Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор

• 1.1 Основные требования к качеству металлокорда
• 1.2 Тензорезисторные датчики
• 1.3 Измерительные схемы датчика

2. Выбор функциональной схемы

3. Расчёт узлов принципиальной схемы

• 3.1 Расчёт аналоговой части.
• 3.1.1 Расчёт элементов генератора.
• 3.1.2 Расчет преобразователя напряжение - ток
• 3.1.3 Расчет параметров тензомостового датчика
• 3.1.4 Разработка принципиальной схемы усилителя
• 3.1.5 Разработка схемы формирователя опорного напряжения
• 3.1.6 Разработка схемы фазочувствительного выпрямителя
• 3.1.7 Расчет параметров фильтра
• 3.1.8 Выбор аналого-цифрового преобразователя
• 3.2 Расчёт цифровой части.
• 3.2.1 Однокристальная ЭВМ КМ1816ВЕ51.
• 3.2.2 Синхронизация МК.
• 3.2.3 Системный сброс.
• 3.2.4 Схема согласования уровней сигналов.
• 3.2.5 Схема индикации временного сопротивления.
• 3.3 Расчет блока питания.
• 3.4 Разработка программного обеспечения

4. Охрана труда

• 4.1 Требования охраны труда в трудовом кодексе РБ

5. Технико-экономическое обоснование дипломного проекта

• 5.1 Определение себестоимости
• 5.1.1 Определение этапов выполнения научно-исследовательской работы и их трудоемкости
• 5.1.2 Определение затрат на основные и вспомогательные материалы
• 5.1.3 Определение затрат на комплектующие и полуфабрикаты
• 5.1.4 Определение транспортно-заготовительных расходов
• 5.1.5 Определение затрат на электроэнергию
• 5.1.6 Определение затрат на оплату труда
• 5.1.7 Определение расходов на социальные нужды
• 5.1.8 Определение общепроизводственных расходов
• 5.1.9 Определение общехозяйственных расходов
• 5.1.10 Определение прочих производственных расходов
• 5.1.11 Производственная себестоимость
• 5.1.12 Определение коммерческих расходов
• 5.1.13 Определение полной себестоимости опытного образца
• 5.2 Определение свободной отпускной цены автоматической системы контроля качества металлокорда
• 5.3 Определение годовых эксплутационных расходов
• 5.4 Основные технико-экономические показатели автоматической системы отбраковки металлокорда

Заключение

Введение

Задачи интенсификации производства, стоящие перед промышленностью и наукой нашей страны, требуют создание новых и совершенствования имеющихся технологических процессов и материалов, строгого контроля качества продукции. Возрастает роль измерений как в научном эксперименте, так и на производстве. Это в полной мере относится к измерениям электрических и неэлектрических величин, методы которых имеют широкую область применения, отличаются универсальностью, быстродействием, совместимостью с новыми техническими средствами.

Новые возможности открылись перед измерительной техникой после появления микропроцессоров. Их применение позволило не только существенно увеличить точность и быстродействие приборов, расширить их функциональные возможности, но и разработать качественно новые «интеллектуальные» устройства, способные производить управление процессом измерения, автоматически выбирать необходимый диапазон измерений, осуществлять автокалибровку, обрабатывать результаты измерений и представлять их оператору в упорядоченной форме. Имеется также возможность объединение нескольких взаимно дополняющих приборов вместе с ЭВМ в единый информационно-вычислительный комплекс.

Усложнение технологических циклов привело к необходимости одновременного определение большого числа параметров и физических величин, возросла роль динамических измерений. Автоматизация сложных производственных процессов неразрывно связанна с применением информационно-измерительных систем, обеспечивающих получение оперативной измерительной информации в должном объеме и эффективное управление течение технологического процесса.

Разработки учёных и инженеров, занятых решением важных и сложных задач научно-технического прогресса, направлены на создание новых, отвечающих современным требованиям строительных конструкций и сооружений, машин, механизмов и аппаратов, на разработку более совершенных систем контроля над работой машин и систем автоматического управления производственными процессами.

Совершенствование машин путём увеличения их производительности, повышения надёжности и долговечности при одновременном сохранении или уменьшении собственной массы и снижении затрат на их производство связано с необходимостью рационального конструирования деталей, узлов и агрегатов при условии использования резервов применяемых материалов.

Человек с каждым годом всё теснее, в работе и быту, применяет электроприборы для контроля и измерения всевозможных неэлектрических величин. Широкий размах исследовательских и экспериментаторских разработок привел к тому, что измерения неэлектрических величин электрическими методами превратилось в наиболее крупную и широко разветвлённую область электроизмерительной техники. Это объясняется тем, что информацию в виде электрических сигналов можно передавать на большие расстояния, регистрировать в виде бумажных распечаток, удобно обрабатывать с помощью различной вычислительной техники, использовать для управления производственными процессами и т.д.

В основу электрических измерений неэлектрических величин положен принцип преобразования её в величину электрическую, которая может быть изменена обычными средствами электроизмерительной техники.

Наиболее важным узлом, с которого начинается измерительный канал, является датчик, представляющий собой устройство, способное воспринимать воздействующую на него физическую величину.

Конечным узлом измерительного канала является измеритель - прибор, отражающий измерительную величину (миллиамперметр, милливольтметр, самописец, цифровое табло и др.). Наиболее перспективным является цифровая обработка, т.к. она даёт возможность избежать потерь информации в аналоговых цепях из-за температурных и других помех.

Данный проект представляет собой модернизацию измерительной системы контроля качества металлокорда. За основу взят прибор немецкой фирмы Zwick/Roell производящей устройства для измерения твёрдости, прочности, химического состава и прочего. Устройство состоит из разрывной машины с гидравлическим приводом и измерительной электроники. Преобразование разрывного усилия осуществляется с помощью тензорезисторного датчика. Микроконтроллер осуществляет обработку сигнала и передаёт данные на IBM PC для дальнейшего учёта.

1. Аналитический обзор

1.1 Основные требования к качеству металлокорда

Контроль качества за выпускаемой продукцией является важной частью производства вообще и производства металлокорда в частности. Государственный стандарт предъявляет определённые требования к качеству корда и методам его проверки. Ниже приведены основные требования к основным параметрам металлокорда и методам их проверки.

Основные параметры металлокорда:

- Металлокорд должен изготовляться типов 4Л22, 4Л22А, 9Л 15/27, 9Л15/27А, 22Л15, 22Л15А, 28Л18, 28Л18А, 29Л18/15, 29Л 18/15А, 40Л 15, 40Л 15А.

