Расчёт сопротивления - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Разработка переменного проволочного резистора с каркасом прямоугольного сечения для измерительной аппаратуры. Обзор аналогичных конструкций. Расчет резистивного элемента, температуры его перегрева элемента, частотных характеристик, контактной пружины.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Украины
Харьковский национальный университет радиоэлектроники
4. Эскизная проработка элемента и обоснование принятых решений
5. Уточнение и описание конструкции
Согласно технического задания необходимо спроектировать резистор переменного сопротивления с такими характеристиками:
обеспечить логарифмическое перемещение элемента
условия эксплуатации: - УХЛ4.2 ГОСТ 15150-69.
Согласно ГОСТ 15150-69 резистор должен соответствовать климатическому исполнению для микроклиматических районов с умеренным и холодным климатом в лабораториях при среднегодовом минимуме температуры ниже -45С.
Исходя из данных, для обеспечения приемлемых габаритных размеров, формы, а также для простоты изготовления в качестве материала для резистивного элемента выбираем манганин - медно-марганцевый сплав. Необходимо обеспечить хороший контакт пружины токосъема к резистивной проволоке при минимальном контактном усилии и надёжную фиксацию установленного сопротивления.
Для резистивного элемента нужно выбирать каркас прямоугольного сечения, так как необходимо обеспечить логарифмическое перемещение элемента .
Номинальная мощность резистора равна 0,6 Вт. Согласно классификации такая мощность относит его к классу резисторов средней мощности.
Производство резисторов - серийное. По этому нужно обеспечить простоту изготовления и использовать для него недорогие материалы.
2. Обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования
Конструкция заданного проволочного переменного резистора в большей степени зависит от заданных характеристик. После анализа технического задания стало известно, что конструируемый резистор должен иметь каркас прямоугольного сечения, с однослойной намоткой с фиксированным шагом, что позволяет добиться наименьших отклонений от заданного сопротивления, что важно для элементов измерительной аппаратуры.
Аналогичными конструкциями для данного резистора являются конструкции проволочных резисторов СП5-1, СП5-4. В этих резисторах регулировка сопротивления осуществляется с помощью микрометрических винтов. Недостатком этой конструкции является сложность, обусловленная тем, что здесь используются 2 независимых токосъема, что не требуется для разрабатываемого резистора.
Более подходящую конструкцию имеют резисторы СП5-14 и СП5-15. Кроме более простого исполнения данные резисторы имеют подходящую форму контактной пружины. Контактная пружина данного резистора имеет вид консольной балки, что позволяет выбрать значения контактного усилия в довольно широких пределах. Отрицательной стороной данных резисторов является их герметичность, что не позволяет делать разборку резистора.
Учитывая эти недостатки в существующих резисторах относительно проектируемого выбираем следующие направления:
перемещение скользящего контакта производить с помощью метрического винта;
фиксация установленного сопротивления с помощью пружин;
токосъем выполним в виде консольной пружины круглого сечения;
корпус резистора не герметичный, так как условия работы - лаборатории, и другие подобные помещения.
3. Электрический и конструктивный расчет
Определим ток, протекающий через наш резистивный элемент, по формуле [1]:
где I - ток, А; Р - мощность, Вт; R - сопротивление, Ом.
Зная ток, определим диаметр проволоки по формуле [1]:
j - плотность тока выбираем ,учитывая условия температурной стабильности и малые габаритные размеры будущего резистора j=1.8,так как проектируемый резистор должен быть достаточно маломощным ,а также сила тока I=26мА - довольно небольшая величина. Из конструктивных соображений диаметр провода резистивного элемента выбираем d=0.15мм.
При таком диаметре проволоки ее длина должна равняться:
где с -удельное электрическое сопративление, Ом·мм 2 /м, для Манганина составляет 0,5 Ом·мм 2 /м
Для обеспечения требуемой разрешающей способности =0,01%,D=0.5мм,
Определяем полезную длину намотки по формуле:
Количество витков, которое можно разместить на этой длине, определяется по формуле:
коэффициент численно равный шагу намотки к диаметру провода.
Разрешающая способность проектируемого резистора определяем по формуле:
Это соответствует заданной разрешающей способности.
Площадь поверхности резистивного элемента определяем по формуле:
R-сопротивление проектируемого резистора=900Ом
Определяем ширину каркаса при помощи расчета:
Так как проектируемый резистор должен обладать логарифмической функциональной характеристикой ,то ширина каркаса будет не одинаковой и поэтому необходимо с начало рассчитать по какому закону будет изменяться ширина каркаса:
где значение высот каркаса(каркас мы разбиваем на прямоугольники ,высоты которых изменяются по логарифмическому закону. Количество таких прямоугольников выбираем равным 8.Из конструктивных соображений ,а
где угол укладки провода на каркас .При использовании данного провода
Коэффициент учитывающий особенности изгиба проволоки на каркас, берём равным 1,05.
