Весовой терминал на тензорезисторах с цифровой индикацией и интерфейсом RS485

9 ТЭО.docx

9 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
1 Краткая характеристика проекта
Целью данного дипломного проекта является разработка весового терминала на тензорезисторах предназначенного для преобразования аналогового сигнала тензорезисторных датчиков в цифровой вид индикация веса и передача данных о взвешивании на ПК и в АСУТП.
Предлагаемый прибор отличается от аналогов использованием современной базы высокой точностью простотой тарировки наличием интерфейса RS485 для связи с компьютерами и АСУТП наличием внутренней памяти сохранением работоспособности при отсутствии части датчиков.
Разработанная конструкция весового терминала на тензорезисторах предназначена для использования на производстве внутри производственных помещений.
В данной главе будет произведен расчет экономического эффекта от внедрения в производство весового терминала на тензорезисторах и целесообразность его в производство.
Возможный объем производства прогнозируется исходя из объема потенциальных потребителей которыми выступают предприятия. Исследование рынка сбыта позволило определить реальный объем продаж - 2000 штук в год в период 4-ех лет.
2 Определение себестоимости и отпускной цены весового терминала на тензорезисторах
2.1 Затраты на сырье и материалы (Pm)
Затраты на сырье и материалы рассчитываются по формуле:
Pm = Kmp ·Σ (Hmi·Ymi) - ΣOвi·Цoi руб. (9.1)
где: n – количество видов материала;
Kmp – коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные расходы приобретенных материалов;
Цoi– цена за отходы i-го вида материла.
Расчет представлен в таблице 9.1
Таблица 9.1 – Расчет затрат на сырье и основные материалы
Наименование материала
Стеклотекстолит СФ – 1 – 35 – 15
Транспортно-заготовительные расходы 5%
Возвратные отходы 1%
2.2 Расчет затрат по статье “Покупные комплектующие изделия полуфабрикаты и услуги производственного характера”
В эту статью включаются затраты на приобретение необходимых для производства продукции готовых покупных комплектующих изделий (радиоэлементы микросхемы и пр.) и полуфабрикатов подвергающихся дополнительной обработке на данном предприятии.
Расчет затрат по этой статье производится следующим образом:
где D – количество покупных комплектующих изделий или полуфабрикатов j-го вида на единицу продукции шт;
Ц – отпускная цена j-го вида покупных комплектующих изделий или полуфабрикатовруб.;
m – номенклатура применяемых покупных комплектующих изделий или полуфабрикатов;
К – коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные расходы.
Затраты на комплектующие изделия представлены в табл. 9.2
Таблица 9.2 - Расчет стоимости комплектующих изделий.
Наименование комплектующих изделий и полуфабрикатов
Кол-во на одно изделие
Цена за единицу руб.
Сумма затрат на одно изделиеруб.
Конденсатор тип RD 5x11
Конденсатор тип RD Y5V
Конденсатор тип RD X7R
Конденсатор тип RD NPO
Микросхема TEN3-2421
Микросхема AT89C8252
Резонатор кварцевый HC-49U
Разъемы IL-AG5-7P-S3L2
Продолжение таблицы 9.2
ЖКИ WM-C1602M-1YNNbV4
Транспортно-заготовительные расходы 5%
2.3 Расчёт затрат по статье “Основная заработная плата производственных рабочих”.
где – коэффициент премий установленный за выполнение плановых показателей;
– часовая тарифная ставка соответствующая разряду выполняемых работа ;
– норма времени на выполнение работ по i-той операции.
Часовая тарифная ставка 4-го разряда:
Расчет основной заработной платы производственных рабочих по видам работ представлен в таблице 9.3
Таблица 9.3 – Расчет основной заработной платы производственных рабочих по видам работ
Виды работ (операции)
Часовая тарифная ставка р.ч
Норма времени по операциин-ч
Подготовительная операция
Изготовление платы печатной
Очистка печатной платы
Контроль печатной платы электрический
Изготовление корпуса
Основная заработная плата (коэффициент премии 14)
Месячная тарифная ставка 1-го разряда –600 тыс. руб.
2.4Расчет себестоимости и отпускной цены единицы продукции
Расчет остальных статей себестоимости приведен в таблице 8.4
Таблица 9.4 - Расчёт себестоимости и отпускной цены единицы продукции.
Наименование статей затрат
Условное обозначение
Сырьё и материалы за вычетом отходов
Продолжение таблицы 9.4
Покупные комплектующие изделия полуфабрикаты
Основная заработная плата производственных рабочих
Дополнительная заработная плата производственных рабочих
Отчисления в фонд социальной защиты и обязательного страхования
Износ инструментов и приспособлений целевого назначени
Общепроизводственные расходы
Общехозяйственные расходы
Производственная себестоимость
Расходы на реализацию
Полная себестоимость
Окончание таблицы 9.4
Плановая прибыль на единицу продукции
Налог на добавленную стоимость
3 Расчет стоимостной оценки затрат
Единовременные затраты в сфере производства включают предпроизводственные затраты (КППЗ) и единовременные капитальные вложения в производственные фонды завода-изготовителя (КПФ).
Поскольку выпуск разработанного прибора предполагается осуществлять на уже действующем предприятии и само устройство не является сложным то затраты на необходимые НИОКР и освоение производства можно оценить в КППЗ = 15 млн. руб.
Сборка прибора будет осуществляться на действующем производстве поэтому дополнительных инвестиций в здания не предусматривается.
В состав оборотных средств (оборотного капитала) включаются денежные средства необходимые для создания оборотных производственных фондов и фондов обращения.
Для производства нового вида продукции требуется прирост инвестиций в собственный оборотный капитал в размере 35% от общей годовой потребности в материальных ресурсах и определяется по формуле:
ПМ = 19934*2000= 39868 млн.руб.
Годовая потребность в покупных изделиях определяется по формуле:
ПК= 758031*2000= 1516 млд. руб.
Инвестиции в прирост собственного оборотного капитала составят:
Иоб= 035 (ПМ+ПК)=035 (39868000+1516000000)= 544575 млн. руб.
Таким образом инвестиции в новое производство составят:
И = КППЗ+Иоб = 15+544575=559575 млн. руб.
4. Расчет чистой прибыли от реализации продукции.
Чистая прибыль (прибыль остающаяся в распоряжении предприятия) определяется следующим образом:
ПЧ = Пед * Nt (1 – Нп100) (9.6)
где: Пед - прибыль на единицу изделия в году t руб.;
Nt – объем выпуска продукции в году t шт;
НП – ставка налога на прибыль 18%.
ПЧ = 210949* 1000 (1 – 18100) = 172978 млн. руб.
ПЧ = 210949* 2000 (1 – 18100) = 345956 млн. руб.
Расчет чистой прибыли (прибыль остающаяся в распоряжении предприятия) представлен в таблице 8.5.
Таблица 9.5 - Расчет чистой прибыли.
5 Расчет экономического эффекта от производства новой техники
Чистый дисконтируемый доход (ЧДД) характеризует конечный результат инвестиционной деятельности который в отечественной практике представляет собой экономический эффект (Эинт) и рассчитывается как разность между приведенной суммой поступлений (результатом ) и приведенной суммой инвестиций (затрат ()) за расчетный период по формуле:
где: n – количество лет расчета периода лет;
- денежные поступления в году t (чистая прибыль + амортизационные отчисления);
- затраты (инвестиции) в году t р.;
- коэффициент дисконтирования.
Коэффициент дисконтирования определяется для постоянной нормы дисконта следующим образом:
где: - норма дисконта (в долях единиц);
- порядковый номер расчетного года = 1;
- порядковый номер года затраты и результаты которого приводятся к расчетному году.
При расчете коэффициентов дисконтирования по годам использовалась норма дисконта Ен = 225%.
Таким образом коэффициент дисконтирования на первый год составит:
На третий и четвертый годы соответственно:
Расчет экономического эффекта целесообразно осуществлять в табличной форме (таблице 9.6).
Таблица 9.6 - Расчет экономического эффекта у производителя новой техники
Наименование показателей
По годам производства
Отпускная цена изделия
Полная себестоимость единицы продукции
Результат с учетом фактора времени
Инвестиционные вложения (всего)
Инвестиционные вложения с учетом фактора времени
Продолжение таблицы 9.6
Чистая дисконтированная стоимость (п.6 - п.8)
Коэффициент дисконтирования
Как видно из таблицы 9.6 инвестиции окупятся на третий год производства и реализации весового терминала на тензорезисторах.
Средняя рентабельность инвестиций за год определяется по формуле :
Рассчитаем среднюю чистую прибыль:
Рентабельность инвестиций получим
В процессе технико-экономического обоснования дипломного проекта по внедрению в производство весового терминала на тензорезисторах:
Чистый дисконтированный доход за четыре года реализации проекта составит 868348млн. руб.
Все затраты окупятся на третий год производства и реализации изделия;
Рентабельность инвестиций составит 49% за год изготовления и выпуска весового терминала на тензорезисторах;
Полученные результаты свидетельствуют о том что данный проект является экономически целесообразным и его реализация принесет предприятию коммерческий успех.

общий2.dwg

приложение б.docx

Учреждение образования
БЕЛОРУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМПТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра электронной техники и технологии
ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
ВЕСОВОЙ ТЕРМИНАЛ НА ТЕНЗОРЕЗИСТОРАХ
ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью патентного поиска является исключение неоправданного дублирования исследований и разработок глубокое изучение и широкое использование последних достижений науки и техники в отрасли обеспечение конкурентоспособности и высокого технического уровня объектов техники.
Выбор пути оптимального решения задачи предполагает отбор лучших технических разработок которые могут быть использованы в качестве прототипа или в виде прямого использования в собственной разработке. Заимствование иностранной разработки дает возможность сократить время и средства на проведение исследований и позволяет наиболее простым путем достичь поставленной цели.
Проведению литературного обзора предшествует просмотр патентной и научно-технической литературы. Определяя тему исследований намечаются возможные направления поиска и в соответствии с классификационной рубрикой находятся нужные индексы разрабатываемого задания по Международной классификации изобретений. Глубину поиска ограничим сроком 5 лет. Это обусловлено быстрым старением технических решений в ходе научно-технического прогресса.
В качестве источников информации используются: патентная база данных РБ РФ Китая Германии США и Франции. С целью выяснения патентной чистоты проектируемого модуля был проведен патентный поиск глубиной 5 лет среди патентов Российской Федерации в результате было обнаружено что аналогов проектируемого генераторного блока нет.
Патентные исследования
Таблица 1 – Основные данные для поиска
Основные технические данные для поиска
Что и за какой период просмотрено
Весовой терминал на тензорезисторах
Продолжение таблицы 1
Таблица 2 – Выявленные аналоги
Страна номер название выявленного аналога
Анализ технических решений темы. Выводы и рекомендации.
Россия патент № RU2345330 от 27.01.2009года
Портативное устройство для определения веса транспортных средств.
Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания транспортных средств.
Германия патент № DE112008003946
Изобретение относится к весоизмерительной технике. Состоит из электронных весов оснащенных клавиатурой для ввода алгоритма взвешивания или выбора алгоритма из памяти устройства в зависимости от типа измеряемого вещества.
Китай патент № CN102538932A
Интеллектуальные весы с функцией памяти
Интеллектуальные весы с функцией памяти содержат корпус и датчик. Жидкокристаллический дисплей соединен с запоминающим устройством подсчета расположен на
корпусе. Датчик соединен с памятью подсчета. Когда человека взвешивают вес тела измеряется с помощью датчика и результат измерения записывается в память подсчета. Когда человек снова взвешивали жидкокристаллический дисплей отображает последний результат измерений записанный в памяти подсчета
Продолжение таблицы 2
США патент №US 3861480 A
Высокоскоростные весы
Скоростные весы для использования в непрерывной почтовой системе печатания сортировки и пересылки по почте которая автоматически взвешивает каждую часть почты. Система разработана чтобы быстро обращаться с большим количеством смешанной почты. Все конверты останавливаются на весящей станции где они взвешиваются и пересылка по почте соответствующая их особому весу вычислена.
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ
Поиск проводился по фондам РНТБ БГУИР Internet
Достоверность сведений подтверждаю

11 Список литературы.doc

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
[1] Optec [Электронный ресурс]. – Электронные данные. – Режим
[2] Фрайден Д. Современные датчики. СправочникМ.: Техносфера
[3] Тиль Р. Электрические измерения неэлектрических величин Пер. с
нем. – М.: Энергоатомиздат 1987. –192-202с.
[4] НикитенкоА.П.Технологическое оборудование пищевых
производств Учебное пособие. – Петропавловск-Камчатский КамчатГТУ 2006. –
[5]СадовскийГ.А.Теоретические основы информационно-
измерительной техники М.: Высшая школа 2008г. 478 стр. ил.
[6] Справочник по электротехническим материалам: В 3т. Под ред. Ю.В.
Корицкого. – 3-е изд. перераб. – М.: Энергоатомиздат 1986. – 368с.: ил.
[7] Варламов Р.Г. Компоновка радиоэлектронной аппаратуры. - 2-
е изд. дополненное переработанное. - М.: Сов. радио 1975. - 352с.
[8] Хлопов Ю.Н. Методическое пособие к курсовому
проектированию по курсу “Конструирование и микроминиатюризация РЭА”. В.Ф.
Смирнова Э.Т. Романычевой - Мн; МРТИ 1983.- 98c.
[9] Гелль П.П. Конструирование и микроминиатюризация РЭА: Учебник для
вузов. Иванов - Есинович Н.К. - Л.:Энергоиздат1984. - 536с.
[10] Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования
технологии и надёжности. Мн.: Дизайн ПРО 1998. – 336с.: ил.
[11] Резисторы конденсаторы трансформаторы дроссели коммутационные
устройства РЭА: Справочник Под ред. Н.Н. Акимова. - Мн.: "Беларусь" 1994.
[12] Цифровые интегральные микросхемы: Справочник Богданович М.И.
Шалимов В.В. - Мн.: Беларусь 1991. - 493 с.: ил.
[13] Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств. – М.:
Высшая школа 1990. – 432с.: ил.
[14] Шут И.В. Диагностический контроль микропроцессорных цифровых и
аналого- цифровых радиоэлектронных средств: Методическая разработка по
курсу «Технология и автоматизация РЭС» для студентов специальности
«Конструирование и технология производства РЭС». – Мн: МРТИ 1992. – 56с.:
[15] Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. А. В. Ашихмин И.И.
Четверткова – М.: Энергия 1975. –600с.
[16] Фатеев Б.П. Методы диагностики современной радиоэлектронной
аппаратуры. Сигнатурный анализ. К.Г. Кирьянов Э.Б. Соловейчик – Техника
средств связи. Сер. радиоизмерительная техника 1980 № 1 с.1-8.
[17] Кузёмин А.Я. Конструирование и микроминиатюризация электронной
вычислительной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь
[18] Конструирование радиоэлектронных средств: Учебное пособие для
студентов специальности "Конструирование и технология радиоэлектронных
средств" Под ред. Н.С. Образцова. - Мн.: БГУИР 1994. -201с.
[19] Кузёмин А.Я. Конструирование и микроминиатюризация электронной
[20] Шерстнев В.В. Конструирование и микроминиатюризация ЭВА:
Учебник для вузов. А. Е. Знаменского - М.: Радио и связь 1984.
[21] Конструирование радиоэлектронных средств: Учебное пособие для
[22] Павлов С.П. Охрана труда в радио- и электронной промышленности
под ред. – М.: Радио и связь 2005. – 200с.
[23] Юдин Е.Я. Охрана труда в машиностроении. Белова С.В. – Таллин:
[24] Михнюк Т.Ф. Охрана труда: учеб. Пособие для студентов
учреждений обеспечивающих получение высшего образования по специяальностям
в области радиоэлектроники и информатики. Мн.: ИВЦ Минфина 2007. – 320с.

4АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ БЛОКА.docx

4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ БЛОКА
Основная компоновочная схема изделия определяет многие важнейшие характеристики РЭС: габариты вес объем монтажных соединений способы защиты от полей температуры механических воздействий ремонтопригодность.
Различают три основные компоновочные схемы РЭС:
централизованная с автономными пультами управления.
Каждая из этих схем обладает своими достоинствами и недостатками. При централизованной компоновке все элементы сложной системы располагаются в одном отсеке на специальных этажерочных конструкциях или шкафах длина и количество межблочных соединений сведены к минимуму ремонт и демонтаж наиболее удобны легче выполнить качественные системы охлаждения и амортизации. Такая компоновочная схема требует более тщательной экранировки вызывает затрудненность компоновки изделия часто требующей доработки его обладает относительно меньшей надежностью систем охлаждения герметизации виброзащиты.
Децентрализованная компоновочная схема обеспечивает относительно большую легкость размещения элементов изделия на объекте не требуется тщательная экранировка отдельных блоков при соответствующих схемных решениях может быть более надежной сохраняя частичную работоспособность при выходе из строя отдельных элементов изделия. Недостатком является значительная длина межблочных соединений затруднен полный демонтаж системы для каждого отдельного блока необходимо предусматривать автономные системы охлаждения виброзащиты.
Для усилителя использован наиболее распространённый способ централизованной компоновки при котором все основные элементы сложной РЭС кроме входных и управляющих устройств располагают в одном участке или отсеке прибора. [6]
Выбор и обоснование метода и принципа конструирования. На основе проведенного разбиения электрической схемы и анализа существующих конструкций проведём выбор метода конструирования устройства в целом и его частей. Существующие методы конструирования РЭС классифицируются по трём признакам :
а) по видам связей между элементами;
б) по способу выявления и организации структуры связей между элементами;
в) по степени автоматизации конструирования РЭС - зависит от назначения аппаратуры и ее функций преобладающего вида связей уровня унификации автоматизации и т.д.
Опишем кратко основные методы конструирования РЭС.
Геометрический метод. В основу метода положена структура геометрических и кинематических связей между деталями представляющая собой систему опорных точек число и размещение которых зависит от заданных степеней свободы и геометрических свойств твердого тела.
Машиностроительный метод. В основу этого метода конструирования положена структура механических связей между элементами представляющая собой систему опорных поверхностей. Машиностроительный метод используется для конструирования устройств и элементов РЭА которые несут большие механические нагрузки и в которых неизбежны вследствие этого большие деформации .
Топологический метод. В основу метода положена структура физических связей между ЭРЭ. Топологический метод в принципе может применяться для выявления структуры любых связей однако конкретное его содержание проявляется там где связности элементов может быть сопоставлен граф .
Метод проектирования моноконструкций. Основан на минимизации числа связей в конструкции он применяется для создания функциональных узлов блоков РЭА на основе оригинальной несущей конструкции в виде моноузла (моноблока) с оригинальными элементами .
Базовый (модульный) метод конструирования. В основу метода положен модульный принцип проектирования. Деление базового метода на разновидности связано с ограничениями схемной конструкторской унификацией структурных уровней (модулей функциональных узлов блоков). Базовый метод является основным при проектировании современной РЭА он имеет много преимуществ по сравнению с методом моноконструкций а именно:
а) на этапе разработки позволяет одновременно вести работу над многими узлами и блоками что сокращает сроки проведения разработок сокращает объем оригинальной конструкторской документации дает возможность непрерывно совершенствовать аппаратуру без коренных изменений конструкции упрощает и ускоряет внесение изменений в схему конструкцию и конструкторскую документацию;
б) на этапе производства сокращает сроки освоения серийного производства аппаратуры; упрощает сборку монтаж снижает требования к квалификации сборщиков и монтажников; снижает стоимость аппаратуры благодаря широкой механизации и автоматизации производства; повышает степень специализации производства;
в) при эксплуатации повышает эксплуатационную надежность РЭА облегчает обслуживание улучшает ремонтопригодность аппаратуры.
При компоновке должны быть учтены требования оптимальных функциональных связей между модулями их устойчивость стабильность требования прочности и жесткости помехозащищенности и нормального теплового режима требования технологичности эргономики удобства эксплуатации и ремонта. Размещение комплектующих элементов в модулях всех уровней должно обеспечивать равномерное и максимальное заполнение конструктивного объема с удобным доступом для осмотра ремонта и замены. Замена детали или сборочной единицы не должна приводить к разборке всей конструкции или ее составных частей. Для устойчивого положения изделия в процессе эксплуатации центр тяжести должен находиться возможно ближе к опорной поверхности. При компоновке модулей всех уровней необходимо выделить достаточно пространства для межсоединений.
При проектировании необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
минимальный внутренний радиус изгиба проводника должен быть не менее диаметра провода с изоляцией;
провода питания переменного тока следует свивать для уменьшения возможности наводок;
провода подводящие к сменным элементам должны иметь некоторый запас по длине допускающий повторную заделку провода;
провода не должны касаться острых металлических кромок;
монтажные провода целесообразно связать в жгут при этом обеспечивается возможность расчленения монтажных операций на более простые.
Для разъемного варианта конструкции большое распространение получило использование объединительной печатной платы что позволяет существенно уменьшить габаритные размеры изделия упростить сборку.[7]

12 1 Приложения.doc

Справка об исследовании патентной литературы
Спецификация и перечень элементов
Комплект документов на технологический процесс автоматизированного
процесса сборки монтажа и контроля
Ведомость дипломного проекта

3АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.docx

3 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
1Анализ исходных данных
Весовой терминал на тензорезисторах предназначен измерения индикации значения нагрузки на весоизмерительные тензорезисторные датчики.
Выявленные в процессе патентного поиска аналоги имеют схожие с разрабатываемым устройством схемотехническое решение близкие технические характеристики однако предполагают зачастую иную область применения.
В настоящее время имеется доступ к широкой номенклатуре подобных приборов однако некоторые их характеристики нуждаются в доработке или усовершенствовании..
Разрабатываемый терминал таким образом может пользоваться спросом у потребителя если будет являть собой оптимальное сочетание габаритных параметров при сравнительно невысокой стоимости и удобством эксплуатации. Уменьшения габаритов и массы готового устройства можно будет добиться применением современной элементной базы увеличением плотности монтажа. К тому же грамотный подбор элементной базы позволит соблюсти требования климатического исполнения и повысить надежность готового устройства.
2 Формирование основных технических требований
2.1 Технические требования
Устройство должно иметь следующие технические параметры:
Напряжение питания 24 В.
Потребляемая мощность 150 мА
2.2 Требования к надёжности
Средняя наработка на отказ То должна быть не менее 10000 часов в нормальных условиях эксплуатации.
Вероятность безотказной работы – 08.
Остальные требования к надежности по ГОСТ 27.003-90.
2.3 Конструкторско-технологические требования
Конструкция устройства 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.
Устройство должно удовлетворять требованиям эргономики по ГОСТ 12.2.032-78 ГОСТ 12.2.033-78 и общим требованиям эстетики по ГОСТ 24750-81.
2.4 Условия эксплуатации
Разрабатываемое устройство должно быть рассчитано на эксплуатацию в условиях по ГОСТ 15150-69 группа УХЛ класс 3.1.
2.5 Требования к упаковке маркировке транспортированию и хранению
Маркировка разрабатываемого устройства должна соответствовать 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;
- обозначение стандарта на модуль;
- дополнительные требования (определяет предприятие изготовитель).
Маркировка должна отвечать требованиям ГОСТ 20.39.308-76.
Маркировку следует наносить на несъемных частях доступных для обзора.
Упаковка прибора должна соответствовать требованиям ГОСТ 15150-69 исполнение УХЛ4.2.
Транспортирование приборов осуществляется всеми видами закрытого транспорта с соблюдением правил и норм действующих на каждом виде транспорта.
Изделие должно сохранять свои параметры в пределах норм установленных техническим заданием стандартами или техническими условиями в течении сроков службы и сохраняемости указанных в техническом задании после или в процессе воздействия климатических факторов значения которых установлены в ГОСТ 22261-94 и ГОСТ 15150-69.
Разрабатываемое устройство предназначено для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатами. К макроклиматическому району с умеренным климатом относятся районы где средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40С а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше минус 45°С.
К макроклиматическому району с холодным климатом относятся районы в которых средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже минус 45°С.
Исходя из указанного многоканальное усилительное устройство будет изготавливаться в климатическом исполнении УХЛ.
Изделия в исполнении УХЛ могут эксплуатироваться в теплом влажном жарком сухом и очень жарком сухом климатических районах по ГОСТ 16350-80 в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше +40°С и сочетание температуры равной или выше +20°С и относительной влажности воздуха не менее 80% наблюдается более 12 ч в сутки за непрерывный период более двух месяцев в году. Изделие в различных климатических исполнениях в зависимости от места размещения при эксплуатации в воздушной среде на высотах до 4300 м выше уровня моря изготавливают по критериям размещения изделия.
Нормальные значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации изделия принимают равными следующим значениям:
- верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +60°С;
- нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -40°С;
- верхнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха в нерабочем состоянии +85°С;
- нижнее предельное значение рабочей температуры окружающего воздуха в нерабочем состоянии -50°С;
- нижнее рабочее значение атмосферного давления 866кПа (650 мм рт.ст.);
- нижнее предельное рабочее значение атмосферного давления 840 кПа (630 мм рт.ст.).
Так как нормированное верхнее значение относительной влажности 80% конденсация влаги не наблюдается. Рабочие значения параметров характеризующих действие пыли приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Рабочие значения параметров характеризующих действие пыли
Нормы при воздействии пыли
кварцевый песок не более 70% остальные не
Продолжение таблицы 3.1
За нормальное значение факторов внешней среды при испытании изделия (нормальные климатические условия испытаний) согласно ГОСТ22261-94 принимаются следующие:
- температура +20°С;
- относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;
- атмосферное давление от 630 до 795 мм рт.ст.
Так как устройство предназначено для работы в нормальных условиях в качестве номинальных значений климатических факторов принимают нормальное значение указанное выше.
За эффективную температуру окружающей среды (при тепловых расчётах) принимается номинальное верхнее значение рабочей температуры.
За эффективные значения сочетания влажности и температуры при расчётах параметров изделия изменения которых вызываются сравнительно длительными процессами принимаются среднемесячные значения сочетаний влажности и температуры в наиболее теплый и влажный период. За эффективные значение давления воздуха принимается среднее значение давления.
Группа условий эксплуатации по коррозионной активности для металлов и сплавов без покрытий а также с металлическими и неметаллическими покрытиями первая.
Группа условий эксплуатации в зависимости от климатического исполнения и категории размещения изделия 1.
Условия хранения изделий определяются местом их размещения микроклиматическим районом и типом атмосферы и характеризуется совокупностью климатических факторов воздействующих при хранении на упакованные или законсервированные изделия. Согласно ГОСТ 15150-69 для проектируемого изделия удовлетворительными являются условия хранения в отапливаемых и вентилируемых складах расположенных в любых макроклиматических районах. Обозначение такого хранилища: основное - 1 буквенное - Л текстовое - "отапливаемое хранилище".
Климатические факторы характерные для данных условий хранения:
- температура воздуха от +5 до +40 °C;
- максимальное значение относительной влажности воздуха 80% при +25°С;
- среднегодовое значение относительной влажности воздуха 60% при +20°C;
- пылевое загрязнение незначительно;
- действие солнечного излучения дождя плесневых грибов отсутствует.
Условия транспортирования данного изделия являются такими же как и условия хранения. Транспортировка осуществляется в закрытых транспортных средствах где колебания температуры и влажности воздуха не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе.
Климатические факторы характерные для данных условий транспортировки:
- температура воздуха от минус 50 до +50 °С;
- максимальное значение влажности воздуха 100% при +25°C;
- среднегодовое значение влажности воздуха 60% при +20°С;
- пылевое загрязнение незначительно.

