Выбор технических средств и расчет дополнительного оборудования, необходимых для обслуживания копировального аппарата

Ток делителя выбирают при. Принимаем:

И задаваясь, получаем По выражению (находим:

5. Выбор конденсаторов. Емкость конденсатора С1 включаемого для предотвращениявозбуждения стабилизатора, подбирают экспериментально. Обычно берут. Емкость конденсатора

С2, включение которого приводит к незначительному уменьшениюпульсации выходного напряжения и заметному уменьшению выходного сопротивления ста-Стабилизатора переменному току, выбирают в пределах 1000…2000 мк

Ф. Выбираем:, 6. Коэффициент стабилизации напряжения

Где — коэффициент деления напряжения делителя .

4.2. Расчет источника испытательных сигналов

Источник испытательных сигналов — усилитель постоянного тока с гальванической связьюс параметрами: Uвых, ВRн, кОмКU, не менее, кГц6,711 012

Решение.В заданном диапазоне частот придля построения усилителя можно использовать любой маломощный транзистор. Выбираем низкочастотный транзистор типа МП40 с параметрами,, .Для получения Uвых= 3,5 В достаточно взять

Ек1 = Ек2 =7,6 В, что не превышает Uкэ max. Так как при Uвх = 0 на выходе, в точке, а потенциал должен быть равен нулю, тоURk30 = Ек1 и URk30 + URэ30= Ек2. Ток нагрузки:

Ток через резистор Rк3 при подаче на базу транзистора Т3 максимального запирающего сигнала долженпревышать ток нагрузки на величинуIк3min. Если принять Iк 3min ≈ 0,2 мА, то

Тогда в режиме покоя при Uвх = 0 (Iн = 0):При подаче на базу транзистора Т3 максимального отпирающего сигнала ток через резистор Rк3: Ток транзистора Т3 в этом режиме:

Выбирая остаточное напряжение на транзисторе Т3 Uкэ3ост = 0,8 В, определим Rэ3: Следовательно, в режиме покоя при Uвх= 0: Проведем расчет 1-го и 2-го каскадов. Если принять напряжениеUбэ30 = 0,3 В, то падение напряжения на резисторе Rк2 равно

Поскольку ток нагрузки второго каскада, равный Iб30, достаточно мал, выберем Iк20 =0,5 мА. Тогда:

Распределение напряжений между транзистором Т2 и резистором Rэ2 целесообразнопроизвести после расчета 1-го каскада. В 1-м каскаде при Uвх = 0 напряжение на базе транзистора Т1 относительно земли практически равно нулю, так как при Iб01 = Iб02 = 0,025 мА и Rг = 1 кОм произведение Iб01 Rг = 0,025 В. Тогда напряжение на резисторе Rэ1 равно:

и при Iк01 = 0,5 мА, сопротивление Rэ1 = 14,6 кОм. Для ослабления местной отрицательной обратной связи по току, вносимой резистором Rэ1, применим в эмиттерной цепи усилителястабилитрон типа КС175А с параметрами Uст1 = 7,3 В и Rст1 = 16 Ом. Поскольку минимальныйток стабилизации стабилитрона равен 3 мА, необходимо включить резистор R1, сопротивление которого:

Поскольку первый каскад работает с малыми сигналами, а также для увеличенияноминала Rк напряжение Uкэ10 транзистора Т1 можно выбрать порядка 1,5 В. ТогдаRк1 = 6,4/0,5 = 12,8 к ОмПадение напряжения на Rэ2: Для уменьшения глубины местной отрицательной обратной связи через резистор Rэ2 создадим требуемое падение напряжения Uкэ20= 6,1 В путем включения стабилитрона типа КС162А (Uст = 6,1 В, Rст = 35 Ом). Для создания необходимого тока Iст2min = 3 мА, включим в схему дополнительно резистор R2 с сопротивлением [10, 11]. 4. Расчет коэффициента усиления усилителя по напряжению KU и резисторов цепи обратной связи. Коэффициент усиления схемы

Здесь:

При расчете принято, что транзисторы однотипные и Ом, а также

После соответствующей подстановки получаем

По заданию, КU ус. треб = 110. Поскольку в схеме имеется избыток усиления, целесообразно ввести параллельную отрицательную обратную связь по напряжению с глубиной

При глубине обратной связи F = 11,2 для выбора элементов цепи обратной связи можноиспользовать упрощенные формулы и считать, что

Если Rг= 1 кОм, то Rос = 100 кОм. Резистор Roc практически не будет шунтировать коллекторную цепь и цепь нагрузки третьего каскада, поэтому уточнять КU не требуется. Введенная параллельная отрицательная обратная связь по напряжению будет существовать и для медленных тепловых изменений Uвых и, следовательно, будет стабилизировать режим покоя схемы. Распределение напряжений в рассчитанной схеме усилителя в режиме покоя показано на рисунке. Рисунок 11 — Источник испытательных сигналов4.

3. Расчет показателей надежности

Рассчитать надежность стабилизатора напряжения, схема приведена на рисунке 12. Рисунок 12. Стабилизатор напряжения

Под надежностью понимают свойство изделия сохранять во времени в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции, в заданных режимах и условиях применения данного изделия. Надежность закладывается в изделие в процессе проектирования и производства и обеспечивается в процессе эксплуатации. Часто под надёжностью понимают безотказность изделия. Вероятность безотказной работы определяется в предположении, что в начальный момент времени изделие работоспособно. Под вероятностью безотказной работы за время t понимают вероятность вида: P (t)= Вер {T>t}, где t — заданное время безотказной работы изделияT — прошедшее время. Вероятность отказа равна Q (t) = 1 — P (t)Зависимость вероятности от времени есть функция надёжности. Она распределена по экспоненциальному закону: P (t) = EXP (- tизд), где — вероятность отказа.Tбез.

раб.=1/, где — суммарная вероятность отказов. Коэффициенты электрической нагрузки элементов ЭС определяем, используя формулы, приведенные в таблице 5. Таблица 5. Коэффициенты электрической нагрузки элементов

ЭлементФормула для определения КнПояснение

РезисторКн=Рраб/Рном

Р- мощность

КонденсаторКн=Uраб/UномU- напряжение

Цифровые интегральные ИМСАналоговые ИМСКIн=Iвых раб/Iвых мах

КIн=Iвых раб/Iвых мах

КPн=Pраб/PмахIвых — выходной ток

Элементы коммутации низковольтные (U3000)Кн=Iраб/IномI — ток через контакт

Выберем ориентировочные интенсивности отказов элементов λ0 при номинальных значениях таблицы 6: Таблица 6. Интенсивность отказов

Элементλ0*10−6 1/час

Элементλ0*10−6 1/час

Транзистор до 2квтдо 20квтдо 200квт0,40,60,7Диоды Ge0,1570,20,25Диоды SiРеле

Резисторы0,05Интегральные схемы средней степени интеграции0,013Конденсаторы-бумажные-керамические0,050,15МПК; БИС0,01Данные и результаты расчетов сведены в таблице 7. Таблица 7. Результаты

НаименованиеЭРЭ и ИСКоличествоэлементовKнИСКР1157ЕН602АК561ТЛ1К561ИЕ11КР1040УД111 110,0130,0130,0130,0130,460,570,460,60,0060,0090,0060,970,0060,0090,0060,0097

Диоды

КД521Д10,20,30,0420,168Стабилитроны

КС147Г10,160,420,0880,088Конденсаторы

К50−15К50−6К53−11 110,150,150,120,670,670,660,60,60,842,42,40,84Резисторы

МЛТ-0,125МЛТ-0,51 310,050,050,60,60,060,061,21,2Транзисторы

КТ361ВКТ829Г110,840,840,420,420,590,590,590,59По исходным данным произведём расчёты. Суммарная интенсивность отказа: Среднее время наработки на отказ изделия: Tср = 1 / 4,63*10−6 = 191 325 ч. Вероятность безотказной работы при ресурсе t=100 000 ч: P (t)=exp (-4,6310−6 100 000)=0,78Данное устройство будет безотказно работать в течение191 325 часов[1, 12, 13]. Расчет надежности резервированных изделий

Резервированным называют такое соединение изделий, при которой отказ системы наступает только после отказа основного изделия и всех резервных. Общим резервированием называют метод повышения надежности, при котором резервируется все изделие, а раздельными, когда резервируются отдельные части или элементыизделия. Вероятность безотказной работы стабилизатора напряжений в течение 100 000 ч. Р (100 000) = 0,78. Для повышения надежности система электроснабжения на объекте имеетсятакой же стабилизатор напряжения, который включается в работу при отказе первого. Рассчитаем вероятность безотказной работы и среднюю наработку до первого отказа системы, состоящей из двух стабилизаторов. В данном случае имеет место общее резервирование замещением кратности m = 1. Поэтому для решения можно использовать формулы:.Р (100 000) = = 0,78, тогда λ0t = 0.241/чПодставляя полученные значения, имеем

