2 Используемые приборы и оборудование

Для проведения настоящей лабораторной работы требуется следующее,

лабораторное оборудование:

• блок сопряжения персональной ЭВМ, используемый в качестве макета;

• электронный вольтметр;

• соединительный кабель для электрического соединения вольтметра и макета;

• измерительный щуп с датчиком температуры к вольтметру;

• измерительная линейка.

Таблица 3 - Технические характеристики вентиляторов

Тип вентилятора	Произ-води-тель-ность, м3/ч	Стати-ческое давле-ние, н/м2	Частота вращения, об/мин	Потреб-ляемая мощ-ность, Вт	Уро-вень шума	Габариты, мм	Электропитание
1,25ЭВ-2,8-6-3270	240	50	2800	25	65	140х140х52	одно и трех-фазное 220 В
1,0ЭВ-1,4-4-3270	100	30	2800	15	60	110х110х43	-//-
ПРЯМОТОЧНЫЕ
ЕСТ001/0007	120	60		18	60	160х160х115	-//-
ЕСТ001/0006	240	60		36	62	386х200х188	Одно-фазное 220 В
ДИАМЕТРАЛЬНЫЕ
ЕСТ001/0005	140	60		70	72	386х200х188	Трех-фазное 220 В

Блок сопряжения персональной ЭВМ конструктивно содержит трансформаторный блок питания для питания электронной части. Электронная часть реализована в виде объединительной панели (корзины) о установленными на ней горизонтально ячейками. Для проведения лабораторной работы в конструкцию блока внесены следующие доработки:

- на нескольких наиболее термочувствительных ИМС ячеек установлены датчики температур, выходы последних коммутируются на разъемный соединитель, расположенный на лицевой панели (рис.13).

В качестве датчиков температур в измерительном щупе, а также в макете блока использованы кремниевые малошумящие транзисторы в диодном включении, для которых падение напряжения при прямом токе (около 100 мкА) является линейной функцией от температуры диода. Для используемых транзисторов в диапазоне температур (30-100 С) линейный коэффициент равен порядка 2,06 мВ/град. Для коммутации выводов датчиков температуры на разъемный соединитель на лицевой панели установлен галетный переключатель;

• на правой обшивке каркаса ив оргстекла имеется ряд круглых отверстий. Последние используются для обеспечения контакта измерительного щупа с радиаторами блока питания;

• схема макета позволяет на короткое время (не более 5 минут) отключать вентилятор системы охлаждения, для чего на лицевой панели блока справа расположен тумблер;

Некоторые технические характеристики макета и его составных частей приведены в табл. 4.

3 Порядок выполнения работы

Изучить теоретические сведения, технические и справочные данные макета, инструкции по использованию электронного вольтметра.

Составить графическую тепловую модель макета, определить параметры эквивалентных нагретых вон (геометрические размеры, коэффициенты заполнения, площади поверхностей и т. д.) и их вложенность, а также наиболее чувствительные к температуре элементы (по справочным данным на тины ИМС, на которых установлены датчики температур).

Составить теоретическую эквивалентную схему для теплового расчета с определением выражений для оценки тепловых сопротивлений.

Подключить измерительный щуп к электронному вольтметру. Включить вольтметр и прогреть его в течение 20 минут.

Измерить и записать значение температуры окружающей среды. Включить макет и быстро провести измерения во всех заданных точках нагретых зон и корпуса. Для этого коммутировать на вольтметре по очереди измерительный щуп и соединительный кабель. Те же измерения повторить черев 10, а затем 20 минут. Данные измерений записать. Тумблером (3) ( рис. 13) на 5 минут отключить 1 вентилятор и снять показания значений температур во всех заданных точках.

Рисунок 13 - Упрощенная схема компоновки лабораторного макета-1 - разъемный соединитель; 2 - галетный переключатель датчиков температур; 3 - тумблеры отключения вентиляторов; 4 - кнопка включения сети питания; 6 - отверстие для измерительного щупа; 6 -блок питания; 7 - трансформатор; 8 - радиаторы силовых транзисторов; 9 -вентиляторы; 10 - блок ячеек; 11 - ячейки о датчиками температур; 12 - гнездо для подключения осциллограф

Технические характеристики блока

Габаритные размеры блока сопряжения, мм 413x488x116

Габаритные размеры корзины с ячейками, мм 270x290x80

Блок позволяет устанавливать 4 платы типоразмера,

Мм 280x240x12

или 8 плат типоразмера', мм 240x135x12

Размеры блока питания, мм 176x392x96

Напряжения питания ИМС и полупроводниковых

приборов, В +5,+12

Номинальный (максимальный) ток , потребляемый блоком сопряжения, А:

по номиналу "+5 В" 8 (18)

по номиналу "+12 В" 0. 8 (2)

Мощность, Вт, потребляемая:

• блоком ячеек (суммарная) 24

• ячейкой с датчиком 1 наИМС К16БИРЦ0. 41 Вт) 1.8

• ячейкой с датчиком 2 на ИМС. КР666РТ6(0. 95 Вт) 2.5

• ячейкой с датчиком 3 на ИМС. К1ББИЕ6(0. 325 Вт) 1.9

• ячейкой с датчиком 4 на ИМС. КРВЗ 1ЛАЗ(0. 6 Вт) 2.3

• ячейкой с датчиком 6 на ИМС. КРБ66РТ6( 0. 96 Вт) 2.5

• ячейкой с датчиком 6 на ИМС. КРБ66РТб(0. 96 Вт) 2.8

Расстояние, мм, от вентилятора до датчика No. :

1 95

2 140

3 140

4 ПО

5 220

6 280

Тип установленных вентиляторов ВВФ-71

(табл.1)

По полученным экспериментальным данным для всех точек построить

графики нагрева элементов конструкции и корпуса во времени.

Для точки измерения температуры, указанной преподавателем, по полученным экспериментальным данным вручную рассчитать тепловой режим макета, имитируя естественное охлаждение, а также для случая принудительного охлаждения. Проверить правильность выбора вентиляторов.

Расчеты оформить в соответствии с ГОСТ ЕСКД.

Задокументировать и проанализировать полученные результаты, сравнив расчетные данные с экспериментальными. Сделать выводы по обеспечению теплового режима блока ПЭВМ в соответствии с графиком тепловой напряженности (рис.3 ).

Все полученные в ходе работы данные свести в таблицы, которые утвердить у преподавателя.

4 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной' работе в обязательном порядке должен содержать:

• цель работы;

• краткие теоретические сведения;

• эскиз конструкции блока ПЭВМ (макета);

• графическое представление тепловой модели блока;

• эквивалентную тепловую схему блока;

• результаты и графики экспериментальных измерений;

• расчеты теплового режима блока, выполненные в соответствии с ГОСТ ЕСКД;

• выводы по работе.

5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Назовите основные отличия нестационарного теплового режима от стационарного.

Какими параметрами характеризуется реальная нагретая зона?

Как понимать иерархию и вложенность нагретых вон?

Когда тепловой режим изделия ЭВС считается нормальным?

Когда тепловой режим элемента будет нормальным?

Какими параметрами можно охарактеризовать тепловую напряженность конструкции ЭВС?

Какими параметрами можно охарактеризовать эквивалентную нагретую зону?

Укажите вид универсального соотношения для описания теплообмена в конструкциях ЭВС.

От каких факторов зависит теплообмен конвекцией?

Зачем нужны безразмерные коэффициенты конвекции?

Как оценивается тепловое сопротивление при конвекции?

Как оценивается коэффициент теплообмена излучением и тепловое сопротивление при излучении?

Как оценивается тепловое сопротивление при теплопроводности?

В чем заключается использование метода электроаналогии?

Чем различается теплонагруженность и теплонагруженные блоки?

Меры конструктора по интенсификации процесса естественного охлаждения конструкций.

Меры конструктора по интенсификации процесса искусственного охлаждения конструкций.

Назовите основные особенности расчета теплового режима блока с естественным воздушным охлаждением.

Назовите основные особенности расчета теплового режима блока с принудительным воздушным охлаждением.

Назовите особенности расчета рам и стоек с принудительным воздушным охлаждением.

Назовите особенности методики выбора вентиляторов для системы принудительного воздушного охлаждения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шерстнев В. В. Конструирование и микроминиатюризации '.ЭВА| Учебник для ВУЗов. -М.: Радио и связь, 1984. -272 с.

2. Роткоп Л. Л. , Спокойный Ю. К. Обеспечение тепловых режимов, при конструировании ЮЛ. М. : Радио и связь, 1985. -230с.

3. Дульнев Г, Н. Тепло и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре: Учебник для ВУЗов. - М: Высшая школа, 1984. - 247 с.