Ведомость.docx

Дополнительные сведения
БГУИР ДП 1–39 02 02 024 ПЗ
Пояснительная записка
Графические документы
ГУИР 427316. 014 ПЛ1
Технологическая схема
Схема электрическая структурная
Сборочный чертеж устройства
ГУИР 427433. 014 СБ
Сборочный чертеж платы
БГУИР ДП 1-39 02 02 014 Д1
Весовой терминал на тензорезисторах
Ведомость дипломного проекта

0 3 Содержание.docx

Литературный обзор . ..8
Анализ конструкций и принципов работы для весового терминала на тензорезисторах 11
1 Принципы тензометрии ..11
2 Конструкции и принципы работы весового терминала на тензорезисторах .13
Анализ технического задания .. .. .16
1Анализ исходных данных 16
2 Формирование основных технических требований 16
2.1 Технические требования 16
2.2 Требования к надёжности 16
2.3 Конструкторско-технологические требования 16
2.4 Условия эксплуатации ..17
2.5 Требования к упаковке маркировке транспортированию и хранению .. 17
Анализ электрической схемы и обоснование конструктивного
исполнения блока 21
Выбор и обоснование элементной базы унифицированных
узлов установочных изделий и материалов весового терминала на тензорезисторах . . 24
1 Выбор и обоснование элементной базы 24
2 Выбор материалов конструкции 26
Расчет конструктивных параметров весового терминала на тензорезисторах 28
1 Компоновочный расчет 28
2 Расчет элементов печатного монтажа 31
3 Расчет механической прочности печатной платы 35
4 Расчет электромагнитной совместимости 38
5 Оценка теплового режима ..40
Описание устройства и принцип работы весового терминала на тензорезисторах . . .44
Разработка технологической конструкции . 49
Расчёт показателей технологичности конструкции ..49
Разработка технологической схемы сборки изделия .54
Анализ вариантов маршрутных технологий выбор технологического оборудования и оптимизация процесса сборки .56
Технико-экономическое обоснование 61
1 Краткая характеристика проекта 61
2 Определение себестоимости и отпускной цены весового терминала на тензорезисторах 61
2.1 Затраты на сырье и материалы .. 61
2.2 Расчет затрат по статье “Покупные комплектующие изделия полуфабрикаты и услуги производственного характера” 62
2.3 Расчёт затрат по статье “Основная заработная плата производственных рабочих” ..64
2.4Расчет себестоимости и отпускной цены единицы продукции 65
3 Расчет стоимостной оценки затрат .. .. 67
4. Расчет чистой прибыли от реализации продукции .. .. .68
5 Расчет экономического эффекта от производства новой техники .. .. 69
Охрана труда .. . . .. .73
Список использованных источников .. .78
Приложение Б .. . .85
Приложение В .. ..92

0 0 Титульный.docx

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Факультет заочного обучения
Кафедра электронной техники и технологии
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту
Весовой терминал на тензорезисторах
БГУИР ДП 1–39 02 02024ПЗ
РуководительН.С. Собчук
от кафедры ЭТТН.С. Собчук
по экономической части Л.И. Старова
по охране трудаИ.Н Мудрый
НормоконтрольВ.Ф. Холенков

0 4 Усл.обоз.doc

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЖКИ – жидкокристаллический индикатор
МК – энергонезависимая память
САПР – система автоматизированного проектирования
ЭРЭ – электрорадиоэлемент
ЭРИ – электрорадоизделия
ТП – технологический процесс
АЦП – аналогово цифровой преобразователь
АИП – аналоговый измерительный прибор
ЦИП – цифровой измерительный прибор

10Охрана труда.doc

10 РЕСУРСО И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ КОМПЬЮТЕРНОМ
ПРОЕКТИРОВАНИИ ВЕСОВОГО ТЕРМИНАЛА НА ТЕНЗОРЕЗИСТОРАХ
Темой дипломной работы является «Разработка весового терминала на
тензорезисторах». Трудовой процесс специалистов отдела на протяжении всего
рабочего дня тесно связан с деятельностью за монитором персонального
В настоящее время энергосбережение - одна из приоритетных задач. Это
связано с дефицитом основных энергоресурсов возрастающей стоимостью их
добычи а также с глобальными экологическими проблемами.
Экономия энергии - это эффективное использование энергоресурсов за
счет применения инновационных решений которые осуществимы технически
обоснованы экономически приемлемы с экологической и социальной точек
зрения не изменяют привычного образа жизни.
Энергосбережение в любой сфере сводится по существу к снижению
бесполезных потерь энергии. Анализ потерь в сфере производства
распределения и потребления электроэнергии показывает что большая часть
потерь - до 90% - приходится на сферу энергопотребления тогда как потери
при передаче электроэнергии составляют лишь 9-10%. Поэтому основные усилия
по энергосбережению сконцентрированы именно в сфере потребления
электроэнергии. [24]
В наше время большинство пользователей многих предприятий
использующих корпоративные компьютерные сети безответственно относятся к
фактору энергосбережения электроэнергии на своих рабочих местах:
– не выключают мониторы принтеры сканеры ксероксы и др. МФУ по
окончании рабочего времени однако вышеперечисленные приборы
потребляют электроэнергию даже в режиме ожидания;
– не выключают кондиционеры работают всю ночь потребляя значительное
количество электричества;
– отсутствуют сетевые фильтры;
– используются не экономичное освещение;
– до сих пор используются мониторы с электронно-лучевой трубкой.
Сегодня широко пропагандируется способ энергосбережения называемый
ecobutton ипредставляющий собой большую круглую зеленую кнопку нажатие
которой переводит компьютер врежим энергосбережения. Все последние версии
Windows имеют энергосберегающие функции иумеют мгновенно «усыплять»
и«будить» компьютер. Однако большая зеленая кнопка заметней анажимать
на нее можно даже уходя на короткий перекур.
Нужно применить эффективные системы кондиционирования и охлаждения
например систем свободного охлаждения. Они ощутимо дороже стандартных
решений и имеют большие габариты но за счет «холодных» месяцев (до
полугода) в разы снижают потребление электроэнергии а потому довольно
быстро окупаются. Работа кондиционера должна производится при закрытых
окнах и дверях. [22]
При компьютерном проектировании весового терминала на тензорезисторах
задействовано два человека занимающихся разработкой в течение года.
Два ЭЛТ - монитора в год потребляют 606 кВт (832600 руб.). Четыре
светильника с 16-ю люминесцентными лампами потребляют 655 кВт (902000
Для достижения поставленной задачи будут использоваться персональные
компьютеры Asus PC1011 со следующей конфигурацией: двухъядерный процессор
Intel(R) чипсет Intel H61 графика Intel HD видеокарта GeForce 1 Гб
оперативная память 2 Гб и LED мониторы фирмы Samsung с размером экрана 19
В качестве операционной системы выберем Windows XP. Данная
операционная система является одной из самых распространенных на данный
момент она обладает так же рядом существенных преимуществ.
Искусственное освещение в помещении отдела осуществляется системой
общего равномерного освещения с использованием четырёх светодиодных
светильников с лампами типа ЛСТ8-600 это прямая замена люминесцентых ламп
типа ЛБ и ЛД. Также лампы надежны (не бьются) не содержат ртути
ремонтопригодны и пожаробезопасны. Использование светодиодных ламп
обеспечивает снижение затрат на электричество снижает нагрузку на
электропроводку утилизацию и эксплуатационные расходы системы освещения.
Два LED монитора в год расходуют 70 кВт (96200 руб.) а четыре
светодиодных светильника с лампами ЛСТ8-600 расходуют в год 320 кВт (440000
Т.о. подведем итог экономической эффективности принятых мер по
энергосбережению для разрабатываемой системы. Применение новых мониторов
позволяет с экономить 536 кВтгод (737000 руб.) а использование
светодиодных ламп – 335 кВтгод (460600 руб.).
Замена освещения позволяет обеспечить оптимальную освещенность
помещения чтобы специалисты разрабатывающие систему не испытывали
дискомфорта во время работы повысит чувство комфорта специалиста за счет
меньшей утомляемости сохранить здоровье и работоспособность специалистов
что в конечном итоге положительно скажется на экономических показателях
Кроме того монитор LED монитор фирмы Samsung установленный на
рабочих местах специалистов обладают повышенной яркостью и контрастностью
имеют плоский экран позволяющий свести к минимуму любые искажения
В холодное время года особенно важно помнить также и осбережении
% потерь тепла происходит через окна. Их дополнительная
тепловаяизоляция или замена на современные стеклопакеты может повысить
температуру в помещении на 4-5 °С.
Окна должны иметь КТП не более 15 ВтС·м2. Это достигается
обычными средствами: рамой с двухслойным теплозащитным стеклом.
Теплозащитные окна имеют специальный слой не видимый глазом но
значительно уменьшающий потери тепла. Этот эффект увеличивается при
наличии небольшого зазора между первым и вторым слоем в этом случае
расход тепла уменьшается почти в два раза. Окна в теплозащитном
исполнении стоят 15-20% дороже обычных и эти затраты компенсируются
экономией на отоплении.
Сквозь окна выходящие на север и частично на запад и восток
проходит рассеянный солнечный свет. Для улучшения естественного освещения
таких комнат отделку стен и потолка рекомендуется делать светлой: светлые
стены отражают 70 - 80 % света в то время как темные - только 10 - 15%.
Запыленные окна могут поглощать до 30% света содержание окон в
чистоте позволит значительно экономить энергозатраты на освещение.
Замена чугунных радиаторов на алюминиевые позволяет увеличить
теплоотдачу от радиаторов на 40-50%. Если радиаторы установлены с учетом
удобного съема имеется возможность их промывать что так же способствует
повышению теплоотдачи. Стена за радиатором может нагреваться до 50°С.
Обидно тратить тепло на разогрев кирпичей или бетонных плит особенно если
в квартире холодно. Установка за батареями теплоотражающих экранов из
пенофола или простой фольги поможет повысит температуру в помещении в
среднем на 2 градуса.
Таким образом установка терморегуляторов позволяет более рациональное
использование тепловой энергии что позволяет экономить до 20% тепловой

5ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ.docx

5ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ УНИФИЦИРОВАННЫХ УЗЛОВ УСТАНОВОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ ВЕСОВОГО ТЕРМИНАЛА НА ТЕНЗОРЕЗИСТОРАХ
1 Выбор и обоснование элементной базы
Выбор элементной базы проводится на основе схемы электрической принципиальной с учетом эксплуатационных требований. Эксплуатационная надежность элементной базы во многом определяется правильным выбором типа элементов при проектировании и использовании в режимах не превышающие допустимые.
В общем случае критерием выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям эксплуатации.
Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:
технические параметры ЭРЭ:
а) номинальные значения параметров ЭРЭ согласно схеме электрической принципиальной;
б) допустимые рабочие напряжения;
в) допустимые рассеиваемые мощности;
г) диапазон рабочих частот;
д)коэффициент электрической нагрузки.
)эксплуатационные параметры:
а) диапазон рабочих температур;
б) относительная влажность воздуха;
в) давление окружающей среды;
г) вибрационные и ударные нагрузки и т.д.
Из справочной литературы имеем следующие данные об условиях эксплуатации элементов:
а) микросхема AT89S8252:
- относительная влажность воздуха при температуре +20°С до 95%;
- интервал рабочих температур от - 40 до +85 °С;
- напряжение питания: 5 ± 10% .
б) микросхема AD7710:
- относительная влажность воздуха при температуре +20°С до 98%;
- напряжение питания: 5 ± 5%.
в) микросхема AD7564:
- относительная влажность воздуха при температуре +25°С до 98%;
- интервал рабочих температур от -40 до +85 °С;
- напряжение питания: 5В ± 5%.
г) микросхема AD626:
- напряжение питания: 10 В 5% либо ±5В ± 5%.
д) микросхема AD485:
- интервал рабочих температур от -40 до +105 °С;
- напряжение питания: 5 В± 05%.
ж) микросхема TEN3-2421DCDC преобразователь:
- относительная влажность воздуха при температуре +25°С до 95%;
- интервал рабочих температур от -40 до +75 °С;
- напряжение питания: 16-36 В;
- выходное напряжение ±5В.
з) конденсаторы RD 5х11:
- интервал рабочих температур от -55до +105 °С;
- срок сохраняемости 5 лет.
и) конденсаторы RD Y5V:
- интервал рабочих температур от -30 до +85 °С;
- частота вибрации от 10 до 2000 Гц;
- линейное ускорение 25g.
к) конденсаторы RD X7R:
- интервал рабочих температур от -55 до +125 °С;
- минимальная наработка на отказ - 15000ч.
л) конденсаторы RD NPO:
- интервал рабочих температур от -75 до +125 °С;
м) резисторы типа SMD 0805
пониженное атмосферное давление до 000013 Па (10-6 мм рт.ст.);
минимальная наработка на отказ 20000 ч.
Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются: надежность унификация ЭРЭ масса и габариты стоимость. Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить стабильную работу на протяжении всего срока службы изделия.
Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить надежную работу изделия.
Применение принципов стандартизации и унификации при конструировании изделия в целом позволяет получить следующие преимущества:
значительно сократить срок и стоимость проектирования;
создать специализированные производства стандартных и унифицированных сборочных единиц для централизованного обеспечения предприятий.
Сократить на предприятии - изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц; увеличить применяемость и масштаб производства;
Исключить разработку специальной оснастки и специального
Улучшить производственную и эксплуатационную технологичность;
Снизить себестоимость выпускаемого изделия.
В результате сопоставления условий эксплуатации блока управления и условий эксплуатации применяемых в нем электро-радиоэлементов произведен выбор элементной базы являющейся унифицированной.
Выбор материалов разрабатываемой конструкции проводим согласно требованиям изложенных в техническом задании. Материалы конструкции должны обладать следующими свойствами:
иметь малую стоимость;
легко обрабатываться и быть легкими;
обладать достаточными прочностью и жесткостью;
внешний вид материалов корпуса лицевой и задней панелей должны отвечать требованиям технической эстетики сохранять физико-химические свойства в процессе эксплуатации.
2 Выбор материалов конструкции
При выборе материалов конструкции также как и при выборе элементной базы необходимо руководствоваться комплексом взаимосвязанных физико-механических электрических технологических экономических и других требований.
Проведем выбор материала печатных плат. Основными материалами применяемыми для изготовления печатных плат являются слоистые пластики состоящие из связки и наполнителя. Основные параметры этих материалов приведены в таблице 5.1.[8]
Таблица5.1 – Основные параметры слоистых пластиков
Относительная диэлектрическая проницаемость
Тангенс угла потерь (диэлектрических)
Объемное удельное сопротивление
Продолжение таблицы 5.1
Диапазон рабочих температуроС
Коэффициент теплопроводности
Удельная прочность при растяжении
Удельная прочность при сжатии
Выбор материалов для производства печатной платы нашего устройства необходимо производить исходя из условий его эксплуатации и условий проведения испытаний на прочность.
Материал для изготовления печатной платы должен иметь следующие показатели (в заданных условиях эксплуатации РЭС): большую электрическую прочность малые диэлектрические потери обладать химической стойкостью к действию химических растворов используемых в техпроцессах изготовления платы. Учитывая эти и другие требования можно выбрать в качестве материала печатной платы стеклотекстолит СФ-2-25-15 ГОСТ 10316-78.
При выборе припоя следует учитывать что припой должен быть легкоплавким недорогим и технологичным. Кроме этого припой должен обладать хорошей адгезией к меди а также иметь малое переходное сопротивление. Выберем наиболее распространенный оловянно-свинцовый припой марки ПСр-72 ГОСТ 21931-76(N). Характеристики этого припоя приведены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Характеристика припоя марки ПСр-72
Температура полного расплавленияоС
Электросопротивление мкОмм
Прочность паяемых соединений Мпа

