- •Isbn 5-06-004038-0 © гуп «Издательство «Высшая школа», 2001
- •Часть 1 7
- •Часть 2 85
- •Часть 3 121
- •Часть 4 161
- •Часть 5 автоматизация производства эвм 240
- •Предисловие
- •Часть 1 конструирование средств измерительной и вычислительнойтехники
- •1. Общие сведения
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Факторы, влияющие на работоспособность вт
- •1.3. Показатели конструкции вт
- •2. Разработка вт
- •2.1. Организационные вопросы разработки вт
- •2.2. Единая система конструкторской документации
- •3. Требования, предъявляемые к конструкции
- •3.1. Конструктивная преемственность
- •3.2. Технологичность
- •3.3. Точность
- •3.3.1. Выбор конструкций и ограничение их разнообразия
- •3.3.2. Ошибки параметров конструкций
- •3.3.3. Расчет отклонений параметров конструкции
- •3.3.4. Вероятностный метод расчета отклонения параметров
- •3.4. Надежность
- •3.4.1.Критерии надежности
- •3.4.2. Методы обеспечения и повышения надежности
- •3.4.3. Расчет надежности
- •3.5. Экономичность
- •3.6. Эргономичность и эстетичность
- •3.7. Патентоспособность
- •4. Защита конструкций от внешних воздействий
- •4.1. Механические воздействия
- •4.1.1. Методы расчета и анализа вибраций
- •4.1.2. Метод расчета на виброустойчивость
- •4.1.3. Амортизация нестационарных вт
- •4.2. Охлаждение вт
- •4.2.1. Передача теплоты в электронных устройствах
- •4.2.2. Основные теплофизические задачи, возникающие при конструировании вт
- •4.3. Атмосферные воздействия
- •4.3.1. Защита покрытиями
- •4.3.2. Защита герметизацией
- •4.4. Воздействия электрического характера
- •4.4.1. Причины возникновения помех
- •4.4.2. Электрические связи между элементами в вт
- •4.4.3. Помехи при соединении элементов вт «короткими» связями
- •4.4.4. Помехи при соединении элементов «длинными» связями
- •4.4.5. Помехи в каналах связи
- •4.4.6. Методы снижения паразитных связей
- •4.4.7. Методы защиты от помех
- •4.5. Временная нестабильность
- •5. Автоматизированное конструирование вт
- •5.1. Современное состояние сапр электронных устройств
- •5.2. Функциональные возможности и структура системы p-cad
- •5.3. Организация работы с системой p-cad
- •1.2. Принципы создания сапр
- •1.3. Виды обеспечения сапр
- •1.4. Классификация сапр
- •1.5. Стадии проектирования
- •1.6. Способы организации процесса проектирования
- •2. Математическое обеспечение сапр
- •2.1. Математические модели
- •2.2. Методика составления математической модели
- •2.3. Методы получения моделей элементов вычислительных систем
- •3. Математические модели функционально-логического этапа проектирования вс
- •3.1. Математические модели схем
- •3.1.1. Модель схемы в виде неориентированного мультиграфа
- •3.1.2. Модель схемы в виде ориентированного мультиграфа
- •3.1.3. Представление схемы гиперграфом и ультраграфом
- •3.2. Математические модели монтажного пространства
- •3.3. Последовательные алгоритмы структурного синтеза
- •3.5. Задача размещения
- •3.6. Задача трассировки
- •3.7. Выбор критериев оптимальности
- •3.7.1. Частные критерии
- •3.7.2. Аддитивные критерии
- •3.7.3. Мультипликативные критерии
- •3.7.4. Минимаксные критерии
- •3.8. Оценка значений весовых коэффициентов
- •Заключение
- •Часть 3 техническое, программное и интеллектуальное обеспечение сапр вычислительных систем
- •1.Техническое обеспечение сапр
- •1.1.Организация технических средств сапр
- •1.2. Режимы работы ктс сапр
- •1.3. Технические средства машинной графики
- •1.4. Специализированные сопроцессоры
- •1.5. Речевые устройства для оперативной связи проектировщика
- •1.6. Вычислительные сети сапр
- •2. Информационное обеспечение сапр
- •2.1.Базы данных в сапр
- •2.2. Проектирование баз данных
- •2.3. Модели данных
- •2.3.1. Реляционная модель данных
- •2.3.2. Иерархическая модель данных
- •2.3.3. Сетевая модель данных
- •2.4. Система управления базами данных
- •2.4.1. Категории баз данных
- •2.4.2. Сетевая база данных
- •2.4.3. Реляционная база данных
- •3. Принципы организации сапр с элементами искусственного интеллекта
- •3.1. Анализ современных требований к сапр
- •3.2. Архитектура интеллектуальных сапр
- •3.3. Количественные и качественные характеристики интеллектуальных сапр
- •3.4. Моделирующая интеллектуальная сапр
- •3.5. Синтезирующая интеллектуальная сапр
- •3.6. Методы структурного и параметрического синтеза
- •3.6.1. Общая характеристика методов синтеза
