За эффективное значение давления воздуха принимается среднее значение давления.
Группа условий эксплуатации по коррозионной активности для металлов и сплавов без покрытий, а также с неметаллическими и неметаллическими неорганическими покрытиями - 1.
Группа условий эксплуатации в зависимости от климатического исполнения к категории размещения изделия (УХЛ 4.2) - 1.
Условия хранения изделий определяются местом их размещения, макроклиматическим районом и типом атмосферы и характеризуется совокупностью климатических факторов, воздействующих при хранении на упакованные или законсервированные изделия. Согласно ГОСТ 15150-69, для проектируемого изделия удовлетворительными являются условия хранения в отапливаемых и вентилируемых складах, хранилищах с кондиционированием воздуха, расположенных в любых макроклиматических районах.
Обозначения такого хранилища: основное - 1, буквенное - Л, текстовое “отапливаемое хранилище”. Климатические факторы, характерные для данных условий хранения:
- температура воздуха, °С +5...+40;
- максимальное значение относительной влажности воздуха при температуре плюс 5 °С, % 80;
- среднегодовое значение относительной влажности воздуха при температуре плюс 20 °С, % 60;
- пылевое загрязнение незначительно;
- действие солнечного излучения, дождя, плесневых грибков отсутствует.
Условия транспортирования данного изделия являются такими же, как и условия хранения. Транспортировка осуществляется в закрытых транспортных средствах, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе.
Климатические факторы, характерные для данных условий транспортировки:
- температура воздуха, °С ±50;
- максимальное значение относительной влажности воздуха при температуре минус 50 °С, % 100;
- среднегодовое значение влажности воздуха при температуре плюс 20 °С, % 60;
- пылевое загрязнение незначительно.
2.2 Анализ дестабилизирующих факторов
По ГОСТ 11478 - 88 аппаратуру в зависимости от условий эксплуатации подразделяют на 4 группы. Разрабатываемое устройство относится к группе 1 (условия эксплуатации - в лабораторных, капитальных жилых и других подобных помещениях).
На аппаратуру этой группы действуют следующие дестабилизирующие факторы:
- синусоидальные вибрации;
- различные механические воздействия при транспортировке;
- пониженная и повышенная температура среды;
- повышенная влажность воздуха;
- воздействие пыли.
Для того чтобы выяснить, как поведет себя аппаратура при воздействии этих факторов, а также для проверки соответствия её установленным в техническом задании требованиям, проводят испытания аппаратуры на воздействие внешних механических и климатических факторов.
Испытания, проводимые для данной группы аппаратуры и значения механических и климатических факторов, которые она должна выдерживать, указаны в ГОСТ 11478-88.
При испытании на воздействие пониженной температуры среды и повышенной влажности в ТЗ на аппаратуру допускается по согласованию с заказчиком устанавливать значения рабочей пониженной температуры и относительной влажности, отличное от указанных в ГОСТ 11478-88.
Испытания рекомендуется проводить на одних и тех же образцах аппаратуры в следующей последовательности:
- механические испытания;
- испытание на воздействие повышенной температуры среды;
- испытание на воздействие повышенной влажности;
- испытание на воздействие пониженной температуры среды.
Испытания на воздействие пыли и на прочность при падении рекомендуется проводить на образцах аппаратуры, которые не подвергались испытаниям других видов.
Испытание включает следующий ряд операций, проводимых последовательно:
- начальная стабилизация (если требуется);
- начальные проверки и начальные измерения (если требуется);
выдержка;
- конечная стабилизация (если требуется);
- заключительные проверки и измерения (если требуется).
До и после испытания значения параметров и характеристик должны соответствовать требованиям для нормальных климатических условий, установленных в стандартах на аппаратуру.
Аппаратуру считают выдержавшей испытание, если после испытания не нарушена сохранность внешнего вида и характеристики и параметры аппаратуры соответствуют требованиям, установленным в стандартах или ТУ на аппаратуру и в ПИ для данного вида.
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ, УНИФИЦИРОВАННЫХ УЗЛОВ, УСТАНОВОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИИ
Выбор элементной базы унифицированных узлов необходимо производить исходя из условий эксплуатации устройства. Ко всем электрорадиоэлементам схемы и конструкционным материалам предъявляются те же требования, что и ко всему устройству в целом.
Выбор ЭРЭ и материалов производится на основе требований к аппаратуре, в частности, кинематических, механических и других воздействий при анализе работы каждого ЭРЭ и каждого материала внутри блока, и условий работы каждого блока конструкции [1] .
