Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовой проект вознесенский .docx
Скачиваний:
3
Добавлен:
23.09.2019
Размер:
680.64 Кб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра физико-технического контроля процессов горного производства

УДК 53.08.088:622

ЗАЩИЩЕНО

с оценкой «__________________»

профессор кафедры ФТКП

____________ А. С. Вознесенский

«_____»_____________ _______г.

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Приборы для геофизических исследований и неразрушающего контроля»

по теме:

РАСЧЁТ ПРИБОРА ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Вариант №42

Исполнитель:

студент группы ГФ-2-07 ________________ Д. Д. Щетинина

подпись, дата

Москва 2012

РЕФЕРАТ

Работа 31 с., 11 рис., 2 табл., 2 источника.

ПРИБОРЫ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ УПРУГИХ ВОЛН В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД, КАСКАД ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ НА ТРАНЗИСТОРАХ, КАСКАД УСИЛИТЕЛЯ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ, АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ФИЛЬТР БЕССЕЛЯ

Объектом курсового проектирования является измерительного устройства для целей геоконтроля, представляющего собой прибор для регистрации сейсмоакустической эмиссии в диапазоне от сотен герц до десятков килогерц.

Цель работы - разработка измерительного устройства для целей геоконтроля.

В процессе работы проводился расчёт общих параметров прибора, требования к электронному усилителю, параметров первого каскада усилителя, каскадов усилителя на микросхемах и фильтра Бесселя второго порядка.

В результате были построены: структурная схема проектируемого устройства, принципиальная электрическая схема устройства, расчётная АЧХ.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ 5

2 ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ ОБЩИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИБОРА И ТРЕБОВАНИЙ К ЭЛЕКТРОННОМУ УСИЛИТЕЛЮ 8

3 РАСЧЕТ КАСКАДОВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ 13

3.2 1 Выбор транзистора 14

3.2.2 Расчёт напряжения отсечки линеаризованной характеристики полевого транзистора 14

3.2.3 Расчёт напряжения между затвором и истоком 14

3.2.4 Расчёт сопротивления истока 15

3.2.5 Расчёт сопротивления в цепи стока 15

3.2.6 Расчёт падения напряжения на сопротивлении нагрузки стока Rс 15

3.2.7 Выбор напряжения покоя между стоком и истоком 16

3.2.8 Расчёт напряжения питания первого каскада 16

3.2.9 Расчёт падения напряжения на балластном сопротивлении 16

3.2.10 Расчёт балластного сопротивления при токе стока 16

3.2.11 Расчёт ёмкости конденсатора фильтра 16

3.2.12 Расчёт мощности рассеивания балластного сопротивления 17

3.2.13 Выбор выходного сопротивления первого каскада 17

4 РАСЧЕТ КАСКАДОВ УСИЛИТЕЛЯ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ 18

4.2.1 Выбор микросхемы по частоте единичного усиления 18

4.2.2 Выбор микросхемы по напряжению источника питания 18

4.2.3 Выбор микросхемы по частоте единичного усиления и и по напряжению источника питания 19

4.3.1 Расчёт сопротивления резистора 19

4.3.2 Расчёт величины конденсаторов 19

4.3.3 Расчёт фактической границы полосы усиливаемых частот 20

4.3.4 Расчёт элементов цепей 20

5 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ 22

6. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ И АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 31

Введение

Целью курсового проектирования является разработка измерительного устройства для целей геоконтроля, представляющего собой прибор для регистрации сейсмоакустической эмиссии в диапазоне от сотен герц до десятков килогерц.

Любое современное производство немыслимо без точного, объективного контроля технологических процессов, осуществляемого с помощью средств измерений. Последние служат также основной оценки качества продукции и проведения экспериментальных исследований, позволяющих установить количественные соотношения и закономерности изучаемых явлений.

Применение средств измерений оказывается наиболее эффективным для решения информационных задач, возникающих при управлении сложными объектами и процессами, с которым с полным основанием могут быть отнесены горные породы и породные массивы, а также многочисленные физические процессы горного производства.

Абсолютное большинство современных средств измерений строится на базе электронных приборов и устройств. Отмеченное в совокупности с требованиями соответствующей квалификационной характеристики определяет необходимость и важность изучения данной дисциплины. В данной работе спроектировано специализированное электронное измерительное средство для целей сейсмоакустического контроля и прогноза состояния массива по сигналам сейсмоакустической эмиссии.

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1.1 Наименование прибора

Прибор для регистрации высокочастотной акустической эмиссии.

1.2 Область применения

Контроль упругих колебаний в грунтах, горных породах в полевых условиях, рудниках и шахтах.

1 3 Основные технические характеристики

Таблица 1 – основные технические характеристики

Наименование параметра

Величина параметра

Размерность

Нижняя граничная частота сигнала, Fmin

200

Гц

Верхняя граничная частота сигнала, Fmax

25000

Гц

Пороговое колебательное ускорение, amin

0,2

м/с2

Динамический диапазон сигнала, D

50

дБ

Минимально допустимое отношение сигнал/шум,

8

-

Крутизна спада АЧХ, К

15

дБ/декаду

Допустимая нестабильность коэффициента усиления, ΔKt

0.1

дБ

1.4 Общие сведения, необходимые для проектирования

Акустическая аппаратура применяется для контроля и прогноза состояния массива по сигналам акустической эмиссии в диапазоне частот от сотен до тысяч Гц.

При выборе конструкций преобразователя необходимо учитывать, что для регистрации сигналов в высокочастотном диапазоне преобразователи устанавливаются с использованием резьбового соединения на штангах, зацементированных в скважинах. Возможно также закрепление первичного преобразователя в шпуре путем прижима его к стенке или торцу скважины.

В соответствии с техническим заданием, которым задается частотный диапазон и назначение прибора, необходимо выбрать типы преобразователя и регистратора.