39869

Разработка электронного блока для ИИС мониторинга тепловых полей растений

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В данном дипломном проекте представлен электронный блок для мониторинга температуры деревьев предназначенный для мониторинга окружающей среды. Блок обеспечивает длительные измерения и регистрацию температуру стволов деревьев в атомном режиме. Между состоянием деревьев их водным режимом и температурой стволов существует определенная связь. Температуре деревьев свойственен свой суточный ход который коррелирует с суточным ходом солнечной радиации и температуры воздуха и оказывается смещен по сравнению с ними во времени в зависимости от...

Русский

2013-10-10

1.38 MB

16 чел.

Техническое задание

Введение

Настоящее техническое задание распространяется на разработку электронного блока для ИИС мониторинга  тепловых полей растений. Предназначенного для автономной работы в полевых условиях в течении 3 месяцев.

1. Основания для разработки

Электронный блок для ИИС мониторинга  тепловых полей растений разрабатывается на основании задания на дипломное проектирование.

Тема: «Разработка электронного блока для ИИС мониторинга  тепловых полей растений».

2. Источники разработки

Электронный блок для ИИС мониторинга  тепловых полей растений разрабатывается на основании схемы электрической принципиальной разработанной на кафедре ПиП ЭВС

3. Технические требования

3.1. Основные требования к изделию

3.1.1  Электронный блок для ИИС мониторинга  тепловых полей растений является электронным устройством и должен соответствовать ГОСТ 25868-83

3.1.2 основные требования к устройству согласно ГОСТ 21552-84

3.2. Технические параметры

Напряжение питания, В 9±0,5

Количество измерительных каналов 8

Период опроса, мин 1-180

Автономность работы, мес, не менее 3

Потребляемая мощность, вт,  не более 0,1

3.3. Требования к надежности

Общие требования надежности, предъявляемые к разрабатываемому изделию по ГОСТ 23.359-82. Время наработки на отказ         часов.

3.4. Конструктивные требования.

3.4.1. Размеры конструкции ИИС не более  мм. 140x120

3.4.2. Масса прибора, кг, не более,  1

3.4.3. Основные конструктивные требования ГОСТ 14201, ГОСТ 14202.

3.4.4. Основные требования к материалам и покрытиям по ОСТ 4.029.091-81 ”Несущие  конструкции  устройств. Материалы и покрытия ”.

3.4.6. Требования технической эстетики по ОСТ 4Г0.11218.

3.4.7. Требование эргономики по ОСТ 4Г0.10236.

3.5. Условия эксплуатации.

Исходя из назначения изделия, условия его эксплуатации по ГОСТ15150-69 – УХЛ 1.1

Температура окружающего воздуха, С от -60 до +40

Относительная влажность воздуха

при температуре 25 С, не более, %  98

Атмосферное давление, кПа от 86,6 до 10,7

Механические воздействия М3:

- Частота вибраций, Гц  от 1 до 55

- ускорение вибрации, g 1

- ударые нагрузки, g  15

3.6. Требования к упаковке, маркировке, транспортированию

и хранению

3.6.1. Транспортная упаковка и условия хранения должны обеспечивать сохранность изделия при транспортировке и хранении, и выполняться по соответствующим стандартам, отраслевым нормам и инструкциям.

3.6.2. Устройство должно храниться в складских помещениях, защищённых от воздействия атмосферных осадков, при отсутствии в воздухе паров кислот, щелочей и др. агрессивных примесей.

3.6.3. Длительное хранение прибора  должно производиться при температуре окружающего воздуха от +100С до +350С при относительной влажности до 70-80 %.

3.6.4. После вынужденного пребывания прибора в условиях низкой температуры, включение производить только после выдержки его в течение 24 часов в нормальных комнатных условиях. При этом ИИС не должна подвергаться резкому изменению температур.

3.6.5. В каждый тарный ящик должен быть вложен упаковочный лист, составленный по форме, принятой предприятием изготовителем и согласованной с представителем заказчика. Упаковочный лист и сопроводительная документация должны находиться в пакете из полиэтиленовой плёнки ГОСТ 10354-82. С последующей герметизацией швов.

3.6.6. Транспортировку прибора производить в таре предприятия изготовителя, с учётом предупредительной маркировки, любым видом транспорта в закрытых средствах, без ограничения расстояния, скорости движения и количества взлётов посадок.

3.7 Экономические показатели

Масштабность выпуска изделия – мелкосерийное производство (1000шт.)

4. Порядок испытаний

Испытания ИИС производить на предприятии изготовителе путём проверки на предмет соответствия технических показателей устройства, в соответствии с ГОСТ 16.962-79 “Изделия электронной техники. Механические, климатические воздействия. Требования и методы испытаний”.

Аннотация

В данном дипломном проекте был разработан электронный блок для ИИС мониторинга тепловых полей растений. В дипломном проекте был произведен расчет надежности изделия по внезапным отказам, расчет автономности работы в, расчет на вибропрочность, компоновочные расчеты, проанализированы возможнее варианты компоновки плат. В технической части проведена оценка технологичности конструкции, разработан технологически процесс сборки ИИС. В экономической части произведен расчет себестоимости изготовления конструкции разрабатываемого изделия и анализ конкурентоспособности и позиционирование. В графе по безопасности жизнедеятельности проведен анализ опасных внешних факторов и мероприятий по их исключению. В графической части представлен комплект из ,,, чертежей и ,,, плакатов.

The summary

In the given degree project the electronic block for IMS monitoring of thermal fields of plants has been developed. In the degree project there was proizveden calculation of reliability of a product on sudden refusals, a thermal calculation, races-couples on vibration strength, layout calculations, are analysed возможнее variants of configuration of payments. In a technical part the estimation tehnologichnosti designs is spent, process of assemblage IMS is developed technologically. In an economic part calculation of the cost price of manufacturing konstruktsii a developed product and the analysis конкуренто abilities and pozitsionirovanie is made. In the column on safety of ability to live the analysis of dangerous external factors and actions for their exception is carried out. In a graphic part the complete set from, drawings and, posters is presented.

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор

2. Тепловые поля растений, методика и средства измерений

3. Возможные варианты мониторинга тепловых полей

4. Расчетно-теоретическая часть

5. Конструкторская часть

6. Экономическая часть

7. БЖД

8. Заключение

9. список используемой литературы

10. Приложения

Введение

Возрастающее действие антропогенных факторов на среду обитания человечества привело к возникновению глобальных экологических проблем, таких как парниковый эффект, исчезновение лесов, загрязнение воды тяжелыми металлами, изменение климата и т.д. Негативные последствия антропологических воздействий в большинстве случаев являются следствием грубых ошибок в технической и экологической политике, низким уровнем технического развития, отсутствием достаточно глубоких экологических знаний у специалистов и руководителей различного уровня, отсутствием или недостаточностью значимой экологической информации, необходимой для принятия управленческих решений по вопросам, связанным со средой обитания человека.

Поэтому одной из важнейших задач современности является экологический мониторинг окружающей среды. Забота об экологическом состоянии в стране является одной из стратегических задач безопасности России.

Все   это   диктует   необходимость   разработки   современных   информационно-измерительных систем (ИИС) для мониторинга окружающей среды.

Почти во всех вузах, имеющих в своем составе факультеты лесного профиля, имеются учебно-опытные лесхозы и ботанические сады. Там сосредоточены многочисленные учебные натурные объекты. При этом возникает необходимость в организации длительных измерений параметров среды с целью определения зависимостей между отдельными параметрами среды и продуктивностью биологических объектов. В настоящее время в нашей стране и за рубежом существуют различные метеостанции с автоматическими и полуавтоматическими режимами работы; существуют приборы для определения отдельных параметров среды, например, температуры, давления, влажности, радиации и т.д. Общими для всех этих станций явится их большая стоимость и сложность обслуживания. К тому же они не являются универсальными, многофункциональными и не обеспечивают требуемую автономность работы.

В данном дипломном проекте представлен электронный блок для мониторинга температуры деревьев, предназначенный для мониторинга окружающей среды. Предложенное устройство обладает небольшой стоимостью, удобством эксплуатации и хорошими метрологическими характеристиками.

Функциональный состав ИИС несомненно влечет за собой применение в принципе построения принципиальных схем цифровых интегральных микросхем с разной степенью интеграции.

Целью дипломного проекта являлось создание недорогого, и в тоже время достаточного для проведения контроля и регистрации температуры растений электронного блока (далее блока).

Блок отличается удобством эксплуатации и минимальной потребляемой мощностью, простой схемотехникой. Блок обеспечивает длительные измерения и регистрацию температуру стволов деревьев в атомном режиме.

Информационно-измерительная система мониторинга тепловых полей  может быть расширена по каналам измерения Метеорологических, экологических, биологических и других параметров и усовершенствована по структуре и программному обеспечению.

Аналитический обзор технической и периодической литературе по теме:

Карасев В.Н. Физиология растений : учебное пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ 2001.

Изложены теоретические сведения и описания экспериментальных работ по разделам курса: физиология растительной клетки, водный режим растений, фотосинтез, минеральное питание, рост и развитие растений, устойчивость растений к неблагоприятным факторам и др.

Обобщен опыт автора по разработке в учебном процессе новых методов комплексных эколого-физиологических  исследований с применением средств автоматизации.

Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ Под ред. С.В. Якубовского.-М.: Радио и связь, 1990.

Приводятся классификация, условные обозначения основных типов ИС и их корпусов. Рассмотрены структурные схемы и принцип действия всех основных типов базовых логических элементов (ТТЛ, ЭСЛ, КМОП, И2Л), комбинационных устройств, микросхем памяти, микропроцессоров, аналоговых ИС и др. Приведены их основные параметры и особенности применения.

Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре.-Л.:Энергоиздат. Ленинградское отделение, 1986.

Применительно к информационно-измерительной технике рассмотрены элементная база, особенности и способы включения ИС малого и среднего уровня интеграции (ТТЛ, КМОП, ДТЛ). Приведены примеры их практического применения.

Лаврентьев Б.Ф. Аналоговая и цифровая электроника: Уч. пособие.-Йошкар-Ола, МарГТУ, 2001.

Рассмотрена элементная база электроники. Изложены принципы построения аналоговых и импульсных электронных устройств. Основное внимание уделено операционным усилителям и устройствам на их базе. Рассмотрены также основные устройства цифровой электроники.

Евстифеев А. В.  Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2004.

Практическое применение  однокристальных  микроконтроллеров AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL.

Рассмотрена архитектура, ее особенности. Приведены основные электрические параметры и временные характеристики. Подробно описано внутреннее устройство микроконтроллеров, системы команд, периферия, а также способы программирования с примерами реализации некоторых алгоритмов для конкретных цифровых устройств.


1 Тепловые поля растений, методика и средства измерений.

1.1 Тепловые поля.

Между состоянием деревьев их водным режимом и температурой стволов существует определенная связь. Охарактеризовав эту связь, т.е. дав ей определенную количественную оценку, представляется возможным произвести диагностику жизнеспособности древесных растений по их температурным параметрам

Исследования этой проблемы на кафедре ботаники, дендрологии и садово-паркового строительства МарГТУ завершились разработкой принципиально нового биофизического метода ранней диагностики физиологического состояния древесных растений по температуре стволов (Карасев, 1983). В США и Канаде проводятся экспериментальные исследования по дистанционному зондированию лесных экосистем с целью изучения спектрального отражения древесной растительности теплового излучения крон (Murta, 1971, 1972; Olson, 1977; Rohde, Olson, 1971; Сухих, 1984;Жирин, 1993).

Температуре деревьев свойственен свой суточный ход, который коррелирует с суточным ходом солнечной радиации и температуры воздуха и оказывается, смещен по сравнению с ними во времени, в зависимости от теплоемкости, теплопроводности, теплоотдачи, диаметра деревьев, расхода воды деревом, степени жизнеспособности и др.

В зимнее время колебания температуры стволов целиком связаны с изменениями погодных условий этого периода года (оттепели, резкие похолодания и др.).

Весной, после появления водного тока температура стволов в нижней части снижается из-за низкой температуры поступающей из почвы воды, несмотря на возрастание среднесуточной температуры воздуха.

В летний период у древесных растений устанавливается определенный температурный градиент: более низкие температуры свойственны основанию ствола, а более высокие - его верхней части. Разница температур по высоте ствола может достигать 10... 15°С.

В зимнее время также имеет место градиент температур по высоте ствола, но имеющий противоположное направление.

У деревьев малых диаметров влияние температуры воздуха и солнечной радиации на температуру стволов выражено более значительно, чем у деревьев больших диаметров. Тонкие деревья быстрее нагреваются и быстрее остывают, чем деревья больших диаметров. Связь между температурой ствола и параметрами диаметров обратная и очень высокая: для деревьев диаметром 8-16 см коэффициент корреляции (г) равен 3,996 ± 0,003, для деревьев диаметром 26-36 см r = -0,884 ± 0,098. С увеличением диаметра, с 24 см и более, температура стволов на высоте 1,3 м изменяется менее значительно, в пределах ступени толщины различия по температуре стволов не существенны.

Для деревьев одного диаметра и одинакового ранга жизнеспособности устанавливается определенный ход температуры по высоте ствола при конкретном типе погоды. Связь между температурой и высотой по стволу прямая и очень высокая, r = 0,942 ± 0,034. У деревьев меньших диаметров градиент температуры по высоте ствола выражен более значительно, чем у деревьев с толстыми стволами. Зона наибольших инверсий температур расположена в нижней части ствола и у взрослых деревьев простирается до высоты 4-6 м. На формирование температур по высоте ствола, помимо факторов окружающей среды, оказывает определенное влияние и уровень жизнеспособности дерева. По всем вертикальным отметкам температура стволов поврежденных деревьев достоверно отличается от здоровых.

Теория теплового метода диагностики жизнеспособности деревьев по температуре стволов основывается на представлениях о биологической и физической (тепловой) моделях объекта.

Модель биологическая - сам объект, деревья с различным уровнем жизнеспособности и характеризуемые различными биологическими параметрами, представляющими основные измеряемые величины.

Модель физическая представленная на рисунке 1 - кольцевая пористая проводящая структура (ПВС), ориентированная вертикально, с концевыми двигателями, заполненная теплопроводящей жидкостью, передвигающейся в виде потока вертикально вверх с определенной скоростью и расходом. В результате теплообмена температура ствола дерева (Тпвс) изменяется по высоте от значения температуры входящей воды (Тв) до температуры окружающей среды (Твозд).

Скорость водного тока и расход воды определенным образом соотносятся с уровнем жизнеспособности дерева, следовательно, при одинаковом притоке тепла извне динамика изменения Тпвс отражает жизнеспособность дерева как целостной биологической системы, так как любые существенные нарушения водного тока в корнях, стволовой части либо кроне немедленно сказываются на температуре ствола.

Рисунок 1 - Физическая модель объекта исследования

ПВС - кольцевая пористая водопроводяшая структура; Тв - температура воды на входе в модель; ( V) - скорость перемещения теплоносителя; Т пвс - температура ПВС в заданной точке; Т возд. - температура воздуха; Q - приток тепла в модель извне; НС - наружный слой с низкой теплопроводностью, ЦПС - цилиндрическая пористая структура

Из совместного анализа биологической и физической моделей объекта исследования следует, что между расходом воды на транспирацию и массой хвои на дереве, а также между расходом воды и температурой ствола существует определенная связь. Так, для деревьев сосны обыкновенной диаметром 25,0 ± 1,0 см при суточной максимальной температуре воздуха 28°С связь между расходом воды на транспирацию и температурой ствола с северной стороны (на высоте 1,3 м, в средней части водопроводящей зоны) обратная и очень высокая (г = -0,985) и описывается уравнением

Y= 19,756-0,767 X

где Y - расход воды деревом на транспирацию, кг/ч;

       X - температура ствола в заданной точке, °С.

