Разработка конструкции парктроника для автомобиля - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Разработка конструкции акустического локатора для автомобиля. Расчет диаметра контактных площадок, ширины проводников. Определение жесткости печатного узла. Характеристика конструкции изделия и её технологический контроль. Расчет теплового режима прибора.


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.

Целью данного дипломного проекта является разработка конструкции акустического локатора для автомобиля
При разработке конструкции устройства необходимо учесть условия его эксплуатации:
1. Работа в широком диапазоне температур: t?С= (-40+60)?С.
2. Исполнение прибора для умеренно-холодного климата, размещение (3), для закрытых неотапливаемых помещений (салон автомобиля.
3. Питание от аккумулятора автомобиля напряжением 12В.
4. Программа выпуска: 30000 шт. в год.
5. Условия транспортировки: железнодорожным и автомобильным транспортом.
6. Устройство должно обеспечивать надёжную работу при эксплуатации на автомобиле. P(t)=0,97 за t=1000ч.
В данном проекте рассматриваются вопросы, связанные с разработкой конструкции блока управления и проведены следующие расчеты:
1. Выбор и обоснование конструкторских решений;
2. Анализ задания, выбор и обоснование элементной базы;
7. Расчет надежности печатной платы;
10. Расчет размеров лицевой панели;
2. Расчёт среднего штучного времени операции и закрепления операции;
4. Техпроцесс сборки и монтажа платы.
В «Экономическом разделе» проделана работа по определению:
3. Расчёт экономической эффективности
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены аспекты безопасности при изготовлении данного устройства, а также была построена древовидная структура отказов и последствий и составлена таблица анализа причин и последствий возможных действий, которые могут привести к отказу парктроника во время эксплуатации.
Парковочный радар - элемент дополнительного оборудования, который можно установить на автомобиль. Парктроник имеет самую различную функциональную направленность. Как правило, использование парковочных радаров повышает комфорт эксплуатации транспортного средства, а также заботится о сохранности автомобиля и безопасности его владельца.
Парктроник позволяет более точно контролировать процесс движения машины в непосредственной близости от возможных препятствий, например при движении задним ходом, при парковке, в других узких или загроможденных пространствах.
Достаточно часто при парковке габариты машины мешают водителю точно оценить расстояние до объектов, расположенных достаточно низко или в неудобных для обзора местах. К таким объектам относятся, например, всевозможные бордюры, столбики, крупные предметы, находящиеся на пути движения автомобиля. Более того, эти препятствия часто могут возникать неожиданно, как бывает с маленькими детьми, забежавшими за укатившимся под колеса мячиком, или с нерадивыми строителями, выворотившими из земли бордюрный камень и оставившими его в том месте двора, которое, казалось бы, известно вам как свои пять пальцев. Если же Вы используете парктроник, это наверняка окажется полезным в темное время суток, при парковке в незнакомых местах, а также в случае, если автомобиль управляется не хозяином, знакомым с ним досконально, а его родственниками или знакомыми. И здесь установка парковочного радара будет являться весьма неплохой дополнительной страховкой от возможных неприятных происшествий.
Патентный поиск за 2003-2011 гг.по аппаратуре, работающей на принципе акустической локации.
В рамках патентного поиска была поставлена задача оценить современный уровень развития науки и техники в области аппаратуры, методов акустической локации. Найти новые технические решения в области акустической локации.
Изобретение относится к области систем оптической локации для метеорологических целей и может быть использовано для бесконтактного измерения профилей температуры пограничного слоя атмосферы. Достигаемым техническим результатом является повышение энергетической эффективности системы и повышение точности измерений температуры. Указанный результат достигается за счет того, что акустооптический локатор содержит оптический источник, генератор акустического сигнала, (k+1) фотоприемников, где (k=1, 2, 3,...), блок обработки, блок индикации, блок управления, (k+1) частотомеров и (k+1) фазовых детекторов, соединенных определенным образом между собой, причем в качестве оптического источника используют некогерентный оптический источник.
