахилу датчика в 
площині сканування істотно підвищила інформативність методу. З'явилася 
можливість візуалізувати просторове положення і взаємовідношення структур ока 
і орбітальних тканин в реальному часі. Комбіноване використання А- і В-режимів 
дозволяє отримувати відомості про вертикальних, горизонтальних і 
меридіональних розмірах пухлини, а також характері її структури. 
Подальше вдосконалення УЗ-методів дослідження пов'язане з розвитком 
мікропроцесорної комп'ютерної техніки і цифровою обробкою зображень. 
Підвищилася якість зображення на дисплеї монітора за рахунок посилення 
контрастної роздільної здатності і розширення поля огляду. 
В кінці 80-х років з'явилися діагностичні УЗ-системи, забезпечені 
режимами допплерівського визначення кровотоку: безперервно-хвилевим, 
імпульсно-хвилевим, колірним допплерівським картуванням. Використання 
комбінацій над чіткого зображення в сірій шкалі з ефектом високочутливого 
кольорового цифрового широкосмугового Допплера в діагностиці різних 
патологічних станів людського організму показало перспективність цього напряму 
в самих різних сферах медицини, у тому числі і в офтальмоонкології. 
Лист 
СКЗМ92.022.941.001ПЗ 
  
Зм. Лист № докум. Підп. Дата 5 
Тривимірна УЗ-біомікроскопія з реконструкцією в реальному масштабі 
часу дозволяє точно виміряти діаметр основи і товщину пухлини. Таким чином, 
можна відрізнити кісту істинно пухлини, а також отримати повну характеристику 
її структури і інформацію про стан кута передньої камери і циліарного тіла, 
включаючи його відростки. Можливо оцінити стан рогівки і капсули кришталика, 
отримати інформацію про залучення цих структур і тканин до пухлинного 
процесу, а також визначити глибину інфільтрації склери. Архівація отриманих 
результатів зображення в базі даних з подальшим відтворенням і зіставленням 
свіжих даних на дисплеї монітора надають зведення про характер зростання 
пухлини в динаміці і є підставою для вибору адекватного лікування. 
Впровадження нового технічного рішення — колірного кодування енергії 
допплерівського спектру з картуванням потоку еритроцитів шляхом обліку 
енергетичних значень, відбитих допплерівськими ехо-камера-сигналами, — 
дозволяє виділити колірну карту і таким чином створити ефект площинного 
контрастування. Цей технологічний підхід надає можливість ідентифікувати на 
УЗ-зрізі область нижче і вище хориоідеї, а, отже, дозволяє диференціювати 
псевдотуморозні процеси істинно непластичних, таких, що розвиваються в 
зовнішніх шарах сітківки, звернених до склери. 
Істотну допомогу в диференціальній діагностиці внутрішньоочних пухлин 
різного ґенезу надає аналіз швидкості кровотоку. УЗ-візуалізація профілю потоків 
крові і ступеня заповнення судинної оболонки в режимі ЦДК і ЕК в комбінації з 
імпульсним режимом і ехографічної денситометрії використовується для 
неінвазивної оцінки архітектоніки власної мережі мікроциркуляції пухлини, а так 
само служить критерієм ефективності проводимого лікування. Встановлено, що у 
багатьох випадках лікувальний ефект сучасних методів терапії внутрішньоочних 
пухлин полягає в кальцифікації і в тотальній оваскуляризації пухлини. Це 
дозволяє рахувати неінвазивні допплерографичні методи вивчення 
мікроангіоархітектоніки пухлин судинного тракту і сітківки з аналізом 
гемодинамічних параметрів кровотоку, по суті, єдиними методами оцінки 
ефективності їх лікування і контролю клінічної стабілізації. Метод може 
 
6 
виявитися неоцінимим для ранньої диференціації рецидивів новоутворень і 
рубцевих змін, пов'язаних з попереднім лікуванням. 
Таким чином, все вищевикладене дозволяє вважати, що сьогодні 
ультразвукова діагностика міцно займає провідне місце в офтальмоонкології серед 
широкого спектру інших променевих методів досліджень. І справа не лише в його 
економічній доступності, безпеці або в обмеженому списку протипоказань. 
Діагностична цінність новітніх УЗ досліджень настільки висока, що у ряді 
випадків вони перекривають рентгенівські, комп'ютерні і магнітно-резонансні 
методи томографії. При цьому відсутній такий важливий чинник, як променеве 
навантаження на пацієнта. При аналізі гемодинаміки магістральних судин ока, 
орбіт і пухлин методу не має аналогів. 
Ехоофтальмографія - метод УЗ діагностики, використовуваний для 
дослідження внутрішніх структур очного яблука і очної ямки, а також для виміру 
лінійних розмірів ока; проводиться за допомогою ехоофтальмографа. Відбиті від 
різних структур ехосигнали реєструються на екрані приладу у вигляді ехозубців 
різної амплітуди залежно від акустичної щільності тканин (одновимірна 
ехографія) або у вигляді зображення площинного перетину ока і очної ямки 
(двомірна ехографія). Ехоофтальмографія широко застосовується в діагностиці 
гемофтальма, помутнінь і шварт в скловидному тілі, відшарування сітківки, 
внутрішньоочних пухлин, для уточнення локалізації чужорідних тіл в оці, а також 
в розпізнаванні пухлин і інших захворювань очної ямки. За допомогою 
одновимірної ехоофтальмографії виробляють вимір різних лінійних параметрів 
ока: довжини його оптичної осі, глибини передньої камери, товщини кришталика 
(ехобіометрія). 
 
7 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного 
аналізу Інтернет пошуку 
 
1.1 Ультразвуковий A-Scan Plus 
Новий ультразвуковий сканер Accutome A-Scan Plus, Accutome (США) 
(рисунок 3.1) забезпечує точний і швидкий розрахунок IOL (інтраокулярна лінза - 
ІОЛ) по новітніх формулах. Можливість легкої персоналізації (післяопераційній 
корекції) констант, істотно підвищує ефективність офтальмологічної операції. 
 
 
Рисунок 1.1 - Ультразвуковий A-Scan Plus 
 
З появою великої кількості типів інтраокулярних лінз, будь-яке сучасне 
біометричне устаткування повинне володіти тими ж особливостями що і новий 
ультразвуковій А-скан компанії Accutome A-Scan Plus: імерсійний (безконтактний) 
і контактний режим; формули третього покоління + формули рефракцій поста; 
можливість виміру будь-якого типа очей, у тому числі при зрілій катаракті і 
силіконі; розрахунок IOL з кроком 0,25 дптр. 
Технічні характеристики: великий 7.5" рідиннокристалічний екран VGA з 
дозволом 640 х 480 крапок із зручним інтерфейсом; датчик 10 МГц (довжина 
кабелю 1,5 м); компактний портативний прилад (11.9" (Ш), 7.5" (В), 1.9" (Г)); 
можливість комплектації клавіатурою, ножною педаллю, і зовнішнім принтером; 
можливе настільне, настінне розташування, крім того можлива робота з щілинною 
лампою.  
 
8 
Виміри: відображення ехограми з високим дозволом, в режимі реального 
часу. Збільшення зображення до 8 разів (по горизонталі для детальнішого огляду); 
здобуття більше 4000 крапок за ехограму; нове програмне забезпечення (New Post 
Refractive Software) допомагає впоратися з труднощами при обчисленні даних для 
пацієнтів рефракцій поста; безперервне відображення осьової довжини, товщини 
кришталика, розмірів склоподібного тіла і ACD (глибина передньої камери); 
звуковий сигнал дозволяє відразу перевірити правильність розташування, процесу 
виміру; імерсійний метод гарантує підвищену точність виміру. Контактний спосіб 
можливий; можливість збереження до 5 ехограм на кожне око в ручному або 
автоматичному режимі; можливість регулювання оператором потужності сигналу, 
тимчасових воріт і порогу. Зміна всіх параметрів ехограми в режимі реального 
часу; можливість швидкої роботи з нестандартними типами очей. Можливість 
виміру будь-якого типа очей: факічні, із зрілою катарактою, псевдофакічні, 
афакічні і навіть з силіконом; можливість установки швидкості звуку для будь-
якого матеріалу; можливість створення нового типа очей (залежно від матеріалу, 
швидкості звуку); високочутливий датчик з частотою 10 MГц зі світловою 
фіксацією і можливістю установки на щілинну лампу. 
Обчислення IOL: найсучасніші формули: Hoffer® Q, Holladay, SRK/T, і 
Haigis.; можливість порівняння отриманих результатів по всіх формулах 
одночасно на екрані.; миттєве обчислення еметропічної і потрібної для лікаря 
оптичної сили IOL для трьох типів лінз при різних формулах, одночасне 
відображення всіх трьох типів лінз; для обчислення IOL може використовуватися 
середнє значення, один з отриманих вимірів, або вручну введене значення.; 
можливість групування лінз по користувачу, типу лінз, виробнику; можливість 
легкої персоналізації (післяопераційній корекції) констант, які використовуються 
при обчисленні оптичної сили IOL. Подібного роду "тонке налаштування" 
констант, вживаних при обчисленні параметрів штучного кришталика, істотно 
підвищує ефективність офтальмологічної операції. 
Зберігання і робота з даними пацієнта: збереження всіх даних пацієнта 
включаючи всі виміри, обчислення і налаштування під час обстеження; 
 
9 
можливість повернення до даних пацієнта для перегляду, друку або перерахунку 
даних; можливість перегляду і збільшення ехограми. Зміна воріт, порогів, типів 
очей і швидкості для здобуття досконаліших даних; можливість підтвердження 
або зміни даних. Обчислення можливих варіантів(використовуючи різних типів 
лінз, формули, константи і т.д.). 
 
1.2 Ультразвуковий Б-скан B-scan plus 
Новий Б-датчик Accutome (США) (рисунок 1.2) з'єднується безпосередньо з 
ноутбуком або комп'ютером через USB порт. 
 
 
Рисунок 1.2 - Ультразвуковий Б-скан B-scan plus 
 
Нова технологія, дозволила помістити весь B-скан в один маленький 
датчик і забезпечує зручність і простоту експлуатації для лікаря, що важливо при 
великому потоці пацієнтів. Нова технологія забезпечує здобуття чітких, більш 
сфокусованих зображень завдяки усуненню втрати сигналу, які можливі від інших 
настільних приладів. B-Scan Plus забезпечує дозвіл 0,015 мм - найбільше в 
медицині на сьогоднішній день. 
Технологія "Smooth Zoom" (Плавний Zoom) забезпечує zoom в режимі 
реального часу без спотворень. The B-Scan Plus дозволяє записати 34 секунди 
сканування, що дає можливість лікареві покадровий проглянути весь запис і 
вибрати краще зображення. 
Ця особливість приладу гарантує, що жодне ваше зображення не буде 
втрачено. Вбудований зразок звіту дозволяє створити повний протокол 
 
10 
обстеження за секунди. Далі цей звіт можна роздрукувати або послати по e-mail 
або зберегти в базу даних. 
Особливості Б-скана: найкращий дозвіл в сучасній медицині - 0.015 мм.; 
сучасний і ергономічний дизайн датчика - чітке, більш сфокусоване зображення 
завдяки усуненню можливості втрати сигналу; "Smooth Zoom" технологія - 
двократний zoom без спотворення в режимі реального часу або для вже 
зафіксованого зображення; портативний - ультразвуковий датчик з'єднується 
безпосередньо з ноутбуком; неможливо втратити зображення - можливість 34 
секундні записи фільму; створення протоколу обстеження за секунди - наявність 
вбудованого зразка звіту, з можливістю відображення даних і фотографій 
сканування, інформації про лікаря, клініці і пацієнтові; зручна передача, 
збереження і друк даних - e-mail, принтер або збереження в базу даних; компактне 
збереження даних; унікальне програмне забезпечення з можливістю оновлення; 
зручний інтерфейс - Дозволяє почати працювати операторові, що не має 
спеціальної медичної практики; частота - 12 МГц, 15 MГц. 
 
1.3 UBM датчик для ультразвукової біомікроскопії переднього 
відрізання 
Новий датчик UBM з частотою 48 Мгц Accutome (США) (рисунок 1.3) 
дозволяє отримувати детальне зображення структур переднього відрізання ока і 
проводити виміри параметрів, що цікавлять вас. UBM датчик з'єднується з 
комп'ютером через USB порт. 
Завдяки унікальному програмному забезпеченню ви можете встановити на 
один комп'ютер UBM 48 MГц і B scan 12/15 MГц, що робить можливим 
сканування як переднього, так і заднього відрізання. 
Особливості UBM: портативний – можливість підключення датчика до 
комп'ютера або ноутбука; запис відеофільму до 34 секунд; зручна передача даних 
через EMR, email або принтер; регулярно обновлюване програмне забезпечення; 
інтуїтивний інтерфейс дозволяє операторові швидко навчитися роботі з приладом; 
дозвіл 0,015мм - найбільше в медицині на сьогоднішній день; можливість 
 
11 
детального визначення структур переднього відрізання: рогівки, райдужки, 
циліарного тіла, зонулярних в'язок а так само виявлення різної патології. 
 
