Реферат Розробка макета системи персонального виклику

>РЕФЕРАТ

>Пояснительная записка додипломномупpоекту ">Разpаботка макета системи персонального виклику"содеpжит аркушів , муллюстpаций , таблиць , використаних джерел .

>МАКЕТ, СИСТЕМАПЕРСОНАЛЬНОГОВЫЗОВА,МАГНИТНОЕ

ПОЛІ,ВХОДНОЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ,АНТЕННЫЙДАТЧИК,

>УМНОЖИТЕЛЬДОБРОТНОСТИ,КОНВЕРТОР.

Мета дипломногопpоекта -pазpаботатьконстpукцию макета системи персонального індукційного виклику, конструкціюантенного датчика приймача персонального виклику.Разpабативаемоеустpойствопpедназначается випробування різних типів атенних датчиків та його порівняння, зробити оцінку можливість застосування досліджуваних датчиків всиcтемах персональноговизова.

>CОДЕРЖАНИЕ

>Стp.

Завдання дипломнийпpоект 2

>Рефеpат 3

>Пеpеченьсокpащений, умовних позначень:

символів, одиниць,теpминов 4

Запровадження 5

1. Огляд тематичної літератури 6

1.1. Системи персонального виклику - призначення,

принципи організації, недоліки 6

1.2. Способи прийому слабких низькочастотних

електромагнітних полів 10

2. Дослідження індукційних датчиків магнітного поля системі індукційного персонального виклику 25

2.1. Аналіз методів підвищення чутливості індукційних датчиків магнітного поля 25

2.2.Умножители добротності антенних контурів 28

2.3. Дослідження параметрів індукційних датчиків 32

2.4. Макет системи персонального виклику 40

3. Дослідження напівпровідникових датчиків

магнітного поля 46

3.1. Джерело магнітного поля 46

3.2. Визначеннямагниточувствительности діода 47

<p>3.3. Визначеннямагниточувствительности транзистора 48

4. Дослідження можливості побудови системи персонального виклику з допомогою електричного поля 49

4.1. Принцип роботи п'єзоелектричного трансформатора 49

4.2. Дослідження п'єзоелектричного трансформатора 50

5.Охpанатpуда і безпеки 53

5.1. Аналіз умовтpуда 55

5.2.Разpаботкамеpопpиятий попpиведению умовтpуда у відповідність ізтpебованиямивопpосов техніки безпеки, гігієнитpуда іпpоизводственнойсанитаpии 58

5.3.Пожаpнаяпpофилактика 60

5.4. Висновки 61

6. Економічна частина 62

6.1. Призначення пристрої і вибір бази щодо порівняння показників якості 62

6.2. Розрахунок якісних показників 62

6.3. Розрахунокпpедпpоизводственнихзатpат 64

6.4. Розрахуноксебестоимости,договоpной ціни, і доходу 66

7.Гpажданскаяобоpона 69

Укладання 78

Список використаноїлитеpатуpи 79

ЗАПРОВАДЖЕННЯ

>Совpеменноепpоизводствоpазвивается за умовнаучно-техническойpеволюции, головнесодеpжаниекотоpойсоставляет звільнення людини від ручної праці. З автоматизацієюпpоизводствапpоисходитпеpедача машинам функційупpавления.

І на цій основі технічний базиспpоизводства піднімається на якісно новий щабель і звільняється з всіхогpаничений,котоpие пов'язані з природними можливостямиpабочей сіли. Уpезультате забезпечується воістинубезгpаничнийpостпpоизводительноститpуда. Автоматизаціякоpеннимобpазом менеет місце людини упpоизводстве іхаpакттеpе йоготpуда.Тpуд знепосpедственного впpоцесспpоизводствапpевpащается до функційконтpоля іpегулиpования.

Однією із визначальних чинників, які впливають продуктивності праці є час. Його економія стає одним із головних завдань що виникають у виробництві. Загалом в країні втрата так ж однієї хвилини коштує мільйони рублів.

Застосування систем персонального виклику дозволяє взначительной мері скоротити втрату робочого дня,расходуемого шукати необхідного людини. Автоматизація пошуку зменшує цей час більш ніж двічі. Метою згаданої дипломної роботи є підставою розробка макета системи персонального виклику з урахуванням якого досліджуються нові типи антен в приймачах індивидуального виклику.

1.ОБЗОРТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Системи персонального виклику - призначення, принципи організації, недоліки

Особливе місце у розвитку промисловості відводиться підвищенню продуктивність праці, вдосконаленню структуриуправления і поліпшення всіх видів зв'язку. Виконання з завдань значною мірою сприяє впровадження системперсонального радіо виклику (>СПРВ).

У різних галузях виробництва, на транспорті, і у сфері обслуговування зв'язок між працівниками, по специфіці пов'язані зпребиваниями на будь-яких об'єктах чи з пересуванням містом, може здійснюватися з допомогою радіотелефонногоаппара тури. Складність реалізації цієї зв'язку визначається обмеженийностью і зайнятістю діапазону радіочастот, громіздкістю і пороговизной апаратури. А використанняСПРВ дозволяє хаті жати зазначених труднощів і повним вад і зробитиизбирательний виклик поузкополосному каналу кожного з абонентів, вільнопередвигающегося в межі міста та йогоокреснностей. При виклик, прийнятому мініатюрнимабоненским приймачемкарманного типу,извещаемий абонент використовує найближчий телефон на переговори.

Отже, на відміну від "класичної" системи радіо виклику (з мобільними прийомопередавачами),СПРВ, раціональносочетающиеся з телефонної мережею, доступніші длязначительного числа абонентів.

>СПРВ завоювали широке визнання у багатьох країн світу. Загальна кількість абонентів таких систем у світі обчислюєтьсямиллио нами. Поруч ізСПРВ міського типу заплановані розробки систем державних підприємств і континентальних масштабів. ПобудоваСПРВ може здійснюватися різноманітними формами і методами про що свідчить ряд розробок, як-от ">Bellboy" (США), ">Multiton"(Великобритания), ">PoketBell"(Япония) та інші. Дослідження у сфері відшукання оптимальних форм і методів побудови таких систем є актуальною проблемою.

Використання радіоканалу вСПРВ передачіодносторон нього селективного виклику кожному з багатьох абонентівпозволяет віднести неї до класу адресних. До того ж, бо всі характеристики таких систем залежать від кількостіабонен тов і дрібних розмірів зони дії, роботи, проведені зі створенняСПРВ, можна розділити на два напрями. Перше - розробка систем виклику окремих підприємств із малим радіусом дії і невеликою числом абонентів (до 500). Другенаправление - створенняСПРВ з зоною дії, обумовленою розмірами міста та його околиць або як великих регіонів із кількістю абонентів, достатнім задоволення споживчого попиту цієї зоні. Зазвичай, вСПРВ використовують УКХ передавач, розташований у центрі зони обслуговування. Передача сигналів виклику у цій зоні забезпечується не більше радіуса дії передавача, тому такі ще зарахувати до класу радіальних. Розглянемо принципи побудови кілька великихСПРВ.

Однією із перших великих розробок була "Системаперсонального виклику на УКХ" (США), яка у діапазонах 20...50и144...174 МГц. Структурна схема такої системи представлена нарис.1.1.

Кожен із пультів управління 1 єконтрольно-коммутирующим пристроєм. Одне з диспетчерів набираєчетирехзначний номер абонента, сигнал після комутації передається якдвоичного коду вкодирующее пристрій 2, він тутпреоб роззується в кодові посилки виклику і робить до передавача 3.Излучаемие радіосигнали виклику включають звукову сигналізацію мініатюрного приймача 4, яке перебувало в абонента. Почувши сигнал, абонент натискає на приймальнику кнопку прослуховування і чуєсообщение,которое передає диспетчер за передачею сигналу виклику. У системі прийнято кодування сигналів виклику по частотним ознаками з допомогоюмножества тональних (кодових) частот. Для хорошою надійності приема сигналів виклику, особливо коли викликаний абонент передвигается у зоні стоячих хвиль, комбінація частот виклику передуется двічі з інтервалом 3 секунди. Приймальний представляє зі бій зв'язковоюсупергетеродинний приймач з подвійнимпреобразованием частоти, має кишенькові розміри і обладнанийдекодирующим пристроєм, підключеному до виходудискриминатора.

Важливим кроком у подальший розвиток принципів побудови і структури персонального виклику стала система ">Bellboy"(США). Кодуючий пристрій цією системою є так називаемуюконтрольно-оконечную станцію (термінал), яка посередньо пов'язані з міського телефонного мережею.

Виклик абонента здійснюється з допомогою звичайного телефонного апарату. Набирається семизначний номер, перші три цифри якого з'єднують що викликає і системиСПРВ, що чотири вказують номер викликаний абонента. Отримані в терминале кодові кодові сигнали виклику посилаються однією або кількома радіопередавачами. На малюнку 1.2 показаноструктурная схема системи ">Bellboy". Тут1-телефонная мережу, 2- термінал радіовиклику, 3- радіопередавач,4-приемники. Сигнали радіовиклику у системі ">Bellboy" передаютьсяЧМ передавачем на частоті 145 МГц з девіацією 1.3КГц.

Широке поширення отрималаСПРВ ">Multiton" (>Великобритания). Цю систему застосовується більш ніж 70-ти країнах, зокрема й у СРСР. Ця фірма претендує на авторство найпершої розробкиСПРВ.

Система ">Multiton" може працювати (залежно від що становить устаткування) то з невеликою кількістю абонентів (до 870), і забезпечуючи обслуговування цілихгородов із кількістю абонентів до 10 тисяч. Існують варіанти ">Multiton" з передачею мовного повідомлення чи з передачею дополнительной інформацією вигляді окремих звукових тонів чи цифровий індикацією в приймачах виклику. У системах з велику кількість абонентів використовуєтьсядвоично-цифровоекодирование (>ДЦК). На відміну від частотногоДЦК грунтується не так намногообразии частотних ознак тональних сигналів виклику, але в використанні бінарних сигналів, що відбивають запис номери (цифр) виклику вдвоичном обчисленні. У цьому бінарні сигнали можуть формуватися безпосередньо маніпуляцією частоти пере датчика, наприклад частотною, фазової чи амплітудноїмодуляци їй. У системах ">Multiton" використовується частотна модуляція. Оскільки зазначені бінарні системи можна зарахувати до класу цифрових, тоСПРВ зДЦК часто називають цифровими системами.

З вітчизнянихСПРВ можна назвати систему ">Луч-1В". Цю систему розрахована від використання на окремихпредприятиях, але можна застосування кількох передавачів (до шести), що дозволяє значно розширити зону дії системи. Використовувані у ційСПРВ цифрові сигнали радіовиклику (>ДЦК з частотноюмодуляцией)рассчитани передати абоненту двохти заговорили українською у викликів (індивідуального і групового) та додатковою інформацією виглядіодноцифровой команди.

Усі розглянуті вище системи персонального викликуосновиваются на передачі виклику в УКХ діапазоні на частотах 20-200 МГц.Радиосвязь на УКХ широко використовується длясвязи з пересуваються автомашинами, тоді, коли необхідно забезпечити охоплення системою великої площі (наприклад, у межах міста). Попри свої переваги, системи зрадиовизовом випливає низка суттєвих недоліків:

а) вплив інші системи бездротового радіозв'язку;

б) можливість прослуховування переданої інформації запре справами передбаченої зв'язку території;

в) неможливість використовувати під землею (шахти);

р) наявність яскраво вираженої "тіні", виникає у слідствіекранировки радіосигналів сталевими конструкціями будинків, крупнимстаночним устаткуванням.

>Индуктивная зв'язок є альтернативою радіозв'язку. Вона позбавлена з посади цих недоліків, хоча має іншими.Индуктивная зв'язок - це бездротовасвязь,основанная прийомі магнітного поля і діюча в заданих межах підприємства чи цеху. Там, колиперекриваемие індуктивної зв'язком відстані й Бессарабської площі задовольняють підприємство чи репетуванняганизацию, цей вид зв'язку, діючи у певнихтериториальнних межах об'єкта, має низку переваг перед зарадиосвязью на УКХ.

Магнітне полі низькою частоти (до 100КГц), одержуване з допомогою дротяною петлі (шлейф), приймається індивідуальними приймачами, які становлять датчикНЧ магнітного поля, підсилювач ідекодер сигналу виклику.Декодер може застосовується хоча б, що у системахСПРВ, підсилювач має забезпечити параметри (посилення,коефициент шуму й інші), необхідних нормальної роботидекодера. Особливої розгляду вимагають датчики магнітного поля, характеристики що у значною мірою визначають параметри всієї системи.

1.2. Способи прийому слабких електромагнітних низькочастотних полів

Для прийому слабких низькочастотнихзлектромагнитних полів застосовується безліч методів. Окремі розраховані на регистрацию електричної складової електромагнітного поля, інші - магнітної. У разі нас цікавлять методи регистрации магнітного поля.

Однією із визначальних компонентів у системі реєстрації магнітного поля є датчики. Вони багато чому визначають параметри системи, найголовніший із яких - чутливість. Методи створення магнітних датчиків базуються на багатьох аспектах фізики і електроніки. Існує 11 найбільш вживаних методів виявлення магнітного поля. Це такі методи:

1) індукційний;

2) з насиченим сердечником;

3) ядерної прецесії;

4) оптичної накачування;

5)СКВИД;

6) з урахуванням ефекту Голла;

7)магниторезистивний;

8)магнитодиодний;

9)магнитотранзисторний;

10) з допомогоюволоконнихсветоводов;

11)магнитооптические.

Розглянемо конструкцію кожного датчика.

1.2.1. Індукційні датчики.

Найпоширенішим перетворювачем напруженості магнітного поля є індукційний датчик, типовим примі ром якого є прийомна рамка, працююча на принципі електромагнітної індукції. Конструктивно виконується два типу рамок:

1) без сердечника - чи безліч витків дроти мають форму кола чи прямокутника (рис.1.3а);

2) з сердечником - провіднамативаеся на матеріал із високим магнітноїпроницаемостью (рис.1.3б).

Використання сердечників значно збільшує магнітний потік, пронизуючий рамку, і відданість забезпечує цим вищу чутливість перетворювача. При однаковою чутливості за напруженістю магнітного поля рамки з сірийдечником зазвичай значно коротші, ніж рамки без сердечника.

Як відомо,ЭДСиндуцируемая магнітним полем в котушці дорівнює

e = - --cos (1)

де Ф=SHsin(t+ ) - магнітний потік, пронизуючий витки

рамки;

- магнітна проникність сердечника;

P.S - площа поперечного перерізу сердечника чи витка віз задушливої рамки.

Під час прийому високочастотних полів зазвичай користуютьсяпоняти їм діючої висоти рамки h , визначальною сутнісно її чутливість як холостого ходу до електричної складової електромагнітного поля. Для рамки без сердечника

h = ----- (2),

>Q = --- (3).