Устройство для ориентации слепых, содержащее блок излучения акустического сигнала, блок вычисления, блок принятия решения, отличающееся тем, что в него введены блок приема и записи акустического сигнала, блок коррекции, блок выбора сообщения, блок звуковой индикации, вход запроса, вход параметра времени записи сигнала, вход параметра приема, вход параметра вычисления, вход параметра принятия решения, вход порога, вход корректировки, вход параметра выбора, вход параметраизлучения, вход сигнала, вход параметра индикации, при этом вход запроса соединен с первым входом блока излучения акустического сигнала и с первым входом блока приема и записи акустического сигнала, вход параметра времени записи сигнала является вторым входом блока приема и записи акустического сигнала, вход параметра приема соединен с третьим входом блока приема и записи акустического сигнала и со вторым входом блокапринятия решения, вход параметра вычисления является вторым входом блока вычисления, вход параметра принятия решения является третьим входом блока принятия решения, вход порога является четвертым входом блока принятия решения, вход корректировки является вторым входом блока коррекции, вход параметра выбора является вторым входом блока выбора сообщения, вход параметра излучения является вторым входом блока излучения акустического сигнала, вход сигнала соединен с третьим входомблока излучения акустическогосигнала и с третьим входом блока вычисления, вход параметра индикации является вторым входом блока звуковой индикации, выход блока выбора сообщения соединен с первым входом блока звуковой индикации, выход блока излучения акустического сигнала соединен с четвертым входом блока приема и записи акустического сигнала, выход которого соединен с первым входом блока вычисления, выход которого соединен с первым входом блокапринятия решения, выход которого соединен с первым входом блока коррекции, выход которого соединен с первым входом блока выбора сообщения, выход которого является выходом устройства.
Входе патентной и литературной проработки темы дипломного проекта были найдены различные решения в области акустической локации.Однако не было найдено ни одного примера отечественной разработки парковочного радараПоэтому задача данного дипломного проекта - разработка устройства, доступного по стоимости владельцам недорогих автомобилей, базовая комплектация которых не предусматривает наличия парктроников.
Парктрониквыполнен на базе микроконтроллера Z8. Он отличается простотой, удобен для повторения радиолюбителями. При соответствующей доработке программы и конструкции его можно использовать в качестве незаменимого помощника для слепых, устройств охраны помещений, портативного эхолота рыболова-любителя, бесконтактного индикатора уровня жидкости и т. п.
Весь прибор питается от аккумуляторной батареи U=12(В), которой питается вся электрическая система автомобиля. Сам прибор можно подключить непосредственно к аккумулятору, при этом придется тянуть провода с капота в салон. Микросхема DA1 стабилизирует питающее напряжение на уровне 5 В, необходимое для нормальной работы МК. В цепи питания устройства установлен фильтр, состоящий из конденсаторов С2, С8, С13 и резистора R6. Его основа -- микроконтроллер (МК) Z86E0208PSC (DD1). Внешняя времязадающая цепь МК состоит из кварцевого резонатора ZQ1 на частоту 8 МГц и конденсаторов СЗ, С4. Ультразвуковой излучатель BQ3 подключен непосредственно к выводам порта Р2 МК. Размах возбуждающего напряжения на входе излучателя равен 10 В. длительность пачки импульсов -- 1 мс. Отраженный сигнал, принятый ультразвуковым приемником BQ2, поступает на вход трехкаскадного резонансного усилителя, выполненного на транзисторах VT1--VT3. С его выхода сигнал с постоянной составляющей 2,5 В подается на неинвертирующий вход (Р32) встроенного компаратора МК. На инвертирующий вход компаратора (РЗЗ) поступает образцовое напряжение 2,7 В с делителя R1R3, что обеспечивает выделение полезного отраженного сигнала на уровне принятых помех. Цепь образцового напряжения дополнительно защищена от помех ограничительным диодом VD1 и конденсатором С1. Диоды VD2 и VD3 ограничивают мгновенное значение отраженного сигнала уровнями 0 и 5 В. Звуковой сигнал, предупреждающий водителя о наличии препятствия в невидимой зоне, формируется пьезоизлучателем BQ1, подключенным через резистор R16 непосредственно к выводам порта Р2 МК.