График этой зависимости приведен на рисунке 2. Из анализа моделей объекта исследования следует также, что для реализации диагностики жизнеспособности деревьев по тепловому методу достаточно одной измеряемой величины - температуры ствола в заданной точке, которая выявлена на основании исследований зависимости температуры ствола от диаметра, высоты, сторон света, времени суток, времени года и находится в нижней чести ствола в зоне наибольших инверсий температур.

Рисунок 2. Связь температуры стволов в заданных точках деревьев сосны диамером 25 ±1 см с расходом воды: X - температура ствола дерева в заданной точке. У - расход воды деревом на транспираиию, кг/ч

Впервые этот метод был использован для диагностики жизнеспособности деревьев сосны обыкновенной, поврежденных во время лесных пожаров 1972 года. Комплексные физиологические исследования деревьев сосны различной жизнеспособности проводились в древостоях полнотой 0,6-0,7 ед., пройденных низовым пожаром средней интенсивности. Средняя высота деревьев 19 ± 0,6 м, диаметр 25 ±1,0 см, возраст 40-50 лет, состав ЮС, местоположение участка возвышенное, почва дерново-среднеподзолистая, песчаная, тип леса сосняк лишайниково-мшистый. Биологическая характеристика деревьев сосны различной жизнеспособности на второй год после пожара приведена в таблице1.

Таблица 1

Биологическая характеристика деревьев сосны на гарях (р = 0,95)

Наименование

показателей

Единицы измерения

Категории жизнеспособности деревьев

здоровые

средне- поврежденные

сильно- поврежденные

усыхающие

Масса сырой хвои на дереве

кг

42.2

18,0

7,6

2,0

Интенсивность транспирации (на сырую массу)

г/кг • ч

131,6

122,0

98,1

59,3

Скорость водного тока

м/ч

0,32

0,21

0,14

0,04

Расход воды деревом

кг/ч

5,53

2,20

0,75

0,12 •

Влажность водопроводяшей ксилемы (Н - 1,3 м):

через 1 год

через 2 года

% к абс. сух. массе

143,0 125,0

120,0

111,0

115,0

86,0

159,0

25,6

Влажность хвои:

1-летней

2-летней

%

150,0 117,0

142,3

108,8

131,2

105,1

104,4

81,5

Содержание хлорофилла:

в 1-летней хвое

в 2-летней хвое

мг/г сухой хвои

1.246 1,623

1,026

1,262

0,902

1,073

0,608 0,644

Абсолютно сухая масса 100 штук хвоинок:

1-летних

2-летних

г

3,66 3,84

3,33

3.51

2,98

2,67

0,92

1,03

Повреждение камбия по окружности (Н - 0,5 м)

%

-

20,0

65,0

85,0

Высота нагара ствола

м

-

3.0

4,5

4,5

Деревья различных рангов жизнеспособности существенно отличались по основным биологическим параметрам, причем по таким, как влажность ксилемы и хвои, масса 100 шт. хвоинок, содержание общего хлорофилла, существенное различие наступает не ранее, чем через 1-2 года. Различие в скорости водного тока, интенсивности транспирации, расходе воды деревом, а также и в температуре стволов в заданных точках становится существенным уже 1-2 недели после повреждения Четкой связи усыхания деревьев с высотой нагара ствола, повреждением корневых лап и др. не прослеживается. Степень повреждения камбия хотя и определяет состояние дерева, но установление количественной меры этого показателя сопряжено с риском еще большего ослабления сохранивших жизнеспособность деревьев.

Дневной ход температуры водопроводящей зоны для деревьев сосны различного состояния на высоте 1,3 м с северной стороны стволов приведен на рисунке 3.

Рисунок 3 - Дневной ход температуры стволов в заданных точках для деревьев сосны обыкновенной диаметром 25 см, в различной степени поврежденных пожаром:

1 - деревья здоровые;

2 - среднеповрежденные;

3 - сильноповрежденные;

4 - усыхающие и мертвые;

5 - температура воздуха;

6 - почвы на глубине 0,7м

В полуденное время, в результате периодического суточного термического воздействия, резко выражены аномалии цикличности температуры (изменение фазы, амплитуды и др.) стволов поврежденных деревьев, по сравнению со здоровыми одинакового диаметра. Так, у деревьев сосны, поврежденных лесным пожаром средней интенсивности (принятые здесь категории жизнеспособности близко соответствуют Европейской шкале оценки состояния деревьев), разница температур в заданных точках между стволами здоровых и усыхающих деревьев.достигает при антициклоническом типе погоды Ю...14°С и более. С учетом существенности различий в этом температурном интервале можно выделить до 9-11 градаций жизнеспособности деревьев. Наименьшей температурой обладают неповрежденные деревья, более высокие температуры свойственны усыхающим и мертвым. Деревья остальных рангов жизнеспособности занимают по этому параметру промежуточное положение. Стволы здоровых деревьев, благодаря большей скорости водного тока и значительной теплоемкости, противостоят нагревающему действию солнечной радиации и окружающего воздуха намного эффективнее, чем стволы ослабленных и, тем более, усыхающих деревьев.

Из-за различий в скорости распространения тепловых полей в радиальном направлении имеют место и сохраняются в течение многих лет аномалии цикличности температуры и в центре стволов поврежденных пожаром деревьев рисунок 4. Изменения температур в центре стволов поврежденных деревьев, по сравнению со здоровыми, происходят в противофазе и являются следствием термического суточного воздействия предыдущего дня.

Рисунок 4 - Суточный цикл температуры в центре стволов на высоте 1,3 м деревьев сосны обыкновенной диаметром 28 см различной жизнеспособности (через 6 лет после пожара) 1 - деревья здоровые, 2 - среднеповрежденные; 3 - сильноповрежденные, 4 - температура воздуха; 5 - температура почвы на глубине 0,7 м

Динамика температуры стволов деревьев сосны, в различной степени поврежденных пожаром, за вегетационный период также свидетельствует о том, что более высокие значения температуры ствола свойственны усыхающим и мертвым деревьям. Наибольших значений разница температур между стволами деревьев различной жизнеспособности достигает в середине лета. Во второй половине вегетационного периода температура стволов закономерно снижается в связи с уменьшением среднесуточных температур воздуха. Сохраняется существенное различие в температуре стволов деревьев различных рангов жизнеспособности в течение всего лета, захватывая частично и осенний период. При выравнивании максимальных суточных температур воздуха и температуры корнеобитаемого слоя почвы, примерно с середины сентября, различия в температуре стволов деревьев различных рангов жизнеспособности несущественны.

Аномалии в цикличности температуры стволов деревьев свидетельствуют об изменении их физиологического состояния вследствие воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды и предоставляют новые возможности для ранней диагностики жизнеспособности древесных растений. Тепловые методы оценки состояния деревьев, по сравнению с электрофизиологическими, обладают перспективой дистанционного получения информации.

2.2 Методика измерения тепловых полей.

Измерение температуры стволов деревьев производиться в особых так называемых заданных точках обращенных к северу и защищенных от прямого воздействия солнечной радиации.

Предварительно, по внешним признакам, следует произвести подборку групп деревьев, включающей деревья без признаков ослабления, а так же деревья, в той или иной степени ослабленные и отличающиеся  по размеру и цвету листьев, степени ажурности крон, приростом побегов, наличию механических повреждений и др. желательно чтобы в опытной группе были деревья и усыхающие и летально поврежденные, т.е. по возможности опытная группа должна состоять из деревьев, представляющих как можно большее количество градаций жизнеспособности, что повышает качество эксперимента и учебной работы, деревья, входящие в одну опытную групп, не должны существенно различаться по диаметру ствола.

Датчики температуры закрепляются на кронштейне, который в свою очередь закрепляется резиновыми жгутами к стволу дерева. Датчики крепятся с северной стороны стволов на высоте 1,3 м для деревьев диаметром 15 см и более и на высоте 0,7-0,5 м для деревьев меньших диаметров.

2.3 Средства измерений.

Для измерения температуры стволов деревьев в 1992 году Карасевым В.Н. были специально разработаны 24-канальные электротермометры рисунок 5. В основу конструкции прибора положен равновесный измерительный мост. Равновесие измерительного моста достигается с помощью четырех виткового спирального реохорда, шкала которого состоит из 400 равномерных угловых относительных делений.  Нуль-индикатор представлен микроамперметром М261М. Датчики температуры выполнены на основе малогабаритных полупроводниковых терморезисторов с диаметром активной части 2,0 и 4,0 мм. Суммарная погрешность измерительного процесса ±0,1ОС. Диапазоны измерений 0... 10°С, 10...20°С и 20...35°С.

Рисунок 5 - 24-канальный электротермометр для измерении температуры растительных тканей: 1 - комплекс датчиков температуры; 2 - переключатель диапазонов измерений; 3 – нуль - индикатор измерительного моста; 4 - гнезда для присоединения датчиков температуры; 5 - реохорд измерительного моста; 6 - переключатель датчиков температуры

При выполнении измерении данными электротермометрами необходимо вести регистрацию показаний прибора в относительных единицах шкалы реохорда, диапазона измерений, даты и времени производства измерений. Необходим перевод относительных значений показаний прибора в градусы шкалы Цельсия.  Что не очень удобно. В настоящее время на рынке большое количество дешевых микроконтроллеров позволяющих автоматизировать эти измерения. Разрабатываемая в данном дипломном проекте информационно измерительная система (ИИС) решает эти задачи и делает возможным проводить мониторинг тепловых полей автономно в течение не менее трех месяцев. Система будет автоматически замерять параметры каждые 180 мин в течении одной минуты и сохранять их в памяти. При необходимости оператор будет прихоть в место установки системы, и, подключив ИИС к переносному персональному компьютеру,  будет копировать сохраненные данные на компьютере для обработки и изучения.

3. Сравнение вариантов оценки жизнеспособности растений.

Термоэкспресс-метод обладает высокой информативностью в течение всего вегетационного периода, а также и в ранневесенний период, когда многие электрофизиологические методы достоверной информации дать не могут по ряду причин. Например, жизнеспособность деревьев по величинам биоэлектрических потенциалов (БЭП) рекомендуется оценивать в середине лета, так как в ранневесенний период амплитуда БЭП находится на подъеме и еще недостаточно выражена. Это обстоятельство вообще не позволяет развернуть работы по оценке жизнеспособности данным методом в начале вегетационного периода, например в случае повреждения деревьев, в первую очередь хвойных пород, ранневесенней засухой, которая начинается задолго до оттаивания корнеобитаемого слоя почвы.

Результаты дисперсионного анализа свидетельствуют, что в 97,4 % случаев температура стволов, поврежденных пожаром, связана с их состоянием, а в 2,6 % обусловлена другими причинами. Величины БЭП в данной ситуации лишь в 13,7 % случаев отражают жизнеспособность деревьев, а импеданс при камбиального комплекса тканей (ПКТ) — в 61,0 %. Высокие значения коэффициента детерминации, характеризующие связь температуры стволов деревьев с их жизнеспособностью, получены и при других типах повреждений.

Такие параметры, как содержание общего хлорофилла и биометрические показатели, дают информацию не менее чем через год после повреждения, а оценка жизнеспособности по величинам БЭП и импедансу ПКТ часто вообще не дает достоверной информации о состоянии, что объясняется случайным подключением электродов к участкам растительных тканей, сохранившим жизнеспособность, так как повреждение, например, при камбиального комплекса тканей стволов деревьев во время пожаров имеет неравномерный характер из-за различной толщины корки. В случае ослабления деревьев длительно действующими факторами среды электрофизиологические методы дают хорошие результаты.

Термоэкспресс-метод, по сравнению с электрофизиологическими, характеризуется высокими достоверностью результатов, точностью и малыми значениями коэффициента вариации измеряемого параметра при всех типах повреждений (Таблица 2).

Таблица 2

Метод оценки

жизнеспособности

деревьев

Коэффициент

вариации

С, %

Точность

опыта Р,

%

Достоверность результатов t

Нижний предел

коэффициента

детерминации η2

Экстремальное, тепловое при низовых пожарах (сосна)

Термоэкспресс-метод

2,02

0,50

187,4

0,974

По величинам БЭП

27,20

7,83

12,7

0,137

По импедансу ПКТ

8,62

3,11

35,9

0,610

Экстремальное, во время ранневесенней засухи (ель)

Термоэкспресс-метод

1,81

0,57

187,7

0,709

По величинам БЭП

Н е п р и г о д е н

По импедансу ПКТ

46,58

7,27

18,05

0,439

Длительно действующее, при корневой губке (сосна)

Термоэкспресс-метод

1,73

0,43

237,0

0,767

По величинам БЭП

12,83

3,87

26,4

0,910

По импедансу ПКТ

20,18

6,70

18,6

0,909

Длительно действующее, при избыточном увлажнении (сосна)

Термоэкспресс-метод

2,31

0,70

139,8

0,965

По величинам БЭП

20,70

5,97

18,1

0,757

По импедансу ПКТ

19,52

5,43

21,6

0,909

Таким образом, результаты комплексных эколого-физиологических исследований показывают, что при всех типах повреждений, связанных с нарушением водного режима растений, и в течение всего вегетационного периода наиболее информативен термоэкспресс-метод ранней диагностики физиологического состояния древесных растений. Связь температуры стволов с состоянием деревьев высокая и обратная, коэффициент детерминации варьирует в пределах 0,710 … 0,974. Электрофизиологические методы низкоинформативны на объектах с экстремальными типами повреждений  (η2 = 0,137  …  0,610)  и высокоинформативны (η2 = 0,757 … 0,910) при ослаблении деревьев какими-либо длительно действующими факторами среды. Тепловые методы оценки состояния деревьев, по сравнению с электрофизиологическими, обладают перспективой дистанционного получения информации.

4 Датчики температуры.

4.1  Типы датчиков температуры

Используемые в промышленности датчики температуры можно разделить по типу измерения на контактные и бесконтактные датчики температуры. Бесконтактные датчики используют принцип измерения мощности инфракрасного излучения, идущего от каждого объекта, будь то расплавленный металл или кусок льда. Инфракрасное излучение с длиной волны 3 – 14 мкм от измеряемого объекта попадает на чувствительный элемент бесконтактного датчика температуры и преобразуется в электрический сигнал, который затем усиливается, нормируется, а в новых моделях датчиков и оцифровывается для передачи по сети.

Существует несколько видов бесконтактных датчиков температуры, отличающиеся по принципу измерения:

- Квазимонохроматические (оптические) пирометры. Действие этих переносных приборов основано на сравнении яркости монохроматического излучения двух тел,  тела температуру которого измеряют, и эталонного. В качестве последнего обычно используют нить лампы накаливания с регулируемой яркостью излучения. Наиболее распространенный прибор данной группы-пирометры с "исчезающей" нитью. Внутри телескопич. трубки в фокусе линзы объектива находится питаемая от аккумулятора через реостат пирометрич. лампа с подковообразной нитью. Для получения монохроматич. света окуляр снабжен красным светофильтром, пропускающим лучи только определенной длины волны (l 65-66 мкм). В объектив помещен серый поглощающий светофильтр, служащий для расширения пределов измерений.