- Конструкция, диаметр, основные размеры и параметры должны соответствовать указанным в табл. 1.1. Примеры условного обозначения.

- Металлокорд диаметром 1,20 мм, конструкции (7? 3) ? 0,15+1? 0,15 из латунированной проволоки диаметром 0,15 мм:

м/корд 1,20-22Л15. ГОСТ 14311-85

- Металлокорд диаметром 0,83 мм конструкции (1? 3) *0,15+6*0,265 с индексом А из латунированной проволоки диаметром 0,15 и 0,265 мм:

м/корд 0,83-9Л15/27А ГОСТ 14311-85

Таблица 1.1.

Основные требования к корду

Тип металлокорда	Шаг свивки металлокорда	Разрывное усилие в целом	Прочность связи с резиной
4Л22	9.5-10,5	370(38)	180(18)
4Л22А	9.5-10,5	380(39)	190(19)
9Л15/27	9.5-11,0	890(91)	250(25)
9Л15/27А	9.5-11,0	900(92)	260(27)
22Л15	9.5-10,5	880(90)	250(25)
22Л15А	9.5-10,5	890(91)	260(27)
28Л18	13.0-15.0	1670(170)	340(35)
28Л18А	13.0-15.0	1700(173)	360(37)
29Л18/15	13.0-15.0	1670(170)	340(35)
29Л18/15А	13.0-15.0	1700(173)	360(37)
40Л15	14.5-15,5	1620(165)	340(35)
40Л15А	14.5-15,5	1640(167)	350(36)

Технические требования:

- Металлокорд должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

- Разрывное усилие металлокорда в целом и прочность связи его с резиной должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.1.

- Относительное удлинение при разрыве металлокорда с индексом А должно быть не менее 2%, для металлокорда других типов - не менее 1 %.

- Металлокорд должен изготовляться крестовой свивки (направление свивки металлокорда и направление свивки прядей - противоположны). Направления свивки металлокорда и оплеточной проволоки должны быть противоположными. Металлокорд типов 4Л22, 4Л22А изготовляется спиральной свивки. По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление металлокорда односторонней свивки.

- Пряди металлокорда и металлокорд не должны иметь заломов, перекруток и оборванных проволок.

- Соединение проволок, прядей и сердечника в металлокорде должно проводиться узлом или сваркой. Концы соединяемых проволок и прядей должны быть обрезаны. При этом длина остаточных концов не должна превышать 2 мм. Допускается соединение внешних проволок и прядей в металлокорде методом навивки с последующим соединением узлом или методом прошивки. Расстояние между концами прошивки проволок и прядей должно быть не более 1 м. Разрывное усилие в месте прошивки должно быть не менее 80% от значения, приведенного в табл. 1.1.

- Соединение отрезков металлокорда должно проводиться счалкой или стыковой электросваркой.

Методы испытаний:

- Внешний осмотр металлокорда проводят визуально.

- Диаметр проволоки измеряют скобой по ГОСТ 11098-75 с ценой деления 0,002 мм или микрометрами по ГОСТ 4381-87 и по ГОСТ 6507-78 с ценой деления 0,01 мм, а диаметр металлокорда микрометром по ГОСТ 6507-78 с ценой деления 0,01 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях одного сечения не менее чем в трех местах.

За результат измерения принимают среднее арифметическое шести измерений. Замер диаметра металлокорда типов 22Л15, 22Л15А, 40Л15, 40Л15А, 29Л18/15, 29Л18/15А проводят без оплеточной проволоки и к полученному значению прибавляют значение удвоенного номинального диаметра оплеточной проволоки.

- Шаг свивки металлокорда измеряют на расстоянии не менее 5 м от конца, намотанного на катушку, штангенциркулем по ГОСТ 166-80 или линейкой по ГОСТ 427-75.

Для определения шага свивки на металлокорд накладывают лист бумаги, плотно прижимают его к металлокорду и в месте соприкосновения бумаги с прядями или проволоками проводят боковой стороной грифеля карандаша; на бумаге должны получиться отпечатки прядей или проволок наружного слоя металлокорда. Выбирают участок с наиболее четкими отпечатками. На одном, из отпечатков ставят отметку, от которой отсчитывают количество отпечатков, равное утроенному числу прядей или проволок в наружном слое металлокорда и на последнем отпечатке делают вторую отметку. Расстояние между отпечатками, разделенное на три, будет составлять шаг свивки металлокорда.

Длина металлокорда контролируется перемоткой.

- Разрывное усилие металлокорда определяется на образце без оплеточной проволоки длиной 1 м, отрезанном от каждой отобранной катушки. Для предотвращения раскручивания образца н металлокорда на катушке концы их должны быть закреплены оплавлением или другим способом.

Испытание проводят на разрывной испытательной машине по шкале нагрузок с максимальным усилием, не превышающим разрывное усилие металлокорда более чем в 5 раз. Расстояние между захватами должно быть (225+25) мм. Образец металлокорда должен быть закреплен на разрывной испытательной машине при помощи захватов, обеспечивающих надежность крепления. Скорость нагружения активного захвата должна быть (60+10)мм/мин.

Образец считается выдержавшим испытание, если разрывное усилие металлокорда соответствует требованиям настоящего стандарта независимо от того, в каком месте произошел разрыв. Если разрыв произошел на расстоянии ближе 50 мм от места закрепления образца и разрывное усилие ниже требований стандарта, проводят повторные испытания.

1.2 Тензорезисторные датчики

Измерение разрывного усилия производится с помощью тензодатчиков. Резистивный тензодатчик (тензорезистор) - это измерительный преобразователь, который изменяет свое сопротивление в результате деформации, возникающей при перемещении контролируемого объекта. Согласно ГОСТ 21616-91 [11] тензорезисторы делятся:

по материалу чувствительного элемента на:

а) металлические, которые в зависимости от материала подразделяются на проволочные и фольговые;

б) полупроводниковые.

по количеству чувствительных элементов, их форме и расположению на подложке:

а) одиночные тензорезисторы;

б) тензорезисторные розетки;

в) мембранные тензорезисторные розетки;

г) тензорезисторные цепочки.

по наличию или отсутствию подложки и материалу подложки:

а) на бумажной подложке;

б) на пленочной подложке;

в) на стеклоткани;

г) на металле;

д) со свободными чувствительными элементами (без подложки).

по способу установки на поверхность объекта:

а) приклеиваемые;

б) привариваемые;

в) устанавливаемые методом газоплазменного или плазменного напыления жаростойких окислов.

по диапазону измеряемой деформации:

а) для измерения упругих деформаций (предел измерения деформации в диапазоне 3000 млн^-1 (или мкм/м));

б) для измерения упругопластчных деформаций (предел измерения деформации за пределами диапазона 3000 млн^-1).

по наличию или отсутствию термокомпенсации:

а) термокомпенсированные;

б) частично-термокомпенсированные;

в) нетермокомпенсированные.

Номинальная база тензорезистора выбирается из ряда:

0,3; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 10,0; 15,0;20,0; 50,0; 100,0; 200,0 мм.

с допуском

20% до 5 мм включительно;

10% более 5мм.

Номинальное сопротивление выбирается из рядов:

50, 100, 200, 400, 800 Ом;

60, 120, 350, 700, 1000 Ом.

В соответствии с [12], [14] и [19] тензорезисторный преобразователь (тензорезистор) представляет собой проводник, изменяющий свое сопротивление при деформации сжатия-растяжения. При деформации проводника изменяются его длина l и площадь поперечного сечения Q. Деформация кристаллической решетки приводит к изменению удельного сопротивления . Эти изменения приводят к изменению сопротивления проводника

(1.1.)

Рис. 1.1.

Этим свойством обладают в большей или меньшей степени все проводники. В настоящее время находят применение проводниковые (фольговые, проволочные и пленочные) и полупроводниковые тензорезисторы. Наилучшим отечественным материалом для изготовления проводниковых тензорезисторов, используемых при температурах ниже 180°С, является константан. Зависимость сопротивления R от относительной деформации с достаточной точностью описывается линейным двучленом

. (1.2.)

где: R₀ - сопротивление тензорезистора без деформации;

S_T - тензочувствительность материала.

Тензочувствительность константана лежит в пределах 2,02,1. Нелинейность функции преобразования не превышает 1%.

Фольговые тензорезисторы представляют собой тонкую лаковую пленку, на которую нанесена фольговая тензочувствительная решетка из константана толщиной 412 мкм (рис. 1.1.). Решетка сверху покрыта лаком. Фольговые тензорезисторы нечувствительны к поперечной деформации вследствие малого сопротивления перемычек, соединяющих тензочувствительные элементы.

Проволочный тензорезистор имеет аналогичное устройство, но его решетка выполнена из константановой проволоки толщиной 2050 мкм. По метрологическим и эксплуатационным характеристикам проволочные преобразователи уступают фольговым.

Фольговые и проволочные тензорезисторы обычно имеют длину 520 мм, ширину 310 мм. Их номинальное сопротивление равно 50, 100, 200, 400 и 800 Ом. Параметры тензорезисторов общего назначения регламентирует ГОСТ 21616-91. металлокорд отбраковка фазочувствительный выпрямитель

Полупроводниковые тензорезисторы представляют собой пластинку монокристалла кремния или германия длиной 510 мм, шириной 0,20,8 мм. К ее торцам приварены выводные проводники. Номинальное сопротивление лежит в пределах 50-800 Ом. Свойства полупроводниковых и металлических преобразователей сильно различаются. Чувствительность полупроводниковых преобразователей может быть как положительной, так и отрицательной и лежит в пределах S_T = 55130. Как сопротивление, так и чувствительность сильно зависят от температуры. Недостатком является также большой разброс параметров и характеристик.

Тензорезисторы применяются для преобразования деформации деталей в изменение сопротивления. Для этого они приклеиваются к этим деталям и испытывают одинаковые с ними деформации.

Резистивные тензодатчики разбиваются на два класса: 1) металлические и полупроводниковые датчики и 2) эластичные датчики. Первые пригодны для измерения только очень малых перемещений (< 20 мкм) и, как правило требуют приложения довольно значительных сил в процессе измерения. Они широко используются в качестве вторичных преобразовательных элементов при измерениях силы, давления и ускорения. С другой стороны, преобразователи эластичного типа способны измерять большие перемещения, достигающие 50% их длины в исходном состоянии, благодаря чему они особенно подходят для регистрации статических и динамических изменений, происходящих в кровеносных сосудах, камерах сердца и др.

Сопротивление провода, имеющего площадь поперечного сечения S, длину L и удельное электрическое сопротивление , определяется выражением

. (1.3.)

При растяжении такого провода площадь его поперечного сечения уменьшается, что приводит к увеличению полного сопротивления провода. Кроме того, поскольку при деформации изменяется кристаллическая (решеточная) структура материала провода, может также измениться и его удельное сопротивление; это, как правило, приводит к еще большему увеличению сопротивления. Оба эффекта учтены в следующем выражении:

. (1.4.)

где R/R - относительное изменение сопротивления; - коэффициент Пуассона: = - (D/D)/(L/L); L/L - относительное изменение длины; D/D - относительное изменение диаметра; / - относительное изменение удельного сопротивления.

Первый член в правой части (1.4) соответствует геометрическим изменениям, второй - изменению удельного сопротивления при деформации (так называемый пьезорезистивный эффект).

Для того чтобы можно было сравнивать рабочие характеристики различных тензочувствительных материалов, вводится коэффициент тензочувствительности материала (часто называемый также чувствительностью к деформации). Он определяется как

. (1.5.)

Для большинства металлов коэффициент Пуассона равен приблизительно 0,3; поэтому G 1,6.

В табл. 1.2. приведены коэффициенты тензочувствительности и температурные коэффициенты сопротивления для различных тензочувствительных материалов. Обратим внимание, что для полупроводниковых материалов коэффициенты тензочувствительности в 50-70 раз больше, чем для металлов. Кроме того, если коэффициент тензочувствительности металла определяется в основном изменениями размеров датчика, то в случае полупроводника доминирующую роль играет пьезорезистивный эффект. Преимущество полупроводниковых тензодатчиков - более высокое значение коэффициента тензочувствительности; к сожалению, эта положительная характеристика «компенсируется» слишком большим температурным коэффициентом сопротивления.

Таблица 1.2.

Свойства тензочувствительных материалов

Материал	Состав, %	Коэффициент тензочувствительности	ТКС, °С~'-1<Г!
Константан (улучшенный)	Ni45, Cu55	2,1	±2
Изоэластик	Ni36, Сr8, (Mn, Si, Мо)4, Fe52	3,52...3,6	+17
Карма	Ni74, Сr20, Fe3, Cu3	2,1	+2
Манганин	Cu84, Mn12, Ni4	0,3...0,47	±2
Сплав 479	Pt92, W8	3,6...4,4	+24
Никель	Чистый	-12...-20	670
Нихром	Ni80, Cr20	2,1...2,63	10
Кремний	(р-типа)	100...170	70...700
Кремний	(n-типа)	-100...-140	70...700
Германий	(р-типа)	102
Германий	(n-типа)	-150

Существуют два типа проволочных тензодатчиков: свободные и приклеиваемые. Свободный тензодатчик представляет собой провод, натянутый в изолирующей среде, например в воздухе, между двумя точками деформируемого объекта. Исходная растягивающая нагрузка, прикладываемая к тензодатчикам, должна превышать любую ожидаемую сжимающую нагрузку для предотвращения сжатия проводов до провисания. Заметим также, что в датчике может рассеиваться только ограниченное количество тепла, что определяет максимальное прикладываемое к нему напряжение; без этого ограничения по тепловому режиму тепловое расширение проводов в каждом плече моста приводило бы к ослаблению их натяжения.

Приклеиваемый тензодатчик жестко закрепляется на деформируемой поверхности (приклеивается к ней) в качестве тензочувствительного элемента используется металлическая проволока, фольга (пленка), получаемая путем травления (вакуумного напыления), или полоска полупроводника. Нелинейность таких тензодатчиков приблизительно 1%.

Значительный прогресс в технологии тензодатчиков в 60-х гг. связан с разработкой и выпуском полупроводниковых тензочувствительных элементов. Как видно из табл. 1.2., преимущество таких элементов - высокое значение коэффициента тензочувствительности. Датчики на основе этих элементов лучше всего подходят для динамических измерений, но могут быть также использованы для кратковременной фиксации уровней статической деформации.

Кремниевые тензодатчики, например, формируются из монокристалла кремния, тип и уровень легирования и ориентация которого являются важнейшими конструктивными параметрами. Kоэффициент тензочувствительности таких датчиков существенно зависит от удельного сопротивления (определяемого легированием) и ориентации кристалла.

Приклеиваемые полупроводниковые датчики нарезаются из специально обработанных кремниевых кристаллов как п-, так и р-типов, причем коэффициенты тензочувствительности для этих двух групп датчиков имеют разные знаки. Их главная особенность - очень высокие значения коэффициента тензочувствительности (порядка 150), основной вклад в который дает пьезоэлектрический эффект; однако эта положительная характеристика сочетается с высокой температурной чувствительностью, нелинейностью и сложностью установки датчика.

Диффузионные полупроводниковые датчики изготавливаются с применением диффузионного процесса, используемого в производстве интегральных микросхем. Например, в датчике давления может использоваться не металлическая, а кремниевая мембрана, в соответствующих местах которой внедрением примесей формируются внутренние тензодатчики. Реализация такой конструкции может привести к снижению производственных затрат, так как из одной кремниевой пластины можно изготовить большое число мембран.

Эластичные резистивные тензодатчики интенсивно используются для медико-биологических измерений, особенно при кардиоваскулярных (сердечно-сосудистых) и респираторных размерных и плетизмографических (объемных) обследованиях. Эти устройства обычно представляют собой узкую резиновую трубку (с внутренним диаметром 0,5 мм и внешним диаметром 2 мм) длиной от 30 до 250 мм, заполненную ртутью, пастообразным электролитом или проводящей пастой. Концы трубки герметично закрыты электродами (амальгамированные медь, серебро или платина). При растяжении такой трубки ее длина увеличивается, а диаметр уменьшается, что приводит к увеличению сопротивления

, (1.6.)

где: R_o - сопротивление и L_o - длина трубки в нерастянутом состоянии. Сопротивление, приходящееся на единицу длины типичного эластичного тензодатчика, составляет приблизительно от 2 до 200 мОм/мм. По сравнению с другими тензодатчиками эти устройства позволяют измерять намного большие перемещения.

Нелинейность эластичного тензодатчика не превышает 1% для растяжений, составляющих 10% (или менее) от максимального растяжения. При увеличении растяжения до 30% от максимальной величины нелинейность достигает 4% от полного диапазона. Начальная нелинейность (зона нечувствительности) связана с ненатянутостью трубки.

1.3 Измерительные схемы датчика

Как следует из вышесказанного, тензорезистор воспринимает измеряемые деформации и преобразует их в соответствующие изменения своего электрического сопротивления. Дабы изменения сопротивления могли визуализироваться в виде изменения силы тока или напряжения тензорезисторы включаются в различные измерительные схемы.

Самой простой измерительной схемой является потенциометрическая схема (Рис. 1.2.). Она представляет собой простой делитель напряжения.



Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 1.2. Потенциометрическая схема для измерения динамических деформаций.

Данная схема является простейшей и не лишена недостатков. Одним из них можно считать недостаточно линейной характеристику на выходе такого преобразователя, также он сильно подвержен тепловому воздействию.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 1.3. Мостовая схема измерения.

Более совершенным и точным является мостовой метод. Наиболее распространённой является схема, основанного на использовании четырёхплечного измерительного моста, называемого иначе мостом Уитстона (Рис. 1.3).

Для измерения электрических сопротивлений используют очень важное свойство моста: при определённом соотношении сопротивлений плеч (когда R₁R₃=R₂R₄) напряжение на его выходе (U) становится равным нулю, такой мост называется уравновешенным или сбалансированным. При небольшом изменении сопротивления любого из плеч появляется напряжение на выходе.

Если измеряемый резистор стоит в одном из плеч моста - то такой мост называется несимметричным. Основным недостатком несимметричного моста является нелинейность выходной характеристики.

Для избавления от нелинейности в мост вносится ещё один датчик. Такой мост является симметричным. По виду симметрии можно выделить три симметричных моста.

1. Симметрия I вида, R₁, R₂ (Рис. 1.3.) в этом случае являются измеряемыми резисторами.

2. Симметрия II вида, измеряемыми резисторами являются R₂, R₃.

3. Симметрия III вида - все четыре резистора являются датчиками, при этом датчики располагаются на устройстве так, что одна пара увеличивает сопротивление, а другая - уменьшает.

При III виде симметрии на выходе моста формируется максимальный, пропорциональный нагрузке, сигнал. К тому же такой мост имеет устойчивость к температурным воздействиям, т.к. все тензодатчики находятся в одинаковых условиях и температурное приращение сопротивления компенсируется.

В качестве максимального сигнала на выходе моста в курсовом проекте принимается величина равная произведению крутизны датчика на напряжение питания датчика.