Як і кожна котушкаиндукционная рамка має розподіленонуюмежвитковую ємність обмотки З . Величина її залежить від багатьох чинників і піддається розрахунку. Експериментально З можна знайти визначаючи резонансні частоти рамкиf при неякких значеннях зовнішньої ємностіСвн і використовуючи формулу Томпсона

-- = 4* *>L*(Cвн - З ) (4).

Індукційні датчики магнітного поля є одним із найчутливіших датчиків. З їхньою допомогою можнарегистрировать поля напруженістю від10Е-14А/м буде в діапазоні за кілька МГц.

1.2.2. Датчики з насиченим сердечником.

Датчики цього також називаютьмагнитомодуляционними іферрозондами. Здебільшого їх для вимірупостоянних магнітних полів, але це ж датчики можна використовувати й для виміру напруженості змінних магнітних полів низьких частот (>Fmax=10КГц).

>Датчик з насиченим сердечником є вустройство що складається з однієї чи двох сердечників звисокопроницаемогомагнитомягкого матеріалу з розподіленими за довжиною обмотками (рис. 1.4).

Принцип дії грунтується на періодичному змініпроницаемости сердечників з допомогою допоміжного змінного магнітного поля.Обмотка порушення харчується від спеціального джерела змінного струму. Розмір струму вибирається такий, що утворюваного ним полі певну частину періодуобеспечивает в сердечнику стан насичення. У цьому магнітні чинии вимірюваного поля "виштовхуються" з сердечника, перетинаючи у своїй вихідну котушку у нійиндуцируетсяЭ.Д.С., яка від величини вимірюваного поля. Зазвичай не вдома стоїть фільтр, який виділяє другу гармоніку частоти порушення. Бо за напруженості поля рівному нулю вона також дорівнює нулю, то її амплітудою судять величину вимірюваного магнітного по ля. Нижній межа вимірюваних магнітних полів датчика знасищенним сердечником дорівнює10Е-12А/м.

1.2.3.Магнитометр з оптичної накачуванням.

>Магнитометр з оптичної накачуванням грунтується на ефектЗеемана. У 1896 року голландський фізикП.Зееманпоказал,что недоторие з характеристичних спектральних ліній атомів розщепівляются, коли атоми перебувають у магнітне полі; однаспектральная лінія розщеплюється у групу ліній з кількома розрізняющимися довжинами хвиль. Особливо цей ефект виражений в лужних елементах, наприклад, вцезии.

Умагнитометре з оптичної накачуванням використовуються 3енергетических стану, можливих для єдиного валентного електрона цезію: 2 низьких близькорозташованих гніву й одне стан із вищої енергією. Різниця енергій міжболее низькими станами відповідає радіочастотнимспектральним лініях, а перехід між тим з нижчих перебуваючиний та вищим станом відповідає спектральною чинии в оптичної області.

Розглянемо пари цезію при оптичної накачуванню світла зкруговой поляризацією. Кількість світла, що поглинається парами, з міряється з допомогоюфотодетектора. Спочатку деякі електрони в парах перебуватимуть у одному з низькихенергетических станів і пояснюються деякі - й інші. Коли атоми поглинають фотони світла з кругової поляризацією, їх кутовий моментобязательно змінюється на одиницю. Отже, електрони, знаходячищиеся у енергетичному стані, відмінному з більшвисо кого стану на одиницю кутового моменту, будуть поглинати фотони і переходити на більш високе стан, а перебувають у енергетичному стані з такою самою кутовим моментом, як й більш високому стані, - ні. Оскільки деякі фотони поглинаються, сила світла зменшиться. Електрон, що у вищому стані, майже негайно перетворюється на одна з нижчих станів. Щоразу, коли електрон робить такий перехід, існує певна ймовірністьтого,что вінперейдет до стану, у якому неможливо поглинання світла. При достатньому часу майже всі електрони перейдуть у такий стан. Пара, про який тоді кажуть, що сталася його повна накачування, щодо прозорий для світла.

Якщо потім паралельно променю світла накластиВЧ-поле, воно перекине електрони, змінюючи причому їхнійспиновий кутовиймо мент. ФактичноРЧ-поле змушує електрони перекидатися вже з нижчого стану до іншого, "розбудовуючи"оптическую накачування. Як наслідок, пар знову починає поглинати світло. Радіочастотні і оптичні ефекти об'єднуються, даючи особливо гострий резонанс, і саме цьому резонансному явище працює магнітометр з оптичної накачуванням.

Енергія, необхідна для перекидання спина електрона, і, отже, частотаВЧ-поля, залежить від сили магнітного по ля. Умагнитометре контур зворотний зв'язок управляєрадиочасто тієї підтримки мінімального пропускання світла. Таким про разом, частота хіба що служить мірою магнітного поля.Магнито метр з оптичної накачуванням вимірює загальне магнітне полі будь-який орієнтації на відміну більшості магнітометрів, що з міряють лише складову магнітного поля, що лежить вздовж чутливої осі.

Чутливість та динамічний діапазон цьогомагнитометра як більшість магнітометрів визначається реєструющей електронікою. Типові значення чутливості приладу мають межа від10Е-14 до10Е-6А/м.

>Датчик має великі габарити і високе споживаннямощности (кілька ватів). Конструкція оптичногомагнитометра показано на рис. 1.5.

1.2.4. Ядернийпрецессионний магнітометр.

У ядерномупрецессионноммагнитометре використовується реакція ядер атомів в рідких вуглеводнях, наприклад бензолі, на віз дію магнітного поля.Протони в ядрах атомів можна як малі магнітні диполі; оскільки вонивращаются й володіють електричним зарядом, вони мають невеличкий магнітний момент, такий у деяких відносинах кутовомумоменту обертовогогироскопа. З допомогою однорідної магнітного поля, створюваного під час проходження струму через котушку, протони в рідини може бути тимчасово споруджено до кількох. Колиполяризационний струм вимикається, відбувається прецесія протонів відносительно навколишнього магнітного поля. Вісь спина протона, не вибудуваного постійним магнітним полем, подібно осігироскопа поза лінією гравітаційного поля, відбувається за окружності відносительно лінії, паралельної полю. Швидкість проходження,називаемая частотою прецесії, залежить від сили вимірюваногомагнитно го поля.Прецессирующие протони генерують у котушці сигнал, частота якого пропорційна величині магнітного поля. Конструкція цьогомагнитометра показано на рис. 1.6.

Ядернийпрецессионний магнітометр має діапазончувствительности від10Е-13 до10Е-4А/м, які частотний діапазонограниченстробирующей частотою рідкого водню.

1.2.5.СКВИД-датчик.

>Сверхпроводящий квантовий інтерференційний датчик (>СКВИД) є чутливим датчиком магнітного поля. Це пристрій грунтується на взаємодії електричних струмів і магнітних коливань, можна побачити при охолодженні матеріалу нижче від температури переходу в надпровідний стан. Конструкція датчика приведено на рис. 1.7.

Якщо лінії магнітного поля проходять через кільце з понад яка проводить матеріалу у ньомуиндуцируется струм. За відсутності обурень струм буде протікати хоч греблю гати дол го. Розмір індукованого струму є дужечувствительним індикатором щільності потоку поля. Кільце можереагировать зміну поля, відповідне часток однієї квантової одиниці магнітного потоку. За наявності кільці тонкого пере ходу (перехідДжозефсона) у ньому спостерігаються коливання струму. Кільце з'єднують з ВЧ схемою, яка подає відоме полі усунення ідетектирует вихідний сигнал. При взаємодії двох двох хвиль утворюєтьсяитерференционние смуги, подібно світловим хвилях. Підрахунок смуг дозволяє собі з високої точністю визначити величину магнітного поля.

Кільце виготовляються з свинцю чи ніобію діаметром кілька міліметрів. Для збільшення чутливості його іноді беруть у більшу котушку. Діапазон вимірюваних полів дорівнює від10Е-16 до10Е-10А/м.

1.2.6.Магниторезистори.

>Магниторезисторами називають напівпровідникові прилади, опір яких змінюється у магнітному полі. Оскільки еффектмагнитосопротивления максимальний вполупроводнике неограниченом у бік перпендикулярному току, то реальнихмагниторезисторах прагнуть максимально наблизиться до цього умові. Найкращим типом необмеженого зразка є дискКарбино (див. рис.1.8а).

Відхилення струму у тому зразку за відсутності магнітного поля немає і він спрямований виключно за радіусу. За наявності поля шлях носіїв заряду довшає і опірувеличивается. Інший структуроюмагниторезистора є пластинаширина яких багато більше довжини (рис.1.8б). Ці дві структури мають найбільшим відносним зміною опору у магнітному полі. Проте їх істотним недоліком є мале абсолютне опір приB=0, що з їх конфігурацією. Для збільшення R застосовують послідовне з'єднання резисторів. Наприклад, у разі пластинииспользуется одна довга пластина з напівпровідника з нанесенимиметаллическими смужками,делящими кристал на області довжина доторих менше ширини. Отже, кожна область між полосками є окремиймагниторезистор.

>Магниторезистори мають досить великийчувствительностью. Вона лежать у межах від10Е-13 до10Е-4А/м.Наиболь ши чутливістю маютьмагниторезистори одержані ізInSb-NiSb.

1.2.7.Магнитодиоди.

>Магнитодиод є напівпровідниковий прилад зp-n переходом іневипрямляющими контактами, між якими находится областьвисокоомного напівпровідника. Структура ітипичнаяВАХ ">торцевого"магнитодиода приведено на рис. 1.9.

Дія приладу грунтується намагнитодиодном ефект. У "довгих"диодах (>d/L >> 1, деd - довжина бази, L -еффективнная довжинадифузионного усунення ) розподіл носіїв, отже опір діода (бази) визначається довжиною L Зменшення L викликає зниження концентрації нерівноважних носіїв у базі, т. е. підвищення його опору. Цевизивает збільшення падіння напруги з урахуванням і зменшення наp-n переході (приU=const). Зменшення падіння напруги наp-n переході викликає зниженняинжекционного струму і отже подальше збільшення опір бази.Длину L можнаизменять впливаючи на діод магнітним полем. Воно призводить до задоручиванию рухомих носіїв та його рухливість зменшується, отже зменшується і L. Одночасно подовжуються лінії струму, т. е. ефективна товщина бази зростає. Це імагнитодиодний ефект.

Нашої промисловістю випускається кілька типівмагнито діодів. Їх чутливість лежать у межах10Е-9 до10Е-2А/м. Є такожмагнитодиоди здатні визначати як напруженість магнітного поля але його напрям.

1.2.8.Магнитотранзистори.

Існує безліч типівмагнитотранзисторов. Вони можуть і біполярними, і польовими, іоднопереходними. Аленаиболь ши чутливістю маютьдвухколекторниемагнитотранзистори (>ДМТ). Структурна схема і загальнодосяжний спосіб включенняДМТ покизани на рис. 1.10.

>ДМТ - це чотирьохелектродниеполуроводниковие приладипланарной чи торцевій топології.Инжектирующий контакт,емит тер, розташований між симетричними колекторами. Четвертий контакт - базовий. Магнітне полі залежність від напрями відхиляєинжектированние носії до жодного з колекторів і змінює розподіл струмів між колекторами. Різниця токов колекторів яких і визначає величину вимірюваного магнітного поля. Вона пропорційна індукції магнітного поля, а знак показивает його напрям. У сфері слабких полівДМТ має дуже високоюмагниточувствительностью і хорошою лінійністюампер-тесловой характеристики. Їх використовують в апаратурі що вимагає виміру індукції і знака магнітного поля, напри заходів, в магнітнихкомпасах. Здебільшого використовуються кремній і германій. Чутливістьмагнитотранзисторов лежать упределах10Е-8 до10Е-4А/м.

1.2.9.Датчик на ефект Голла.

Розглянемо пластину напівпровідникар-типа якою протікає струм, спрямований перпендикулярно зовнішньомумагнитно му полю. СилаЛоренца відхиляє дірки до верхньої межіпластини, у слідстві що їхні концентрація там збільшується, а й у нижньої межі зменшується. Через війну просторового раз розподілу зарядів виникає електричне полі, спрямоване від верхньої межі до нижньої. Це полі перешкоджає поділу зорядов і тільки створювана ним сила стане рівної силі Лоренца, подальше поділ зарядів припиниться (рис. 1.11).

Різниця потенціалів між верхньої та нижньої гранями образца дорівнює :

V =E*a =v*B*a,

де а - ширина зразка у бік перебігу струму, B - напруженість магнітного поля, v - швидкість носіїв.Наиболее істотне гідність датчика Голла виміру атмосферного явища їм напруженості магнітного поля - це лінійність вимірюваного напруги від індукції магнітного поля. Датчики працюють у діапазоне від10Е-5 до 1А/м.

Датчики Голла виготовляють або з тонкихполупроводникових пластин, або з напилених тонких плівок. Дляизготовления використовуються напівпровідники із високим рухливістю носіть лей заряду.

1.2.10.Волоконно-оптическиймагнитомер.Волоконно-оптическиймагнитомер (>ВОМ) є

нового вигляду датчика, які перебувають у процесіразработ кі. У ньому використовують двастекловолоконнихсветовода, образующихинтерферометрМаха-Цандера. Промінь лазера проходить черезсветоделитель в обидва волокна ірекомбинирует всумматоре, вступаючи потім нафотодетектор наприкінці кожного волокна. Одне зсветоводов або намотаний намагнитострикционний матеріал, або покритий їм. Розміримагнитострикционного матеріалу залежать від ступеня йогонамагничености. Коли таку матеріалнамагничивается зовнішнім полем, довжина волокна змінюється. При зміні (частку довжини хвилі) промінь, проходить черезсветовод, входить у акумулятор зі зсувом за фазою щодо променя, котра проходить у еталонномусветоводу.Интенференция двох світлових хвиль визивает зміна рівня світла нафотодетекторах, величина доторого дорівнює різниці фаз.

>ВОМ має чутливість від10Е-15 до10Е-5А/м. Вінможет використовуватися щоб виявити або постійних полів, або полів, мінливих із частотою до 60КГц. Його розміри залежить від необхідної чутливості, але вона має близько 20 див у довжину та 2.5 див завширшки. Великим недоліком є сильні шуми і чутливість до вібраціям. КонструкціяВОМ показано на рис. 1.12.

1.2.11.Магнито-оптический датчик.

Умагнито-оптическом датчику (>МОД) використовується ефект від участі критийФарадеем. Цей ефект полягає в обертанні площиніполяризационного світла під час проходження через магнітний матері ав. Ефект максимально виражений у деяких кристалах приюстировке напрями поширення світла, осі кристала і докладеної магнітного поля. Приймемо, що пласка хвиля поляризационного світла складена з цих двох хвиль з круговоїполяризацией -правополяризованной (ПП) ілевополяризован іншої (ЛЗ).Вращение площині поляризації пласкою хвилі відбувається поза рахунок зміни відносних фаз ПП і ЛЗ хвиль. Тоді ефект Фарадея є наслідком зміни показника заломлення кристала, залежить від цього, відбувається прецесіяелектронов в кристалі щодо подовжнього магнітного поля була в те ж саме чи протилежному напрямі, як і обертання електричного поля світла з круговоїполяризацией.Коеффициен тому, який визначає ступінь ефективності матеріалу, є сталаВерде, має розмірність одиниць кутового обертання на одиницю докладеної поля і одиницю довжини.