 
Рисунок 1.3 - UBM датчик для ультразвукової біомікроскопії переднього 
відрізання 
 
Більш чітко сфокусоване зображення, завдяки усуненню втрати сигналу. 
При датчику з відкритим кристалом і використанні імерсійного циліндра, якість 
зображення не втрачається, оскільки потужність ультразвукового сигналу не 
поглинається ні віками, ні захисним ковпачком. 
 
 
 
12 
2 Обґрунтування технічного завдання 
 
При діагностичних дослідженнях в офтальмології широко застосовується 
ультразвукова (УЗ) біометрія методом одновимірної ехографії. Більшість 
досліджень виконуються за допомогою спеціалізованих офтальмологічних 
ультразвукових приладів, що випускаються як за кордоном (наприклад, моделі 
DBR-400 фірми Sonometrics systemsinc США, Ultrasonic Biometr фірми Humphrey 
Instruments, США), так і в СРСР (ехо-камера-офтальмоскоп ЕОС-22. МПО ЕМА, 
що випускається). Від вказаних моделей розробляємий офтальмоскоп, 
відрізняється: 
точністю визначення розмірів (± 0,01 мм) 
автоматичний вимір розмірів рогівки, передньої камери, кришталика і осі 
ока з одночасним відображенням в режимі «стоп-кадр» двох ехограм правого і 
лівого ока. 
Вбудовування в прилад однокристальної мікро-ЕОМ дозволило 
автоматизувати діагностику, підвищити точність вимірів за рахунок статистичної 
обробки результатів і розрахунку розмірів з урахуванням швидкості поширення 
ультразвуку в кожній структурі ока. Середній час обстеження пацієнтів 
скорочений. Вимоги до кваліфікації медичного персоналу за рахунок повної 
автоматизації процесу вимірів понижені. 
Основне призначення приладу — автоматичне визначення лінійних 
розмірів, діагностика травм і захворювань ока. Його робота заснована на 
посиланні ультразвукових імпульсів в досліджуваний об'єкт і прийомі (у паузах 
між посиланнями) сигналів, відбитих від розташованих на шляху 
випромінюваного імпульсу акустичних неоднорідностей. Час між приходом ехо-
камера-сигналів, відбитих від кордонів тканин ока, пропорційно відстані, яку 
проходить ультразвуковий імпульс по цій тканині. Тому при відомій швидкості 
поширення УЗ в тканині вимір часу між ехо-камера-сигналами від цієї тканини 
дозволяє визначити відстань, тобто розмір тканини. 
 
 
13 
3 Розробка структурної та принципової схеми 
 
Структурна схема приладу [СКЗМ92.022.941.001Е1] містить наступні 
елементи: електроакустичний тракт, що складається з генератора ультразвукових 
коливань, ультразвукового зонда і приймача, АЦП з ОЗУ, пристрої стробування і 
виявлення, контроллер вибірки, трьох-канальний блок вимірників, буферне ЗУ, 
одноплатний мікроконтролер (ОМК), функціональну клавіатуру, знакогенератор і 
телевізійний монітор. 
Збуджувані генератором в зонді ультразвукові коливання (10 МГц) 
поширюються в очному яблуці. Відбиті від кордонів тканин сигнали приймаються 
цим же зондом, посилюються і детектуються в приймачі. Формована на виході 
електроакустичного тракту що огинає ехо-камера-сигналів оцифровується в 
швидкодіючому шестирозрядному АЦП (TDC1014J), запам'ятовується в ОЗУ 
(1Кх9) і виводиться у вигляді ехограми на екран монітора. 
У приладі реалізований алгоритм автоматичного обчислення одночасно 
трьох розмірів тканин ока. У стробуючому пристрої ехо-камера-сигнали 
розділяються за часом приходу і розподіляються по вимірниках. Стробуючі 
сигнали формуються в ОМК по першому ехо-камера-сигналу від рогівки, що 
запускає таймер. 
У блоці вимірників перетвориться часовий інтервал між першим ехо-
камера-сигналом і подальшими ехо-камера-сигналами від структур ока в 
двійковий десятирозрядний код. Цей код фіксується в буферному ЗУ і 
використовується для розрахунку розмірів ока в ОМК. 
Для зниження впливу артефактів від неправильної установки 
ультразвукового зонда на поверхні рогівки і для підвищення адекватності виміру в 
прилад введений пристрій виявлення, що оцінює амплітуди ехо-камера-сигналів 
після кожного зондуючого імпульсу. На виході пристрою виявлення сигнали 
формуються лише у тому випадку, коли амплітуда кожного з чотирьох ехо-
камера-сигналів досягає заданого рівня. Це відбувається лише при установці 
ультразвукового зонда точно у напрямі оптичної осі ока. 
 
14 
Контроллер вибірки відстежує сигнали з пристрою виявлення і (у випадку, 
якщо вони виявлені за сто підряд здійснюваних вимірів) виробляє сигнал запису 
для буферного ЗП і сигнал готовності для ОМК. По сигналу, готовності ОМК 
опитує через комутатор буферний ЗП. На екрані монітора разом з ехограмою 
показуються положення стробуючих імпульсів і (через знакогенератор) символьна 
інформація. Закінчення виміру супроводиться звуковим сигналом. 
Середні значення швидкостей УЗ і положень стробуючих імпульсів для 
здорового ока зберігаються в ПЗП ОМК. При патологічних змінах в оці, в разі 
неспівпадання стробуючих імпульсів з ехо-камера-сигналами від відповідних 
структур ока, оператор може програмно перемістити строби до поєднання 
останніх з вибраним ехо-камера-сигналом. Також можна вводити з клавіатури 
розрахункові значення швидкостей УЗ для чотирьох структур ока в діапазоні 1000 
- 2000 м/с. 
Вбудований в эхоофтальмометр ОМК виконаний на базі однокристальної 
ВІС INTEL 8035. ОМК управляє режимами роботи приладу, виконує функції 
контроллера клавіатури (58 ліній), розраховує розміри ока в міліметрах, управляє 
знакогенератором. 
Введення ОМК в прилад автоматизувало обстеження, підвищило точність 
виміру, понизило масу і габарити приладу. 
Мікроконтроллер виконаний на платі розміром 100х160 мм (формат Е1) і 
включає [СКЗМ92.022.941.101Е1]: мікро-ЕОМ (INTEL 8035), зовнішнє ППЗП на 
2Кбайт (Intel i2716), програмований паралельний інтерфейс введення-виводу (Intel 
i8255), програмований таймер (Intel i8253), регістр (Intel i8282). 
Дана конфігурація ОМК передбачає роботу мікро-ЕОМ із зовнішньою 
програмною пам'яттю (2Кбайт). Це дозволяє реалізувати необхідні функції, 
нарощуючи програмне забезпечення приладу, і використовувати як базову мікро-
ЕОМ АТ89С2051. 
Восьмирозрядний внутрішній таймер мікро-ЕОМ використовується для 
реалізації через порт С паралельного інтерфейсу звукового сигналу, 
супроводжуючого натиснення клавіш і закінчення процесу виміру в 
 
15 
автоматичному режимі. Порт Р1 управляє роботою знакогенератора: 5 ліній — код 
символу, що виводиться, і 3 лінії — адреса рядка, на який цей символ потрібно 
вивести. 
Порт Р2 — це порт управління: 3 лінії використовуються для організації 
роботи мікро-ЕОМ із зовнішньою пам'яттю, 2 лінії управляють через дешифратор 
SN74LS156 вибором зовнішніх пристроїв і ще 2 лінії — роботою комутатора 
буферного ЗП, що забезпечує введення 10-розрядних значень з вимірників 
тимчасових інтервалів. Сигнал готовності інформації подається по лінії ТО. 
Однорівнева система зовнішніх переривань синхронізує телевізійний монітор і 
знакогенератор по сигналу кадрового гасіння, що подається на вхід INT мікро-
ЕОМ. 
До зовнішніх пристроїв можна віднести паралельний інтерфейс введення-
виводу, регістр і таймер. Паралельний інтерфейс використовується для 
сполучення мікро-ЕОМ з функціональною клавіатурою через порт С (3 лінії) і 
порт А (5 ліній). Порт В і 2 лінії порту А використовуються для введення 10-
розрядного двійкового значення розмірів ока. Сигнал «Скидання готовності» 
виводиться через порт С, так само як і звукова сигналізація. Регістр дозволяє 
фіксувати код управління режимом роботи приладу і підтримувати його до тих 
пір, поки з клавіатури не поступить команда зміни режиму. Таймер формує три 
тимчасові інтервали — строби для пристрою стробування — і працює в режимі 
апаратний керованого імпульсу. Сигнал «Дозвіл» від пристрою стробування 
запускає систему виміру. 
При підготовці пристрою до роботи програмується паралельний інтерфейс 
введення-виводу, встановлюються вихідний режим роботи, початкові значення 
швидкостей і прапорів. 
Ядро програми управління приладом (1300 байт) – підпрограма опиту 
клавіатури. Захист від брязкоту контактів, а також визначення моменту 
натиснення клавіші — програмні. Код клавіші формується програмним 
лічильником. В клавіатурі приладу декілька функціональних груп: клавіш 
режимів, вибору і функцій. При натисненні клавіш режимів регістр-клямка 
 
16 
запам'ятовує відповідний код і перемикає прилад в даний режим роботи. У 
кожному режимі існує ряд розгалужень, які також управляються з клавіатури і 
дозволяють виробляти аналогічні дії клавішами функцій з різними параметрами. 
Так, зокрема, аби зрушити перший строб (виділяючий сигнал від передньої камери 
ока) вліво, необхідно натискувати послідовність клавіш «М» (маркерів), «ПК» 
(передня камера) і «» (вліво). Відзначимо, що клавіші «ПК» (передня камера), 
«ХР» (кришталик), «ГЛ» (око) і «», «» — багатофункціональні, оскільки 
«ХР», «ПК», «ГЛ» — використовуються в режимі введення з клавіатури 
розрахункових значень швидкостей поширення УЗ у відповідних середовищах, а 
клавіші «», «»— використовуються для переміщення візирних ліній в режимі 
ручного виміру розмірів ока. Для зручності організації модульної структури 
програми розроблена підпрограма роботи із стеком, яка заносить в стек необхідну 
адресу повернення для даної підпрограми режиму приладу. 
Розміри ока розраховуються з точністю до другого знаку після коми по 
формулі: 
 
Li  Vini / K i , 
 
де Li — розмір i-й структури ока (мм); 
Vi — швидкість УЗ в i-й структурі (м/с); 
ni — свідчення лічильників вимірника у відповідній i-й структурі (ікс); 
 Ki — коефіцієнт приведення для i-й структури. 
Для кожної i-й структури коефіцієнт Ki — величина постійна, а ni і Vi 
можуть мінятися в певних межах, залежно від індивідуальних особливостей ока. 
Всі арифметичні операції і перетворення проводяться з двобайтовими числами: 
Результати обчислень записуються в ОЗП мікро-ЕОМ і виводяться по 
перериваннях через знакогенератор на екран телевізійного монітора. 
Знакогенератор, ОМК, що сполучає, з монітором, виводить на екран 
алфавітно-цифрову інформацію (832 знакомісця). 
 
17 
Особливість схеми [СКЗМ92.022.941.001Е3] — синхронний режим роботи 
під час запису коди символу в ОЗУ знакогенератора за адресою, визначуваною 
порядковим номером коди символу. Алфавіт записаний в ПЗП знакогенератора. За 
час зворотного ходу кадру в знакогенератор послідовно записується інформація 
одного рядка. Час оновлення всією символьною інформація на екрані 160 мс. 
Положення інформації на екрані визначається сигналом «Імпульс запуску», 
синхронізованим з частотою «f кадрова» і подається з необхідною затримкою 
відносно її. Така організація знакогенератора дозволяє за рахунок виключення 
адресної шини звільнити 5 ліній виведення ОМК, які використовуються для цілей 
управління. Клавіша «Скидання» здійснює апаратне скидання ОМК і запуск 
програми з нульового вічка. 
 
3.1 Вибір та опис роботи програмованого таймера 
Intel 8253 — електронний компонент мікросхема програмованого трьох 
канального таймера і лічильника інтервалів. Є вітчизняним аналогом (копією) 
мікросхеми Intel 8253. Призначена для формування сигналів з різними 
параметрами, а також для підрахунку вхідних імпульсів. 
Програмований таймер Intel 8253 має три незалежні лічильники з 
максимальною частотою рахунку 2 MГц. Кожен з трьох лічильників може бути 
запрограмований на різні режими роботи і рахунку (двійковий або двійково-
десятковий). 
Таймер Intel 8253 може працювати як: 
 
 програмований тактовий генератор;  
 
 лічильник подій;  
 
 бінарний перемножувач;  
 
 цифровий одновібратор;  
 
 годинник реального часу.  
Структурна схема програмованого таймера представлена на рисунку 4.3. 
Блок логіки читання-запису управляє обміном даними між трьома лічильниками і 
 
18 
шиною даних. Регістр управління дозволяє програмно набудувати будь-який з 
трьох лічильників на бажаний режим роботи. 
 
 
Рисунок 3.1 - Структура програмованого таймера Intel 8253  
 
Доступ до лічильників і регістра управління здійснюється відповідно до 
таблиці 3.1. 
 