Средняя наработка до первого отказа нерезервированного преобразователя:

ч, а резервированной системы:

4.4. Разработка адаптера для определения параметров сигнала в контрольных точках диагностируемого устройства. Выбор электрической схемы адаптера зависит от трех факторов:

управляющей компьютерной программы, предназначенной для прошивки МК;типа порта, используемого в компьютере (COM или LPT);требуемого уровня сервисных и защитных функций. Управляющих программ, допускающих работу с AVR, известно много. Например, AVreal (http: www.ln.com.ua/~real/avreal), IC-Prog (http: www. ic-prog.com), PonyProg (http: www.lancos.com), Willem Eprom (http: www.willem.org). Все они бесплатные и поддерживают широкую номенклатуру AVR-контроллеров.Выбор остановим на программе PonyProg (автор Claudio Lanconelli, Италия), так как поддержка PonyProg заложена в Си-компиляторах и отладчиках. Тип порта подключения к компьютеру определяется системной конфигурацией. Если LPT-порт постоянно занят под принтер, то выбирают COM-порт, и наоборот.

Дополнительные аргументы. Длина соединительного кабеля между адаптером и COM-портом может составлять 5…8 м, а для LPT-порта — только 1,5…2 м. С другой стороны, схемы LPT- 12 адаптеров проще в конструкции и содержат меньше деталей. Рисунок 13 — Схема адаптера

На рисунке 12 показан разработанный адаптер для COM-порта. Назначение элементов: резисторы R1, R3-R5 ограничивают токи, стабилитроны VD2-VD4 ограничивают напряжение (4,7 В), резистор R2 закрывает транзистор VT1 при отсоединении кабеля от компьютера. Диод VD1 ограничивает напряжение отрицательной полярности, поступающее из COM-порта. В других аналогичных схемах его не устанавливают, надеясь на высокое допустимое напряжение транзисторов BC547 (Philips), которые используются вместо VT1 [14]. Заключение

Курсовой проект посвящен выбору технических средств и расчету дополнительного оборудования, необходимых для обслуживания копировального аппарата. Курсовой проект состоит из двух частей аналитической и расчетной. В аналитической части произведен выбор и обоснование технических средств и оборудования. Для этого составлен и обоснован перечень измерительных приборов и оборудования, требуемых для проведения диагностики и последующего ремонта копировального аппарата. На основании технических характеристик выбран наиболее оптимальный вариант. Приведены функциональные и принципиальные схемы мультиметра. Осуществлен выбор паяльной станции, необходимую для проведения ремонта устройства. Приведено описание и схема оборудования рабочего места, требуемого для обеспечения сервисного обслуживания данного устройства. В расчетной части произведен расчет дополнительного оборудования: устройства питания — стабилизатора напряжения компенсационный последовательного типа с регулирующим элементом на двух транзисторах и источника испытательных сигналов — усилителя постоянного тока с гальванической связью. Рассчитаны показатели надежности. Разработан адаптер для определения параметров сигнала в контрольных точках диагностируемого устройства. Библиографический список

Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине «Технические средства предприятий сервиса» / сост. В. И. Воловач. — Тольятти: Изд-во ПВГУС, 2008. — 239 с.

http://unit.kh.ua/ut71a.php

http://www.platan.ru/cgi-bin/izmer_comparemake.pl

http://krivda.net/books/-spravochnik_po_r

http://www.pribor-v.ru/index.php

http://it.fitib.altstu.ru/neud/aiu/index.php?doc=teor&module=2

http://radioelpribori.ru/funktsionalnaya-shema-tsifrovogo-multimetra.html

http://www.jais.ru/ik-650.htm

http://trzrus.narod.ru/rec/recany.htm?2./trzlphf.htmКаганов В. И. Радиотехника + компьютер + MathCAD. — М.: Горячая линия-Телеком, 2001. — 416 с.

http://radiosvalka.narod.ru/spravka/diodes/stab1.htmШишонок Н.А., Репкин В. Ф., Барвинский Л. Л. Основы теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники. — 2-е изд. — М.: Радио и связь, 1984. — 487 с. Расчет надежности машин и аппаратов бытового назначения. Учебное пособие покурсу «Надежность и долговечность» / Сост.

Б.И. Хохлов. — М: МТИ, 1982. — 106 с.

http://www.a3print.ru/printer/184/0/index.html