- Фотоэлектрические пирометры. В приборах различных типов чувствительности элементами служат фотоэлементы с внешним фотоэффектом, в которых фототок пропорционален энергии излучения волн определенного участка спектра. В пирометрах этого типа изображение раскаленного тела с помощью объектива и диафрагмы  создается в плоскости одного из отверстий диафрагмы, расположенной, наряду с красным светофильтром, перед фотоэлементом. Последний через отверстие этой диафрагмы освещается регулируемым источником света электрической лампой. Благодаря колебаниям заслонки модулятора фотоэлемент поочередно с частотой 50 Гц освещается раскаленным телом и лампой. При неравенстве освещенностей от них в цепи фотоэлемента возникает фототок, усиливаемый электронным усилителем. Его выходной сигнал изменяет ток накала лампы до выравнивания указанных освещенностей. Сила тока, однозначно связанная с яркостной температуройрой тела, на сопротивлении Rвых преобразуется в напряжение, измеряемое автоматически потенциометром, шкалы которого градуированы в градусах

- Пирометры спектрального отношения (цветовые пирометры). В пром. приборах находится отношение так называемой спектральной энергетической яркости (излучение определенной длины волны, или яркости) реального тела с двумя заранее выбранными значениями длины волны. Для каждой температуры это отношение неодинаково, но вполне однозначно. Действие большей части конструкций основано на определении цвета нагретого тела по отношению яркостей для не очень близких одна к другой двух длин волн в видимой части спектра.

Измеряемое излучение через защитное стекло и объектив попадает на фотоэлемент. Между ним и объективом установлен вращаемый синхронным двигателем обтюратор. Последний выполнен в виде диска с двумя отверстиями, закрытыми красным и синим светофильтрами, при вращении обтюратора на фотоэлемент попеременно попадают излучения разной интенсивности. Предварительно усиленный переменный ток, напряжение которого пропорционально соответствующим интенсивностям излучения, преобразуется электронным логарифмическим устройством в постоянный ток, зависящей от 1/Т. Сила выходного тока устройства определяется показывающим или регистрирующим милливольтметром.

- Пирометры полного излучения (радиационные пирометры) служат для измерения температуры по мощности излучения нагретого тела. Испускаемые им лучи с помощью оптической системы (рефракторной - преломляющей с линзой и диафрагмой или рефлекторной - отражающей с зеркалом) фокусируются на преобразователе - обычно миниатюрной термоэлектрической батарее. Для наводки на нагретое тело используют окуляр с красным либо дымчатым светофильтром. Возбуждаемая в батарее термоэдс фиксируется потенциометром, шкала которого градуирована в градусах по температуре излучения абсолютно черного тела.

Контактные датчики температуры – это прежде всего термопары и термосопротивления. Основным преимуществом данного типа датчиков является высокая точность измерения и их относительная дешевизна. Наибольшее применение получили термопары Хромель-Копель (тип L) и Хромель-Алюмель (тип J). Эти типы термопар обеспечивают высокую точность и стабильность измерений в широком диапазоне температур.

Измерение температуры термосопротивлением основано на том, что такие материалы, как полупроводники и металлы изменяют свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Полупроводниковые термосопротивления, обычно называемые термисторами, имеют среднюю точность и стабильность показаний, однако такие датчики весьма дешевы и применяются там, где отсутствует необходимость в высокой точности измерений. Напротив, термосопротивления с металлическим чувствительным элементом обеспечивают высокую точность и стабильность измерений. В качестве металлов для термосопротивлений используется платина, медь, реже никель.

Принцип измерения кремниевыми датчиками температуры основан на том, что кремний как полупроводник в значительной степени изменяет свое сопротивление с температурой. Поскольку кремний также применяется для производства интегральных микросхем, то такие датчики температуры могут иметь схемы усиления и обработки сигнала, схемы цифровых интерфейсов, позволяющие напрямую подключать датчик к компьютеру или микропроцессору.

4.1 Выбор датчика

Микродатчик температуры NTC – 833

Рисунок 6 Микродатчик температуры NTC - 833

Микродатчик  NTC – 833 - точный, универсальный датчик. Обладает высокой скоростью срабатывания 0,7с. и малыми размерами.  Благодаря большому сопротивлению в 103,6 кОм датчик очень слабо нагревается и имеет малый ток измерения. Датчик обладает высокой стабильностьюи высокой чувствительностью. Измеряемая температура от -40 до +100 оC. Погрешность сопротивления ±0,2%при 37 оC.

Размеры: диаметры 1,5 мм длина 4 мм., длина проводов 80 мм.

Инфракрасный термодатчик ES1B

Электродвижущий выходной сигнал ES1B соответствует одной из термопар, поэтому возможно непосредственное соединение с входной клеммой термопары регулятора температуры. Измерения, возможно, проводить в четырех диапазонах температуры, предназначенных для широкого спектра применений с целью измерения температуры как в пищевой промышленности, упаковочном оборудовании, литьевом производстве, так и в электронном производстве. Высокая точность измерения температуры обеспечивается за  счет высокоскоростного отклика 300 мс (при 63% отклика) и  повторяемости индикации ±1% параметра техпроцесса. В отличие от термопары термодатчик не подвержен износу.  

Рисунок 7 - Инфракрасный термодатчик ES1B

Таблица 3 - параметры инфракрасного термодатчика ES1B

Описание

ES1B

Напряжение питания

9-18В

Потребляемый ток

20мА

Диапазон измеряемых температур

-25÷260

Отклонение температуры

Макс 0,4оC

Длина замеряемой волны

6,5 - 14µМ

Полное выходное сопротивление

1- 4 кОМ

Для измерения температурных полей для нашей системы подходят оба эти датчика. Но у каждого из них есть свои достоинства и недостатки. Микродатчик  NTC – 833 обладает малой стоимостью, малыми размерами, а так же имеет широкий диапазон измеряемых температур и большую скорость срабатывания. Но данный датчик хоть и имеет малые размеры, но его необходимо вводить в ствол  дерева, чем мы наносим, хоть и небольшие, но все же повреждения дереву.

Инфракрасный термодатчик хоть и имеет большую стоимость и большие размеры, но при его помощи можно измерять температуру дерева, не нанеся ему повреждений. С его помощью можно проводить экспресс мониторинг.

Исходя из выше сказанного, для ИИС мониторинга тепловых полей растений выбираем инфракрасный термодатчик ES1B.

5  Расчетно-теоретическая часть

5.1 Анализ технического задания, описание работы электронного блока для мониторинга потенциальных полей растений

В соответствии с техническим заданием в данном дипломном проекте необходимо разработать электронный блок для мониторинга тепловых полей растений.

Данный прибор должен удовлетворять ряду требований. В частности разработанная аппаратура должна быть технологичной, отличаться простотой, обладать небольшой стоимостью, хорошими метрологическими характеристиками. Необходимо, чтобы для работы с электронным блоком не требовалось специальной подготовки обслуживающего персонала.

Кроме эксплутационных требований к изделию предъявляются технологические требования. В конструкции необходимо максимально использовать стандартные и нормализованные детали и элементы.

Электронный блок для мониторингатепловых полей растений построен на базе микропроцессора Atmega128 DD3. В него также входит регистр памяти DD4, внешнее ОЗУ на 32 кБ DD5, flash память на 32 МБ DD6, мультиплексор DD2, интерфейс UART DD1. Микроконтроллер работает в экономичном режиме Power Save. В обычном состоянии микроконтроллер DD3 выключен, работает только таймер/счетчик микроконтроллера. После отсчета требуемого количества времени (180 минут), происходит прерывание от таймера/счетчика микроконтроллера DD3. Затем происходит опрос температурных датчиков. Сигналы с датчиков через усилительный блок поступают на входы электронного блока, а затем на АЦП микроконтроллера DD3. Полученные данные обрабатываются микроконтроллером и записываются во flash память DD6. По окончании записи таймер/счетчик отключает схему от питания.

Записанные во flash память данные считываются по последовательному интерфейсу UART микросхемы DD1 на внешний носитель информации (например, ноутбук). Для программирования и отладки электронного блока используется внутрисхемный программатор AS2 и внутрисхемный эмулятор JTAG, которые подключаются к блоку через интерфейс ISP на разъем XP3 и XP4 соответственно. При внутрисхемном программировании микроконтроллера DD3 используются выводы 2 и 3, которые в основном режиме подключены к UART. Для переключения этих выводов к программирующему разъему на время программирования, установлен мультиплексор DD2. Управляющий сигнал формируется программатором AS2.

5.2 Анализ исходных данных

Электронный блок для мониторинга тепловых полей растений должен иметь 8 температурных датчиков. Датчики должны опрашиваться с периодом от 1 до 180 минут. Напряжение питания прибора 9 В. При этом он должен иметь автономность работы не менее 3 месяцев с потребляемой мощностью не более 1 Вт. Чтобы закреплять электронный блок на исследуемом объекте (например, на стволе дерева), он должен иметь минимальные габариты и малый вес. Блок должен выдерживать диапазон температур от -60 до +40°C и влажность 98 % при температуре 25°C. Поэтому он должен иметь герметичный и прочный корпус для закрепления на большой высоте.

5.3. Инженерные расчеты

5.3.1. Расчет надежности по внезапным отказам

Расчет надежности сводиться к определению средней наработки на отказ и вероятности ее безотказной работы за заданное время с учетом электрических режимов и воздействующих эксплутационных факторов: температура, влажность, давление и др. Исходными данными являются схема электрическая принципиальная и перечень элементов. Расчет надежности электронного блока для мониторинга потенциальных полей растений по внезапным отказам производиться по методике предложенной Ю.В. Захаровым [4].

Исходные данные:

- Схема электрическая принципиальная   КНФУ.411711.002 Э3

- Перечень элементов      КНФУ.411711.002 ПЭ3

- Количество элементов на печатной плате, шт.  50

- Рабочая температура окружающей среды  Т = 22°С.

- Давление        Р = 760 мм.рт.ст.

- Влажность        r = 75%.

- Условия эксплуатации аппаратуры   наземная подвижная

- Время tзад, часов      2000

Определяется обобщенный эксплуатационный коэффициент Кэ. Значение Кэ выбирается из таблицы 1[4]. Для наземной подвижной аппаратуры Кэ=4. Далее определяются поправочные коэффициенты Кr, Kp. Значения Кr, Kp выбираются соответственно таблицы 2 и таблицы 3 [4] исходя из исходных данных. Кr=1,5, Kp=1.

Для расчета интенсивности отказа диода используется формула, учитывающая электрическую нагрузку и температуру, при которой работает диод:

                               (1)

где-интенсивность отказа диода в номинальном режиме работы (значение берется из прил. 3[24); - постоянные коэффициенты (значения данных коэффициентов выбираются из табл. 5[24]);

t - рабочая температура окружающей среды или корпуса диода, ;

-коэффициент электрической нагрузки, рассчитываемый по формуле:

для диода ,

- обратное напряжение в рабочем режиме;

– допустимые электрические параметры по ТУ или ГОСТ на диод.

Величина КН не должна превышать значения 0,7.

Определяется коэффициент электрической нагрузки для диода .

Таблица 4

Диод

Uобр, В

Uобр.доп, В

Кн

VD1

0,8

30

0,026

По формуле (1) находим интенсивность отказов диода (см. табл.5).

Таблица 5

Диод

λ0*10-61/ч

Коэффициенты

λэк,*10-6 1/ч

A

NT

TM

P

t

VD1

0,07

44,1

-2138

448

17,7

150

0,00241

Для расчета интенсивности отказов конденсаторов используется формула, учитывающая электрическую нагрузку и температуру, при которых конденсатор работает в аппаратуре:

    (2)

где - интенсивность отказа конденсатора в номинальном режиме работы (значение выбирается из прил. 5 [4]); A, С, NS, B, NT, Д – постоянные коэффициенты  (значения их выбираются из табл. 7 [4]);

t – рабочая температура окружающей среды, 0C;

KH – коэффициент электрической нагрузки конденсатора, рассчитывается по формуле ,

где - рабочее напряжение на обкладках конденсатора, а - допустимое напряжение конденсатора по ТУ или ГОСТ.

Определяем коэффициент нагрузки конденсатора (см. табл.6)

                                                      Таблица 6

Конденсатор

Uраб, В

Uдоп, В

Кн

С1…C3, C5, C6, C8…C15, C18

5

50

0,1

С4

9

50

0,18

С7

5

16

0,31

С16

3

25

0,12

С17

2,5

50

0,05

С19

3

50

0,06

Рассчитаем интенсивность отказов для конденсатора, результаты расчета вносим в таблицу 7.

Таблица 7

Конден-сатор

Группа

λ0*10-61/ч

А

Ns

C

B

NT

Д

λэк*10-6 1/ч

С1…C3, C5, C6, C8…C15, C18

Керамический U<1600B

0,015

5,9*10-7

0,3

3

14,3

398

1

0,0003561

С4

Керамический U<1600B

0,015

5,9*10-7

0,3

3

14,3

398

1

0,0003618

С7

Оксидно-электрические фольговые алюминиевые

0,05

3,6*10-2

0,6

3

4,1

358

5,9

0,006993

С16

Керамический U<1600B

0,015

5,9*10-7

0,3

3

14,3

398

1

0,000357

С17

Керамический U<1600B

0,015

5,9*10-7

0,3

3

14,3

398

1

0,0003551

С19

Керамический U<1600B

0,015

5,9*10-7

0,3

3

14,3

398

1

0,0003552

Для расчете интенсивности отказов резисторов используется формула, учитывающая электрическую нагрузку и температуру, при которых резистор работает в аппаратуре:

                                           (3)

где 0 интенсивность отказа резистора в номинальном режиме работы (значение 0 выбирается из прил. 6 [4]), A, B, NT, C, NS, I, H – постоянные коэффициенты (значения из табл. 9 [4

t – рабочая температура окружающей среды, ;

Кн – коэффициент электрической нагрузки резистора, рассчитывается Кнрасдоп ,

где Рраспост. + Рпер. + Римп).

Рассчитываем коэффициент электрической нагрузки для резисторов. Результаты расчета заносим в таблицу 8.

                                                  Таблица 8

Резистор

Uраб, В

Ррас, Вт

Рдоп, Вт

Кн

R1

4,5

0,02

0,125

0,16

R2

1,28

0,019

0,125

0,152

R3

3,72

0,0066

0,125

0,053

R4

4,5

0,02

0,125

0,16

R5

2,5

0,003

0,125

0,024

R6

2,5

0,0625

0,125

0,5

R7

4,5

0,02

0,125

0,16

R8

4,5

0,02

0,125

0,16

R9

3

0,0004

0,125

0,0032

R10

5

0,0025

0,125

0,02

R11

3

0,0004

0,125

0,0032

Находим интенсивность отказов для резисторов, пользуясь табличными значениями коэффициентов и интенсивности отказов в номинальном режиме работы (см. табл.9). Результаты расчетов заносим в таблицу 9.

                                                                                                     Таблица 9

Резистор

λ0*10-61/ч

А

В

NT

C

NS

I

H

λэк*10-6 1/ч

R1

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,0116

R2

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,0115

R3

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,00979

R4

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,0116

R5

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,0093

R6

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,0186

R7

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,0116

R8

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,0116

R9

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,00892

R10

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,00923

R11

0,03

0,26

0,51

343

9,28

0,75

1

0,89

0,00892

Затем определяется интенсивность отказов всех остальных компонентов.

Данные берем из табл.10 [4], которые получены по результатам испытаний и эксплуатации изделий.