Таблиця 3.1 - Доступ до каналів вводу / виводу і регістру слова, що 
управляє 
A1  A0  /RD  /WR  /CS   
0  0  0  1  0  Записати лічильник 0  
0  1  0  1  0  Записати лічильник 1  
1  0  0  1  0  Записати лічильник 2  
1  1  0  1  0  Завантажити режим роботи  
0  0  1  0  0  Читати лічильник 0  
0  1  1  0  0  Читати лічильник 1  
1  0  1  0  0  Читати лічильник 2  
 
19 
1  1  1  0  0  Немає операції, шина даних в третьому стані  
X  Х  Х  Х  1  Мікросхема не вибрана, шина даних в третьому стані  
Призначення цих і інших виводів мікросхеми наведено в таблиці 3.2. 
 
Таблиця 3.2 - Призначення виводів 
D0.D7  Двонаправлена шина даних  
Write. Запис. По низькому рівню на цьому вході 
/WR  
мікропроцесор записує дані в ПТ  
Read. Читання. Низький рівень на цьому вході інформує ПТ, 
/RD  
що процесор хоче прочитати стан лічильника  
Chip Select. Вибір мікросхеми. Низький рівень ініціює обмін 
/CS  між процесором і ПТ. Не надає дії на роботу лічильників 
таймера  
Адресні входи. Дозволяють вибрати один з трьох 
A0, A1  
лічильників для операції читання/записи стану лічильників  
CLK0...CLK2  Тактові входи кожного з трьох лічильників  
GATE0.GATE2  Входи дозволу лічильників. Рівень "1" - дозвіл рахунку  
OUT0.OUT2  Виходи лічильників  
 
До складу ПТ входить буфер каналу даних, логіка читання / запису, що 
визначає, до якого каналу звертається процесор, і трьох незалежних каналів. 
Кожен канал включає 16-розрядний лічильник, регістр режиму, схему управління і 
схему синхронізації. 
До складу лічильника входять регістр зберігання, буферний регістр і власне 
лічильник. Регістр зберігання містить значення константи рахунку. На початку 
циклу роботи каналу константа рахунку з регістра зберігання переписується в 
лічильник, і потім по тактових імпульсах на вході CLK відбувається декремент 
вмісту лічильника. Вміст лічильника у будь-який момент часу може бути 
переписане в буферний регістр і прочитане процесором. У регістр режиму 
записується слово, що управляє, визначає режим роботи каналу. Схема управління 
синхронізує роботу окремих схем відповідно до запрограмованого режиму роботи 
 
20 
і роботу каналу з роботою процесора. Схема синхронізації формує серію 
внутрішніх імпульсів з тривалістю, визначуваною внутрішніми часозадаючими 
ланцюгами, і періодом, рівним періоду зовнішніх тактових імпульсів. 
Канали таймера повністю незалежні один від одного - кожен може мати 
свій режим роботи. Лічильник в кожному каналі є 16-розрядним лічильником з 
передустановкою, що працює на віднімання в двійковому або двійково-
десятковому коді. Таким чином, максимальне число при рахунку - 216 (при роботі 
в двійковому коді) або 104 (при роботі в двійково-десятковому коді) - виходить 
при завантаженні всіх нулів в лічильник каналу. 
Режими роботи ПТ задаються при початковій установці. Процесор повинен 
задати кожному каналу у вказаній послідовності: 
Режим роботи визначається записом в ПТ слова, що управляє, за адресою 
A0 =1, A1 = 1. 
Число для лічильника - один або два байти залежно від слова, що управляє, 
для даного каналу. 
Формат слова, що управляє, приведений в таблиці 4.3. Порядок 
програмування ПТ довільний, тобто можна спочатку запрограмувати режими 
роботи всіх каналів, а потім завантажити лічильники. Лічильник каналу має бути 
обов'язково завантажений саме тією кількістю байтів, яка було запрограмовано в 
слові, що управляє (значення розрядів D5 і D4). При завантаженні вмісту 
лічильника двобайтовим числом першим записується молодший байт, потім 
старший. 
 
Таблиця 3.3 - Формат слова, що управляє, для вибору режиму роботи 
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 
Число байтів для завантаження Режим роботи 
Вибір лічильника каналу 1 = двійково-
каналу 00 - читання на лету 000 - режим 0 десятковий 
00 - канал 0 01 - читання / запис молодшого 001 - режим 1 рахунок 
01 - канал 1 байта 010 - режим 2 0 = двійковий 
10 - канал 2 10 - читання / запис старшого 011 - режим 3 рахунок 
байта 100 - режим 4 
 
21 
11 - читання / запис слова 101 - режим 5 
 
Існує шість режимів роботи кожного каналу. 
Режим 0 - видача сигналу переривання по кінцевому числу. При роботі в 
цьому режимі на виході каналу з'являється рівень "0" відразу ж після встановлення 
режиму роботи. Після завантаження числа в лічильник каналу вихід залишається в 
"0" і лічильнику починає вважати, якщо на вході дозволу встановлений рівень "1". 
Після того, як досягається кінцеве число, на виході встановлюється рівень "1" і 
залишається до тих пір, поки канал не буде перезавантажений режимом роботи 
або новим числом. 
Режим 1 - мультивібратор, що чекає, з програмно-встановлюваною 
тривалістю сигналу. У цьому режимі вихід каналу після завантаження числа в 
лічильник каналу встановлюється в рівень "0" після першого тактового сигналу, 
наступного за переднім фронтом на вході, що управляє. Одночасно починається 
рахунок, а досягши кінцевого числа на виході встановлюється рівень "1". 
Режим 2 - генератор тактових сигналів. У цьому режимі на виході каналу 
через число періодів тактової частоти, записане в лічильнику каналу, з'являється 
рівень "0" тривалістю в один період тактової частоти. 
Режим 3 - генератор прямокутних сигналів. У цьому режимі на виході 
каналу буде рівень "1" протягом першої половини інтервалу часу, визначуваного 
числом в лічильнику, і рівень "0" протягом другої половини. 
Режим 4 - програмно-керований строб. Після установки режиму 4 на 
виході каналу з'являється рівень "1". Коли число повністю завантажене в 
лічильник каналу і на вхід, що управляє, поданий рівень "1", починається рахунок, 
і досягши кінцевого числа на виході з'являється імпульс рівня "0" тривалістю в 
один період тактової частоти. 
Режим 5 - схемотехніка керований строб. Робота каналу в цьому випадку 
аналогічна роботі в режимі 4 з тією лише різницею, що лічильник каналу після 
завантаження починає рахунок лише по передньому фронту на вході, що управляє. 
 
22 
Крім того, якщо під час рахунку на вході, що управляє, знову з'явиться передній 
фронт сигналу, то рахунок буде початий спочатку. 
 
3.2 Вибір та опис роботи програмованого паралельного інтерфейсу 
вводу/виводу 
Intel 8255 — електронний компонент, мікросхема програмованого 
контролера паралельного вводу / виводу. Мікросхема (рисунок 3.2) дозволяє 
адресувати шину даних по трьох окремих каналах, ще один канал 
використовується як регістр мікросхеми, що управляє. 
 
 
Рисунок 3.2 - Мікросхема Intel 8255 
 
Мікросхема дозволяє адресувати сигнал з шини даних на три зовнішні 
об'єкти за допомогою трьох 8-розрядних каналів даних, які можуть працювати як 
на вхід, так і на вихід. Режим роботи кожного каналу задається словом, що 
управляє, яке подається в регістр пристрою командою OUT. Окрім трьох 8-
розрядних каналів даних, мікросхема має 8-розрядний канал для підключення до 
шини даних, а також два адресні входи, що дозволяють реалізувати одну з 4 адрес: 
вибір один з трьох каналів даних або регістра пристрою. 
 
 
 
23 
3.3 Вибір та опис роботи швидкодіючого шестирозряного АЦП 
Мікросхема MC10165 є швидкодіючим 6-розрядним АЦП і призначена для 
перетворення вхідних аналогових сигналів з шириною спектру до 7 MГц в 
діапазоні 2...0 В в один з потенційних код паралельного прочитування: у 
двійковий (прямий і зворотний) і код з доповненням до двох (прямий і зворотний). 
Не вимагається зовнішньої схеми вибірки і зберігання. Сумісні з ТТЛ схемами. До 
складу АЦП входять дільник опорної напруги, 64 керованих компаратора, 65 
логічних схем "И", два попередні дешифратори 31 на 5, два керовані буферні 
регістри, дешифратор 10 на 6, вихідний регістр (6 схем що "Виключає ИЛИ"), 6 
схем перетворення вихідних рівнів АЦП на рівні ТТЛ, 5 схем формування 
парафазних управляючих імпульсів від тактового сигналу, 2 схеми перетворення 
рівнів сигналів управління вихідним кодом і схема перетворення рівня тактового 
імпульсу. Кожен компаратор прямим входом підключений до певного відведення 
низькоомного дільника резистора опорної напруги (загальний опір 67 Ом), що 
формує порогові рівні компараторів. Змінюючи опорну напругу на входах 
дільника можна при необхідності компенсувати похибку перетворення в кінцевій 
крапці шкали (вивід 16) і напругу зсуву нуля на вході АЦП (вивід 9). Передбачена 
можливість компенсації похибки нелінійності на ± 0,5 значень молодшого розряду 
(16 мВ) при роботі в розширеному температурному діапазоні. Для цього з 
середньої точки дільника через резистор зроблений вивід (вивід 12), який у разі 
потреби коректування нелінійності з’єднується до виводів 19 або 9. Цей вивід 
може також служити загальним виводом (мінус 1 В) для вхідного буферного 
підсилювача в разі перетворення біполярного сигналу. Інвертуючі входи 
компараторів з’єднані і утворюють аналоговий вхід АЦП. Роботою АЦП управляє 
тактовий сигнал. Вибірка виробляється (стробуються компаратори) через 10...15 
нс після подачі переднього фронту тактового імпульсу. Кодування виробляється з 
подачею заднього фронту тактового імпульсу, а результат, отриманий під час 
кодування на вихідний регістр передається з наступним фронтом тактового 
імпульсу. Затримка вихідного регістра не перевищує 50 нс. Це дає можливість тим 
же переднім фронтом виробляти наступну вибірку, тобто у момент часу, коли на 
 
24 
виході АЦП виходить результат n-й вибірки, на вході виробляється n+2 вибірка. 
Проміжок часу з моменту подачі першого тактового імпульсу до появи коди n-й 
вибірки на виході АЦП називається часом перетворення або періодом вибірки Tc. 
Максимальна швидкість перетворення визначається мінімальною тривалістю 
тактового імпульсу Tи і паузи між тактовими імпульсами, що гарантують 
нормальну роботу перетворювача, тобто fпр = 1 / (Tи + Tп). Тип вихідного коду 
задається по двох виводах "управління вихідним кодом" (УВК1, УВК2). Тип 
вихідного коду може задаватися як цифровими сигналами з рівнями ТТЛ, так і 
постійними сигналами. При цьому з'єднування виведення УВК до Uп еквівалентно 
подачі логічної 1, а з'єднування до загальної шини логічного 0. Система кодування 
приведена в наступній таблиці 3.4. 
 
Таблиця 3.4 - Система кодування мікросхеми MC10165 
Прямий Зворотний Прямий Зворотний 
Ступінь Напруга двійковий двійковий додатковий додатковий 
характеристики на вході, код УВК1- код код код 
перетворення В "1", УВК2- УВК1-"0", УВК1-"1", УВК1-"0", 
"1" УВК2-"0" УВК2-"0" УВК2-"1" 
00 0,0000 000000 111111 100000 011111 
01 -0,0317 000001 111110 100001 011110 
31 -0,9693 011111 100000 111111 000000 
32 -1,0000 100000 011111 000000 111111 
33 -1,0317 100001 011110 000001 111110 
62 -1,9693 111110 000001 011110 100001 
63 -2,0000 111111 000000 011111 1000000 
 
Функціональна схема мікросхеми MC10165 представлена на рисунку 3.3. 
Електричні параметри мікросхеми MC10165 наступні. 
Номінальна напруга живлення, Uп1 5 В ± 5 %, Uп2 - 6 В ± 3 %. 
Вихідна напруга низького рівня, не більше 0,4 В. 
Вихідна напруга високого рівня, не менше 2,4 В. 
 
25 
Струм вживання від джерела живлення Uп1, не більше 30 мА; від джерела 
живлення Uп2, не більше | - 150 | мА. 
Напруга зсуву нуля на вході, - 0,075...0 В. 
Абсолютна похибка перетворення в кінцевій крапці шкали, - 0,1...0,1 В. 
Струм вживання від джерела опорної напруги, не більше 43 мА. 
Вхідний струм високого рівня, не більше 750 мкА. 
Вхідний струм низького рівня, не більш | - 1,5 | мА. 
Вхідний струм зсуву нуля, не більше 150 мкА. 
Максимальна частота перетворення MC10165, 20 MГц. 
Час перетворення MC10165, не більше 200 нс. 
Гранично допустимі режими експлуатації мікросхеми MC10165 наступні. 
Напруга живлення Uп1 4,75...5,25 В; Uп2 - 6,18...- 5,82 В. 
Опорна напруга Uоп1 0,075...0 В; Uоп2 - 2,1...1,9 В. 
Струм навантаження 2 мА. 
Температура довкілля - 10...+ 70 °C. 
 
