При компоновке на пульт стрелочных приборов необходимо учитывать градуировку шкалы, отметки на шкале и ширину острия стрелки.

При выборе стрелочного индикатора необходимо знать, в каком временном режиме он будет использоваться. При короткой экспозиции (<0.5с) точнее считываются показания прибора с подвижной стрелкой и неподвижной шкалой. С увеличением экспозиции предпочтение отдается приборам с подвижной шкалой.

Скорость и точность считывания показаний во многом зависит от формы шкалы.

Лучшие результаты дает круглая, за ней следует полукруглая и прямолинейная горизонтальная шкала, а худшие - вертикальные шкалы.

Следует учесть, что форму шкалы необходимо выбирать с учетом характера информации, для которой она предназначена. Так, для приборов с помощью которых контролируются параметры глубины, высоты, температуры, лучшими являются вертикальные шкалы.

Для уменьшения ошибок считывания на шкалах цена деления должна содержать не более двух цифр, а далее вводится коэффициент .

Рекомендуется использовать последовательность цифр: 1,2,3,4,5…; 5,10,15,20...

Не рекомендуется использовать последовательность цифр: 3,6,9…; 4,8,12,16…; 0,2.5,7.5.

Малое число ошибок при считывании дают цифровые индикаторы. Однако при быстром изменении знака измеряемой величины не всегда можно определить направление изменения параметра - это недостаток цифровых индикаторов, и в этих случаях следует отдавать предпочтение стрелочным приборам.

Элементы художественного конструирования

Теория композиции содержит ряд основных понятий и категорий, к которым относятся тектоника и объемно-пространственная структура.

Тектоника - это художественное выражение в форме, материале, взаиморасположении частей, закономерностей строения и работы конструктивной системы. Это средство художественной выразительности. Например, материал из которого сделал предмет может вызывать различные эмоции: текстура дерева - одно; яркость окраски пластмассы - другое; зеркальность хромированных и золоченых покрытий - третье и т.д.

Существует также тектоника изделий различных форм (тектоника литой формы; тектоника штампованных изделий).

Проектируя внешний вид изделий конструктор применяет отделочный материал, определяет виды сопряжения плоскостей конструкции, создает форму, то есть объемно-пространственную структуру изделия. Так разрабатывается тектоническая система, которая обеспечивает эстетическую выразительность изделия.

Особенность объемно пространственной структуры является симметричность или асимметричность конструкции.

В свою очередь симметрия может быть зеркальной или осевой.

Внутренняя компоновка большинства приборов РЭА не позволяет использование строго симметричного исполнения внешнего вида. Чаще всего бывает частичная асимметрия формы изделия с ассиметричными, но композиционно уравновешенными структурами.

Пример: имеется прибор из 4 индикаторов, разместив которые в верхней части лицевой панели добиваемся симметрии. Однако нижняя часть из-за различных форм и размеров элементов симметричной не получается. Однако возможна их привязка к осям индикатора.

Кроме тектоники и объемно-пространственной структуры качество композиции обеспечивают следующими свойствами:

1) Соподчиненность элементов. В основе соподчиненности лежит ряд закономерностей композиции отклонение от которых приводит к ухудшению формы. Это и гармоническое сочетание открытой структуры с элементами кожуха, линии одного элемента продолжались в другом и т.д;

2) Композиционное равновесие. Свойство формы когда все элементы сбалансированы между собой. Это включает и пропорциональность, цветовое и тональное решение. Для симметричной формы композиционное равновесие выполняется проще, чем для асимметричной;

3) Статичность - выражение устойчивости формы и ее элементов. Куб - статическая форма.

4) Контраст и нюанс. Контраст - это резкое различие между однородными свойствами (больших и малых размеров ЭС, темный - светлый).

Формы, построенные на контрастах всегда выразительны и хорошо запоминаются. Однако при сильном контрасте композиционная связь может разрушаться и форма распадается на части. Степень контраста должна проверяться и с эргономической точки зрения.

Понятие нюанс сходно с понятием контраста. Нюанс - сглаженный контраст. Усиленный нюанс переходит в контраст.

Нюансировка - это самое тонкое из средств композиции. Нюанс используют для устранения монотонности и жесткости ритма при построении композиции;

5) Метрический повтор. Это многократное повторение какого-либо элемента с одинаковым интервалом (одинаково оформленные шкалы; сигнальные лампы; кнопки, тумблеры, разъемы);

6) Ритм - закономерность композиции, основанная на постепенном увеличении или уменьшении в ряде чередующихся элементов..

Порядок изменения ритма можно представить следующим рисунком.

Такое построение возможно по правилам арифметической или геометрической прогрессии. Достижение ритмической выразительности при компоновке передней панели возможно сочетанием цветов.

