Разработка конструкции частотомера на базе универсального цифрового прибора (УЦП)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет компьютерного проектирования

Кафедра РЭС













ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

НА ТЕМУ:

Разработка конструкции частотомера на базе УЦП

(универсального цифрового прибора)











Разработал:

Принял:











МИНСК 2002


Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный Университет

Информатики и Радиоэлектроники





Согласовано 

Представитель Заказчика

_______________2001 г

Утверждаю

Представитель Исполнителя

_______________2001г







Техническое задание

на выполнение конструкторской работы на тему:

Разработка конструкции часов-таймера





Представитель Заказчика 

1.Ведущий инженер

Представитель Исполнителя

1.Студент группы 710202













Минск 2001г


Разработка технического задания



1. Назначение.

Разрабатываемые часы-таймер (ЧТ) предназначены для индикации текущего времени, таймер с пряным и обратным отсчетом, будильник.

2. Основание для разработки.

Основанием для разработки ЧТ является задание на дипломное проектирование, приказ по университету от 5 Февраля 2001г. № 53-с.

3. Источники разработки.

ЧТ должен быть разработан на базе существующих схемных решений аналогичных устройств с использованием современной элементной базы.

4. Технические требования.

4.1. Состав изделия и принцип работы.

Функционально ЧТ состоит из следующих узлов:

PIC контроллер управляющий всей работой устройства;

модуль памяти;

индикатора;

клавиатуры;

Принцип работы ЧТ: в обычном режиме часы показывают текущее время, для перехода в режим ‘таймер’ осуществляется клавишей ‘Т’, запуск производит клавишей ‘П’, остановка – ‘С’, для входа в режим будильника нажимают клавишу ‘Б’.

4.2. Технические параметры.

ЧТ должен иметь следующие параметры:

Напряжение питания,В 5

Номинальная выходная мощность на нагрузке (во время срабатывания будильника)(4Ом), 0.1

4.3.Требования к надежности.

Средняя наработка на отказ ЧТ должна быть не менее 4000 часов в нормальных условиях эксплуатации.

Среднее время восстановления ЧТ обслуживающим персоналом должно быть не более 1 часа. После восстановления работоспособности, по окончании ремонтно-восстановительных работ, ЧТ должен сохранять показатели назначения, изложенные в настоящем документе.

Средний срок службы ЧТ не менее 10 лет с учетом проведения ремонтно-восстановительных работ.

4.4. Конструкторско-технологические требования

Конструкция должна обеспечивать свободный доступ к составным элементам изделия при проведении пуско-наладочных и ремонтных работ.

Материалы и комплектующие изделия должны применяться по действующим стандартам и техническим условиям на них.

Конструкция изделия должна обеспечивать сборку при изготовлении без создания и применения специального оборудования. Допускается применение специальных приспособлений.

Показатели технологичности конструкции изделия должны соответствовать ГОСТ 14.201-73.

Габариты – не более 1208017 мм.

ЧТ должны удовлетворять требованиям эргономики по ГОСТ 12.2.032-78, ГОСТ 12.2.033-78 и общим требованиям эстетики по ГОСТ 24750-81.

4.5. Условия эксплуатации

Должен быть рассчитан на эксплуатацию в условиях по ГОСТ 21552-84 (группа 3) при температуре от 5 до 40 С и относительной влажности 40-80% при 25 С. Должен быть устойчив к воздействию атмосферного давления от 84 до 107 кПа (от 630 до 800 мм. рт. ст.), по стойкости к механическим и климатическим воздействиям должен соответствовать требованиям по ГОСТ 21552-84.

4.6. Требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению

Маркировка должна соответствовать требованиям ГОСТ 21552-84. Она должна содержать:

полное торговое наименование по ГОСТ 26794-85;

торговый знак и (или) наименование предприятия-изготовителя;

месяц и год выпуска;

отметку ОТК предприятия изготовителя;

порядковый номер изделия по системе нумерации предприятия-изготовителя;

предупредительные знаки по ГОСТ 12.2.006;

дополнительные требования (определяет предприятие-изготовитель).

Место и способ нанесения маркировки устанавливаются в ТУ на проектируемое изделие.