Принцип действия парктроника основан на излучении пачки импульсов ультразвуковой частоты и последующем приеме отраженного препятствием сигнала. Время от момента излучения до момента приема отраженного сигнала прямо пропорционально расстоянию до объекта. В зависимости от расстояния парковочный радар формирует один из двух предупреждающих звуковых сигналов: если оно менее 1 м, генерируются частые тональные посылки, если от 1 до 2 м -- редкие. При расстоянии более 2 м звуковой сигнал отсутствует. Время ожидания отраженного сигнала -- 60 мс, после чего излучается следующая пачка импульсов и процесс повторяется.
В парктронике можно использовать любые малогабаритные керамические и оксидные конденсаторы. Резистор R2 -- СП3-16В или любой другой малогабаритный подстроечный многооборотный. Пьезокерамический звуковой излучатель BQ2 -- SCS-17P-10 или аналогичный. Транзисторы VT1. VT3 -- любые из серии КТ3102. VT2 -- любой из серии КТ3107. Ультразвуковые излучатель BQ3 и приемник BQ1 идентичны.
Конструктивно парковочный радар состоит из электронного блока и одинаковых по конструкции излучателя и приемника. Детали электронного блока смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Плата помещена в металлический корпус, достаточно надёжный и в то же время лёгкий в сборке.
До установки МК целесообразно проверить работу стабилизатора напряжения и усилителя ультразвукового сигнала. Для этого подключают питание и измеряют напряжение на выводе 5 панели МК. Оно должно находиться в пределах 5 ± 0,3 В. Затем измеряют постоянное напряжение на выводе 9 панели МК (2,5 В ± 10%) и, подсоединив вольтметр к ее выводу 10, устанавливают подстроечным резистором R2 напряжение на 0,2...0,3 В больше первого. Далее, подключив вход осциллографа к выводу 9 панели МК и подав на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой 37 кГц и амплитудой 3 мВ, наблюдают на экране осциллографа сигнал с амплитудой 4,5 В.
После этого при отключенном питании устанавливают в панель предварительно запрограммированный МК и соединяют устройство с излучателем и приемником. Если при включении питания устройство не заработает, подсоединяют вход осциллографа (с входным сопротивлением не менее 10 МОм) к выводу XTAL2 (вывод 6) микросхемы DDI и проверяют, возбуждается ли тактовый генератор МК. Отсутствие колебаний синусоидальной формы частотой 8 МГц свидетельствует о том, что генератор не самовозбуждается. В этом случае нужно проверить кварцевый резонатор ZQ1 и конденсаторы СЗ и С4.
При установке на автомобиле парктроник размещают внутри салона, а ультразвуковые преобразователи -- на заднем бампере на расстоянии не менее 0.6 м один от другого. Это расстояние обеспечивает ширину рабочей зоны локатора, равную 2 м. Изменяя его, можно регулировать и ширину этой зоны.
Рассмотрим принцип работы парктроникас помощью функциональной схемы (Рис.)
Исходя из принципа работы парктроника, можно выявить несколько функций, которые выполняет оператор. Данные помещены в таблицу функций (таб.)
б)Вставка предохранителя в держатель для предохранителя.
в)Соединение сетевого шнура с аккумулятором автомобиля.
Определим форму корпуса прибора с учетом того, что он устанавливается на автомобильном транспорте. Некоторые из возможных вариантов формы корпуса прибора приведены на рис. 2.5.1. Конструкция корпуса должна обеспечивать отсутствие электрических, тепловых и других связей, влияющих на технические характеристики изделия, высокую технологичность сборки и монтажа с учетом использования автоматов и полуавтоматов, легкий доступ к деталям для контроля, ремонта и обслуживания, расположение и конструкция органов управления должны обеспечивать максимальное удобство работы для оператора, изделие должно удовлетворять требованиям эстетики и иметь минимальные габариты и массу. Корпус прибора должен выдерживать перевозку автомобильным и железнодорожным транспортом, т.е. конструкция должна быть достаточно жесткой и виброустойчивой, а также выдерживать нормальные климатические воздействия.
