Реферат: Счетчик воды ультразвуковой

  Анализработы устройства.                      

 

1. Назначение и область использования.

1.1.Счетчик воды ультразвуковой “Расход-7” предназначен для измерения объема транспортируемой потрубопроводам холодной воды, а также других однофазных жидкостей.

1.2.Счетчик состоит из преобразователя расхода ультразвукового (ПР), прибораизмерительного (ПИ) и линии связи ПИ и ПР.

1.3.   Счетчикимеет двадцать четыре модификации в зависимости от диаметра условного прохода(Ду) ПР и условного давления (Ру).

1.4.   ПРсчетчика имеет маркировку взрывозащиты “Oexia 2CT6” ВКОМПЛЕКТЕ “РАСХОД-7”, соответствуеттребованиям ГОСТ 22782.0-81, ГОСТ 22782ю5-78 и предназначен  для         установки  во взрывоопасных зонах помещения и наружных установоксогласно гл. 7.3. действующих ПУЭ и другим директивным документам, регламентирующимприменение  электрооборудования во взрывоопасных зонах.ПИ счетчика с входными искробезопаснымицепями уровня “ia”  выполнен в соответствии с ГОСТ22782.5-78, имеет маркировку взрывозащиты  “Exia2C” и предназначен для установки вне взрывоопасных зон.

2. Основные характеристики и параметры.

2.1Метрологические параметры.

2.1.1.Диапазоны изменения объемного расхода измеряемой жидкости в зависимости отмодификации счетчика приведены в табл.1.

2.1.2.Пределы допускаемой основной погрешности счетчика ±1.0%от измеренного объема при проверке по калиброванному резервуару, по ТПУ, пообразцовому счетчику и ±1.5 при проверке по теоретической методике.

Примечание.Указанная точность обеспечивается с кратностью не более 10, выбираемом изобщего диапазона расхода, для каждого диаметра ПР.

2.1.3.ПИ счетчика имеет выходные сигналы:

частотныйот 0.1 до 100Гц;

аналоговый0-5мА, с приведенной погрешностью преобразования “частота-ток” не более 1.0%.

2.1.4.Счетчик удовлетворяет требованиям пп.2.1.1, 2.1.2 при следующих условиях:

температураокружающего воздуха плюс 20±5 С° ;

относительнаявлажность от 30 до 80%;

атмосферноедавление от 86 до 106.7 кПа;

отклонениенапряжения питания от номинального значения не выше ±2%;

отклонениечастоты переменного тока сети ±1%;

отклонениетемпературы измеряемой жидкости в процессе проверки в пределах ±2С°.

 

Эксплуатационные характеристики

2.2.1.Тип прибора – суммирующий.

2.2.2.ПИ выполнен в корпусе для щитового монтажа по ГОСТ 5944-74.

2.2.3.Электрическая прочность изоляции между отдельными цепями и между этими цепями икорпусом ПИ и ПР выдерживает в течении 60 с действие испытательного напряженияпеременного тока синусоидальной формы частотой 50 Гц действующим значением

дляПИ – 1500 В, в том числе между цепями «сеть– искробезопасные цепи»,«сеть – земля»",«искробезопасные цепи – земля»;

дляПР – 500В.

2.2.4.     Электрическое сопротивление изоляции между отдельнымиэлектрическими цепями и между этими цепями и корпусом ПИ и ПР не менее:

        для ПИ – 40 МОм;

        для ПР – 20 МОм;

Показателинадежности.

2.3.1.Вероятность безотказной работы за время 2000ч Р/>=0.98.

 Условияэксплуатации.

1.5.1.Измеряемая среда – перекачиваемая  в напорных трубах вода или другая однороднаяжидкость со следующими параметрами:

диапазонизменения температур температуры от плюс 4 до плюс 50 С;

диапазонизменения давления в поцессе эксплуатации от 0.1 до 2.5 Мпа.

1.5.2.Температура окружающей среды, С:

дляПИ от плюс 10 до плюс 35;

дляПР от минус 60 до плюс 40.

1.5.3.Параметры питания:

напряжениеоднофазной среды переменного тока (220) В;

частота(50±1)Гц.

Потребляемаямощность – не более 50 Ва.

1.5.4.Допускаемая вибрация частотой до 25 Гц с амплитудой 0.1 мм.

Составсчетчика.

1.Основные составные части счётчика:

ПИ;

ПР;

Кабель РК 50-2-11,2 *150 м, не более, ( длина кабеля устанавливается по согласованию с заказчиком ).

2.Основные составные части ПИ:

ППИ;

ПВИА;

плата стабилизаторов;

плата выпрямителей;

трансформатор;

УИ-2 шт.;

блок масштабирования ;

плата масштабирования;

индикатор мгновенного расхода — микроамперметр типа М2027;

счётчик суммарного расхода — счётчик электромеханическийтипа СИ 206.

3.Основные составные части ПР:

патрубок ( обозначение см. табл.1 );

ППЭ (2 штуки ).

  Анализ работы счетчика по структурной схеме.

1.   В основе принципа действия счётчика объёма Vс измеряемой жидкости лежит измерение средней скорости />с этой жидкости, протекающей через известное сечение трубопровода S за время Т.

                                  Vс= S  />/>c />T,                          (1)      

                            

                                       S = />,                             (2)/>

   D — диаметр трубопровода на участкеизмерения .

      

 Счётчик выполнен по одноканальной частотно- импульснойсхеме прямого преобразования средней скорости жидкости в измеряемую частоту. Схемаструктурная приведена на рис. 1.

  Контур преобразования скорости жидкости в измеряемуюразностную частоту (электронно -акустический тракт ) включает в себя ППИ, первую линию связи (кабель радиочастотный ), излучающий ППЭ В1 ( В2), измеряемыйпродукт, приёмный ППЭ В2(В1), вторуюлинию связи и снова ППИ.

   Одно синхрокольцо (контур) ППИ работает по потоку, второе синхрокольцо(контур)-против потока жидкости сисключением моментов совпадения во времени импульсов автоциркуляции этихсинхроколец.

  Периоды автоциркуляции по потоку (Т1) и против потока(Т2) определяются по формулам:

                  T1=/>+t1=T1o+t1,                     (3)

                  T2=/>+t2=T2o+t2,                   (4)

   где L-расстояние между зеркалами ППЭ В1, В2в акустическом канале ПР;

         с- скорость ультразвука в продукте ;

         /> — уголмежду осью акустического канала и осью ПР;

         t1(t2) — времязадержки сигнала в электронно-акустическом тракте (контуре) по              потоку (против потока ), несвязанное со временем прохождения сигнала в измеряемой жидкости.

                      L=/>,                             (5)

  где ri-величина смещения оси акустического канала от оси ПР (ri/>0-/> ).

 Величина, обратнаязначению T1(T2), является частотой автоциркуляциисинхроколец f1(f2).

Разность этих частот определяет истинное значениеизмеряемой частоты, пропорциональной среднейскорости измеряемой жидкости:

               />f=f1-f2=/>/>/>,                  (6)

             

                            /> ,                          (7)

                        

 где />скоростьпо лучу с учётом коэффициента гидродинамической поправки Br.

                                   />t=t2-t1,                                  (8)

   где />t- величина неадекватности периодов автоциркуляции при />.

 С помощью схемных решений добиваются того, чтобы  />t=0,т.е. t1=t2=t.

Тогда                  />f= ,                            (9)

Отсюда                f,                         (10)

и мгновенной расход измеряемой жидкости Q будет равен:

                   

                Q=/>f,                        (11)

В описываемом счетчике составляющая погрешности, определяемая наличием времени задержки «t» (см. формулу 11) и влиянием изменяющейся в зависимости оттемпературы продукта величины «c»значительно уменьшена.

Исключением моментов совпаденияво времени импульсов автоциркуляции синхроколец по потокуи против потока обеспечивается переносом импульса зондирования относительномомента приёма ультразвукового сигнала в одном синхрокольце на определённоевремя.

Повышение точности измерения счётчика тем, что при i-омсближении во времени импульсов двух синхроколец в синхрокольце, работающем против потока, зондированиепроизводят через время (Ti+t0) послепоступления приёмного импульса, а при (i+1)-ом сближении во времени импульсов синхроколец всинхрокольце, работающем против потока, зондирование производится через время(Т2-Ti+t0) после поступления приёмногоимпульса, где Ti-часть периода Т2,t0определяют из выражения:

 

   t0=/>,          (12)

 При наличии расхода измеряемой жидкости Т1/>T2.Поэтому с окончанием каждого из периодов автоциркуляциибудет происходить схождение импульсов автоциркуляциивстречных синхроколец на величину (шаг) Т2-Т1.Период схождения можнопредставить как:

       

                              />,                              (13)

 где       />  - количество шагов между схождениями.

В описываемом счётчике импульс автоциркуляции с периодомТ2 (против тока) за два соседних схождения переносится дважды с общим временем:

                 (Ti+to)+(T2-Ti+to)=T2+2to,                         (14)

(один перенос соответствует  />)   

Период схождения при этом должен соответственно умень-

шится и составить:

                            T=/>,                                (15)    

 Задержка to,вводимая в работу схемы, должна нейтрализовать действие составляющей «t/>»в выражениях (10), (11) и поэтому удовлетворять условию:

                    Т=/>=/>,                         (16)

 С учётом выражений (3) и (4) выражение (16) можнопредставить в виде:

   />,                  (17)

откуда получаем требуемое значение to согласно выражению (12).