Пайка печатного монтажа, количество 127: λэк=127*0,01*10-6=1,27*10-6 1/ч,

Проводники печатных плат, количество 78: λэк=78*0,2*10-6=15,6*10-6 1/ч.

Определяется суммарная интенсивность отказов активных, пассивных и конструктивно-технологических элементов

Суммарная интенсивность отказов находиться по формуле:

                                                    ,1/ч    (4)

где m-общее число компонентов блока усилительного тракта (ИС, ПП, резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов, паек и т.д.). Результат суммирования приведен в таблице 10.

                       Таблица 10

Элемент

λэк,*10-6 1/ч

Конденсаторы

0,0013

Резисторы

0,00877

Диод

0,00241

Микросхемы цифровые

3

Микросхемы аналоговые

1,2

Светодиоды

0,6

Кнопка

0,39

Дроссель

0,25

Кварцевые резонаторы

0,8

Пайка печатного монтажа

1,27

Проводники ПП

15,6

λ*10-6 1/ч

23,12

Определяется общая интенсивность отказа электронного блока для мониторинга потенциальных полей растений.

Интенсивность отказа блока усилительного тракта:

,

λА=23,12*10-6*4*1,5*1=1,387*10-4 1/ч

где Кэ, Кrр выбираются из таблицы 1-3 [4].

Находится средняя наработка электронного блока для мониторинга потенциальных полей растений до первого отказа.

Вероятность безотказной работы Ра за заданное время t находиться по формуле:

РА-0.000013739*2000=0,758

Расчет показал, что время средней наработки блока усилительного тракта до первого отказа составляет 7210 часов, вероятность отказа электронного блока для мониторинга тепловых полей растений при заданном времени равна 0,758.

5.3.2. Расчет на вибропрочность печатной платы

Данный вид расчет выполняется с целью определения прочностных характеристик печатной платы в процессе ее использования.

Для схемы 1 (рисунок 4.3 [?])  закрепления краев пластины собственная частота (Гц) определяется по формуле:

,      (5)

где a – длина пластины, см;

h – толщина пластины, см;

с – частотная постоянная.

Значение частотной постоянной в зависимости от варианта закрепления и от отношения длин сторон пластины определяются по таблице 4.1 [?]. Для длины пластины 11 см и ширины пластины 7 см, частотная постоянная равна 74,4. Толщина пластины 0,15 см.

Так как пластина изготовлена не из стали, а из другого материала (СФ-2-35 ГОСТ 10316-78), то в формулу вводится поправочный коэффициент на материал:

,      (6)

где E и ρ – модуль упругости и плотность применяемого материала основания печатной платы (таблица 4.2 [?]). Для материала стеклотекстолит фольгированный E = 3,45*105кг/см2, ρ = 2,55 г/см3.

Eс и ρс – модуль упругости (21*105 кг/см2) и плотность (7,35 г/см3) стали.

Если пластина равномерно нагружена, то вводится поправочный коэффициент на массу элементов:

,     (7)

где QЭ – масса элементов, равномерно размещенных на пластине;

QМ – масса пластины.

Таким образом, получаем формулу для определения собственной частоты колебаний равномерно нагруженной пластины:

.    (8)

Гц

Так как отношение собственной частоты колебаний платы к внешней частоте больше 2, то виброзащита считается удовлетворительной.

5.3.3 Расчет автономности работы в режиме экономии энергии

Микроконтроллер, используемый в электронном блоке для мониторинга потенциальных полей растений имеет 6 режимов пониженного энергопотребления. Режимы отличаются числом периферийных устройств микроконтроллера, функционирующих в «спящем» режиме и степенью уменьшения энергопотребления. В электронном блоке используется режим Power Save, так как это самый низкопотребляющий режим. В нем активны только генератор таймера/счетчика, внешние прерывания, блок совпадения адреса модуля TWI и асинхронный таймер/счетчик.


Таблица 11

Режим потребления

Потребляемый ток

Активный режим

20 мА

Холостой режим

12 мА

Power Down

25 мкА

Power Save

1,6 мкА

Как видно из таблицы 1 в экономичном режиме Power Save он потребляет всего 1,6 мкА, что существенно продлевает срок работы всей системы.

Произведем расчет аккумулятора. В соответствии с перечнем элементов выбираем токи, потребляемые элементами схемы:

Таблица 12

Наименование элемента

Количество, шт.

Ток, потребляемый одним элементом Iпот, мА

Общий ток I, мА

CD4053

1

5 мкА

0,005

ATMEGA128

1

1,6 мкА

0,0016

74ACT573

1

4 мкА

0,004

62256

1

70

70

AT45DB321B

1

4

4

ADM3202

1

8

8

LM317

1

10

10

ADP3308

1

50

50

Общий ток, потребляемый схемой Iобщ, мА

142,0106

Из таблицы получаем потребляемый ток схемой при постоянной работе. Так как электронный блок для мониторинга потенциальных полей растений работает в режиме Power Save и проводит измерения каждые 180 минут длительностью 1 минуту, то мощность будет равна 18,934 мА/день.

Таким образом, для работы в течение 3 месяцев электронный блок потребит 1704,096 мА. Выбираем аккумулятор с запасом мощности на 2200 мА.

Определим мощность P, потребляемую блоком:

P=UIобщ,

где U – напряжение питания блока, В.

P=90,0189=0,17 Вт.

Таким образом, мощность, потребляемая информатором, не превышает значения, указанного в техническом задании (0,2 Вт).

6 Конструкторская часть

6.1. Разработка технических требований к конструкции.

Разрабатываемые ЭВА должны отвечать тактико-техническим, конструктивно-технологическим и эксплутационным требованиям. Все эти требования взаимосвязаны и оптимальное их удовлетворение представляет собой сложную инженерную задачу.

К конструктивно-технологическим требованиям относят: обеспечение функционально-узлового принципа конструирования электронно-вычислительной аппаратуры, технологичность, минимальную номенклатуру изделий, минимальные габариты и массу, предусмотрение мер защиты от воздействия климатических и механических факторов, ремонтопригодность. Функционально узловой принцип заключается в разбиении принципиальной схемы устройства на такие функционально законченные узлы, которые могут быть выполнены в виде идентичных конструктивно-технологических единиц. Применение этого принципа конструирования позволяет автоматизировать процессы изготовления и контроля конструктивных единиц и упростить их сбор, наладку и ремонт.

Понятие технологичности тесно связано с понятием экономичности воспроизведения в условиях производства. Наиболее технологичные конструкции, как правило, и наиболее экономичны не только с точки зрения затрат материальных ресурсов и рабочей силы, но и с точки зрения сокращения сроков освоения в производстве. Технологичность конструкции ЭВА в существенной степени определяется рациональным выбором ее структуры, которая должна быть разработана с учетом автономного раздельного изготовления и наладки ее основных элементов, узлов, блоков. Конструкция ЭВА тем более технологична, чем меньше доводочных и регулировочных операций приходится выполнять после ее окончательной сборки. В  технологичной конструкции максимально используется взаимозаменяемость, регулируемость, контролепригодность, инструментальная доступность элементов и узлов. В технологичной конструкции должны максимально использоваться унифицированные, нормализованные и стандартные детали ЭВА также считается более технологичной, если в ней предусматривается минимальная номенклатура комплектующих изделий, материалов полуфабрикатов.

К эксплутационным требованиям относят: минимально возможные затраты  времени, труда и материальных средств на разработку и эксплуатацию ЭВС, минимальную стоимость устройства после освоения его в производстве.

6.1.1 Общие конструктивно-технологические требования.

При разработке изделия будем предусматривать следующие требования:

1) оптимальное применение стандартных изделий и покупных изделии, а также изделий освоенных производством и соответствующих современному уровню техники;

2) рационально ограниченную номенклатуру резьб, шлицев и других конструктивных элементов (отверстия крепежные, овальные и прямоугольные, установка элементов на печатные платы), их размеров, покрытий и т.д;

3) рационально ограниченную номенклатуру марок и сортаментов материалов, а также применение наиболее дешевых и наименее дефицитных материалов;

4) необходимую степень взаимозаменяемости, наивыгоднейшие способы изготовления и ремонта, а также их максимальное удобство обслуживания и эксплуатации (ГОСТ 2.109).

Конструировать изделие следует с использованием базовых, стандартных и унифицированных конструкций, облегченных высокопрочных материалов(ГОСТ 20.39.308).

Конструкция изделия должна быть технологичной. Номенклатура показателей технологичности конструкции должна соответствовать (ГОСТВ20.39.308).

Также конструкция должна быть ремонтопригодной. Ремонтопригодность изделия должна обеспечиваться: широким применением стандартизированных и унифицированных деталей и сборочных единиц; ограничением типоразмеров крепежных деталей; соблюдением конструктивных способов единственной сборки изделия, исключающих возможность ее неправильного монтажа при ремонте; взаимозаменяемость однотипных деталей и сборочных единиц с учетом геометрических размеров, рабочих параметров и характеристик; доступностью к деталями сборочным единицам и их легкосьемностью (ГОСТВ220.39.308).

6.1.2 Эксплуатационные требования.

1.Надежность.

2. Для эффективности и простоты управления необходимо:

-   для удобства оператора при работе с прибором все органы управления и индикаторы расположить на передней панели:

-   коротко и четко описать на передней панели назначения органов управления  и  индикаторы в соответствии с ГОСТ 2.109-73 и ГОСТ 25875-83;

3. Для обеспечения  ремонтопригодности необходимо обеспечить свободный доступ ко всем элементам и функциональным узлам прибора.

4. В целях уменьшения габаритных размеров и веса прибора применить современную элементную базу, для изготовления корпуса применить легкий и прочный материал, удовлетворяющий конструктивно-технологическим требованиям.

6.1.3 Экономические требования.

Обеспечить минимальные затраты времени, труда, материальных и денежных Ресурсов на разработку и изготовление Блока иис, не нарушая при этом эксплуатационные и конструктивно-технологические требования.

6.1.4. Требования технической эстетики.

Оригинальность — совокупность своеобразных элементов формы и их отношений, дающих возможность отличить данный прибор от ряда однотипных. Понятие оригинальности не исключает, а предполагает сохранение определённых признаков формы: национальных, отраслевых, фирменных.

Требование стилевого единства предъявляют к признакам формы аппарата, которые отражают исторически сложившиеся социально-экономические и идейно-эстетические принципы, а так же художественно-конструкторские методы и принципы их воплощения.

Гармоничность - свойство формы прибора быть органично согласованной с элементами формы, что достигается определенными соотношениями яркости, цвета. размеров и расположением различных элементов;

Выразительность — способность аппаратуры своим внешним видом наглядным образом отобразить качество, обеспечивая соответствующее эстетическое восприятие.

6.1.5 Требования к стандартизации и унификации.

На этапе конструирования необходимо из нескольких вариантов конструкций выбрать оптимальную, которая должна быть принята к разработке. Она будет использоваться до тех пор, пока не будет создан новый, более качественный вариант. Такой принцип положен в основу стандартизации и создаёт благоприятные условия для преемственности, повторяемости, типизации и унификации элементов конструкции.

Преемственность — есть объем применения во вновь разработанном изделии ранее разработанных и освоенных производством деталей и узлов. Преемственность элементов конструкции снижает сроки разработки чертежей и стоимость подготовки производства за счёт использования имеющегося инструмента. Преемственность, проводимая в ограниченных рамках по линии заимствования из предыдущих разработок, представляет собой полумеру. Высшей, перспективно планируемой формой преемственности является типизация.

Типизация - есть процесс целесообразного сокращения многообразия конструкций за счёт создания типовых, широко преемственных деталей и узлов. Типизация есть способ ликвидации многообразия изделия путём обоснованного сведения к ограниченному числу избранных типов, при котором размеры избранных типов получены в виде предпочтительного ряда, образованного в результате деления или умножения размеров одного исходного, называемого базовым, изделия на целое число. Высшей формой типизации конструктивных составляющих является унификация изделия, узлов и деталей.

Унификация - процесс сокращения многообразия типовых деталей и узлов или изделий, путем объединения их в группы по определенным признакам и функциям. Унифицированные элементы конструкции позволяют создавать различные приборы и устройства на базе моделей с минимальными затратами времени.

Стандартизация - это метод обеспечение качества параметров массовой промышленной продукции, снижения ее разнообразия и трудоемкости изготовления путем установления обязательных норм на параметры изделия или процессы изготовления. Стандартизация устраняет разнотипность изделий, определяет уровень норм и требований к физическим и размерным величинам, сырью, материалам и продукции массового изготовления. Она производится на основании общих мер, единообразия понятий, качественной оценки и взаимозаменяемости. Документами, регламентирующими указанные нормы, являются государственные стандарты (ГОСТ), которые обязательны к применению наравне с установленными государственными законами.

Повторяемость характеризуется числом одинаковых узлов и деталей в изделии. При разработке конструкции требование сокращения номенклатуры деталей за счёт увеличения повторяемости их в одном изделии приводит к упрощению конструкции и снижению себестоимости её изготовления.

6.1.6.Требования к материалам и покрытиям.

Выбор материала для детали является сложной задачей, так как в большинстве случаев деталь можно создать либо из различных материалов, либо из сложных совокупностей. Правильный выбор материала может быть сделан на основании анализа функционального назначения детали, условия ее эксплуатации и технологических показателей с учетом следующих факторов:

1) материал является основой конструкции, то есть определяет способность детали выполнять рабочие функции в изделии и противостоять действию климатических и механических факторов;

2) материал определяет технологические характеристики детали, так как обрабатывается определенными технологическими методами;

3) от свойств материалов зависит точность изготовления детали;

4) материал влияет на габариты и массу прибора;

5) материал оказывает влияние на эксплутационные характеристики детали, на ее надежность и долговечность.

Выбор марки материала для соответствующих деталей будем производить так, чтобы технические параметры этого материала были согласованы с требованиями, предъявляемыми к разрабатываемой конструкции.

Удовлетворить в полной мере всем эксплутационным и производственно- технологическим требованиям не всегда представляется возможным. Эти требования часто вступают в противоречия и приводят к различным конструктивным решениям. Поэтому будем выбирать наиболее компромиссное решение, при котором наиболее полно удовлетворяются требования к конструкции.

Не менее важную роль играет и выбор покрытия. Покрытие должно обеспечить необходимую коррозионную стойкость, надежную работу и декоративный вид аппаратуры при эксплуатации и хранении с соблюдением требований по консервации. Выбор защитного покрытия производится с учетом функционального назначения детали, продолжительности и характера действия окружающей среды.

6.2. Анализ возможных вариантов конструкций.

Современная ЭВА в зависимости от условий эксплуатации и предъявляемых к ней технических требований может проектироваться в различном конструктивном исполнении. Однако выбор и проектирование аппаратуры той или иной конструкции должны строго соответствовать требованиям действующей нормативно- технической документации, которая в свою очередь учитывает уровень унификации и стандартизации аппаратуры и ее составных частей, что, в свою очередь, влияет на технологическую подготовку производства и освоения нового изделия.

При выборе того или иного варианта компоновки необходимо учитывать условия эксплуатации, электромагнитную совместимость, тепловой режим, ремонтопригодность, технологичность, массогабаритные размеры.

По своему конструктивному назначению изделие предназначено для эксплуатации в полевых условиях на длительное время, то есть к конструкции предъявляются жесткие требования.

На рисунке ?? показаны варианты компоновки изделия.