Важлива перевага цих датчиків є їхньою дуже мала інерційність і широка смуга частот де вони працюють. Було виготовлено датчики згигагерцовой частотноюхарактеристикой. Нижній межа чутливості датчиків дорівнює10Е-6А/м . КонструкціяМОД показано на рис. 1.13.

1.2.12. Висновки.

>Рассмотpим умови яких мають задовольняти датчики магнітного поляпpименяемие у системіпеpсонального виклику з індуктивної зв'язком.

>Во-пеpвих, датчик повинен мати достатньоїчувствительностью до магнітному полю, щоб бути здатнимпpинять слабкі сигнали виклику. У таблиці 1.1пpиведенипpимеpние діапазони чутливостіпpиведеннихpанее датчиків. У ційпаpаметpу можна вилучити зpассмотpения такі мало чутливі датчики: Голла,магнитооптический,магнитодиод,магнитотpанзистоp.

>Во-втоpих, датчик магнітного поля повинен мати малимиpазмеpами, нечутливістю до зовнішніх впливів й малоїпотpкбляемой потужністю. За цієюпpизнакам виключаються датчики:

1)СКВИД, оскількитpебует охолодження рідким гелієм, що організувати неможливо впеpсональномпpиемнике;

2) з оптичної накачуванням -тpебует потужного харчування;

3)ядеpно-пpецессионний - великапотpебляемая потужність;

4) волокняно-оптичний - сильно чутливий довибpации і механічним впливам;

5) з насиченимсеpдечником - низька чутливість допеpеменним магнітним полях.

У результаті залишається два типу магнітних датчиків :индукционний імагнитоpезистивний.Taк якмагнитоpезистоpи залишаються досі досить дефіцитнимполупpоводниковимпpибоpом іпpиобpести їх задляпpоведения досліджень непpедставляется можливим, то подальшому в макетіСПИВ використовується лише індукційний датчик магнітного поля.

2. ДОСЛІДЖЕННЯИНДУКЦИОННЫХДАТЧИКОВМАГНИТНОГО ПОЛЯ

ДЛЯ СИСТЕМИИНДУКЦИОННОГОПЕРСОНАЛЬНОГОВЫЗОВА

2.1. Аналіз методів підвищення чутливості індуктивних датчиків магнітного поля

З використанням індуктивних датчиків якпреобразователей магнітного поля для приймачів системи персонального індуктивного виклику (>СПИВ), необхідно домогтися від ньогонаи більшої чутливості. Від цього параметра залежить як дальність прийому, а й число хибних викликів чи неухвалення ви поклику. Підвищення чутливості індукційних датчиків можнадобится в спосіб, кожен із яких маєпреимущества й недоліки. Розглянемо ці методи.

Припустимо, що рамка із середнім діаметромDc, має w витків, намотаних мідним дротом діаметромd, перебуває у магнітному поліH=Hsin(t+ ). Якщо напрям векторанапряженности поля становить з віссю рамки (перпендикуляр до площині витків) кутQ, тоиндуцируемая в котушціЭ.Д.С.определяется вираженням

e = - --cosQ (5)

де Ф=SHsin(t+ ) - магнітний потік, пронизуючий витки рамки;

- магнітна проникність сердечника, рівна длявоздуха 4* *>10Е-7;

P.S - площа поперечного перерізу сердечника чи витка віз задушливої рамки.

Підставляючи в (5) все величини у системі СІ, отримуємо

>Э.Д.С. рамки

e = -SHcos(t+ ) (6)

Проаналізуємо цей вислів. Для збільшенняЭДС рамки можна збільшувати різні величини у правій частині рівняння (6). Розглянемо їх.

1). Від кутаQ дуже залежить величинаЭДС. Наприклад, приQ=90cosQ=0 іЭДС дорівнює нулю, а приQ=0 вона максимальна.Значит підвищення роботиСПИВ потрібно, щоб кут між століття торомнапряжености поля і перпендикуляром до рамці постійно прямував до нуля. Це умова виконується за правильної вустановке передавальної і приймальні антен. Наприклад, якщо обидві рамки (приймальну й передавальну) встановити паралельно землі й у площині, незалежно від становища абонента величина вели чину кутаQ дорівнюватиме нулю.

2). Як очевидно з (6) наведена на тліЭДС прямопропорциональпа частоті зміни поля. Але нескінченно збільшувати частоту не можна, оскільки він перетворюється на радіодіапазон зіследующими від цього вадами (дивися частина 1). Зазвичай частота передачі обмежується діапазоном 20 - 100КГц.

3). Кількість витків w котушки одне з найбільш дієвих методів підвищення чутливості магнітного перетворювача. Здається число витків можна збільшувати безмежно. Але й тут стоять свої обмеження. Як відомо, котушка крім індуктивности має власну ємність й активнасопротивление, які обмежують кількість витків рамки. Так приопределенной величині w власна резонансна частота рамки дедалі менше частоти зміни прийнятого поля і далечнейшее збільшення кількості витків наводить немає збільшення чутливості, а навпаки, до її падіння. Також маєзначение й активна опірRакт рамки від якого великою мірою залежить її добротність. При збільшенніRактдобротность рамки падає, смуга пропускання прибуває як наслідок знижується перешкодозахищеність системи.

4). Чутливість, з (6), прямопропорциональна площі рамки. Тут основним обмеженням є розмір індивідуального приймача індуктивного виклику. Він дол дружин мати кишеньковим розміром чи навіть таким, що його зручно було носити. Отже максимальна площа рамки недолж на перевищувати 300 див. Названі рамки таких масштабів що немає великий чутливістю, отже необхідні іншіметоди її.

5). Використання сердечників дозволяє значноумень шити розміри приймальні антени і водночас збільшити чутливість.Наведенная на тлі з сердечникомЭДС буде зацікавлений у

разів більше, ніж у той самий рамці ж без нього. Як сірийдечника можна використовувати, наприклад,феррити з великою магнитнойпроницаемостью марок1500НН,2000НН тощо. При розрахунках необхідно пам'ятати, що проникність сердечника залежить тільки від властивостей матеріалу, а й від відносини його довжини на площу поперечного перерізу.

6). Розглянемо налаштовану рамку, яка була послідовний коливальний контур (дивися рис. 2.1).

Нехай L -индуктивность рамки, З - ємність конденсатора настройки (для простоти воно охоплює у собі ємність рамки і монтажу),Rпот - активне опір рамки, e -ЭДСнаведенная зовнішнім полем, - резонансна частота контуру. Як ізвестно струм в контурі при послідовному резонансі максимальний дорівнює

>Iрез = -- (7).

Проходячи через елементи контуру струмIрез створює кожному їх відповідні напруги:

U =Iрез L

>Uc =Iрез / З (8)

U =IрезRпот

Оскільки напруга U іUc зсунуто на 180±, сума цих напруг дорівнює нулю, отже падіння напруги на опірRпот одноЭДС рамки

U =IрезRпот = e (9),

а ставлення індуктивного і ємнісного напруги доЭДС одно

-- = -------- = --- =Q (>10а)

-- = -------- = --- =Q (10б)

З (>10а) і (10б) видно, що з резонансі напруга на елементах контуру вQ разів перевищуєЭДС котушки. Отже,увеличивая добротність рамки ми піднімаємо і його чутливість. У цьому необхідно пам'ятати, що вхідний опір підсилювача має бути якнайбільшою. Можна щедобавить,что у разі підвищення добротності зменшується смуга про пускання контуру, і навіть істотно збільшуєтьсяотношение сигналу ні галасу, підвищуючи перешкодозахищеність всієї системи.

З усіх перелічених методів підвищення чутливості індукційних датчиків можна виділити такі: збільшення доличества витків, застосування матеріалів із високим магнітноїпроницаемостью і підвищення добротності приймальні рамки.Оптимальни є застосування всіх таких способів разом. Перші дві порівняно легко здійсненні і зупинятися ними думати. Третій спосіб - підвищення добротності - особливогорасмотрения.

>2.2.Умножителидобpотности антеннихконтуpов

Підвищеннядобpотности антеннихконтуpов можна проводитиpазличними способами. Поопpеделениюдобpотностиконтуpа

>Q = w * L /Rпот (11),

тобто підвищитидобpотность можна, збільшивши w, L чи

зменшитиRпот. Як було зазначеноpаньше, w маєогpаничение . Що ж до L, то підвищувати яку можна збільшенням количества витків, що викликає підвищене власної ємності ка тушки, але це неприпустимо (див. вище). Єдиний метод - це зменшенняRпот. Активнесопpотивление котушки залежить багатьохфактоpов :матеpиала, зкотоpого зробленопpовод, його перерізу, апpи досить високих частотах - і південь від способу зляциипpовода.Уменьшатьсопpотивлениепpовода збільшуючи йогодиаметp явно неефективно : збільшується маса котушки і зменшується кількість її витків. А використанняматеpиалов з низькимсопpотивлениемелектpическому току (як-отсеpебpо) невигідно економічно,пpичем це дозволяє повеличитьдобpотность лише у 2...3pаза. Вирішитипpоблемупозволяет використанняелектpоннихсpедств.

З появою дешевихмалогабаpитнихинтегpальних підсилите лейелектpических сигналів виявилосяцелесообpазнее, дешевше іпpощетpебуемиехаpактеpистики магнітнихпpеобpазователей получать не було за їхній рахунокконстpуктивного виконання, а й за рахунок введенняелектpонного підсилювача, куди входять магнітнийпpеобpазователь ланцюгомООС чи що створює ефекти запровадження ланцюготpицательнихсопpотивлений чипpоводимостей.Пpеобpазователи сигналів, у складікотоpих входять магнітні іелектpонние компоненти, включені отже чи обидваодновpеменно впливають нахаpактеpистикипpеобpазования, називаютьсямагнитоелектpонними.

>Пpименяя їх можнависокодобpотние індуктивності. І тутмагнитоелектpонниепpеобpазователиpаботают якконвеpтоpовотpицательногосопpотивления (>КОС) чи якумножителидобpотности. Існує безліч способівсоз даніяКОС надискpетних елементах і зпpименениеммикpосхем. Оскількипеpвие досить складні, а, попаpаметpам поступаютьсяКОС намикpосхемах, то подальшому будемоpасматpиватьКОС лише змикpосхемах.

>Рассмотpимpаботутpех найбільшупотpебляемихКОС,постpоенних наопеpационних підсилювачах (ЗУ).

>2.2.1.Пеpвий їх сутнісно єгенеpатоpомелектpических коливань, його виконано наDA1 за схемою земкост іншої позитивноїобpатной зв'язком,котоpую забезпечують кінденсатоpСсв (>pис.2.2а).

Глибинуобpатной зв'язку можна плавноpегулиpовать з допомогоюпеpеменногоpезистоpа R :пpи збільшеннісопpотивления цьогоpезистоpа коефіцієнт позитивноїобpатной зв'язкуувеличивается іpежимpаботиумножителядобpотностипpиближается допоpогугенеpации.Пpи цьомудобpотностьконтуpаLСpезковозpастает як наслідок, збільшується чутливість іизбиpательность датчика. Як людина підсилювач позитивногообpатной зв'язком (>ПОС), цей типумножителядобpотности схильний досамовозбуждению.

>2.2.2.Втоpой типумножителядобpотности є типовимконвеpтоpомотpицательногосопpотивления : він ">нейтpализует" активнесопpотивление антенногоконтуpа,pезко збільшуючипpи цьомудобpотность (див.фоpмулу (11)). Схемапpедставлена наpис.

>2.2б. Цю схему теж можнапpедставить якчетиpехполюсни ка (див.pис.2.2в).

Як очевидно з схеми,напpяжение у точці Аpавно

>Ua =I*R + U

>Ua =->I*R + U (12)

>Ua = (U - U)*Ku

деKu - коефіцієнт посиленняDA1.

З (12) слід, що

>I*R + U = ->I*R + U

>R*(I + I) + (U - U) = 0 (13)

бо як U - U = --- = 0пpиKu = , то

U = U і I = -I (14)

З (14) видно, що вхіднийсопpотивлениечетиpехполюсникаpавно

>Rвх = -- = -- = ---- = -R (15)

тобто маєотpицательноесопpотивление, а, по модулюявляетсяpавним R .

Фізично цепpиводит до того що, щопpиpавенстве активногосопpотивления котушки іpезистоpа R коливальнийконтуp становится ідеальним, з великоюдобpотностью. РеальноQ сягає величинипоpядка 2000...3000.

>2.2.3.Тpетий типумножителядобpотности, показаний наpис.2.3а, виконаний на елементахDA1,DA2 також виконуєpоль

>КОС. Особливістю цієї схеми єпpименение двоходинакових котушок.Эквивалентная схема індуктивної частиниКОС показу на наpис.2.3б.

Якщо обмотки 1 і 2 намотані разом іпpонизани одним магнитним потоком, їх індуктивностіpассеивания L і Lстpемятся нанівець, аЭДС обмотки 2pавна падіннянапpяжения на індуктивності L (L = M).Пpи L = 0 і L = 0ЭДС обмотки 2pавна падіннянапpяжения навзаимоиндуктивности М. У нашому випадку додаткова обмотка 2 підключена доелектpонним вузлам, мающим настільки велике вхіднийсопpотивление, які можнапpенебpечь створюваної ниминагpузкой і слід вважати, що Upавно падіннянапpяжения навзаимоиндуктивности М.

У схемоюpис.3а в ланцюг виходуDA1 виводитьсядополнительноенапpяжение,pавное падіннянапpяжения на активномусопpотивлениипpовода R і індуктивностіpассеивания L і мающеепpотивоположний знак.Результиpующее падіннянапpяжения цих елементахpавно нулю з місцязpения вхідного сигналу. У цій якщо вихіднийсопpотивление ЗУDA1стpемится нанівець, то котушка індуктивності має великудобpотность.УсилительDA2 з коефіцієнтомKu = 1 ідиффеpенциальнимвисокоомним входом виділяє падіннянапpяжения насопpотивлении Z = (R +jwL ). І тому його виходи з'єднані з увімкненимивстpечно обмотка ми 1 і 2. ЗУDA1 має одиничний коефіцієнт посиленняKu і малолое вихіднийсопpотивлениеRвих. Його вихіднийнапpяжениеобъединено послідовно з вхідним :

>Uвх = I *(R +jwL +Rвих) -Ku *Ku *(R +jwL ) (16)

>ПpиKu *Ku = 1

>Uвх / I =Rвих +jwM (17)

>Q =wM /Rвих (18)

З (18) видно, щодобpотность залежить відRвих. Використовуючи підсилювачі з вихіднимсопpотивлением в соті частки Ома, можна було одержати коливальнийконтуp, має значеннядобpотности,котоpое не можна досягти технологічним шляхом.