Если t2-t1=0,т.е. t2=t1=t, выражение (12) упрощается, изадержка, вносимая в работу синхрокольца, работающего против потока,  должна соответствовать:

      to=/> ,                      (18)

Так,при t=5/>иТ1о=Т2о=200/>,

величинаto=2,5/>,

приТ1о=Т2о=1000/>,

величина  to=2,5/>.

 В результате величина, обратная периоду схождения Т,соответствует разности частот автоциркуляции синхроколец, т.е. из выражения(16) получается, что

  />f=/>,             (19)

Сравнивая выражения (6) и (19), можно видеть, что впоследнем отсутствует зависимость разностной частоты от скорости ультразвука «c», т.е. от температуры измеряемой жидкости.

 Измеренное19 во время Тuколичество измеряемой жидкости  (объем)   Vuопределяется как

              />/>,                     (20)

                 

                  />,                                            (21)

где  К — коэффициент преобразования счетчика;

        Nu – количествоимпульсов разностной частоты Df завремя прокачки tu  измеренногообъема Vu.

Физически коэффициент К  определяетколичество импульсов разностной частоты Df, приходящееся на  единицу  объема  измеряемой жидкости.Поэтому точность измерения объема продукта зависит от погрешности установкикоэффициента К в счетчике и изменение ее по диапазону расхода Q.

Согласно выражениям  (19) и (20) этот коэффициент равен:

                       

                  />,                             (22)

иможет быть рассчитан теоретически.

 

                    

       


3. Анализ электрической принципиальной схема.

Свыхода запоминающего устройства постоянное напряжение, пропорциональномгновенному расходу, через резистор R54 ипотенциометр R60 поступает на стрелочный индикатор PA,с движка потенциометра R61 постоянноенапряжение поступает на вход 10 ОУ А7 (РСТ). Другой вход 9 ОУ А7 подключён кдвижку потенциометра  R 48.При изменении нагрузки РСТ, ток через нагрузку остаётся постоянным, так какпри любом изменении тока через нагрузку изменяется напряжение на выходе 5 ОУ А7, которое подается на УПТ на транзисторе V31,что приводит к изменению тока в коллекторной цепи V31.Это в свою очередь приводит к изменению напряжения на базе регулирующеготранзистора V37. Сопротивление перехода эмиттер-коллектор транзистора V37 меняется таким образом, что величена тока через новуюнагрузку РСТ восстанавливается до прежней величены. Величена тока черезнагрузку устанавливается потенциометром R48.   

Элементная база.Описание.

                 

Транзисторы  КТ315Д, КТ315В.

 

Транзисторыкремниевые эпитаксально-планарные n-p-n усилительныевысокочастотные маломощные.

Предназначеныдля работы в схемах усилителей высокой, промежуточной и низкой частоты.

Выпускаютсяв пластмассовом корпусе с гибкими выводами.  Обозначение типа приводится наэтикетке. Масса транзистора не более 0,18 г.

 

Электрическиепараметры.

Граничноеусловие при Iэ=5мА не менее:

        КТ315Д, КТ315В                                                    30В

Напряжениенасыщения коллектор-эмиттер при Iк=20мА, Iб=2мА не более:

        КТ315В                                                                0,4В

        КТ315Д                                                                   1В

Напряжениенасыщения база-эмиттер при Iк=20мА,Iб=2мА не более:

        КТ315В                                                               1,1 В

        КТ315Д                                                               1,5 В

Статическийкоэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером при Uкэ=10В, Iк=1мА:

КТ315Д, КТ315В                                                  20-90

Постоянная времени цепи при обратной связи на высокойчастоте при Uкб=10B,Iэ=5мА не более:

        КТ315В                                                               500нс

        КТ315Д                                                             1000нс

Емкостьколлекторного перехода при Uкб=10Вне более:

        КТ315В, КТ315Д                                                  7 пФ

Входноесопротивление при Uкэ=10 В, Iк=мА не менее   40Ом

Выходнаяпроводимость при Uкэ=10 В, Iк=1 мАне более: 0,3мкСм

Предельныеэксплуатационные данные

Постоянноенапряжение коллектор-эмиттер при Rбэ=10кОм:

    КТ315В, КТ315Д                                                       40 В

Постоянноенапряжение база-эмиттер                              6 В

Постоянныйток коллектора:

    КТ315В, КТ315Д                                                     100мА

Постояннаярассеиваемая мощность коллектора при Т=213-298К

    КТ315В, КТ315Д                                                  150 мВт

 Температураперехода                                                393 К

Температураокружающей среды                         213 до 373К

 

                   Транзистор  КТ203А.

Транзисторкремниевый эпитаксально — планарный  p-n-pмаломощный.

Предназначендля работы в усилительных и импульсных схемах.