Вариант а) отличается тем, что у него много рабочих плоскостей. В разрабатываемом приборе две функциональные группы, поэтому большая часть плоскостей не востребована, что не оправдывает сложность изготовления такой конструкции.
Вариант б) является устойчивым, но лицевая панель расположена сверху. Прибор предполагается располагать на приборной панели, поэтому этот вариант не приемлем.
Вариант в) наиболее выгоден для конструкции прибора. Он представляет собой устойчивый и удобный в использовании прибор.
1.5 Выбор внутренней компоновки корпуса
Ниже приведены некоторые из возможных вариантов компоновки.

Рис.: варианты расположения плат в корпусе
1.вертикальное,2.горизонтальное,3.комбинированное.
Второй вариант компоновки чаще всего используется в элементарных приборах небольшого размера с малым количеством плат. В моем случае в небольшом корпусе расположена одна плата и, следовательно, выбираю второй вариант, т.е. горизонтальное расположение плат в корпусе.
При использовании третьего варианта компоновки увеличивается размер корпуса по оси Z, и для моего случая не подходит. В результате получим нерациональную конструкцию.
В первом варианте расположения плат, увеличивается размер корпуса по высоте, снижается ремонтопригодность и для моего случая тоже неприменима.
1.6 Выбор и обоснование элементной базы
Составим таблицу, в которой отразим данные об элементах, применяемых в конструкции парктроника, месте их закрепления иразмерах.
Итак, из таб. мы видим, что на лицевой панели расположено: сетевой выключатель SA1, светодиод VD4 и динамик BQ1. На задней панели расположено: два высокочастотных разъема XS1, XS2, держатель предохранителя XS4, разъем для питания XS3. Остальные элементы располагаются на печатной плате.
1.7 Расчет размеров печатной платы
На основании предварительного рассмотрения принципиальной схемы размеры печатной платы определяются из рис.2.8.1
X1, X2, Y1, Y2 - краевые поля, необходимые для удобства изготовления и закрепления платы.
XF·YF=SF - размеры и площадь функциональной области, где размещаются элементы электрической схемы и соединительные проводники.
XP, YP, ZP - размеры печатной платы.
YK - зоны подсоединения, где размещаются контактные площадки, гнезда, штыри, разъемы, которые обеспечивают соединение с внешними цепями.
Согласно рис. 2.8.1 размеры печатного узла определяются размерными цепочками:
Z0 - высота пайки элементов с обратной стороны печатной платы.
Площадь элементов устанавливаемых на печатной плате определяется по таблице 1.
SU - установочная площадь занимаемая элементом.
Установка элементов на плате по ГОСТ 29137-91.
Вариант установки элемента на плате
С учетом зазоров между элементами, площадь функциональной поверхности найдется как:
где CZ - коэффициент заполнения или плотности упаковки элементов на плате. Для нормальной плотности монтажа CZ=0,3±0,1.
Коэффициент формы печатной платы определяется по формуле:
Согласно ГОСТ 10761-81 СF должен лежать в пределах от 1 до 4. Примем СF = 3, тогда размеры функциональной зоны определятся по формулам:
Что бы найти оптимальные значения коэффициентов CF и CZ, посчитаем размеры при разных значениях CF и CZ. Результаты занесём в таблицу
В результате вычислений получаем, что оптимальными будут CF=2 и CZ=0,3.
Согласно ГОСТ 10317-79 (пункт 2) размеры каждой стороны печатной платы должны быть кратными:
Учитывая особенности схемы устройства, предполагается создать две контактных зоны для внешних подключений YK. Расчетные данные размеров печатной платы приведены в таблице
ZP = Z0 + ZU + h = 1,5+10,3+2 = 13,8 мм
1.8 Расчет размеров отверстий контактных площадок.