Выбор резисторов будем производить учитывая:
- эксплуатационные факторы (интервал рабочих температур, относительную влажность окружающей среды, атмосферное давление);
- значение электрических параметров и их допустимое отклонение в процессе эксплуатации (номинальное сопротивление, допуск, и др.);
- показатели надежности и долговечности;
- конструкцию резисторов, способ монтажа, массу.
В целях повышения надежности и долговечности резисторов (и других ЭРЭ), во всех возможных случаях следует использовать их при менее жестких нагрузках и в облегченных режимах по сравнению с допустимыми [1] .
Исходя из схемы электрической принципиальной определяем, что постоянные резисторы должны обеспечивать номинальную мощность 0,125 Вт и мощность 0.5Вт, используемые в блоке питания. При этом используются резисторы сопротивлением от 100 Ом до 200 кОм.
Учитывая все эти характеристики (требования по габаритам и массе, требования в области кинематических и механических воздействий), перечисленным требованиям удовлетворяют постоянные непроволочные резисторы общего назначения типа C2-29В и С2-33Н [2] .
Резисторы этих типов имеют характеристики приведенные в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Эксплуатационные характеристики резисторов типа
С2-29В и С2-33Н
| Характеристика | Значение | ||
| 1 | 2 | ||
| Диапазон номинальных сопротивлений при мощности 0,125 Вт | 10 Ом … 100 МОм | ||
| Уровень собственных шумов, мкВ/В | 1,5 | ||
| Температура окружающей среды, 0С | от –60 до +70 | ||
| Относительная влажность воздуха при температуре +35 0С,% | до 98 | ||
| Пониженное атмосферное давление, Па | до 133 | ||
| Предельное рабочее напряжение постоянного и переменного тока, В | 200 | ||
| Минимальная наработка, ч | 25000 | ||
| Срок сохраняемости, лет | 25 | ||
Эксплуатационная надежность конденсаторов, так же как и резисторов, во многом определяется правильным выбором их типа и возможного использования их в режимах, не превышающих допустимые.
Для правильного выбора типа конденсаторов необходимо, с учетом требований к устройству, принимать во внимание следующие факторы:
- значение номинальных параметров и их допустимые изменения в процессе эксплуатации (номинальная емкость, допуск и др.);
- эксплуатационные факторы;
- показатели надежности и долговечности;
- конструкцию конденсаторов, способы их монтажа, габариты и массу.
С учетом всех выше изложенных требований проведем выбор конденсаторов постоянной емкости [2] . В качестве таких конденсаторов выбираем конденсаторы типа КМ-5а, КМ-5б. Эксплуатационные характеристики конденсаторов этих типов приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 Эксплуатационные характеристики конденсаторов типа КМ-5а, КМ-5б, КМ-6а
| Характеристика | Значение |
| 1 | 2 |
| Температура окружающей среды, 0С | от –60 до +85 |
| Относительная влажность воздуха, % | до 98 |
| Атмосферное давление, мм рт. ст. | 10-6 до 3атм. |
| Вибрационные нагрузки с ускорением в диапазоне 5 – 200 Гц | 10g |
| Многократные удары с ускорением | до 35g |
| Линейные нагрузки с ускорением, не более | 100g |
| Тангенс угла потерь, не более | 0,0012 |
| Минимальная наработка, ч | 15000 |
| Срок сохранения, лет | 12 |
Схема электрическая принципиальная содержит также и полярные конденсаторы. С учетом всех требований предъявляемых к ним выберем электролитические конденсаторы типа К50-35, К73-17.
Эксплуатационные характеристики конденсаторов этих типов приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3 Эксплуатационные характеристики конденсаторов типа К50-35, К73-17
| Характеристика | Значение | |
| К50-6 | К53-1 | |
| Температура окружающей среды,0С | -10 +85 | -80 +85 |
| Относительная влажность воздуха, % | 98 | 98 |
| Атмосферное давление, кПа | 1,3 до 2942 | 6,7.102 3.105 |
| Вибрационные нагрузки с ускорением в диапазоне 1 – 600 Гц | до 10 | до 10 |
| Многократные удары с ускорением | до 15 | до 15 |
| Линейные нагрузки с ускорением | до 100 | до 100 |
| Допустимые отклонения емкости, % | -20…+80 | -10…+30 |
| Минимальная наработка, ч | 5000 | 15000 |
| Срок сохранения, лет | 2 | 12 |
Далее приступаем к выбору транзисторов. Их выбор также будем проводить с учетом климатических и механических факторов, а также исходя из схемы электрической принципиальной, Таким образом в устройстве применим транзисторы серии КТ815Б, КТ 814Б, КТ315Б, КТ361Б.