2. Выбор функциональной схемы

Выбор функциональной схемы обусловлен задачей, для которой проектируется устройство.

Рис.2.1. Структурная схема

Данное устройство служит для преобразования информации о нагрузке, действующей на опытный образец металлокорда в нормированное напряжение, пропорциональное данному воздействию.

Генератор Г вырабатывает переменное напряжение синусоидальной формы с частотой 7,5 кГц и амплитудой 10 В. Генератор выполнен на частотно-избирательном усилителе на основе моста Вина. С генератора сигнал поступает на формирователь опорного напряжения и на преобразователь напряжение-ток ПНТ. Преобразователь напряжение-ток ПНТ преобразует синусоидальное напряжение амплитудой 10 В в ток 0 20 мА, необходимый для питания тензодатчика. Тензодатчик представляет собой симметричный мост с четырьмя тензорезисторами.

В связи с тем, что фактические значения сопротивлений тензомоста отличаются от номинальных и при наклеивании тензорезисторов неизбежно возникает их деформация, в схему тензомоста введена балансировочная цепочка. Сигнал, пропорциональный деформации, снимается с измерительной диагонали тензомоста и поступает на входной усилитель ВУ, выполненный в виде двухвходового усилителя.



Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 2.2 Временные диаграммы работы тензоусилителя

Амплитуда сигнала на выходе моста составляет доли милливольта. Усилитель усиливает сигнал до 10 В. Измерительный сигнал состоит из двух составляющих: полезной и квадратурной, которые сдвинуты друг относительно друга на угол 90⁰. Избавится от квадратурной составляющей можно при помощи фазочувствительного выпрямителя ФЧВ, управляемого при помощи опорного напряжения, подаваемого от формирователя опорного напряжения ФОН. Из выделенной полезной составляющей сигнала при помощи фильтра убираем несущую частоту. На выходе фильтра получаем напряжение, пропорциональное характеру воздействующей на датчик деформирующей нагрузке.

На рис 2.2 приведены временные диаграммы работы тензоусилителя.

3. Расчёт узлов принципиальной схемы

Принципиальную схему устройства можно разделить на две части: аналоговую и цифровую.

Аналоговая часть состоит из генератора, преобразователя напряжение-ток, формирователя опорного напряжения, датчика, входного дифференциального усилителя, фазочувствительного выпрямителя, фильтра промышленной частоты, и аналого-цифрового преобразователя. Расчёт элементов состоит в оценке необходимого коэффициента усиления всего аналогового канала, подбор элементов фильтра.

Цифровая часть включает в себя микроконтроллер, интерфейс RS-232, индикаторы, а также разработку программного обеспечения для устройства.

Отдельно стоит разработка блока питания. Он состоит из блока питания тензодатчика, блока питания аналоговой схемы и питание цифрового устройства.

3.1 Расчёт аналоговой части

3.1.1 Расчёт элементов генератора

В качестве генератора будем использовать генератор на мосте Вина, принципиальная схема которого приведена на рис. 3.1.

Зададимся коэффициентом нестабильности выходного сигнала , тогда необходимый коэффициент подавления третьей гармоники

,

а необходимая добротность

.

Согласно [2]

,

и коэффициент усиления будет равен

.

Выберем R13 = 10к, тогда R14 = 19,1к. Выберем R14 = 20к.

Для инвертора на DA1 выберем R3 = R12 = 10к.

Частота выходного сигнала генератора должна составлять 7,5 кГц.

Тогда рад/с.

Постоянная времени с.

Выберем С1 = С2 = 2,2 нФ, тогда R15 = R16 = = 10к.

Выберем диоды КД521А с параметрами :



Рис. 3.1. Генератор гармонических колебаний на мосте Вина.

U_пр = 1В;

U_{обр. макс} = 75В;

I_прям 50 мА.

Тогда .

Операционные усилители DA1, DA4 - К140УД7 с параметрами :

U_см = 4,5мВ; U_см/T = 50мкВ/⁰С; Kyu = 60000; I_вх = 33нА; f1 = 1МГц;

Vu_{вых. макс.} = 2,5 В/мкс.

3.1.2 Расчет преобразователя напряжение - ток

Схема преобразователя напряжение - ток приведена на рис.3.2. Выберем R2 = R4 = 10к. Эквивалентное сопротивление тензомоста при сопротивлении каждого плеча 100 Ом составит 100 Ом, то есть для питания тензомоста необходим ток 0...20мА. Микросхема операционного усилителя К140УД7 (DA2) рассчитана на выдачу максимального тока 3мА. Для умощнения ставим транзисторы VT1, VT3 - КТ315Г, VT2, VT4 - КТ361Г.

Ом., выберем R17 = 470 Ом.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис.3.2. Схема преобразователя напряжение -ток.

3.1.3 Расчет параметров тензомостового датчика

Тензодатчик выполнен в виде моста на тензорезисторах. Для компенсации разбаланса моста из-за допуска на номинальное значение элементов и неизбежной деформации тензодатчиков при наклеивании в схему введена цепь балансировки (резистор R7). Схема тензодатчика приведена на рис. 3.3.

Выберем константановые тензорезисторы КФ5П1-10-100-А-12 с Ом (R5 = R6=R8=R9).

Изменением положения полозка на R7 добиваемся уравновешивания моста. Для определения выходного сигнала моста воспользуемся рис. 3.4.

.

Токи в ветвях:

и .

Так как U` = U``, то ток питания тензомоста

.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 3.3. Принципиальная схема тензодатчика.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 3.4. Схема для определения выходного напряжения тензомоста

Обозначим , тогда падения напряжений на резисторах R2 и R4 составят соответственно:

и .

Выходное напряжение тензомоста , откуда с учетом получим формулу для выходного напряжения тензодатчика:

. (3.1.)

Тензодатчик наклеен на пластину с площадью . На площадку действует максимальная сила . В этом случае максимальное напряжение в материале составит:

.

Модуль упругости составляет.

Тогда относительная деформация составит:

.

Относительное изменение сопротивление тензорезистора:

,

где k - коэффициент тензочувствительности материала, из которого изготовлен тензорезистор.

Для константановых тензорезисторов k = 2, тогда:

.

В этом случае максимальная величина выходного напряжения тензодатчика согласно (3.1.) составит:

3.1.4 Разработка принципиальной схемы усилителя

Так как мостовая схема имеет дифференциальный выход, то в качестве входного усилителя применим двухвходовой усилитель, схема которого приведена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Двухвходовой усилитель

Входное сопротивление двухвходового усилителя должно быть достаточно большим, поэтому выбираем . Для устранения возникающей постоянной составляющей и наводок от внешних источников помех на входах двухвходового усилителя ставят фильтр низких частот постоянная времени которого должна быть равна

.