Диаметры монтажных отверстий зависят от диаметров выводов элементов и определяются по формуле (8):
где dv - диаметр вывода навесного элемента;r - разность между минимальным значение диаметра отверстия и максимальным значение диаметра вывода элемента;?dно - нижнее предельное отклонение номинального значения диаметра отверстия.
В схеме используются следующие выводы:
- dv1 = 0,6 мм - для всех элементов.
- dv2 = 1,4 мм - для распайки выводов.
Значение параметра r должно находиться в пределах от 0,1 до 0,4 мм. Было принято значение r = 0,4.Таким образом, диаметры отверстий:
1.9 Расчет диаметра контактных площадок, ширины проводников
На рис. 2.10.1 схематично изображены размерные цепи для определения диаметра контактных площадок.
где dотв - диаметр монтажного отверстия; bг - гарантийный поясок контактной площадки; ?dво - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;c - коэффициент, учитывающий разброс межцентрового расстояния, смещение фольги в разных слоях, подтравливание диэлектрика.
Для плат 2 и 3 классов c = 0,4…0,5. Было принято значение c=0,4.
Ширина проводника выбивается исходя из значения токов, протекающих в нем:
где Iраб - рабочий ток;t - толщина фольги (35 мк );гдоп - допустимая плотность тока для печатного проводника, составляет порядка 50-100 А/мм2.
Для 2 класса точности b ? 0,25мм, что удовлетворяет требованиям.
Зазор между проводниками выбирается из условия пробивной напряженности поля:
где Uраб - рабочее напряжение; Едоп -напряженность электрического пробоя (500-700 В/мм)
Для 2 класса точности а ? 0,25 мм, что удовлетворяет требованиям.
Размеры корпуса XK, YK, ZK находятся по формулам:
где Xi, Yj, Zn - линейные размеры частей прибора, образующих размерную цепь;
?Xi, ?Yj, ?Zn - зазоры между i и (i+1) частями прибора. Ограничимся определением величин зазора из условия механической сборки. При механической сборке зазор можно представить в виде слагаемых:
где GZ - гарантированный зазор между i и (i+1) частями, обеспечивающий электрическую прочность монтажа;
дXi , дXi+1 - допуски на размеры Xi, Xi+1;
?Xip, ?X(i+1)p - допустимый прогиб i и (i+1) частей.
Значение гарантированного зазора лежит в пределах от 1 до 2 мм. Было принято GZ=1 мм.
Допуски назначаются по квалитетам IT(15), IT(16) на несопрягаемые размеры, т.е. дXi =0,01?Xi. Соответственно выражения относятся и к другим осям.
На рис. приведены размерные цепи и компоновочное решение корпуса прибора.
Исходные расчетные и справочные данные:
Длина держателя предохранителя YL1 = 23,5 мм.
Без учета зазоров размеры корпуса составят:
YK = YP + YL1 + YL2 =75+23,5+17,8= 116,3мм.
Расчетные данные зазоров Х1, Х2, Y1,Y2, Z2. приведены в таблице
?ХК, ?YК, ?ZК - допуск на размер корпуса
?ХР, ?YР, ? ZР - допуск на размер платы
C учетом зазоров и толщины стенок размеры корпуса составят:
XK = 140 + 3,55 + 3,55 = 147,7 мм?160 мм.
YK = 75 + 4,025 + 4,078 +23,5 + 17,8 = 124,4 мм?130 мм.
ZK = 13,8 + 10 + 3,938 = 27,74 мм? 40 мм.
Для того, чтобы определить размеры лицевой панели необходимо знать размеры надписей. Причем, надписи должны быть выполнены прямым рубленым шрифтом с определенной толщиной и высотой. Это делается, чтобы оператор мог быстро и легко прочесть эту надпись. На рис. изображена примерная схема восприятия надписи человеком.