Рисунок ?? – варианты компоновки изделия

К недостаткам первого варианта можно отнести: большой объем корпуса расходуется бесцельно. Объемный монтаж проводом представляется затруднительным.

К достоинствам второго варианта можно отнести удобство монтажа и сборки изделия. Рабочий объем корпуса расходуется рационально.

По результатам анализа было принято решение разместить модуль внутри корпуса горизонтально

6.3. Разработка конструкции.

Любой корпус должен удовлетворять следующим требованиям, которые будем учитывать:

- однозначно определить взаимное расположение всех составных частей изделия;

- иметь жесткую и прочную конструкцию и обеспечивать защиту всех расположенных в нем элементов от механических повреждений, как в процессе эксплуатации, так и при транспортировке изделия;

- конструкция корпуса должна обеспечивать заданный тепловой режим всех элементов устройства;

- его конструкция должна обеспечивать минимально возможную массу и габариты устройства;

- в конструкции корпуса должны быть предусмотрены специальные элементы для крепления проводов;

- обеспечить безопасность человека;

-органы управления и контроля должны быть разработаны и скомплектованы с учетом психологических особенностей человека-оператора;

- конфигурация корпуса должна позволять экономично разместить устройство в помещениях, где он будет эксплуатироваться;

- удовлетворять комплексу технико-экономических требований, которые предъявляются к любому ЭВА;

- удовлетворять требованиям технической эстетики.

6.3.1. Описание компоновки модулей

На оснований анализа возможных вариантов компоновки и учитывая технические требования к конструкций разработан сборочный чертеж устройства, приведенный в графической части дипломного проекта.

При выборе корпуса учитывается размер печатной  платы,  на  которой  размещена  электрическая  схема.   Сборочный чертеж корпуса представлен на чертеже КНФУ.411711.002 СБ.

Конструкция ИИС представляет собой герметичный алюминиевый корпус состоящий из двух частей. В нижней части которого, закреплена 4 винтами, плата системы. Аккумулятор питания также закреплен в нижней части с помощью пластины, которая прикручивается 2 винтами. В боковой части сделаны отверстия для установки герметичной вилки для подключения датчиков, а так же отверстие для порта RS-232 и тумблера включения питания.

6.3.2. Применяемые материалы и покрытия.

Для защиты поверхностей элементов конструкции и ЭРЭ от климатических факторов используют металлические и неметаллические защитные покрытия. Металлические покрытия наносят горячим способом, гальваническим, диффузионным и т.д. Неметаллические покрытия (лаки, краски, эмаль и т.д.) наносят кистью, напылением окунанием. Вид покрытия выбирают в зависимости от материала детали или сборочной единицы, ее функционального назначения условий эксплуатации.

Для защиты от коррозии корпусов крышек, каркасов резьбовых крепежных соединений и других подобных элементов конструкции из стали, меди, медных сплавов применяют цинковое, кадмиевое, никелевое, хромовое покрытие. При этом покрытие кадмием (толщиной 1-50мкм) применяется для деталей, соединенных друг с другом методами закрутки, гибки, обвальцовки, и используют в условиях влажного климата, так как обладает коррозийной стойкостью. Хромирование (толщиной 0,5-100мкм) и никелирование (5-35мкм) обеспечивают защитно-декоративные свойства поверхности. Цвет кадмиевого осадка серебристо-белый с синеватым отливом, не окисляющийся на воздухе. дополнительно высокая твердость и износостойкость хрома, хорошая жаростойкость позволяет использовать его для изготовления защитных покрытий.

Опираясь на выше сказанное, выбираем корпус из алюминиевого сплава Ал8 ГОСТ 2685-75. для покрытия используем анодное окисление.

6.3.3 Разработка функционального узла  на печатной плате, обоснование выбранного метода изготовления ПП, варианты установок ЭРЭ на ПП.

При разработке конструкции печатной платы  в данном проекте решались вопросы о ее конструктивно технологическом исполнении, классе точно, выборе внешних соединителей, методе изготовления, материале, был проведен ряд конструктивных расчетов.  Для разработки конструкции функционального узла была выбрана печатная плата ИИС. Особенностью разработки конструкции данной системы является необходимость на небольшом пространстве платы разместить несколько микросхем СБИС по конструктивно-технологическому исполнению печатные платы подразделяют на односторонние двусторонние, многослойные, гибкие, проводные, с основанием из слоистого диэлектрика, керамики, металлического листа. Наибольшее распространение из них получили первые два типа с основанием из слоистого диэлектрика. В данном случае, чтобы обеспечить все необходимые электрические соединения представляется наиболее рациональным использовать двустороннюю печатную плату с металлизированными переходными отверстиями. Подобные платы характеризуются достаточно высокими коммутационными свойствами, возможностью обеспечить высокие требования к точности выполнения проводящего рисунка, использованием объемных металлических элементов конструкции(арматура переходов по ГОСТ 22318-77, отрезки проволоки, припой, выводы элементов) для соединения элементов проводящего рисунка, расположенных на противоположных сторонах платы, повышенной прочностью соединения выводов навесных элементов с проводящим рисунком платы невысокой стоимостью конструкции.

В соответствии с ГОСТ 23751-86 для печатных плат установлены пять классов точности рисунка, от которого зависит коммутационная способность платы, сложность и трудоемкость технологического процесса. Из пяти классов точности рисунка, устанавливаемых стандартом, для данной печатной платы вполне достаточен второй класс точности.

Из методов изготовления печатных плат, предусмотренных ГОСТ 24322-80 «Платы печатные». Требования к последовательности выполнения типовых технологических процессов» , для обеспечения разрешающей способности, соответствующей  выбранному классу точности, печатной платы предполагается изготавливать комбинированным позитивным методом, т.к. этот способ обладает достаточно высокой разрешающей способностью и рекомендуется для изготовления двусторонних ПП с металлизацией отверстий.

В качестве основания печатной платы используются слоистые диэлектрики на основе бумаги (гетинаксы) и на основе стеклоткани (стеклотексталиты). Выбор материала определяется его электроизоляционными свойствами, механической прочностью, обрабатываемостью, стабильностью параметров, себестоимостью. Стеклотекстолит превосходит гетинакс практически по всем показателям, но стоимость его несколько выше. Однако в данном устройстве представляется вполне целесообразным использование диэлектрика на основе стеклоткани, например стеклотекстолита фольгированного СФ2-35-1,5 ГОСТ 10316-78.

В связи с тем что трассировка данной печатной платы достаточно сложна, то рекомендуемыми типами ЭРЭ являются печатные микросхемы, резисторы и конденсаторы. Соответственно при изготовлении платы требуется учитывать тот факт, что почти все элементы устанавливаются по методам VIa и VIб, за исключением, резонаторов и кнопки, которые устанавливаются по методу IIв.

3.3.4. Вопросы упаковки, хранения и транспортировки.

Представители заказчика должны убедиться в наличии пломб в местах предусмотренных сбоечным чертежом КНФУ 411711.002 СБ.

Транспортная упаковка и условия хранении должны обеспечить сохранность изделия при транспортировке и хранении и выполняться по соответствующим стандартам, отраслевым нормам и инструкциям. Упаковка для транспортирования и хранения в зависимости от размеров изделия и количества их в партии может выполняться поштучно или группами по несколько штук в транспортные (тарные) ящики, принятые на предприятии-изготовителе конструкции или контейнеры.

Упаковка должна проводиться по ГОСТВ20.39,308-76 со следующими дополнениями:

- наружные неокрашенные поверхности покрыть слоем технического вазелина, свободного от кислот;

- каждое изделие, подготовленное к упаковке, помещают в картонную коробку с заполнением пространства между стенками изделия и коробки прокладками из гофрированного картона ГОСТ 7376-89 или другого прокладочного материала;

-при упаковывании устройства в полиэтиленовый чехол на видном месте под чехлом помещают этикетку с надписью "Не вскрывать до применения или переконсервации" с указанием даты консервации или переконсервации;

- в каждый тарный ящик должен быть вложен упаковочный лист, составленный по форме, принятой на предприятии-изготовителе и согласованный с представителем заказчика. Упаковочный лист и сопровождающая документация должны находиться в пакете из полиэтиленовой пленки ГОСТ 10354-82 с последующей герметизацией швов пакета;

- коробки и упаковочные ящики, если это предусмотрено, обертывают влагостойкой бумагой или укладывают в чехол, изготовленный из полиэтиленовой пленки марки Т или Н толщиной 0,2 мм ГОСТ10354-82, и обвязывают шпагатом;

- после этого картонные коробки или укладочные ящики с изделием размещают в транспортном ящике;

-перед помещением в транспортный ящик швы картонной коробки заклеивают оберточной бумагой или клеевой лентой;

- транспортные ящики после крепления стальной лентой или проволокой пломбирую.

4. Транспортирование устройства разрешается производить в таре предприятия изготовителя, с учетом предупредительной маркировки, любым видом транспорта, в закрытых транспортных средствах без ограничения расстояния, скорости движения и количества взлетов и посадок.

5 Транспортные ящики с прибором должны быть закреплены на транспортных средствах  таким образом, чтобы исключить их возможность перемещения и соударения.

6. Изделие должно храниться в складских помещениях, защищенных от воздействия атмосферных осадков, на стеллажах или в упаковке при отсутствии в воздухе паров кислот, щелочей и других агрессивных сред.

7.В складских помещениях должна обеспечиваться температура в пределах от 5 до 40°<С в относительной влажности не более 80% при температуре не Более 25 Со

При введении изделия в эксплуатацию вазелин следует удалить при помощи обтирочного материала.

7. Технологическая часть

Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет   собой совокупность мероприятий, обеспечивающих готовность предприятия к выпуску изделия. Под полной технологической готовностью понимается наличие на предприятии всей конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями.

Организация и управление технологической подготовкой производства осуществляется в соответствия с Единой системой технологической подготовки производства (ЕСТГШ), предусматривающей широкое применение прогрессивных типовых технологических процессов,  стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ.

Основное назначение ЕСТГШ заключается в решении задач обеспечения технологичности конструкции изделия; разработки      технологических процессов; проектирования и изготовления средств технологического оснащения, организации и управления процессом ТПП.

5.1. Конструкторско-технологический анализ изделия

Под технологичностью конструкции изделия (ГОСТ 18831-73) понимают совокупность свойств конструкции изделия, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условиях изготовления,  эксплуатации  и ремонта.

Анализ технологически целесообразнее проводить на этапе проектирования и конструирования изделия. Технологичность обеспечивается в том случае, если соблюдаются все технические и эксплуатационные требования, производится анализ возможностей завода - изготовителя, а так же четко оцениваются все требования. Различают производственную и эксплуатационную технологичность. Производственная    технологичность конструкции изделия проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторско-технологическую подготовку производства и процессы изготовления, включая контроль и испытания;      эксплуатационная технологичность - в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Конструкция детали должна отвечать следующим требованиям: состоять из стандартных и унифицированных элементов, изготовляться из стандартных изготовок, иметь оптимальные точность и шероховатость поверхностей, обеспечивать возможность применения стандартных и типовых процессов ее изготовления, а также возможность одновременного изготовления нескольких деталей и применения наиболее прогрессивных процессов формообразования: литья под давлением, литья по   выплавляемым моделям, прессования пластмасс, металлокерамики, холодной штамповки.

Анализируя данные по выбору используемых материалов,  методов их обработки делаем  вывод, что в условиях мелкосерийного производства можно изготовление данного устройства.

Благодаря удачному расположению составных частей устройства ИИС обеспечивается высокая ремонтопригодность. Электрический монтаж узлов ведется согласно КНФУ.411711.002 ЭЗ проводом МГШВ-0,14 ТУ16-505-185-71.

Крепление функциональных устройств, производится четырьмя винтами.

Таким образом, разрабатываемое изделие является технологичным с точки рения производственной, эксплуатационной и ремонтной технологичности.

6.2Расчет технологичности конструкции.

Оценку технологичности конструкции электронного блока рассчитываем методом частотных количественных показателей технологичности [9]. Исходные данные для расчета технологичности получены из спецификации и перечня элементов.

Таблица 2

Исходные данные для расчета технологичности

Общее количество микросхем и микросборок в изделии - HMC

8

Общее количество ЭРЭ в изделии - НЭРЭ

50

Количество электромонтажных соединений, которые могут осуществляться механизированными или автоматизированными способами - НА.М.

150

Общее количество электромонтажных соединений - НМ

169

Количество ЭРЭ подготовка которых может осуществляться механизированными или автоматизированными способами - НМ.П.ЭРЭ.

36

Количество операций настройки и контроля, которые могут осуществляться механизированными или автоматизированными способами - НМ.К.Н.

0

Общее количество операций настройки и контроля - НК.Н.

5

Количество типоразмеров ЭРЭ – НТ.ЭРЭ.

17

Количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ - НТ.ОР.ЭРЭ.

0

Количество деталей изготавливаемых с применением прогрессивных методов формообразования – ДПР

0

Общее количество деталей - Д

50

Данное устройство относится к классу ”Э” (электронные изделия), так как в устройстве использован цифровой принцип обработки сигналов.

Таблица 3

Весовые коэффициенты

Класс

Показатели технологичности

φi

Э

1

Коэффициент использования микросхем и микросборок, КИС.МС

1

2

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа, КАМ

1

3

Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу, КМП.ЭРЭ

0,75

4

Коэффициент автоматизации и механизации операции контроля и настройки, КМ.К.П.

0,5

5

Коэффициент повторяемости ЭРЭ, КПОВ.ЭРЭ

0,31

6

Коэффициент применяемости ЭРЭ, КП.ЭРЭ

0,19

7

Коэффициент прогрессивности формообразования, КФ

0,11

Рассчитываем относительные показатели по данным, приведенным в таблице 3.

  1.  Коэффициент использования микросхем и микросборок в блоке:

;

  1.  Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:

;

  1.  Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ:

;

  1.  Коэффициент механизации контроля и настройки:

;

  1.  Коэффициент повторяемости ЭРЭ:

;

  1.  Коэффициент применяемости ЭРЭ:

  1.  Коэффициент прогрессивности формообразования:

;

  1.  Комплексный показатель технологичности:

;    (1)

где  - весовая функция, выбирается из таблицы 3.

Нормативы комплексных показателей технологичности конструкций блоков класса «Э» (Таблица 4):

Таблица 4

Нормативы комплексных показателей

Тип блока

Комплексный показатель

Электронный блок

Опытный образец

Установочная серия

Серийное производство

0,4-0,7

0,45-0,75

0,5-0,8

Так как К = 0,52 входит в диапазон нормативных комплексных показателей технологичности Кн = 0,45…0,75 для установочной серии производства электронного изделия, то конструкция на технологичность на данном этапе проектирования отработана.

5.3 Разработка технологического процесса сборки и монтажа устройства

Технологическим процессом сборки называется совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы - в изделие. Изделием называется любой предмет или   набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Изделия основного производства предназначены для поставки, а вспомогательного производства только для собственных нужд.

Правильно разработанный технологический процесс должен обеспечить выполнение всех требований, указанных в рабочих чертежах и технических условиях, высокую производительность и высокие экономические показатели.