Кроме того постоянная времени , откуда

.

Максимальное напряжение, поступающее на вход усилителя составляет

0,21 мВ, нам же необходимо получить максимальное напряжение, равное 10В. Таким образом требуемый коэффициент усиления усилителя составит:

.

Коэффициент усиления двухвходового усилителя определяется формулой:

. (3.2.)

Выберем Кус1 = 297.6, тогда.

Исходя из формулы (3.2.).

Выберем R24 = 10кОм, тогда R25 = R26 = 1,5Мом.

Выберем R32 = R33 = 10кОм, тогда R35 = R34 = Кус2R32 = 1,6Мом.

В качестве операционных усилителей DA6, DA7 и DA10 выберем прецизионные операционные усилители К140УД17 с параметрами :

UПИТ = 3В22В (номинальное 15В); IПОТ 4мА; IВХ = 2нА;

UСМ 75мкВ; KуU 300 000; UВЫХ.МАКС = 12В; UВХ.МАКС = 30В.

Выберем R30 = R31 = 20кОм.

3.1.5 Разработка схемы формирователя опорного напряжения

Схемы формирователя опорного напряжения приведена на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Формирователь опорного напряжения

Для данной схемы не требуется никаких особых требований по точности, поэтому в качестве операционных усилителей выберем операционные усилители общего применения К140УД7.

Для выделения участков входной синусоиды с наибольшей крутизной применим усилитель-ограничитель на DA3. В качестве диодов VD3 и VD4 выберем диоды КД521А. Сопротивление

. Выберем R18 = 4,7кОм.

До напряжения насыщения управляющее напряжение раскачивается при помощи усилителя с положительной обратной связью DA8. Сопротивления в его обвеске соответственно равны:

.

3.1.6 Разработка схемы фазочувствительного выпрямителя

В качестве фазочуствительного выпрямителя используем модулятор на двухвходовом усилителе, приведенный на рис. 3.7. В качестве операционного усилителя применим микросхему К544УД2А с параметрами :

U_ПИТ = 15В; I_ПОТ 7мА; I_ВХ.СР 0,1нА; Kу = 20000;

U_ВЫХ = 10В; V_Uвых 20В/мкс; U_ВХ = 10В.

Коэффициент усиления фазочувствительного выпрямителя равен 1, тогда R37 = R39 = 10кОм. В качестве управляющих ключей применим микросхему КР590КН4, содержащую попарно переключаемые двунаправленные ключи. В каждой паре один ключ нормально замкнут, второй - нормально разомкнут.



Рис. 3.7. Фазочувствительный выпрямитель.

3.1.7 Расчет параметров фильтра

В качестве фильтра низких частот будем использовать активный фильтр низких частот на RC - цепочке.

Параметры фильтра:

;

.

Постоянная составляющая на выходе ФЧВ составляет . Следовательно коэффициент усиления фильтра . Для данных параметров достаточно двухзвенного фильтра, схема которого приведена на рис. 3.8.

Постоянная времени двухзвенного фильтра составляет:

Коэффициент усиления

.

Выберем С6 = С7 = 13нФ.

Тогда Ом.

Выберем .

Тогда , а R40 с учетом усиления составит:

Ом.

Выберем R40 = 13 кОм.

Рис. 3.8. Принципиальная схема фильтра

3.1.8 Выбор аналого-цифрового преобразователя

В качестве аналого-цифрового преобразователя используется микросхема восьмиканального АЦП AD7778, производства фирмы Analog Devices. AD7778 - это семейство быстродействующих десяти разрядных АЦП. В них предусмотрены некоторые особые функции по обработке входных сигналов. Устанавливая один из битов управляющего слова АЦП AD7778, можно задать один отдельный отсчёт в каком-либо канале, или два одновременных отсчёта в любых двух выбранных каналах. Запись в управляющий регистр и считывание из регистров АЦП, а также выбор канала и старт преобразования выполняются под управлением микропроцессора. Эти АЦП выдают результат преобразования в дополненном до 2-х коде и могут быть легко сопряжены со стандартной 16-разрядной микропроцессорной шиной при помощи их 10-разрядного порта данных и стандартных микропроцессорных управляющих линий. Эти АЦП изготовлены по новейшей комбинированной технологии LC²MOS (КМОП + линейные компоненты), которая позволяет размещать на одном кристалле прецизионные биполярные цепи и КМОП - логику с низким энергопотреблением. AD7778 выпускается в 44 - выводном корпусе PQFP.

Рассмотрим формат управляющего слова. Управляющее слова АЦП AD7778 записывается в регистр управления, 10 - разрядным кодом, по сигналу от однокристальной ЭВМ WR, и после записи управляющего слова в регистр управления АЦП приступает непосредственно к преобразованию входного сигнала с канала и в режиме указанными в управляющем слове.

CR9 - 0 режим BUSY (при завершении преобразования на этом выводе появляется высокий уровень, во время преобразования низкий уровень).

1 режим INT (во время преобразования установлен низкий уровень, при завершении преобразования выдаётся сигнал высокого уровня, пока данные не будут считаны из регистра, после этого опять устанавливается сигнал низкого уровня).

CR8 - выбор режима работы по питанию:

0 - нормальный режим.

1 - дежурный режим.

CR7 - выбор режим работы:

0 - нормальный режим.

1 - тестовый режим (оцифровка уровня середины шкалы).

CR6 - выбор количества оцифровываемых каналов:

0 - одноканальный режим.

1 - двухканальный режим.

CR3 CR5 - адрес второго канала.

CR0 CR2 - адрес первого канала:

0 0 0 вход AI1

0 0 1 вход AI2

0 1 0 вход AI3

На рис. 3.9. приведена схема подключения АЦП. Номиналы навесных элементов выбираем стандартными, обеспечивающими номинальный режим работы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис.3.9. Принципиальная схема АЦП AD7778.

AI1AI8 - аналоговые входы АЦП.

D0D9 - цифровые входы АЦП.

