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

Оглавление
Задание по курсовому проектированию
Введение
1.Аналитический раздел
2. Выбор и обоснование технических средств и оборудования
2.1. Составление и обоснование перечня измерительных приборов и оборудования, требуемых для проведения диагностики и последующего ремонта копировального аппарата.
Для достижения высокого технического уровня технического уровня ремонта копировальных аппаратов необходимо использовать современное оборудование.
2.2. Привести функциональные и принципиальные схемы одного из применяемых приборов или его блоков (по согласованию с преподавателем); описать принцип работы
2.3. Выбор паяльной станции, необходимой для проведения ремонта устройства
2.4. Описание и схема оборудования рабочего места, требуемого для обеспечения сервисного обслуживания копировального аппарата.
3. Расчетный раздел
4. Детальный расчет телекоммуникационного (усилительного) устройства
4.1. Расчет источника питания с заданными параметрами
4.2. Расчет источника испытательных сигналов
4.3. Расчет показателей надежности
4.4. Разработка адаптера для определения параметров сигнала в контрольных точках диагностируемого устройства.
Заключение
Библиографический список

Ток делителя выбирают при . Принимаем:И задаваясь, получаем По выражению ( находим:5. Выбор конденсаторов. Емкость конденсатора С1 включаемого для предотвращениявозбуждения стабилизатора, подбирают экспериментально. Обычно берут. Емкость конденсатораС2, включение которого приводит к незначительному уменьшениюпульсации выходного напряжения и заметному уменьшению выходного сопротивления ста-Стабилизатора переменному току, выбирают в пределах 1000….2000 мкФ. Выбираем: , 6. Коэффициент стабилизации напряженияГде – коэффициент деления напряжения делителя .4.2. Расчет источника испытательных сигналовИсточник испытательных сигналов – усилитель постоянного тока с гальванической связьюс параметрами:Uвых, ВRн, кОмКU,не менее, кГц6,711012Решение.В заданном диапазоне частот придля построения усилителя можно использовать любой маломощный транзистор. Выбираем низкочастотный транзистор типа МП40 с параметрами, , .Для получения Uвых= 3,5 В достаточно взятьЕк1 = Ек2 =7,6 В, что не превышает Uкэ max. Так как при Uвх = 0 на выходе, в точке а потенциал должен быть равен нулю, тоURk30 = Ек1 и URk30 + URэ30= Ек2.Ток нагрузки:Ток через резистор Rк3 при подаче на базу транзистора Т3 максимального запирающего сигнала долженпревышать ток нагрузки на величинуIк3min. Если принять Iк 3min ≈ 0,2 мА, тоТогда в режиме покоя при Uвх = 0 (Iн = 0):При подаче на базу транзистора Т3 максимального отпирающего сигнала ток через резистор Rк3:Ток транзистора Т3 в этом режиме:Выбирая остаточное напряжение на транзисторе Т3 Uкэ3ост = 0,8 В, определим Rэ3:Следовательно, в режиме покоя при Uвх= 0:Проведем расчет 1-го и 2-го каскадов. Если принять напряжениеUбэ30 = 0,3В, то падение напряжения на резисторе Rк2 равноПоскольку ток нагрузки второго каскада, равный Iб30, достаточно мал, выберем Iк20 =0,5 мА. Тогда:Распределение напряжений между транзистором Т2 и резистором Rэ2 целесообразнопроизвести после расчета 1-го каскада.В 1-м каскаде при Uвх = 0 напряжение на базе транзистора Т1 относительно земли практически равно нулю, так как при Iб01 = Iб02 = 0,025 мА и Rг = 1 кОм произведение Iб01 Rг = 0,025 В. Тогда напряжение на резисторе Rэ1 равно:и при Iк01 = 0,5 мА, сопротивление Rэ1 = 14,6 кОм. Для ослабления местной отрицательной обратной связи по току, вносимой резистором Rэ1, применим в эмиттерной цепи усилителястабилитрон типа КС175А с параметрами Uст1 = 7,3 В и Rст1 = 16 Ом. Поскольку минимальныйток стабилизации стабилитрона равен 3 мА, необходимо включить резистор R1, сопротивление которого:Поскольку первый каскад работает с малыми сигналами, а также для увеличенияноминала Rк напряжение Uкэ10 транзистора Т1 можно выбрать порядка 1,5 В.ТогдаRк1 = 6,4/0,5 = 12,8 к ОмПадение напряжения на Rэ2:Для уменьшения глубины местной отрицательной обратной связи через резистор Rэ2 создадим требуемое падение напряжения Uкэ20= 6,1 В путем включения стабилитрона типа КС162А (Uст = 6,1 В, Rст = 35 Ом). Для создания необходимого тока Iст2min = 3 мА, включим в схему дополнительно резистор R2 с сопротивлением [10, 11].4. Расчет коэффициента усиления усилителя по напряжению KU и резисторов цепи обратной связи.Коэффициент усиления схемыЗдесь:При расчете принято, что транзисторы однотипные и Ом, а такжеПосле соответствующей подстановки получаемПо заданию, КU ус.треб = 110. Поскольку в схеме имеется избыток усиления, целесообразно ввести параллельную отрицательную обратную связь по напряжению с глубинойПри глубине обратной связи F = 11,2 для выбора элементов цепи обратной связи можноиспользовать упрощенные формулы и считать, чтоЕсли Rг= 1 кОм, то Rос = 100 кОм.Резистор Roc практически не будет шунтировать коллекторную цепь и цепь нагрузки третьего каскада, поэтому уточнять КU не требуется.Введенная параллельная отрицательная обратная связь по напряжению будет существовать и для медленных тепловых изменений Uвых и, следовательно, будет стабилизировать режим покоя схемы.Распределение напряжений в рассчитанной схеме усилителя в режиме покоя показано на рисунке.Рисунок 11 – Источник испытательных сигналов4.3. Расчет показателей надежностиРассчитать надежность стабилизатора напряжения, схема приведена на рисунке 12.Рисунок 12. Стабилизатор напряженияПод надежностью понимают свойство изделия сохранять во времени в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции, в заданных режимах и условиях применения данного изделия.Надежность закладывается в изделие в процессе проектирования и производства и обеспечивается в процессе эксплуатации.Часто под надёжностью понимают безотказность изделия.Вероятность безотказной работы определяется в предположении, что в начальный момент времени изделие работоспособно. Под вероятностью безотказной работы за время t понимают вероятность вида:P (t)= Вер {T>t} , где t - заданное время безотказной работы изделияT - прошедшее время.Вероятность отказа равна Q(t) = 1 – P ( t )Зависимость вероятности от времени есть функция надёжности.Она распределена по экспоненциальному закону:P (t) = EXP ( - tизд) ,где - вероятность отказа.Tбез.раб.=1/,где - суммарная вероятность отказов.Коэффициенты электрической нагрузки элементов ЭС определяем, используя формулы, приведенные в таблице 5.Таблица 5. Коэффициенты электрической нагрузки элементовЭлементФормула для определения КнПояснениеРезисторКн=Рраб/РномР– мощностьКонденсаторКн=Uраб/UномU– напряжениеЦифровые интегральные ИМСАналоговые ИМСКIн=Iвых раб/Iвых махКIн=Iвых раб/Iвых махКPн=Pраб/PмахIвых – выходной токЭлементы коммутации низковольтные (U3000)Кн=Iраб/IномI – ток через контактВыберем ориентировочные интенсивности отказов элементов λ0 при номинальных значениях таблицы 6:Таблица 6. Интенсивность отказовЭлементλ0*10-6 1/часЭлементλ0*10-6 1/часТранзистор до 2квт- до 20квт- до 200квт0,40,60,7Диоды Ge0,1570,20,25Диоды SiРелеРезисторы0,05Интегральные схемы средней степени интеграции0,013Конденсаторы-бумажные-керамические0,050,15МПК; БИС0,01Данные и результаты расчетов сведены в таблице 7.Таблица 7. РезультатыНаименованиеЭРЭ и ИСКоличествоэлементовKнИСКР1157ЕН602АК561ТЛ1К561ИЕ11КР1040УД111110,0130,0130,0130,0130,460,570,460,60,0060,0090,0060,00970,0060,0090,0060,0097ДиодыКД521Д10,20,30,0420,168СтабилитроныКС147Г10,160,420,0880,088КонденсаторыК50-15К50-6К53-11110,150,150,120,670,670,660,60,60,842,42,40,84РезисторыМЛТ-0,125МЛТ-0,51310,050,050,60,60,060,061,21,2ТранзисторыКТ361ВКТ829Г110,840,840,420,420,590,590,590,59По исходным данным произведём расчёты.Суммарная интенсивность отказа: Среднее время наработки на отказ изделия:Tср = 1 / 4,63*10-6 = 191325 ч.Вероятность безотказной работы при ресурсе t=100000 ч:P(t)=exp(-4,6310-6100000)=0,78Данное устройство будет безотказно работать в течение191325 часов[1, 12, 13]. Расчет надежности резервированных изделийРезервированным называют такое соединение изделий, при которой отказ системы наступает только после отказа основного изделия и всех резервных.Общим резервированием называют метод повышения надежности, при котором резервируется все изделие, а раздельными, когда резервируются отдельные части или элементыизделия.Вероятность безотказной работы стабилизатора напряжений в течение 100000 ч.Р(100000) = 0,78. Для повышения надежности система электроснабжения на объекте имеетсятакой же стабилизатор напряжения, который включается в работу при отказе первого. Рассчитаем вероятность безотказной работы и среднюю наработку до первого отказа системы,состоящей из двух стабилизаторов.