- •3.6.2. Методы структурного синтеза
- •3.6.3. Параметрический синтез
- •Заключение
- •Часть 4 технология, экология и надежность эвм
- •1. Проектирование технологических процессов
- •1.1. Понятия и определения технологических процессов
- •1.2. Порядок проектирования технологического процесса
- •1.2.1. Виды технологических процессов
- •1.2.2. Виды технологических баз
- •1.2.3. Виды контроля
- •1.3. Технологическая документация
- •1.4. Технологическая подготовка производства
- •1.4.1.Технологичность элементов и деталей эвм
- •2. Методы обработки изделий эвм
- •2.1. Электроэрозионные методы обработки
- •2.1.1. Электроискровая обработка
- •2.1.2. Метод электроискровой обработки непрофилированным (проволочным) электродом
- •2.1.3. Анодно-механическая обработка
- •2.2. Лучевые методы обработки
- •2.2.1. Электронно-лучевая обработка
- •2.2.2. Светолучевая обработка
- •2.3. Обработка ультразвуком
- •2.4. Электрохимическая обработка
- •2.4.1. Анодно-гидравлическая обработка в проточном электролите
- •2.5. Обработка плазмой
- •3. Защитные покрытия
- •3.1. Виды покрытий
- •3.2. Металлические покрытия
- •3.3. Лакокрасочное покрытие
- •3.4. Контроль покрытий
- •4. Технология производства печатных плат
- •4.1. Механическая обработка печатной платы
- •4.2. Получение рисунка печатной платы
- •4.2.1. Фотопечать
- •4.2.2. Трафаретная печать (сеткографический метод)
- •5. Экология производства эвм
- •5.1. Источники и виды загрязнений окружающей среды при производстве эвм
- •5.1.1. Сточные воды при производстве эвм
- •5.1.2. Энергетические загрязнения
- •5.2. Основные меры по защите окружающей среды
- •5.3. Защита атмосферы
- •5.4. Очистка сточных вод
- •5.5. Очистные сооружения предприятия,
- •5.6. Обработка твердых отходов
- •6. Обеспечение надежности эвм и систем
- •6.1. Основные характеристики и параметры надежности
- •6.2. Структурная надежность
- •6.3. Структурные методы повышения надежности эвм
- •6.4. Информационные методы повышения надежности эвм
- •6.5. Повышение надежности передачи информации в эвм с помощью волоконно-оптических линий связи
- •Часть 5 автоматизация производства эвм
- •1. Основные элементы автоматизированного производства
- •1.1. Системные принципы создания гибких автоматизированных производств, общие направления автоматизации
- •1.2. Микропроцессорные вычислительные устройства в сенсорных системах роботов
- •1.2.1. Методы и алгоритмы видеоанализа
- •1.2.2. Программно-аппаратные средства реализации систем технического зрения на базе микроЭвм
- •1.2.3. Специализированные видеопроцессоры для обработки и анализа изображений -
- •Заключение
- •1.3. Промышленные роботы микроэлектроники
- •1.3.1. Манипуляторы промышленных роботов
- •2. Локальные вычислительные сети в гап
- •2.1. Архитектура вычислительных систем для гап
- •2.2. Принципы построения малых лвс
- •2.3. Основы моделирования лвс
- •2.4. Общий критерий качества
- •2.5. Гибкие технологические системы изготовления и сборки элементов эвм
- •2.5.1. Производственные системы изготовления печатных плат
- •2.5.2. Производственная система изготовления радиоэлектронных модулей
- •2.5.3. Промышленные роботы для автоматизированного производства
- •3. Микропроцессорные вычислительные устройства в системах управления пр
- •3.1. Системы управления пр
- •3.1.1. Классификация системы управления пр
- •3.2. Архитектура управляющих вычислительных комплексов
- •3.3. Программирование вычислительных устройств в ртк 3.3.1. Методы программирования пр
- •3.3.2. Примеры робото-ориентированных языков программирования
- •Список литературы
4.3. Атмосферные воздействия
Защита конструкций от атмосферных воздействий предполагает защиту от влаги, солнечной радиации, биологической среды, пыли, атмосферного давления. Уменьшение влияния указанных воздействий на ВТ, его блоки, сборочные единицы и детали может быть обеспечено следующими мероприятиями:
разработкой конструкций с применением таких материалов, которые не изменяют своих свойств от внешних воздействий (нержавеющие стали, бронзы, титановые сплавы, специальные пластмассы и т. п.);
покрытием и пропиткой деталей и сборочных единиц специальными смолами, лаками, металлом или его оксидами;
полной изоляцией ВТ, блока или сборочной единицы от внешней среды (герметизация) путем заливки, обволакивания и заключения их в герметизированный корпус.