Упаковка изделия должна производиться согласно требованиям ГОСТ 21552-84.

Упакованные транспортируют транспортом всех видов в соответствии с требованиями ГОСТ 15150-69 (климатическое исполнение УХЛ категория 4.2).

Упакованные следует хранить в условиях для группы 1 по ГОСТ 15150-69.

Срок хранения  не более двух лет.

5. Экономические показатели

Тип производства — мелкосерийное. Предполагаемая программа выпуска — 5000 штук в год.

6. Порядок испытаний

Опытный образец изделия должен быть подвергнут предварительным и приемо-сдаточным испытаниям. Они должны проводиться на соответствие требованиям ТЗ по согласованным и утвержденным программе и методике.


Содержание



1. Расчёт надёжности проектируемого блока

2. Расчёт теплового режима блока в герметичном корпусе

Литература

Приложение


1. Расчёт надёжности проектируемого блока



По справочной литературе определим значения интенсивности отказов, соответствующие в среднем элементам каждой группы [1]:



Группа элементов

Количество элементов в группе n

Интенсивности отказов 

Произведение 

Конденсаторы К10У-15%

ОЖО.460.052 ТУ

4

0,05

0,2

Конденсаторы МБГ10% 16В Гост 7112-54

2

0,25

0,5

Микросхема К1816ВЕ31

УЖ3.322.071 ТУ



1

0,45

0,45

Микросхемы по УЖ3.322.033 ТУ

8

0,4

3,2

Светодиод АЛ324А аАО.806.002 ТУ

2

0,27

0,54

Светодиод АЛ102 аАО.436.601 ТУ

1

0,7

0,7

Резисторы ОМЛТ-0.25Вт10%

ГОСТ 7113-26

10

0,15

1,5

Транзистор К342А ФЫО.336.201 ТУ

1

0,4

0,4

Кварцевые генераторы по

ТУ.04.226.014 ТУ

2

0,37

0,74



–

–

8,23



С помощью обобщённого эксплутационного коэффициента, найденного по справочным таблицам для наземных стационарных условий [1], скорректируем величину , учтя тем самым приближенно электрический режим и условия работы элементов блока. 

Примем Кэ=1,1 (помещение с регулируемой теплотой и влажностью).



(v)= * Кэ

(v)=1.1* 8.23*10-6=9,053*10-61/ч-1



Вероятность безотказной работы:









заданное время работы tз=10000ч.



2. Расчёт теплового режима блока в герметичном корпусе



Исходные данные:

1. Габаритные размеры:



 

 





2. Давление окружающей среды:



 





3. Температура окружающей среды:







4. Коэффициент заполнения:







5. Мощность рассеиваемая в блоке:







6. Мощность рассеиваемая элементом:







7. Площадь поверхности элементов:







Расчёт теплого режима.

Рассчитывается поверхность корпуса блока:









Определяется условная поверхность нагретой зоны:









Определяется удельная мощность корпуса блока:









Рассчитывается удельная мощность нагретой зоны:









5. Находится коэффициент в зависимости от удельной мощности корпуса блока [2] 

6. Находится коэффициент в зависимости от удельной мощности нагретой зоны 

7. Находиться коэффициент, зависящий от атмосферного давления вне корпуса [2] 

8. Находиться коэффициент, зависящий от атмосферного давления внутри корпуса блока 

9. Определяется перегрев корпуса блока:



 



10. Рассчитывается перегрев нагретой зоны:









11. Определяется средний перегрев воздуха в блоке:









12. Рассчитывается удельная мощность элементов:









13. Рассчитывается перегрев поверхности элементов:









14. Рассчитывается перегрев окружающей элементы среды:









15. Определяется температура корпуса блока:



. 



16. Определяется температура нагретой зоны:



 





17. Определяется температура поверхности элементов:









18. Находиться средняя температура воздуха в блоке:









19. Находиться температура окружающей элементы среды:








Литература



1. С.М. Боровиков «Теоретические основы конструирования технологии и надёжности» Минск 1998г.

2. Л.Л. Роткоп «Обеспечение тепловых режимов при конструировании РЭА» Москва 1976г.