В данном случае имеет место общее резервирование замещением кратности m = 1. Поэтому для решения можно использовать формулы:.Р(100000) = = 0,78, тогда λ0t = 0.241/чПодставляя полученные значения, имеемСредняя наработка до первого отказа нерезервированного преобразователя:ч,а резервированной системы:4.4. Разработка адаптера для определения параметров сигнала в контрольных точках диагностируемого устройства.Выбор электрической схемы адаптера зависит от трех факторов:управляющей компьютерной программы, предназначенной для прошивки МК;типа порта, используемого в компьютере (COM или LPT);требуемого уровня сервисных и защитных функций.Управляющих программ, допускающих работу с AVR, известно много. Например, AVreal (http: www.ln.com.ua/~real/avreal), IC-Prog (http: www.ic-prog.com), PonyProg (http: www.lancos.com), Willem Eprom (http: www.willem.org). Все они бесплатные и поддерживают широкую номенклатуру AVR-контроллеров.Выбор остановим на программе PonyProg (автор Claudio Lanconelli, Италия), так как поддержка PonyProg заложена в Си-компиляторах и отладчиках. Тип порта подключения к компьютеру определяется системной конфигурацией. Если LPT-порт постоянно занят под принтер, то выбирают COM-порт, и наоборот. Дополнительные аргументы. Длина соединительного кабеля между адаптером и COM-портом может составлять 5...8 м, а для LPT-порта - только 1,5...2 м. С другой стороны, схемы LPT- 12 адаптеров проще в конструкции и содержат меньше деталей. Рисунок 13 – Схема адаптераНа рисунке 12 показан разработанный адаптер для COM-порта. Назначение элементов: резисторы R1, R3-R5 ограничивают токи, стабилитроны VD2-VD4 ограничивают напряжение (4,7 В), резистор R2 закрывает транзистор VT1 при отсоединении кабеля от компьютера. Диод VD1 ограничивает напряжение отрицательной полярности, поступающее из COM-порта. В других аналогичных схемах его не устанавливают, надеясь на высокое допустимое напряжение транзисторов BC547 (Philips), которые используются вместо VT1 [14].ЗаключениеКурсовой проект посвящен выбору технических средств и расчету дополнительного оборудования, необходимых для обслуживания копировального аппарата.Курсовой проект состоит из двух частей аналитической и расчетной.В аналитической части произведен выбор и обоснование технических средств и оборудования. Для этого составлен и обоснован перечень измерительных приборов и оборудования, требуемых для проведения диагностики и последующего ремонта копировального аппарата. На основании технических характеристик выбран наиболее оптимальный вариант. Приведены функциональные и принципиальные схемы мультиметра. Осуществлен выбор паяльной станции, необходимую для проведения ремонта устройства. Приведено описание и схема оборудования рабочего места, требуемого для обеспечения сервисного обслуживания данного устройства.В расчетной части произведен расчет дополнительного оборудования: устройства питания – стабилизатора напряжения компенсационный последовательного типа с регулирующим элементом на двух транзисторах и источника испытательных сигналов – усилителя постоянного тока с гальванической связью. Рассчитаны показатели надежности. Разработан адаптер для определения параметров сигнала в контрольных точках диагностируемого устройства.Библиографический списокУчебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине «Технические средства предприятий сервиса» / сост. В. И. Воловач. - Тольятти : Изд-во ПВГУС, 2008. – 239 с.http://unit.kh.ua/ut71a.phphttp://www.platan.ru/cgi-bin/izmer_comparemake.plhttp://krivda.net/books/-spravochnik_po_rhttp://www.pribor-v.ru/index.phphttp://it.fitib.altstu.ru/neud/aiu/index.php?doc=teor&module=2http://radioelpribori.ru/funktsionalnaya-shema-tsifrovogo-multimetra.htmlhttp://www.jais.ru/ik-650.htmhttp://trzrus.narod.ru/rec/recany.htm?2../trzlphf.htmКаганов В.И. Радиотехника + компьютер + MathCAD. – М.: Горячая линия–Телеком, 2001. – 416 с.http://radiosvalka.narod.ru/spravka/diodes/stab1.htmШишонок Н.А., Репкин В.Ф., Барвинский Л.Л. Основы теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники. – 2-е изд. – М.: Радио и связь, 1984. – 487 с.Расчет надежности машин и аппаратов бытового назначения. Учебное пособие покурсу «Надежность и долговечность» / Сост. Б.И. Хохлов. – М: МТИ, 1982. – 106 с.http://www.a3print.ru/printer/184/0/index.html