4.3.1. Защита покрытиями
Защита деталей ВТ от внешних воздействий может быть осуществлена следующими методами: а) негальваническими (металлических и неметаллических); б) химическими; в) гальваническими.
Негальванические покрытия. К металлическим покрытиям относятся: вакуумное испарение практически любым металлом и почти на любые подложки (толщина слоя зависит от скорости и времени испарения вещества); катодное распыление (перенос металла с катода на анод при тлеющем разряде в газах); горячее распыление (расплавленный металл распыляется сжатым газом, толщина пленки от 30 мкм до нескольких миллиметров), которым можно нанести любое металлическое покрытие на поверхность любого материала. К неметаллическим покрытиям относятся лакокрасочные, которые представляют собой пленкообразующие вещества, наносимые в один или несколько слоев на защищаемую поверхность. Такие покрытия химически более инертны, чем металлические, но имеют меньшую механическую прочность.
Химические покрытия. К ним относятся оксидирование, пассивирование, фосфатирование, азотирование, анодирование.
Оксидирование бывает щелочное, бесщелочное и химическое. Щелочное оксидирование выполняется в горячих концентрированных растворах щелочей в присутствии различных окислителей (температура процесса 140—145°С, время выдержки 60—90 мин в зависимости от процентного содержания углерода в стали). Бесщелочное (кислотное) оксидирование стальных деталей образует защитную пленку порядка 15 мкм из фосфатов кальция и оксидов железа. Химическое оксидирование алюминия и его сплавов ведут в растворах, содержащих щелочь и хроматы щелочных металлов. Оксидирование меди и ее сплавов происходит в щелочно-сульфатных растворах.
Пассивированием называется образование очень тонких оксидных пленок на цветных металлах с участием оксидов хрома. Пассивирование производят в подкисленном растворе хромпика.
Фосфатирование является химической реакцией, при которой происходит кристаллизация фосфатов на поверхности, причем в реакции участвует металл основания.
Азотирование состоит в насыщении поверхности стальных деталей азотом в потоке аммиака при температуре 500—650°С.
Анодированием называется процесс образования оксидной пленки на поверхности алюминия и его сплавов в электролитах под действием тока. Это покрытие применяется для защиты от коррозии, для создания электроизоляционной пленки и повышения износоустойчивости поверхностного слоя. Анодированные изделия могут окрашиваться в любой цвет органическими и специальными красителями.
Гальванические покрытия. Толщина покрытия выбирается в зависимости от материала покрытия: для бронзового, кадмиевого, латунного, никелевого, серебряного, хромового составляет от 1 до 60 мкм, для золотого, палладиевого, платинового и родиевого — от 0,25 до 12 мкм.
Никелевое покрытие характеризуется хорошими антикоррозионными свойствами. На черные металлы оно наносится обычно на подслой меди или никеля. В этом случае толщина покрытия составляет 0,5—0,6 мкм.
Цинковое покрытие имеет сравнительно низкие твердость и стойкость в атмосфере, насыщенной морскими испарениями. Применяется для черных металлов. Слой цинка выдерживает вальцовку и гибку, но плохо поддается сварке и пайке.
Кадмиевое покрытие устойчиво в морской воде. Защитные свойства кадмия, как и цинка, зависят от толщины покрытия, которая составляет 10—20 мкм. Кадмиевое покрытие по меди хорошо поддается пайке и применяется в условиях тропического климата.
Серебрение применяют для защитных целей, улучшения электропроводности и облегчения пайки, уменьшения переходного сопротивления контактируемых поверхностей. Серебрению подвергаются детали из меди и ее сплавов.
Золочение характеризуется высокой химической стойкостью в условиях повышенной влажности и агрессивных средах. Применяется для ответственных контактных деталей, изготовленных из меди и ее сплавов. Это покрытие очень мягкое. Для повышения твердости применяют золочение с добавкой 0,17% никеля.
Родирование используется для защиты от коррозии ответственных наружных деталей, а также для предохранения от потускнения серебряных и никелевых покрытий. Эти покрытия обладают высокой твердостью, отражательной способностью и не окисляются на воздухе до 1100°С.