На рисунке расстояние от зрачка до надписи L=500мм, (для основной надписи 1000 мм) угол обзора глаза в=21'=0,0061[рад]. Исходя из этого: высота символа - , а ширина символа - . В связи с тем, что мы будем применять прямой контраст лицевой панели, толщину обводки рассчитаем из отношения . Длину надписи находим по формуле
где количество символов в надписи; расстояние между буквами. Результаты занесены в таблицу
1.12 Расчет размеров функциональных групп
На лицевой панели нашего прибора будет две функциональные группы:
1. В функциональную группу ФГ1 входят: тумблер, надпись, индикатор, держатель светодиода.
2. В функциональную группу ФГ2 входит: пьезокерамический излучатель звука.
На задней панели устройства располагается 3 группы: разъём питания, держатель предохранителя, 2 разъёма СР-50 и надписи: «12В», «ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ 1А», «ПРИЁМ», «ПЕРЕДАЧА».
1. В функциональную группу 1 входят: разъём питания, держатель предохранителя, надпись «предохранитель 1А», надпись «12В».
2. В функциональную группу 2 входит: разъём СР50-150ФВ, надпись «ПРИЁМ».
3. В функциональную группу 3 входит: разъём СР50-150ФВ, надпись «ПЕРЕДАЧА».
1.13 Расчет размеров лицевой панели
Определим габаритные размеры лицевой панели по размерам функциональных групп. На лицевой панели нашего прибора будут располагаться только две функциональные группы: включение питания и сетка для динамика. Для того, чтобы определить размеры лицевой панели необходимо знать расположение функциональных групп. На рис. 2.14.1 представлено два варианта размещения функциональных групп.
а) в связи с тем, что прибор предполагается располагать на верхней панели автомобиля или в панели приборов, данный вариант не совсем пригоден. Это обусловлено тем, что правой рукой придется дотягиваться до прибора для его включения, а это не приемлемо для водителя.
б) данный вариант также рассчитан на правую руку, достоинством является то, что тумблер включения расположен ближе к водителю. Это означает простота включения и в темноте будет легче обнаружить на ощупь.
Составим компоновочную модель лицевой панели.
Габаритные размеры лицевой панели вычисляются по формулам:
Определим габаритные размеры задней панели. На ней будут располагаться разъёмы (питания, датчика приёма, датчика излучения) и держатель предохранителя.
Габаритные размеры задней панели вычисляются по формулам:
2.1 Ориентировочный расчет надежности
Ориентировочный расчет надежности производится на этапе эскизного проектирования после разработки принципиальной электрической схемы. Он позволяет выявить слабые участки системы и наметить пути повышения надежности системы на этапе эскизного проектирования.
Проведем ориентировочный расчет надежности. Расчет будем вести в следующем порядке:
Определим количество и типы элементов устройства, а также их усредненные значения л0i интенсивности отказов, полученные по результатам испытаний на надежность i-го типа элемента. Эти испытания проводятся в течении времени t = 1000 ч, при t=20-22С и при электрическом коэффициенте нагрузки Кн=1. Количество и типы элементов определим по принципиальной электрической схеме РЭА. Найденные значения л0i, количество и типы элементов устройства сведены в таб.
Статистические данные об отказах элементов для ориентировочного расчета таб.
Вычислим количественные характеристики надежности системы.
Интенсивность отказов системы определяется по формуле:
Среднее время безотказной работы есть величина, обратная интенсивности отказов, т.е. имеем:
Вероятность безотказной работы системы в течение времени t определяется по формуле:
Время t, в течение которого требуется обеспечить заданную надежность, задается в техническом задании.
Зависимость вероятности безотказной работы Р(t) от времени показана на графике в конце расчёта.
Частота отказов системы определяется как произведение интенсивности отказов и вероятности безотказной работы системы в течение времени t:
Зависимость частоты отказов F(t) от времени изображена на графике в конце расчёта.