Проектирование технологического процесса значительно упрощается, если проанализирована структура конструкции, ее конструктивно технологические особенности, варианты организации процесса сборки. Для этого составляют технологические схемы сборки. Эти схемы дают возможность определить взаимную  связь  между  деталями  и  сборочными  единицами  конструкции. Построение таких схем практически представляет собой разработку проекта технологического процесса, при этом    руководствуются следующими рекомендациями:

- схемы строят независимо от объема выпуска РЭА;

-  сборочные единицы схем образуются независимо от условий сборки, контроля, хранения и транспортировки;

-  первая ступень сборочного состава не является сборочной единицей (под сборочной единицей здесь понимается изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии - изготовителе);

- минимально количество деталей,  необходимых для образования сборочной единицы равно двум;

- при присоединении к сборочной единице данной степени сборки одной детали образуется сборочная единица высшей ступени;

- каждая высшая ступень не может быть образована без наличия предыдущей ступени.

5.3.1 Разработка схемы сборочного состава.

Сборка является заключительным этапом в процессе изготовления. Как правило, этот процесс составляет 50 % от общего процесса изготовления. Это связано с тем, что современные конструкции имеют сложную структуру, а так же имеется большое количество связей.

В техпроцесс сборки входят следующие процессы:

- механический монтаж, он включает в себя сборку неразъемных соединений, таких как соединение деталей с шасси, корпусом. Как правило,

такие операции выполняются путем склеивания, развальцовки, сварки и т.д. Так же на данном этапе производится контроль за правильностью монтажа и отсутствием механических повреждений у деталей.

- выполнение электрических соединений подразумевает под собой заготовительную операцию (подготовку проводов, жгутов, выводов РЭА и т.п.), установка навесных элементов, электрическое  соединение различных

блоков и схем (узлов), с последующим контролем правильности межузловых и электрических соединений.

- общая сборка является заключительным этапом в техпроцессе сборки. На данном этапе ведется сборка шасси в кожух, производятся регулировочные и отладочные мероприятия.

Согласно ГОСТ 2.101-68 разобьем изделие на детали, сборочные единицы и узлы, введя характеристики сборки, строим схему сборочного состава веерного типа.

Описание схемы сборочного состава веерного типа (см. приложение).

Нулевой уровень сборки образуют следующие детали:

Основание (КНФУ.732001.931);   

Кнопка (КНФУ.734001.931);

Крышка (КНФУ.732001.931);

Первый уровень образует покупные изделия и сборочные единицы:

Модуль (КНФУ. 468411.931);

Второй уровень схемы образует сборочную единицу, состоящий из: основания (КНФУ.732001.931); кнопки (КНФУ.734001.931); модуля (КНФУ. 468411.931).

Окончательная сборка осуществляется из сборок второго СБ-1 и крышки (КНФУ.732001.931);

Чтобы показать последовательность выполнения операции, разрабатываем схему сборочного состава с базовой деталью (см. приложение).  

В качестве базовой деталью принимаем основание (КНФУ.732001.931), к которому крепятся остальные детали и сборочные единицы.

Разработанная схема сборки позволяет проанализировать технологический процесс с учетом технико-экономических показателей и выбрать оптимальный как с техники, так и с организационной точек зрения.

5.3.2 Расчленение операции на переходы

Нормирование сборочных работ производим на основании технологических документов и нормативов времени.

Разбивка операции на переходы и их нормирование с расчетом штучного времени для каждой операции произведены в таблице 12

Таблица 12

Наименовние операции

Вид выполняемой операции

Оборудование, инструменты

Время, мин

1

Установка тумблера

Взять тумблер, совместить с отверстием в панели и закрутить гайку

Верстак

1

Оперативное время Топ, мин

1

Штучное время, Тшт, мин

1,5

Установка вилки для датчиков

2

Монтажная

  1.  Подготовка проводов

Верстак, бокорезы

0,5

  1.  Нанести флюс

Верстак, кисть№2

0,3

  1.  Пайка

Верстак, паяльник

2,45

  1.  Промывка мест паек

Верстак

1,25

Оперативное время Топ, мин

4,5

Штучное время, Тшт, мин

5

3

Установка модуля

Взять модуль и установить в основания

Верстак

0,05

Оперативное время Топ, мин

0,05

Штучное время, Тшт, мин

0,1

4

Сборка изделия

Взять крышку установить в паз основания, закрепить 4 винтами

Верстак, отвертка

0,25

Оперативное время Топ, мин

0,25

Штучное время, Тшт, мин

0,33

Итоговое штучное время Тшт=5,53 мин., среднее штучное время Тср.шт.=7,33 мин.

Определяем так выпуска:

ТВ=                                                      42

где Fд – действительный годовой фонд времени работы станка или рабочего места (при 8 часовом рабочем дне, 40 часов в неделю Fд=2018 час);

N – годовая программа выпуска изделия, шт. (N=1000 шт.).

Определяем коэффициент закрепления операции:

Кзо=                                           43

Значение коэффициента закрепления операции соответствует крупносерийному типу производства 1<Кзо<10).

Запуск конвейера на производство блока управления двигателем будем производить каждый день, чтобы уложиться в годовой план выпуска, необходимо за произвести следующие количество приборов:

Nэ =                                                         44

5.4. Разработка конструкции технологического приспособления

Круг работ, связанных с изготовлением элементов, узлов, блоков и комплексов радиоаппаратуры включает в себя ряд операций, таких как подготовительно-заготовительные операции, сборку, электрический  монтаж, контроль сборочно-монтажных работ и т.п., от точности, надежности и производительности которых зависит эффективность радио-изделий. Для обеспечения эффективности производства необходимо осуществлять строгий контроль параметров пайки на соответствие нормам технических условий (ТУ) и ходе процесса и применять высокопроизводительное оборудование и инструмент. Применение стандартной измерительной аппаратуры для контроля параметров в ходе процесса по ряду различных причин часто бывает нецелесообразным. В связи с этим в условиях серийного массового производства возникает потребность в создании и применении на ряде операций типового процесса изготовления аппаратуры так называемой специальной технологической оснастки».

Специальная технологическая оснастка представляет собой приспособление, прибор (группу приборов), специально спроектированных и изготовленных для обеспечения конкретного технологического процесса изготовления, контроля или регулировки того или иного изделия. Основные задачи, решаемые с помощью специальной оснастки при производстве радио-изделий изделий, заключается в повышении производительности технологических операций, снижении затрат и квалификации рабочих на этих операциях, повышению точности и надежности сборочно-монтажных и регулировочных работ.

6. Экономическая часть.

6.1 Расчёт себестоимости изготовления электронного блока для мониторинга тепловых полей растений.

Целью данного раздела дипломного проекта является определение себестоимости проектируемого изделия. Производство ИИС мониторинга тепловых полей растений является разумным лишь в случае относительно невысокой цены устройства, минимизация затрат на производство должна быть одним из важнейших факторов на всех стадиях разработки конструкции блока. Конструкция измерительной системы была приведена к наиболее простому и технологическому виду. Относительно небольшое количество деталей, применение стандартных процессов и оборудования, простота сборочно-монтажных и регулировочных работ - вот те пути по которым происходит сокращение затрат на производство блока.

Наиболее простым и приемлемым для определения себестоимости приборов на ранних стадиях проектирования является метод удельных весовых затрат основанный на сопоставлении разрабатываемых изделий с их аналогами, обладающими одинаковыми конструктивно-технологическими и

эксплуатационными  признаками.  При  этом  предполагается,  что  структура себестоимости сравниваемых изделий в известных пределах сохраняется.

Зная удельный вес соответствующих статей в калькуляции прибора - аналога и рассчитав хотя бы одну из прямых статей затрат проектируемого блока, можно определить его себестоимость. Для изделий приборостроения в качестве расчётной целесообразно принимать статью "Комплектующие изделия и полуфабрикаты". Удельный вес данной прямой статьи в себестоимости приборов, как правило, наибольший, что позволяет получить довольно точный результат при расчёте стоимости разработки. Затраты по этой статье определяются по спецификации к электрической схеме и прейскурантам оптовых цен уже на стадии эскизного проектирования.

Определим затраты по статье «Комплектующие изделия и покупные полуфабрикаты». В дипломном проекте цены на материалы и комплектующие  изделия приняты по состоянию на 20 марта 2010г и сведены в таблицу 13

7.9.2 Укрупненный расчет себестоимости электронного блока для мониторинга потенциальных полей растений

Таблица 5

ст.

Наименование

Цена, руб.

Кол-во, шт.

Стоимость, руб.

1

Микроконтроллер Atmega128

200

1

200

2

ОЗУ 62256

92

1

92

3

Регистр 74ACT573

36

1

36

4

Мультиплексор CD4053

16

1

16

5

Интерфейс RS-232 ADM3202

35

1

35

6

Flash память AT45DB321B

180

1

180

7

Стабилизатор напряжения +5В LM317

17

1

17

8

Стабилизатор напряжения +3В ADP3308

60

1

60

9

Кнопка 0643HIM-130G

4,90

1

4,90

10

Пьезоэлемент HC-49S

9,40

1

9,40

11

Пьезоэлемент РК206

9

1

9

12

Светодиод L-132XHD

3,90

3

11,7

13

Дроссель CM453232-680KL

12

1

12

14

Разъем DRB-9FA

20

1

20

15

Разъем PWL- 2

1,70

1

1,70

16

Разъем IDC-10MS(BH-10)

3,80

2

7,60

17

Разъем PLS-10

6,30

1

6,30

18

Резистор 0.125Вт, 0805, (5%), 1  кОм

0,48

1

0,48

19

Резистор 0.125Вт, 0805, (5%), 82  Ом

0,48

1

0,48

20

Резистор 0.125Вт, 0805, (5%), 240  Ом

0,48

1

0,48

21

Резистор 0.125Вт, 0805, (5%), 100  Ом

0,48

4

1,92

22

Резистор 0.125Вт, 0805, (5%), 2 кОм

0,48

1

0,48

23

Резистор 0.125Вт, 0805, (5%), 22  кОм

0,48

2

0,96

24

Резистор 0.125Вт, 0805, (5%), 10  кОм

0,48

1

0,48

25

Конденсатор 0.1 мкФ, 0805

0,50

14

7

26

Конденсатор К50-29 220 мкФх16В

9,70

1

9,70

27

Конденсатор 100 пФ, 0805

0,60

1

0,60

28

Конденсатор 22 пФ, 0805

0,60

2

1,20

29

Конденсатор 0.47 мкФ, 0805

1,20

1

1,20

30

Аккумулятор

1058

1

1058

31

Датчики температурный ES1B omron

300

8

2400

32

Печатная плата

38

1

38

33

Линия связи (Кабель)

2 руб./м

8

16

34

Корпус

257,33

1

257,33

Итого:

4514,91

Далее производиться расчет себестоимости электронного блока для мониторинга потенциальных полей растений по методике предложенной В.А. Шульминым и Т.С. Усыниной [ЭКОНОМИКА].

    (1)

где Cк – затраты по данной статье, р.;

Ук – удельный вес данной статьи в себестоимости аналогичных изделий, %.

Для измерительной техники Ук = 44% из прил. 9 [ЭКОНОМИКА].

Затраты по другим статьям рассчитываются по формулам:

по статье  «Сырье и основные материалы»

    (2)

где УМ – удельный вес затрат на сырье и основные материалы в полной себестоимости прибора-аналога, %;

Ук – удельный вес затрат на комплектующие изделия и покупные полуфабрикаты в полной себестоимости прибора-аналога, %.

по статье «основная заработная плата производственных рабочих»

    (3)

где УЗП – удельный вес затрат по статье «Основная заработная плата производственных рабочих» в полной себестоимости прибора-аналога.

величина косвенных расходов (цеховых, общезаводских, внепроизводственных)

    (4)

где Укр – удельный вес косвенных расходов в полной себестоимости прибора-аналога.

полная себестоимость изделия

    (5)

Используя данные таблицы 5 и выше перечисленные формулы получим значения затрат по основным статьям. Полученные значения сведем в таблицу 6.

Таблица 6

Статья калькуляции

Сумма на изделие, р.

Процентный вклад в себестоимость изделия, %

Затраты по статье «Сырье и основные материалы»

615,67

6

Затраты по статье «Основная заработная плата производственных рабочих»

1333,95

13

Затраты на косвенные расходы

3796,62

37

Затраты на комплектующие изделия и покупные полуфабрикаты

4514,91

44

Итого

10261,15

100

С учетом 25% прибыли получаем цену изделия:

Ц = Cп + Пр,      (6)

где Ц – цена изделия, руб;

Пр – прибыль в 25 %.

Ц = 10261,15 + 2565,28=12826,43 руб.

При реализации в цену изделия также включается НДС, составляющий в настоящее время 18%.

Конечная цена изделия будет равна 15135,18 руб.

6.3. Мероприятия маркетинга

6.3.1. Мероприятия по продвижению товара на рынок

В современных условиях рыночных отношений недостаточно произвести хороший товар, определить цену и обеспечить свободный доступ к нему потребителей. Важно предпринять определенные меры по продвижению товара, с одной стороны, чтобы выделить товар среди множества подобных ему на рынке, а с другой – чтобы создать образ товара путем формирования благоприятной информации о нем относительно конкурентов. Таким образом, мероприятия по продвижению товара на рынок способствуют стимулированию спроса на данный товар.

Для проведения мероприятий по продвижению товара необходимо представлять себе тот сегмент рынка, на который они будут ориентированы. Рыночный сегмент – это группа потребителей, характеризующаяся однотипной реакцией на предлагаемый продукт и на набор маркетинговых стимулов. Сегмент рынка обычно выделяется по географическим, демографическим, социально-экономическим, психографическим и другим признакам. В данном случае рыночный сегмент, на который будут ориентированы маркетинговые мероприятия, объединяет людей, занимающихся исследованием растений (например, биологов, экологов, ученых). По демографическому признаку это люди средних лет, имеющие высшее образование.

Таким образом, среди множества видов маркетинговых мероприятий применительно к выделенному рыночному сегменту наиболее выгодными будут реклама и стимулирование сбыта.

Анализ внутреннего рынка потенциометров (аналогов разрабатываемого в данном исследовании электронного блока) показал, что их выбор достаточно ограничен. Сравнительная оценка выявленных аналогов была проведена в первом разделе экономической части работы. Это свидетельствует в пользу того, что разрабатываемый электронный блок для мониторинга потенциальных полей растений будет иметь спрос на внутреннем рынке и что имеет смысл проводить маркетинговые мероприятия по продвижению товара.

В качестве рекламной кампании для рассматриваемого продукта предлагается использовать печатную рекламу и рекламу в Интернете. Это объясняется тем, что данные виды рекламы гораздо дешевле роликов на телевидении или радио. С другой стороны, особенности целевой аудитории, на которую направлена рекламная кампания (ученые, биологи, экологи), говорят о том, что наиболее выгодным будет разместить рекламные сообщения в специализированных журналах (например: “Экология и жизнь”, “Химическая и биологическая безопасность”) или сайтах Интернета. Вариант рекламного сообщения представлен на плакате в графической части.

Рисунок 8  – Реклама электронного блока для мониторинга тепловых полей растений.

Под стимулированием сбыта понимаются краткосрочные поощрительные меры, способствующие продаже или сбыту продукции и услуг. В качестве мер по стимулированию сбыта применительно к нашей продукции можно использовать следующие:

- предоставлять образцы для испытаний;

- возвращение части цены или предоставление скидки первым покупателям;

- демонстрация видеороликов, указывающих на преимущества данного образца перед аналогами (например, простота в использовании).   

       6.3.2. Разработка ценовой политики

Говоря о маркетинговых мероприятиях по продвижению товара на рынок, необходимо также выбрать соответствующую ценовую стратегию, которая будет способствовать спросу на данный товар, поддерживать его конкурентоспособность среди аналогов. Существует три основных вида ценовых стратегий: стратегия высоких цен, стратегия низких цен и стратегия дифференцированных цен.

