Электрическая схема размещается на плате, которая изготавливается из листового электроизоляционного материала с наклеенной с одной стороны медной фольгой.
Процесс выделения токоведущих проводников осуществляется путем травления в специальных растворах. Необходимая топология печатной платы задается рисунком лакового слоя, наносимого на фольгу и предохраняющая отдельные ее участки (будущие токоведущие дорожки) от соприкосновения с реагентом.
Схема выполняется по гибридно-пленочной технологии.
Сопротивления напыляются, а полупроводниковые приборы и емкости выполняются навесными. Для изоляционного основания выберем стеклотекстолит, как достаточно прочный в механическом плане и имеющий низкую проводимость в электрическом плане материал.
Толщина платы 2,5 мм, что достаточно для получения механической жесткости готовой печатной платы и ее размеров. Диаметр отверстий в печатной плате должен быть больше диаметра вставляемого в него вывода радио детали, что обеспечивает возможность свободной установки радио элементов. Отверстия на плате располагаются таким образом, чтобы расстояние между краями отверстий было не менее толщины платы. Иначе эта перемычка не будет иметь достаточной механической прочности. Контактные площадки, к которым будут припаиваться выводы высокочастотных транзисторов, необходимо делать прямоугольными.
Разводка печатных проводников делается таким образом, чтобы они имели минимальную длину. При разработке усилителя, работающего на частотах выше 100 МГц необходимо предусматривать максимальное удаление друг от друга входных и выходных радиоэлементов. Такая технология изготовления позволяет снизить трудоемкость сборки усилителя, повысить срок службы.
Фотодиод и высокочастотные контакты находятся в уплотнительных отверстиях в стенках корпуса.
Готовая печатная плата устанавливается в корпусе, который наглухо закрывается жестяной крышкой. Стык пропаивается, что обеспечивает надежную защиту от наводок и помех. На этом корпусе также установлен проходной конденсатор, обеспечивающий ввод в конструкцию питающего напряжения.
6. Безопасность жизни и деятельности человека
6.1 Анализ условий труда
Лаборатория, используемая для выполнения дипломного проекта, находится на 4 этаже 5 этажного здания и имеет размеры 8×6×4 м. В помещении установлены 5 ПЭВМ и лазерный принтер.
Количество работающих: 3 разработчика и 2 оператора ЭВМ. Используемое электропитание лаборатории: электросеть трехфазная четырехпроводная напряжением 380/220В с глухозаземленной нейтралью, переменного тока частотой 50Гц.
Площадь помещения составляет 48 м2, объем – 192 м3. При этом, на каждое рабочее место с ПЭВМ приходится 9.6 м2 площади и 38.4 м3 объема, что соответствует нормам ДНАОП 0.00–1.31–99, 6 м2 и 20 м3 соответственно.
Помещение, с находящимся в нем оборудованием и персоналом, представляет собой систему «человек – машина – среда» (ЧМС). Элементы системы ЧМС условно разделены на функциональные части, согласно тем действиям либо операциям, которые они выполняют.
Выделим систему «Человек-Машина-Среда» (ЧМС), ограниченную помещением лаборатории, элементами которой являются:
«Человек» – 5 работающих -3 разработчика и 2 оператора ЭВМ;
«Машина» – 5 ПЭВМ, в состав одной из которых входит принтер, находящиеся в лаборатории;
«Среда» – производственная среда в помещении лаборатории.
Каждый элемент «человек», состоящий из 3 разработчиков и 2 операторов ЭВМ делится на три функциональные части:
– Ч1 – рассматривается как человек, управляющий машиной;
– Ч2 – человек, который рассматривается с точки зрения его воздействия на окружающую среду (за счет тепло- и влаговыделения, потребления кислорода и др.);
– Ч3 – человек, который рассматривается с точки зрения его психофизиологического состояния под воздействием факторов, влияющих на него в производственном процессе.
Элемент «машина» делится на три части:
М1 – выполняет основную технологическую функцию (воздействие на предмет труда);
М2 – выполняет функцию аварийной защиты;
М3 – служит источником вредных воздействий на человека и окружающую среду.
Элемент «среда» рассматривается с точки зрения изменений, которые возникают под воздействием внешних факторов (температура, влажность, шум, освещенность, и др.).
Структура системы «Ч-М-С» для рассматриваемого помещения представлена ниже на рис. 6.1. В таблице 6.1 приведены связи в системе «Ч-М-С».
Согласно ГОСТ 12.0.003–74 в данной системе «ЧМС» имеют место физические и психофизиологические опасные и вредные производственные факторы, биологические и химические факторы отсутствуют.
Физические ОВПФ:
- повышенная или пониженная влажность воздуха, обусловленная источниками избыточного тепла в помещении (оборудование, люди, осветительные приборы), приводит к ощущению дискомфорта, ухудшению самочувствия оператора.
- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны является причиной дискомфорта, снижается производительность труда;
- повышенный уровень шума на рабочем месте, приводит к головной боли, ослаблению внимания, ощущению дискомфорта, а значит снижению производительности труда;
- недостаток естественного света, обусловленный недостаточной площадью световых проемов, приводит к ухудшению зрения, уменьшению работоспособности человека;
- недостаточная освещённость рабочей зоны, зависящая от системы освещения, вызывает быстрое утомление и снижает работоспособность человека;
- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека, может привести к поражению человека электрическим током;
– повышенный уровень ионизирующих излучений (рентгеновское излучение) в рабочей зоне, вызываемый работой ЭЛТ ПЭВМ, являются причиной возникновения головных болей, заболеваний периферийной кровеносной системы.
Психофизиологические ОВПФ:
- эмоциональные перегрузки, определяемые дефицитом времени и информации с повышенной ответственностью, приводят к быстрой утомляемости;
- монотонность труда, определяемая повторяющимися операциями на клавиатуре, уменьшает производительность труда и приводит к утомлению;
- перенапряжение зрительных анализаторов приводит к ухудшению зрения, вызывает быстрое утомление и снижает работоспособность человека;
- статические перегрузки, обусловленные длительным пребыванием в одной позе, приводят к снижению работоспособности, утомлению, эмоциональным перегрузкам.
Таблица 6.1 – Направление и содержание связей в системе Ч-М-С
| № | Направление связей | Содержание связей |
| 1 | Ч2-С | Влияние человека как биологического объекта на среду Происходит обмен веществ (кислород – углекислый газ, выделение тепла). |
| 2 | С–Ч1 | Влияние среды на качество работы оператора, разработчика |
| 3 | С–Ч3 | Влияние среды на психофизиологическое состояние организма человека. На физиологическое состояние человека влияют микроклимат, освещение (естественное, искусственное) и т.д. |
| 4 | М1-Ч1М2-Ч1 | Информация о состоянии машины, об объекте труда, которые обрабатываются человеком |
| 5 | Ч1-М1Ч1-М2 | Влияние человека на управление техникой и ее настройкой |
| 6 | ПТ–М1 | Информация о состоянии предмета труда, которое получает машина |
| 7 | М1-ПТ | Влияние машины на предмет труда (разрабатываемую методику) |
| 8 | М3-С | Влияние машины на среду (повышенный шум, повышенная температура) |
| 9 | Ч3-Ч1 | Влияние состояния организма человека на качество его работы |
| 10 | Ч3-Ч2 | Влияние психофизиологического состояния на интенсивность обмена веществ между организмом и средой |
| 11 | М2-М1 | Аварийные управляющие воздействия |
| 12 | М1-М2 | Информация необходимая для создания аварийных управляющих влияний |
| 13 | Ч3-Ч3 | Воздействие разработчиков, операторов друг на друга в процессе трудовой деятельности |
В табл. 6.2 помещены результаты оценки факторов производственной среды трудового процесса в лаборатории.
Таблица 6.2 – Оценка факторов производственной среды и трудового процесса в научно-исследовательской лаборатории.
| Факторыпроизводственной средыи трудового процесса | Значение фактора(ПДК, ПДУ) | 3 класс – опасные и вредные условия труда | Продолжительность действия фактора за смену, % | |||
| Норма | Факт | 1с | 22 с | 3с | ||
| 1. Шум, дБ | 50 | 50 | - | - | - | 87 |
| 2. Неионизирующие излучения:а) электрическая составляющаяв диапазоне 5 Гц-2 кГц, В/мв диапазоне 2–400 кГц, В/мб) магнитная составляющаяв диапазоне 5 Гц-2 кГц, нТлв диапазоне 2–400 кГц, нТл | 25 | 19 | - | - | - | 87 |
| 2,5 | 2,1 | - | - | - | 87 | |
| 250 | 80 | - | - | - | 87 | |
| 25 | 10 | - | - | - | 87 | |
| 3. Электростатич. потенциал, В | 500 | 90 | - | - | - | 87 |
| 4. Рентгеновское излучение, мкР/ч | 100 | 24 | - | - | - | 87 |
| 5. Микроклимат:температура воздуха (летом), 0С– скорость движения воздуха, м/с– относительная влажность, % | 23–25 | 30 | - | =+ | - | 100 |
| 0,1 | 0,1 | - | - | - | 100 | |
| 40–60 | 48 | - | - | - | 100 | |
| 6. Освещение:естественное, КЕО, %искусственное, лк | 2 | 4,2 | - | - | - | 80 |
| 300 | 358 | - | - | - | 40 | |
| 7. Тяжесть труда:мелкие стереотипные движения кистей и пальцев рук, тыс. за смену | 40000 | 25000 | - | - | - | 70 |
| 8. Напряженность трудаа) внимание, продолжительностьсосредоточения, в% от сменыб) напряженность зрительных анализаторов, категория работв) эмоциональное и интеллекту-альное напряжение | 75 | 70 | - | - | - | 70 |
| Среднейточности | Высоко-точная | ++ | 87 | |||
| Работа по индивидуальному графику | Работа по индивид. графику | - | - | - | 87 | |
| 9. Сменность | Односмен-ная работа | Односменная | - | - | - | - |
При оценке определен класс и степень вредности рабочего места – третий класс вторая степень вредности, так как температура воздуха в помещении существенно превышает норму.