Обзор направлений и методов проектирования

Вид работы: Проект

Тема: Обзор направлений и методов проектирования

Введение

Разнообразие и многотипность современных линейных компонентов, все более массовый характер производства вызвали необходимость повышения производительности работ при обнаружении неисправностей и контроле их параметров. Необходимая производительность достигается автоматизацией процессов измерения характеристик исследуемого объекта с выдачей результатов в цифровой форме.

Одним из направлений создания цифровых автоматических измерителей параметров является разработка приборов со встроенными микропроцессорами. Микропроцессоры, встроенные в приборы, выполняют все функции управления измерительным процессом, позволяют существенно улучшить метрологические, технические и экономические характеристики, расширить функциональные возможности при одновременном упрощении измерительной цепи и последующей коррекции результатов измерений путем проведения вычислительных операций.

Одним из элементов цепи наиболее часто выходящем из строя является резистор. Выход из строя данного элемента может как следствие привести к поломке устройства в целом, а за частую и к более серьезным последствиям.

В связи с чем разработку функциональной схемы печатной платы устройства контроля состояния резисторов является более чем актуальной.

Цель работы –  разработать функциональную схему контроля неисправностей и состояния резисторов.

Для достижения данной цели необходимо решить ряд задач:

— провести расчеты способы измерений сопротивлений;

— рассчитать погрешность контроля неисправностей резисторов;

— Рассчитать размеры печатной платы.

Обзор направлений и методов проектирования.

В выпускной квалификационной работе проектируется функциональная схема устройства автоматического контроля резисторов. Необходимость разработки таких систем возникает вследствие малого их количества и достаточно большой цены. Также использование стандартных средств измерения сопротивления (например, электронных омметров), достаточно неудобно на производстве. Так как возникает необходимость в ручном расчете процентного отклонения сопротивления резистора от номинала. Данное устройство автоматически определяет процентное отклонение номинала резистора и отображает данные непосредственно на жидкокристаллическом экране, что очень удобно. Также возможно подключение платы к персональному компьютеру.

Действительные значения сопротивлений контролируемых резисторов вследствие погрешностей изготовления могут отличаться от номинальных. Разница между номинальным и действительным сопротивлениями, выраженная в процентах по отношению к номинальному сопротивлению, называется допускаемым отклонением от номинального сопротивления или, кратко, допуском. Согласно ГОСТ 9664-74 установлен ряд допусков ±0,001; ±0,002; ±0,005; ±0,01; ±0,02; ±0,05; ±0,1; ±0,25; ±0,5; ±1; ±2; ±5; ±10; ±20; ±30%.

По точности номинала, т. е. по максимально допустимому отклонению фактического значения сопротивления от обозначенного (во всем диапазоне рабочих температур с учетом величины ТКС) резисторы условно делятся на обычные, точные и особо точные (прецизионные). К обычным относят (условно) резисторы с разбросом сопротивления ±20, 10 и 5% от обозначенного номинала, точные резисторы (также условно) имеют разброс в пределах 5…1%. Более точные фактические значения имеют прецизионные (особо точные) резисторы, для которых предельное отклонение от обозначенного номинала может составлять ±0,5; 0,2; 0,1 и даже 0,05%.

Стандартами всех стран были установлены шесть рядов, которые обозначаются как Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192. Промышленностью выпускаются резисторы с допустимыми отклонениями от среднего (номинального) значения от ±0.05 до ±20%. В качестве исходной посылки при определении шкалы номиналов было принято, что первым (начальным) значением этой шкалы будет единица. Вторая посылка состояла в том, чтобы плюсовой допуск одного номинала перекрывал минусовой допуск следующего, большего номинала. Поскольку по стандарту были установлены шесть групп точности, пришлось установить и шесть разных рядов номиналов. Это понятно, потому что чем меньше допуск, тем ближе стоят друг к другу соседние номиналы и, следовательно, тем больше число этих номиналов в полной шкале. Цифра после буквы Е указывает, сколько номиналов в одной декаде (т. е. от 1 до 10 или от 10 до 100, или от 100 до 1000, или, наконец, от 0,1 до 1,0) предусмотрено в полной шкале для резисторов с заданным допустимым отклонением.

Выбрав из таблицы номиналов любое число и поставив запятую либо перед числом, либо между двумя соседними цифрами мы можем узнать, какие номиналы предусмотрены стандартом для данного ряда резисторов. Например, взяв число 649, можно быть уверенным, что резисторы сопротивлением 6.49 Ом. 64,9 кОм. 649 кОм или 6.49 МОм с допусками 0,05, 0,1 и 0,2% предусмотрены стандартом и должны выпускаться промышленностью в соответствии с установленными рядами Е48, Е96 и Е192. В то же время среди рядов Е6, Е12 и Е24 резисторов с такими сочетаниями цифр быть не может.

В выпускной квалификационной работе разрабатываемая плата устройства будет контролировать резисторы ряда Е24:

Аналитический обзор существующих способов решения поставленной задачи

В зависимости от объекта измерений, требуемой точности результата, допустимого напряжения на измеряемом объекте или внешних условий применяют различные методы. Наибольшее применение при измерении сопротивлений получили метод вольтметра-амперметра, метод непосредственной оценки, метод моста и метод дискретного счета.

Прикрепленные файлы:

Диплом функциональная