Стратегия высоких цен предусматривает продажу нового товара по первоначально высоким ценам, значительно превышающим себестоимость, а затем постепенное их снижение.

При использовании стратегии низких цен фирма первоначально продает товары по низким ценам с целью стимулировать спрос, одержать победу в конкурентной борьбе, вытеснить конкурирующие товары с рынка и завоевать массовый рынок и существенную рыночную долю, а затем повышает цены на свои товары.

Стратегия дифференцированных цен применяется в том случае, когда компании устанавливают определенную шкалу возможных скидок и надбавок к среднему уровню цен для различных рынков, их сегментов и покупателей с учетом разновидностей покупателей, расположения рынка и его характеристик, времени покупки, вариантов товара и их модификации.

Применительно к разрабатываемому в данном исследовании электронному блоку для мониторинга потенциальных полей растений предлагается использовать стратегию дифференцированных цен, так как в этом случае есть возможность применять специальную систему скидок в зависимости от сегмента рынка и разновидности покупателей. Например, имеет смысл предлагать прогрессивную скидку, т.е. скидку, предоставляемую покупателю за количество приобретаемого товара, университетам, научным лабораториям, которые покупают сразу несколько образцов данного электронного блока.   

6.4. Виды эффектов от внедрения новшества

Проведение технико-экономического анализа требует выбора и расчета ряда экономических показателей, позволяющих дать комплексную оценку нового продукта. Рассмотрению этих показателей должна предшествовать формулировка основных понятий экономической эффективности. Применительно к экономике под эффектом понимается совокупность результатов, получаемых от реализации определенных научно-технических или организационно-экономических решений. В зависимости от целей и характера создаваемого продукта могут быть получены различные виды эффектов. Каждый вид эффекта имеет свои особенности и требует своих методов обработки количественных данных. Как правило, при технико-экономическом анализе один вид эффекта выступает в качестве основного, остальные – в качестве сопутствующих. Различают следующие виды эффектов: научный, технический, организационный, экономический, социальный, экологический и политический.

Использование в конструкции разрабатываемого электронного блока новой аппаратуры ведет к улучшению технико-эксплуатационных параметров технического средства, что создает технический эффект от внедрения новшества.

Вместе с тем, данное устройство, являясь передвижным необслуживаемым комплексом, не требует специальной подготовки обслуживающего персонала, тем самым снижает затраты на его обучение и переподготовку. Таким образом, можно говорить об экономическом эффекте.

Однозначно можно сказать, что внедрение данной ИИС для мониторинга тепловых полей  в производство будет иметь,  технологический эффект, так как данное устройство дает использовать новые возможности

7 Безопасность жизнедеятельности.

7.1. Разработка мероприятий по улучшению условий труда.

Под рабочим местом понимается зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой совершается трудовая деятельность исполнителя или группы исполнителей, совместно выполняющих одну работу или операцию. Под техническими средствами понимается основное и вспомогательное оборудование, инвентарь, тара, технологическая и организационная оснастки, устройства техники безопасности, санитарно-гигиенические, культурно-бытовые, эстетические устройства, необходимые для наиболее экономичного и наиболее производительного выполнения определенных технологических операций. Под организацией рабочего места понимается система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и их размещению в определенном порядке. Главным требованием при выборе основного оборудования является обеспечение на данном рабочем месте необходимых комфортных условий труда и производительности труда, поэтому выбираемое оборудование должно отвечать требованиям эргономики, ТБ, психологическим и физиологическим возможностям работающего с учетом его антропогенных показателей. Основанием для рационального оснащения рабочего места вспомогательным оборудованием служит анализ трудовых и технологических процессов, осуществляемых на данном рабочем месте. Важным моментом (при организации рабочего места является определение занимаемой им производственной площади.

7.2. Общие требования по обеспечению вентиляции.

Производство радиоэлектронной аппаратуры характеризуется наличием в помещениях и на рабочих местах постоянного шумового фона, генерируемого  эксплуатируемым оборудованием, системами кондиционирования и местными приточно-вытяжными вентиляционными системами.

В спектре шума, генерируемого установками кондиционирования воздуха, имеются инфразвуковые составляющие.

Установками кондиционирования воздуха в производственных помещениях, в основном. обеспечивается поддержание температурно-влажностных параметров воздушной среды (температура воздуха составляет 21-26°С, относительная влажность 30-50%), соответствующих гигиеническим нормам для данной категории производства. При сборке интегральных микросхем наряду со стабильностью отмечается колебание параметров микроклимата, причем в этих же помещениях имеют место и застойные зоны.

Стабильность микроклимата зависит, в основном, от режима эксплуатации систем кондиционирования воздуха. Различные виды используемого обеспыливающего оборудования существенно не влияют на микроклимат помещений.

Обеспечение чистоты воздуха в производственных помещениях и на рабочих местах достигается многоступенчатой его фильтрацией, направленностью потоков (вертикальные или горизонтальные), наличием обеспыливающего оборудования, спецодеждой и личной гигиеной работающих.

Очистка воздуха тканью типа ФПП-15 приводит к существенному снижению ионизации воздушной среды и, таким образом, к дефициту легких аэроионов, играющих большую роль в жизнедеятельности организма.

Содержание в воздухе производственных помещений аэроионов обеих полярностей определяется категорийностью помещений, требующих различную глубину кратность фильтрации приточного воздуха. В помещениях «гермозон» отмечаются более высокие концентрации легких аэроионов по сравнению с «чистыми комнатами» 200-500 и 10-100 эл.заряд/см3 Концентрации легких аэроионов по помещениям в целом и на рабочих местах у пылезащитного оборудования ниже минимально необходимых уровней при неблагоприятном соотношении положило и отрицательно заряженных ионов и не соответствуют нормативным велика. На большинстве производств по технологическим требованиям используется искусственное освещение, представленное люминесцентными источниками света. При работе, требующей высокой точности, нормируемые величины освещенности при общем освещении составляют 300-1250лк, а при комбинированном – 1000 – 4000, в зависимости от контраста объекта различия и характеристики фона, фактические данные, в основном, соответствуют требуемым величинам.

Для всех выполняемых процессов характерен размер объектов различий

Следует ограничить применение свинцово-кадмиевых припоев, исключив припои, содержащие 20% кадмия. В производственных помещениях должна быть организована общеобменная вентиляция, рассчитанная на ассимиляцию тепловыделений с учетом фактической теплонапряженности помещений, а также на разбавление концентраций пыли и вредных веществ, нелокализованных средствами местной вентилями.

В производственных помещениях, требующих создания условий электронно-вакуумной гигиены, должны быть обеспечены нормируемые параметры микроклимата и содержание легких аэроионов, соответствующее оптимальному уровню, предусмотренному «Санитарно-гигиеническими нормами допустимых уровней ионизации воздуха производственных и общественных помещений» №2152-80, утвержденных 12.02.80 г. Министерством здравоохранения СССР.

Стационарные ионизаторы воздуха следует встраивать в воздухораспределители приточного воздуха (или устанавливать в зоне их действия). Местные стационарные и переносные ионизаторы следует применять для обеспечения оптимальных уровней ионизованности воздуха только на рабочих местах, где исключена возможность выделения химических веществ.

Производственные операции, относящиеся к первому этапу технологического процесса, должны выполняться в отдельных помещениях. Пайка на рабочих месте оборудованных местной вытяжной вентиляцией, запрещается. Работа вентиляционных установок должна контролироваться с помощью специальной сигнализации (световой, звуковой).

Отделка помещений, воздуховодов, коммуникаций, отопительных приборов должна допускать проведение влажной уборки. В помещениях, где осуществляются процессы, связанные с использованием материалов, содержащих свинец, следует обеспечить комплекс требований, предъявляемых к организации помещений и мест при работе со свинцом и его соединениями.

Для снижения интенсивности шума в помещениях с кондиционированием воздуха обеспечивающим оборудованием целесообразно использовать дискового типа, обладающие удовлетворительными вентиляционными и акустическими характеристиками.

Естественное и искусственное освещение в помещениях и на рабочих местах должно отвечать требованиям СНиП 11-4-79 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования», «Отраслевым нормам искусственного освещения предприятий радиотехнической промышленности» Н-743-73, «Методическим указаниям по проведению предварительного текущего санитарного надзора за искусственным освещением на промышленных предприятиях» №1322-95, утвержденными 9.07.1995 г.

Общее освещение производственных помещений должно осуществляться преимущественно светильниками прямого света, встроенными в подвесные потолки. Для местного освещения следует использовать светильники с рассеивателями. В осветительных установках общего и местного освещения рекомендуется приме- |нять люминесцентные лампы

Для профилактики зрительного утомления рекомендуется во время регламентированных перерывов проводить комплекс упражнений, рассчитанный на 3-10 мин через каждые 2-2,5 ч, разработанный специалистами Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца.

С целью профилактики утомления рекомендуется в процессе рабочего дня использование функциональной музыки. Внимание должно быть обращено на организацию групп здоровья, закаливания, ритмической гимнастики и др.

7.2.1, Расчет местной вентиляции.

Расчет местной вентиляции от места монтажника ЭВС осуществляется по методике, изложенной в [10].

Определяется необходимый воздухообмен от рабочего места, где выполняются постоянные работы:

Vвоз = 3600 · Uоп · b · h, м3/ час  (5.1)

Где Uоп – скорость движения воздуха в приемном отверстии всасывающей воронки, м/с;

b – ширина всасывающей воронки, м;

h – высота всасывающей воронки, м.

Принимаем Uоп = 3,84м/с; b = 0.28 м; h=0,16 м.

Тогда

Vвоз = 3600 · 3,84 · 0,28 · 0,16= 620 м3/ час  

Определяется скорость движения воздуха в зоне дыхания рабочего:

, м/с    (5.2)

где x – расстояние от плоскости входа воздуха по всасывающую до зоны дыхания рабочего, м.

Принимаем x = 2.5 м.

Тогда Ux= 0,7 м/с возле входного отверстия зонта.

Составляется расчетная схема систем вентиляции от заданного количества рабочих мест.

Рассчитываются основные размеры воздуховодов:

           (5.3)

где: Jср – средняя плотность воздуха, кг/м3;

       Jв – плотность воздуха внутри помещения, кг/м3;

       Jн – плотность наружного воздуха, кг/м3;

Показатели Jв и Jн определяется по графику [9, рис 7].

Принимаем: Jв = 1,18 кг/м3; Jн = 1,34 кг/м3.

Тогда: Jср = 1,26 кг/м3.

Определяется диаметры всасывающего и нагнетательного воздуховодов:

                         (5.4)

                        (5.5)

где Dв и Dн – диаметры всасывающего и нагнетательного воздуховодов, м;

Uв и Uн – скорости движения воздуха во всасывающем и нагнетательном воздуховодах, м/с.

Выбирается:

Uв = (7…12) м/с и Uн = (12…20)м/с.

Должно соблюдаться условие: Uв < Uн.

Uв = 10 м/с и Uн = 16 м/с.

Тогда:

Dв = 0,148 м; Dн = 0,117м.

Полученные данные округляются до ближайших больших стандартных величин. Выбраны следующие стандартные значения диаметров воздуховодов: Dв = 0,150 м и Dн = 0,130 м.

Определяются потери напора во всасывающем и нагнетательном воздуховодах:

, кг/м2         (5,6)

где Rв и Rн – сопротивления трению воздуха о стенки всасывающего и нагнетательного воздуховодов, кг/м3. Определяются по [9, рис.10];

lв и lн – длинны всасывающего и нагнетательного воздуховодов, м;

Ʃξв и Ʃξн – местные сопротивления на всасывающем и нагнетательном воздуховодах;

Jв и Jн – плотности воздуха внутри помещения и наружного воздуха, кг/м3

Принмаем:

Rв=0.8кг/м3; Rн=2,5кг/м3; lв=1,5м; lн=10м; Ʃξв=1+0,5=1,5; Ʃξн=0,2+0,7=0,9

Тогда:

P=51 кг/м2.

Определяется номер вентилятора, его КПД и число оборотов в минуту по [9,рис. 11…14].

Исходя из следующих условий:

Uвоз = 16м/с; Vвоз = 600м3/час; P=51кг/м2 выбираем вентилятор СТД-57 №3 со следующими характеристиками:

КПД η=0,6; число оборотов nоб==1865об/мин.

Определяется необходимая мощность привода и тип электродвигателя:

                (5,7)

где Nв – необходимая мощность на валу электродвигателя, кВт;

m1- коэффициент, учитывающий подсос воздуха.

Выбирается m1 =(1,10…1,15).

ηв –КПД вентилятора;

ηпр- КПД привода (ηпр=0,98).

Принимаем:

m1= 1,15.

Тогда:

Nв=0,17кВт.

Определяется установочная мощность;

Nус= Nв·Кз   (5,8)

где Кз – коэффициент запаса.

Принимаем Кз=50.

Тогда:

Nус=8,5 кВт.

7.3. Необходимая техника безопасности.

Для проведения систематической и оперативной работы по ТБ в промышленной санитарии необходимо организовать службы, состоящие из отделов, бюро инженеров по ТБ, подчиняющихся главному инженеру. Для повышения знаний по охране труда необходимо ввести ряд мер: одним из известных методов пропаганды этих знаний является инструктаж (вводный на рабочем месте, первичный и периодический, внеплановый, инструктаж перед получением задания, и обучение).

Изготовление каркасов, шасси ... на слесарно-механических участках необходимо проводить с соблюдением требований ТБ при холодной и горячей обработке металлов.

При монтаже радиоэлектронного оборудования необходимо соблюдать требования электробезопасности и работать только с исправным электроинструментом. Электропаяльник и лампы местного освещения необходимо применять напряжением не более 42 В. При монтаже схем запрещается:

проверять на ощупь наличие напряжения и нагрев токопроводящей части схемы, применять для соединения блоков и приборов провода с нарушенной изоляцией;

производить пайку и установку деталей в оборудовании, находящемся под напряжением;

измерять напряжения и токи переносными приборами с неизолированными проводами и щупами;

заменять предохранители при включенном оборудовании.

Наладка макетов радиоэлектронных образцов производится также как и действующих. Следует учесть, что для исключения наводок и помех на работу налаживаемого макета, требуется не заземлять корпус, наладку следует вести с применением защитных средств. При складировании оборудования и материалов необходимо оставлять проезды шириной не менее 3-5 метров и проходы не менее 1 - 1,5 метров.

При изготовлении заготовок деталей и элементов радиоэлектронной аппаратуры на механическом оборудовании производится холодная обработка металлов в ручную и на станках.  Основными  опасными производственными факторами при холодной обработке металлов являются механические травмы. К вредным факторам в основном относятся: пыль» выделяемая при обработке диэлектриков на станках, при работе на абразивном инструменте, шум при работе на станках. Во избежание запыленности следует применять местные отсосы, а помещение оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией.

При заготовительных операциях производится резка листового материала ножницами различной конфигурации. Особое внимание следует обращать на исправность ручных инструментов. С целью предупреждения и предотвращения травматизма сверлильные станки оснащают устройствами, предупреждающими самопроизвольное опускание траверсы, хобота, и кронштейна. Приспособления для закрепления инструмента должны обеспечивать надежный зажим, точное центрирование и не иметь выступающих частей.

Необходимо применение специальных стружкоотводчиков, которые не только удаляют стружку, но удаляют вместе с ней значительную часть металлической пыли. Штампы должны соответствовать ТУ, во избежание пореза рук штамповщик должен воспользоваться перчатками.