Вероятность отказа системы определяется по формуле:
Гарантийный срок службы определяется по формуле:
2.2 Окончательный расчёт на надёжность
Окончательный расчет надежности производится на этапе технического проектирования после испытания макета изделия и всех его узлов, когда известны режимы работы всех элементов системы и условия их эксплуатации. Значения интенсивностей отказов элементов с учетом их режимов работы и условий эксплуатации определяются с помощью поправочных коэффициентов или эмпирических формул. В данной работе значения интенсивностей определяются с помощью поправочных коэффициентов. При этом реальные интенсивности отказов элементов или узлов определяются по формуле:
где л0i - усредненное значение интенсивностей отказов при t=20-22С и Кн=1;
аi - поправочные коэффициенты для определения лi ;
а1 - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (для наземной аппаратуры а1 = 2);
а2 - поправочный коэффициент, учитывающий воздействие вибрации (для наземной аппаратуры а2 = 1,04);
а3 - поправочный коэффициент, учитывающий воздействие ударных нагрузок (для наземной аппаратуры а3 = 1,03);
а4 - поправочный коэффициент, учитывающий воздействие влажности и температуры окружающей среды (для наземной аппаратуры а4 = 1);
а5 - поправочный коэффициент, учитывающий воздействие атмосферного давления (для наземной аппаратуры а5 = 1).
Поправочные коэффициенты находятся из соответствующих таблиц
Коэффициенты нагрузкиКн, необходимые для определения коэффициента а1, для различных элементов РЭС находятся из таблиц [2]. Для элементов, не указанных в таблицеКн=0,95. результаты вычисления реального значения интенсивности отказов лi приведены в таб.
Статистические данные об отказах элементов для окончательного расчета таб.
a1=2; a2=1,04; a3=1,03; a4=1; a5=1; a1*a2*a3*a4*a5=2,14
Условную вероятность отказа всей системы из-за отказа i-го элемента определяем по формуле:
Вероятность безотказной работы системы:
Зависимость вероятности безотказной работы Р(t) от времени показана на рис.3.
Зависимость частоты отказов F(t) от времени показана на графике в конце расчёта.
Среднее время безотказной работы системы
Производная коэффициента надежности:
Вероятность нормального функционирования:
В связи с тем, что Р(t)расч> Р(t)задан производить резервирование нет необходимости.
проводник акустический локатор автомобиль
Для РЭС длительного пользования часто время эксплуатации Т бывает значительно больше Тср, т.е. Т>>Тср. В этих случаях для обеспечения работоспособности РЭС необходимо иметь комплект ЗИП.
Расчет необходимого количества запасных элементов зависит от их надежности. Характеристикой надежности при ЗИП является работоспособность - свойство аппаратуры выполнять свои функции либо за счет безотказности, либо за счет соответствующих запасных элементов. Количественным критерием является вероятность работоспособности Рраб(t).
Расчет запасных элементов при наличии условия минимальной стоимости проводится в следующем порядке:
1. Определяем Ррабi(t) - вероятность работоспособности i-го типа элементов по формуле:
Где: Сi - стоимость i-го типа элементов;
Ni - количество i-го типа элементов;
Рраб(t) - вероятность работоспособности РЭС, которую требуется обеспечить (по техническому заданию Рраб(t)=0,97).
2. Определяем nср.i - среднее предполагаемое количество отказов по формуле:
где: Т - время, в течение, которого требуется обеспечить заданную работоспособность за счет комплекта ЗИП (по техническому заданию Т=4 лет ? 4?104 часов).
3. Для найденных значений Рраб(t) и nср.i определяется Nз.э.i - число запасных элементов i-го типа путем пересчета по формуле:
Результаты расчетов количества запасных элементов приведены в таб. 3.3.1
Таблица данных для расчета запасных элементов Таб.
Содержимое комплекта ЗИП для обеспечения Рраб(Т)=0,97 в течение четырех лет приведено в таб.
В данном разделе был произведен расчет на надежность блока диагностики состояния работы акустического локатора для автомобиля, с обеспечением всех необходимых заданных параметров и с учетом условий эксплуатации. Данная схема удовлетворяла заданию и не требует введение резервирования. Так же был рассчитан необходимый комплект запасных элементов, что в конечном итоге повысило срок использования данной аппаратуры. Рассчитанный комплект ЗИПа, в количестве 6 элементов, обеспечивает работу блока в течении 4-х лет с заданной вероятностью , таким образом, длительное применение данного блока целесообразно только с наличием ЗИПа.