26 
 
Рисунок 3.3 - Функціональна схема мікросхеми MC10165: 1 - вихід 4; 2 - 
вихід 5; 3 - вихід 6 (молодший розряд); 4 - тактовий сигнал; 5,43 - загальний 
(цифрова земля); 8,39 - напруга живлення Uп1; 9 - опорна напруга Uоп2; 10,13,15 - 
вхід (аналоговий сигнал); 11,14 - загальний (аналогова земля); 12 - виведення 
коректування нелінійності; 16 - опорна напруга Uоп1; 24,37,38 - напруга живлення 
-Uп2; 44 - управління вихідним кодом, вхід 1 (УКВ1); 45 - вихід 1 (старший 
розряд); 46 - вихід 2; 47 - вихід 3; 48 - управління вихідним кодом, вхід 2 (УКВ2); 
6,7,17...23,25...36,40...42 – вільні 
 
27 
4 Розрахунок основних елементів приладу 
 
4.1 Розрахунок інформаційної моделі поля і знаків 
Визначення геометричних розмірів інформаційного поля і знаків. 
Частина простору, в межах якого відбувається формування інформації, що 
відображується, називається інформаційним полем (ІП). 
Відношення ширини інформаційного поля B до його висоти H називається 
форматом ІП (рисунок 4.1). 
У буквено-цифрових (БЦ) моделях як елемент ІМ використовуються букви, 
цифри, умовні знаки (символи), а властивості об'єкту, що відображується, або 
процесу представляються у вигляді буквеного тексту, цифрової комбінації, 
формул, таблиць. При побудові БЦ ІМ все ІП розбивається на окремі знакомісця - 
частини ІП, необхідні і достатні для зображення одного знаку. Для відображення 
БЦ інформації рекомендується витримувати наступні співвідношення між 
шириною знакомісця bZ, його висотою hZ, проміжком між знаками в рядку bP і 
проміжком між текстовими рядками hP: 
 
bZ = (2/3 - 4/5) hZ,                                                (4.1) 
 
bP = (0.3 – 0.6) bZ.                                               (4.2) 
 
Роздільна здатність або гострота зору характеризуються мінімальним 
кутом, при якому можливе окреме розрізнення двох сусідніх крапок. Цей кут 
називається порогом гостроти зору Аvd. Для нормального зору поріг гостроти 
дорівнює 1 кутовій хвилині. Значення, що рекомендується, в розрахунках буде 
рівне 4 кутових хвилини. Точка зору, необхідна для надійної ідентифікації 
елементів ИМ АvЭМ, залежить від їх складності, що оцінюється кількістю kЭ 
мінімально помітних дискретних елементів, на яке їх можна розкласти: 
 
АvЭМ = kЭ Аvd.                                              (4.3) 
 
28 
Для синтезу букв і цифр використовуємо матрицю 57, тобто 7 дискретних 
елементів по висоті (kЭ = 7), т.ч. маємо: 
 
АvЭМ = 7  4 = 28 = 0.45. 
 
Залежність між кутовими і лінійними розмірами ілюструється на рисунку 
4.1, з якого виходить: 
 
kЭ = 2  L  tg(vЭМ / 2),                                         (4.4) 
 
де vЭМ - точка зору, під яким видно зображення висотою h на відстані L. 
Поле ясного зору людини обмежено кутовими розмірами 16 - 20 по 
горизонталі і 12 - 15 по вертикалі. Сприйняття БЦ інформації при фіксованому 
положенні оператора передбачає деякі рухи ока по рядку тексту, що дозволяє 
збільшити кутовий розмір ІП по горизонталі до 50. Формат ІП БЦ часто беруть 
рівним 5 : 3. 
 
 
Рисунок 4.1 - Залежність між кутовими і лінійними розмірами 
інформаційного поля 
 
По формулі (4.4) знаходимо висоту знаку: 
 
hЗ = 2  700  tg(28 / 2) = 5.7 мм. 
 
29 
 
Ширину знаку визначаємо виходячи з розмірності матриці і, враховуючи 
рекомендації (4.1), вибираючи коефіцієнт, рівний 5 / 7 = 0.71, отримуємо: 
 
bЗ = 5 / 7  5.7 = 4.1 мм. 
 
Знаходимо відстань між знаками і між текстовими рядками: 
 
bП = 3 / 5  bЗ,                                                       (4.5) 
 
hП = 3 / 7  hЗ.                                                      (4.6) 
 
bП = 3 / 5  4,1 = 2,45 мм. 
 
hП = 3 / 7  5,7 = 1.76 мм. 
 
 
4.2 Розрахунок БЗУ 
Розрахунок БЗУ полягає в тому, щоб визначити необхідне число елементів 
пам'яті і їх розрядність, а потім підібрати ІМС. 
Розрядність елементів пам'яті n визначається числом розрядів, необхідних 
для кодування знаку і його ознак: 
 
n = na = log2 Na,                                                 (4.7) 
 
де na - розрядність коди алфавіту; 
Na = 5 - число знаків алфавіту. 
Отже, n = 3. 
Найпростіше послідовність вибірки код знаків з БЗУ здійснюється при 
роздільній адресації по номеру знакомісця в текстовому рядку (r молодших 
 
30 
адресних розрядів) і номеру текстового рядка ((к-r) рядкових адресних розрядів, де 
к - мінімальна кількість адресних розрядів, необхідних для вибору необхідної 
кількості знаків в кадрі): 
 
r = log2  Nзтс,                                                (4.8) 
 
r = log2  73 = 6. 
 
(к-r) = log2  Nтс,                                             (4.9) 
 
(к-r) = log2  44 = 5,46. 
 
Звідси к = 12. 
При цьому необхідне число елементів пам'яті БЗУ слід визначати як: 
 
Nзу > 2r *Nтс                                                   (4.10) 
 
N  log N
ÀÇÓ 2 ÇÓ                                                    (4.11) 
 
N  log 3200  11,64
ÀÇÓ 2 . 
 
Вибираємо найближче більше значення: Nа = 12. 
Таким чином, ємність БЗУ має бути: 
 
СБЗУ = 3  4096 = 12284 біт або 4096 3-х розрядних слів. 
 
Як БЗУ вибираємо CD 404061, що має інформаційну ємність 256  1 ЗУ, 
сумісну по входах і виходах з ТТЛ-схемами, що мають вихід з одним станом. 
Дана ІМС має час прочитування інформації 50 нс, споживану потужність 
 
31 
0,4 мкВт/вент. 
Для забезпечення необхідної ємності і числа адресних входів необхідна 
одна така мікросхема. Запис даних в ОЗУ виробляється логічним нулем на вході 
W/R, а логічною для прочитування одиницею. 
 
4.3 Вибір лічильників знакомісць і текстових рядків 
З розрахунку БЗУ виходить, що лічильник знакомісць повинен мати 6 
виходів і рахувати до 44, а лічильник текстових рядків - 6 виходів і рахувати до 73. 
Для реалізації необхідних лічильників використовуваний ІМС NE555. ІМС 
є два однакових 4-х розрядних двійкових лічильника в одному корпусі.  
Скидання лічильників знакомісць і текстових рядків в нульовий стан може 
здійснюватися рядковий гасячий імпульс (РГІ) і кадровий гасячий імпульс (КГІ), 
які формуються пристроєм синхронізації. 
 
4.4 Вибір мультиплексора 
Для того, щоб перетворити п'ятирозрядний паралельний код, що поступає 
із знакогенератора, в послідовний, зручно використовувати мультиплексор. Дані з 
БЗУ подаються на адресні входи мультиплексора, як який можна вибрати ІМС 
SN74LS253. Цей мультиплексор дозволяє комутувати дані від восьми входів на 
загальну вихідну лінію. Струм споживання цієї ІМС 43 мА. 
 
4.5 Розрахунок пристрою синхронізації 
Пристрій синхронізації (ПС) призначений для синхронізації роботи 
генераторів кадрової і рядкової розгорток. Всі синхроімпульси формуються від 
загального тактового генератора (ТГ) за допомогою набору дільників частоти і 
схем формування сигналів необхідної тривалості. При синтезі пристрою 
синхронізації всі тимчасові параметри зручно задавати в безрозмірній формі - 
числом тимчасових інтервалів, необхідних для розгортки: 
а) одного знакомісця при розрахунку рядкових імпульсів; 
б) одного ТВ рядка при розрахунку кадрових імпульсів. 
 
32 
Розрахунок тривалості прямого ходу розгортки в безрозмірній формі: 
 
Nпр = Tпр / Тзм = Nзтс / βг,                                   (4.12) 
 
Nпр = 73 / 0.9 = 82. 
 
Період рядкової розгортки: 
 
Nz = Tz / Tзм = Nпр / (1 - αz),                                 (4.13) 
 
де αz - відношення прямого ходу рядкової розгортки до часу зворотного 
ходу рядкової розгортки. 
 
Nz = 82 / (1 - 0.18) = 100. 
 
Тривалість зворотного ходу променя: 
 
Nобр = Nz - Nпр.                                       (4.14) 
 
Nобр = 100 – 82 = 18. 
 
Тривалість імпульсу РГІ визначається по формулі: 
 
NРГІ = (Nобр + Nпр)(1 – βг).                              (4.15) 
 
NРГІ = 100 ∙ 0,1 = 10. 
 
На охоронні зони з обох боків відводиться: 
 
Nв = Nпр (1 - βг).                                        (4.16)  
 
33 
 
Nв = 82 (1 - 0.9) = 8,2. 
 
З величини Nв на охоронну зону екрану зліва виділяємо 4 знакомісця, 
справа - 4. 
Тривалість рядкового синхроімпульсу РСІ знаходиться по формулі: 
 
NРСІ = 0,07 ∙ Nz.                                                                (4.17) 
 
NРСІ =0,07 ∙ 100 = 7. 
 
Дільник на 8 виконаний на чотирирозрядному двійковому лічильнику. 
Формування необхідної тривалості і тимчасового положення РГІ і РСІ 
здійснюється за допомогою логічних схем і двох асинхронних RS-тригерів DD2. 
При досягненні лічильником 79-ої комбінації спрацьовує по входу S один з 
тригерів, видаючи на виході Q фронт імпульсу РГІ, а досягши 4-ої комбінації 
скидається в 0. При 95-ій комбінації скидається в 0 і сам лічильник. 
Аналогічно при встановленні на виході лічильника коди числа 79 по входу 
S спрацьовує другий тригер, що формує на виході позитивний перепад імпульсу 
РСІ, який у свою чергу скидається 83-ою комбінацією на виході лічильника. 
Таким чином формуються рядковий імпульси, що гасять і синхронізуючий. 
Для формування РСІ і РГІ можна було б використовувати і ПЗП, проте це 
було б пов'язано з великими вартістю і енерговитратами. 
 
4.6 Розрахунок схеми формування кадрових гасячих та 
синхронізуючих імпульсів 
Період кадрової розгортки в безрозмірній формі N = 625. Тривалість 
прямого ходу променя розгортки: 
 
Nпр = (1 - αk) N,                                            (4.18) 
 
34 
 
де αk = 0.08 - відношення тривалості ходу зворотного променя розгортки до 
прямого променя. 
 
Nпр = (1 – 0,08) 625 = 575. 
 
Nобр = N – Nпр.                                             (4.19) 
 
Nобр = 625 – 575 = 50. 
 
NКГІ = Nобр + Nпр (1 - в).                                  (4.20) 
 
NКГІ = 50 +575 (1 - 0,9) =108. 
 
NКСІ = 0,07 ∙ N.                                           (4.21) 
 
NКСІ = 0,07 ∙ 625 = 44. 
 
Визначимо кількість телевізійних рядків, що припадають на охоронні зони: 
 
Nв = Nпр (1 - в).                                           (4.22) 
 
Nв = 575 (1 – 0,9) =58. 
 
З величини Nв на охоронну зону зверху і знизу виділяємо по 29 
телевізійних рядків. 
Принцип роботи даної схеми такий же, як і в схеми формування РСІ і РГІ. 
При встановленні на виходах лічильника комбінації на виході тригера з'являється 
КГІ, який гаситься при 29-ій комбінації на виході лічильника. Аналогічно 
спрацьовує і КСІ. 
 
35 
Інтегруючий RC-ланцюг служить для того, щоб лічильники і тригери 
залишалися в нульовому стані до тих пір, поки в ланцюгах не закінчаться 
перехідні процеси, що з'являються після включення живлення, тобто для 
початкової установки. 
 