2 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ И ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ ДЛЯ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ.docx

2 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ И ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ ДЛЯ ВЕСОВОГО ТЕРМИНАЛА НА ТЕНЗОРЕЗИСТОРАХ
1 Принципы тензометрии
Рассмотрим принцип действия и устройство тензодатчика преобразующего деформацию (растяжение или сжатие) в изменение электрического сопротивления проводников или полупроводников.
Изменение сопротивления проводника тензодатчика при действии деформации объясняется двумя причинами: изменениемгеометрических размеров (длины диаметра проволоки) и изменением удельного сопротивления материала тензодатчика.
Работа тензодатчика характеризуется коэффициентом тензочувствительности (S) который равен частному от деления относительного изменения сопротивления тензодатчика на его относительную деформацию:
гдеLиR— соответственно длина и сопротивление датчика при отсутствии механического напряжения;
LиR— соответственно изменение длины и сопротивления в результате воздействия внешнего деформирующего усилия.
Формула может быть представлена в виде:
Коэффициент тензочувствительности является безразмерной величиной и может быть как положительным для материалов у которых сопротивление при растяжении увеличивается так и отрицательным (для материалов у которых сопротивление при растяжении уменьшается). Для различных металлов значениеSколеблется от -126 (никель) до +6 (платино-иридий). Величина номинального сопротивления тензодатчика находится в пределах 50—1000ом.
Проводниковые тензодатчики делают из металлической проволоки (никель копель константан и др.) диаметром 0015 – 005мм.Конструктивно они выполняются ненаклеиваемыми и наклеиваемыми.
На рис. 2.1 – приведено конструктивное исполнение ненаклеиваемого тензодатчика. Чувствительным элементом в нем является круглая проволока.
Рисунок 2.1 – Конструктивная схема ненаклеиваемого тензодатчика
Наклеиваемый тензодатчик представляет собой тонкую проволочку сложенную в виде решетки (рис. 2.2) и обклеенную с обеих сторон изоляционными пластинками из папиросной бумаги пленки лака или клея. Для определения растяжения или сжатия пластинка прочно наклеивается на поверхность детали при помощи специального клея (например БФ-2 БФ-4 бакелитового клея и др.) тензодатчики воспринимают деформации наружного волокна детали и реагируют на растяжение и сжатие. В случае pacтяжения сопротивление проволочки тензодатчика увеличивается а при сжатии уменьшается.
Рисунок 2.2 – Конструктивная схема наклеиваемого тензодатчика
Проволочные датчики имеют малый вес и габариты практически безынерционны и потому могут измерять быстро меняющиеся деформации. Проволочные тензодатчики можно размещать в труднодоступных местах они просты по конструкции и дешевы. Все перечисленные достоинства тензодатчиков вызвали их широкое распространение. [3]
К недостаткам проволочных тензодатчиков следует отнести малую величину относительного изменения сопротивления и следовательно малую чувствительность. В связи с этим при использовании тензодатчиков следует применять измерительные схемы высокой чувствительности и сложности.
Проволочные тензодатчики применяют при измерении деформаций в деталях механизмов в качестве главных элементов датчиков усилий веса давления крутящего момента и т. п.
Тензодатчик является составной частью электрического тензометра — прибора для измерения в твердых телах деформаций возникающих под воздействием нагрузок. Для измерения деформаций датчики включаются в мостовые или потенциометрические схемы. Тензодатчики позволяют измерять как статические так и динамические деформации. При необходимости регистрации сложных деформаций применяют питание измерительных мостов напряжением высокой частоты; регистрация при этом производится например на осциллографе что делает установку значительно сложнее.
Рисунок 2.3 – Направления приложения силы на тензодатчик
Тензометрические датчики подразделяются:
) по типам (балочные S-образные таблеточные сдвоенная балка и т.п.);
)по максимальной нагрузке ( от нескольких грамм до десятков и сотен тонн);
) по чувствительности (1..2..3 mV выходного сигнала на 1 V питающего напряжения);
)по классу точности (количество поверочных интервалов).
2 Конструкции и принципы работы весового терминала на тензорезисторах
Аналоговые измерительные приборы характеризуются тем что их показания являются непрерывными функциями изменений измеряемых величин. Все многообразие АИП можно свести к трем структурным схемам показанным на (рис. 2.4).
Рисунок 2.4 – Структурные схемы АИП
Структурная схема приведенная на рисунке 1 (а) соответствует АИП прямого действия. В данных АИП преобразование измерительной информации осуществляется только в одном направлении от входа к выходу. Измеряемая величина x с помощью измерительного преобразователя преобразуется в напряжение или ток который воздействует на электромеханический измерительный механизм взывая перемещение его подвижной части и связанного с ней указателя отсчетного устройства. Отсчетное устройство содержит оцифрованную шкалу с помощью которой оператор получает количественный результат измерения. Градуировка шкалы прибора производится путем подачи на его вход ряда известных значений измеряемой величины реализуемых многозначной образцовой мерой.Таким образом сравнение измеряемой величины с единицей измерения в данном случае осуществляется косвенно а мера в процессе измерения непосредственного участия не принимает. [4]
На рисунке 1 (б) изображена структура АИП сравнения. Эти приборы предназначены для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной значение которой известно. Устройство сравнения сравнивает значения преобразованной с помощью измерительного преобразователя измеряемой величины и образцовой величины реализуемой регулируемой мерой.Оператор с помощью индикатора оценивает результат сравнения и регулирующее значение величины воспроизводимой мерой до достижения равенства величин на входах устройства сравнения. Значение величины воспроизводимой мерой отображается отсчетным устройством которое может быть отградуировано в единицах измеряемой величины.
При отсутствии измерительного преобразователя на входе АИП осуществляется непосредственное сравнение измеряемой величины с физически однородной ей величиной воспроизводимой мерой.
Обобщенная структура автоматического АИП сравнения приведена на рисунке 1(в). Принцип действия аналогичен описанному выше но мера регулируется автоматически с помощью устройства управления.
Цифровые измерительные приборы (ЦИП) осуществляют автоматическое преобразование входной измеряемой величины в код. Показания ЦИП представлены в цифровой форме. В отличие от АИП в ЦИП обязательно выполняются операции квантования измеряемой величины по уровню дискретизации ёё по времени и кодирование (рисунок 2.5). [5]
Рисунок 2.5 – Обобщенная структурная схема ЦИП
Измеряемая аналоговая величина x(t) поступает на унифицирующий измерительный преобразователь содержащий делители усилители выпрямители фильтры преобразователи линеаризации и т.п. Нормализованный аналоговый сигнал y(t) поступает на вход АЦП который выполняет операции квантования по уровню и по времени x(t) сравнения x(t) с мерой M и кодирование результатов. При этом на выходе формируется дискретный сигнал ДС который преобразуется в цифровом средстве отображения информации (ЦСОП) в цифровой отсчет N или в виде кода передается на ЭВМ. Устройство управления реализует необходимый алгоритм измерения.
Преимуществами ЦИП перед АИП являются:
удобство и объективность отсчета;
высокая точность результатов измерения практически недостижимая для АИП;
широкий динамический диапазон при высокой разрешающей способности;
высокое быстродействие за счет отсутствия подвижных электромеханических элементов;
возможность автоматизации процесса измерения включая такие операции как автоматический выбор полярности и пределов измерения;
высокая устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям помехозащищенность;
возможность использования новейших достижений микроэлектронной технологии при конструировании и изготовлении;
возможность сочетания с вычислительными и другими автоматическими устройствами.

перечень элементов11+.doc

-----------------------
Поз. Наименование Кол Примечание
BP1-BP4 Датчик давления BSA-500L 4 CAS
С1 С2 RD 5х11 10мФ ±5%-63В 5
С7-С14 RD Y5V 470 нФ ±10% 11
С3-С6 RD X7R 100 нФ ±10% 4
С17 С18 RD X7R 270 нФ ±10% 2
С15 RD NPO 51 нФ ±10% 1
DA1 TEN3-2421 1 Traco Power
DD1-DD4 AD626 4 Analog Devices
DD5 AD485 1 Texas Insruments
DD7 AD7564 1 Analog Devices
DD8 AD7710 1 Analog Devices
DD9 АТ89С8252 1 Atmel
HL1 Светодиод АЛ307БМ ТУ336.07602
R1 R2 Чип 0805 100 Ом ± 5% 2 Yageo
R3 Чип 0805 120 Ом ± 5% 1 Yageo
ГУИР.427423.014 ПЭ3
ИзЛис№ докум ПодписДат
Разраб.Шатюк Весовой терминал на
R4 R5 Чип 0805 510 Ом ± 5% 3 Yageo
R6 R8-R12Чип 0805 1 кОм ± 5% 6 Yageo
R7 Чип 0805 24 кОм± 5% 1 Yageo
R13 Чип 0805 11 кОм± 5% 1 Yageo
R15 Чип 0805 300 Ом± 5% 1 Yageo
R16 R17 Чип 0805 47 кОм ± 5% 2 Yageo
R19 Чип 0805 20 кОм ± 5% 1 Yageo
R18 3266P-1-102LF 1 кОм± 5% 1 Bourns
RA1 Резисторная сборка 9A103J 10 кОм 5% 1 Royal Ohm
VD1VD2 Стабилитрон 1N5353B 2 Taiwan
VD4-VD6 Чип TS4148 RY 4 Taiwan
VT1-VT3 Транзистор BC547B 3 STMicroelectronic
XP1XP3XPШтыревой соединитель 2211S-12G-10 3
XP1 Штыревой соединитель 2211S-3G-10 1
XP5XP6XPШтыревой соединитель 2211S-2G-10 5
XP2 Розетка 2224S-6 1
ZQ1 Резонатор кварцевый Q 1 МГц HC-49U 1 ELZET
ZQ2 Резонатор кварцевый Q 110592 МГц HC-49U 1 ELZET
R11R12 10 кОм±10% 2
R17R18 229 кОм±1% 2
R19-R22 510 Ом±5% 4
R28-R34 510 Ом±5% 7
R35R36 27 кОм±10% 2
R40R41 100 кОм±10% 2
R42R43 150 Ом±10% 2
R44 СП3-19б-05Вт-10 кОм±20% ОЖО.468.030ТУ 1
R45R46 10 кОм±10% 2
ГУИР. 427423.014 ПЭ3 Лис

маршруткаГ.doc

БГУИР ГУИР 427433.014 ГУИР 01188.00002
Модуль весового терминала О
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Белорусский Государственный Университет
Информатики и Радиоэлектроники
КОМПЛЕКТ ДОКУМЕНТОВ
на технологический процесс автоматизированного
процесса сборки монтажа и контроля
Продолжение приложения Г
ГУИР 01188.00002 1 1
БГУИР ГУИР 427433.014 ГУИР 42188.00001
Модуль весового терминала о
С НПП Обозначение ДСЕ Наименование ДСЕ КП
Т Обозначение ТО Наименование комплектов ТО
С02 ГУИР 427433.014 Модуль весового
Т04 020 UNITRA PK-R-007 Полуавтомат формовки
Т08 040 Uimpaprint 2000 Автомат трафаретной печати
Т10 050 Hotflow 212 Линия ИК-пайки
Т12 060 Universal 6380B Автомат установки ЭРЭ на
Т14 Philips CMM Автомат установки SMD
Т16 Blundell Cms400 Линия пайки волной припоя
Т18 090 УЗВ-15 Ультразвуковая ванна
Т20 Hawk Система визуального контроля
Т22 110 Century C-740 Автомат для нанесения лака на
Т24 120 Cencorp 500SL Автомат электрического
БГУИР ГУИР 427433.014 ГУИР.50188.00001
В Цех Уч РМ Опер Код наименование операции
Г Обозначение документа
Д Код оборудования Наименование модель оборудования
В02 1 2 1005 Подготовительная
Г03 Инструкция по охране труда
О05 1. Подготовить все необходимые инструменты детали
приспособления рабочие места.
2 1 005 Подготовительная
Г08 Спецификация чертежа
Г09 Инструкция по охране труда
О11 1. Скомплектовать детали и ЭРЭ согласно спецификации чертежа.
Г14 Инструкция по охране труда
О16 1. Транспортировать все детали и ЭРЭ на участок сборки.
Т17 ДМЩ-МА-488.00.00
В19 1 3 2 025 Подготовка
Г20 Инструкция по охране труда
Г21 2.Должностная инструкция
Г22 3.Сборочный чертеж ПП
Д23 UNITRA PK-R-007 Полуавтомат
О25 1. Извлечь кассету с ЭРЭ из тары и загрузить в касетоноситель2 1 005 8531 Подготовка ЭРЭ к монтажу
О26 2. Формовать и обрезать выводы ЭРЭ в автоматическом режиме
О27 3. Извлечь кассету с ЭРЭ с отформованными выводами из
О29 4. Проверить выборочно качество формовки и обрезки выводов
Т30 ГГ 7879-4053 Тара
Подготовка ЭРЭ к монтажу
Г33 1.Инструкция по охране труда
БГУИР ГУИР 427433.014 ГУИР. 50188.00001
Г02 2.Должностная инструкция
Г03 3.Сборочный чертеж ПП
Полуавтомат подготовки выводов
О06 1. Извлечь кассету с ЭРЭ из тары и загрузить в
касетоноситель полуавтомата
О07 2. Формовать и обрезать выводы ЭРЭ в автоматическом режиме
О08 3. Извлечь кассету с ЭРЭ с отформованными выводами из
О10 4. Проверить выборочно качество формовки и обрезки выводов
Т11 ГГ 7879-4053 Тара
Подготовка ИМС к монтажу
Г14 1.Инструкция по охране труда
Г15 2.Должностная инструкция
Г16 3.Сборочный чертеж ПП
Д17 ЛПМ-901 Автомат
О19 1. Извлечь кассету с ЭРЭ из тары и загрузить в
касетоноситель автомата
О20 2. Формовать ЭРЭ в автоматическом режиме
О21 3. Извлечь кассету с ЭРЭ с отформованными выводами из
О22 4. Проверить выборочно качество формовки и выводов ЭРЭ
Т 23 ГГ 7879-4053 Тара
Нанесение паяльной пасты
Г26 1.Инструкция по охране труда
Г27 2.Должностная инструкция
Г28 3.Сборочный чертеж ПП
Д29 Uimpaprint 2000 Автомат
О31 1. Извлечь плату из тары и установить на координатном столе
О32 2. Нанести паяльную пасту
О33 3. Контролировать визуально качество установки
О34 4. Уложить плату в тару
Т35 ГГ 7879-4053 Тара
узо Установка SMD элементов на плату
Г38 1.Инструкция по охране труда
Г39 2.Должностная инструкция
Г02 4.Перечень элементов
Д03 Philips CMM Автомат
установки ЭРЭ на плату
О05 1. Извлечь плату из тары и установить на координатном столе
О06 2. Произвести установку ЭРЭ в автоматическом режиме
О 07 3. Контролировать визуально качество установки
О 08 4. Уложить плату в тару
Т 09 ГГ 7879-4053 Тара
Д12 Hotflow 212 Линия
О14 1. Извлечь плату из тары и установить на конвейер
О15 2. Осуществить контроль
О16 3. Произвести пайку в автоматическом режиме
О17 4. Контролировать визуально качество паяных соединений
О18 5. Снять плату с конвейера и уложить в тару
Т19 ГГ 7879-4053 Тара
Установка ЭРЭ на плату
Г22 1.Инструкция по охране труда
Г23 2.Должностная инструкция
Г24 3.Сборочный чертеж ПП
Г25 4.Перечень элементов
Д26 Universal 6380B radial Автомат
О28 1. Извлечь плату из тары и установить на координатном столе
О29 2. Произвести установку ЭРЭ в автоматическом режиме
О30 3. Контролировать визуально качество установки
О31 4. Уложить плату в тару
Т32 ГГ 7879-4053 Тара
ДВПВ34 1 5 1 085 Пайка
Д35 Blundell Cms400 Линия пайки
О37 1. Извлечь плату из тары и установить на конвейер
О02 2. Осуществить контроль
О03 3. Произвести пайку в автоматическом режиме (T=230 °C
О04 4. Контролировать визуально качество паяных соединений
О05 5. Снять плату с конвейера и уложить в тару
Т 06 ГГ 7879-4053 Тара
В08 1 6 1 090 Отмывка
Г09 1.Инструкция по охране труда
Г10 2.Должностная инструкция
Ультразвуковая ванна
О13 1. Извлечь плату из тары и уложить в ванну
О14 2. Произвести отмывку платы в автоматическом режиме
О15 3. Контролировать визуально качество отмывки
О16 4. Достать плату из ванны и уложить в тару
Т17 ГГ 7879-4053 Тара
Визуальный контроль
Система визуального контроля
О22 1. Извлечь плату из тары и установить на приспособление
О23 2. Осуществить визуальный контроль качества сборки изделия
О24 3. Снять плату с предметного стола и уложить в тару
Т25 ГГ 7879-4053 Тара
Г28 1.Инструкция по охране труда
Г29 2.Сборочный чертеж ПП
Д30 Lynx VS80 Рабочее
О32 1. Извлечь плату из тары и установить на координатном столе
О33 2. Обезжирить плату спиртонефрасовой смесью
ДВПО34 3. Нанести маркировку
О35 4. Контролировать качество нанесения маркировки
О36 5. Уложить плату в тару
Т37 ГГ 7879-4053 Тара
Г03 1.Инструкция по охране труда
Г04 2.Должностная инструкция
Д05 Century C-740 Автомат для
нанесения лака на плату
О07 1. Извлечь плату из тары и установить на координатном столе
О08 3. Нанести лак в автоматическом режиме
О09 4. Контролировать качество покрытия лаком
О10 5. Уложить плату в тару
Электрический контроль
Д16 Cencorp 500SL Автомат
электрического контроля
О18 1. Извлечь плату из тары и установить на адаптер
О19 3. Осуществить электрический контроль платы по программе
О20 4. Сделать отметку в сопроводительном документе
О21 5. Извлечь плату и уложить в тару
Т22 ГГ 7879-4053 Тара
БГУИР ГУИР 427433.014 ГУИР 40188.00001
С Обозначение ДСЕ Наименование ДСЕ КП
Ф Обозначение комплектаНаименование
ЦЦН ТД комплектов ТД
ГУИР 01188.00001 Комплект технологической
Ф04 1 ГУИР 01188.00001 Титульный лист 1
Ф06 2 ГУИР 40188.00001 ВТД Ведомость 1
Ф08 3 ГУИР 42188.00001 ВО Ведомость оснастки 1
Ф10 5 ГУИР 50188.00001 МК Маршрутная карта 4

7ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИП РАБОТЫ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ.docx

7 ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЕСОВОГО ТЕРМИНАЛА НА ТЕНЗОРЕЗИСТОРАХ
Проектируемый весовой терминал на тензорезисторах можно применить в тех изделиях и устройствах где необходима процедура взвешивания.
Терминал предназначен для измерения индикации значения нагрузки на весоизмерительные тензорезисторные датчики.
Основные функции устройства:
-автоматическая компенсация и запоминание массы тары
-цифровая фильтрация результатов измерений
-ввод с клавиатуры и вывод на индикатор программируемых параметров
-выбор диапазона измерений и дискретности отсчета
-сохранение в памяти данных при отключении сети
-связь с АСУТП верхнего уровня через последовательный порт RS485
При включении питания производиться настройка и диагностика устройств. При обнаружении неисправности в процессе диагностики устройства на ЖКИ выводится сообщение об ошибке.
При каждом включении масса тары автоматически принимается за «0».
Перед вводом устройства в эксплуатацию необходимо произвести тарировку и настройки параметров работы.
На панели управления (размещены: клавиатура (кнопки 0-9 А-D * #) блок индикации (дисплей) WM-C1602M
Вход в режим «Калибровка» осуществляется при одновременном нажатии комбинации клавиш «А»+«1» на клавиатуре.
Для работы в режиме «Калибровка» используются следующие клавиши клавиатуры:
а) Клавиша «О» - установка значения веса равным нулю;
б) Клавиша «1» - ввод нового коэффициента калибровки;
в) Клавиша «2» - переход к экрану ввода эталонного веса;
г) Клавиша «3» - переход к экрану ввода полок;
д) Клавиша «4» - расчет нового коэффициента калибровки;
е) Клавиша «5» - ввод параметра «тип нуля» ;
ж) Клавиша «А» - выход из режима калибровки;
з) Клавиша «*» - увеличение коэффициента калибровки на 1000;
и) Клавиша «#» - уменьшение коэффициента калибровки на 1000;
к) Клавиши «А»+«5» - определение массы тары;
л) Клавиши «А»+«6» - ввод команды преобразователя «AD7710».
Последовательным проведением процедур установки нуля и расчета коэффициента калибровки добивается значение веса на ЖКИ равного нулю при отсутствии груза в таре и равенства показаний значения веса на ЖКИ и массы эталонных грузов установленных в тару. [5]
Расчет коэффициента калибровки :
Где: СВ – показание значения веса на ЖКИ;
ЭВ – величина массы эталонного груза установленного в тару;
КТ1 – старый коэффициент калибровки;
КТ2 – новый коэффициент калибровки.
Для ввода нового коэффициента калибровки используется клавиша «1». Ввод осуществляется цифровыми клавишами клавиатуры. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А».
Для автоматического расчета коэффициента калибровки нажать клавишу «4». Если при расчете произошло переполнение коэффициент калибровки принимает максимальное значение и на ЖКИ перед коэффициентом калибровки выводится символ «е». Перед выполнением автоматического расчета необходимо задать значение массы грузов установленных в тару.
Для ввода значения массы грузов установленных в тару нажать клавишу «2». Ввод осуществляется цифровыми клавишами. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода параметра осуществляется клавишей «А». Минимальное значение задано параметром «Min» максимальное значение задано параметром «Мах».
При незначительном отличии показаний значения веса на ЖКИ и массы эталонных грузов установленных в тару изменение коэффициента калибровки можно произвести клавишами «*» и «#». Клавиша «*» увеличение значения коэффициента калибровки на 1000 клавиша «#» уменьшение значения коэффициента калибровки на 1000.
Если в процессе калибровки не удается добиться равенства массы установленных на весовой бункер эталонных грузов и показаний устройства на всем диапазоне измерения необходимо разбить диапазон измерения на интервалы и произвести калибровку на каждом интервале отдельно. Разбивка диапазона измерений на интервалы осуществляется при помощи параметра «полки».
Параметр «полки» (клавиша «3») - задает количество полок (интервалов). Ввод осуществляется клавишами «*» и «#». Клавиша «*» увеличение параметра на 1 клавиша «#» уменьшение параметра на 1. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода параметра осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 1 максимальное значение 15.
При вводе значений полок необходимо соблюдать следующие правила:
а) Значение первой полки должно равняться нулю;
б) Значение полки с большим номером должно быть больше значения полки с меньшим номером.
Параметр «тип нуля» (клавиша «5») - позволяет задать режим установки нуля. Ввод осуществляется клавишами «*» и «#». Клавиша «*» - увеличение параметра на 1 клавиша «#» - уменьшение параметра на 1. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение параметра 1. Если значение параметра «0» то при каждом включении питания масса весового бункера автоматически принимается за ноль. Если значение параметра «1» то масса весового бункера принимается за ноль во время выполнения процедуры установки нуля и запоминается в энергонезависимой памяти устройства.
Параметр «вес тары» (клавиши «А»+ «5») – просмотр массы тары.
Параметр «команда» (клавиши «А»+«6») - ввод команды преобразователя «AD7710». Ввод осуществляется всеми клавишами клавиатуры. Запоминание параметра осуществляется после ввода шести символов.
Структура команды «AD7710»:
а) MD2 MD1 MD0 – режим работы преобразователя;
б) G2 G1 G0 – внутренний входной усилитель;
г) PD – нормальный дежурный режим;
д) WL – длинна входного слова;
е) IO – выходной компенсационный ток;
ж) BO – ток проверки перегорания преобразователя;
з) BU – биполярный униполярный диапазон;
и) FS11-FS0 – внутренний цифровой фильтр.
Вход в режим «Параметры 1-й группы» осуществляется при одновременном нажатии комбинации клавиш «А»+«2» на клавиатуре.
Параметр «Ср. вес» - задает частоту вывода значения веса на ЖКИ. Значение параметра задается в единицах опроса преобразователя «ad7710». Ввод осуществляется клавишами «*» и «#». Клавиша «*» увеличение параметра на 1 клавиша «#» уменьшение параметра на 1. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 1 максимальное значение параметра 32.
Параметр «Абонент» - задает номер абонента в сети. Ввод осуществляется клавишами «*» и «#». Клавиша «*» увеличение параметра на 1 клавиша «#» уменьшение параметра на 1. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 1 максимальное значение параметра 31.
Параметр «RS-485» - задает скорость обмена в сети. Ввод осуществляется клавишами «*» и «#». Клавиша «*» увеличение параметра на 1 клавиша «#» уменьшение параметра на 1. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение параметра 2.
Параметр «ЖКИ» - задает тип используемого ЖКИ. Ввод осуществляется клавишами «*» и «#». Клавиша «*» увеличение параметра на 1 клавиша «#» уменьшение параметра на 1. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение параметра 3.
Параметр «Точка» - задает количество цифр после десятичной точки при отображении числа на ЖКИ. Ввод осуществляется клавишами «*» и «#». Клавиша «*» увеличение параметра на 1 клавиша «#» уменьшение параметра на 1. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение параметра 5.
Вход в режим «Параметры 2-й группы» осуществляется при одновременном нажатии комбинации клавиш «А»+«3» на клавиатуре.
Параметр «Точность» - задает минимальную цену деления значения веса. Ввод осуществляется цифровыми клавишами. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение параметра 65535.
Параметр «Min» - задает минимальное значение величины дозы. Ввод осуществляется цифровыми клавишами. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение задано параметром «Мах».
Параметр «Мах» - задает максимальное значение величины дозы. Ввод осуществляется цифровыми клавишами. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение задано параметром «Min» максимальное значение параметра 65535.
Параметр «МПВ» - задает максимальный предел взвешивания. Ввод осуществляется цифровыми клавишами. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение параметра 65535.
Параметр «0» - задает значение веса до которого на ЖКИ будет выводиться ноль. Ввод осуществляется цифровыми клавишами. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение параметра 65535
Вход в режим «Параметры 3-й группы» осуществляется при одновременном нажатии комбинации клавиш «А»+«4» на клавиатуре
Параметр «режим» - задает режим работы. Ввод осуществляется клавишами «*» и «#». Клавиша «*» увеличение параметра на 1 клавиша «#» уменьшение параметра на 1. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 0 максимальное значение параметра 2.
Параметр «режим» - задает значение фильтра преобразователя «ad7710». Ввод осуществляется цифровыми клавишами. Отказ от ввода осуществляется клавишей «D». Завершение ввода осуществляется клавишей «А». Минимальное значение параметра 19 максимальное значение параметра 1999.
Параметр «PGA» - задает значение внутреннего усилителя преобразователя «ad7710». Минимальное значение параметра 1 максимальное значение параметра 128.
Параметр «Ед. изм.» - задает код символьного отображения единиц измерения. Ввод осуществляется всеми клавишами клавиатуры. Запоминание параметра осуществляется после ввода четырех символов.
Блок управления выполнен на базе микроконтроллера DD9 (АТ89С8252). Таковая частота МК задаётся резонатором ZQ2 (110592 МГц).

0 1 Задание на ДП.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Факультет ЗО Кафедра ЭТТ
Специальность 1-39 02 02 Специализация
по дипломному проекту (работе) студента
Шатюк Константин Федорович
(фамилия имя отчество)
Тема проекта (работы): Весовой терминал на тензорезисторах
утверждена приказом по университету от "22" января 2014 г. №116-с
Срок сдачи студентом законченного проекта (работы)15 июня 2014
Исходные данные к проекту (работе Весовой терминал на тензорезисторах)
а) электрические схемы: структурная и принципиальная устройства;
б) напряжение питания:- 24 В
в) габаритные размеры: 170 x 130 x 60 мм
г) коэффициент заполнения по объему Kз не менее 05
д) масса изделия не более 07 кг
и) климатические условия эксплуатации по ГОСТ 15150-69 УХЛ 3.1
к) годовая программа выпуска 2000год
л) требования к надежности по ГОСТ 27.003-90
Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих
разработке вопросов)
1 Литературный обзор
2. Анализ конструкции и принципов работы для весового терминала на
2.1 Способы тензометрии
2.2 Конструкции и принципы работы весового терминала на тензорезисторах
3. Анализ технического задания
3.1 Анализ исходных данных
3.2 Формирование основных технических требований
4 Анализ электрической схемы и обоснование конструктивного исполнения
5 Выбор и обоснование элементной базы унифицированных узлов
установочных изделий и материалов весового терминала на тензорезисторах
5.1 Выбор и обоснование элементной базы
5.2 Выбор материалов конструкции
6 Расчет конструктивных параметров весового терминала на тензорезисторах
6.1 Компоновочный расчет
6.2 Расчет элементов печатного монтажа
6.3 Расчет механической прочности печатной платы
6.4 Расчет электромагнитной совместимости
6.5 Оценка теплового режима
7 Описание устройства и принцип работы весового терминала на
8 Разработка технологического процесса сборки устройства
8.1 Расчёт показателей технологичности конструкции
8.2 Разработка технологической схемы сборки изделия
8.3 Анализ вариантов маршрутных технологий выбор
технологического оборудования и оптимизация процесса сборки
9 Технико-экономическое обоснование
10 Охрана труда и экологическая безопасность
Список использованных источников
Перечень графического материала (демонстрационных чертежей и плакатов)
1. Схема электрическая принципиальная (1 лист А1)
2. Чертёж печатной платы (1 лист А1)
3. Сборочный чертёж печатной платы (1 лист А1)
4. Чертежи нестандартных деталей (1 лист А1)
5. Сборочный чертёж устройства (1 лист А1)
6. Схема структурная (1 лист А1)
7. Технологическая схема сборки (1 лист А2)
Содержание задания по технико-экономическому обоснованию
Технико-экономическое обоснование внедрения в производство весового
терминала на тензорезисторах
Содержание задания по производственной и экологической безопасности
Ресурсо и энергосбережение. Энергосбережение при компьютерном
проектировании весового терминала на тензорезисторах
п Наименование этапов дипломного этапа выполнения Примечание
проекта (работы) % этапа
Пункты задания 4.1 4.2 4.3 4.4; 30 02.02-29.03 Э3
Пункты задания 4.5 4.6; 5.2 5.3 15 30.03-09.04 СБ
Пункты задания 4.10 4.11; 5.4 15 10.04-23.04 ВОЭ1Э2
Пункты задания 4.7 4.8 4.9; 5.7 20 24.04-14.05 Д1 ПЛ1
Оформление графического материала и20 23.05-01.06
пояснительной записки
Задание принял к исполнению

ВВЕДЕНИЕ.docx

Современная микроэлектроника привела к революционным преобразованиям практически во всех отраслях техники не говоря уже о радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуре. Повышение плотности упаковки аппаратуры на микросхемах их надежности и долговечности автоматизация производства элементной базы дали возможность применять достаточно сложные микроэлектронные устройства в таких областях как автомобилестроение связь управление технологическими процессами измерительная техника бытовая техника и т.д.
В то же время появление и развитие микроэлектроники как научно-технического направления потребовало коренного изменения как методов проектирования аппаратуры так и направления подготовки современных специалистов по проектированию производству и эксплуатации микроэлектронной аппаратуры различного назначения. Проектирование аппаратуры на принципах комплексной миниатюризации возможно только на основе современного системного подхода и использования достижений в различных областях науки и техники в том числе физике полупроводников и тонких пленок криогенной и лазерной технике точному химическому анализу теории конечных автоматов теории фильтрации принципах структурной оптимизации автоматизации проектирования и моделирования электронных схем и ряде других дисциплин. Темпы развития современной микроэлектроники чрезвычайно высоки причем появление принципиально новых приборов таких как микропроцессоры приборы с зарядовой связью акустооптические оптоволоконные приборы. приборы на поверхностных акустических волнах вызывает не эволюционное улучшение характеристик радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) а революционные качественные изменения в подходах к проектированию ряда радиотехнических устройств.
Настоящий дипломный проект посвящен разработке весового терминала на тензорезисторах.
В ходе дипломного проектирования будет проведена проверка патентоспособности и патентной чистоты анализ основных технических требований выбор и обоснование элементной базы материалов конструкции компоновочной схемы метода и принципа конструирования.
Правильность и целесообразность принятых решений должны подтвердить проведенные конструкторские расчеты выполненные с помощью ЭВМ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.docx

В ходе данной работы с помощью современных систем автоматизированного проектирования была разработана конструкция весового терминала на тензорезисторах. Характеристики терминала отвечают требованиям технического задания. По своим свойствам устройство близко а в некоторых случаях не уступает аналогам. Элементная база используемая в приборе не является дефицитной и дорогостоящей. Материалы применяемые в конструкции широко распространены в радиоэлектронной промышленности.
В процессе работы над дипломным проектом разработано техническое задание на основании которого и проектировалось устройство произведён патентный поиск аналогичных устройств анализ исходных данных описан принцип работы блока обоснованы и выбраны комплектующие и материалы для проектируемого изделия компоновочная схема метод и принцип конструирования. Обоснование выбора комплектующих и материалов конструкции проводились с учетом электрических режимов работы элементов и конструктивного исполнения устройства.
Также были проведены конструкторские расчёты. Расчёт надежности показал что полученные данные удовлетворяют требованиям технического задания по надёжности и дополнительных мер по повышению надёжности не требуется. Как показали результаты расчёта теплового режима - тепловой режим разрабатываемого устройства находится в норме а выбор способа естественного воздушного охлаждения прибора сделан верно и необходимости в дополнительной теплозащите нет. Для изготовления данного изделия разработана конструкторская документация.
Произведены технико-экономические расчёты целью которых было определение экономической эффективности разработанного изделия в случае запуска его в производство.
Отдельный раздел дипломного проекта посвящен охране труда и экологической безопасности.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.docx

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
По теме дипломного проекта “Весовой терминал на тензорезисторах ”проведен литературный обзор. В качестве источников информации для обзора использованы научно популярные журналы.
В журнале СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА№11 2012 г. рассматривается устройство Весовой терминал на тензорезисторах на базе микроконтроллера ATMEL. [1]
В роли первичного преобразователя выступает тензорезисторный мост. В конструкции используются тензодатчики BSA-500L производства фирмы CAS рассчитанные на 500 кг (рис. 1.1).
Рис. 1.1 – Тензорезисторный датчик BSA-500L
Система с такими тензодатчиками может взвешивать ёмкости и бункера. Также применяться в платформенных и напольных весах. Датчик обладает очень высокой точностью. Изготовлен из инструментальной стали что обеспечивает долговечность и надежность. [2]
В рассматриваемом весовом терминале благодаря использованию микросхемы AD7710 со встроенными калибровочными коэффициентами предусматривается использование датчиков с различными параметрами наибольшего предела взвешивания что значительно расширяет спектр возможного использования весового терминала.
Управление и настройка весового термина производиться с помощью клавиатуры размещенной на передней панели. С помощью клавиатуры можно изменять следующие параметры:
установка значения веса на ЖКИ равным нулю;
ввод коэффициена калибровки;
ввод параметра тип нуля;
параметры порта передачи данных
минимальная цена деления значения веса;
максимальный предел взвешивания и др.
Основные узлы принципиальной схемы блока ( рис. 1.2). Весовой терминал выполнен на базе микроконтроллера DD9. Таковая частота МК задаётся резонатором ZQ2 (110592 МГц).
Рисунок 1.4 – Принципиальная электрическая схема весового терминала на тензорезисторах
Весовой терминал используется для усиления сигналов датчиков преобразования в цифровой код опроса измерительных каналов обработки результатов измерений. Эксплуатационные возможности цифровых тензометрических весов значительно расширяются c объединением с персональным компьютером. Это позволит например вести непрерывное слежение за изменением массы в течение длительного периода времени в тех или иных процессах с регистрацией в заданные моменты времени. Получаемые данные предоставляется отображать в виде графиков или таблиц изменения массы.
Весовой терминал состоит из следующих основных блоков: усилитель аналогового сигнала АЦП микропроцессора пота связи с ЭВМ. Усилитель используется для усиления низковольтного сигнала от датчика до уровня сигнала который может преобразовать АЦП. АЦП дискретизирует выходные сигналы датчиков силы.
После подачи напряжения питания на схему происходит инициализация микропроцессора проверяется работоспособность всех устройств входящих в весовой терминал. Обращение микропроцессора к АЦП производится путем посылки адреса аналогового канала. После этого начинается преобразование аналогового сигнала в дискретный сигнал. Во время преобразования микропроцессор находится в режиме ожидания конца преобразования. После появления сигнала от АЦП подтверждающего окончание преобразования данные считываются во внутренние регистры микропроцессора. Далее микропроцессор производит обработку данных: линеаризацию учитывает температурную погрешность переводит значение напряжения в значение массы которое затем выводится на ЖКИ дисплей.
Конструктивно весовой терминал выполнен в виде функционально
законченного модуля. Как видно из схемы аппаратные возможности микроконтроллера DD9 исчерпаны полностью.Питающее напряжение поступает на плату модуля с соединителя ХP1.Конденсатор С1 С2 фильтруют пульсации в цепи питания ±5 В. Сразу после подачи питания на выводе 9 микроконтроллера DD9 через цепь R15С16 формируется сигнал системного аппаратного сброса микроконтроллера DD9.Затем выполняется инициализация программы в которой задаются параметры работы весового темнинала и разрешается работа устройства согласно описанному выше алгоритму.
В устройстве использованы резисторы типа SMD 0805 c допуском 5%. Конденсаторы С1 С4 – К50_35 С2 С3 – К1017а. У всех микросхем между цепью питания и общим проводником установлены блокировочные конденсаторы RD_X7R_01мкФ. Потребление устройства по питанию ±5 В не превышает 200 мА. В схеме отсутствуют настройки и регулировки (кроме регулировки яркости ЖКИ дисплея резистором R18). Если монтаж выполнен правильно то она начинает работать сразу после подачи питания.

6РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕСОВОГО ТЕРМИНАЛА НА ТЕНЗОРЕЗИСТОРАХ.docx

6 РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕСОВОГО ТЕРМИНАЛА НА ТЕНЗОРЕЗИСТОРАХ
Расчеты конструкторского плана позволяют оценить соответствие реальные параметров заданным параметрам в техническом задании. К таким расчетам относятся:
- компоновочный расчет;
- компоновочный расчет блока;
- расчет элементов печатного монтажа;
- расчет помехоустойчивости;
- расчет вибропрочности устройства;
- расчет надежности устройства.
1 Компоновочный расчет
Исходными данными для расчета являются перечень элементов схемы электрической принципиальной необходимые типоразмеры и установочные размеры ЭРЭ. Численные значения установочных размеров ЭРЭ приведем в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Установочные площади элементов весового терминала на тензорезисторах
Установочная площадь мм2
Установочная суммарная площадь мм2
Конденсаторы RD 5х11
Продолжение таблицы 6.1
Итак согласно таблице 6.1 суммарная площадь всех элементов платы составляет:
Принимаем коэффициент заполнения kЗ=03 (т.к. используются в основном SMD элементы).
Площадь платы найдем по формуле 1:
где S – суммарная площадь всех элементов мм2;
Sплаты– площадь платы мм2;
m – количество сторон монтажа.
Тогда коэффициент заполнения:
Sплаты=338991031=112997 мм2 (6.3)
Размер платы: 150×100 мм
Численные значения установочных объемов элементов приведем в виде таблицы 6.2.
Согласно таблице 6.2 суммарный установочный объем всех элементов составляет:
Коэффициент заполнения по объему (kз) из конструктивных соображений принимается равным 02.
Таблица 6.2 –Установочные объёмы элементов весового терминала на тензорезисторах
Установочный объем мм3
Установочный суммарный объем мм3
Ориентировочно определяем реальный объем разрабатываемой конструкции по формуле 6.4:
Vреал=184231102=9211515 мм3
Окончательные габариты корпуса: 180×130×45 (мм).
2 Расчет элементов печатного монтажа
Выбирая конструкцию печатной платы рассчитывая параметры линий связи и подготавливая технологическое оборудование для изготовления печатных плат мы должны определить такие параметры печатной платы как ширина и шаг трассировки печатных проводников; диаметр контактных площадок; число проводников которое можно провести между двумя соседними отверстиями; диаметр отверстий в плате до и после металлизации.
При расчете печатной платы необходимо учитывать и особенности производства допуски на всевозможные отклонения параметров элементов печатного монтажа установочные характеристики корпусов ЭРЭ.[7]
Класс точности определяет наименьшие минимальные значения основных размеров конструктивных элементов.
Таблица 6.3 –Классы точности печатных плат
Мин. ширина проводникаt мм
Мин. расстояние между центрами проводников. S мм
Мин. ширина гарантийного пояска B мм
Отношение диаметра мин.отв. к толщине ПП (γ)
Расчет печатного монтажа состоит из трех этапов: расчет по постоянному и переменному току и конструктивно-технологический расчет.
Исходя из технологических возможностей производства выбираетсяметод изготовления и класс точности ИИ. ПП изготавливаем комбинированным позитивным методом. Точности выполнения элементов конструкции проектируемая печатная плата относится к 3-му классу точности.
Быстродействие установочные размеры эксплуатационные характеристики технологические особенности автоматизация и т.п. влияют на выбор размеров и конфигурации ПП. Необходимо выбирать размеры и конфигурацию ПП по ГОСТ 10317-79.
Толщину ПП определяют в зависимости от механических нагрузок на ПП. Так же определяется диаметром отверстий. Обычно выполняется правило:
do – минимальный диаметр отверстий.
) Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления мм:
bmin=Imaxjдопt (6.7)
Jдоп – допустимая плотность тока выбирается в зависимости от метода изготовления ИИ (таблица 6.4);
t – толщина проводника мм.
Таблица 6.4 Допустимая плотность тока в зависимости от метода изготовления
bmin=1480035=06 мм (6.8)
) Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий d:
где dэ – максимальный диаметр вывода устанавливаемого ИЭТ мм;
dH.O– нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия (определяется классом точности ПП и диаметром отверстия) [9] мм;
r – разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ИЭТ ее выбирают в пределах 01.. .04 мм.
Диаметры монтажных и переходных отверстий металлизированных и не металлизированных должны соответствовать ГОСТ1031779. Предпочтительные размеры монтажных отверстий выбирают из ряда 06; 07; 08; 09; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 20мм.
Подставив данные о диаметрах выводов элементов в формулу получим:
) Наименьший номинальный диаметр контактной площадки определяется по следующей формуле:
D=(d+dв.о.)+2b+tв.о.+2dтр+(Td2+TD2+tн.о.2)12 (6.10)
где Δdв.о. – верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;
Δdтр – величина подтравливания диэлектрика которая для МПП принимается равной 003 мм для ОПП ДНИ и ГПК – нулю;
Тd – позиционный допуск расположения оси отверстия;
TD – позиционный допуск расположения центра контактной площадки;
Δtв.о. – верхнее предельное отклонение диаметра контактной площадки;
Δtн.о. – нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки;
b – гарантированный поясок.
Гарантированный поясок для третьего класса точности равен 01 мм.
Расчетную величину диаметра контактной площадки следует округлять в большую сторону до десятых долей миллиметра. Для контактных площадок формой отличной от круглой диаметр определяется диаметром вписанной окружности с центром в узле координатной сетки.
Диаметры контактных площадок рекомендуется выполнять возможно большего размера. У неметаллизированных отверстий площадь контактной площадки без учета площади отверстия должна быть не менее 25 мм печатных плат 1- и 2-го классов точности и не менее 16 мм2 – для 3 -го класса.
Т.к. проектируемая ПП будет иметь третий класс точности то наименьшие номинальные значения основных размеров элементов конструкции ПП данного устройства для узкого места будут следующие:
Произведем расчеты.
) Определяет ширину проводников. Минимальная ширина проводников для ДПП и наружных слоев МПП изготовляемых комбинированным позитивным методом:
При фотохимическом способе получения рисунка:
bmin=b1min+15hф+003 (6.11)
где b1min–минимальная эффективная ширина проводника b1min=010 мм (для плат 3-го и 4-го класса точности).
bmin=01+150035+003=0183 мм
Максимальная ширина проводника:
bmax=bmin+002..006 (6.12)
bmax=0183+002=0203 мм
) Определяет минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка.
Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:
S1min=L0-Dmax2+p+bmax2+l (6.13)
где L0 – расстояние между центрами рассматриваемых элементов;
l – допуск на расположение проводников [9].
S1min06=13-1332+015+022+005=033 мм
S1min15=2-2532+015+022+005=043 мм
Минимальное расстояние между двумя контактными площадкой:
S1min=L0-Dmax+p (6.14)
S1min06=25-133+015=1 мм
S1min15=35-253+015=082 мм
Минимальное расстояние между двумя проводниками:
S1min=L0-Dmax+l (6.15)
S1min06=15-133+005=012 мм
S1min15=28-253+005=022 мм
3 Расчет механической прочности печатной платы
Для того чтобы проверить насколько хорошо защищено проектируемое устройство от механических воздействий необходимо провести расчеты собственных частот вибраций а затем подобрать соответствующие виброизоляторы.
Так как универсальный весовой терминал на тензорезисторах предполагается использовать без виброизоляторов то в этом случае платы является единственной колебательной системой.
Жесткость плат зависит от материала формы геометрических размеров и способа закрепления.
Печатная плата разрабатываемого прибора изготовлена из стеклотекстолита марки СФ2-35-15. Она имеют прямоугольною форму: a×b×h= 150мм×100мм×15мм
Расчет собственной частоты колебания плат позволяет подобрать основные параметры их конструкции исключающие возможности появления резонанса. При расчете платы ее представляют в виде тонкой пластины так как отношение толщины платы к наименьшему из двух размеров меньше чем 1:10.
При расчете платы-пластины принимают следующие упрощения:
толщина платы постоянна;
ЭРЭ на плате располагаются равномерно на ее поверхности;
изгибные деформации при колебаниях малы по сравнению с толщиной упругие деформации подчиняются закону Гука;
материал пластины идеально упругий однородный и изотропный;
“нейтральный” слой при поперечных колебаниях не подвержен деформациям растяжения (сжатия).
Для данного способа закрепления платы поправочный коэффициент учитывающий способ закрепления равен:
Ka=22371+0.61ab2+ab4 (6.16)
где а – длина большей стороны;
b– длина меньшей стороны.
Ka=22371+0.61015012+015014=6062
Цилиндрическая жесткость платы равна:
где Е – модуль упругости материала платы Е =331010 Нм2;
h – толщина печатной платы h = 1510-3 м;
γ – коэффициент Пуассона для материала платы = 022.
D=3310101510-33121-0222=1006
Распределенная по площади масса платы и ЭРЭ:
где ρ – удельная плотность материала платы = 205103 кгм3;
mЭ – масса элементов mЭ= 0109 кг.
m''=2051031510-3+010901501=1034 кгм-2 (6.22)
Определим частоту собственных колебаний плат:
f0=60622314015210061034=42043 Гц
В результате механических воздействий печатная плата подвержена усталостному разрушению в особенности при возникновении механического резонанса чаще всего усталостные отказы проявляются в виде обрыва проводников разрушения паяных соединений нарушения контактов в разъемах. Подобные разрушения можно предотвратить если обеспечить разные частоты собственных колебаний платы и рамки.
При вибрациях на относительно низких частотах f 400 Гц наиболее опасными являются амплитуды поперечных колебаний: происходит разрушение выводов в местах пайки. На сравнительно высоких частотах f > 400 Гцвиброскорости вызывают в элементах усталостные явления. Для предупреждения таких отказов при функционировании электронного устройства надо выполнить условия: амплитуда изгибных колебаний не должна превышать ≤ 310-4м а виброскорость ≤ 08 мс-1.
Как упругая пластина ПП может подвергнуться усталостному разрушению при действии циклических нагрузок в особенности при резонансе. В результате нарушаются контактные соединения в разъемах разрушаются пленочные проводники места пайки и т.д. Подобные отказы в работе РЭС в какой-то мере можно избежать выполнив условие (6.14) и обеспечив тем самым достаточную усталостную долговечность платы в вибрационном поле:
f≥3gnвmax0003b2 (6.20)
где f0 – минимальная частота собственных колебаний платы;
g – ускорение свободного падения. Так как применение устройства в условиях высокогорья не предполагается то принимаем g = 981 мс2;
– безразмерная постоянная выбираемая в зависимости от частоты собственных колебаний и воздействующих ускорений.
f≥3259850003902244 Гц(6.25)
Следовательно условие (6.17) выполняется: 42043 Гц >244 Гц.
Амплитуда изгибных колебаний по формуле (6.18):
Az=nb4f02≤310-4 (6.21)
где nb – максимальные вибрационные перегрузки выраженные в един. g;
f0 – минимальная частота собственных колебаний платы.
Az=542442=210-5 (6.22)
Условия (6.24) и (6.26) выполняются. Следовательно проектируемая печатная плата будет иметь достаточную усталостную прочность при гармонических вибрациях.
4 Расчет электромагнитной совместимости
В радиоэлектронных изделиях печатные проводники электрически объединяющие те или иные элементы схемы проходят на достаточно близком расстоянии друг от друга и имеют относительно малые размеры сечения. При большом времени переключения и малых тактовых частотах параметры печатных проводников соединяющие вводы одних элементов со входами других не оказывают существенного воздействия на быстродействие всей схемы в целом и на помехоустойчивость элементов.
С уменьшением времени переключения (в микроэлектронных изделиях оно составляет единицы наносекунд) большое значение имеют степени влияния линий связи (сопротивления емкости индуктивности и т.д.) друг на друга (паразитная емкость взаимоиндуктивность и т.д.). Постоянный ток в печатных проводниках распределяется равномерно по его сечению при условии что материал проводника однороден и не имеет локальных посторонних включений других веществ.
Рассчитаем сопротивление проводника по формуле:
где – удельное объемное электрическое сопротивление проводника
= 00175 мкОмм – для медных проводников полученных методом химического травления;
b – ширина проводника мм. ;
tn – толщина проводника мкм.
R=00175102535=0002 Ом (6.24)
Рассчитаем допустимый ток в печатном проводнике:
Imax=10-3γдопbtn (6.25)
где доп – допустимая плотность тока доп=30 Амм2 для проводников полученных методом химического травления.
Imax=10-33002535=026 А (6.26)
Далее найдем паразитные емкости и индуктивности печатного монтажа в наиболее критических местах печатной платы (рис. 6.1).
Рисунок 6.1 - Фрагмент печатной платы
Емкость между двумя параллельными проводниками расположенных на одной стороне платы находится по формуле:
C=012rlпlg2ab+tn (6.27)
где – диэлектрическая проницаемость среды между проводниками расположенных на наружных поверхностях платы покрытой лаком;
b - ширина проводника мм;
tn – толщина проводника мм;
а - толщина диэлектрика мм.
где п и л– диэлектрические проницаемости материала платы и лака (для стеклотекстолита П = 6 для лака ЭП Л =4).
C=0125710-3lg20810-302510-3+3510-60005 пФ (6.30)
Собственная индуктивность печатного проводника:
L=00002lnlg2lntn+b+02235tn+bln+05 (6.31)
L=000027lg273510-3+025+022353510-3+0257+05==0003 Гн
Индуктивность двух параллельных печатных проводников:
L=00004lnlga+btn+b-a-bln+02235tn+bln+15 (6.32)
L=000047lg08+0253510-3+b-08-0257+022353510-3+0257+15=0005 Гн.
5 Оценка теплового режима
Конструкция РЭА представляет собой систему тел с сосредоточенными источниками тепла. Получить аналитические решения в задачах теплообмена таких систем весьма сложно. Чтобы обеспечить возможность математического анализа переходят от реальных конструкций к некоторым условным понятиям заменяя эти конструкции тепловыми моделям.
Пространство заполненное теплорассеивающими элементами называют нагретой зоной. Реальное теплоотражающее пространство обычно имеет весьма неправильное расположение источников тепла.
Среднеповерхностная температура и перегрев этого пространства обозначаются соответственно и . В тепловой модели реальная поверхность нагретой зоны заменяется изотермической поверхностью некоторого прямоугольного параллелепипеда с той же температурой и перегревом и с равномерно распределенными источниками тепла. Это - изотермическая поверхность эквивалентной нагретой зоны. Причем если источник тепла заметно изменяется по высоте платы или условия теплообмена одной части платы резко отличаются от условий теплообмена другой части платы то проводят более подробную разбивку.
Поверхность корпуса в тепловой модели также заменяется изотермической поверхностью имеющей среднеповерхностную температуру и перегрев и . В результате введения тепловых моделей и понятия эквивалентной нагретой зоны становится возможным математическое описание процессов теплообмена РЭА и создание инженерных методик тепловых расчетов.
Расчет теплового режима РЭА проводим при следующих допущениях: конструкция разрабатываемого устройства не имеет теплонагруженных элементов и как следствие температурное поле распределено по плате равномерно.
Проводим расчет теплового режима устройства контроля параметров качества электрической энергии:[9]
Определяем площадь поверхности корпуса:
Sk=2L1L2+L1+L2L3 (6.33)
где L1L2 L3 – габаритные размеры блока.
L1=015м L2=01 м L3=0045 м.
Sk=201501+015+010045=0026 м2
Определяем поверхность нагретой зоны:
SЗ=2L1L2+L1+L2KЗL3 (6.34)
где L1 L2L3–размеры нагретой зоны;
– коэффициент заполнения. .
SЗ=201501+015+01004505=002 м2
Определяем удельную мощность рассеиваемую с поверхности нагретой зоны:
где P – мощность источников тепла рассеиваемая в аппарате.
где РП – мощность потребляемая устройством;
КН – коэффициент нагрузки (04..08).
Определяем удельную мощность рассеиваемую поверхностью корпуса:
Определяем коэффициент являющийся функцией удельной мощности корпуса:
=01472qK-02969210-3qk2+01312710-6qk3 (6.38)
=0147258-02969210-3582+01312710-6583=084
Определяем коэффициент являющийся функцией удельной мощности нагретой зоны:
= 01390q3- 0122310-3q32+ 00698 10-6q33 (6.39)
= 0139075- 0122310-3753+ 00698 10-6 753=099
Находим коэффициент зависящий от давления окружающей среды:
kH1=082+10925+4610-5H1 (6.40)
где Н1=105Па давление окружающей среды.
kH1=082+10925+4610-5105=1
Определяем коэффициент зависящий от давления внутри корпуса:
kH2=08+1125+5810-5H2 (6.41)
где Н2=105Па – давление внутри корпуса.
kH2=08+1125+5810-5105=1
Определяем перегрев корпуса:
Определяем перегрев нагретой зоны:
З=093KП1KH1+KH22093-1 (6.43)
З=0930650841+1099093-084=064
Определяем температуру корпуса:
где - верхнее значение температуры окружающей среды
Определяем температуру нагретой зоны:
Полученные результаты свидетельствуют о удачно проведенном тепловом расчете т.к. расчетные числовые значения температур меньше предельно допустимых значений обеспечивающих безотказную работу блока управления в течение заданного отрезка времени непрерывной работы.

8РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ.docx

8 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ УСТРОЙСТВА
1 Расчёт показателей технологичности конструкции.
Проектирование технологического процесса (ТП) сборки и монтажа радиоэлектронной аппаратуры начинается с изучения исходных данных (ТУ и технических требований комплекта конструкторской документации программы выпуска и т.д.). На данном этапе основным критерием определяющим пригодность аппаратуры к промышленному выпуску является технологичность конструкции.
Под технологичностью конструкции (ГОСТ 18831-73) понимают совокупность её свойств проявляемых в возможности оптимальных затрат труда средств материалов и времени при технической подготовке производства изготовлении эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями конструкций изделий аналогичного назначения при обеспечении заданных показателей качества.
Вид изделия объём выпуска тип производства и уровень развития науки и техники являются главными факторами определяющими требования к технологичности конструкции изделия. Для оценки технологичности конструкции используются многочисленные показатели которые делятся на качественные и количественные. К качественным относят взаимозаменяемость регулируемость контролепригодность и инструментальную доступность конструкции. Количественные показатели технологичности конструкций согласно ГОСТ 14.201-73 ЕСТПП классифицируются на:
- базовые (исходные) показатели регламентируемые отраслевыми стандартами;
- показатели достигнутые при разработке изделий;
- показатели уровня технологичности конструкции определяемые как отношение показателей технологичности разрабатываемого изделия к соответствующим значениям базовых показателей.
Номенклатура показателей технологичности конструкций выбирается в зависимости от вида изделия специфики и сложности конструкции объёма выпуска типа производства и стадии разработки конструкторской документации. Отработка конструкций на технологичность в соответствии с ГОСТ 14.201-73 ЕСТПП включает:
повышение серийности посредством стандартизации унификации и группирования изделий и их элементов по конструктивным признакам;
ограничение номенклатуры элементов и применяемых материалов;
преемственность освоенных в производстве конструктивных решений;
снижение массы изделий;
применение высокопроизводительных типовых технологических процессов и средств технического оснащения;
рациональное выполнение конструкций обеспечивающих удобство технического обслуживания и ремонта.
Базовые показатели технологичности блоков электронных устройств в соответствии со стандартом отраслевой системы технологической подготовки производства ОСТ 4 ГО.091.219-81 “Методы количественной оценки технологичности конструкций изделий РЭА” определяются для 4-х основных групп: электронных радиотехнических электромеханических и коммутационных.
Для каждого блока рассчитывают семь показателей технологичности каждый из которых имеет свою весовую характеристику i величина которой зависит от порядкового номера частного показателя в ранжированной последовательности и рассчитывается по формуле (7.1):
где q – порядковый номер ранжированной последовательности частных показателей.
Таблица 8.1-Состав показателей технологичности
Коэффициенты технологичности
Применения микросхем и микросборок
Автоматизации и механизации монтажа
Автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу
Автоматизации и механизации регулировки и контроля
Применения типовых ТП
Прогрессивности формообразования деталей
Затем на основании расчёта всех показателей вычисляют комплексный показатель технологичности
где Нэ.мс – общее число дискретных элементов заменённых микросхемами и микросборками;
Ниэт – общее число ИЭТ не вошедших в микросхемы.
Кмс=15001555=096; (8.4)
Коэффициент автоматизации и механизации монтажа
где Нмм – количество монтажных соединений ИЭТ которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом (для блоков на печатных платах (ПП) механизация относится к установке ИЭТ и последующей пайке волной припоя);
Нм – общее количество монтажных соединений.
Кмм=278336=083 (8.6)
Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:
где НмпИЭТ – количество ИЭТ подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов; в числоихвключаются ИЭТ не требующие специальной подготовки (патроны реле разъёмы и т.д.);
НИЭТ – общее число ИЭТ которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.
Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:
где Нарк – число операций контроля и настройки выполняемых на автоматических и полуавтоматических стендах;
Нрк – общее количество операций контроля и настройки.
Визуальный и электрический контроль обязательны.
Коэффициент повторяемости ИЭТ
где Нт.ор.ИЭТ – количество типоразмеров оригинальных (разработаны и изготовлены впервые по ТУ типоразмер определяется компоновочным размером и стандартом на элемент) ИЭТ в РЭС;
Нт.ИЭТ– общее число типоразмеров.
Кпов.ИЭТ=1-317=0.82 (8.11)
Коэффициент применения типовых ТП
где ДтпиЕтп – число деталей и сборочных единиц (ДСЕ) изготав-ливаемых с применением типовых и групповых ТП;
Д иЕ – общее число деталей и сборочных единиц кроме крепежа.
Коэффициент прогрессивности формообразования деталей
где Дпр – детали изготовленные по прогрессивным ТП (штамповка прессование из пластмасс литьё порошковая металлургия.
Таблица 8.2 - Численные значения показателей
Автоматизации подготовки ИЭТ к монтажу
Повторяемости микросхем
Применения типовых техпроцессов
Автоматизации контроля и регулировки
Подставляя значения полученные из формул (43 – 49) в выражение (8.2) получим значение комплексного показателя технологичности:
Так как комплексный показатель технологичности больше нормативного (0873 > 08) то конструкция изделия технологична.
2 Разработка технологической схемы сборки изделия
Технологическим процессом сборки называют совокупность операций в результате которых детали соединяются в сборочные единицы блоки стойки системы и изделия. Простейшим сборочно-монтажным элементом является деталь которая согласно ГОСТ 2101-68 характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений.
Сборочная единица является более сложным сборочно-монтажным элементом состоящим из двух или более деталей соединенных разъемным или неразъемным соединением. Характерным признаком сборочной единицы является возможность ее сборки отдельно от других сборочных единиц.
Технологическая схема сборки изделия является одним из основных документов составляемых при разработке технологического процесса сборки. Расчленение изделия на сборочные элементы проводят в соответствии со схемой сборочного состава при разработке которой руководствуются следующими принципами:
схема составляется независимо от программы выпуска изделия на основе сборочных чертежей электрической и кинематической схем изделия;
сборочные единицы образуются при условии независимости их сборки транспортировки и контроля;
минимальное число деталей необходимое для образования сборочной единицы первой ступени сборки должно быть равно двум;
минимальное число деталей присоединяемых к сборочной единице данной группы для образования сборочного элемента следующей ступени должно быть равно единице;
схема сборочного состава строится при условии образования наибольшего числа сборочных единиц;
схема должна обладать свойством непрерывности т.е. каждая последующая ступень сборки не может быть осуществлена без предыдущей;
Наиболее широко распространены два типа схемы сборки:
веерного" типа. Достоинством этой схемы является ее простота и наглядность но она не отражает последовательности сборки во времени;
с базовой деталью. Данная схема указывает временную последовательность сборочного процесса. В большинстве случаев базовой деталью служит плата панель шасси и другие элементы несущих конструкций изделия. [18]
Для определения количества устанавливаемых ЭРЭ и ИМС на платы в ходе выполнения сборочных операций необходим предварительный расчёт ритма:
где N– расчётная программа выпуска.
ФД – действительный фонд времени за плановый период:
где Д – количество рабочих дней в расчётном периоде (21 деньмес);
s– количество смен (1 смена);t – время одной смены ч (8).
Крег.пер. – коэффициент регламентированных перерывов (094 095).
где - коэффициент технологических потерь (25%);
N0 - заданная программа выпуска (10000 шт).
Так как изготовление базовой детали в составе проектируемого устройства займёт около трети времени сборки всего блока то для дальнейших расчётов можно использовать ритм = 11213 = 374 мин.
Количество элементов устанавливаемых на i-й операции должно учитывать соотношение:
где Ti- трудоемкость i-й операции сборки.
Правильно выбранная схема сборочного состава позволяет установить рациональный порядок комплектования сборочных единиц и изделия в процессе сборки. При переходе от схемы сборочного состава к технологической схеме сборки и расположении операций во времени необходимо учитывать следующее:
сначала выполняются те операции ТП которые требуют больших механических усилий и неразъемных соединений;
активные ЭРЭ устанавливают после пассивных;
при наличии малогабаритных и крупногабаритных ЭРЭ в первую очередь собираются малогабаритные ЭРЭ;
заканчивается сборочный процесс установкой деталей подвижных соединений и ЭРЭ которые используются в дальнейшем для регулировки;
контрольные операции вводят в ТП после наиболее сложных сборочных операций и при наличии законченного сборочного элемента;
в маршрутный технологический процесс вводят также те операции которые непосредственно не вытекают из схемы сборочного состава но их необходимость определяется техническими требованиями к сборочным единицам например влагозащита и т.д.
3 Анализ вариантов маршрутных технологий выбор технологического оборудования и оптимизация процесса сборки
При разработке маршрутной технологии необходимо руководствоваться следующим:
при поточной сборке разбивка процесса на операции определяется тактом выпуска (ритмом сборки) причем время затрачиваемое на выполнение каждой операции должно быть равно или кратно ритму;
предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих;
на каждом рабочем месте должна выполняться однородная по характеру и технологически законченная работа;
после наиболее ответственных операций сборки а также после регулировки или наладки предусматривают контрольные операции;
применяют более совершенные формы организации производства - непрерывные и групповые поточные линии линии и участки гибкого автоматизированного производства (ГАП).
При выполнении дипломного проекта необходимо разработать оптимальный вариант маршрутной технологии сборки и монтажа изделия. При этом необходимо руководствоваться схемами типовых технологических процессов сборки блоков РЭА с применением микросхем и навесных ЭРЭ (ОСТ 4ГО.054.267 ред. 1-81).
Средства технологического оснащения используемые при изготовлении изделий согласно ГОСТ 14.301-73 включают:
технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное);
технологическую оснастку (в том числе инструмент и контрольные приспособления);
средства механизации и автоматизации производственного процесса.
Затраты на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий должны быть представлены в виде отношений: основных времен штучных времен приведенных затрат на выполнение работ. Лучшим вариантом считается тот значения показателей которого минимальные.
Выбор вариантов оборудования характеризующихся степенью механизации и автоматизации должен проводиться исходя из следующих условий:
приведенные затраты на выполнение технологического процесса - минимальные;
период окупаемости оборудования - минимальный.
Важным показателем правильности выбора технологического оборудования является коэффициент загрузки и использования оборудования по основному времени. Коэффициент загрузки оборудования КЗ определяется как отношение расчетного количества единиц оборудования по данной операции nр к принятому (фактическому) количеству nпр:
Расчетное количество единиц оборудования (рабочих мест) определяется как отношение штучного времени данной операции Тшт к такту выпуска в :
Штучное время затрачиваемое на каждую сборку:
где К1– коэффициент зависящий от группы сложности аппаратуры и типа производства (К1=09);
К2 – коэффициент учитывающий подготовительно-заключительное время и время обслуживания в % от оперативного времени (К2=54%).
Результаты расчетов штучного времени сведены в таблицу 8.4.
Таблица 8.3- Результаты расчетов штучного времени
Последовательность операций
Оборудование и оснастка
Установка резисторов и конденсаторов на плату
Полуавтомат для установки элементов на плату УР-10
Установка микросхем на плату
Установка элементов на радиатор
Установка транзисторов и диодов
Полуавтомат для установки ПМЭ на плату УР-10
Пайка элементов волной припоя
Линия пайки автоматизированная ЛПМ-500
Ультразвуковая ванна УЗВ-15
Установка элементов монтажа
Нанесение пасты на плату
Устройство Х-PRINT 305
Пайка элементов ПМ ИК нагревом
Конвекционная печь оплавления припоя X-REFLOW 305
Установка и пайка вилок
Продолжение таблицы 8.3
Шкаф вытяжной 2Ш-НЖ Стол монтажный СМ-3
Электрический контроль
Стенд автоматизированного контроля
Установка кожуха и стойки
Устройство для визуального контроля VS-8 LYNX
Выбор технологического оборудования:
Для установки элементов на плату выбираем полуавтомат УР-10 который является универсальным аппаратом позиционирования для установки SMD элементов выберем автомат установки ЭРЭ Philips MCMIII.
Пайка плат волной припоя будет осуществляться на механизированной линии пайки ETS-250 ERSA. Приведем некоторые технические характеристики этой линии:
Пайка плат волной припоя с шириной до 300 мм;
Механический нагнетатель припоя пенное флюсование;
Масса припоя – 180 кг;
Потребляемая мощность – до 12 кВт;
Скорость конвейера – 03-30 ммин;
Габаритные размеры – 3200х1100х670 мм.
Пайка SMD элементов будет осуществляться в линии ИК пайки lHotflow 212 а нанесение пасты на плату в устройстве Uimpaprint 2000.
Очистка платы. Для очистки от загрязнения будет использоваться ультразвуковой метод.
Технологический процесс ультразвуковой очистки заключается в проведении цикла операций в жидкой среде с наложением ультразвуковых колебаний.
Процесс очистки может быть ступенчатым и непрерывным. При ступенчатом методе детали и узлы проходят очистку последовательно в различным ваннах. При непрерывной очистке детали и узлы перемещаются транспортером в одной ванне в различных зонах которой осуществляется очистка. Моющийся раствор подается навстречу движению конвейера и пропускается через очистительно-регенерационную систему. В мелкосерийном производстве используется ступенчатая промывка в ваннах-вкладышах устанавливаемых в основную ультразвуковую ванну. Транспортировка осуществляется вручную в специальных технологических сетках. Раствор по мере загрязнения заменяется новым. Как правило используется двухступенчатая промывка при повышенных требованиях к чистоте – трехступенчатая. Для очистки будет использоваться ступенчатая промывка в ваннах-вкладышах.
В настоящее время промышленностью не выпускаются ультразвуковые ванны специально предназначенные для очистки узлов и блоков РЭА. Однако можно успешно использовать универсальные ультразвуковые ванны типов УЗВ-0.1 УЗВ-0.25 УЗВ-0.4 УЗВ-М и другие типы ранее выпускавшихся ранее. Для очиски в данном ТП будет использоваться установка УЗВ–15. Ванны установки изготовлены из нержавеющей стали в дно их встроены магнитострикционные излучатели большой мощности. Они снабжены кранами для слива жидкости.
Приведем некоторые технические характеристики:
габаритные размеры: 900х752х970 мм;
внутренние размеры ванны: 700х450х390 мм;
рабочая смесь примерно 82 литра;
потребляемая мощность: 5 кВт;
частота колебаний: 227% кГц;
переменное напряжение 350-480 В;
постоянный ток: 12-25 А;
расход воды для охлаждения: 14 литров в минуту;
тип преобразователя: ПМС-6-22;

0 2 Аннотация.doc

Ил. 8 табл. 16 список лит. – 24 назв;
графическая часть – 7 л. А1.
Весовой ткрминал на тензорезисторах. Дипл. проект по специальности.
Проектирование и производство радиоэлектронных средств". – Мн.: БГУИР
Дипломный проект посвящен проектированию блока весового терминала на
тензорезисторах. В процессе решения поставленных задач использованы
принципы системного подхода теория схемотехнического и конструкторско-
технологического проектирования РЭС аналитические и физико-математические
методы методы компьютерной обработки экспериментальных данных и
компьютерного моделирования. Разработана печатная плата модуля. Приведен
расчет технологичности устройства и технологическая схема сборки. Проведено
технико-экономическое обоснование дипломного проекта разработана
графическая часть проекта.
Управления пользователь определяет и задает самостоятельно. Ключевые
Весовой терминал на тензорезисторах проектная часть расчет параметров
проектируемого изделия схемотехнический анализ.