3. Расчет механической прочности печатной платы
3.1 Расчет собственной резонансной частоты печатного узла
Функциональный узел на жесткой печатной плате, закрепленный в приборе, в условиях вибрационных нагрузок (например, при транспортировке прибора автомобилем, самолетом и т.д.), обладает собственными частотами механических колебаний или конструктивными резонансами. Если частота вибрационных воздействий совпадает с собственной частотой ФУ, плата испытывает максимальные механические перегрузки, которые могут привести к ее разрушению, к разрушению элементов, к отрыву контактных площадок, паяных контактов и проводов. Механические перегрузки будут минимальными, если выполняется условие:
Это условие является основным при выборе способа закрепления и размещения функционального узла в приборе. Частота вибраций, которая определяется условиями эксплуатации прибора, обычно известна, собственная частота узла определяется его механическими характеристиками и находится из выражения:
где х, у - расстояние между точками закрепления,
Е - модуль упругости материалы платы, Па
МS = МP+МE+МR - масса функционального узла,г
МP = X ? Y ? h ? с?10-3 - масса печатной платы, г
К - количество паянных контактов на плате
М(PК) = 0,06±0,01 - масса припоя для пайки одного контакта
МR = М(PК)? ?mk, где ?mk - кол-во всех контактов, г
МE = ?М - масса элементов на плате, г
М - масса i-го элемента на плате, г
Для определения массы элементов на плате и припоя для пайки составляется таблица
В качестве материала платы выбран стеклотекстолит СФ2-35-1.5 толщиной 1,5 мм, плотностью 2,05 см2, Е = 3?1010 Па.
МP = 140?75?1,5?2,05?10-3 = 32,29 г.
Сравним частоту колебаний функционального узла с экспериментальными значениями частот возбуждающих колебаний для различных видов транспортировки.
Исходя из полученных результатов, видим, что данный прибор можно транспортировать железнодорожным и автомобильным видом транспорта без риска возникновения резонансных колебаний, как и было задано по техническому заданию.
Под действием вибрационных нагрузок платы испытывает изгибные деформации. Если нагрузка превышает предел изгибной прочности материала, происходит перелом в наиболее ослабленном сечении. Для количественной оценки этого явления предполагается многократный изгиб печатной платы под действ
Разработка конструкции парктроника для автомобиля дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Англо-испанская война 1761 1763
Как Написать Эссе По Обществознанию 6 Класс
Авария На Аэс Реферат
Реферат: Современные направления зарубежной психологии
Реферат: 1. анализ психолого-педагогической литературы по проблеме статусных отношений в подростковых ученических группах
Доклад по теме Текучесть кадров
Курсовая работа: Развитие живописи в России конца XIX - начала XX века
Сочинение На Тему Чацкий И Софья Кратко
Профессиональная Этика Адвоката Эссе
Контрольная Работа 6 Функция
Контрольная работа по теме Погрешности вычислений на ЭВМ
Курсовая работа по теме Составление карты экологической устойчивости участка и противоэрозионная и агроэкологическая организация территории под закладку многолетних плодовых и ягодных насаждений
Реферат: Шпаргалка по отечественной истории с X по XIII века
Контрольная Работа На Тему Рахунки Бухгалтерського Обліку
Деятельность Европейского Суда По Правам Человека Реферат
Реферат по теме Разработка проекта установки световой рекламы
Основные Проблемы Экологии Реферат
Женские Образы В Произведениях Островского Сочинение
Реферат По Теме Физика И Техника
Реферат по теме Численость и структура населения
История развития глянцевых изданий в России - Журналистика, издательское дело и СМИ дипломная работа
Экологическое право Российской Федерации - Государство и право презентация
Понятие и принципы семейного права - Государство и право реферат