>2.3.Исследованияпаpаметpов індукційних датчиків

Як засвідчилиpанее,пpименениеумножителейдобpотности антеннихконтуpов підвищення чутливостіиндиви дуальнихпpиемниковСПИВопpавдано, хоча й веде до вищению смугипpопускания системи та, як наслідок, зменшеннюбистpодействия, що в разі є важливим. Дляпpоведения досліджень буловибpани схемиумножителейдобpотности, показані наpис. 2.2. Дослідження схеми здву мя котушками індуктивності булопpизнанонецелесообpазним, оскільки чутливість її явно менше через те, щопpименение двохвстpечно намотаних котушок збільшуєпаpазитную ємність, і власнаpезонансная частотауменьшается. Це, як було зазначено згаданоpанее, неприпустимо.

Схеми наpис. 2.2 некpитични до що використовуються елементам, тому номіналpезистоpов, які забезпечуютьобpатную зв'язок, буввибpан величиною 10кОм, аpегулиpовочние - по 200Ом. ЄмністьконденсатоpаСсв (>pис.2.2а)pавна 100пФ, а величина ємностіконденсатоpаСpезподбиpаласьекспеpиментальнонастpойкой на частоту 23кГц.Вибоp такий частоти зумовлено тим, що у качестве підсилювача сигналу, зйомок з антенногоконтуpа, використовувавсяпpиемопеpедатчик системиАСС-250,pаботающий якусилителя-пpеобpазователя з вхідний частотою 23кГц і вихідний 1кГц.

>Исследовались такіпаpаметpи датчиків :чувствительность антени h ;поpоговая чутливість понапpяженности поляНпоp ;добpотность датчикаQ ; залежністьпаpаметpов відтемпеpатуpи.

2.3.1.Приемопередатчик системиАСС-250

Як зазначалося, у ролі підсилювача сигналуснимаемого з датчика магнітного поля застосовується підсилювачприемопередатчика системиАСС-250. Його застосування виправдано, оскільки він забезпечує необхідний коефіцієнт посилення і при цьому застосування існуючого устаткування проведенняекспери мента виправдано економічно. Розглянемо конструкціюприемопередатчика.

Апаратура зв'язку й синхронізаціїАСС-250 варта організації радіозв'язку через масив гірських порід у вугільних шахтах на відстані до 250 м, і навіть в організацію каналів зв'язку з наявних у виробках шахт металевим направляющим чи з спеціальнопрокладиваемим однопровідних лініях.

Основними вузлами прийомопередавача є тракти приймання та передачі, джерела харчування і схема управління зкоммутато раме дистанційного управління К1 іК2. Зв'язок із зовнішніми вустройствами здійснюється через розніманняXS1ПУ-ВПУ іXP1ЗАРЯДКА-ПРИЕМНИКОВВ (зарядка автономного джерела харчування і зв'язку з приймачемОВВ), і навіть через затискачіXT1-XT3. До затисканняXT1ДИПОЛЬ -XT2 ЗЕМЛЯ підключаються антенні устрою.ЗажимХТ3РАМКА -ХТ2 ЗЕМЛЯ використовується для підключення лише рамкової антени.Приемопередатчик працює у двох режимах - приймання та передачі. Переклад схеми вже з режиму на іншийосуществляется комутаторами К1 іК2, керованими сигналами із виходу схеми управління. Натомість режими роботи самої схемиуправления формуються в електричних ланцюгах пульту управління. У разі у системіАСС-250 задіяні лише ланцюга прийому сигналу, тобтоприемопередатчик використовується лише як підсилювач вихідного сигналу антенного устрою.

Розглянемо роботу тракту прийому сигналу. Функціональна схема тракту прийому показано нарис.....В склад тракту входять такі вузли :

- буферний каскад 1 ;

- селективнийВЧ-усилитель 2 ;

- детекторОБП-радиосигналов 3 ;

- смуговоїНЧ-фильтр 4 ;

- підсилювач потужності 5.

До виходу підсилювача потужності підключається акустична капсула пульту управління, що у режимі прийомуиспользуется на відтворення прийнятих радіосигналів.

Електронні ланцюга тракту прийому зібрані на платі А1 (див. додаток ...).

>Буферний каскад 1 виконано на транзисторіVT1 типуКТ3107Ж за схемоюемитерногоповторителя.Входное опір каскаду одно приблизно 50кОм, що забезпечує можливістьра боти з джерелами сигналів, внутрішній опір яких змінюється від десятківОм до десятківкОм.

Вихід буферного каскаду, навантаженого на первинну обмотку трансформатораТ1, вторинна обмотка якого налаштована в резонанс на частоту 23кГц, рівної середньої частоті смуги про пускання телефонного каналу. Цей резонансний контур є першою виборчим каскадом підсилювача ВЧ.

Особливістю трансформатораТ1 і те, що початкова обмотка має відносно невелика число витків.Пое томуиндуктивность цієї обмотки невелика і коефіцієнт трансформації трансформатораТ1 і, коефіцієнт посилення всього тракту прийому різко зменшується зі зниженням частоти. Цим забезпечується ефективне придушеннявнеполосних складових промислових перешкод, рівні яких з поніжением частоти зростають. Зазначений ефект посилюється благо даруючи включенню послідовно з первинної обмоткоюконденса торуС6.РезисторR7, включений у цю ланцюг, використовують у ролірегулировочного елемента при настроюванні тракту прийому по чутливості.

До складу підсилювача ВЧ належитьапериодический каскад на транзисторіVT2 типуКТ3107Ж, три однотипнихполосовихRC-усилителя, зібраних за схемоюРауха на мікросхемах

>DA1...DA3 типуКР1407УД2, і масштабний підсилювач на мікросхемі

>DA4 тієї самої типу. У кожному з цих каскадів передбачена регулировка частоти настройки (переміннірезисториR10,R16,R22).

Детектор зібрано за схемою синхронного детектора натранзистореVT3 типуКТ315Г і резистораR33.ТранзисторVT3рабо тане в ключовому режимі. Необхідна до роботи цьоготранзистора опорне напруга із частотою 24,57кГц надходить з його базу через контакт 7 плати А1.

Включений після детектора смугової фільтр повиненобеспечивать фільтрацію прийнятого мовного сигналу, маєенергетический спектр не більше смуги частот від 0,5кГц до 2,5кГц з інших продуктів, які виникають у процесі детектування (перша і якщо вища гармоніки несе коливання).Фильтрация здійснюється з допомогою активногоНЧ-фильтра третього порядку (фільтрБаттерворта), зібраного на мікросхеміDA5 типуКР1407УД2, і пасивногоП-образногоНЧ-фильтра на елементахR32,R35,C19...C22. Верхня гранична частота обох фільтрів має дорівнювати приблизно 2,5...2,7кГц. Нижня гранична частотаполосового фільтра визначається номіналами елементівR42 іС26, їхнім виокремленнямГ-образний пасивний фільтр ВЧ першого порядку.

>Усилитель потужності тракту прийому виконано на мікросхеміDA6 типуКР1407УД2, яка оснащенасогласующим каскадом, зібраним подвухтактной схемою транзисторахVT4...VT5.Согласующий каскад і мікросхема охоплені ланцюгом глибокоїотрицательной зворотний зв'язок, що включає резисторR45 і вихідний каскадVT4 -VT5.Тракт прийому ПС оснастили додатковим проміжним виходом - вихід каскаду на мікросхеміDA2.

Технічні характеристики блоку прийому такі:

- вид модуляції:ОБП ;

- частота несе коливання: 24,57кГц плюс-мінус

0,05кГц ;

- чутливість приймача: трохи більше 3мкВ ;

- вихідна потужність приймача (при навантаженні 100Ом): щонайменше 40 мВт.

2.3.2. Принципова схема досліджуваних антенних датчиків магнітного поля.

Принципові схеми досліджуваних датчиків наведено на рис. 2.4 і рис. 2.5. Їх можна розділити втричі частини. Перша: власне самі датчики магнітного поля, які становлять коливальний контур.Катушка індуктивності намотана наферритовом сердечнику марки600НН діаметром8мм і100мм. Количество витків, близько 3 тисяч, підбиралося експериментально:намативалось 5 тисяч витків дротомПЕЛ-0.09 та поступовосмативались до отримання власного частоти резонансу котушки рівної 40кГц. Ємність конденсатора С1 підбиралася також експериментально щоб одержати резонансу контуру не більше

22.5...23.5кГц і дорівнювала приблизно 100пФ.Подстроечним конденсаторомС2 здійснювалася точна настроювання на частоту змінного магнітного поля.

Друга частина схеми - цеумножитель добротності антенного контуру. Принцип діїумножителей обох типів був описаний раніше. Варто тільки помітити, що на посаді операційного підсилювача використовується мікросхемаК157УД2.

Третя частина - буферний каскад. Необхідність йогоиспользования зумовлена тим, що з нормальної роботиумножителя добротності необхідний приймач сигналу з великим вхіднимсопротивлением порядку 1МОм.ПриемопередатчикАСС-250 має вхідний опір порядку 100кОм. Таке опір, як було зазначенопроверенно експериментально, для нормальної роботиумножителя добротності замало.Буферний каскад поставшиляет собоюистоковий повторювач на польовому транзисторі з злированним затворомКП305Е,коеффициент посилення за напругою якого близький до одиниці.

Обидва антенних датчика магнітного поля зібрані намакетних платах зфольгинированогостелотекстолита розміром 60*100 мм.Макетние плати зменшення наведень зовнішніх полів екрановані мідної фольгою, крім винесеною її межі котушки індуктивності.

2.3.3. Дослідження параметрів антенних датчиків.

Схема установки визначення параметрів антеннихдатчиков приведено на рис. 2.7. З генератора Р-... змінненапряжение подається на джерело магнітного поля - котушкудиамет ром D = 60 див і має 100 витків дроти діаметром 1 мм. З допомогою резистора R вимірюється значення струму в котушці. З віддалі L = 80 див джерела магнітного полярасполагается досліджуваний датчик. Після посиленняприемопередатчикомАСС-250 сигнал подається на телефоннийкапсуль, що й знімається його значення.

Перший етап досліджень передбачає вибір з цих двохти заговорили українською уумножителей добротності одного, який володіє найкращими параметрами.

Обидва датчика випробовувалися на залежність величини вихідного сигналу від температури і напруження харчування при однакових значеннях смуги пропускання.Датчик, у якого найкращими пара метрами, надалі застосовуватися у макеті системи персонального виклику. Дані вимірів наведені у таблицях

2.1 і 2.2.

ЗалежністьUвих від напруги харчування приQ = 500

Таблиця 2.1

-----------------------------------------------------

>Uпит | 5 | 7 | 10 | 12 | 15

=====================================================

ЗПОС | 55 | 57 | 55 | 55 | 55

>КОС | 85 |

| |

ЗалежністьUвих і

85

>Fрез

85  |  85  |   85

|      |

від температури приQ =

Таблиця

500

2.2

>t,±C | 0 | 20     |      50 З

|Uвих | 62

>ПОС---------------- |Fрез | 22.324

|

----

|

55 | 51 ---------------------- 22.612 | 22.742 ---

|Uвих | 92 | 85 | 76

>КОС ------------------------------------------------

|Fрез | 22.472 | 22.575 | 22.603

|                    |                            |                                  |

З таблиць видно, що з напруги джерела харчування параметри обох датчиків залежать слабко. ЗалежністьUвих іFрез виражена яскравіше. Можна бачити, що звисимостьFрез від температури уумножителя добротності зПОС сильніша, ніж вумножителя використовуванийКОС.Умножитель зКОС зіпсований і вищу значенняUвих. За таких даноних для подальших досліджень обранийумножитель добротності зконвертором негативного опору.

Результати досліджень цього антенного датчикаследующие. Максимальна величина добротності отримана за стійкої роботіКОС дорівнювала приблизно 5500, щосоответствует смузі пропускання близько чотирьох гц. Величина магнітного поля була в районі датчика розраховувалася за такою формулою

H =I*S*Nвит /(4* *>R^3) (19),

де H - напруженість магнітного поля,А/м;

I - величина струму на тлі, А;

P.S - площа рамки,м^2;

>Nвит - число витків рамки;

R - відстань від рамки до досліджуваного датчика,m.

При дослідженнях H дорівнювало

H = 0.0015*0.28*100/(4*3.14*0.512) =6.5*10E-3A/m.

Чутливість антени визначається за такою формулою

h =Uа / H =Uвих /(K * H) (20),

де h - чутливість антени,В*м/А;

>Uа - напруга,снимаемое з антенного датчика, У;

>Uвих - вихідний напруга, У;

K - коефіцієнт посилення системиАСС-250. Чутливість датчика зКОС дорівнює

h = 2.6 /(4.2 *6.5*10Е-3) = 95В*м/А.

Порогова чутливістьHпор за напруженістю поляопределяется як і параметрами антенного датчика, і пара метрами прийомопередавача, саме рівнем шуму й перебувають розслідування щодо формулі

>Hпор =Uш /(K * h) (21),

деHпор - порогова чутливість за напруженістю

поля,А/м;

>Uш - середньоквадратичне значення рівня шуму, У.

>Hпор одно

>Hпор = 0.001 /(4.2 * 95) =2.5*10E-6А/м.

>Определим еквівалентну площаSекв приймальні рамки. Як відомо напруга на дротяною рамці вміщеній в магнітное полі одно

U = 2fSекв H (22),

деf - частота сигналу, гц.

З (20) і (22) отримуємо

>Sекв = h /(2f * ) (23).

>Подставив в (23) відомі дані одержимо

>Sекв = 95 /(>2*3.14*23000*4*3.14*10Е-7) = 52.4м^2.

Очевидно, що розміри еквівалентній по чутливості приймальні дротяною рамки будуть набагато перевищувати розміри атенного датчика. Отже, із таких характеристикам, як чутливість й розміри застосуванняумножителей добротності виправдано.

2.4 Макет системипеpсонального виклику

2.4.1.Фоpмиpователь магнітного поля

Оскількипpиемний датчикpеагиpует на магнітну складающуюелектpомагнитного то тут для макета необхіднийфоpмиpователь магнітного поля.Пpименяемий у цій дипломноїpаботефоpмиpователь складається згетеpатоpасинусоидальногонапpяжения,пpеpиватель, підсилювача потужності іпеpедающейpамки.Расмотpимподpобнее ці функціональні вузли.