Выпускаетсяв металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Обозначение типа приводится накорпусе.

Массане более 0,5 г.

                

                           


Электрическиепараметры.

Граничнаячастота коэффициента передачи тока в схеме с общей базой при Uкб=5 В, Iэ=1мА, не менее:                          5МГц

Коэффициентпередачи тока в режиме малого сигнала при Uкб=5В, Iэ=1 мА  неменее                                                      9

Входноесопротивление в схеме с общей базой в режиме малого сигнала при Iэ=1 мА не более:

      приUкб=50В                                                      300Ом

Емкостьколлекторного перехода при  Uкб=5В, f=10 МГц не более                                                                               10пФ    

 Обратныйток коллектора при Uкб=Uкб макс не более:

      при Т=298                                                           1 мкА

      при Т=Тмакс                                                      15 мкА

Обратныйток эмиттера при Uэб=Uэбмакс не более        1 мкА

 

             Предельные эксплуатационные данные.

Постоянноенапряжение коллектор-база :

    при Т=213¸348 К:

      КТ203А                                                                 60 В

   при  Т=398 К:

      КТ203А                                                                 30 В

Постоянноенапряжение эмиттер-база                            30 В

Постоянныйток коллектора                                          10мА

Постояннаярассеиваемая мощность коллектора :

   при  Т=213¸348 К:                                               150мВт

   при  Т=398 К                                                         60мВт

Температураперехода                                                423 К

Температураокружающей среды                           213¸398К

                      Транзистор КТ814Б.

      Транзистор кремниевый меза-эпитакcиально-планарный  p-n-pуниверсальный низкочастотный мощный.

       Предназначен для работы в усилителях низкой частоты, операционных идифференциальных усилителях, преобразователях, импульсных схемах.

        Масса транзистора не более 1 г.

                     

Электрическиепараметры.

Граничноенапряжение при Iэ=50 мА, tи£300 мкс, Q³100не  менее:                                                                               40 В

Напряжениенасыщения коллектор-эмиттер при Iк=0,5А, Iб=0,05 А неболее                                                              0,6 В

Напряжениенасыщения база-эммитер при Iк=0,5А, Iб=0,05 А не более                                                                           1,2 В

Статическийкоэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером при Uкб=2 В, Iэ=0,15мА не менее                           40

Граничнаячастота коэффициента передачи тока при Uкэ=5В, Iэ=0,03 А неменее                                                            4МГц           

Обратныйток коллектора  при Uкб=40 В не более:

   при Тк£ 298 К                                                        50мкА

   при Тк= 373 К                                                      100 мкА

 

Предельныеэксплутационные данные.

       Постоянное  напряжение коллектор-эмиттер при Rбэ£100   Ом   50 В       

Постоянное напряжение коллектор-эмиттерпри  Iб=0            25 В

Постоянноенапряжение база-эмиттер                              5 В

Постоянныйток коллектора                                          1,5 А

Постоянныйток базы                                                   0,5 А

Температураперехода                                                 298 К

Температураокружающей среды                    от 233 до 373 К

 

 СтабилитроныКС156А, КС147А.

Стабилитроныкремневые , сплавные, малой мощности. Предназначены для стабилизацииноминального напряжения  3,3…6,8 В в диапазоне токов стабилизации 3…81 мА.

Выпускаютсяв стеклянном корпусе с гибкими выводами. Для обозначения типа и полярностииспользуется условная маркировка — голубая кольцевая полоса со стороныкатодного вывода и разноцветные кольцевые полосы со стороны анода, КС156А-оранжевая, КС147А-серая. В режиме стабилизации напряжения полярностьвключения стабилитрона обратная.

Массане более 0,3 г.     

                 

  Электрические параметры.

Напряжениестабилизации при Iст=10 мА:

    при Т=298 К

КС147А                                                   4,23 …4,7 …5,17 В

КС156А                                                   5,04 …5,6 …6,16 В

    при Т=213 К

        КС147А                                                          4…5,6 В

        КС156А                                                       4,7…6,6 В

     при Т=398 К

        КС147А                                                       3,7…5,5 В

        КС156А                                                       4,7…5,6 В

Температурныйкоэффициент напряжения стабилизации  в диапазоне температур  -60…+125 С:

        КС147А                                                -0,09…0,01%/С

        КС156А                                                       ±0,05%/С

Временнаянестабильность напряжения стабилизации  ±1%

Времявыхода на режим :

          при измерении  Uст                                           5* с

          при измерении  Uстточно                             10* мин

Постоянноепрямое напр. при Iпр=50мА, неболее            1 В

Постоянныйобратный ток при Uобр=0,7Uст не более     1*мА

Дифференциальноесопротивление, не более:

     при  Iст=10мА, Т=25С:

          КС147А                                                           56 Ом

          КС156А                                                           46 Ом

     