4.7 Оцінка точності та надійності 
Мікропроцесорні системи вимірювання лінійних розмірів ока, як і будь-які 
інші вимірювальні системи чи пристрої не позбавлені такого розповсюдженого 
недоліку як похибка вимірювання. 
Похибки присутні при будь-яких вимірюваннях і відрізняються лише своєю 
величиною. Створення ідеального вимірювального пристрою є неможливим 
оскільки неможливо врахувати всі фактори, які впливають на її появу. Це і 
недосконалість технологій виробництва, неідеальна чистота матеріалів з яких 
виготовляють ті чи інші сенсори. Існують 2 фактори, які знаходяться в протидії 
один одному. Чим вища точність вимірювання приладу, тим вища його ціна і 
навпаки, прилад який має низьку точність вимірювання буде дешевим. 
На даному етапі розвитку науки, техніки та технології ще неможливо 
створити дешевий і в той же час високоточний прилад, похибка вимірювання 
якого була б близька до нуля. Але наука не стоїть на місці, постійно з’являються 
нові способи та методи, які дозволяють підвищити точність вимірювань і 
зменшити витрати на проведення цих вимірювань. Добре сприяє цьому 
інтегральна технологія виконання електронних схем – інтегральні мікросхеми. 
Інтегральні мікросхеми цифрові та аналогові дозволяють створювати 
вимірювальні пристрої які дешевші і мають вищу точність обробки вимірюваної 
інформації. 
Також одним з базових понять при визначенні якості системи є її 
надійність. Під надійністю розуміють властивість пристрою виконувати задані 
функції, зберігаючи свої експлуатаційні показники в заданих межах протягом 
потрібного проміжку часу або потрібного напрацювання при дотриманні режимів 
експлуатації, правил технічного обслуговування, зберігання та транспортування. 
 
36 
Надійність – це складне комплексне поняття, за допомогою якого оцінюють такі 
важливі характеристики пристроїв, як роботоздатність, довговічність, 
безвідмовність, ремонтопридатність, відновлюваність та ін. 
Надійність є однієї зі складових якості виробу. Вона характеризує 
властивість виробу виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення 
встановлених експлуатаційних показників у необхідних межах, що відповідають 
заданим режимам і умовам використання, технічного обслуговування, ремонтів, 
збереження і транспортування. Як комплексна властивість, надійність, у 
залежності від призначення об'єкта й умов його експлуатації може включати 
наступні складові: безвідмовність, довговічність, живучість і ремонтопридатність. 
Кількісною характеристикою одного чи декількох властивостей надійності 
є показники безвідмовності, довговічності, ремонтопридатності, живучості і 
комплексні показники. 
Показники безвідмовності - імовірність безвідмовної роботи P(t), 
інтенсивність відмовлень (t), середній наробіток до відмовлення,  - відсотковий 
наробіток до відмовлення, середній наробіток до відмовлення, параметр потоку 
відмовлень. 
Імовірність безвідмовної роботи P(t) - імовірність того, що в межах 
заданого наробітку t0 відмовлення не виникає чи, що параметри не будуть 
виходити за межі заданих допусків протягом необхідного інтервалу часу в умовах 
експлуатації: 
 
P(t0) = 1 - F(t0),                                             (4.1) 
 
де F(t0) - функція розподілу наробітку до відмовлення. 
Оцінка показника P(t0) характеризує частку працездатних виробів у момент 
часу t0: 
 
P(t0) = 1 – Ni / N,                                           (4.2) 
 
 
37 
де t0 - час іспиту; 
m - число інтервалів часу t, через які контролювалася працездатність, m = 
t0/t; 
NІ - число виробів, що відмовили на і-ом інтервалі часу; 
N - загальне число випробуваних виробів. 
Інтенсивність відмовлень (t) визначають як умовну щільність імовірності 
виникнення відмовлення невідновленого об'єкта для розглянутого моменту часу за 
умови, що до цього часу відмовлення не виникло: 
 
(t) = f(t) / P(t).                                                  (4.3) 
 
Приблизно (t) = N* / N ∙ t. де N* - число виробів, що відмовили при 
іспитах протягом  інтервалу часу  t; N - число виробів, працездатних до початку 
іспитів. 
Функції P(t), F(t), (t) взаємозалежні, тому для їхнього визначення досить 
знати тільки одну. На практиці перевагу віддають інтенсивності відмовлень, тому 
що її простіше визначити експериментально. 
Для більшості об'єктів (деталей, виробів) залежність P(t) можна зобразити 
кривої [8], що має три ділянки: 0 < t < t1; t1 < t < t2; t > t2. 
Перша ділянка називається періодом  чи приробляння періодом ранніх 
відмовлень. Поява відмовлень у цьому періоді звичайно викликано 
конструктивними чи виробничими дефектами. 
Друга ділянка постійної інтенсивності (t) = const характеризує нормальну 
експлуатацію, на цій ділянці: 
 
P(t) = exp(-  ∙ t).                                        (4.4) 
 
Третя ділянка t - t2 називається періодом відмовлень зносу. 
 
38 
Середній наробіток до відмовлення tСР визначається як математичне 
чекання наробітку до першого відмовлення. Розрахунок надійності будемо 
виробляється для другої ділянки. 
Середній час безвідмовної роботи визначається по формулі: 
 
TСР = 1 / .                                                      (4.5) 
 
Інтенсивність відмовлень усієї системи визначається зі співвідношення: 
 
 = .                                                     (4.6) 
 
Для систем, елементи яких працюють в умовах сталості інтенсивності 
відмовлень, імовірність безвідмовної роботи може бути визначена по формулі: 
 
P = n
i=1 П Pi = exp(- t ∙ i) = exp(- ∙ t).                    (4.7) 
 
Як видно з приведених залежностей надійність визначається інтенсивністю 
відмовлень i окремих елементів системи й у період її нормальної експлуатації. 
Вихідні дані і результати розрахунків приведені в додатку Д. 
 
39 
5 Спеціальний розділ 
 
5.1 Вибір варіанта технологічного процесу виготовлення фотошаблону 
друкованої плати знакогенератора 
Тип виробництва визначає спосіб виготовлення фотошаблонів, побудова 
технологічного процесу і ступінь його деталізації. У залежності від розміру 
виробничої програми, технічних і економічних умов виробництво буває одиничне, 
серійне і масове. 
Одиничне виробництво фотошаблонів характеризується широкою 
номенклатурою і малим обсягом випуску, виготовлення фотошаблонів у 
серійному і масовому виробництвах - застосування устаткування, що дозволяє 
механізувати й автоматизувати виробничі процеси. 
При ухваленні рішення про методи і послідовність виготовлення 
фотошаблонів, необхідно провести оптимізацію варіантів технологічного процесу 
для визначеного типу виробництва. 
Відповідно до стандарту тип виробництва характеризується коефіцієнтом 
закріплення операції: 
 
О
К  ,                                                        (5.1) 
ЗО
 р
 
де О - сума операцій; 
р - сума робочих місць. 
Виходячи з приведеної формули необхідно установити співвідношення між 
трудомісткістю виконання операцій і продуктивністю робочих місць. На даному 
етапі проектування нормування операцій можна виконати, використовуючи 
орієнтовані норми типового технологічного процесу. 
Спираючи на вихідні дані і містячи в розпорядженні штучного чи штучно-
калькуляційного часу, визначають кількість одиниць оснащення: 
 
40 
N T
ШТІ штк 
m 
i ,                                                   (5.2) 
60  F 
g з.н
 
де N - річна програма випуску; 
ТШТ(К) - штучне чи штучно-калькуляційний час, хв.; 
Fg - відповідної дійсності річний фонд часу, год.; 
З.Н. - нормативний коефіцієнт завантаження оснащення. Завантаження 
оснащення залежить від типу виробництва - можна прийняти середнє значення 
З.Н.=0,8. 
Після розрахунку значень m по всіх операціях установлюють кількість 
робочих місць, округляючи до найближчого більшого цілого числа значення m. 
Для операцій, що не вимагають через міру години, значення m може бути 
значно менше одиниці, Це означає, що номенклатура робіт на таких робочих 
місцях має бути розширена. Кількість операцій, що можна виконувати на кожнім 
робочому місці, визначається за формулою: 
 

з .н.
О  ,                                                         (5.3) 
 .
з .ф .
 
де З.Ф. - коефіцієнт фактичної завантаженості оснащення, 
 
m
 
з.ф. .                                                       (5.4) 
p
 
Після розрахунків кількості робочих місць і кількості операцій за 
формулою (5.1) визначають кЗ. О.. 
При масовому і крупносерійному виробництвах кЗ.О.. = 1  10, при 
середньосерійному кЗ.О. = 10  20, при малосерійному кЗ.О..= 20  40, при 
одиничному виробництві кЗ. О.. не регламентується. 
 
 
41 
Первинний фотошаблон одержують хімічною обробкою експонованих 
фотопластинок, проконтролювавши спочатку температуру робочих розчинів 
термометром. Відлік часу обробки проводять за секундоміром. 
Для виготовлення робочого фотошаблону використовують первинний 
фотошаблон. Робочий фотошаблон одержують копіюванням первинного 
фотошаблона на контактно-копіювальному верстаті і подальшій хімічній обробці 
матеріалу. Перед копіюванням первинний фотошаблон необхідно протерти з боку 
підкладки серветкою, змоченої в етиловому спирті для виділення пилу, бруду, 
жирових плям. Стекло контактно-копіювального верстата необхідно протерти 
антистатичною серветкою. Копіювання, а також висвітлення для копіювання й 
обробки пластин і фототехнічної плівки виконуються за допомогою фото ліхтаря з 
червоним світлофільтром. Діазографічні плівки копіюють і обробляють при 
звичайному висвітленні, не допускаючи висвітлення матеріалу сонячними чи 
променями ультрафіолетовим випромінюванням. При копіюванні первинний 
фотошаблон і матеріал додають один до одному і переносять до контактно-
копіювального верстата, причому емульсійний шар первинного фотошаблона і 
світлочутливий шар матеріалу повинні безпосередньо стикатися. 
Експонування проводять через первинний фотошаблон на світлочутливий 
матеріал. Виготовлення робочого фотошаблону на фототехнічній плівці ФТ-41П 
здійснюється шляхом експонування на контактно-копіювальному верстаті 
крапковим джерелом білого світла і хімічної обробки експонованого матеріалу. 
Виготовлення робочого діапозитива на діазографічній плівці ТМ 
здійснюється в такий спосіб. Після експонування діазографічна плівка 
обробляється в проявочному пристрої в парах аміаку до максимального насичення 
кольору фото зображення. 
Стабільність і точність пристрою забезпечується базовою гранітною 
плитою, гранітними напрямними по осях Х и У і газовими направляючими, що не 
піддаються тертю і зносу. 
Фотоголівка з модуляторним джерелом світла з 12 окремих оптичних 
систем, укладених у єдиний блок, дозволяє одержати однакову оптичну щільність 
 
42 
ліній, масок, зображень. Вакуумним притиском фотоматеріалу в сполученні з 
автоматичним піджимом досягається базування світлочутливого шару до поверхні 
креслення. 
Пристрій працює від промислової мережі стиснутого повітря, має 
індивідуальну систему очищення повітря. В умовах експлуатації пристрій, що 
фоторозраховує, повинен знаходитися в темному приміщенні, а система керування 
- у світлому. 
Пристрій допускає роботу в три зміни й обслуговується одним оператором. 
 
Таблиця 5.1 – Параметри пристрою 
№ Назва параметра Одиниця Величина 
п/п виміру 
1 Напруга мережі перемінного струму 50 Гц В 380/220 
2 Розміри креслення мм 380х400 
3 Швидкість переміщення по координатах X і Y м/с 0,4 
4 Прискорення по координаті X м/с 3 
5 Прискорення по координаті Y м/с 6 
6 Хід столу мм 420х500 
7 Похибка позиціонування мм  0,01 
8 Похибка повторного позиціонування мм  0,005 
9 Кількість масок шт. 12 
10 Загальна кількість символів шт. 44 
11 Мінімальна товщина лінії мм 0,125 
12 Розміри контактних площадок мм 1,3х3,5 
13 Розміри символів мм 2х1 
14 Обсяг внутрішньої пам'яті керуючої програми кбайт 64 
15 Тиск підводимого повітря кПа 500...600 
16 Потужність кВт 2 
17 Маса пристрою кг 600 
18 Маса ЭЧПУ "Микролид" кг 300 
19 Зовнішній канал уведення програми з  вищого 
перфострічки чи ЕОМ  рангу 
20 Ручне введення і редагування програми  перфорато
р чи ЕОМ 
21 Буквено-цифрова індикація на електронно- знаків 512 
променевій трубці (16х32). 
Пробка фіксуючих отворів здійснюється на спеціальному пристрої, що має 
два орієнтуючих знаки, рознесених на відстань, рівна відстані між реперними 
 
43 
знаками фотошаблона. Фотошаблон розміщають у пристрої для пробки. 
Здійснюють вакуумний притиск фотошаблона і пробивають отвору, притискаючи 
пуансон пристрою. 
Оскільки фотошаблон має лінійні деформації, обумовлені частковим 
роздубленням фотографічної емульсії під час фотохімічної обробки, зміною 
температури і вологості в приміщенні, то відстань між реперними знаками може 
не збігатися з відстанню між знаками пристрою, що орієнтують. У такому випадку 
вибирають середнє значення. Для цього горизонтальні штрихи реперних і 
настановних знаків зміщають, а відстань між прямовисячими штрихами 
вирівнюють між собою зрушенням фотошаблону. 
Фотографічне зображення в межах поля друкованої плати (ДП) повинне 
бути різким, границі зображення повинні бути чіткими, без розмитостей і ореолів. 
Фотошаблон повинний мати два чи більш реперні знаки, використовуваних 
для пробивання фіксуючих отворів у робочих фотошаблонах. 
Несполучення двох робочих фотошаблонів однієї плати повинне бути не 
більш 0,24 мм плат класу I і 0,14 мм плат класу II. 
Зазор між елементами провідного рисунка на фотошаблоні повинний бути 
не менш 0,325 мм. 
Первинний фотошаблон повинний бути отриманий на автоматизованому 
пристрої, що розкреслює, методом розкреслювання. Відхилення центрів 
контактних площадок від вузлів координатної сітки складає: 
- для первинних фотошаблонів ± 0,10 мм плат класу І, ± 0,05 мм плат класу 
II; 
- для робочих фотошаблонів ± 0,12 мм плат класу І, ± 0,07 мм плат класу II. 
Розміри елементів топології фотошаблона і відстані між ними повинні 
відповідати вимогам технічного завдання на друковану плату з урахуванням 
технологічних допусків на виготовлення друкованої плати. 
Технологічні допуски на виготовлення друкованої плати встановлює 
підприємство - виготовлювач друкованих плат у залежності від застосовуваної 
технології. 
 