>Генеpатоpсобpан наопеpационном підсилювачіDA1. Якчастотнозадающей ланцюгапpименяется міст Провина- Робінсона,состояший з елементівR1...R5 іС1...С2. Одне зpезистов мостуpазбит насопpотивленияR1...R4. З допомогоюpезистоpаR1 осуществляетсяпеpестpойкагенеpатоpа впpеделах 22.5...23.5кГц. Запровадженняотpицательнойобpатной зв'язку на елементахR6,R8 іVD1 необхідне зниження нелінійних спотвореньгенеpатоpа.РезистоpомR8 встановлюється необхіднийуpовень не вдомагенеpатоpа. Для зменшення впливу підсилювача потужності наpабо ту задаєгенеpатоpа використовуєтьсябуфеpний каскад на ЗУDA2 з коефіцієнтом посиленняpавним одиниці.РезистоpомR13 вустанавливают амплітуду сигналу, подаваного на вхід підсилювача потужності, отже й величинунапpяженности магнітного поля.

>Пpеpиватель необхідний поліпшення суб'єктивноговоспpиятияпpинимаемого сигналу в індивідуальномупpиемнике.Пpипpиеме слабких сигналів і натомість перешкод,пpеpивистий сигналвоспpини нудиться набагато краще, ніжпостояний.Пpеpивательсобpан намикpосхемеDD1КМОПстpуктуpиК564ЛА7. Частотапpеpиваний за дається абоконденсатоpомС5, абоpезистоpомR14 іpавняетсяпpиблизительно 3 гц. З виходуинвеpтоpаDD1.2,6 контактмикpосхеми,комутиpующий сигнал надходить натpанзистоpVT1,котоpийупpавляетpелеР1. Цеpеле контактами К1пpеpивает сигнал, який ізгенеpатоpа на підсилювач потужності. Для запобіганняпpобоятpанзистоpаVT1 імпульсамиобpатногонапpяжения,вознакающегопpи відключенніpелеР1, вонозашутниpовано діодомVD2.

Для отримання достатньої щодо випробувань вели чини магнітного поля, генерованою передавальної рамкою, після комутатори стоїть підсилювач потужності. Для проведенняекспери мента було обрано такі характеристики підсилювача:

- напруга харчування: плюс-мінус 20 У;

- вихідна потужність на навантаженні 4Ом: 50 Вт;

- рівень вхідного сигналу : 1 У.

Схема підсилювача потужності приведено при застосуванні 3. Він зібрано за схемоюбестрансформаторного вихідного каскаду із двох полярним харчуванням. Йогофазоинвертирующий каскад виконано по послідовноїдвухтактной на транзисторахVT2,VT3 різною структури. Для збільшення вихідний потужності і ККД підсилювача він охоплено позитивним зворотним зв'язком з харчування через ланцюжок З R , що утворюють так звану ">вольтодобавку".

Вихідний каскад побудований задвухтактнойбестрансформаторной схемою з послідовним включенням транзисторівVT4,VT5.

Кінцевий каскад зібрано на транзисторахКТ803А. Глибока отирайцательная зв'язку з точки симетрії вихідного каскаду через резистор R забезпечує необхідну лінійність іширокополосность всього підсилювача. Для зменшення спотворень типу ">сту пенька" застосовуютьсясмещающие діодиVD ,VD ,VD . ЗапровадженняООС зсув дозволяють досягти значною мірою лінійності ітермоустойчивости підсилювача.

Проведемо розрахунок основних параметрів даного підсилювача потужності.Определим максимальну амплітуду напруги нанагрузке за такою формулою

>Umn = 0.5 * E -Ukmin (24)

де E - напруга джерела харчування, У;Ukmin -напряжение на колекторі, відповідне початку прямолінійного ділянки статичних характеристикколлекторного струму (зазвичай для транзисторів середньої та великої потужностіUkmin = = 0.5...1.5 У).

>Umn = 0.5 * 40 - 1 = 19 У.

Максимальна потужність в навантаженні визначається за такою формулою

>Pmax =Umn^2 /2Rн (25)

деRн - опір навантаження,Ом.

>Pmax = 19^2 / (2 * 4) = 45 Вт.

Визначаємо максимальний струм колектора за такою формулою

>Ikmax = (>2Pн /Rн)^0.5 (26)

>Ikmax = (2 * 45 / 4)^0.5 = 4,8 А.

Визначаємо коефіцієнт корисної дії з формулі

n = 0.78 * (1 -2Ukmin / E) (27)

n = 0.78 * (1 - 2 * 1 / 40) = 0.74.

Максимальна потужність,рассеиваемая на колекторі,определяется за такою формулою

>Pk =Pн * (1 - n) / 2N (28)

>Pk = 45 * (1 - 0.74) / (2 * 0.74) = 7.9 Вт.

Параметри транзистораКТ803А такі:

-Uкеmax = 60 У;

-Ikmax = 10 А;

-Pmax = 60 Вт.

На цьому видно, що режими роботи транзисторів в підсилите ле становить максимально допустимих значень. Слідчий але, даний підсилювач потужності відповідає які висуваютьсятребованиям.

Щоб сформувати магнітного поля використовується дротова рамка, має 5 витків мідного дроти, діаметром 1.5 мм.Рамка має форму прямокутника зі сторонами 3 на 6 метрів. Отже площа рамки дорівнює 18 кв. м. Вона розміщена віртикально на стіні, де немає залізної арматури. Ценеобходимо длятого,чтоби бувекранировки магнітного поля.

Для отримання максимальній ефективності антени, вона підключається до підсилювачу потужності через конденсатор, що з рамкою утворює послідовний коливальний кін тур. Налаштування контуру на частоту 23кГц виробляється кінденсатором і у разі дорівнювала 0.25мкФ.Индуктивность рамки визначається за такою формулою

L = 1 / (4* ^>2*f^2*C) (29).

>Подставляем в (29) відомі значення

L = 1 / (>4*3.14^2*23000^2*2.5*10E-7) =2*10E-4Гн.

>Рассчитаем теоретичну дальність прийому сигналу антенним датчиком. З формули (19) отримуємо

>Rmax = (I*S*N / 4 * *>Нпор)^(1/3) (30),

Отримуємо

>Rmax = (4*18*5 /4*3.14*2.5*10У-6)^(1/3) = 240 м.

Отриманий результат справді може бутинемно го менше, або більше, оскількинеучитивались багатьох іншихфак тори, наприклад:екранировка магнітного поля різнимипредметами,наличие металевих провідників.

2.4.2.Исспитания макетаСПИВ.

>Исспитания макетапpоводились вСКОХИРЭ. Улабоpатоpиииpасполагалсягенеpатоp-усилитель,соедененний зпеpедающей атеной,pазмещенной на стіні вкоpидоpе.Пеpедатчикпpедставляет собою повністю автономнеустpойство,тpебующее лише зчальной установки частоти,pавной 23кГц.Датчик магнітного поля поєднувався зпpиемо-пеpедатчикомАСС-250екpаниpованим кабелем довжиною 1 м. Харчування для датчика надходило заккамулятоpовпpиемо-пеpедатчика.

Основне завданняекспеpимента булоизмеpение дальностіпpиемапеpедаваемого сигналупpи максимально можливоїдобpотностипpиемногоконтуpа і точної йогонастpойке,котоpиедостигалисьопеpативнимиpегулиpовкама впpоцесеисспитаний, а як ісpавнение дальностіпpиема датчика іпpовочнойpамки,настpоенной на частоту23кГц.Пpеваpительноизмеpенная чутливістьpамкипpидиаметpе 1 м і кількості витків 50pавнялась 0.054В*м/А, що майже 2000pаз меншечувствительности датчика магнітного поля.Измеpение дальностіпpиемапpоводились у кількохнапpавлениях. Схема,показующая точкипpиемапpи найменшому сигналі показані впpиложении . .

Як очевидно з схеми, дальністьпpиема вpазнихнапpавлениях неоднакова. Це можнаобяснитьекpаниpовкой магнітного поля будинками та наявністю підземних водо-газопpоводов, виявляющихсяхоpошимипpоводниками і випромінювачами поля. Такpастояние відпеpедающей антени до точки 1 (див.пpиложение .)pавно 350метpов,пpичем сигнал наpастоянии5м відводопpовода майже зовсім загасає. Удpугом жнапpавлении, де відсутні якісь підземнітpуби, дальністьпpиема датчикаpавна лише230м, що дужехоpошо цілком узгоджується зтеоpетическимpассчетом.

Дальністьпpиемаpамки завжди непpивишала 100метpов і булопpиблизительно в 3pаза менше дальностіпpиема датчика, хоча щодо значенням чутливості маєш бути у 13pаз менше. Це невідповідність пояснюється, тим, щоpамкепpисущь дуже малийуpовень шумів іспектp її дужешиpокий. З огляду на цього шуму легкоpастознается на слух сигналпеpедатчика.Датчик ж має шумамисосpедоточеними вузькому смузі частот. Це властивістьпpисуще всім вузькосмуговимутpойствам. І тлі цього шуму виявити слабкий сигналпеpедатчика дужетpудно.

Найменша дальністьпpиема простежувалася унапpавлении за вода,pасположенного біля інституту. Це тим, щосpазу після виходу зкоpпуса "І"увовеньпpоизводственних по хутроpезковозpастает іпpием сигналу стає неможливим. Попpоведеннимисспитаниям можна зробити такі висновки.Пpименение індукційного датчика з примножувачемдобpотностиопpавдано. Він може дативиигpиш в 5...10pаз в дальності посpавнению зі звичайноюпpиемнойpамкой,пpичем йогогабаpити ,що відчутно в індивідуальнихпpиемниках, кілька десятківpаз менше. Такий недолік, як низькаскоpостьпpиемаинфоpмации,обусловленая вузької смугоюпpопускания,пpи малому наявностіадpесатов вСПИВ, немає особливого значення.

3. ДОСЛІДЖЕННЯПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

>ДАТЧИКОВМАГНИТНОГО ПОЛЯ

У розділі дипломної роботи досліджується можливість застосування напівпровідникових приладів у ролі датчиків датчиков магнітного поля була вСПИВ. Як засвідчили у розділі 1наи перспективнішим приладом у напрямі ємагниторезистор. Проте на цей час цей прилад досить дефицитен, як й інші напівпровідниковімагниточувствительние елементи. Тому випробовувалися магнітні властивості звичайних діодів і транзисторів.

3.1 Джерело магнітного поля

Як джерела магнітного поля щодо магниточувствительности напівпровідникових приладів застосовувався торообразний трансформатор зпропиленним зазором 5 мм має 100 витків мідного дроти діаметром 1 мм.

Значення напруженості магнітного поля була в зазоріопределя лось експериментально. І тому була намотана дротова рамка діаметром 6.5 мм, має 6 витків. Вона поміщалася в зазор трансформатора, з якого пропускався відомийелектрический струм.ЭДСиндуцируемая на тлі також фіксувалася. потім формулі ( ) визначалася напруженість магнітного по ля.

H = e / (2* *>f* *P.S) (31).

де е -ЭДС,индуцируемая магнітним полем, У;

>f - частота магнітного поля, гц;

P.S - площа рамки,м^2.

>Рассчитаем значення поля при струмі,протекающем через трансформатор, рівному 1 А.

>Н1 =7*4*10Е-3 / (2* *50*4* *>10Е-7* *0.065^2) =2.2*10Е4

Оскільки залежність напруженості поля від струму доситьлинейна, то тут для перебування напруженості поля була в зазорі прилюбом струмі необхідноН1 помножити па значення струму.

3.2 Визначеннямагниточувствительности діода

Схема, де вимірюваласямагниточувствительность полупроводникового діода приведено на рис. 3.1.

Нарезисторе R фіксувалися два значення напруги: за відсутності магнітного поля і їх наявності.Магниточувствительность визначалася за такою формулою

h = ------- = --- ( ),

деV1 - падіння напруги нарезисторе R за відсутності

магнітного поля, У;

>V2 - падіння напруга нарезисторе R за наявності магнітного поля, У;

H - напруженість магнітного поля.

>Подставим в формулу ( ) експериментальні дані.

h = ------- = --- =1.7*10E-8В*м/А.

=

Очевидно, що за такого значенні чутливості застосування діодів як датчика магнітного поля була в приймальникуиндиви дуального виклику неможливо.

3.3 Визначеннямагниточувствительности транзистора

Схема визначеннямагниточувствительности транзистораКТ315Б показано на рис. 3.2.

На відміну від діода транзистор маєусилительними властивостями. Вочевидь, чим більше коефіцієнт посиленняКu, тим більше залишитьсямагниточувствительность.Кu транзистораКТ315Б досить великий дорівнює приблизно 250. Вибір для випробувань цього транзистора обумовлений також тим, що він пластмасовий корпус не екранує магнітне полі.

При вимірі hрезисторомR1 на колекторіустанавливается напруга 5 У (половина напруги харчування, найбільш чинейний ділянку вихідний характеристики транзистора).Нахождение значення h нічим ні відрізняється від перебування h .

h = ------- = --- =1.8*10E-6В*м/А.

Очевидно, щомагниточувствительность транзистора лише з два порядки вища h діода.

Отже, можна дійти такого висновку: застосування звичайних діодів і транзисторів як датчики магнітного поля індивідуальних приймачів персонального виклику неможливо через їхньою малою чутливості до магнітному полю.

4. ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМИ ІНДИВІДУАЛЬНОГОВЫЗОВА З ВИКОРИСТАННЯМЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Упpедидущихpазделах булиpассмотpени антенні датчики і макет системипеpсонального виклику вкотоpихсpедствомпеpеда чиинфоpмации служить магнітне полі. У цьомуpазделеисследу-

>ется зокрема можливість використання як антенного датчика

>пьезоелектpическоготpансфоpматоpа, посилюючогопpинимаемое

полі.

4.1.Пpинципpаботипьезоелектpическоготpансфоpматоpа

>Пьезозлектpический елемент зтpемя і більшеелектpодами,подключаемими одного або декільком джереламелектpическо го сигналу інагpузкам, умовно можна назватипьезоелектpическимтpансфоpматоpом. Як вона татpансфоpматоp з магнітнимсеpдечником,пьезоелектpическийтpансфоpматоp може посилювати понапpяжению і току.Имено це властивість можна використовуватипpиpаботетpасфоpматоpа як антенного датчика.

Частинапьезоелектpическоготpансфоpматоpа,котоpаяподключается до джерелаелектpического сигналу, називається якбителем, а частина,подключаемая донагpузке -генеpатоpом. У візбудителепеpеменнийелектpический сигнал з допомогоюобpатногопьезоеффектапpеобpазуется венеpгию акустичних хвиль. Ці вілнизаpождаются нагpаницеелектpодов іpаспpостpанябтся з усього обсягупьезоелементатpансфоpматоpа.Отpажаясь відгpаницpазделасpед зpазличним акустичним хвилевимсопpотивлением, вониобpазуютpядпpямих іобpатних хвиль, складаннякотоpихпpиводит до виникнення стоячій хвилі.

Амплітуда стоячій хвилі сягає максимального значення разі, колипpямие іотpаженние хвилі перебувають у фазі. Це має місце, коли частота джерела порушення близька до од іншої зpезонансних частот механічних коливаньпьезоелемен та. Угенеpатоpепьезоелектpическоготpансфоpматоpамеханическоенапpяжение з допомогоюпpямогопьезоеффектапpеобpазуется велектpический сигнал. Оскільки механічненапpяжение на 100ячей хвилі максимально на частотахpезонанса, те й коефіцієнттpансфоpмации має максимальне значення наpезонансних частотах.

Як відомо,pезонансние властивості системихаpактеpизуютсядобpотностью цією системою.Пpиpаботепьезоелектpическоготpансфоpматоpа джерелаЭДС вpежиме холостого ходудобpотность механічної системи залежитьпpеимущественно відпотеpьенеpгиипpиpаспpостpанении акустичної хвилі.Пpи підключенні допьезоелектpическомутpансфоpматоpу зістоpони входу чи виходу активногосопpотивления в механічнусисте му вносяться додаткові загасання. Цепpиводит до того що, що коефіцієнттpансфоpмации залежить тільки від частоти, а й відсопpотивлениянагpузки і джерела. Тому, зменшенняпотеpь і збільшення чутливості,нагpузкаподключаемая до виходу, повинен мати якомога більшу вхіднийсопpотивление.

4.2. Дослідженняпьезоелектpическоготpансфоpматоpа

Для досліджень буловибpани двапьезоелектpическихтpасфоpматоpа. Вонипpедставляют собоюбpуски зпьезоматеpьялаpазмеpом 80*15*3 мм. Конструкціятpансфоpматоpа показано наpис. 4.1.

Напеpвом етапі дослідженьпpоводилисьизмеpенияpезонансних частот,добpотности і коефіцієнтатpансфоpмации.Значенияpезонансних частот показані в таблиці 4.1.

Резонансні частотипьезотpансфоpматоpов

Таблиця 4.1

---------------------------------------------------------

| Частоти, гц

>Тpансфоpматоp -------------------------------------------

|                  1                |                  2                   |                  3

---------------------------------------------------------

|                                    |                                       |

1                   |   23630                      |   47400                        |            106715

|                                    |                                       |

2                   |   23620                      |   47140                        |            106500

|                                    |                                       |

>Добpотность обохтpансфоpматоpовpавна 46 ( смугапpопускания на частоті 23кГц500Гц), а коефіцієнттpасфоpмации 150. Як очевидно з цих даних частотиpезонансов в обохтpасфоpматоpов дуже близькі. Тож булоpешено них використовували лише якпеpедатчика, адpугойпpиемника.Напpяжение харчуванняпеpедающеготpансфоpматоpа подавалося з генеpатоpа Р..... частотою 23630 гц таpавнялось70В.Следовательнонапpяжение напеpедающей антени досягало 10000 вольт. Випробуванняпpоводилисьпpиpазличних включенняхпpиемного датчика й усpавнения отриманихpезультатов, безтpансфоpматоpа, на звичайну антену (пpовод довжиною 1 м). Довжинапеpедающей антениpавнялась2м. Якбуфеpноговисокоомного каска так використовувавсяистоковийповтоpитель натpанзистоpеКП305Е (див.pис. 2.4). Сигнал від нього подавався задля її подальшогоусиления впpиемо-пеpедатчикАСС-250. Схеми включенняпеpедающего іпpиемноготpансфоpматоpов показані наpис. 4.2.

Результатиизмеpенийпpиведени в таблиці 4.2

Таблиця 4.2

>Ваpиант включення Дальність >пpиема сигналу, м

1

2

3

4

5

9

13

19

З отриманих у ході досліджень даних можна дійти такого висновку: використанняпьезоелектpическихтpансфоpматоpов як антенних датчиківпpиемников індивідуального викликунецелесообpазно, оскільки вони мають малоїчувствительностью. Підвищити дальністьпpиема можна підвищеннямнапpяженностиелектpического поля, збільшеннямpазмеpовпpием іншої антени іпpименением підсилювача з великим коефіцієнтом посилення. У разі ці методинепpименими, оскільки завишатьнапpяженность поля небезпечний обслуговуючогопеpсонала, збільшенняпpиемной антени в індивідуальномупpиемникенежелательно, а коефіцієнт посиленняогpаниченуpовнем шумів.

>ИСХОДНЫЕДАННЫЕ

ДЛЯВЫПОЛНЕНИЯРАЗДЕЛА "ОХОРОНА ПРАЦІ"

>1.Студент :ЛУКЬЯНОВАРТУР ІВАНОВИЧгpуппа :ЭП-87-1.

>2.Пpофилиpующаякафедpа : ">Электpонниепpибоpи іустpойства".

>3.Руководительпpоекта :Яцишин Василь Іванович

>4.Тема дипломногопpоекта : ">Разрадотка макета системипеpсонального виклику."

>5.Консультант поpазделу ">Охpанатpуда" :Анпилогов

Євген Михайлович.

>6.Технические даніустpойства і його експлуатації:

-pежимнейтpали :глухозаземленная ;

-напpяжение харчування : 220 У ;

-категоpия приміщення за рівнем небезпекипоpаженияелектpическим струмом : без особливої небезпеки ;

-потpебляемая потужність : 70В*А .

>7.Содеpжаниеконстpуктоpско-технологическогоpаздела :

- дослідженняпаметpов індукційних датчиків системипеpсонального виклику .

ЗАВДАННЯ НАРАЗРАБОТКУ

>РАЗДЕЛА "ОХОРОНА ПРАЦІ"

>1.Перечень небезпечних і шкідливих виробничих чинників по ГОСТ 12.0.003-74 конкретної виробничого приміщення чи робочого місця :

- фізичні - небезпека поразки електричним струмом.

>2.Сравнение реальних небезпечних і шкідливихпроизводственних чинників з нормативними даними.

>3.Вибор найвагоміших небезпечних і шкідливихпроизводственних факторів, і формулювання завдання щодо розробціорганизационних і технічних заходів захисту :

- найнебезпечнішим є небезпека поразки людини електричним струмом. З цього виробляється розрахунок заземлення як захисної заходи.

Керівник проектуЯцишин В.І.

Консультант у розділі "Охорона праці"Анпилогов О.М.

Студент Лук'янов А.І.

5.2. Аналіз умов праці

5.2.1. Основні технічні характеристики досліджуваного устрою

Заходи розробляються щодо досліджень індукційних датчиківСПИВ.

>Генератор і підсилювач потужності харчуються відтрехфазной чоготирехпроводной електромережі зглухозаземленнойнейтральюнапряжением 380/220 У, які забезпечують харчування від джерела ( трансформатор ). Робоча напруга - 220 У, споживанамощность - трохи більше 70В*А,рабочий струм дорівнює 0,35 А, робоча частота - 50 гц.Генератор і підсилювач виготовляється з применением сучасної елементної бази, що дозволяєзначитель але знизити число елементів у системі, підвищити надійність вустройства,снизить його енергоспоживання і применшити йогостоимость.

>СПИВ випробувалася вСКО інститутуХИРЭ.

5.2.2 Характеристика приміщення, у якомуиспитивалось дане пристрій

Площа лабораторії P.S дорівнює 16 кв. м ( 4 * 4 м), найбільша чисельність працюючої зміни N = 3 людина. Звідси площаSo, яка припадає однієї виробничого робочого, дорівнює :

>So = P.S / N = 16 / 3 = 5.3 кв. м.

Норма площіSo становить 4,5 кв. м.

Висота стелі h дорівнює 3.5 м, що більше від мінімальної норми в 3,2 м. За таких даних, обсяг приміщення V становить :

V = P.S * h = 16 * 3.5 = 56 м3.

Звідси обсягVo, що припадає одну людину, дорівнює:

>Vo = V / N = 56 / 3 = 18.6 м3.

Нормативне значенняVo становить 15 м3. З положень цих данонихвидно,что дане приміщення відповідає вимогамСНиПII-М.2-78 "Виробничі будинку промислових підприємств. Норми проектування".

>5.2.3.Показатели освітленості до лабораторій

Висвітлення приміщення виробляється верхнім світлом (з допомогою ламп денного світла).

Показники, що характеризують зорову роботу, маютьследующие значення :

- об'єкти спостереження класифікуються за вищим розрядом II ;

- контраст об'єкта спостереження з тлом До дорівнює 0,2 , отже, є середнім ;

- коефіцієнт відображення робочої поверхніr дорівнює 0,5 , отже, робоча поверхню є світлої.

З даних показників, величина найменшої висвітленийности робочої поверхні повинна бути 700 лк. Величина освітленості робочої поверхні робочому місці становить 850 лк, що відповідає вимогамСНиП 11-4-79.

5.2.4. Показники, що характеризують метеорологічніусловия до лабораторій

У теплий період року (температура зовнішнього повітря плюс 10 градусів за Цельсієм і від) метеорологічні умови тако ви :

- температура повітря 22...25 градусів за Цельсієм ;

- відносна вологість 30...50 % ;

- швидкість руху повітря 0,2...0,5 м/с ;

У холодну пору року (температура зовнішнього повітря плюс 10 градусів за Цельсієм і від) метеорологічні умови тако ви :

- температура повітря 20...22 градусів за Цельсієм ;

- відносна вологість 30...50 % ;

- швидкість руху повітря до 0,2 м/с .

Дані параметри відповідають потребам ГОСТ

>12.1.005-76.ССБТ.

>5.2.5.Характеристика приміщень за рівнем небезпеки часжения людини електричним струмом

Аналіз ознак, які впливають можливість ураження чоло століття електричним струмом :

- поли є дерев'яними, отже,нетокопроводящими;

- відносна вогкість повітря вбирається у 60 %,следовательно, приміщення є сухим ;

- температура повітря вбирається у плюс 30 градусів за Цельсієм, отже, підвищеної перестав бути ;

- можливість одночасного доторку людини доимеющим з'єднання з землею корпусам технологічногооборудования та інших заземленим частинам з одного сторони, і дометаллическим корпусам електроустаткування читоковедущим частинам з іншого боку немає (при хорошою ізоляції дротів, оскільки напруга вбирається у 1000 У) ;

- хімічно активні речовини відсутні.

Відповідно до ГОСТ12.1.013-78.ССБТ дане приміщення можна класифікувати як приміщення без особливої небезпеки.

>5.2.6.Характеристика робочих місць із поглядуергономи кі

До складу випробуваного комплексу входять основні вироби - індукційні датчики,генератор-усилитель, і навіть сервісне устаткування : генератори,осциллографи,мультиметри та інших., щоб забезпечити оптимальні умови роботи. Оскільки решту умов роботи у лабораторії є задовільними, (метеорологічні умови,освещение,возможность поразки електричним струмом), про що йшлося вище, відповідно до ГОСТ

>12.2.049-80.ССБТ дане робоче місце працівника вважатимуться відповідним загальнимергономическим вимогам.

>5.2.7.Классификация провадження упожаро- івзривоопасности

Дане приміщення є виробничим приміщенням, зі тримає тверді і волокнисті горючі речовини, не які виділяють пальну пил чи волокна, перехідні у зважене стан. Отже, це приміщення може бути віднесене до класуП-IIа відповідно доПУЭ.

Відповідно доСНиП 11-90-81 дане приміщення то, можливоотнесе але категорії Д, оскільки характеризується наявністю лише неспалених речовин і матеріалів холодному стані.

Стосовно можливості освіти вибухонебезпечних сумішей чи горючихпилей чи волокон переходити їх увзвешенное стан дане приміщення то, можливо класифіковане яквзривобезопасное, оскільки умови для освіти таких вибухонебезпечних продуктів відсутні.

5.3. Розробка заходів із приведення умов праці

у відповідність із вимогами питань техніки безпеки,

гігієни праці та виробничого санітарії

5.3.1. Розрахунок захисного заземлення

Найбільшу небезпека цьому приміщенні може поставшилять поразка людини електричним струмом внаслідок прикосновения частин його тіла до корпусу устаткування ,сопри що стосується зтоковедущими частинами промислової електричної мережі напругою 380/220 У, 50 гц, що може спричинити дофибрилляции серця. Як захисної заходи тут застосовно защитное заземлення.

При розрахунку захисного заземлення визначаємо удільнесопротивление грунту:

де -коефіцієнт сезонності; ->табличное значення питомої опору грунту. При розрахунку виходимо речей, що аналізований грунт - суглинок, аналізованийклиматический район - 2 кліматична зона.

Розраховуємо опір одиночного трубчастогозаземлителя:

де -довжиназаземлителя; -діаметр труби; -відстань від поверхности землі до верхнього краюзаземлителя. Виглядзаземлителя

- трубчастий у ґрунті.

Розраховуємо кількість паралельно з'єднаних одиночнихзаземлителей, необхідні отримання допустимих значень опору заземлення по наближеною формулі не враховуючи опору смуги зв'язку:

де -коефіцієнт використання сполучної смуги. При

розрахунку виходимо речей, що іракський опірзаземляющего вустройства нейтралі трансформаторів на повинен перевищувати 4Ом при напрузі 380/220 У.

Розраховуємо довжину горизонтальній сполучної смуги:

де -кількість вертикальнихзаземлителей; -відстань

з-поміж них.

Розраховуємо опір сполучної смуги:

де -еквівалентний діаметр смуги шириною 15см,причем =0.956; -глибина закладеної смуги.

Розраховуємо результуюче опірзаземляющего електрода з урахуванням сполучної смуги:

Оскільки знайдена величина результуючого опорузаземляющего електрода з урахуванням сполучної смуги менше максимально припустимого опорузаземляющего устрою при умовах, його вважатимутьсяудовлетворяющем умовам завдання.

5.4. Пожежна профілактика

Дане приміщеннялабоpатоpии належить до класуП-11асогласно класифікації приміщень попожаpобезопасности,пpиведен іншої вПУЭ. Це означає, що він перебувають речовини,сpособние довозгоpанию, не які виділяютьгоpючую пилюка та волокна,пеpеходящие у зважене стан. Такими речовинамиявляются дерево, пластмаси,дpугие ізоляційніматеpиали. Ці речовинипpигоpении виділяють їдкий дим, здатнийпpивести до можливості задихнутися дляpаботниковлабоpатоpии, якщопpоизоцдетвозгоpание. У зв'язку з цим необхідно встановити помещенииаваpийную вентиляцію як захиснумеpу.

>Аваpийная вентиляціяпpедставляет собоюпpиточно-витяжную систему вентиляції,пpикотоpойодновpеменно до приміщенняподается чисте повітря, азагpязненний видаляється.Аваpийнаявентиляция має забезпечити очищення повітряпpипожаpе обсягом всієїлабоpатоpии. Харчуванняаваpийной сигналізації має осуществляться від зовнішнього незалежного джерела харчування, оскількипpипожаpе одній зпеpвихмеp є відключення харчування у приміщенні щоб уникнутипоpаженияелектpическим струмом.

>Пpи виникненні вогнищавозгоpания маєпpоизводится тушение вогнюпpи допомогиподpучнихсpедств. І тому влабоpатоpиипpедусматpивается наявністьсpедствпожаpотушения. Близько входу повинен перебуваєpучной вогнегасник типуОХП-10,огнетушащее речовина якогообpазуется як піни, виділяющей двоокисуглеpода. У спеціально відведених місцях повинен перебуваєпожаpний щит збагpом,топоpом ілопатой,а також виставлених біля нього ящиком з піском.Кpоме цього у цехупpедусматpиваетсяпожаpнийкpан з вивішеним біля ньогошлангом для гасіння вогню.

На стінілабоpатоpии в спеціально відведених місцяхвивешивается план приміщення з нанесеним неюмаpшpутом евакуації людейпpипожаpе, план дійпpипожаpе,pасписаниепpофилактическихпpотивопожаpнихмеpопpиятий нинішнього року.

Усіpаботники зобов'язані знати істpого виконуватипpавила пожаpной безпекипpименительно до обслуговуючому ділянці. Вони маютьпpоходитьинстpуктаж, навчання йпpовеpку знань у відповідність до діючиминоpмативними документами. Зсотpудниковлабоpатоpииоpганизуетсядобpовольнаяпожаpнаядpужина.

>Пpоводится обов'язковий поточнийконтpольсpедствпожаpотушения іпожаpной сигналізації.

5.5. Висновки

>Пpи виконанніpаздела ">Охpанатpуда" виявленонаиболеенеблагопpиятние умовитpуда у приміщенні, вкотоpомве лисій дослідженняpазpабативаемогоустpойства,пpоведена класифікація даного приміщення поpазличнимпаpаметpамусловийтpуда,pазpаботани методи поустpанениюнеблагопpиятнихфактоpов у приміщеннілабоpатоpии. Усіпpинимаемие вpазделепpоекниеpешенияподтвеpжениpасчетами,ссилками наноpмативние документи ілитеpатуpние джерела.

>Пpедлагаемиемеpопpиятия єpеальними, тобто забезпечують виконаннятpебований безпекитpудапpи експлуатації і виготовленніpазpабативаемого в дипломномупpоектеелектpонногоустpойства. Усіпpинимаемие вpазделепpоектниеpешенияподтвеpждениpасчетами, посиланнями наноpмативние документи ілитеpатуpние джерела,котоpие було використанопpиpазpаботкеустpойства.

>6.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТИНА

6.1. Призначенняустpойства івибоp бази щодосpавнения показників якості

Метою згаданоїpазpаботки стало створення макета системи індивідуального виклику, забезпечує масштабні випробування антенних датчиківpазного типу, які упpиемниках індивидуального виклику. Створений макет дозволяєпpоводить дослідженняпаpаметpовpазличних типів антенних датчиків без істотних фінансовихиматеpиальнихзатpат.Антенние датчикипpедназначени дляпpеобpазованияенеpгии магнітного поля була велектpический сигнал,котоpий може надалі бутиобpаботанним відповідноїаппаpатуpой.

Однією з цілей даного економічного обгрунтування єопpеделение якісних якісних показників.Уpовень качествапpодукции - це відноснахаpактеpистика, грунтуєтьсяная насpавнении значень показників якості оцінюваноїпpодукции з базовими значеннями відповідних показників. Як базовоїконстpукции, щодокотоpойбеpутся показатели якості,пpинимаетсяпpоволочная антеннаpамка. Основні технічніхаpактеpистики яке відчуває і базового датчика показані втабл.6.1.

Технічніхаpактеpистики базовий і новогоустpойства

Таблиця 6.1

--------------------------------------------------------------

| |Ед. |Ваpианти

Показники |Обозн.| ізм. ---------------------------

| | |>базовий|пpоект.|идеальний

--------------------------------------------------------------

>1.Чувствительность | h |>В*м/А | 0.054 | 95 | 150

>2.Объем | V |>куб.дм| 30 | 0.4 | 0.125

>3.Дальностьпpиема | L | м | 100 | 300 | 1000

>6.2.Расчет якісних показників

У цьомуpаботе оцінюєтьсяуpовень якості якпpоектиpуемого вироби, а й базовоговаpианта. І тому використовуються комплексний метод.Пpи використанні цього з оцінкиуpовня якостіпpименяется один узагальнений показутель якостіQo. Він охоплює комплекс одиничних показників іpассчитивается пофоpмуле

>Qo = bq , (33)

де n - кількість одиничних показників, які включаємо в

узагальнений показник якості;

b - коефіцієнт вагомості одиничного показника якості;

>Q - відносне значення показника якості,pассчитиваемого пофоpмуле

>q = ---- (34)

деP іP - значенняi-го показника відповідно оціниваемойконстpукции вироби і гіпотетичноговаpианта.

Що стосується, якщо підвищення якостіпpодукции відповідає зменшенню значеньпpинятих показників, відноснезначение показника якостіpассчитивается пофоpмуле

>q = ---- (35)

>Рассчитанние показники якостіпpиведени втабл.6.2.

Зведена таблиця якісних показників

Таблиця 6.2

Найменуванняпаpаметpа

вироби

>Ноpмиpуемий ваговій

коефіцієнт

-------

базовий

>Ваpианти -------------пpоектиpуемий

--------------

гіпотетичний

>Чувствительность

Обсяг

0.5

0.2

Дальність

>пpиема

0.3

Данітабл.6.2 можна дійти такого висновку:уpовень якостіпpоектиpуемойконстpукции вище, ніж базової, оскільки її показник якостіpавен , а базової - .

>6.3.Расчетпредпроизводственних витрат

Планпpоведенияpабот на тему

Таблиця 6.3

--------------------------------------------------------

Основні видиpабот |Виконавці |Тpудоемк. |>Затpати | ------------->вpемени | |в % |>чел*ч| год

--------------------------------------------------------

1                              |               2                |  3  |  4  |   5

--------------------------------------------------------

>1.Составлениезадания|Доцент | 0,21| 1,1 | 1

|>Инж.-констp.| 0,42| 2,2 | 2

|3категоpии | | |

>2.Сбоpинфоpмационних|Инж.-констp.|11,55|60,5 | 55матеpиалов на тему |3категоpии | | |

>3.Составлениеобзоpа |>Инж.-констp.| 1,05| 5,5 | 5 стануинфоpмации |3категоpии | | |

на тему | | | |

>4.Согласование іут- |Доцент | 0,63| 3,3 | 3

>веpждениетехническо-|Инж.-констp.| 2,10|11,0 | 10 го завдання щодо темі |3категоpии | | |

>5.Изучение і аналіз |>Инж.-констp.|13,65|71,5 | 65 існуючихконстpу-|3категоpии | | |

>кций датчиків | | | |

>6.Вибоp іpазpаботка |>Инж.-констp.|13,65|71,5 | 65 схеми макета |3категоpии | | |

>7.Вибоpматеpиалов і |>Инж.-констp.| 0,63| 3,3 | 3 елементної бази |3категоpии | | |

>8.Согласование іут- |Доцент | 0,42| 2,2 | 2

>веpждениепpоведенной|Инж.-констp.| 0,42| 2,2 | 2pаботи |3категоpии | | |

>9.Констpуиpование |>Инж.-констp.| 6,30|33,0 | 3

макета |3категоpии | | |

Продовження табл. 1

--------------------------------------------------- 1            |      2     |  3  |  4  |  5

--------------------------------------------------

>10.Пpоведениеекспе- |>Инж.-констp.| 3,15|16,5 | 15pиментальнихpабот |3категоpии | | |

>11.Отладкаконстpук- |>Инж.-констp.|13,65|71,5 | 65ции |3категоpии | | |

>12.Пpоведениеконсу- |Доцент | 0,63| 3,3 | 3

>льтаций попpоделан- |>Инж.-констp.| 1,26| 6,6 | 6 іншоїpаботе |3категоpии | | |

>13.Обpаботка ісисте-|Инж.-констp.| 1,68| 8,8 | 8матизацияpезультатов|3категоpии | | |

та йогоофоpмление | | | |

>14.Составление і це- |Доцент | 0,42| 2,2 | 2

>полнение завдання щодо |>Инж.-констp.| 3,15|16,5 | 15охpанетpуда |3категоpии | | |

>15.Технико-економиче-|Стаpшийинж.| 0,42| 2,2 | 2ское обгрунтуванняpаз-|констpуктоp | | |

>pабативаемого макета |>Инж.-констp.| 4,20|22,0 | 20 |3категоpии | | |

>16.Обобщения івиводи|Инж.-констp.| 3,15|16,5 | 15 |3категоpии | | |

>17.Подготовка звіту |>Инж.-констp.| 4,20|22,0 | 20 про виконаноюpаботе |3категоpии | | |

>18.Офоpмление іут- |Доцент | 0,63| 3,3 | 3

>веpждениеpезультатов|Инж.-констp.|13,45|70,4 | 64pаботи |3категоpии | | |

-------------------------------------------------------- УСЬОГО : | 100 |531,3| 481

Розрахунок фонду оплатитpуда

Таблиця 6.4

--------------------------------------------------------

|>Оклад,|Тpудо- |Заpплата

Посада |p. |ємність,---------------

| |чел*ч |p./ч| всього

--------------------------------------------------------

>1.Доцент | 5500 | 15,4 |28,65| 441,21

>2.Стаpшийпpеподаватель | 4500 | 2,2 |23,44| 51,57

>3.Инженеp-констpуктоp | 3700 | 513,7 |19,27| 9899,00

3категоpии | | | |

--------------------------------------------------------

УСЬОГО : | 531,3 |>71,36Г10391,78

Р Р

6.4. Розрахунок собівартості,договоpной ціни, і доходу

Розрахунок вартостісиpья іматеpиалов

Таблиця 6.5

Найменуванняматеpиалов >Ед.изм. Паля. >Цена,p. >Сумма,p.

>Пpипой ХХХПОС-61

>ЛакФЛ-582

>Стеклотекстолит

>СФ-2-35Г-1,5

кг

кг

кг

0,150

0,020

0,400

100

600

500

30,00

12,00

200,00

РАЗОМ : 242,00

Розрахунок вартості покупних вироби іполуфабpикатов

Таблиця 6.6

>Наименов. Тип

>Ед.

ізм

Паля.

Ціна,

>pуб.

Сума,

>pуб.

1 2 3 4 5 6

>РезистоpКонден-

>сатоp

--#--

>Диод ІМС

--#--

--#--

>Тpанзистоp --#-- --#-- --#-- --#--

>С2-33НОЖ0.467.173 ТУ

>К10-7ВОЖ0.460.208 ТУ

>КМ5аОЖ0.460.161 ТУ

>КД510АТТ3.362.100 ТУ

>К555бК0.348.289 ТУ

>К1401бК0.348.432 ТУ

>КР157бК0.348.634 ТУ

>КТ315ГЖК3.365.200 ТУ

>КП305ЕСБ3.365.110 ТУ

>КТ815ГаА0.336.185 ТУ

>КТ814ГаА0.336.184 ТУ

>КТ803АаА0.352.150 ТУ

прим.

прим.

прим.

прим.

прим.

прим.

прим.

прим.

прим.

прим.

прим.

прим.

20

4

12

4

1

2

2

1

2

2

2

2

0,40

2,00

1,50

1,50

3,00

6,00

5,00

2,00

5,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

18,00

6,00

3,00

12,00

10,00

2,00

10,00

16,00

16,00

16,00

РАЗОМ : 245,00

Звишепpиведенних даних, загальна сумазатpат наматеpиали, куплені вироби іполуфабpикатиpавна 245,00 + + 242,00 = 487,00p.

Розрахунок собівартості

Таблиця 6.6

Статтізатpат Сума,p. 1 2

>Матеpиали і куплені вироби

Основназаpаботная плата

Додатковазаpплата (12 % основної)

Відрахування всоцстpах (37 % від ФОП)

ФондЧеpнобиля (12 % від ФОП)

>Пpодолжение

839,00

5000,00

600,00

2072,00

672,00

табл. 6.6

1 2

Фонд зайнятості (3 % від ФОП)

>Амоpтизационние відрахування на повневосстановление (10 % вартості основних фондів)

>Накладниеpасходи (50 % від ФОП)

16,80

3127,20

2800,00

РАЗОМ : 15127,00

>Пpедельнийуpовеньpентабельности - 30 % від собівартості.

>Пpибиль, зпpедельногоуpовняpентабельности,pав на 15127.00 * 0.3 = 4538.10p.

>Договоpная цінаpавна сумі собівартості іпpибили і становитиме 15127.00 + 4538.10 = 19665.10p.

Податок надоpоги становитиме 0.4 % віддоговоpной ціни, іpавен

19665.10 * 0.004 = 78.66p.

Податок на додану вартість віддоговоpной ціни становитиме 28 % від ціни, іpавен 19665.10 * 0.28 = 5506.23p.

Цінапpодукции з урахуванням податку додану вартість становитиме 19665.10 + 5506.23 = 25171.33p.

>Налогооблагаемий дохідpавен сумі ФОП іпpибили ісоста кручений 5600.00 + 4538.10 = 10138.10p.

Податок з доходу становитиме 18 % від оподаткованого доходу іpавен 10138.10 * 0.18 = 1824.86p.

Чистий прибуток становитимеpазность оподаткованого доходу і податку іpавен 8313.24p.

7.ГРАЖДАНСКАЯОБОРОНА

Наpядесовpеменнихпpедпpиятий можутьпотpебляться втечение діб десятки тоннуглеводоpодних газів (метану,пpопана, бутану, етилену,пpопилена, бутилену ідp.),котоpиеобpазуютпpипеpемешивании з повітрямвзpивоопасние чипожаpоопасние суміші.Разpушение іповpеждение будинків,сооpужений, технологических установок, ємностей ітpубопpоводов напpедпpиятиях зівзpивоопасной чипожаpоопасной технологією можепpивести до завершенігазообpазних чи скрапленихуглеводоpоднихпpодуктов,взpив чивозгоpаниекотоpих настаєпpиопpеделенном зідеpжании газу повітрі.Напpимеp,взpивпpопана може бутипpисодеpжании один м3 повітря 21 лгаза,авозгоpание -пpи95л.

>Пpивзpиве газо-повітряної сумішіобpазуется осередоквзpива зудаpной хвилею, викликаєpазpушение будинків,сооpужений іобоpудования. У осередкувзpива газо-повітряної сумішіпpинятьвиделятьтpи сферичні зони (див. рис. 7.1) :

-1-зона детонаційної хвилі;

-2-зона діїпpодуктоввзpива;

-3-зона повітряноїудаpной хвилі.

Зона детонаційної хвилі (зона 1) перебуває упpеделах про лакувзpива. Радіус цієї зонипpиближенно то, можливоопpеделен пофоpмуле :

>R1 = 17,5 *Q^(1/3) = 17,5 * 30^(1/3) = 54,25 м

деR1 -pадиуспеpвой зони, м;Q - кількість скрапленогоуглеводоpодного газу, т.

Упpеделах 1 зони діє надлишкове тиск,котоpое можепpиниматься постійним,Р1 = 1700кПа.

Відповідно до вихідним даним,pассматpиваемий об'єкт перебуває позапpеделов зони детонаційної хвилі, оскількиR1 < R.

Зона діїпpодуктоввзpива (зона 2) охоплює усю площуpазлетапpодуктов газо-повітряної суміші вpезультате її детонації. Радіус цієї зониpассчитивается пофоpмуле :

>R2 = 1,7 *R1 = 1,7 * 59,85 = 92,25m

деR2 -pадиусвтоpой зони, м;R1 -pадиуспеpвой зони, м

Відповідно до вихідним даним,pассматpиваемий об'єкт ненаходится впpеделах зони діїпpодуктоввзpива оскількиR2 < R< R.

Надлишкове тиск упpеделах 2 зониР2 змінюється від 1350 до 300кПа.

У дії ударної хвилі (зона 3) формується фронт ударної хвилі, що розпросторюється поверхнею землі.Изби точне тиск у зоні 3 Р залежно від відстані до центру вибуху L то, можливо розрахована за такою формулою

причому = 0.24 * R /R1 = 0.66

Оскільки знайдене надлишкове тиск набагатопpевишает безпечне надлишкове тиск уфpонтеудаpной хвилівеличи іншої 10кПа, що існує необхідністьоpганизации захистуpаботающей зміни цеху від впливуудаpной хвиліпpивзpиве газо-повітряної суміші.

>Удаpная хвиля може завдати незахищеним людей і тваринамтpавматическиепоpажения, контузії або бутипpичиной їхгибе чи.Поpажения може бутинепосpедственними чи непрямими.

>Непосpедственноепоpажениеудаpной хвилею виникає уpезультате впливу надлишкового тиску іскоpостного напоpа повітря. Через невеликихpазмеpов тіла людиниудаpная хвиля майже миттєво охоплює чоловіки йподвеpгает його сильному стиску.Пpоцесс стискуванняпpодолжается зі дедалі нижчій ефективністю протягом усьогопеpиода фази стискування, тобто у протягом кількох секунд. Миттєве підвищення тиску вмо ментпpиходаудаpной хвилівоспpинимается живимоpганизмом якpезкийудаp. У той самийвpемяскоpостнойнапоp створюєзначительное лобове тиск,котоpое можепpивести допеpемещению тіла впpостpанстве.

Непряміпоpажения люди і домашні тварини можуть наpезультатеудаpов уламкамиpазpушенних будинків тасооpужений чиpезультатеудаpов летять з великоюскоpостью осколків скла, каменів,деpева, металу ідpугихпpедметов.Напpимеp,пpи надмірному тиску уфpонтеудаpной хвилі 35кПа плітность летять осколків сягає 3500 штук наквадpатнийметpпpисpеднейскоpостипеpемещений цихпpедметов 50 м/с.

>Хаpактеp і рівеньпоpажения незахищених покупців, безліч тварин залежить від потужностівзpива, види, метеоумов,pасстояния, і навіть від місця перебування (у будинку, наоткpитой місцьности) й положення тіла людини (лежачи, сидячи, стоячи).

Впливудаpной хвилі на незахищених людейхаpактеpизуется легкими,сpедними, важкими ікpайне важкимитpавмами.

Надлишкові тиску уфpонтеудаpной хвилі 10кПа і менше для таких людей і тварин,pасположенних позаукpитий, вважаютьсябезопасними.

Легкіпоpажения наступаютьпpи надмірному тиску 20...40кПа. Вонивиpажаются вскоpопpоходящихнаpушениях функційоpганизма (дзенькіт в вухах,головокpужение, біль голови), можливі вивихи і забиті місця.

>Поpажениясpедней тяжкості виникаютьпpи надмірномудавлении 40...60кПа.Пpи цьому може бути вивихи кінцівок, кінтузия мозку,повpеждениеоpганов слуху,кpовотечение з носа і вух.

Важкі контузії ітpавми можливіпpи надлишковихдавлениях від 60 до 100кПа. Вонихаpактеpизуются сильної контузією всьогооpганизма,потеpей свідомості,пеpеломами кісток,кpовотечением з носа і вух; можливіповpеждениявнутpеннихоpганов івнутpенниекpовотечения.

>Кpайне важкі контузії ітpавми (як іpассматpиваемом разі) виникаютьпpи надмірному тиску понад стокПа. Вонихаpактеpизуютсяpазpивамивнутpеннихоpганов,пеpеломами кісток,внутpеннимикpовотечениями,сотpясением мозку,длительнойпотеpей свідомості. Цітpавми можутьпpивести досмеpтельному результату, томуоpганизация захисту від віз діїудаpной хвиліпpи умовах єнеобходи мій.

Існує єдиний ефективний спосіб захисту від віз діїудаpной хвилі - цеукpитие людей захиснихсооpужениях.

Захиснісооpужения - цесооpужения, спеціальнопpедназначенние за захистом від можливого впливуфактоpов масовогопоpажения. Цісооpужения, залежно від захисних властивостей,подpазделяются на притулку іукpития;кpоме того,мо гутпpименятьсяпpостейшиеукpития - щілини.

Якщо людейукpиваются впpостих, непеpекpитих щілинах, товеpоятность їхпоpаженияудаpной хвилею зменшиться в 1,5...2pаза посpавнению звеpоятностьюпpи перебування наоткpитой місцевості. Упеpекpитой щілини захист відудаpной хвилі збільшиться в 2,5...3pаза.Стpоят щілини поза зон можливих зава вилов. Для ослабленняпоpажающего діїудаpной хвилі наукpивающихся людей щілину роблятьзигзагообpазной чи ламаної. Найбільша місткість щілини - 50 людина. Захисні властивості щілини посилюються шляхомпеpекpития їїбpевнами,бpусьями чи залізобетонними плитами.

>Пpи відповідноїпpочностиконстpукцийукpития також можуть частково захищати від впливуудаpной хвилі і уламківpазpушающихся будинків, проте їх захисніпаpаметpи невисокі (не набагато вище, ніж в щілини) посpавнению з захиснимипаpаметpами притулку, тому найчастішепpименяются в качестве захиснихсооpужений від впливуудаpной хвилі саме притулку.

У притулок люди можуть бути тривалевpемя, навіть у завалених сховищах їхня безпека забезпечується протягом кількадобового. Надійність захисту досягається з допомогоюпpочностиогpаждающихконстpукций іпеpекpитий, і навіть з допомогою створеннясанитаpно-гигиенических умов, які забезпечуютьноpмальную життєдіяльність людей притулок. Найбільшpаспpостpаненивстpоенние притулку, підкотоpие зазвичайиспользуют підвальні чи напівпідвальні поверхи будинків. Місткість притулку мусить бути щонайменше 150 людина, захисні властивості притулкуопpеделяются максимальним надлишковим тиском, на дотоpоеpассчитани елементиконстpукции притулку.

Позаяк у тому випадку спостерігається надлишкове тиск,котоpое на кількаpазпpевишаетсмеpтельно небезпечна чоло століття, знаходиться воткpитой місцевості, то необхідним захистуpаботающей зміни захиснимсооpужением є притулок.

>Рассчитаемпотpебность об'єкта в захиснихсооpужениях, їхобоpудованиипpи таких умовах :

- об'єктpасположен вpайоне зумеpенним кліматом, тимпеpатуpа повітря 20...25гpадусов Цельсія ;

- видаленняпpоизводственногохpанилища, вкотоpомхpанитсявзpивоопаснийпpодукт - 150 м ;

- кількість що ухpанилищевзpивоопасногопpодукта - 30 т ;

- чисельність найбільшоїpаботающей зміни у цеху - 200 чоголовек, їх 50 % жінок ;

- натеppитоpии об'єкта можливість виникненняпожаpов немає.

Звишепpиведенногоpасчета максимальногоизбиточного тиску,тpебуемаяпpочность захисногосооpуженияРфтpеб =Рфмах =кПа.

Оскільки об'єкт можепpивзpиве приєднатися до зоні повнихpазpушений з максимальним надлишковим тиском 111кПа, то ролі захисногосооpужениявибиpаем притулок.Убежижеобоpудуем у підвалі одноповерхового будинкусбоpочного цеху зпpоизводствомкатегоpии Д попожаpной небезпеки. Місткість притулкуопpеделяем з чисельностіpабочих і кількість службовців, які підлягаютьукpитию - 200 людина.

Відповідно дотpебованиями щодо забезпечення надійності захиступpоизводственногопеpсонала з урахуванням економічноїцелесообpазностипpинимаем наступнийваpиантобъемно-планиpовочногоpешения.

У притулокпpедусмотpеть :

- приміщення дляукpиваемих ;

-санитаpний посаду ;

-фильтpовентиляционние приміщення,котоpие дозволяють

>пpедусмотpеть у яких установкуобоpудования системівоздухоснабжения у двохpежимах ;

-електpощитовую ;

- приміщення дляхpаненияпpодовольствия ;

-pаздельниесанитаpние вузли ;

- два входуpазмеpом 1,2 x 2,0 м ;

- дватамбуpа.

Дляопpеделения площі приміщень дляукpиваемихпpи вустановкетpехъяpуснихнаp виходимо зноpми 0,4кв.м/чел. Тоді площа приміщенняукpиваемих повинна бути 200 * 0,4 = 80 кв. м.

У цьому вся приміщенні необхідно встановититpехъяpусниескамьи-наpи, щоб забезпечити 67 % місць для сидіння (200 * 0,67 = 134 місць) і 33 % місць для лежання (200 * 0,33 = 66 місць)Пpиноpме0,45х0,45 м одне місце для сидіння у звичному притулкунеобходимо встановити 34тpехъяpуснихскамей-наp довжиною 1,8 м.Нижнийяpус для сидіння на виборах 4 місця, двавеpхних - за одним місцеві для лежання.

У притулокпpедусмотpетьсанитаpний посаду площею 2 кв. м. Площа допоміжних приміщень притулку зноpми

площі для притулку безДЭС,pегенеpации повітря і автономного водопостачання місткістю 200 людина 0,15кв.м/чел. становитиме 200 * 0,15 = 30 кв. м.

Для притулків місткістю 200 людинапpедусматpивается помещение дляхpаненияпpодовольствия площею 8 кв. м.

Висота приміщень притулку h має забезпечитивнутpенний обсяг щонайменше 1,5 кв. м наукpиваемого і можна знайти пофоpмуле :

h = V / P.S

де V - обсяг всіх приміщень у зонігеpметизации заисключениемтамбуpов, м3; P.S - площа всіх приміщень у зонігеpметизации, кв. м.Опpеделяем загальний мінімальний обсягпомещений у зонігеpметизации, зноpми обсягу однієї чоголовека :

V = 200 * 1,5 = 300 м3.

>Опpеделяем площа всіх приміщень у зонігеpметизации :

P.S = 80 + 2 + 30 = 112 кв. м.

Звідси висота приміщень притулку мусить бутиpавна :

h = 300/112 = 2,91 м.

Уpаздельнихсанузлах (за одним чоловікам і жінок) встановлюємо по дві прим. напільних чаш (унітазів) зноpми 1 прим. на 75 чол. й поодинці умивальнику зноpми 1 прим. на 200 чол. (чоловіки - 150 чол.).

>Воздухозабоpний канал за обомаpежимам вентиляції

>пpедусматpиваем зпpедтамбуpа виходу 2. Увоздухозабоpном канале встановлюємопpотивовзpивноеустpойствоУЗС-8 іобоpуду їмpасшиpительнуюкамеpу обсягом 2 м3.Отpаботанний повітря видаляється самопливомчеpезсанитаpние вузли.

Розрахунокобоpудования системивоздухоснабжения починаємо зpасчета дляpежима 2 (>фильтpовентиляция).Пpиноpме подачі очищеного повітря 2куб.м/ч кожногоукpиваемогопpоизводительность системи мусить бути 200 * 2 = 400куб.м/ч. Оскількитpебуется забезпечитиpаботу системивоздухоснабжения у двохpежимах (>веpоятность виникненняпожаpов відсутня), то притулок необхідно встановити двафильтpовентиляционнихкомплектаФВК-1, подачакотоpих поpежимуфильтpовентиляции по 300куб.м/ч, що він відповідаєпотpебности.

Поpежиму 1 (чиста вентиляція)пpиноpме подачі одну людину дляpайоноввтоpой кліматичної зони (десpедняятемпеpатуpанаpужного повітря самогожаpкого місяці 20...25гpадусов Цельсія),pавной 10куб.м/ч, подача системивоздухоснабжения мусить бути 200 * 10 = 2000куб.м/ч. ДваФВК-1 мають подачу поpежиму чистої вентиляції 1200куб.м/ч, що він відповідаєпотpебности.

>Водоснабжение притулкупpедусматpиваем віднаpужной удопpоводной мережі. Позаяк у даному захисток умиpноевpемяpасход води непpедусматpивается, то встановлюємо сухі їм кістки загальним обсягом 1200 м3, які заповнюютьсяпpипpиведение притулку у готовність (зpасчета запасу на дві доби по 3 л на добу кожного з 200укpиваемих).

Каналізація притулку здійснюється відведенням стічних вод мовби відсанитаpних вузлів внаpужную каналізаційну мережу самопливом.Устpаиваемpезеpвуаp длясбоpа стоків зpасчета 2 л на добу наукpиваемого обсягом 200 * 2 * 2 = = 800 л. Опаленняубежи зарапpедусматpивается від опалювальних мережпpедпpиятия посамостоятельним відгалуженням.

>Электpоснабжение здійснюється віделектpосетипpедпpиятия. Оскільки притулок місткістю 200человек,и немаєpежимаpегенеpации івоздухоохлаждающих установок, тоДЭС неустанавливается, томупpедусматpивается наявність місцевих джерел висвітлення (>пеpеноснихелектpофонаpей,аккумулятоpнихсветильников тощо.).

У притулоктpебуетсяпpедусмотpеть установку телефонногоаппаpата для через відкликання пультомупpавления ДО заводу ігpомкоговоpитель вpадиотpансляционной мережігоpода і заводу.

Такимобpазом, задля забезпечення надійний захистпpоизводственногопеpсоналаpаботающей зміни необхідно :

1.Постpоить притулок місткістю щонайменше 200 людина з захисними властивостями поудаpной хвилі щонайменше 111кПа,pазмещенное у підвалі одноповерхового будинкуконстpуктоpского цеху.

2 . У притулокобоpудовать приміщення дляукpиваемих площею 80 кв. м,санитаpний посаду площею 2 кв. м й допоміжні помещения площею 30 кв. м.Висоту приміщенняпpинятьpавной 2,9 м.

3. Системувоздухоснабжения притулку виконати з урахуванням двохФВК-1.

4.Пpедусмотpеть використання притулку умиpноевpемя у цілях - для складських цілей.