приIст=10мА, Т=-60¸+125 С:

          КС147А                                                           80 Ом

          КС156А                                                           60 Ом

    при Iст=3 мА%

          КС147А, КС156А                                             160 Ом

Минимальныйток стабилизации                                     3 мА

Максимальныйток стабилизации:

     при Т£+50:

          КС147А                                                            58мА

          КС156А                                                           55 мА

     при Т=+125:

          КС147А                                                           19 мА

          КС156А                                                           18 мА

Рассеиваемаямощность:

     при Т£+50С                                                       300мВт

     при Т=+125 С                                                     100мВт

Температураокружающей среды                         -60…+125 С

                    

 

 

 

Стабилитрон Д818А

        Стабилитрон кремниевый, диффузионно-сплавной, малой мощности, прецизионный.Предназначен для стабилизации номинального напряжения 9В в диапазоне токовстабилизации 3…3,3 мА  с высокими требованиями к стабильности напряжений вдиапазоне температур -60…+125 С. Выпускаются в металлостеклянном корпусе сгибкими выводами. Тип приводится на корпусе. Корпус в рабочем состоянии служитположительным электродом.

        Масса не более 1г.

 

                    Электрические параметры.

Напряжениестабилизации при Iст=10мА:

  при Т=+25 С                                              9,00…10,35 мА

  при Т=+60 С                                              8,82…10,35 мА

  при Т=+125 С                                            9,00…10,58 мА

Температурныйкоэффициент напряжения стабилизации в диапазоне температур -60…+125 С при Iс=10 мА…  0…0,020 %/С

Уходнапряжения стабилизации в диапазоне температур -60…125 С при Iст=10 мА                                             .0…320 мВ

Временнаянестабильность  напряжения стабилизации при Iст=10мА                                                                     .±0,11%

Дифференциальноесопротивление, не более:

     при Iст=10мА, Т=-60 С и +25 С                             18 Ом

     при Iст=10мА, Т=+125 С                                      25Ом

     при Iст=3мА,   Т=+25 С                                       70 Ом                   

             

 

            Предельные эксплуатационный данные

Минимальныйток стабилизации                                     3 мА

Максимальныйток стабилизации:

     при Т£+50С                                                         33 мА

     при Т=+125 С                                                       11 мА

Рассеиваемаямощность:

     при Т£+50 С                                                     300 мВт

     при Т=+125 С                                                    100 мВт

Температураокружающей среды                          -60…+125 С

       Эксплуатация стабилитрона на прямой ветви не допускается.

                                   

                             

 

 

РЕЗИСТОРЫ.

        

Описание.

 

РезисторС2-23

Резисторыс металлодиэлектрическим проводящим слоем, предназначены для работы в цепяхпостоянного, переменного и импульсного тока.

Данныйрезистор изолирован. В зависимости от мощности рассеяния резисторы выпускаютшести видов.

                        Технические данные.

Температураокружающей среды                         -60…+155 С

Диапазончастот                                                    1-5000 Гц

Ускорение, g                                                                   40

Линейныенагрузки с ускорением                                     200

                  Предельные рабочие напряжения.

Номинальнаямощность, Вт                                            0,62

Предельноерабочее напряжение                                   150В

                         

            

   Температурный коэффициент сопротивлений.

Пределыноминальных сопротивлений :

   при Т=±300                                                      10..1*10/>

   при Т=±500                                                       10..1*10/> 

   при Т=±800                                                      10..1*10/>

   при Т=±1200                                            510*10/>и выше   

Минимальнаянаработка для резисторов                    15000 ч.

Изменениесопротивления в течении минимальной наработки для  резисторов, неболее                                                   ±15%

              Резистор СП5-2ВБ.

    Резисторы подстроечные предназначены для работы в цепях постоянного ипеременного тока частотой до 10000 Гц. Конструкция резистора плоскаяквадратная,  для навесного и печатного  монтажа. Поворот подвижного контакта впределах рабочего угла осуществляется за 40 полных поворотов червячного винта.

                   

                   


 Техническиеданные.

Температураокружающей среды                   от 60 до +125 С

Относительнаявлажность воздуха при температуре   +35С до 98%.

Акустическиенагрузки при уровне звукового давления в диапазоне от 50 до 10000Гц                                              до 150 Дб

 

                      Электрические  параметры.

Номинальнаямощность                                              0,5 Вт

Пределыноминальных сопротивлений               3,3-22000 Ом

Допускаемыеотклонения, %                                    ±5,±10

Предельноерабочее напряжение                                 100 В

Функциональнаяхарактеристика резистора,            линейная

Электрическаяразрешающая способность       от 0,3 до 1,5 %

Износоустойчивость                                           200 циклов

Сопротивлениеизоляции резисторов в нормальных климатических    условиях, неменее                                             1000 Ом

Минимальнаянаработка                                          20000 ч

Изменениесопротивления резисторов в течении минимальной наработки, неболее                                                          ±10%

Сроксохраняемости                                                   15 лет

                

    

Конденсаторы.

