|
Реферат: Безопасность труда электромонтера по обслуживанию электрооборудования (Радиоэлектроника)
Министерство образования Российской Федерации
Реферат
Безопасность труда электромонтера
по обслуживанию электрооборудования
Выполнил:
Группа:
г. Нижний Новгород, 2004 год
Организация рабочего места электромонтера.
Электромонтерам по обслуживанию электрооборудования приходится часто
выполнять различные слесарные и сборочные операции. Поэтому они должны
четко знать правила техники безопасности при проведении таких работ и уметь
организовать их безопасное выполнение.
Перед началом работы следует проверить, в каком состоянии находится
инструмент, которым она будет выполняться. Инструмент, имеющий дефекты,
необходимо заменить исправным. Молоток должен быть плотно насажен на
рукоятку, которая расклинивается клином из мягкой стали или дерева. Нельзя
поправлять молоток с ослабленной рукояткой ударами его о верстах или другие
предметы, это приводит к еще большому расшатыванию рукоятки. Также прочно
должны быть насажены рукоятки на шаберы, напильники и другие инструменты.
Слабо насаженные рукоятки во время работы легко соскакивают с инструмента,
при этом острым хвостовиком инструмента можно сильно поранить руку. Ручным
инструментом без рукоятки пользоваться запрещено. Гаечные ключи должны
соответствовать размерам гаек и головок болтов; не разрешается применять
ключи со смятыми и треснувшими губками, наращивать ключи трубами, другими
ключами или иным способом, необходимо следить за исправностью тисков,
съемников.
Правильная организация рабочего места обеспечивает рациональные движения
работающего и сокращает до минимума затраты рабочего времени на отыскание и
использование инструментов и материалов.
На рабочем месте цехового дежурного электромонтера должны находится:
технологическая оснастка, организационная оснастка, должностная инструкция,
электрические схемы главных электроустановок , схемы питания цеха или
участка, эксплуатационный журнал, инструкция по технике безопасности,
графики осмотров и сменно-часовой указатель-календарь местонахождения
электромонтера. Рабочее место должно быть оформлено в соответствии с
требованиями технической эстетики .
Рабочее место - это часть пространства, приспособленная для выполнения
работником или групповой их своего производственного задания . Рабочее
место, как правило , оснащено основным и вспомогательным оборудованием
(станки, механизмы, энергетические установки и т.д), технологической
(инструмент, приспособления, контрольно-измерительные приборы) оснасткой .
На социалистических производственных предприятиях ко всем рабочим местам
предъявляют требования, выполнение которых обеспечивает повышение
производительности труда и способствует сохранению здоровья и развитию
личности работника.
Рабочее места, на которых трудятся рабочие электротехнических профессий ,
бывают различными в зависимости от того, какие действия и операции они
выполняют монтажные, сборочные, регулировочные и т.п. Рабочее место
электромонтера может быть и на открытом воздухе, например при сооружении
или ремонте воздушных и кабельных электрических сетей, подстанций и т.д. Во
всех случаях на рабочем месте должен быть образцовый порядок : инструменты
приспособления (разрешается пользоваться только исправным инструментом)
необходимо размещать на соответствующих местах, туда же нужно класть
инструмент после окончания работы с ним , на рабочем месте не должно быть
ничего лишнего, не требующегося для выполнения данной работы, оснащение и
содержание рабочего места должно строго отвечать всем требованиям охраны
труда, техники безопасности, производственной санитарии и гигиены и
исключать возможность возникновения пожара.
Все указанные выше общие требования относятся и к рабочему мусту
учащегося . Оно может представлять собой монтажный стол или верстак (при
выполнении электромонтажных и изолировочных работ), намоточный станок (при
выполнении намоточных работ), специальный верстак или стол (при выполнении
слесарно-сборочных работ) и т.п. В зависимости от вида выполняемых
электротехнических работ (монтаж, сборка, эксплуатация и д.р.) рабочее
место должно быть оснащено соответствующими инструментами и
приспособлениями . Обычно на рабочем месте размещают следующие инструменты
:
крепежно-зажимные-шюскогубцы, круглогубцы, пассатижи , тиски ; режущие
-монтерский нож, кусачки, ножовку, ударные молоток, зубило, пробойник.
Кроме того , применяют общеслесарный инструмент, а также многие виды
металлорежущего инструмента, так как выполнение электротехнических работ
часто связано с рубкой металла, изгибание труб , резанием различных
материалов, нарезанием резьбы и т.п.
Заводами выпускаются наборы инструментов для выполнения отдельных видов
электротехнических работ. Каждый набор размещен в закрытой сумке из
дерматина (ИН-3) или в раскладной сумке из искусственной кожи (НИЭ-3),
масса комплекта 3,25 кг. Так, в комплект инструментов для выполнения
электромонтажных работ общего назначения входит следующее : плоскогубцы 200
мм универсальные, плоскогубцы электромонтажные с эластичными чехлами ;
острогубцы (кусачки) 150 мм с эластичными чехлами ; отвертка слесарно-
монтажные разные (с пластмассовыми ручками) - 3 шт; молоток слесарный с
ручкой массой 0,8 кг; нож монтерский ; шило монтерское ; указатель
напряжения; линейка метровая складная металлическая ; очки защитные
светлые; гипсовка; гладилка; шнур крученный диаметром 1,5-2 мм длиной 15 м.
Находясь на рабочем месте, строго соблюдайте следующие правила :
. Будьте внимательны, дисциплинированны, осторожны, точно выполняйте
устные и письменные указания учителя (мастера)
. Не оставляйте рабочее место без разрешения учителя (мастера).
. Располагайте на рабочем месте приборы, инструменты, материалы,
оборудование в том порядке, который указан учителем (мастером) или в
письменной инструкции.
4. . Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении
задания.
Требования безопасности перед началом работы.
Перед началом работы электромонтер обязан:
а) предъявить руководителю удостоверение о проверке знаний безопасных
методов работ, а также удостоверение о проверке знаний при работе в
электроустановках напряжением до 1000 В или свыше 1000 В, получить задание
и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемой
работы;
б) надеть спецодежду, спецобувь и каску установленного образца. После
получения задания у руководителя работ и ознакомления, в случае
необходимости, с мероприятиями наряда-допуска электромонтер обязан:
а) подготовить необходимые средства индивидуальной защиты, проверить
их исправность;
б) проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие
требованиям безопасности;
в) подобрать инструмент, оборудование и технологическую оснастку,
необходимые при выполнении работы, проверить их исправность и
соответствие требованиям безопасности;
г) ознакомиться с изменениями в схеме электроснабжения потребителей
и текущими записями в оперативном журнале.
Электромонтер не должен приступать к выполнению работ при следующих
нарушениях требований безопасности:
а) неисправности технологической оснастки, приспособлений и инструмента,
указанных в инструкциях заводов-изготовителей, при которых не допускается
их применение;
б) несвоевременном проведении очередных испытаний основных и
дополнительных средств защиты или истечении срока их эксплуатации,
установленного заводом-изготовителем;
в) недостаточной освещенности или при загроможденности рабочего места;
г) отсутствии или истечении срока действия наряда-допуска при работе в
действующих электроустановках.
Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены
собственными силами до начала работ, а при невозможности сделать это
электромонтер обязан сообщить о них бригадиру или ответственному
руководителю работ.
Требования безопасности во время работы
Электромонтер обязан выполнять работы при соблюдении следующих требований
безопасности:
а) произнести необходимые отключения и принять меры, препятствующие
подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или
самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;
б) наложить заземление на токоведущие части;
в) оградить рабочее место инвентарными ограждениями и вывесить
предупреждающие плакаты;
г) отключить при помощи коммутационных аппаратов или путем снятия
предохранителей токоведущие части, на которых производится работа, или
т.е., к которым прикасаются при выполнении работы, или оградить их во время
работы изолирующими накладками (временными ограждениями);
д) принять дополнительные меры, препятствующие ошибочной подаче
напряжения к месту работы при выполнении работы без применения переносных
заземлений;
е) на пусковых устройствах, а также на основаниях предохранителей
вывесить плакаты «Не включать — работают люди!»;
ж) на временных ограждениях вывесить плакаты или нанести
предупредительные надписи «Стой — опасно для жизни!»;
з) проверку отсутствия напряжения производить в диэлектрических
перчатках;
и) зажимы переносного заземления накладывать на заземляемые токоведущие
части при помощи изолированной штанги с применением диэлектрических
перчаток;
к) при производстве работ на токоведущих частях, находящихся под
напряжением, пользоваться только сухими и чистыми изолирующими средствами,
а также держать изолирующие средства за ручки-захваты не дальше
ограничительного кольца.
Смену плавких вставок предохранителей при наличии рубильника следует
производить при снятом напряжении. При невозможности снятия напряжения (на
групповых щитках, сборках) смену плавких вставок предохранителей
допускается производить под напряжением, но при отключенной нагрузке.
Смену плавких вставок предохранителей под напряжением электромонтер
должен производить в защитных очках, диэлектрических перчатках, при помощи
изолирующих клещей.
Перед пуском оборудования, временно отключенного по заявке не
электротехнического персонала, следует осмотреть его, убедиться в
готовности к приему напряжения и предупредить работающих на нем о
предстоящем включении.
Присоединение и отсоединение переносных приборов, требующих разрыва
электрических цепей, находящихся под напряжением, необходимо производить
при полном снятии напряжения.
При выполнении работ на деревянных опорах воздушных линий электропередачи
электромонтеру следует использовать когти и предохранительный пояс.
При выполнении работ во взрывоопасных помещениях электромонтеру не
разрешается:
а) ремонтировать электрооборудование и сети, находящиеся под
напряжением;
б) эксплуатировать электрооборудование при неисправном защитном
заземлении:
в) включать автоматически отключающуюся электроустановку без
выяснения и устранения причин ее отключения;
г) оставлять открытыми двери помещений и тамбуров, отделяющих
взрывоопасные помещения от других;
д) заменять перегоревшие электрические лампочки во взрывозащищенных
светильниках лампами других типов или большей мощности;
е) включать электроустановки без наличия аппаратов, отключающих
электрическую цепь при ненормальных режимах работы;
ж) заменять защиту (тепловые элементы, предохранители, расцепители)
электрооборудования защитой другого вида с другими номинальными
параметрами, на которые данное оборудование не рассчитано.
При работе в электроустановках необходимо применять исправные
электрозащитные средства: как основные (изолирующие штанги, изолирующие и
электроизмерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические
перчатки), так и дополнительные (диэлектрические галоши, коврики,
переносные заземляющие устройства, изолирующие подставки, оградительные
подставки, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности).
Работы в условиях с повышенной опасностью следует осуществлять вдвоем в
следующих случаях:
а) с полным или частичным снятием напряжения, выполняемого с
наложением заземлений (отсоединение и присоединение линий к отдельным
электродвигателям, переключения на силовых трансформаторах, работы
внутри распределительных устройств);
б) без снятии напряжения, не требующего установки заземлений
(электрические испытания, измерения, смена плавких вставок
предохранителей и т.п.);
в) с приставных лестниц и подмостей, а также там, где эти операции
по местным условиям затруднены;
г) на воздушных линиях электропередачи.
Измерение сопротивления изоляции мегаомметром следует осуществлять только
на полностью обесточенной электроустановке. Перед измерением следует
убедиться в отсутствии напряжения на испытываемом оборудовании.
При работах вблизи действующих крановых или тельферных троллей
электромонтеры обязаны выполнять следующие требования;
а) выключить троллеи и принять меры, устраняющие их случайное или
ошибочное включение;
б) заземлить и закоротить троллеи между собой;
в) оградить изолирующими материалами (резиновыми ковриками,
деревянными щитами) места возможного касания троллей в случае
невозможности снятия напряжения. На ограждение повесить плакат «Опасно
для жизни — напряжение 380 В!».
При обслуживании осветительных сетей электромонтеры обязаны выполнять
следующие требования:
а) замену предохранителей и перегоревших ламп новыми, ремонт
осветительной арматуры и электропроводки осуществлять при снятом
напряжении в сети и в светлое время суток;
б) чистку арматуры и замену ламп, укрепленных на опорах,
осуществлять после снятия напряжения и вдвоем с другим электромонтером;
в) установку и проверку электросчетчиков, включенных через
измерительные трансформаторы, проводить вдвоем с электромонтером,
имеющим квалификационную группу по технике безопасности не ниже IV;
г) при обслуживании светильников с автовышек или других
перемещаемых средств подмащивания применять пояса предохранительные и
диэлектрические перчатки.
При регулировке выключателей и разъединителей, соединенных с проводами,
электромонтерам следует принять меры, предупреждающие возможность
непредвиденного включения приводов посторонними лицами или их
самопроизвольного включения.
Для проверки контактов масляных выключателей на одновременность включения,
а также для освещения закрытых емкостей электромонтерам следует применять
напряжение в электросети не выше 12 В.
В процессе работы электромонтеру запрещается:
а) переставлять временные ограждения, снимать плакаты, заземления и
проходить на территорию огражденных участков;
б) применять указатель напряжений без повторной проверки после его
падения;
в) снимать ограждения выводов обмоток во время работы
электродвигателя;
г) пользоваться для заземления проводниками, не предназначенными
для этой цели, а также присоединять заземление путем скрутки
проводников;
д) применять токоизмерительные клещи с вынесенным амперметром, а
также нагибаться к амперметру при отсчете показаний во время работы с
токоизмерительными клещами;
е) прикасаться к приборам, сопротивлениям, проводам и измерительным
трансформаторам во время измерений;
ж) производить измерения на воздушных линиях или троллеях, стоя на
лестнице;
з) применять при обслуживании, а также ремонте электроустановок
металлические лестницы;
и) пользоваться при работе под напряжением ножовками, напильниками,
металлическими метрами и т.п.;
к) применять автотрансформаторы, дроссельные катушки и реостаты для
получения понижающего напряжения;
л) пользоваться стационарными светильниками в качестве ручныхпереносных
ламп.
Для прохода на рабочее место электромонтеры должны использовать
оборудование системы доступа (лестницы, трапы, мостики). При отсутствии
ограждения рабочих мест на высоте электромонтеры обязаны применять
предохранительные пояса с капроновым фалом. При этом электромонтеры должны
выполнять требования «Типовой инструкции по охране труда для работников,
выполняющих верхолазные работы».
Требования безопасности в аварийных ситуациях.
При возникновении загорания в электроустановке или опасности поражения
окружающих электрическим током в результате обрыва кабеля (провода) или
замыкания необходимо обесточить установку, принять участие в тушении пожара
и сообщить об этом бригадиру или руководителю работ. Пламя следует тушить
углекислотными огнетушителями, асбестовыми покрывалами и песком.
Требования безопасности по окончании работы.
По окончании работы электромонтер обязан:
а) передать сменщику информацию о состоянии обслуживаемого
оборудования и электрических сетей и сделать запись в оперативном
журнале;
б) убрать инструмент, приборы и средства индивидуальной защиты в
отведенные для них места;
в) привести в порядок рабочее место;
г) убедиться в отсутствии очагов загорания;
д) о всех нарушениях требований безопасности и неисправностях
сообщить бригадиру или ответственному руководителю работ
Виды поражения организма человека электротоком
Характерным случаем попадания под напряжение является соприкосновение с
одним полюсом или фазой источника тока. Напряжение, действующее при этом на
человека, называется напряжением прикосновения. Особенно опасны участки,
расположенные на висках, спине, тыльных сторонах рук, голенях, затылке и
шее.
Повышенную опасность представляют помещения с металлическими, земляными
полами, сырые. Особенно опасные - помещения с парами кислот и щелочей в
воздухе. Безопасными для жизни является напряжение не выше 42 В для сухих,
отапливаемых с токонепроводящими полами помещений без повышенной опасности,
не выше 36 В для помещений с повышенной опасностью (металлические,
земляные, кирпичные полы, сырость, возможность касания заземленных
элементов конструкций), не выше 12 В для особо опасных помещений, имеющих
химически активную среду или два и более признаков помещений с повышенной
опасностью.
