Техническое задание

1. Цель разработки: создание устройства для индикации криогенной температуры, обладающего уменьшенной стоимостью, повышенной точностью, а также удовлетворяющего требованиям настоящего технического задания.

2. Потребительское назначение: прибор для измерения криогенной температуры.

3. Выполняемые функции: прием сигналов с термодатчиков, оцифровывание и вывод на ЖК-индикатор.

4. Технические характеристики:

• напряжение питания: +5 В;

• потребляемая мощность: Не более 4,5 Вт;

- частота входного сигнала: 10 Гц;

• диапазон измеряемой температуры: -200°С…+25°С

5. Класс объекта установки: стационарная

6. Климатическое исполнение: Умеренный (У)

7. Условия эксплуатации:

- стационарная РЭА отапливаемых помещениях;

- климатическое исполнение: умеренный (У)

- категория размещения: в помещении с естественной вентиляцией без кондиционера

• температура: Т min = +5°С; T max = +55°С;

• относительная влажность: 65 % при 20 °С;

• вибрации: диапазон частот в Гц: 10 …. 30;

• виброускорение a, м/с²: 19,6

• удары: длительность импульсов – 5 мс.

8. Перечень воздействующих факторов:

- воздействие температуры;

- пыль;

- вибрации;

- удары.

9. Конструкционные особенности: Корпус пластмассовый типа G-313. Габариты корпуса выбираются с учетом того, что устройство должно содержать клавиатуру для управления программными калибровками. Таким образом, на лицевой панели должна быть установлена клавиатура и ЖК-индикатор для вывода данных. Крепеж деталей блока должен осуществляться винтами.

10. Требования безопасности, эргономики и эстетики: Устройство должно соответствовать требованиям по обеспечению безопасности.

11. Условия хранение и транспортировка: Возможно транспортирование всеми видами транспорта в соответствующей таре.

12. Критерии качества: точность измерения.

13. Требования по надежности: наработка на отказ ≥1500 часов, относится к 3 группе по безотказности (отказ приводит к расходам на ремонт).

14. Производственные и экономические требования: вид производства – серийное.

6. Определение предварительной конструкции устройства

Проектирования современного электронного средства (ЭС), как известно, организованно в виде иерархического многоэтапного процесса с возвратными операциями. Поскольку основу конструкции ЭС составляет печатная плата (ПП), то процесс разработки ПП и его результат, в виде конструкторской документации (КД) – представляют собой одну из главных составляющих деятельности конструктора ЭС.

Согласно ТЗ на проектируемое ЭС, предполагается использование корпуса типа G313 (рис. 6.1), габариты печатной платы (согласно размерам корпуса): 132,5 X 92,5 X 2 мм.

А Б

Рис. 6.1. Эскиз корпуса проектируемого РЭС; A) Фронтальный вид; Б) Вид сбоку

Суммарная масса ЭРЭ M = , где Ri – суммарная масса всех резисторов, Сi - суммарная масса всех конденсаторов, Di - суммарная масса всех микросхем, Xi - суммарная масса всех разъёмов.

Таким образом, проведен анализ предварительной конструкции и оценены габариты печатной платы ЭС.

Острая необходимость в повышении эффективности конструкторского проектирования с одной стороны, и быстрое развитие технологий обработки информации с другой стороны, привели к возможности резко уменьшить экономические и временные затраты за счет использования новых информационных технологий проектирования. В условиях применения современных технологий проектирования ЭС процесс представляется в виде нескольких этапов.

Первым является задание принципиальной схемы ЭС в систему проектирования. В данном случае используется система EAGLE-CAD, её графический редактор Schematic и библиотеки элементов .lib .

САПР EAGLE-CAD выбран потому, что при небольших системных требованиях, он имеет удобный интерфейс, а так же богатую библиотеку современных компонентов. EAGLE-CAD поддерживает горячую связь между редактором схем EAGLE-CAD Schematic и топологическим трассировщиком EAGLE-CAD PCB, что позволяет избежать ошибок при добавлении новых элементов в электрическую схему.

Далее следуют два тесно связанных этапа – компоновка (размещение) компонентов на ПП и разводка (трассировка) электрических связей согласно принципиальной схеме. Именно указанные действия являются самыми трудоемкими при «ручном» проектировании до введения автоматизации действий.

Заключительный этап проектирования представляет собой подготовку КД в виде двух чертежей:

• Чертеж детали (плата печатная);

• Сборочный чертеж ПП, с соответствующей спецификацией.

Как показывает опыт, для указанных целей могут быть применены разные пакеты программ. Наиболее часто пользуются пакетом AutoCAD, поэтому. Кроме того, комплексы

EAGLE-CAD и AutoCAD информационно могут быть объединены за счет возможности экспортирования описания результата проектирования из EAGLE-CAD в систему AutoCAD.

Далее в схемах даются наиболее важные сведения о схемах электрических принципиальных электронных средств, чертеже платы печатной, сборочном чертеже ПП и этапах их разработки с помощью указанных программных компонентов.

1. Схема электрическая принципиальная

Для представления информации об электронном средстве используют различные описания в виде схем: схема электрическая структурная, схема электрическая функциональная, схема соединений и др. В данном случае рассматривается разработка схемы электрической принципиальной, как наиболее полно описывающей ЭС.

Важный этап проектирования ЭС состоит в получении схемы устройства.

Принципиальная электрическая схема определяет полный состав элементов и связи между ними, дает детальное представление о принципах работы изделия и возможности контроля электрических процессов в нем. При оформлении схемы согласно нормам ЕСКД необходимо учитывать определенные правила и рекомендации. Некоторые из них представлены ниже. Элементы схем показываются установленными стандартами ЕСКД условными графическими обозначениями. Характеристики входных и выходных цепей, адреса их внешних подключений рекомендуется записывать в таблицы. Таблицы помещают вместо условных графических обозначений входных и выходных элементов – соединителей, плат и т.д.

Всем элементам изделия, изображенным на схеме, присваиваются позиционные обозначения, содержащие информацию о виде элемента и его порядковом номере в пределах данного вида. Позиционное обозначение состоит в обычно из трех частей, имеющих самостоятельное смысловое значение:

• в первой части указывают вид элемента (например: R – резистор, C – конденсатор и т.д.);

• во второй – порядковый номер элемента в пределах данного вида (например: R1, R2, … , C1, C2);

• в третьей части допускается указывать соответствующее функциональное назначение в виде буквенного кода (например: C1I - интегрирующий).

Порядковые номера обычно присваивают, считая, как правило, сверху вниз в направлении слева направо. Позиционные обозначения проставляют рядом с условным графическим обозначением элементов с правой стороны (R10) или над ними (R8). Все сведения об элементах, входящих в состав электронного средства и представленных на схеме, записывают в перечень элементов, который помещают на первом листе схемы или выполняют в виде

самостоятельного КД. В графах перечня указывают следующие данные:

• позиционное обозначение элемента;

• наименование элемента в соответствии документам, на основании которого этот элемент применен;

• технические данные элемента, не содержащие в его наименовании.

Элемент записывают в перечень группами в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений.