Файл: Черникова П.Д. Технико-экономические расчеты и обоснования в дипломных проектах (при разработке, производстве и эксплуатации новых радиоэлектронных приборов и устройств) [методические рекомендации].pdf

Пример 2.2. В следящих системах, работающих на постоянном токе, в качестве усилителя напряжения может быть применен один из двух типов усилителен: усилитель типа УПТ (на лампах) и автогенераторный усилитель (на полупроводниках). Необходимо обо­ сновать выбор типа усилителя.

Так как усилитель типа УПТ основан на лампах, а автогенераторный усилитель — на полупроводниках, то источники их пита­ ния также различны. Поэтому при выборе типа усилителя необхо­ димо сравнить технические и экономические показатели не только самих усилителен, но и их источников питания.

Из табл. 2.9 видно, что автогенераторнып усилитель при гораздо меньших габаритах, весе и цене (с учетом источника питания) обес­ печивает достаточный коэффициент усиления по напряжению, высо­ кую точность, значительно большую надежность и меньшие эксплуа­ тационные расходы, чем усилитель типа УПТ. Поэтому из сопо­ ставления можно сделать вывод, что автогенераторный усилитель следует применять во всех следящих системах, работающих на по­ стоянном токе, когда требуется коэффициент усиления по напряже­ нию в пределах 5000—30 000. Особенно это относится к устройствам автоматического регулирования, контроля и моделирования, где тре-

26

Таблица 2.9

Основные данные сопоставляемых усилителей и их источников питания

буется большой коэффициент усиления при одновременном обеспече­ нии малых габаритов и веса (например, для летательных аппа­ ратов).

При проектировании новых радиоэлектронных прибо­ ров и устройств следует избегать завышения точности радиоэлементов. Установление завышенной точности ве­ дет к их удорожанию и, следовательно, к повышению за­ трат на производство и эксплуатацию новых приборов. Например, керамический конденсатор с допускаемыми отклонениями действующей емкости от нормальной ± 2% дороже конденсатора с отклонениями емкости от нор­ мальной ±5% в 1,28, с отклонениями ±10% — в 1,4 и с отклонениями ±20% — в 1,73 раза. Резисторы с завы­ шенным классом точности при той же мощности рассеи­ вания также имеют более высокую цену.

Устройства, требующие подбора элементов при их за­ мене во время ремонта, неэффективны, так как они свя­ заны с дополнительными затратами на запчасти, на ре­ гулирование во время ремонта.

27

По возможности необходимо выбирать варианты принципиальных схем, которые не требуют стабилизи­ рованных источников питания и могут устойчиво рабо­ тать при широком диапазоне колебаний питающих на­ пряжений. Схемы, ориентированные на стабилизирован­ ные источники питания, обычно более сложные и до­ рогие.

Задачей дипломника при выборе варианта принци­ пиальной схемы является также установление значения отдельных показателей сравниваемых вариантов. Зна­ чение отдельных показателей при сравнении вариантов принципиальной схемы должно быть выявлено в направ­ лении:

а) повышения уровня основных технических показа­ телей;

б) сокращения сроков технической подготовки про­ изводства и ее удешевления за счет, например, большего применения стандартных, нормализованных и унифици­ рованных радиоэлементов;

в) снижения себестоимости проектируемого прибора; г) снижения эксплуатационных издержек; д) улучшения условий труда и техники безопасности.

Раздел дипломного проекта по выбору варианта структурной и принципиальной схем проектируемого из­ делия должен содержать:

1)краткое описание вариантов схем;

2)таблицы, в которых даются перечни сравниваемых показателей;

3)обоснование приведенных таблиц, пояснения и рас­ четы к ним;

4)графические материалы (эскизы, схемы, диаграм­ мы), поясняющие методику сравнения;

5)обоснование выбора варианта структурной и прин­ ципиальной схем по совокупности сравниваемых пока­

зателей, исходя из соображений народнохозяйственного характера.

2.5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ВЫБОР ВАРИАНТА

к о н с т р у к ц и и

Конструктивное оформление проектируемого прибо­ ра, техническая и экономическая целесообразность кото­ рого обоснована в предыдущих разделах дипломного

28

проекта, должно быть разработано в нескольких вари­ антах. При одинаковом удовлетворении установленным техническим условиям эти варианты могут различаться степенью расчлененности изделия на блоки и узлы, ком­ поновкой деталей и узлов в изделии, конструкцией при­ вода, конструкцией деталей (корпусов, шасси, па­ нелей и др.), габаритами, материалами, внешним оформ­ лением (отделкой, окраской) и т.'д.

При выборе варианта должны быть сопоставлены воз­ можные конструкции проектируемого прибора на базе выбранной в предыдущем разделе принципиальной схе­ мы, после чего выбранный вариант следует сравнить с лучшими существующими конструкциями приборов того же (или аналогичного) эксплуатационного назначения. Если разрабатывается прибор для решения качественно новых задач и в практике нет приборов аналогичного назначения, то можно ограничиться лишь сопоставлени­ ем возможных вариантов, появившихся в процессе кон­ струирования.

Показателями, по которым можно оценить конструк­ цию проектируемого прибора или устройства, является:

а) габариты и вес; б) надежность и долговечность;

в) удовлетворение требованиям технической эстетики; г) технологичность; д) себестоимость;

е) эксплуатационные издержки; ж) годовая народнохозяйственная экономия.

Форма таблицы для сопоставления та же, что и табл.

2. 1.

Габариты (и частично вес) прибора, конструктивно оформленного на базе одной и той же выбранной прин­ ципиальной схемы, могут различаться в зависимости от компоновки деталей и узлов в изделии. При конструи­ ровании нового прибора следует стремиться к улучше­ нию использования его объема, что приведет к уменьше­ нию габаритных размеров новой конструкции. Необходи­ мо также иметь в виду, что на эксплуатационные качест­ ва прибора влияет степень плотности размещения дета­ лей в его конструкции. Увеличение плотности размеще­ ния деталей ведет к ухудшению теплового режима работы прибора, поэтому при конструировании в этом

29

случае необходимо предусматривать системы отвода тепла.

Габариты и вес приборов существенно сокращаются при переходе от конструкции с обычным объемным мон­ тажом к конструкциям с использованием полупроводни­ ков и интегральных схем (табл. 2.10).

Таблица 2.10

Примерные коэффициенты уменьшения габаритов и веса приборов в зависимости от типа конструкции [12]

Сопоставление габаритных размеров и весов различ­ ных вариантов приборов позволит в определенной степе­ ни судить о совершенстве выбранного варианта конст­ рукции. Кроме того, полученные данные необходимы для расчета экономического эффекта от эксплуатации изде­ лия за счет уменьшения его весовых и габаритных пара­ метров:

Надежность является одним из самых важных требо­ ваний, предъявляемых к радиоэлектронным приборам и аппаратам, особенно к средствам автоматизации произ­ водственных процессов и электронно-вычислительным машинам. Повышение надежности радиоэлектронных из­ делий способствует сокращению затрат в условиях эк­ сплуатации (главным образом затрат на текущий ре­ монт) и увеличению их производительности благодаря уменьшению простоев в ремонте.

Рассчитанные показатели надежности: интенсивность отказов, средняя продолжительность безотказной рабо­ ты и вероятность безотказной работы вновь спроектиро­ ванного устройства — сравниваются с требованиями, сформулированными в задании, и с данными по надеж­ ности лучших существующих приборов. После этого, ес­ ли требуется, вносятся соответствующие изменения в предварительный вариант принципиальной схемы проек­ тируемого устройства и его отдельных блоков, а также пересматриваются условия резервирования и др. Это

30