REFIN - вход опорного напряжения. Напряжение на этом входе задаёт уровни U _BIAS и U _SWING для всех входных каналов. U _BIAS равно REFIN, а U _SWING номинально равно REFIN/2, т.к. в данной схеме используется внутренний источник опорного напряжения, поэтому подключаем этот вход через R16 = 10 кОм на вход AGND аналоговой земли. Для развязки опорного напряжения используется вход С _REFIN, на него подключают С = 10 пФ. Что бы обеспечить низкий импеданс источника питания +5В на U_сс устанавливают конденсаторы между U_сс и цифровой землёй DGND С1 = 4.7 мкФ (танталовый) и С2 = 0.1 мкФ (керамический).

Электрические параметры АЦП AD7778:

Аналоговый вход

Входной диапазон U_BIAS + U_SWING

Входной ток 200 мкА

Цифровой вход

U¹_ВХ = 2.4 В U⁰_ВХ = 0.8 В

U¹_ВЫХ = 4.0 В

U⁰_ВЫХ = 0.4 В

С _ВХ = 10 пФ

Время преобразования

Время приёма сигнала 4.5 t _CLKIN нс

Потребляемый ток 15 мА (в дежурном режиме 1.5 мА)

3.2 Расчёт цифровой части

3.2.1 Однокристальная ЭВМ КМ1816ВЕ51

Восьмиразрядные высокопроизводительные однокристальные микроЭВМ семейства ВЕ51 выполнены по высококачественной n-МОП технологии (серия 1816) и КМОП технологии (серия 1830).

ОЭВМ КМ1816ВЕ751 содержит ППЗУ емкостью 4096 байт со стиранием ультрафиолетовым излучением и удобна на этапе разработки системы при отладке программ, а также при производстве небольшими партиями или при создании систем, требующих в процессе эксплуатации периодической подстройки. За счет использования внешних микросхем памяти общий объем памяти программ может быть расширен до 64 Кбайт.



Рис. 3.10. Условно-графическое обозначение КМ1816ВЕ751.

ОЭВМ ВЕ751 содержит все узлы, необходимые для автономной работы:

центральный восьмиразрядный процессор;

память программ объемом 4 Кбайт;

память данных объемом 128 байт;

четыре восьмиразрядных программируемых канала ввода/ вывода;

два 16-битовых многорежимных таймера/счетчика;

систему прерываний с пятью векторами и двумя уровнями;

последовательный интерфейс;

тактовый генератор.

Система команд ОМЭВМ содержит 111 базовых команд с форматом 1, 2, или 3 байта.

Микросхемы семейства КМ1816ВЕ751 конструктивно выполнены в металлокерамическом корпусе типа 2123.40-6 с прозрачной для ультрафиолетового излучения крышкой.

3.2.2 Синхронизация МК

Опорную частоту синхронизации определяет кварцевый резонатор, подключаемый к выводам Х1 и Х2. Х1 является входом, а Х2 - выходом генератора, способного работать в диапазоне частот от 1 до 12 МГц. В нашем случае мы используем кварцевый резонатор на 11 МГц.

Рис. 3.11. Схема синхронизации МК51.

3.2.3 Системный сброс

В обслуживаемых МК-системах для инициализации используется кнопка «Сброс», которая подает положительный уровень на вход RST. В необслуживаемых МК-системах к входу RST подсоединятся конденсатор емкостью 10 мкФ, что обеспечивает подачу сигнала, близкого к потенциалу питания, длительностью не менее 50 мс после того, как напряжение электропитания установиться.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 3.12. Схема начальной установки МК51.

Сигнал RST производит следующие действия:

сбрасывает содержимое регистров: РС, ACC, B, PSW, DPTR, TMOD, TCON, T/C0, T/C1, IE, IP и SCON;

в регистр-указатель стека загружается код 07Н;

в порты Р0-Р3 загружается код 0FFН.

Сигнал RST не воздействует на содержимое ячеек РПД.

3.2.4 Схема согласования уровней сигналов

Необходимость применения схемы согласования сигналов объясняется тем, что сигнальные уровни интерфейса RS-232 не совпадают с уровнями логики ТТЛ.

В нашем случае необходимо применить передатчик на линию RS-232. Схема передатчика выглядит следующим образом:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 3.13. Схема передатчика ТТЛ RS-232.

В состоянии ожидания приема данных бит порта Р1.0 сброшен, на его выходе - низкий уровень, транзистор VT1 закрыт, и в линии связи устанавливается положительное напряжение, соответствующее уровню логического «0». При появлении на разряде порта Р1.0 логической единицы, транзистор открывается, и в линии связи устанавливается отрицательное напряжение, соответствующее лог. «1».

Оптрон VO1 преобразует уровни ТТЛ в уровни RS-232 и одновременно осуществляет гальваническую развязку линии связи. Линия связи питается от отдельного биполярного источника питания +12 В и -12В.

3.2.5 Схема индикации временного сопротивления

Данная схема предназначена для вывода значения временного сопротивления металлокорда на табло оператору.

Блок индикации временного сопротивления состоит из жидкокристаллического индикатора WM - C - 1602 N - 2 YLY (рис. 3.14.).

WM - C - 1602 N - 2 YLY - ЖКИ широкого применения ( две строки по 16 знакомест (5 X 7)), который может использоваться при выводе информации в измерительных устройствах, устройствах вывода, в домашних электронных устройствах и т.д. ЖКИ - модуль с управляющей схемой может легко быть подключён пользователем.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 3.14. Схема подключения ЖКИ WM - C - 1602 N - 2YLY

Элементы необходимые для подключение ЖКИ WM - C - 1602N - 2YLY:

R1: МЛТ - 0.125 9.1Ком ± 5 %

R2: МЛТ - 0.125 3Ком ±5 %

SB1: ПТ8-1

Резисторы R1 и R2 обеспечивают необходимый контраст изображения символов ЖКИ. Кнопка SB1 включает или выключает подсветку ЖКИ.

На рис.3.15. приведена блок-схема ЖКИ WM - C - 1602N - 2YLY.

Рис.3.15. Блок - схема WM-C1602N-2YLY

Регистр данных (DR) - регистр временного хранения вводимых/выводимых данных.

Регистр инструкций (IR) - регистр, хранящий коды инструкций и информации об адресе DD RAM отображаемых данных.

Флаг “Занят” (BF) - при “1” ЖКИ занят и не готов принимать следующую инструкцию ( рис.2. ).

ПЗУ генератора символов (CG ROM) - генерирует символы (192 символа) из 8 - битного кода.

ОЗУ генератора символов (CG RAM) - позволяет программно задавать таблицу символов.

Адресный счётчик, указатель адреса (AC) - используется для управления DD RAM и CG RAM.

ОЗУ отображаемых данных (DD RAM) - хранит 8 - битные коды отображаемых данных. Емкость 80Х8 бит. Данные для 80 ячеек могут быть сохранены.