Определение температуры перегрева резистивного элемента при установленном тепловом режиме проводится согласно формулы:
где - температура перегрева резистивного элемента, град;
м - среднее значение коэффициента теплоотдачи =,
Sр.е. - площа поверхности резистивного элемента, из формулы 3.1.7
Максимальная температура нагрева равна резистивного элемента определяется по формуле:
Т 0 -температура окружающей среды=60С
Это температура меньше рабочей температуры материалов, входящих в рассчитываемый резистор.
Расчет индуктивности резистивного найдем по формуле:
где L - индуктивность резистивного элемента, Гн;
N - количество витков резистивного элемента;
k3 - коэффициент, зависящий от соотношения Dk/b, при Dk/b= 0.36, k3=0.11.
Расчет собственной емкости резистивного элемента производится по формуле:
k1 - коэффициент, зависящий от соотношения между шагом намотки tн и диаметром резистивной проволоки;
k2 - коэффициент, зависящий от соотношения между длиной намотки резистивного элемента l0 и диаметром каркаса резистивного элемента dк;
Dк -диаметр каркаса резистивного элемента, мм.
Для соотношения /d = 4 и b/d = 1 коэффициенты k1 и k2 согласно [3] принимают значения:
Постоянная времени определяется по формуле равна:
При выборе материала пружины надо выбрать материал, имеющий высокую электропроводность, твердость, стойкость против сваривания, высокую износоустойчивость в паре с выбранной проволокой. Таким материалом является сплав ПСр-25 ГОСТ 6836-72. Конструкцию выбираем в виде консольной пружины круглого сечения.
Диаметр такой пружины определяется согласно формуле:
F k - минимальное контактное усилие,
напряжение в материале пружины, кг/мм 2
f в максимальная частота вибраций,1/сек
Определим прогиб пружины под действием контактного усилия
При таких характеристиках пружины, резистор будет иметь заданный ресурс работы, и обеспечивать хороший контакт.
4. Эскизная проработка элемента и обоснование принятых решений
В данной работе разрабатывается проволочный резистор переменного сопротивления с прямоугольным резистивным элементом. Резистивная проволока намотана на каркас и согнута в подковообразную форму так, что токосъем происходит в результате кругового движения скользящего контакта. Круговое перемещение обусловлено тем, что при таком изготовлении резистор будет иметь меньшие габаритные размеры. Плоский резистивный элемент выбирается по тому, что большая длина наматываемой проволоки (L=34,4м). При той же длине он займет меньше места, чем цилиндрический.
Токосъем производится с помощью контактной пружины, выполненной из сплава серебра и меди в виде консольной балки. Форма объясняется тем, что этот резистор рассчитан на большой ресурс работы, а эта конструкция позволяет создать небольшие и стабильные контактные усилия.
Выбранная резистивная проволока латунная марки ВР02 имеет минимальный ТКС, что значительно повышает стабильность установленного сопротивления. Такая проволока обеспечивает высокое сопротивление (R=900 Ом), при диаметре проволоки d=0,15 мм. Шаг намотки мм обеспечивает разрешающую способность =0,01.
Токосъем производится с помощью плоской и тонкой пружины, одним концом припаянной к выводу резистора, а другим - к концу контактной пружины. Её конструкция рассчитана на большой строк службы.
Сама пружина жестко закреплена на держателе, который в свою очередь соединен с осью вращения. приводящей в вращение всю контактную систему.
Фиксация установленного сопротивления и образование необходимого контактного усилия достигается с помощью контактных шайб, расположенных на оси вращения. Такая конструкция обеспечивает легкую регулировку контактного усилия, надежную фиксацию сопротивления, не требует больших усилий для перемещения контактной пружины.
Основным элементом в переменном резисторе является резистивный элемент и контактное устройство.
В данной конструкции электрический контакт обмотки с выводом создается таким образом: конец резистивного провода зачищается от изоляции и припаивается к выводам. Для фиксации намотки используется дополнительное крепление - пропитка её изоляционным лаком. Крепление резистивного элемента производится клеем в специальном пазе.
Сама конструкция представляет собой пластмассовый корпус с впрессованными в него выводами. В корпус вклеивается резистивный элемент, представляющий собой изолированный цилиндрический каркас, на который намотана резистивная проволока. В корпусе резистора предусмотрены отверстия, в которые вставлен микрометрический винт. Для исключения продольного смещения винт закреплен штифтом. В корпус вклеена токосъемная шина. Представляющая собой металлическую пластину. Вместе с пластиной изготовлен вывод, который отведен в отверстие корпуса. На винте располагается изоляционная гайка, на которой укреплена контактная пружина. Контактная пружина, с одной стороны, контактирует с резистивным элементом, а с другой - с токосъемной шиной. С целью обеспечения надежной работы резистора при реализации зачистки необходимо руководствоваться такими требованиями: глубина зачистки 150 - 200 мкм; класс томности 8 - 9.
Каркас резистора имеет переменную ширину, это обеспечивает необходимый закон изменения сопротивления. Каркас анодируем, а затем покрываем двумя слоями изоляционного лака.
Данный резистор предназначен для использования в измерительной аппаратуре.
3. Электрическая разрешающая способность
4. Собственная индуктивность L = 32 мкГн
Диаметр контактной пружины d пр = 0.3 мм
Длина контактной пружины l пр = 9,2 мм
Климатические УХЛ 4.2. ГОСТ 15150-69
В результате проектирования было получено проволочный резистор переменного сопротивления. Его характеристики, приведенные в паспорте, говорят о его достоинствах и недостатках.
Сам резистор имеет средние габаритные размеры, что удобно при регулировке.
Недостатком является наличие значительных емкостей и индуктивностей, что ограничивает применение резисторов на высоких частотах нормально
Конструкция надежна и долговечна, подлежит ремонту и замене, резистор пригоден для серийного производства.
1. М.Н. Мальков, В.Н. Свитенко Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы, часть I. Харьков: ХИРЭ, 2002. - 140с.
2. М.Т. Железнов, Л.Г. Ширшев. Проволочные резисторы. М. Энергия.2000. - 240 с.
3. Резисторы: Справочник. Под ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. - М.: Радио и связь, 1991. - 528 с.
Широкое применение проволочных переменных резисторов в электронной аппаратуре и их основные достоинства. Резистор переменного сопротивления с круговым вращением подвижной системы. Расчет резистивного элемента, контактной пружины, частотных характеристик. курсовая работа [56,0 K], добавлен 14.03.2010
Расчет конструктивных параметров и выполнение общего чертежа топологии фильтра на поверхностных акустических волнах. Конструирование проволочного резистора переменного сопротивления. Чертеж катушки индуктивности и принцип действия газоразрядных панелей. контрольная работа [493,0 K], добавлен 20.01.2013
Характеристика условий эксплуатации резистора - предназначенного для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы. Обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования. Электрический и конструктивный расчет. курсовая работа [33,2 K], добавлен 23.08.2010
Общие сведения о переменных резисторах, их основные параметры, классификация и области применения. Технические характеристики проволочных резисторов. Правила выбора материала резистивного элемента, подвижного контакта, расчет переменного резистора. курсовая работа [609,6 K], добавлен 26.04.2015
Техническое задание, область использования трансформатора. Обзор аналогичных конструкций, выбор направления проектирования. Определение электрических, конструктивных параметров конденсатора. Расчет температурного коэффициента емкости, контактной пружины. курсовая работа [720,8 K], добавлен 10.03.2010
Разработка конденсатора переменной ёмкости с заданными параметрами, приобретение опыта разработки электрорадиоэлементов. Обзор конструкций и выбор направления проектирования. Расчет конденсатора, температурного коэффициента емкости, контактной пружины. курсовая работа [39,7 K], добавлен 10.03.2010
Краткий обзор коммутационных устройств ручного управления. Разработка кнопки для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока низкой частоты: определение контактного усилия, переходного сопротивления и температур локального перегрева. контрольная работа [39,8 K], добавлен 29.08.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Расчёт сопротивления курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Психологические Особенности Подросткового Возраста Реферат
Реферат: Организационные формы инновационной деятельности. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Человеческая личность ее струтура и смысл существования по Фромму. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Япония: Закат которого не было
Доклад по теме Туберкулёз
Реферат: Хемофилия и Хемофобия
Контрольная работа: Расчет теплообменного аппарата кожухотрубчатого типа
Применение Моделей Оптимизации Курсовая
Реферат по теме Антибиотики микробного происхождения
Пособие по теме Шпаргалки по трудовому праву
Контрольная работа: Западники и славянофилы. Религиозная русская духовность
Реферат по теме Черное море и его обитатели
Реферат: Утомление. Скачать бесплатно и без регистрации
Политические Системы Курсовая Работа
Курсовая работа по теме Организация ремонта и обслуживания сетей освещения на примере ЗАО 'Аграриос'
Реферат по теме Развитие художественно-творческих способностей детей дошкольного возраста
Отчет по практике по теме Методология документационного обеспечения управления
Реферат На Тему Религия Папуасов И Меланезийцев
Реферат: Общая характеристика подходов о происхождении живого на земле. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа По Теме Математические Основы Компьютера
Особенности строения мочевыделительных органов - Биология и естествознание презентация
Исторический портрет имама Гази-Магомеда - История и исторические личности курсовая работа
Таможенное декларирование товаров: нормативно-правовой и практический аспекты - Государство и право курсовая работа