Предохранение металлических деталей от коррозии, продление срока службы, придание поверхности декоративных свойств, производят с помощью защитных покрытий. Устройство вентиляции является основным мероприятием, обеспечивающим нормальные санитарно-гигиенические условия в цехах металлопокрытий. При лужении в состав электролита входит станнат натрия (Na2SnO3 3H30)6 уксуснокислый и едкий натр.

При сборке и монтаже конструкций применяем различные инструменты. Электропаяльник - стержень его не должен качаться, ручка должна быть из электроизоляционного материала, без трещин, шнур - без нарушения изоляции. В целях безопасности он должен работать от электросети с напряжением не более 42 В. В случае применения паяльника с напряжением 36 В, на рабочем месте должно быть гнездо с надписью 36 В.  В целях облегчения и безопасности работы применяют паяльники с автоматическим регулятором температуры из нагрева и подачи припоя, а также имеющие встроенное в их конструкцию вентиляционное устройство. Обжигалка - устройство для снятия изоляции вручную термическим способом, которое основано на прожигании изоляции нагревательным элементом, разогретым электрическим током (до 42 В). Рабочее место оборудуется местной вытяжной вентиляцией.

При откусывании провода боковыми кусачками применяются экраны для защиты окружающих от отлетающих частиц. Для облегчения и большей производительности и безопасности труда работы по подготовке монтажного провода - отрезка и снятие изоляции производится на автоматах или на полуавтоматах.

При ведении радиомонтажных работ производится пайка, и обслуживание горячим припоем, обжигание концов монтажных проводов, применение ЛВЖ, следовательно, радиомонтажные участки пожароопасны.

Во избежание пожара электрические паяльники и электрические обжигалки должны обеспечиваться специальными термостойкими диэлектрическими подставками. Обжигание изоляции концов монтажных проводов должно производиться в несгораемом вытяжном шкафу.

Пайкой осуществляется неразрывное соединение деталей с помощью припоя. В состав припоя входит свинец, поэтому процесс пайки сопровождается загрязнением воздушной среды, рабочих поверхностей, одежды и кожи рук работающих, что может привести к отравлениям организма и вызвать изменения в нервной системе, крови и сосудах.

В связи с этим необходимо соблюдать требования санитарных правил. Применяется местная вытяжная вентиляция, обеспечивающая концентрацию свинца в рабочей зоне не более предельно допустимой. Для предотвращения ожогов и загрязнения свинцом кожи рук работающих  должны быть выданы салфетки для удаления лишнего припоя с жала паяльника, а также пинцеты для поддержания припаиваемого провода и для подачи  припоя к месту пайки, если отсутствует автоматическая подача. С целью защиты от окисления мест пайки применяют флюсы, в нашем канифольно-спиртовой флюс. Токсичное действие канифоли выражается в раздражении кожи рук и слизистых оболочек глаз.

Наиболее эффективными мерами, предупреждающими заболевания при пайке, является механизация и автоматизация паяльных работ методом погружения, избирательная пайка и пайка волной припоя.

Для основных операций химического омеднения применяются вредные вещества: серная, соляная, азотная кислоты, хлорная медь, гидроокись натрия, трихлорэтилен и др., поэтому во избежание отравления этими веществами соблюдать правила ТБ. К работе допускаются лица, обученные безопасными приемами работы и проинструктированные на рабочих местах.

Применяется не только вытяжная вентиляция, но и специальная одежда для рабочих. Таким образом, в общем случае при травлении металлов  на гальванических участках выделяется свободный водород который при соединении с кислородом воздуха образует взрывчатую смесь. Высокий противопожарный эффект дает изменение самой технологии обезжиривания с заменой горючих веществ на негорючие при сохранении качества обработки.

При промывке и обезжиривании радиоэлектронных деталей и узлов применяются многие растворители, содержащие легковоспламеняющиеся, горючие и легколетучие вещества, образующие с воздухом взрывчатые смеси. К летучим растворителям следует отнести этиловзрывчатые смеси. Хранение растворителей в цехах и на участках должно проводиться в специально оборудованных помещениях или специально изготовленных шкафах с учетом свойств химических веществ. Максимальное количество растворителей, которое разрешается хранить на рабочем месте, должно быть указано в инструкции, утвержденной по предприятию. Рабочие же места должны быть оборудованы местными вытяжными устройствами.

При производстве нашего изделия применяются лакокрасочные работы, которые являются пожаро и взрывоопасными, так как применяются краски, разбавленные легковоспламеняющимися растворителями, поэтому окраска изделий должна производиться в специальных кабинах, а сушка - в камерах или на специально отведенном месте. Окраска вне кабин допускается лишь как временная мера, применяемая в исключительных случаях.

С ростом НТП появляется возможность в значительной степени обезвредить процесс нанесения лакокрасочных покрытий, это достигается применением наиболее безвредного метода окраски изделий - в электрическом поле, основные операции которого автоматизированы. Здесь вентиляция камеры электроокраски должна быть осуществлена во взрывоопасном исполнении и не допускать распространения вредных выделений за пределы камеры. Пульт управления электрической и технологической частями устанавливается вне камеры. С целью оздоровления условий труда работающих, растворители, лаки и краски следует заменять на негорючие и малотоксичные растворители, такие, как фреон-113 и воднощелочные растворы.

7.4. Инструкция по технике безопасности.

В процессе изготовления прибора целесообразно разработать инструкцию по технике безопасности и охране труда.

7.4.1. Общие требования безопасности.

Настоящая инструкция распространяется на сборщиков в цехах головного и опытного производства, работающих на стационарных установках.

К выполнению сборки допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, обучение, инструктаж и проверку знаний, требований техники безопасности, имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже II и имеющие соответствующее удостоверение. Ежегодно сборщики должны проходить периодическую проверку знаний по технике безопасности с отметкой в удостоверении.

После проведения инструктажа инструкция выдается под расписку каждому сборщику.

Выполнять только ту работу, которая поручена администрацией и безопасные способы выполнения которой хорошо известны. В сомнительных случаях обращаться к администрации за разъяснениями. При получении новой незнакомой работы требовать от мастера дополнительного инструктажа по безопасным приемам и методам ее выполнения.

При несоблюдении требований данной инструкции возможно:

  1.  поражение электрическим током;
  2.  поражение зрения и открытой поверхности кож излучением;
  3.  отравление организма вредными газами, пылью, испарениями, выделяющимися при сварке;
  4.  травмы от взрывов баллонов сжатого газа, ацетиленовых генераторов и сосудов из-под горючих веществ;
  5.  пожарная опасность и ожоги от дуг брызг расплавленного металла;
  6.  механические травмы при заготовительных и сварочных операциях;
  7.  травмы, нанесенные движущимися механизмами и машинами.

Не прикасаться к неизолированным или неогражденным токоведущим частям электрических устройств, не открывать дверцы электрораспределительных щитов, не класть кожухи с токоведущих частей оборудования.

При иеистраанвсти оборудования вызвать электромонтера или мастера, самому устранять неисправного не разрешается.

Находясь на территории завода или опытного цеха, нужно бьть внимательным к сигналам, подаваемым водителями движущихся транспортных средств, подъемных кранов.

  1.  В цехе проходить только по предусмотренным проходам
  2.  Не находиться и не проходить под поднятым грузом.
  3.  Проходя мимо или находясь вблизи рабочего места электросварщика, не смотреть на сварочную дугу. Невыполнение этого требования может привести к заболеванию глаз и потере зрения.
  4.  Не применять и не хранить огнеопасных материалов (бензина, ацетона т.д.) в местах наладки сварочных машин и производства сварочных работ. Огнеопасные материалы должны находиться на расстоянии не менее 15 м от места сварки.
  5.  Соблюдать правила пожарной безопасности. В случае возникновения пожара звонить 01
  6.  При несчастных случаях немедленно обращаться за медицинской помощью и одновременно сообщить администрации о произошедшем несчастном случае. Сохранить обстановку на рабочем месте и состояние оборудования таким, какое оно было в момент происшествия (если это состояние не угрожает работе окружающих). Мастер, или лицо его заменяющее обязан немедленно сообщить о произошедшем несчастном случае начальнику цеха для своевременного составления акта о произошедшем несчастном случае и принятия мер предупреждающих повторений подобных случаев.

Литература

1 Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1.-  7-е изд., перераб., и доп.-М.: Машиностроение, 1992 г.

2 Бакуменко М.Л., Рябов И.В. Технология ЭВС: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005 г.

3 Захаров Ю.В. Расчёт надёжности нерезервированного электронного средства: методическое указание. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2009 г.

4 Конструирование приборов: В 2 кн. Кн.2/Под ред. Краузе В.: Пер. с нем. Пальянова В.Н.; Под ред. Тищенко О.Ф. – М.: Машиностроение, 1987 г.

5 Конденсаторы: Справочник. Четвертков И.И., Дьяконов М.Н. – М.: Радио и связь, 1993 г.

6 Репняков В.П., Нагибина А.К. Расчет местной механической вентиляции: Методические указания к решению задач. Йошкар-Ола: МПИ, 1983.

7 Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электронных средств: Учебное пособие. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003 г.

8 Леухин В.Н., Павлов Е.П. Проектирование функционального узла на печатной плате: Учебное пособие. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002 г.

9 Леухин В.Н., Павлов Е.П. Разработка лицевой панели радиоэлектронного устройства: Учебное пособие. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 1996 г.

10 Леухин В.Н. Проектирование Радиоэлектронных узлов: Учебное пособие. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003 г.

11 Моисеев А.А., Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене. – М.: Энергоатомиздат, 1990 г.

12 Никулин Н.В. Справочник электрика по электрическим материалам и изделиям. – М.: “Высшая школа”, 1976 г.

13 Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник. Под ред. Н.Н. Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1985 г.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КНФУ.411711.002

14 Проектирование технологических процессов изготовления РЭА: Пособие по курсовому проектированию. Учебное пособие для вузов. Павловский В.В., Васильев В.И., Гутман Т.Н. – М.: Радио и связь, 1982 г.

15 Павлов Е.П., Шестаков Я.И., Бурков Г.М., Мальцева Л.И. Конструирование и технология производства аппаратуры, оборудования, механизмов и машин: Учебное пособие. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001 г.

16 Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справочник / Э.Т. Романычева и др.; Под ред. Э.Т. Романычевой. – 2-е издание, переработанное и доп. – М.: Радио и связь, 1990 г.

17 Резисторы: Справочник. Под ред. И.И. Четверткова. – М.: Энергоиздат, 1981 г.

18 Справочник нормировщика-машиностроителя. В 4-х т. Редколлегия: Гальцов А.Д. (пред.), М., Машгиз,1965 г.

19 Савровский  Д. С., Головня В.Г. Конструкционные материалы и их обработка: Учебное пособие для вузов.- М., “Высш.школа”, 1976 г.

20 Средства измерений, допущенные к выпуску в обращение в СССР. Описания утвержденных образцов. Вып.98/Ком. стандарт. и метрологии,      Всесоюз. н.-и. ин-т метролог. Службы. – М: Изд-во стандартов, 1991 г.

21 Средства измерений, допущенные к выпуску в обращение в СССР. Описания утвержденных образцов. Вып.96/Ком. стандарт. и метрологии,      Всесоюз. н.-и. ин-т метролог. Службы. – М: Изд-во стандартов, 1991 г.

22 Средства измерений, допущенные к выпуску в обращение в СССР. Описания утвержденных образцов. Вып.90/Ком. стандарт. и метрологии,      Всесоюз. н.-и. ин-т метролог. Службы. – М: Изд-во стандартов, 1990 г.

23 Технология производства печатных плат, оборудование и автоматизация: Учебное пособие/Бакуменко М.Л. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 1988 г.

24 Шульмин В.А. Усынина Т.С. Экономическое обоснование в дипломных проектах: Учебное пособие. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004 г.

25 Эвенштейн З.М. Популярная диетология. – М.: Экономика, 1990 г.

26 Розанов В.С., Рязанов А.В. Обеспечение оптимальных параметров воздушной среды в рабочей зоне.   Учебное  пособие.  Москва,  МИРЭА, 1989 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83744. Односоставные предложения в произведении А.С.Пушкина «Капитанская дочка» 60.48 KB
  Честь нельзя отнять её можно лишь потерять Как вы понимаете его Какое слово является ключевым Как вы понимаете значение этого слова Давайте обратимся к электронным словарям и узнаем лексическое значение слова подберём синонимы и антонимы.
83745. Молекулярная физика и термодинамика 1.11 MB
  Задачи: закрепить основные понятия и закономерности темы умение выстраивать логические цепочки из основных законов; обобщить и систематизировать знания учащихся по основным вопросам термодинамики и молекулярной физики; закрепить умение решать графические задачи по изопроцессам I закону термодинамики...
83746. За сохранение и чистоту английского языка 143 KB
  Английский язык является языком международного общения. В России английский язык завоевывает все большую популярность и по своей значимости становиться вторым языком общения после родного. Россия – огромная страна и во всех уголках ее изучают английский язык.
83747. Возможности динамических (электронных) таблиц 460 KB
  Формы организации познавательной деятельности: групповая индивидуальная Средства обучения: презентация ПК с программным обеспечением и подключенным ЖК – телевизором для объяснения материала раздаточный материал для выполнения практического задания.
83748. Animals in our life 37.5 KB
  Учитель предлагает вспомнить стихотворение Моя мечта которое учащиеся учили дома наизусть. Сначала учитель прочитывает стихотворение затем по одной строчке вместе с детьми после чего каждый учащийся читает по одной строчки стихотворения по цепочке.
83749. Военная реформа Петра I 73.5 KB
  Цели урока: Дать характеристику военной реформы Петра I; Выяснить результаты петровской реформа; Значение петровской реформы для российской армии и России. Тема урока: объяснение нового материала. Методы и приёмы: Эвристическая беседа.
83750. Сравнение The Present Simple и The Present Continuous 204.68 KB
  Цель: более глубокое усвоение знаний, высокий уровень обобщения, систематизации. Задачи: Образовательные: обобщить материал как систему знаний, наглядно показать и закрепить разницу двух настоящих времен. Развивающие: развивать пространственное мышление, выявлять связи, формулировать выводы...
83751. Правовое регулирование единого сельскохозяйственного налога: общие положения, налогоплательщики, основные элементы налога, налоговая декларация 40.66 KB
  ЗАМЕНЯЕТ НАЛОГИ Освобождает от налогов: ОРГАНИЗАЦИИ: налога на прибыль организаций за исключением налога уплачиваемого с доходов по дивидендам и отдельным видам долговых обязательств налога на имущество организаций налога на добавленную стоимость за исключением НДС уплачиваемого при ввозе товаров на таможне а также при выполнении договора простого товарищества или договора доверительного управления имуществом ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ПРЕДПРИНИМАТЕЛИ: налога на доходы физических лиц в отношении доходов от предпринимательской деятельности...
83752. Правовое регулирование упрощенной системы налогообложения: общие положения, налогоплательщики, основные элементы налога, особенности уплаты 42.57 KB
  В связи с применением УСН налогоплательщики освобождаются от уплаты налогов применяемых общей системой налогообложения налога на имущество организаций налога на добавленную стоимость и др.13 НК РФ Переход на УСН с ЕНВД с начала того месяца в котором была прекращена их обязанность по уплате единого налога на вмененный доход п. СТАВКИ И ПОРЯДОК РАСЧЕТА Расчет налога производится по следующей формуле статья 346.