К курсовой работе на тему: аппарат низкочастотной магнитотерапии «Полюс-1» (стр. 2 из 3)

Рисунок 1.2 - Схема магнитного поля цилиндрического (а) и прямоугольного (б) индукторов

Рисунок 1.4 - Картина магнитного поля полостного индуктора аппарата «Полюс-1»

2 Функциональная схема

Рисунок 2.1 - Функциональная схема прибора

От источника питания посредством четырехобмоточного трансформатора с ферромагнитным сердечником сигнал подается на три направления. Первое направление – это световой индикатор сети, начинающий гореть при включении прибора. Второе направление – это последовательность из нескольких функциональных блоков. Сигнал с трансформатора передается на процедурные часы, которые после истечения установленного времени автоматически прекращают подачу сигнала на индукторы. Далее процедурные часы соединяются с выпрямительным однофазным мостом на основе выпрямительного диода, задача которого преобразовать переменный ток в постоянный. Затем выпрямительный мост соединяется со стабилизатором постоянного напряжения, основанного на двух стабилитронах. Далее сигнал подается на переключатель режима магнитного поля и уже в зависимости от выбранного режима сигнал поступает либо на мультивибратор (прерывистый режим), либо непосредственно на электромагнитное реле (непрерывный режим). Задача мультивибратора - генерировать импульсы, форма которых близка к прямоугольной. За счет этих импульсов и создается прерывистый режим. Так как выходная мощность мультивибратора невелика, то для усиления напряжения используется усилительный каскад на двух транзисторах. Электромагнитное реле предназначено для воздействия магнитным полем на ключ, который замыкает или размыкает какой-либо контур. Третье направление подачи напряжения от трансформатора – это тоже последовательность функциональных блоков. К обмотке трансформатора подсоединен общий переключатель интенсивности. Каждое положение общего переключателя интенсивности определяет разное количество витков обмотки и, следовательно, различное напряжение. Далее сигнал поступает на переключатель интенсивности для первого индуктора и на световой индикатор работы. Затем сигнал передается на устройство индикации, где в зависимости от выбранного положения переключателя ток будет протекать по определенному сопротивлению, что и определит необходимую интенсивность. От первого устройства индикации отходит ответвление ко второму, которое работает по такому же принципу, что и первое. От устройства индикации сигнал подается на ключ, который управляется реле. При непрерывном режиме ключ всегда замкнут, и сигнал проходит без изменения. При прерывистом режиме ключ разомкнут, и сигнал проходит через разделительную емкость, которая не пропускает постоянную составляющую. От обмотки трансформатора есть ответвление, ведущее на переключатель формы тока. Если ключ замкнут, то ток будет проходить без изменения и иметь форму синусоиды. Если же ключ разомкнут, то ток пройдет через обратно включенный диод, который устранит нижнюю полуволну синусоиды. Сигнал, поступающий от переключателя формы тока, соединяется с сигналом, идущим от ключа, управляемого реле. После этого сигнал доходит до индукторов, где превращается в магнитное поле низкой частоты, которое воздействует на биообъект.

3 Принципиальная схема устройства

Рисунок 3.1 -Электрическая принципиальная схема прибора

4 Назначение элементов схемы

Тр - трансформатор с четырьмя обмотками предназначен для передачи энергии от внешней сети на функциональные блоки прибора. Р2 – электромагнитное реле, входящее в состав процедурных часов. По истечении указанного времени оно автоматически размыкает цепь, и подача сигнала на индукторы прекращается.

Д1 - выпрямительный однофазный диодный мост преобразует гармонический сигнал в постоянный.

Т1 П217А – транзистор компенсационного типа. Если подаваемое напряжение выйдет за допустимые границы, сопротивление транзистора изменится, что скорректирует сигнал.

Д3 Д814Д, Д3 Д814Д – стабилитроны, входящие в состав параметрического стабилизатора.

R2 – сопротивление нагрузки стабилизатора.

С1, С2 – разделительные емкости, не пропускающие постоянную составляющую сигнала.

R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 – сопротивления мультивибратора.

С3, С4 – емкости мультивибратора.

Д5 Д9Ж, Д6 Д9Ж – выпрямительные диоды мультивибратора.

Т2 МП40А, Т3 МП40А – транзисторы мультивибратора.

Транзисторы автоколебательного мультивибратора находятся попеременно в квазиустойчивом состоянии определенное время. Это время зависит от соотношения сопротивлений R_К, R_Б (на семе это сопротивления R3, R5, R6 для транзистора Т2 и R10, R7, R8 для транзистора Т3) и величины С в ПОС каждого активного элемента. При условии R_К2= R_К3, R_Б2= R_Б3 и С₃ = С₄ на выходе мультивибратора (U_КЭ2, U_КЭ3) устанавливаются устойчивые колебания со скважностью равной 2.

При включении питания транзисторы через некоторое время установятся во взаимно противоположное состояние, которого приведено на диаграмме (рисунок 3.2) для момента t1(T2- открыт, T3 - закрыт). С этого момента начинают одновременно протекать два процесса, связанные с перезарядкой емкостей С₃и С₄.

К моменту t1 емкость C4 разряжена, но после насыщения T2 начинается ее заряд по цепи R_К – эмиттерный переход T2. Напряжение на емкости С₄ определяет (через малое сопротивление эмиттерного перехода T2) вид выходного напряжения U_КЭ3 (емкость шунтирует коллектор-эмиттер T3). Длительность зарядки может быть рассчитана:

Наличие в базе T2 тока от двух элементов (R_Б2 и заряда С₃) заводит этот транзистор в глубокое насыщение на время заряда емкости. По мере зарядки емкости ток (напряжение U_БЭ2) базы T2 падает до значения, определяемое R_Б2.

Второй процесс связан с разрядом емкости С₃ по цепи «открытый транзистор T2 - R_Б3 – источник питания». Разряд заканчивается полным разрядом емкости. Время разряда может быть определено:

В момент t3, когда напряжение на С3 будет равно 0 произойдет опрокидывание мультивибратора. Транзистор T2 начнет лавинообразно закрываться, T3 – открываться и весь выше представленный процесс повторится.

Рисунок 4.1 Временные диаграммы работы мультивибратора

Т4 МП265, Т5 МП265 – транзисторы, усиливающие выходное напряжение мультивибратора, так как оно невелико.

Р1 – электромагнитное реле, которые замыкают или размыкают ключи, тем самым меняя сигнал.

В2-1 - общий переключатель интенсивности.

Л1 – световой индикатор сети, начинающий работать при включении прибора.

R1 – сопротивление, понижающее ток.

Д2 Д2465 – выпрямительный диод, который убирает нижнюю полуволну гармонического сигнала.

Л2, Л3 – световые индикаторы работы.

В2-2, В2-3 – переключатели интенсивности.

R11, R12, R13, R14, R15, R16 – сопротивления. В зависимости от положения переключателя интенсивности сигнал пойдет по какому-либо сопротивлению.

Д7 – Д20 Д226Г – выпрямительные диоды.

С5, С6 – разделительные емкости, не пропускающие постоянную составляющие сигнала

R17, R18 – сопротивления, понижающие ток.

L1, L2 – индукторы, преобразующие электрический ток в магнитное поле. Оказывают лечебное воздействие на биообъект.

Список использованных источников

1. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника .- Ростов-на-Дону.; Феникс., 2004 . - 565с., ил.

2. http://www.shemki.ru

3. http://www.provisor.com.ua/archive/1998/N24/magnit

Приложение

Осциллограммы напряжений с выходов отдельных узлов

Рисунок А.1 – Осциллограмма выходного напряжения однофазного мостового выпрямителя