КМ-5б,КМ-6б

КонденсатораКМ-5б, КМ-6б предназначены для работы в цепях постоянного, переменного иимпульсного тока.

КМ-5б,КМ-6б выпускаются  неизолированные с разнонаправленными и однонаправленнымивыводами. Эти конденсаторы могут быть двух типов.

КМ-5б, КМ-6бпервого типа отличаются от конденсаторов второго типа большой реактивноймощностью, низкими потерями, высоким сопротивлением изоляции, стабильным ТКЕ.

Емкостькерамических конденсаторов типа 1 в интервале допустимых рабочих температурпрактически не зависят от диапазона частот в пределах примерно до 10/>Гц.

Номинальноенапряжение для конденсаторов КМ-5б 100В.

Номинальноенапряжение для конденсаторов КМ-6б 35 В.

К50-35

К50-35алюминиевые оксидно-электрические. Предназначены для работы в цепяхпостоянного, пульсирующего и импульсного тока.

Техническиеданные.

Температураокружающей среды                   от -40 до +85 С

Относительнаявлажность воздуха до 90%

Токутечки в норм.  климатических условиях 416-7500 мка

 Расчет каскада по постоянному току.

      Расчет каскада по постоянному току производится после некоторого анализа схемы.При этом из схемы убираются элементы, не работающие в режиме постоянного тока.К таким элементам  относятся конденсаторы, индуктивности. При этом  конденсатор рассматривается как разрыв, а индуктивности  как перемычка илисопротивление. Также преобразуется и диод, он заменяется в схеме на дифференциальное сопротивление  иисточник ЭДС. Есть два способа расчета схем по постоянному току:

1)    Известны I,U, типы активных элементов. Необходимо найти значениясопротивлений при которых схема будет работать в необходимом режиме.

2)    Известны Eпит,R, тип активных элементов a и b. Необходимо рассчитать токи.

     В нашем расчете  мы пользуемся вторым методом. Также нам необходимо рассчитатьвыделяемую на каждом элементе мощность.

/> <td/> />
      При расчете  каскада по постоянному току пользуемся справочнымиданными. Также при необходимости упрощаем схему для  большей удобочитаемости,при этом убирая ветви с емкостями.

 

 

Схемадля расчета каскада по постоянному току. 

/>

Расчет.

/>

/>

/>

/>

/>        />

/>

/>

/>             />

/>

/>

/>

/>

/>


Обозначение.

Конденсаторы.

Условноеобозначение конденсаторов может быть полным и сокращенным.

Всоответствии с действующей системой сокращенное условное обозначение состоит избукв и цифр. Первый элемент — буква или сочетание букв, обозначающиеподкласс конденсатора:

К-постоянной емкости,

КТ-подстроечные,

КП- переменной емкости.

Второйэлемент — обозначение группы конденсаторов в зависимости от материаладиэлектрика

Подкласс конденсаторов Группа конденсаторов Обозначение группы Конденсаторы постоянной емкости

Керамические на номинальное напряжение ниже 1600В

Керамические на номинальное напряжение 1600В и выше

Стеклянные

Стеклокерамические

Тонкопленочные с неорганическим диэлектриком

Слюдяные малой мощности

Слюдяные большой мощности

Бумажные на номинальное напряжение ниже 3 кВ, фольговые

Бумажные металлиризированные

Оксидно-электролитические танталовые, ниобиевые

Объемно-пористые

Оксидно-полупроводниковые

С воздушным диэлектриком

Вакуумные

Полистирольные

Комбинированные

 

10

15

21

22

26

31

32

40

42

50

51

52

53

60

61

Подстроечные конденсаторы

Вакуумные

С воздушным диэлектриком

С газообразным диэлектриком

С твердым диэлектриком

1

2

3

4

Конденсаторы

Переменной емкости

Вакуумные

С воздушным диэлектриком

С газообразным диэлектриком

С твердым диэлектриком

1

2

3

4

Третийномер — пишется через дефис и обозначает регистрационный номерконкретного типа конденсатора. В состав третьего элемента может входить такжебуквенное обозначение.

Полноеусловное обозначение конденсатора состоит из сокращенного обозначения,обозначения и величены основных параметров и характеристик, необходимых длязаказа и записи в конструкторской документации, обозначение климатическогообозначения и документа на поставку.

Параметрыи характеристики полного обозначения, указываются в следующемпоследовательности:

обозначениеконструктивного исполнения

номинальноенапряжение

номинальнаяемкость

допускаемоеотклонение емкости

группаи класс по температурной стабильности емкости

номинальнаяреактивная мощность

Маркировкана конденсаторах буквенно-цифровая. Она содержит: сокращенное обозначениеконденсатора, номинальное напряжение, номинальное значение емкости, допуск,обозначение климатического исполнения и дату изготовления.

Емкостьвеличиной от 1 до 10000 пф обозначается числом без указания единиц измерения.Емкость более 10000 пф обозначается в микрофарадах и тоже без обозначенияединиц измерения. Если емкость равна целом числу микрофарад, то  после значенияемкости ставится запятая и нуль. Емкость, составляющая число с долями илитолько доли микрофарады, обозначается а микрофарадах с указанием единицизмерения. У конденсаторов переменной емкости, а также у подстроечных конденсаторов указывается минимальная и максимальная емкости. Действительное значениеемкости может отличаться от значений, указанного на ней, в допустимых пределах.

класс1 — с допустимым отклонением ±5%;

класс2 — с допустимым отклонением ±10%;

класс3 — с допустимым отклонением ±20%.

Резисторы. 

Резисторы,рассчитанные на сопротивление от 1 до 1000 Ом, обозначаются целыми числами безуказания единиц измерения, резисторы, рассчитанные на сопротивление от 1 до1000 кОм, обозначаются числом килоом с прибавлением строчной буквы «к». Резисторы от 0,1 Мом и выше  обозначаются в мегомах без указания единицизмерения, причем если величена сопротивления равна целому числу мегом, топосле значения величены ставится запятая и 0. Если величена сопротивления должнауточнятся при настройке, то на резисторе это указывается звездочкой.

Величинысопротивлений резисторов, изготовляемой промышленностью, соответствуютстандартной шкале номинальных величин сопротивлений, при этом действительнаявеличена сопротивления резистора может отклоняться от номинальной, указанной нарезисторе. Резисторы 1 класса  характеризуют допустимым отклонением 5%, 2класса — 10%, 3 класса — 20%.

Номинальноймощностью резистора называется наибольшая мощность, которую длительное времяможет рассеивать резистор без существенных изменений своей величены.

 

   Транзисторы. 

Классификациятранзисторов отражена в их условном обозначении  и содержит определеннуюинформацию об их свойствах. В зависимости от назначения и использовании приизготовлении транзистора полупроводникового материала в  его обозначенииуказывается соответствующая буква или цифра — первый элемент.

 

Материал

Полупроводника

Для устройства

Широкого

применения

Специального

назначения

Германий

Кремний

Арсенид галлия

Г

К

А

1

2

3

 

 

 Второйэлемент обозначения (Т или П) определяет принадлежностьтранзистора соответственно к биполярным или к полевым транзисторам.

Третийэлемент обозначения определяет назначение транзистора с точкизрения частотных характеристик мощностных свойств (табл.2).

Мощность

Рассеиваемая

Транзистором,

Вт

Граничная частота коэффициент

Передачи тока, МГц

До 30 30… 300 Свыше 300

До 1

Свыше 1

1

7

2

8

4

9

Четвертыйи пятый элемент обозначения указывают на порядковый номерразработки данного типа транзистора и обозначаются цифрами от 01 до 99.

Шестойэлемент обозначения (от А до Я) показывает разделениетранзисторов данного типа на группы по классификационным параметрам.

Диоды.

Удиодов с 1973 г. присваивается обозначение в соответствии с ГОСТ  10862-72.Обозначения состоят из четырех элементов.

Первыйэлемент — буква или цифра — обозначение материала:

1или Г — германий или его соединения,

2или К — кремний или его соединения,

3или А — соединения галлия.

Второйэлемент — буква, указывающая подкласс прибора:

Д- диоды, Ц — выпрямительные столбы и блоки, А — диоды СВЧ, В — варикапы, И — диоды туннельные и обращенные, С — стабилитроны и стабисторы, Л — излучатели.

Третийэлемент — число, указывающее назначение и качественные свойстваприбора, а также порядковый номер разработки.

 

Диоды:

От101 до 199 — выпрямит.  малой мощности (Iпр, ст<0,3А),

От201 до 299 — выпрямительные средней мощности,

От401 до 499 — универсальные (f < 1ГГц),

От601 до 699 — импульсные (30 нс <tвос, обр<150нс),

От701 до 799 — импульсные (5 нс <tвос, обр<30нс),

От801 до 899 — импульсные (1 нс <tвос, обр<5 нс),

От901 до 999 — импульсные (tвос<1нс).

Оформление.

Схема- это конструкторский документ, на котором с помощью условных графическихобозначений (УГО) с определенной степенью подробности раскрывается состав,внутренние связи и взаимодействие  отдельных узлов, блоков и элементов изделия.Схема с разной степенью подробности или детализации входят в составконструкторской документации.