Схема управлением курсором и вкл./выкл. режима мерцания.

Назначение выводов WM-C1602N-2YLY приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1.

Назначение выводов WM-C1602N-2YLY

№	Название	Уровень	Функции
1	VDD	-	VCC ( +5В10% ), напряжение питания
2	VSS	-	GND ( 0B ), земля
3	V0	-	регулировка контраста
4	RS	H/L	регистр выбора сигнала
5	R/W	H/L	выбор чтение / запись
6	E	H,H/L	разрешение сигнала
7	DB0	H/L	0 - бит данных
8	DB1	H/L	1 - бит данных
9	DB2	H/L	2 - бит данных
10	DB3	H/L	3 - бит данных
11	DB4	H/L	4 - бит данных
12	DB5	H/L	5 - бит данных
13	DB6	H/L	6 - бит данных
14	DB7	H/L	7 - бит данных

А, К - выводы для подключения источника питания к внутреннему светодиоду.

Описание функций WM-C1602N-2YLY приведены в табл.3.2.

Таблица.3 .2.

Описание функций WM-C1602N-2YLY.

Функции	R S	R / W	D B 7	DB 6	D B 5	D B 4	D B 3	D B 2	D B 1	D B 0	Описание
Очистка Дисплея.	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	Очистка всего дисплея и возврат курсора в исходное положение.
Возвращение в исходное положение.	0	0	0	0	0	0	0	0	1	Х	Возвращение курсора в исходное положение. Перевод курсора на оригинальную позицию и запись в неё данных.DD RAM выберается с нулевого адреса.
Выбор образа действия.	0	0	0	0	0	0	0	1	I / D	S	Выбор режима передвижения курсора. Эта операция выполняется в течении чт./зап. в DD RAM/CG RAM. Для норм. работы выберают S=0.I/D=1: инкремент, I/D=0: декремент.
Контроль вкл./выкл. дисплея.	0	0	0	0	0	0	1	D	C	B	Выбор режима вкл./выкл. дисплея (D), вкл./выкл. курсора (C), и вкл./выкл. мерцания курсора (B). D=1: вкл. диспл., D=0: выкл. диспл. С=1: вкл. курс., С=0: выкл. курс. D=1: вкл. мерц., D=0: выкл. мерц.
Перемещ. Курсора или дисплея.	0	0	0	0	0	1	S / C	R / L	X	X	Передвижение курсора и перемещение дисплея. S/C=1: перемещ. диспл, S/C=0: передв. Курсора. R/L=1: перемещ. вправо, R/L=0: перемещ. влево.
Выбор функций.	0	0	0	0	1	D L	N	F	X	X	Выбор разр. ШД (DL),число строк дисплея (N), и разрядности знакоместа (F). DL=1: 8 бит, DL=0: 4 бита. N=1: 2 строки, N=0: 1 строка. F=1: 5X10 точек, F=0: 5X7 точек .
Выбор адр. CG RAM.	0	0	0	1		A	C	G			Выбор адр. CG RAM. Получение данных из CG RAM после выбора.
Выбор адр. DD RAM.	0	0	1			A	D	D			Выбор адр. DD RAM. Получение данных из DD RAM после выбора.
Чтение флага BF и адреса.	0	1	B F			A	C				Чтение флага BF. Этот флаг индицирует внутреннее состояние Работы дисплея. BF=1 экран выполняет инструкции, BF=0 экран готов к принятию новых инструкций.
Запись данных в CG ROM.	1	0		W	R	.	D	A	T	A	Запись данных в DD RAM или CG RAM.
Чтение данных из RR RAM.	1	1		R	D	.	D	A	T	A	Чтение данных из DD RAM или CG RAM.

Рис. 3.16. Опрос флага “Занят” (BF)

Предельно допустимые параметры:

Рабочий диапазон температур: 0 C°…50 C°

Температура хранения: -20 C°…70 C

Входные напряжения: лог.0 В…0.3 В

лог.1 В … +6.5 В

Оптические параметры:

Угол обзора: вертикальный 10°…40°

горизонтальный -30°…+30°

Константа пропорции: 5

Время отклика: включения 200…300 мс

выключения 200…300 мс

3.3 Расчет блока питания

Рассчитаем потребляемый схемой ток:

Напряжение	Элемент	Потребляемый ток, мА
+5В	КМ1816ВЕ751	220
	WM-C1602N-2YLY	20
	AD7778	14
	К1533ЛН1	4
	?	258
15В	КР140УД7	4х10
	КР140УД17	8х2
	К544УД2А	7
	?	55
12В	VO1	100

Произведем расчет части блока питания на +15В/-15В. В качестве интегрального стабилизатора напряжения (DA15, DA16) возьмёт микросхему КР142ЕН8В со следующими основными электрическими параметрами:

Uвх.ст.=18В, Uвых.ст.=15В, Iпот.=10 мA, Iвых.мах.=1.5 A.

Согласно схеме блока питания, входным током для +15В/-15B будет:

2*(I(15)+I(12)+Iпотda7+Iпотda5)=2*(40+16+7) =156 мА,

Рассчитаем номиналы конденсаторов C14 и C15, используя формулу:

(3.3) где

tр = 7 мc, Iвх =156 мA,

Uвх =18 В,

Кп =0.1.

Тогда C14=C15 = 29.75 мкФ

Пусть C14=C15: К50-35 х 50В 51 мкФ ± 50 %;

C17= C18 = C20 = C21: К10-28 х 50В 1мкФ ± 10 %;

C23=C24 : К73-11 х 25В 0.1мкФ ± 10 %.

Расчёт диодного моста:

Uм.в.= Uпр+Uвх(1+Кп)=2*0.7+18*(1+0.1)=21.2 В.

Iд.ср. = Iвх/2 =76.5 мА,

Uобр.max >2Uм.в.= 42.4 В.

Выберем в качестве VD8: КЦ412А (однофазный мост для монтажа на печатную плату, Uобр.мах.=50В, Iпр.ср.мах.= 1А).

Обмотки трансформатора должны обеспечить:

U2 = Uм.в./ = 15В,

I2 = 1.82·Iвх = 278.46 мA.

+12B / 13 мA, -12В / 13 мA.

В качестве интегрального стабилизатора напряжения (DA18, DA19) возьмёт микросхему КР142ЕН8Б (Uвх.ст.=15В, Uвых.ст.=12В, Iпот.=10 мA, Iвых.мах.=1.5 A).