Цвет в композиции

Выбор цвета зависит от назначения изделий, условий его эксплуатации и комплекса эргономических требований.

Цвета подразделяются на: ахроматические (бесцветные) - это белый, черный и серый, получаемые смешением белого и черного; хроматические - это все остальное. Между белым и черным цветами можно расположить бесконечно большое количество промежуточных цветов и получить тем самым шкалу убывания светлости.

Для сравнения по светлости используют характеристику яркостного контраста:

,

где _, - коэффициенты яркости сравниваемых по цвету участков.

Выделены три контрастных нормы:

К = 0,2ч0,25 - контраст заметный;

К = 0,4ч0,45 - контраст хороший;

К = 0,7ч0,75 - контраст сильный.

Между этими нормами находятся 4 зоны:

1) зона малозаметного контраста К = 0ч0,2 - используют для поверхностей, которые не требуют выделения на фоне.

2) зона нормальных контрастов К = 0,25ч0,45. Это спокойные, но четко выраженные контрасты применяют для органов управления при многоцветной окраски.

3) зона повышенных контрастов К = 0,5ч0,7. Применяют для органов управления, которые необходимо быстро опознавать, для надписей.

4) зона резко заметных контрастов К = 0,75ч1,0. Также контрасты применимы в приборах информации (шкалы, стрелочные указатели).

Важнейшим свойством каждого цвета является его тон, который определяется длиной волны (780ч300мкм). Цвета в спектре плавно переходят один в другой.

Все хроматические цвета делятся на три основные группы:

1) длинноволновые (красный, красно-оранжевый, оранжевый);

2) средневолновые (желтый, желто-зеленый, зеленый);

3) коротковолновые (голубой, синий, фиолетовый).

Цвета, которые содержат больше красного, оранжевого, желтого называют теплыми, а содержащие голубой, синий, фиолетовый - холодными.

Если расположить видимую часть спектра по кругу, то этот цветовой круг будет иметь 24 нормы цвета.

Каждая из норм имеет свои названия.

1) лимонно-желтый;

2) желтый средний;

3) золотисто-желтый;

4) желто-оранжевый;

5) красно-оранжевый;

6) сигнальный красный;

7) красный средний;

8) нормально-красный;

9) пурпурно-красный;

10) пурпурно-фиолетовый;

11) фиолетовый;

12) сине-фиолетовый;

13) фиолетово-синий;

14) ультрамарин;

15) синий средний;

16) зелено-синий;

17) синий;

18) бирюзовый (сине-зеленый);

19) цвет морской волны;

20) изумрудный;

21) средний зеленый;

22) желто-зеленый;

23) травяная зелень;

24) зеленовато-желтый.

Максимальный цветовой контраст будут давать нормы находящиеся на противоположных концах диаметра круга (красный 5 на сине-зеленом - 18; желтый 1 - на фиолетовом 13.

Для характеристики цвета также принята трехкомпонентная система. За основные цвета приняты красный, зеленый, синий. Любой цвет можно получить смешивая их в соответствующих пропорциях (колометрический треугольник).

Отсюда, для получения нужного цвета надо составить цветовое уравнение

С = Х_х+Y_y+Z_z

где X,Y,Z линейно независимые цвета; x,y,z - оптимальное количество выбранных цветов (x+y+z = 1). ().

Учитывая, что x+y+z = 1, то для получения различных цветов можно применять систему двух координат x,y, а третья координата равна z = 1-(x+y).

Рекомендации при разработке гармоничных цветовых решений.

Оптимальное цветовое сочетание должно включать два либо три цвета и их оттенки. Четвертый цвет может быть лишь фоном и иметь меньшую насыщенность и яркость.

Восприятие большого количества цветов вызывает впечатление цветовой дисгармонии или “визуального шума”.

Основой для составления цветовых сочетаний является цветовой круг. Несколько примеров его использования.

1) Контрастные сочетания. Парами цветов, определяющих контрастные сочетания, будут противоположные тона на цветовом круге.

Контрастное решение также основывается на противоположности теплых и холодных тонов, насыщенных и менее насыщенных, ярких и тусклых, черных и белых, большой и малой площади.

2) Нюансная гамма строится на основании родственных тонов, расположенных на круге в пределах одной четверти.

Рядом расположенные тона имеют малую различимость, поэтому удачные сочетания цветов можно получить, выбирая их через один - два промежуточных тона.

При сочетании из трех цветов следует придерживаться следующих правил:

1) Следует использовать цвета в вершинах равностороннего треугольника на цветовом круге. Например: красный, синий, зеленый или желтый, голубой, пурпурно-красный.

2) Выбирают сочетания:

а) из двух родственных цветов и их дополнительным;

б) из родственно-контрастных цветов;



в) из сочетания двух родственно-контрастных цветов с их главным цветом.