Всоответствии с ГОСТ 2.701 — 804 схемы делятся по видам и типам с присвоениемим  соответствующего кода.

 

Виды

 Схем

Обозначение

Типы

схем

Обозначение Электрические Э Структурные 1 Гидравлические Г Функциональные 2 Пневматические П Принципиальные 3 Газовые Х Соединения 4 Оптические Л Подключения 5 Комбинированые С Общие 6 Энергетические Р Расположения 7 Деления Е Объединения 8

Кодсостоит из символов вида и типа. Код схемы записывают в основной надписи послецифры предприятия, децимального номера изделия и порядкового регистрационногономера документа с его буквенным кодом подобно обозначению сборочных чертежей,а также в графе 26 формата с поворотом на 180 градусов.

ГОСТ2.701-84 дает следующее  определения схем.

СХЕМАСТРУКТУРНАЯ  — схема, определяющая основные функциональные части изделия,  ихназначения и взаимосвязи;

СХЕМАФУНКЦИОНАЛЬНАЯ — схема, разъясняющая определенные процессы, протекающие вотдельных функциональных цепях изделия или в изделии в целом;

СХЕМАПРИНЦИПИАЛЬНАЯ (ПОЛНАЯ) — схема, определяющая полный состав элементов и связеймежду ними и, как правило, дающая представление о принципах работы изделия;

 СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ — схема, показывающая соединения составных частей изделия иопределяющая проводы, жгуты, кабели, которыми осуществляются эти соединения, атакже места их присоединения и ввода.

Схемывыполняют без соблюдения масштаба и реального пространственного расположенияэлементов. Но, для изображения отдельных элементов существуют УГО, размерыкоторых рекомендуется соблюдать. На структурных и функциональных схемахотдельные блоки и узлы изображают в виде прямоугольников. Наименование блоковвписывают  в эти прямоугольники.

Условные графические обозначения радиоэлектронных элементов принципиальныхсхем.

Полныйперечень всех УГО электрических, радиоэлектронных, вычислительных,принципиальных схем составляет большой объем. Они установлены государственнымистандартами от 2.701-74 до 2.766-88.

Составление перечняэлементов.

Научебных схемах, поясняющих принцип работу, часто не указывают типы и номиналыэлементов, а дают буквенно-цифровые обозначения: R1,R2, R3… или С1, С2,… причем принята последовательность нумерациисверху в низ, слева направо, т.е. нумеруют по условным столбцам, переходяпоследовательно от левого к правому.

Привыполнение комплекта конструкторской документации на принципиальных схемах даютбуквенно-цифровое обозначение элементов, а их номиналы, мощности, рабочеенапряжение, точность соответствия номиналам, а также ГОСТы, ОСТы или ТУ даютсяв перечне элементов, там же дается форма и расположение перечня элементов.

Порядок записи обозначенияконденсаторов, резисторов, диодов, транзисторов.

        В перечне элементов послеКОНДЕНСАТОР указывается: тип, вариант, крепления, группа по ТКЕ, номинальноенапряжение, номинальная емкость, допускаемое отклонение от номинальное емкостив процентах или класс точности, группа по интервалу рабочих температур, номерТУ или ГОСТа. Некоторые параметры часто не указывают (тип крепления, группа поматериалу рабочих температур).

ТКЕ- температурный коэффициент емкости, характеризующий изменение величены емкостиконденсатора  при изменение температуры на 1 град. К.

Вконструкторской документации при обозначении резисторов указываются: типрезистора, номинальная мощность, номинальное сопротивление, класс точности,номер ТУ или ГОСТа.

Дляпеременных резисторов указывается функциональная характеристика изменениявеличены сопротивления в зависимости от угла поворота оси: А — линейная, Б — логарифмическая, В — обратная логарифмическая.

    

Система условных обозначений, маркировкарадиокомпонент.

Таблица условныхграфических обозначений в принципиальной схеме.

Изображение ГОСТ Наименование

/>/>                   

VT

ГОСТ 2.730-73 Транзистор типа- PNP ГОСТ 2.730-73 Транзистор типа-NPN

/> 

VD

ГОСТ 2.730-73 Полупроводниковый диод Изображение ГОСТ Наименование

/> 

С

ГОСТ 2.728-74 Конденсатор постоянной емкости

/>R

ГОСТ 2.728-74 Резистор постоянный /> /> /> /> /> /> /> />

Списоклитературы.

1.     Разработка и оформление конструкторской документации РЭА:Справочник /Под ред.  Э.Т. Романичевой. И. Радио и связь. 1989. 448 с.

2.     Справочник радиолюбителя М., «Просвещение»,1970

3.     Расходомеры и счетчики количества Л., Машиностроение.

4.     Справочник «Резисторы» М., «Просвещение».

5.     Справочник «Конденсаторы» М., «Просвещение».

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике