Разработка конструкции частотомера на базе универсального цифрового прибора (УЦП)
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Факультет
компьютерного проектирования
Кафедра РЭС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
ЗАПИСКА
К
ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
НА ТЕМУ:
Разработка
конструкции частотомера на базе УЦП
(универсального
цифрового прибора)
Разработал:
Принял:
МИНСК 2002
Министерство
Образования Республики Беларусь
Белорусский
Государственный Университет
Информатики и
Радиоэлектроники
Согласовано
Представитель Заказчика
_______________2001 г
Утверждаю
Представитель Исполнителя
_______________2001г
Техническое
задание
на выполнение
конструкторской работы на тему:
Разработка
конструкции часов-таймера
Представитель Заказчика
1.Ведущий инженер
Представитель Исполнителя
1.Студент группы 710202
Минск 2001г
Разработка
технического задания
1. Назначение.
Разрабатываемые
часы-таймер (ЧТ) предназначены для индикации текущего времени, таймер с пряным
и обратным отсчетом, будильник.
2. Основание для
разработки.
Основанием для разработки
ЧТ является задание на дипломное проектирование, приказ по университету от 5
Февраля 2001г. № 53-с.
3. Источники
разработки.
ЧТ должен быть разработан
на базе существующих схемных решений аналогичных устройств с использованием
современной элементной базы.
4. Технические
требования.
4.1. Состав изделия и
принцип работы.
Функционально ЧТ состоит
из следующих узлов:
PIC контроллер управляющий всей работой
устройства;
модуль памяти;
индикатора;
клавиатуры;
Принцип работы ЧТ: в
обычном режиме часы показывают текущее время, для перехода в режим ‘таймер’
осуществляется клавишей ‘Т’, запуск производит клавишей ‘П’, остановка – ‘С’,
для входа в режим будильника нажимают клавишу ‘Б’.
4.2. Технические
параметры.
ЧТ должен иметь следующие
параметры:
Напряжение питания,В 5
Номинальная выходная
мощность на нагрузке (во время срабатывания будильника)(4Ом), 0.1
4.3.Требования к
надежности.
Средняя наработка на
отказ ЧТ должна быть не менее 4000 часов в нормальных условиях эксплуатации.
Среднее время восстановления
ЧТ обслуживающим персоналом должно быть не более 1 часа. После восстановления
работоспособности, по окончании ремонтно-восстановительных работ, ЧТ должен
сохранять показатели назначения, изложенные в настоящем документе.
Средний срок службы ЧТ не
менее 10 лет с учетом проведения ремонтно-восстановительных работ.
4.4.
Конструкторско-технологические требования
Конструкция должна
обеспечивать свободный доступ к составным элементам изделия при проведении
пуско-наладочных и ремонтных работ.
Материалы и комплектующие
изделия должны применяться по действующим стандартам и техническим условиям на
них.
Конструкция изделия
должна обеспечивать сборку при изготовлении без создания и применения
специального оборудования. Допускается применение специальных приспособлений.
Показатели
технологичности конструкции изделия должны соответствовать ГОСТ 14.201-73.
Габариты – не более 120´80´17 мм.
ЧТ должны удовлетворять
требованиям эргономики по ГОСТ 12.2.032-78, ГОСТ 12.2.033-78 и общим
требованиям эстетики по ГОСТ 24750-81.
4.5. Условия
эксплуатации
Должен быть рассчитан на
эксплуатацию в условиях по ГОСТ 21552-84 (группа 3) при температуре от 5 до 40° С и относительной влажности 40-80%
при 25° С. Должен быть устойчив к
воздействию атмосферного давления от 84 до 107 кПа (от 630 до 800 мм. рт. ст.),
по стойкости к механическим и климатическим воздействиям должен соответствовать
требованиям по ГОСТ 21552-84.
4.6. Требования к
упаковке, маркировке, транспортированию и хранению
Маркировка должна
соответствовать требованиям ГОСТ 21552-84. Она должна содержать:
полное торговое
наименование по ГОСТ 26794-85;
торговый знак и (или)
наименование предприятия-изготовителя;
месяц и год выпуска;
отметку ОТК предприятия
изготовителя;
порядковый номер изделия
по системе нумерации предприятия-изготовителя;
предупредительные знаки
по ГОСТ 12.2.006;
Место и способ нанесения
маркировки устанавливаются в ТУ на проектируемое изделие.
Упаковка изделия должна
производиться согласно требованиям ГОСТ 21552-84.
Упакованные
транспортируют транспортом всех видов в соответствии с требованиями ГОСТ
15150-69 (климатическое исполнение УХЛ категория 4.2).
Упакованные следует
хранить в условиях для группы 1 по ГОСТ 15150-69.
Срок хранения ¾ не более двух лет.
5. Экономические
показатели
Тип производства —
мелкосерийное. Предполагаемая программа выпуска — 5000 штук в год.
6. Порядок испытаний
Опытный образец изделия
должен быть подвергнут предварительным и приемо-сдаточным испытаниям. Они
должны проводиться на соответствие требованиям ТЗ по согласованным и
утвержденным программе и методике.
Содержание
1. Расчёт надёжности проектируемого блока
2. Расчёт теплового режима блока в герметичном корпусе
Литература
Приложение
1. Расчёт
надёжности проектируемого блока
По справочной литературе
определим значения интенсивности отказов, соответствующие в среднем элементам
каждой группы [1]:
Группа элементов
|
Количество элементов в группе n
|
Интенсивности отказов
|
Произведение
|
Конденсаторы К10У-1±5%
ОЖО.460.052 ТУ
|
4
|
0,05
|
0,2
|
Конденсаторы МБГ±10% 16В Гост 7112-54
|
2
|
0,25
|
0,5
|
Микросхема К1816ВЕ31
УЖ3.322.071 ТУ
|
1
|
0,45
|
0,45
|
Микросхемы по УЖ3.322.033 ТУ
|
8
|
0,4
|
3,2
|
Светодиод АЛ324А аАО.806.002 ТУ
|
2
|
0,27
|
0,54
|
Светодиод АЛ102 аАО.436.601 ТУ
|
1
|
0,7
|
0,7
|
Резисторы ОМЛТ-0.25Вт±10%
ГОСТ 7113-26
|
10
|
0,15
|
1,5
|
Транзистор К342А ФЫО.336.201 ТУ
|
1
|
0,4
|
0,4
|
Кварцевые генераторы по
ТУ.04.226.014 ТУ
|
2
|
0,37
|
0,74
|
S
|
–
|
–
|
8,23
|
С помощью обобщённого
эксплутационного коэффициента, найденного по справочным таблицам для наземных
стационарных условий [1], скорректируем величину lS, учтя тем самым приближенно
электрический режим и условия работы элементов блока.
Примем Кэ=1,1
(помещение с регулируемой теплотой и влажностью).
lS(v)= lS* Кэ
lS(v)=1.1* 8.23*10-6=9,053*10-61/ч-1
Вероятность безотказной
работы:
заданное время работы tз=10000ч.
2. Расчёт
теплового режима блока в герметичном корпусе
Исходные данные:
1. Габаритные размеры:
2. Давление окружающей
среды:
3. Температура окружающей
среды:
4. Коэффициент
заполнения:
5. Мощность рассеиваемая
в блоке:
6. Мощность рассеиваемая
элементом:
7. Площадь поверхности
элементов:
Расчёт теплого режима.
Рассчитывается
поверхность корпуса блока:
Определяется условная
поверхность нагретой зоны:
Определяется удельная
мощность корпуса блока:
Рассчитывается удельная
мощность нагретой зоны:
5. Находится коэффициент
в зависимости от удельной мощности корпуса блока [2]
6. Находится коэффициент
в зависимости от удельной мощности нагретой зоны
7. Находиться
коэффициент, зависящий от атмосферного давления вне корпуса [2]
8. Находиться
коэффициент, зависящий от атмосферного давления внутри корпуса блока
9. Определяется перегрев
корпуса блока:
10. Рассчитывается
перегрев нагретой зоны:
11. Определяется средний
перегрев воздуха в блоке:
12. Рассчитывается
удельная мощность элементов:
13. Рассчитывается
перегрев поверхности элементов:
14. Рассчитывается
перегрев окружающей элементы среды:
15. Определяется
температура корпуса блока:
.
16. Определяется
температура нагретой зоны:
17. Определяется
температура поверхности элементов:
18. Находиться средняя
температура воздуха в блоке:
19. Находиться
температура окружающей элементы среды:
Литература
1. С.М. Боровиков «Теоретические основы конструирования
технологии и надёжности» Минск 1998г.