Рядом лежащие на круге цвета 1-2, 4-5 называют похожими. Такие цвета как 1-5-9-13-17-21 - называют родственными, а 1-9-17 - чужеродными.

3) Рационально использовать явление одновременного цветового контраста.

Например: красный цвет на различном фоне выглядит:

- оранжевый фон - малиновый оттенок;

- желтый фон - темно-вишневый оттенок;

- голубой фон - оранжевый;

- черный фон - розовый.

4) Цветовая гамма и функциональное назначение изделий.

Сочетание цветов оказываю на восприятие и ощущение различное эмоциональное воздействие.

- так, оранжевый и зеленовато-синий цвета создают жизнерадостную атмосферу. Они хорошо сочетаются с синим цветом.

- сочетание желтовато-зеленого с фиолетовым цветом имеет контрастность, отличаются эстетической выразительностью, стимулируют деятельность человека.

Различные цветовые сочетания имеют воздействия:

- желтые, белый - вялое, слабое;

- красный, фиолетовый - неспокойное;

- красный, черный - угнетающее;

- синий, зеленый - холодное, неподвижное;

- синий, черный - нежизненный;

- зеленый, коричневый - спокойное, естественное.

Гармоничное сочетание цветов - это такое сочетание, которое способствует функциональному назначению изделий и удовлетворяет эстетическим требованиям.

В заключении примеры оформления (цветового) оборудования:

- для термического оборудования была предложена теплая гамма, основанная на сочетании желтого, вишневого и белого цветов;

- для вакуумного - холодная - сине-белая;

- для роботов и манипуляторов - сочетание белого и оранжевого цветов.

Органы управления на этом оборудовании выделяются с помощью максимального цветового контраста - черным цветом приборная панель, на которой клавиши и индикаторы имеют белый и красный цвет.

Пропорции как средство композиции

При организации формы изделия среди других средств композиции главную роль играет пропорция размеров.

Пропорция выражает количественную взаимосвязь общей формы и ее составляющих элементов.

Пропорции могут быть:

1) арифметические: Н₁ - Н₂ = Н₂ - Н₃;

2) модульные - где исходные единицей принимают модуль.



3) геометрические: Н₁/Н₂ = Н₂/Н₃

В таких пропорциях отношения могут быть простых рациональных чисел и иррациональных.

В простых отношениях числовая зависимость двух величин выражена дробным числом, где числитель и знаменатель представлены целыми числами в пределах от 1 до 6.

1:1 - это квадрат, а 1:2, 1:3..1:6 - это повторение квадрата целое число раз.

Широко распространены пропорции с применением иррациональных величин v2, v3, v5.

a) а/с = 1/v2;

b) a/h = 1/v3 - равносторонний треугольник;

c) “золотое сечение”. Это отношение получается при делении целого на две непрерывные части таким образом, чтобы целое относилось к большей части, как большая часть к меньшей:

(a+b)/a = a/b - 1.62.

На практике используют сочетания приближенные к золотому сечению: 3:5, 5:8, 8:13, 13:21 и т.д. Или такой ряд: 1,2,3,5,8,13,21,34,55.

В практике широкое распространение получили пропорции, которые образуются из динамических прямоугольников.

Прямоугольники с указанными сочетаниями сторон распадаются на элементы, повторяющие строение целого и сохраняющие кратное соотношение. Далее, диагональю полученного прямоугольника , которая равна , образуют сторону следующего прямоугольника .

Особыми свойствами обладает прямоугольник , связанный с “золотым сечением”. При членении этого прямоугольника полуокружностью получаются два прямоугольника “золотого сечения” 0,618:1 и квадрат, либо два прямоугольника 1:0,618 и 1:1,618.

Для стандартизации размеров и печатной продукции используют пропорциональное отношение . Этот прямоугольник при делении пополам сохраняет первоначальную пропорцию.

Предпочтительные пропорции, применяемые при конструировании ЭС, которые оправданы конструктивно, экономически и эстетически строятся на основе системы предпочтительных чисел. Смысл этой системы заключается в выборе лишь тех значений размеров и параметров, которые подчиняются определенной математической закономерности, а не любым значениям.

Предпочтительными эти числа называются потому, что они рекомендуются для предпочтительного применения при конструировании, стандартизации и унификации.

28. Электромагнитная совместимость ЭС

Электромагнитная совместимость ЭС - это их способность функционировать совместно и одновременно с другими техническими средствами в условиях возможного влияния непреднамеренных электромагнитных помех, не создавая при этом недопустимых помех другим средствам ГОСТ 23611 - 79.

Электромагнитные наводки подразделяют на внешние, возникающие за пределами ЭС (помехи от мощных радиолокационных станций, атмосферные, индустриальные), и внутренние (или паразитные) наводки, возникающие от воздействия одних частей ЭС на другие.

Паразитные наводки - это непредусмотренная электрической схемой и конструкцией передача U, I, P от одной части ЭС к другой.

Для проведения анализа наводок необходимо четко выделять источник наводки (ИН), приемник наводки (ПН), паразитную связь между ними (ПС).

Источники наводок могут быть:

1) сеть переменного тока;

2) мощный генератор ВЧ;

3) импульсные генераторы и модуляторы с большим током;

4) выходные каскады УВЧ, УПЧ, УНЧ;

5) генераторы разверток с высоким напряжением и временем обратного хода;

6) включение и выключение прибора;

7) коллекторный электродвигатель.

К приемникам наводок относятся:

1) все радиоприемники;

2) входные каскады усилителей всех типов;

3) входные трансформаторы УНЧ;

4) устройства с высокой чувствительностью срабатывания (триггеры, мультивибраторы).

29. Виды наводок в конструкциях ЭС

1) Емкостные наводки

В любой конструкции РЭС имеются элементы (корпус, шина, шасси) к которым подсоединены все точки элементов. Такие соединения позволят измерять напряжение контрольных точек прибора относительно его корпуса. В таких цепях могут возникать паразитные емкости, которые приводят к наводкам. Например:

Величина наводимого напряжения

- реактивное (емкостное) сопротивление конденсатора.

- комплексное сопротивление нагрузки, т. е. преемника наводки.

- мнимое число.

а) если входное сопротивление ПН является чисто активным:

и , то величина наводимого напряжения будет:

б) если чисто емкостное, то



Для количественной оценки наводок введено понятие коэффициента паразитной связи:

Он показывает, какая часть напряжения источника наводки возникает на ПН.

2) Индуктивные наводки (индуктивная связь).

Вокруг проводника с током существует магнитное поле. По закону электромагнитной индукции в соседних проводниках будет возникать электрический ток.

3) Наводки через провод связи

Емкостные и индуктивные (C и L) наводки (паразитные связи) могут возникать и при отсутствии непосредственной связи через поле между ИН и ПН. Например, ИН и ПН могут располагаться в экранированных отсеках, и соединены между собой проводами.

Провод имеет емкость С_п и взаимоиндукцию М_п по отношению к ИН и ПН. Таким образом, элементы (ИН и ПН) оказываются связаны емкостью (а), индуктивностью (б) или совместно C и L. Величина это связи определяется как величина С_п1, С_п2, М_п1, М_п2 так и величиной сопротивления Z, которое имеет провод относительно корпуса. Эквивалентная схема для случая, когда провод связи имеет только емкостную составляющую имеет вид:

4) Связь через электромагнитное поле излучения (ЭМПИ)

Эта связь появляется при значительном расстоянии между ИН и ПН и проходит через электрическое и магнитное поле. В объеме прибора связь через электромагнитное поле возможна, когда см. При этом металлический кожух прибора можно считать частью прямоугольного волновода, в котором распространяются различного типа воны. Наиболее опасной является волна Н₀₁ критическая длина которой , где В - наибольшая сторона кожуха прибора.

5) Связь через общее сопротивление (ПС).

Причиной этой связи (ПС) являются провода, общие для источника наводки и приемника наводки.

Связь через общее сопротивление встречается чаще других видов ПС. Несколько примеров:

a) Связь через внутреннее сопротивление и соединительные провода источника питания или управления РЭА.

b) Связь через общую земляную шину. Наводки возможны при подключении к общей шине чувствительных элементов. В результате того, что по шине может протекать большой ток, подключенные радиоэлементы становится приемниками наводок.

30. Защита электронных средств от наводок

Подавление наводок в большинстве случаев сводятся к устранению и ослаблению паразитной связи источника наводки. Ослабление заключается в уменьшении паразитной ёмкости, взаимной индуктивности.

Способы уменьшения данных величин следующие:

1) размещение источника и приёмника наводки на максимально возможное расстояние;

2) правильная взаимная ориентация деталей и контуров конструкций электронных средств;

3) сведение к минимуму общего сопротивления источника и приёмника наводки;

4) изъятие посторонних проводов конструкций.

Если данных мер недостаточно, то переходят к экранированию конструкции.

Экранирование - это локализация электромагнитной энергии в пределах определённого пространства, за счёт ограничения распространения её всеми возможными способами.

Экранирование магнитного поля зависит от диапазона частот. f = 0…1кГц - медленно меняющееся магнитное поле.

В основе экранирования лежит принцип магнитного шунтирования, то есть при воздействии внешнего магнитного поля, магнитные силовые линии замыкаются на этот экран. Экранирование должно быть совместным паразитного магнитного и электрического поля. Эффективность электрического поля целиком зависит от короткого замыкания между экраном и корпусом. На экранировании магнитного поля это никак не сказывается.

Размещено на Allbest.ru