44 
Граничні відхилення розмірів елементів топології фотошаблона в 
залежності від класу точності друкованої плати за стандартом приведені в таблиці 
5.2. 
 
Таблиця 5.2 - Граничні відхилення розмірів елементів топології 
фотошаблона в залежності від класу точності друкованої плати 
Клас точності друкованої плати 1 2 3 4 5 
Граничні відхилення розмірів  0,10  0,05  0,03  0,02  0,01 
елементів топології фотошаблона 
 
Граничні відхилення розмірів елементів топології фотошаблона, зазначені в 
таблиці 5.2, є підставою для розрахунку технологічного допуску на виготовлення 
еталонного фотошаблона. 
Позиційні допуски розташування елементів топології фотошаблона в 
діаметральному вираженні в залежності від класу точності друкованої плати 
представлені в таблиці 5.3. 
 
Таблиця 5.3 - Позиційні допуски розташування елементів топології 
фотошаблона в діаметральному вираженні в залежності від класу точності 
друкованої плати 
Клас точності друкованої плати 1 2 3 4 5 
Позиційні допуски розташування 0,15 0,10 0,07 0,05 0,03 
елементів топології фотошаблона, мм 
 
Якість сполучення комплекту фотошаблонів визначається значенням 
несполучення по контактних площадках. Значення несполучення комплекту 
фотошаблонів у залежності від класу точності друкованої плати не повинне 
перевищувати значень, зазначених у таблиці 5.4. 
 
 
 
45 
Таблиця 5.4 - Величина несполучення комплекту фотошаблонів 
Клас точності друкованої плати 1 2 3 4 5 
Величина несполучення комплекту 0,15 0,10 0,07 0,05 0,03 
фотошаблонів, мм 
 
Ширина технологічного полючи, розташованого по контурі робочої зони 
фотошаблона, не повинна бути більш 30 мм. 
Оптична щільність емульсійних фотошаблонів повинна бути не менш 3,0 
на непрозорих ділянках і не більш 0,1 на прозорих ділянках. 
Копіювальна щільність діазотипних фотошаблонів на довжині хвилі 437 нм 
повинна бути не менш 3,0 на непрозорих ділянках і не більш 0,1 на прозорих 
ділянках. 
Розміри дефектів зовнішнього бачення - (проколи, крапки, подряпини) у 
робочій зоні фотошаблона нс повинні бути більш 0,05 мм для друкованих плат 1, 2 
і 3-го класів точності і більш 0,02 мм для друкованих плат 4 і 5-го класів точності. 
Розміри дефектів зовнішнього вигляду в робочій зоні фотошаблона з 
розмірами провідників і відстаней між ними від 0,05 до 0,08 мм не повинні бути 
більш 0,01 мм. 
Фотошаблони варто поставляти комплектами з паспортом на кожен 
комплект фотошаблонів. 
Маркування фотошаблона повинне містити: умовну позначку 
фотошаблона; дату виготовлення; порядковий номер зміни провідного рисунка. 
Маркування фотошаблона варто розташовувати на робочій поверхні 
фотошаблона поза робочою зоною. 
Маркування фотошаблона повинне бути виконане автоматизованим 
способом. 
У технічно обґрунтованих випадках допускається виконувати маркірування 
вручну. Цифри і букви маркувального напису повинні бути чітко позначені. 
Технологічний процес і режими виготовлення фотошаблонів друкованих 
плат представлені в таблиці 5.5. 
 
46 
Таблиця 5.5 - Технологічний процес і режими виготовлення фотошаблонів 
друкованих плат 
Порядок операцій і їхнє Тривалість обробки, хв. 
найменування фототехнічної плівки 
прямим методом 
методом звертання 
1. Прояв 220,5 1 5 4 6 
2. Промивання в проточній воді 1822 - 0,250,5 0,250,5 68 
3. Зупинка прояву 1822 2 0,51 - - 
4. Відбілювання 1822 3 - - 34 
5. Засвічування* - - - - - 
6. Промивання в непротічній воді 1822 - - - 57 
7. Промивання в проточній воді 1822 - - - 23 
8. Освітлення 1822 4 - - 1,52 
9. Промивання в проточній воді 1822 - - - 23 
10. Прояв 1822 1 - - 34 
11. Промивання в проточній воді 1822 - 0,250,5 - 0,51 
12. Фіксування 1822 5 1015 810 810 
13. Промивання в непротічній воді 1822 - 57 57 57 
14. Ослаблення (при необхідності, 1822 6 - - візуально 
для видалення загальної вуалі) 
15. Промивання в проточній воді 1822 - 1520 1520 1520 
16. Змочування в ОП-7 чи ОП-10      
17. Сушіння ** - У В підвішеному стані 
вертикальн
ому 
положенні 
18. Контроль  -    
Виготовлення фотошаблонів способом фотографічного зменшення 
оригіналу рисунка плати, виконаного вручну, не задовольняє вимогам підвищеної 
точності в зв'язку зі зростанням щільності друкованого монтажу, кількості типів 
плат на виріб, появою багатошарових плат. 
Прагнення задовольнити вимогам підвищеної точності, зберігати і навіть 
скоротити терміни виготовлення фотошаблонів плат вимагає нових методів 
роботи. 
 
47 
Температура 
С 
№ розчину 
фотопластин 
Автоматизоване виготовлення фотошаблонів включає: автоматизоване 
креслення світловим променем (М 1:1) рисунка фотошаблона по робочій програмі 
травлення; напівавтоматизовану підготовку і виготовлення цих програм 
керування. 
Фотошаблони виготовляються в залежності від щільності провідного 
рисунка або однократним, або подвійним, або потрійним кресленням, тобто 
провідні спробні рисунки плати викреслюються на фотопапері, а потім 
контрольний рисунок плати на фотопластинці чи фототехнічній плівці.  
Для формування елементів друкованого монтажу використовується 
магазин масок, що включає №- масок - світлових плям. Геометричні розміри масок 
для розкреслення провідного рисунка повинні враховувати технологічні припуски 
і допуски, що забезпечують виготовлення ДП на конкретному виробництві. 
Для нанесення елементів провідного рисунка, розташованого не в кроці 
1,25, допускається виготовлення масок, зміщених щодо центра в магазині масок. 
 
Таблиця 5.6 – Параметри провідного рисунка 
Елементи Форма Розміри, мм 
провідного 
рисунка 
Контактні Квадрат 1,51,5; 2,02,0; 2,92,9 
площадки Коло 1,90;  3,40 
Восьмикутник 2,70 
Провідники Квадрат 0,35; 0,50 
Восьмикутник 0,75; 1,00; 1,50 
Шипи й екрани Два однакових за формою і 2,50 
розміром, але орієнтованих по- 2,700,40 
різному щодо центра масок 0,402,70 
Цифри От 0 до 9 2,01,0 
Букви C, R, K, A, V, B, L, E, Z, D, T, E 2,01,0 
Знак " + " 2,02,0 
Комплект документів на технологічний процес виготовлення друкованої 
плати знакогенератора автоматичного вимірювача лінійних розмірів для 
діагностики травм і захворювань ока а представлений в Додатку Г. 
 
48 
 
5.2 Техніко-економічне обґрунтування дослідження 
Тривимірна УЗ-біомікроскопія з реконструкцією в реальному масштабі 
часу дозволяє точно виміряти діаметр основи і товщину пухлини. Таким чином, 
можна відрізнити кісту істинно пухлини, а також отримати повну характеристику 
її структури і інформацію про стан кута передньої камери і циліарного тіла, 
включаючи його відростки. Можливо оцінити стан рогівки і капсули кришталика, 
отримати інформацію про залучення цих структур і тканин до пухлинного 
процесу, а також визначити глибину інфільтрації склери. Архівація отриманих 
результатів зображення в базі даних з подальшим відтворенням і зіставленням 
свіжих даних на дисплеї монітора надають зведення про характер зростання 
пухлини в динаміці і є підставою для вибору адекватного лікування. 
Впровадження нового технічного рішення — колірного кодування енергії 
допплерівського спектру з картуванням потоку еритроцитів шляхом обліку 
енергетичних значень, відбитих допплерівськими ехо-камера-сигналами, — 
дозволяє виділити колірну карту і таким чином створити ефект площинного 
контрастування. Цей технологічний підхід надає можливість ідентифікувати на 
УЗ-зрізі область нижче і вище хориоідеї, а, отже, дозволяє диференціювати 
псевдотуморозні процеси істинно неопластичних, таких, що розвиваються в 
зовнішніх шарах сітківки, звернених до склери. 
 
Матеріали і радіоелементи 
Резистор шт. 8 0,75 6 5 0,30 5,30 
Мікросхема шт. 20 3,50 70,00 5 3,50 73,50 
Конденсатор шт. 2 0,72 1,44 5 0,01 1,45 
Діод шт. 1 0,50 0,50 5 0,01 0,51 
Резонатор шт. 1 1,50 1,50 5 0,08 1,58 
кварцовий 
Провід м 3 6,90 20,70 5 1,04 20,74 
Склотекстоліт кг 0,5 60,00 30,00 5 1,50 31,50 
Фторопласт кг 0,2 90,00 18,00 5 0,90 18,90 
Всього 254,21 
 
 
49 
5.3 Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на 
проектувальника при роботі в конструкторському відділі 
Проектування офтальмоскопу, що розробляється в даному дипломному 
проекті, проводиться в приміщенні конструкторського відділу. 
При проведенні проектування необхідно опрацювати значну кількість 
теоретичного матеріалу, розробити необхідну документацію та відповідні 
креслення. Виконання цих робіт можливе лише при застосуванні сучасної 
комп’ютерної техніки. Тому виникає потреба в забезпеченні безпечної та 
продуктивної організації праці проектувальника при роботі за комп’ютером. 
Для цього необхідно проаналізувати всі параметри виробничого 
середовища, які можуть впливати на здоров’я та працездатність працівника, тим 
самим змінюючи продуктивність його праці.  
За рівнем фізичного навантаження таку роботу необхідно віднести до 
категорії І а, тобто робота, яка виконується сидячі та не потребує фізичного 
навантаження. 
Конструкторські роботи проводяться  в приміщенні, яке має наступні  
геометричні розміри: довжина – 8 м, ширина – 5,5 м, висота стелі – 3,2 м. 
Відповідно площа всього приміщення складає 44 м2, а об’єм становить 140,8 
м3. Тому на одного працюючого припадає 7,3 м2 та 23,46 м3, що відповідає 
вимогам СНиП 2.09.04-87 та ДСанПіН 3.3.2-007-98, відповідно до яких площа, 
яка припадає на одне робоче місце, яке обладнане ПК, повинна складати не 
менше 6 м2, а об’єм - не меншим ніж 20 м3.  
Серед багатьох чинників зовнішнього середовища, що впливають на 
організм людини під час праці, світло займає одне з перших місць.  Світло має 
властивість впливати не лише на органи зору, а й на діяльність організму в цілому, 
тому при діяльності втомлюваність очей, в основному, залежить від напруженості 
процесів, що супроводжують зорове сприйняття. При поганому освітленні у 
людини перенапружуються органи зору, що призводить до швидкого втомлення. А 
це в свою чергу може призвести до помилкових дій під час роботи і навіть до 
нещасного випадку. 
 
50 
Робоче приміщення згідно з нормами проектування ДБН В.2.5-28-2006 
має природне та штучне освітлення. Природне освітлення приміщення 
здійснюється через чотири вікна, які зорієнтовані на захід. Розміри кожного вікна 
складають 1,23 м. Робоче місце розташоване таким чином, що усі чотири 
вікна знаходяться зліва від робочих місць працюючих. За рахунок цього  
забезпечене мінімальне потрапляння прямих сонячних промінів на екран 
монітора, які б спричиняли би відбиття світла від екрану. При цьому у полі зору 
працюючого  забезпечується оптимальне співвідношення яскравості робочих та 
навколишніх поверхонь. 
Під час роботи працівник в більшості випадків працює з даними,  які 
виводяться програмним забезпеченням (з розрахунками на екрані монітора). 
Тобто найменшим об’єктом розрізнення виступає “крапка”  на екрані монітора (в 
текстових редакторах та графічних редакторах це текст чорного кольору на білому 
фоні або лінії). Найменший об’єкт розрізнення має розмір 0,25 мм, що відповідає 
дуже високому ступеню точності зорової праці. Розряд зорової праці – II, 
підрозряд – Г. Контраст об’єкту розрізнення з фоном - великий.  Для даного типу 
зорової праці нормативне значення КПО згідно норм освітлення 
ДБН В.2.5-28-2006 дорівнює 1,8%.  Безпосередньо на робочих місцях на відстані 
1 м від вікна значення КПО складає 34-36%, що задовольняє нормам. Тому рівень 
природного освітлення можна вважати достатнім. 
Для темного часу доби в приміщенні передбачене штучне освітлення. 
Штучне освітлення також передбачається у всіх виробничих та побутових 
приміщеннях, якщо недостатньо природного світла. При організації штучного 
освітлення необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і 
одночасно враховувати економічні показники. При штучному освітленні 
нормується величина освітленості в люксах (Лк), яка вибирається в залежності від 
характеристик зорової праці з урахуванням найменшого розміру об'єкта 
розрізнення, фону, контрасту об'єкта розрізнення з фоном. 
Приміщення обладнане десятьма світильниками денного світла типу 
ЛСП02-2х58-001, які розташовані симетрично та рівно віддалено від стін. 
 
51 
Відповідно до ДБН В.2.5-28-2006 для даного типу зорової праці необхідна 
величина штучного загального освітлення складає 400 лк. Фактичне значення 
даного параметра складає 420 Лк. Отже рівень штучного освітлення на робочому 
місці є достатнім. 
Важливе значення має мікроклімат робочого приміщення, оскільки він 
безпосередньо впливає на здоров’я та самопочуття працівника. До важливих 
мікрокліматичних умов можна віднести такі параметри, як температура, відносна 
вологість, швидкість руху повітря в робочій зоні. Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 
“Повітря робочої зони”, що регламентує параметри мікроклімату виробничих 
приміщень, нормативні значення основних факторів мікроклімату наступні: 
1. Температура повітря: в холодний період року – 22 - 24 °С (допустима – 
21 - 25 °С); в теплий період року – 23 - 25 °С (допустима – 22 - 28 °С). 
2. Вологість повітря:  в холодний період року – 40 - 60 %; в теплий період 
року – 40 -60 %. 
3. Швидкість руху повітря: в холодний період року –  0,1 м/с (допустима –  
не більша ніж 0,1 м/с); в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1...0,2 м/с). 
Фактичні значення параметрів мікроклімату становлять: 
1. Температура повітря: в холодний період року – 16 °С; в теплий період 
року – 23 °С. 
2. Вологість повітря:  в холодний період року – 45 %; в теплий період року 
– 50 %. 
3. Швидкість руху повітря: в холодний період року –  0,06 м/с;  в теплий 
період року – 0,07 м/с. 
З наведених даних видно, що фактичне значення вологості повітря та 
швидкості руху повітря відповідають нормативним значенням параметрів. 
Значення температури повітря в холодний період року є нижчим за нормативне 
значення, отже, необхідно провести модернізацію системи опалення у даному 
приміщенні. 
Шум також являється одним з важливих факторів виробничого 
середовища, який може негативно впливати на працівника. Шум може 
 
52 
послаблювати увагу, посилювати розвиток втоми, сповільнює реакцію людини на 
небезпеку. Внаслідок цього знижується працездатність та підвищується 
імовірність нещасних випадків. 
В даному приміщенні головним джерелом шуму є вентилятор охолодження 
джерела живлення системного блоку та вентилятори встановленні для 
охолодження складових системного блоку. Так як всі вентилятори розташовані 
всередині системного блоку, то шум, який видає системний блок не перевищує 
нормативне значення еквівалентного рівня шуму, яке згідно вимог ДСН 3.3.6.037-
99 „Санітарні норми рівнів шуму на робочих місцях” становить 50дБА. 
Головним джерелом електромагнітного випромінювання в приміщенні є 
монітор та системний блок. Рівні електромагнітного випромінювання на робочих 
місцях повністю відповідають вимогам ДСН 3.3.6.096-2002. 
В даному приміщенні використовується електропроводка прихованого 
типу, яка виконана мідним дротом 3*2.5 мм2. Таке виконання проводки запобігає 
виникненню та поширенню пожежі внаслідок можливого короткого замкнення в 
проводці, та можливому враженню працівника струмом. Обладнання, а саме 
системні блоки та монітори, встановлені в кабінеті, живиться напругою 220В і 
споживає потужність менше ніж 2000Вт. Оскільки ПК має металевий корпус, то 
згідно ДБН В.2.5-27-2006 "Захисні заходи електробезпеки в електроустановках 
будинків і споруд" в приміщенні передбачена магістраль захисного занулення, яка 
забезпечує захист людини від ураження електричним струмом. 
З категорією пожежовибухонебезпеки згідно НАПБ Б.03.002-2007, дане 
приміщення відноситься до типу В (горючі та важкогорючі рідини, тверді горючі 
та важкогорючі речовини і матеріали, речовини та матеріали, здатні при взаємодії 
з водою, киснем повітря або одне з одним лише горіти, за умови, що приміщення, 
в яких вони знаходяться не належать до категорій А чи Б). Стіни приміщення 
виготовлені з цегли, оштукатурені та пофарбовані водоемульсій-ною фарбою. 
Стеля виготовлена методом перекриття приміщення залізобетон-ними плитами, а 
підлога з кахельної плитки. Всі матеріали застосовані для будівництва приміщення 
 
53 
повністю дозволені для оздоблення приміщень органами державного санітарно-
епідеміологічного нагляду.  
Приміщення оснащено системою автоматичної пожежної сигналізації 
відповідно до вимог ДБН В.2.5-56-2010. Також в приміщенні знаходиться три 
переносних вуглекислотних вогнегасника ВВ-5, які використовуються для гасіння 
легкозаймистих та горючих рідин, твердих горючих речовин та матеріалів, 
електропроводок, що знаходяться під напругою до 1000 В, що відповідає НАПБ 
А.01.001-2004 “Правила пожежної безпеки в Україні”, згідно яких на кожні 20 м2 
площі приміщення повинно припадати два вогнегасника, маса кожного не повинна 
перевищувати 20 кг. 
Для забезпечення проведення швидкої та організованої евакуації персоналу 
на випадок виникнення пожежі в будівлі передбачений план евакуації,  
розміщений на стіні з вільним доступом до нього. 
На працездатність еколога окрім зовнішніх факторів виробничого 
середовища також впливає безпосередня організація робочого місця. Тому 
робочий стіл має такі розміри: висота – 710 мм, ширина – 610 мм, довжина – 1100 
мм. Відповідно стілець має такі розміри: висота – 400 мм, ширина – 400 мм. 
Відстань від екрана до ока складає 800 мм при розмірі екрану по діагоналі 22", а 
клавіатура розміщена на поверхні столу на відстані 200 мм від працюючого. 
Конструкція робочого місця робітника  забезпечує підтримання оптимальної 
робочої пози з такими ергономічними характеристиками: ступні ніг - на підлозі; 
стегна - в горизонтальній площині;  передпліччя - вертикально; лікті - під кутом 70 
– 90 град. до вертикальної площини; зап'ястя зігнуті під кутом не більше 20 град. 
відносно  горизонтальної площини та нахил голови -15 - 20 град. відносно 
вертикальної площини.  
Отже організація робочого місця повністю задовольняє ергономічним 
вимогам ГОСТ 12.2.032-78 “ССБТ. Робоче місце при виконанні робіт сидячи. 
Загальні ергономічні вимоги”. 
 
54 
З працівниками проводиться вступний та первинний інструктаж з питань 
охорони праці та інструктаж з техніки електробезпеки, який складений 
враховуючи ДБН В.2.5-27-2006 та інші нормативні документи. 
Важливим фактором для підвищення продуктивності праці та запобіганню 
виснаження організму являється правильна організація її режиму. Отже при 
організації праці, яка пов’язана з роботою за комп’ютером та іншими приладами, 
для збереження здоров’я працюючого, запобігання виникненню професійних 
захворювань та підтримки працездатності на належному рівні повинні бути 
передбаченні перерви для відпочинку. 
Отже,  після проведення детального аналізу приміщення та безпосередньо 
робочого місця можна зробити висновок, що всі фактори виробничого 
середовища, окрім температури приміщення в холодний період року, відповідають 
своїм нормативним значенням. Тому необхідно провести модернізацію системи 
централізованого водяного опалення, щоб забезпечити відповідність значення 
температури повітря в холодний період року нормативному значенням цього 
параметра, а саме на рівні 22-24 °С. 
Системи опалення являють собою комплекс елементів, необхідних для 
нагрівання приміщень в холодний період року. До основних елементів системи 
опалення належать: джерела тепла, теплопроводи та нагрівальні прилади. 
Теплоносіями можуть бути нагріта вода, пара чи повітря. Системи опалення 
повинні компенсувати втрати тепла через огороджуючі зовнішні будівельні 
конструкції та підігрівати холодне повітря, яке надходить ззовні через вікна, 
двері, ворота та ін. Для підприємств та організацій проектується, як правило, 
центральна водяна система опалення низького тиску або система повітряного 
опалення. При проектуванні системи опалення необхідно визначити категорію 
вибухопожежної небезпеки виробництва; внутрішню температуру повітря в 
приміщенні, залежно від категорії роботи (легка, середньої важкості, важка); 
розрахункову зовнішню температуру повітря для даного кліматичного району; 
орієнтовні втрати тепла будинком; тепловиділення від людей, електродвигунів, 
нагрітих поверхонь котлів, сушильних установок, світильників, та іншого 
 
55 
обладнання; необхідну систему опалення, вид теплоносія, тип опалювальних 
приладів; кількість тепла на опалення приміщень; поверхню нагрівальних 
приладів; кількість елементів секцій в одному нагрівальному приладі, загальну 
кількість секцій; годинні витрати води (повітря) на опалення; необхідну поверхню 
нагріву.  
Але основною метою системи опалення є створення комфортної 
температури у приміщенні, де перебуває та працює людина. Система опалення 
повинна підтримувати температуру повітря в приміщенні на рівні від 20 до 22 °C . 
В залежності від того який теплоносій використовується в опалювальній системі, 
вона може поділятися на декілька типів: водяна, парова, низького тиску, високого 
тиску.  Водяна та парова системи опалення в залежності від тиску пари чи 
температури води можуть бути низького тиску (тиск пари до 70 кПа чи 
температура води до 100 °С), та високого тиску (тиск пари більше 70 кПа чи 
температура води понад 100 °С). 
Найчастіше використовується водяне опалення низького тиску, яке має ряд 
переваг в порівнянні з паровим опаленням та відповідає основним санітарно-
гігієнічним вимогам. До основних переваг цієї системи можна віднести рівномірне 
нагрівання приміщення; можливість централізованого регулювання температури 
води; підтримання відносної вологості повітря в приміщенні  на відповідному 
рівні; виключення можливості опіків від нагрівальних приладів; високий рівень 
пожежної безпеки. Основний недолік системи водяного опалення – можливість її 
замерзання при аварійному відключенні в зимовий період, а також повільне 
нагрівання великих приміщень після тривалої перерви в опаленні.  
Парове опалення має низку санітарно-гігієнічних недоліків, тому 
застосовується рідко. Зокрема, внаслідок перегрівання повітря знижується його 
відносна вологість, а органічний пил, що осідає на нагрівальних приладах, 
підгоряє і створює запах гару. Окрім того, існує небезпека пожеж та опіків. 
Враховуючи вищевказані недоліки не допускається застосування парового 
опалення в пожежонебезпечних приміщеннях та приміщеннях зі значним 
виділенням пилу. 
 
56 
До опалювальних приладів висувають ряд вимог, за якими їх класифікують, 
аналізують ступінь досконалості та проводять порівняння. 
Опалювальні прилади повинні мати за можливістю більш низьку 
температуру корпуса для забезпечення непригорання пилу та неможливості опіків 
при доторканні до корпусу, зменшення нейтралізації нестійких іонів з негативним 
зарядом, зниження швидкості руху повітря і відповідно швидкості руху 
пиловидних частинок; мати найменшу площу для зменшення відкладання пилу; 
мати вільний доступ для видалення пилу з корпуса та з огороджуючих конст-
рукцій за ним. 
Опалювальні прилади повинні мати найменші приведені витрати на 
виготовлення, монтаж та експлуатацію. Найменшу витрату металу, найменшу 
питому вартість, віднесену до 1 м2 площі поверхні або до 1 кВт теплового потоку. 
Зовнішній вигляд (форма, розміри, фарбування) опалювальних приладів 
повинен відповідати інтер'єру приміщення, а їх об'єм, віднесений до одиниці 
теплового потоку, бути якнайменшим. 
Повинна забезпечуватись максимальна механізація робіт при виробництві 
та монтажу опалювальних приладів. Опалювальні прилади повинні мати достатню 
механічну міцність. 
Опалювальні прилади повинні пропорційно реагувати на автоматичну 
керованість їх тепловіддачею; забезпечувати пріоритет теплоти у приміщенні; 
бути довговічними, температуростійкими. 
Опалювальні прилади повинні забезпечити найбільшу щільність питомого 
теплового потоку, віднесену на одиницю площі. 
Опалювальні прилади можуть мати додаткове обладнання для задоволення 
потреб споживача – дзеркала, вішалки, зволожувачі повітря тощо. 
За переважним видом тепловіддачі всі опалювальні прилади розділяють на 
три групи, а саме: радіаційні, що передають випромінюванням не менше 50% су-
марного теплового потоку (до них відносять сталеві бетонні опалювальні панелі та 
випромінювачі); конвентивно-радіаційні, що передають конвекцією від 50% до 
75% сумарного теплового потоку (в цю групу включають секційні та панельні 
 
57 
радіатори, підлогові та стінові опалювальні панелі, гладкотрубні опалювальні 
прилади); конвективні, передають конвекцією понад 75% загального теплового 
потоку (до цієї групи відносять  конвектори та ребристі труби). 
За матеріалом опалювальні прилади розділяють на металеві (чавунні, 
сталеві, алюмінієві, мідні тощо), біметалеві (сталево-алюмінієві, мідно-
алюмінієві), неметалеві (керамічні, пластмасово-бетонні) та комбіновані 
(металево-керамічні, металево-бетонні тощо). 
Чавунні секційні батареї – теплові прилади, які відносяться до застарілих 
систем опалення. Мають малу поверхню віддачі тепла й низьку теплопровідність 
металу, роблять нагрівання в основному випромінюванням і близько 20% тепла 
передають повітрю конвекцією. Рух теплоносія в системі відбувається 
гравітаційним шляхом, що сильно сповільнює передачу тепла. Для збільшення 
конвекційної віддачі тепла чавунними радіаторами, їх рекомендують розміщати 
тільки під вікнами, щоб холодне повітря, що опускається з поверхні скла, 
примусово проходило через радіатор.  
Панельні сталеві батареї являють собою дві сталеві пластини, між якими 
циркулює теплоносій. Пластини мають товщину 1,2 мм, з'єднані між собою 
точковим електрозварюванням, містять виштампувані канали, по яких протікає 
вода. Панель розмірами за звичайний чавунний радіатор має товщину 30 мм, але 
вдвічі меншу тепловіддачу. Для підвищення теплової потужності ставлять 
паралельно дві, навіть три панелі. При двох або трьох панелях радіатор передає 
тепло випромінюванням тільки зовнішніми площинами, тому до всіх внутрішніх 
площин радіатор приварюють ряди П-подібних пластин, які значно збільшують 
поверхню тепловіддачі, тобто внутрішні площини працюють як конвектор. 
Основний недолік такий же, як й в алюмінієвих радіаторах – прискорена корозія.  
Алюмінієві секційні батареї, більш досконала конструкція, у якій 
застосований матеріал з великим коефіцієнтом теплопередачі у вигляді 
алюмінієвого сплаву. Секції алюмінієвого радіатора мають глибину всього 80-110 
мм. Алюмінієві секційні радіатори більше половини тепла віддають 
випромінюванням, іншу половину – конвекцією. Деякі типи алюмінієвих 
 
58 
радіаторів можуть  мати сильно розвинену поверхню у вигляді додаткових тонких 
ребер, розміщених усередині секції, при цьому зростає площа нагрівання однієї 
секції. Теплова потужність однієї секції декларується виготовлювачами до 180 
ватів. Завдяки зменшеному обсягу води в секціях алюмінієві радіатори добре 
піддаються регулюванню за допомогою термозапірних клапанів і термочуттєвих 
головок. Теплорегулюючі елементи, якими необхідно постачати всі алюмінієві 
радіатори, дозволяють обмежувати протік гарячої води через радіатор при 
досягненні заданої температури в кімнаті. Основний і самий великий недолік – 
схильність до електрохімічної корозії. Біметалічні секційні радіатори,  найбільш 
досконала конструкція, що  
дозволяє використати всі переваги алюмінієвих радіаторів, уникаючи їхніх 
недоліків. Біметалічний радіатор складається з міцного й стійкого до 
електрохімічної корозії сталевого трубопровідного каркаса, зовнішні ребра 
виконані з високоякісного алюмінієвого сплаву методом лиття під високим 
тиском. При цьому утвориться монолітне з'єднання, що виключає можливість  
контакту алюмінію з водою, а значить і корозії. Ці радіатори не вимагають 
спеціальної підготовки води (очищення, зниження кислотності, лужності), на 
відміну від алюмінієвих радіаторів. Радіатори мають корпус без гострих кутів, 
температура на поверхні в 2 рази нижче, ніж усередині, що дозволяє навіть по 
дуже строгих нормах застосовувати їх у дитячих і лікувальних установах. При 
роботі радіатор створює ефект повітряного теплового вентилятора й дуже добре 
перемішує шари повітря в приміщенні. 
Модернізація централізованого водяного опалення у виробничому 
приміщенні полягає в заміні гладкотрубних опалювальних приладів на сталеві 
секційні радіатори, для забезпечення достатнього рівня температури (t = 21 °C.) на 
робочому місці. Дані секційні радіатори призначені для опалення виробничих та 
житлових приміщень (з робочим тиском у системі до 18 атм). Основними 
перевагами цих радіаторів є надійність, антикорозійна обробка зовнішніх та 
внутрішніх поверхонь методом фосфатування (тому вони не потребують 
спеціальної підготовки води), невисока ціна. 
 
59 
В приміщенні застосовується схема периметральної двотрубної тупикової 
вітки системи опалення з рухом теплоносія в середині системи за схемою “зверху-
донизу”. Кількість тепла, що втрачається будівельною конструкцією QK залежить 
від різниці температур, величини їх значень, площі та виду матеріалу та може бути 
підрахована для плоских поверхонь за формулою: 
 
Q  k  F (t  t )
K k вн зовн  
 
де k – коефіцієнт теплопередачі конструкції огорожі (стін), 
k  0,97ккал / год ;  
2
Fк – поверхня огороджувальної конструкції, F  43,2м
к ; 
tвн – розрахункова температура (внутрішня) повітря в приміщенні, t = 22 °C;  
tзовн – розрахункова температура зовнішнього повітря (приймається за 
кліматичними даними для даного міста), t = -20 °C. 
 
Q  k  F (t  t )  0,97  43,2  (22  (20))  1760
K k вн зовн  ккал / год.  
 
Відносні витрати води розраховуються за формулою: 
 
7,98  (t 10)
q   
T  L
прил
 
де  t  – різниця температур між середньою температурою теплоносія в 
нагрівальному приладі та температурою в приміщенні, °С;  
Tприл  – перепад температур теплоносія в нагрівальному приладі, °С; 
L  – кількість води, що подається зверху донизу, 2
L  21,3кг / м  год.  
Температурний перепад в даній системі складає 85 – 50 °C. 
 
 
60 
85  50
7,98  ((  22) 10)
7,98  (t 10)
q   2 291,27
  0,39  ккал/год 
T  L (85  50)  21,3 746 ,8
прил
 
Значення е. к. м. можна порахувати за формулою: 
 
q  7,98  (t 10)  ,
е.к .м.  
 
де   – поправочний коефіцієнт, що залежить від відносної витрати води, 
який дорівнює   0,89.  
 
85  50
q  7,98  (t  10)   7,98  ((  22)  10)  0,89  252
е.к .м .  ккал/год 
2
 
Необхідну поверхню приладів е. к. м. Fпр можна визначити за формулою: 
 
Q 1760 2
F  к   6,98м .
прил.  
q 252
е.к .м .
 
Необхідна кількість секцій радіаторів визначається за формулою: 
F
прил
n  ,  
f
е.к .м .
 
де fе.к .м.  для даного типа радіаторів для однієї секції дорівнює 
2
f  0,437 м .
е.к .м .  
 
F
прил 6,98
n    15,98  16 .  
f 0,437
е.к .м .
 
 
61 
Отже в даному приміщенні необхідно встановити 2 радіатори, які 
складаються з 8-ми секцій. Серед широкого різноманіття радіаторів обираємо 
радіатор РРЗ-2-570-8. Характеристики обраного радіатора наведені у таблиці 5.1. 
 
Таблиця 5.1 - Основні характеристики радіатора 
Модель радіатора РРЗ-2-570-8 
Тип радіатора сталевий секційний 
Об’єм води 361 см3 
Маса секції 4,1 кг 
Площа поверхні 0,437 м2 
Тепловий потік через секцію 142 Вт 
 
62 
Висновки 
 
Розроблений в ході дипломного проектування автоматичний вимірювач 
лінійних розмірів для діагностики травм і захворювань ока являє собою прилад 
призначений для автоматичного визначення лінійних розмірів, діагностики травм і 
захворювань ока. 
Вбудовування в прилад однокристальної мікро-ЕОМ дозволило 
автоматизувати діагностику, підвищити точність вимірів за рахунок статистичної 
обробки результатів і розрахунку розмірів з урахуванням швидкості поширення 
ультразвуку в кожній структурі ока. Середній час обстеження пацієнтів 
скорочений. Вимоги до кваліфікації медичного персоналу за рахунок повної 
автоматизації процесу вимірів понижені. 
Розроблені схема електрична структурна автоматичного вимірювача 
лінійних розмірів для діагностики травм і захворювань ока, мікроконтролера, 
схема електрична принципова знакогенератора. Робота приладу заснована на 
посиланні ультразвукових імпульсів в досліджуваний об'єкт і прийомі (у паузах 
між посиланнями) сигналів, відбитих від розташованих на шляху 
випромінюваного імпульсу акустичних неоднорідностей. Час між приходом ехо-
камера-сигналів, відбитих від кордонів тканин ока, пропорційно відстані, яку 
проходить ультразвуковий імпульс по цій тканині. Тому при відомій швидкості 
поширення УЗ в тканині вимір часу між ехо-камера-сигналами від цієї тканини 
дозволяє визначити відстань, тобто розмір тканини. 
 
 
 
63 
Список використаної літератури 
 
1. Основи технології складання приладів: Підручник / Під ред. В.О. 
Румбешта. – К.: ІСДО, 1993. – 303 с. 
2. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна 
техніка: Львів, “Афіша”, 2001. – 424 с. 
3. Андронік Буняк. Електроніка та мікросхемотехніка: навчальний 
посібник для вищих учбових закладів. — Київ, Тернопіль: 2001. 
4. Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та 
мікросхемотехніка: теорія і практикум. За ред. А.Г. Соскова. — К., Каравела, 2003. 
— 368 с. 
5. Стахів П.Г., Коруд В.І. Основи електроніки з елементами 
мікроелектроніки. Магнолія плюс, — Львів: 2006. 
6. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. 
Підручник. — Львів: Афіша, 2001. — 424 с. 
7. Нормування показників надійності технічних засобів: навчальний 
посібник / О. М. Васілевський, О. Г. Ігнатенко. – Вінниця: ВНТУ, 2013. – 160 с. 
8. Васілевський О.М., Поджаренко В.О. Практикум з метрологічного 
нагляду за засобами вимірювань: Навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2008. – 
87 с. 
9. Володарський Є.Т., Кошева Л.О. Статистична обробка даних: 
Навчальний посібник. – К.: НАУ, 2008. – 308 с. 
10. Васюра А.С. Елементи та пристрої систем управління і автоматики: 
Навчальний посібник. – Вінниця: ВДТУ, 1999. – 157 с. 
11. Федун І.В. Основи теорії надійності та контролю якості виробів 
електронної техніки. – Вінниця: ВДТУ, 2003. – 71 с. 
12. Румбешта В.О. Технологія складання, регулювання та випробування 
приладів: підручник / В.О.Румбешта; НТУУ «КПІ». - Київ: НТУУ «КПІ», 2014. - 
364 с. 
 
64 
13. Технологические процессы изготовления деталей приборов. Под ред. 
В.А.  Остафьева. - К.: Вища школа. Головное изд-во. 1983. - 208с. 
14. Технологія приладобудування: навчальний посібник для студентів 
напрямку підготовки 6.051003 «Приладобудування» приладобудівного ф-ту / 
Уклад.: Автори: Шевченко В.В., Осадчий О.В., Симута М.О. – К.: НТУУ «КПІ», 
2010. – 128 с. 
15. Економіка підприємства: підручник. / І.М.Бойчик. – К.: Кондор -
Видавництво, 2016. – 378 с.  
16. Пістун І.П. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник.– Суми: 
Видавництво “Університетська книга”, 1999.– 301 с. 
17. Атаманчук П.С., Мендерецький В.В., Панчук О.П., Чорна О.Г. 
Інтегрований курс безпеки життєдіяльності (теоретичні основи): Навч. посіб. - 
Кам'янець-Подільський: Буйницький О.А., 2009. - 200 с. 
18. Атаманчук П.С., Мендерецький В.В., Панчук О.П., Чорна О.Г. Безпека 
життєдіяльності та охорона праці (Практичний курс): Навчальний посібник. - 
Кам'янець-Подільський: "Думка", 2010. - 152 с. 
19. Губський А.І. Цивільна оборона. Підручник для вищих навчальних 
закладів.– К.: Міністерство освіти, 1995.– 216 с. 
 
 
65