В случае, когда человек оказывается вблизи упавшего на землю провода,
находящегося под напряжением, возникает опасность поражения шаговым
напряжением. Напряжение шага - это напряжение между двумя точками цепи
тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых
одновременно стоит человек. Такую цепь создает растекающийся по земле от
провода ток. Оказавшись в зоне растекания тока, человек должен соединить
ноги вместе и, не спеша, выходить из опасной зоны так, чтобы при
передвижении ступня одной ноги не выходила полностью за ступню другой. При
случайном падении можно коснуться земли руками, чем увеличить разность
потенциалов и опасность поражения. Действие электрического тока на
организм характеризуется основными поражающими факторами:
1. электрический удар, возбуждающий мышцы тела, приводящий к судорогам,
остановке дыхания и сердца;
2. электрические ожоги, возникающие в результате выделения тепла при
прохождении тока через тело человека; в зависимости от параметров
электрической цепи и состояния человека может возникнуть покраснение кожи,
ожог с образованием пузырей или обугливанием тканей; при расплавлении
металла происходит металлизация кожи с проникновением в нее кусочков
металла.
Реферат на тему: Блок возбуждения для ВТП
Техническое задание к курсовому проекту.
Разработать:
Блок возбуждения для дефектоскопии плоской поверхности ферромагнитных
объектов.
Устройство включает в себя :
1. Генератор дискретной (синусоидальной) частоты с параметрами:
макс. диапазон частот:1КГц-2,5МГц
(рабочий диапазон частот задает оператор в пределах
максимального);
ток: 10 мА;
число дискретов в диапазоне: от 10 до 20;
коэффициент гармоник не более 1 % :
2. Нагрузкой для генератора служит катушка размещенная на объекте
контроля:
число витков возбуждающей катушки: 20;
число витков измерительной катушки: задается оператором от 10 до
20;
диаметр возбуждающей катушки: от 4 до 20 мм;
диаметр измерительной катушки: задается оператором от 4 до 20 мм;
длина катушек: от 2 до 15 мм:
Свойства объектов контроля:
m=1-10;
s=5-10 MCм/м;
Площадь контролируемого участка S=5 см2;
Основные технические характеристики
и условия эксплуатации:
. габариты: 100х50х100 (мм);
. масса: не более 0,3 кг;
. диапазон рабочих температур: от 5 до 45 оС;
. влажность: от 30 до 90%;
. давление: от 700 до 800 мм.рт.ст.;
1.Введение.
Вихретоковые методы контроля основаны на анализе взаимодействия
внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых
токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте
контроля. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные
катушки. Синусоидальный ток, действующий в катушках ВТП, создает
электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в
электропроводящем объекте. Электромагнитное поле вихревых токов
воздействует на измерительную катушку преобразователя, наводя в ней
ЭДС или изменяя ее полное электрическое сопротивление. Регистрируя
напряжение на зажимах катушки, получают информацию о свойствах объекта
и о положении преобразователя относительно него. Особенность
вихретокового преобразователя в том, что его можно проводить без
контакта преобразователя и объекта. Получение первичной информации в
виде электрических сигналов, бесконтактность и высокая
производительность определяют широкие возможности автоматизации
вихретокового контроля. Одна из особенностей ВТМ состоит в том, что на
сигналы преобразователя практически не влияют влажность, давление и
загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения, загрязнение
поверхности объекта контроля непроводящими веществами. Однако им
свойственна малая глубина зоны контроля, определяемая глубиной
проникновения электромагнитного поля в контролируемую среду. Сильное
влияние на полученные результаты оказывают нелинейные искажения
сигнала, подаваемого на задающую катушку. Для обеспечения
универсальности, установка начальных условий, а также обработка
полученной информации современных преобразователей должна
осуществляться при помощи компьютеров, тогда каждый режим работы
преобразователя будет обрабатываться отдельной программой. В данной
работе разрабатывался генератор синусоидального сигнала для накладного
вихретокового преобразователя, амплитуда тока в котором порядка 10 мА,
а нелинейные искажения порядка 1%. Частота сигнала должна задаваться
программным путем, с использованием микропроцессорной техники.
Ниже приводятся типы уже существующих преобразователей:
|Тип |Частота тока |Скорость |Объект контроля |Вид дефекта |
| |возбуждения, кГц|контроля | | |
|ВД-30П |4; 16; 64; 300 |0,5-3 |Ферро- и |Трещины, раковины, |
|ВД-31П | |0,5-4 |неферро-магнитные|плены и т.д. |
| | | |прутки | |
| | | |и трубы 1-47 мм | |
|ВД-23П |130; 1000; 20000|0,5-5 |Проволока |Расслоения, трещины|
| | | |0,02-5мм | |
| | | | |заусенцы |
|Дефектомат |0,2; 2,5; 10; |1,2; 5; |Трубы и прутки |Трещины, раковины, |
|2.189 |30; 90 |15 |3-135 мм |плены |
2. Структурная схема разрабатываемого устройства.
. БВ - блок возбуждения; (нужно разработать в этом семестре)
. ВТП - вихретоковый преобразователь;
. БО - блок обработки;
. АЦП - аналого-цифровой преобразователь;
. ОК- объект контроля;
3. Блок возбуждения (БВ).
Блоком возбуждения в данном устройстве является широкополосный генератор
напряжения синусоидальной формы. БВ состоит из синтезатора частот (СЧ) и
формирователя сигнала (ФС) заданной формы. Рассмотрим их структурные и
электрические схемы более подробно.
Блок возбуждения
3.1. Структурная схема СЧ.
[pic] [pic]
fc - частота сигнала подающегося на вход формирователя сигнала
3.1.1. Опорный генератор (ОГ).
В качестве ОГ выбираем генератор с кварцевым резонатором на 16 МГц
микросхема РК374.
3.1.2. Счетчики -делители частоты M и N.
Счетчик М служит для задания шага изменения частоты. Счетчик N необходим
для обеспечения сетки частот изменяющихся с заданным шагом fог/M.
Предполагается что счетчики управляются цифровым кодом с ЭВМ. Выбираем
счетчики серии КР1554ИЕ10 (аналог -74ALS161AN фирмы National ,USA).
Микросхема КР1554ИЕ10 - это четырехразрядный двоичный синхронный счетчик.
Счетчик запускается положительным перепадом (фронтом) тактового импульса на
входе С. Сброс всех триггеров счетчика в нулевое состояние осуществляется
по общему входу R(инв.). Режим параллельной загрузки информации
устанавливается подачей напряжения низкого уровня на вход разрешения
параллельной загрузки PE(инв.) , при этом предварительно установленная на
входах D0...D3 информация по фронту импульса на входе С записывается в
триггеры счетчика. Для синхронного каскадирования микросхема КР1554ИЕ10
имеет вход разрешения счет ЕСТ , вход разрешения переноса ЕСR и выход
переноса CR. Счетчик считает тактовые импульсы , если на входах ECT и ECR
подано напряжение высокого уровня. Вход ECR последующего счетчика
соединяется со входом CR предыдущего счетчика.
Условно-графическое обозначение
КР1554ИЕ10
Таблица назначения выводов
|1 |R(инв.)|вход установки в состояние |
|2 | |«лог. 0» |
|3 |С |вход тактовый |
|4 |D0 |вход данных |
|5 |D1 |вход данных |
|6 |D2 |вход данных |
|7 |D3 |вход данных |
|8 |ECT |вход разрешения счета |
|9 |OV |общий вывод |
|10 |PE(инв.|вход разрешения парал. |
|11 |) |загрузки |
|12 |ECR |вход разрешения переноса |
|13 |D03 |выход данных |
|14 |D02 |выход данных |
|15 |D01 |выход данных |
|16 |D00 |выход данных |
| |CR |выход переноса |
| |Ucc |напряжения питания |
Предполагается что цифровые входы данных D0...D3 , а также входы R(инв.) ,
ECT , ECR и PE(инв.) будут управляться с ЭВМ , соответствующим программным
и аппаратным обеспечением .
3.1.3. Фазово-частотный детектор (ФЧД).
Если на схему ФЧД приходят равные частоты fог/M и fвых/N то из условия
равенства этих частот получаем [pic]. В качестве ФЧД выбираем ИМС
исключающее « или » серии К155ЛП5 (Аналог 74ALS86).
3.1.4. Генератор управляемый напряжением (ГУН).
ГУН - генератор , частота которого пропорциональна управляющему
напряжению. Выбираем ИМС К531ГГ1 (Аналог 74S124N).
Микросхема 531ГГ1-представляет собой два генератора. Частота каждого
генератора управляется напряжением. Каждый генератор представляет
собой автомультивибратор , имеющий вход управления частотой (УЧ)
выводы 1 и 2 и диапазоном частоты (Д) выводы 14 и 3. К выводам 12 и 13
подсоединим кварцевый резонатор КР374 на 16МГц. 16,15 - Uп; 9,8-общий
вывод. Для обеспечения заданного диапазона частоты ко входам 4-5
присоединяем конденсатор емкостью с=2 пФ (КД-1-2пФх100В).
[pic]
3.1.5. Интегратор.
Для управления работой ГУН служит интегратор на операционном усилителе
[pic]
Параметры R и С выбираем из условия , что постоянная времени интегрирования
должна быть больше максимальной длительности сигнала в 10 раз.
т.е. RC>10 мс.
tи=R*C >10*T ;
T=1/f=1/1КГц=1мс ;
Выбираем R=100 КОм (МЛТ-0.25-100 кОм (5%) ;
С=1 мкФ (К50-6-1мкФх6.3 В);
Таким образом постоянная времени интегратора будет tи=R*C=100 мс;
Интегратор выполним на основе быстродействующего ОУ 544УД2:
Ku=20000;
Uсм=30 мВ;
Iвх=0.1 нА;
f1=15 МГц
Выходное напряжение интегратора будем рассчитывать по формуле:
[pic] (1)
, где [pic] (2)
Посчитаем погрешность интегрирования, связанную с дополнительным
напряжением на входе ОУ из-за неидеальности его свойств.
DUвх=IвхR=1.10-3 В
dUвх=DUвх/Uвх=2.10-4%
Относительная ошибка интегрирования:
g=tи/2tC=10-5
Найдем частоту wв : wв=1/(Ku+1)RC=2.10-4 Гц.
3.2. Формирователь сигнала (ФС).
Формирователем сигнала заданной формы является восьмиразрядный сдвиговый
регистр с последовательной загрузкой и параллельной выгрузкой КР1533ИР8
(Аналог 74ALS164). Микросхема КР1533ИР8 представляет собой восьмиразрядный
сдвиговый регистр с последовательной загрузкой и параллельной выгрузкой.
Наличие двух входов последовательной загрузки A и B позволяет использовать
один из них в качестве управляющего загрузкой данных: низкий уровень
напряжения хотя бы одном из них по положительному фронту тактового импульса
устанавливает первый триггер регистра в состояние низкого уровня напряжения
, в то же время высокий уровень напряжения на управляющем входе позволяет
по другому входу осуществлять ввод данных в последовательном коде. Частота
следования импульсов по входу С - не более 50 МГц , т.е. вполне пригодно
т.к. максимальная частота дискретного синусоидального сигнала будет на
выходе fвых = 50/16 ( 3МГц , что соответствует техническому заданию.
Таблица назначения выводов
|A |вход информационный |
|B |вход информационный |
|CLК |вход тактовый |
|CLR |вход сброса |
|QA |выход |
|QB |выход |
|QC |выход |
|QD |выход |
|QE |выход |
|QF |выход |
|QG |выход |
|QH |выход |
|Vcc |напряжение питания |
|GND |общий вывод |
КР1533ИР8 формирует дискретный периодический сигнал аппроксимированный
функцией [pic] , где
[pic]
[pic] - период ;
16-16 дискретов на периоде ;
n - номер текущего дискрета ;
[pic]
При однополярном питании данный сигнал сдвинут относительно нулевой точки
на постоянную составляющую Eп/2.
3.2.1. Расчет номиналов резисторов.
Данная схема может обеспечить Rвых=5КОм ;
Запишем систему уравнений для нахождения номиналов резисторов: (3)
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
После расчета и округления до ближайших номинальных значений получаем:
R1=R8=150КОм (МЛТ-0.25-150 кОм (5%);
R2=R7=47КОм (МЛТ-0.25-47 кОм (5%) ;
R3=R6=33КОм (МЛТ-0.25-33 кОм (5%) ;
R4=R5=27КОм (МЛТ-0.25-27 кОм (5%);
3.2.2 Анализ сигнала на выходе ФС.
Полезный сигнал на выходе регистра аппроксимируется ступенчато, что
соответственно вносит свои погрешности и искажения. Возьмем сигнал для
примера [pic] с частотой f=1000 Гц и числом дискретов N=16 ;
[pic] [pic]
Рассмотрим погрешность на половине периода [pic]
Для аппроксимации данного сигнала рассмотрим функцию:
[pic] , где floor(x) - функция , возвращающая ближайшее целое число
меньшее или равное аргументу (х вещественный).
[pic]
Относительную погрешность пронормируем по истинному значению сигнала
[pic]
[pic] (4)
Изобразим в процентном отношении
[pic]
Рассмотрим спектр сигнала на выходе ФС. Для этого применим разложение в
ряд Фурье для периодического сигнала dcos(t). Найдем коэффициенты для
разложения в ряд по косинусам:
[pic] bk=0 (5)
Так как значение напряжения на выходе ФС между отсчетами времени
постоянно , то заменим интеграл на сумму :
[pic] [pic] [pic] [pic] (6)
[pic] (7)
[pic] (8)
Где k - номер гармоники в сигнале
Определим коэффициент гармоник в процентах :
[pic] [pic] (9)
Спектр сигнала на выходе ФС выглядит следующим образом:[pic]
Таким образом видно , что коэффициент гармоник достаточно велик и нужно
применить ФНЧ, отсекающий высшие гармоники спектра сигнала.
3.2.3. Перестраиваемый фильтр управляемый цифровым кодом.
Электрическая схема ФНЧ:
[pic]
Коэффициент передачи К(f) такой схемы равен:
[pic]
(11)
R1=1КОм ; R2=R1 ; C=5 нФ.
ЛАЧХ
фильтра
[pic]
Рассчитаем подавление гармоник спектра сигнала в децибелах Kпод :
[pic] где к -номер гармоники ;
[pic]
Найдем коэффициент гармоник после ФНЧ , амплитуды гармоник станут
соответственно:
[pic]
(12)
[pic] [pic]% (13)
что соответствует техническому задания (Кгарм < 1 %)
Но нам нужен перестраиваемый фильтр следовательно вместо резисторов будем
использовать токовый ЦАП 572ПА1.
1 - аналоговый выход 1
2 - аналоговый выход 2
3 - общий 4 -
цифровой вход 1
5 - цифровой вход 2
6 - цифровой вход 3
7 - цифровой вход 4
8 - цифровой вход 5
9 - цифровой вход 6
10- цифровой вход 7
11- цифровой вход 8
12- цифровой вход 9
13- цифровой вход 10
14- питание Uип (+)
15- опорное напряжение Uоп
16- вывод резистора обратной связи
Для реализации динамических свойств ЦАП на выходе нужно использовать
быстродействующий ОУ с коэффициентом усиления по напряжению не менее 104.
В качестве ОУ выбираем быстродействующий К544УД2
|Ku |fmax, МГц |Uвых, В |Uпит, В |Iпот, мА |
|20000 |15 |10 |±15 |7 |
Схема фильтра управляемого цифровым кодом:
[pic]
R=10 КОм ; n=10 (разрядность ЦАП).
[pic] Rmin=10 КОм (14)
[pic] Rmax=10 МОм (15)
Так как время установления выходного напряжения после подачи кода на
вход ЦАП tуст равно 5 мкс, соответственно частота дискретизации fдискр
должна быть не более 200 кГц, а с учетом того что по теореме Котельникова
синусоиду можно восстановить лишь при наличии двух дискретов на период, то
максимальная частота не может быть выше 100 кГц. То есть С равно:
[pic] ; С= 1нФ (К50-6-1нФх6.3 В);
Данный фильтр управляется цифровым двоичным кодом N (этот код соответствует
коду из синтезатора частот) следовательно изменяя код N будет изменяться
частота сигнала fc , сопротивление резистивной матрицы ЦАП , постоянная
времени интегратор tи и соответственно частота среза фильтра fср.
4. Вывод.
Т.о. блок возбуждения для вихретокового преобразователя обеспечивает
подачу на накладной вихретоковый датчик синусоидального сигнала
амплитудой 10 мА во всем диапазоне частот 1КГц-2.5 МГц , коэффициент
гармоник сигнала при этом около 0.6%, что соответствует техническому
задания.
5. Список используемой литературы.
1) Справочник "Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы", Москва,
"Радио и связь" 1989 г.
2) Справочник "Изделия электронной техники. Цифровые микросхемы.
Микросхемы памяти. Микросхемы ЦАП и АЦП", Москва, "Радио и связь" 1994
г.
3) Справочник "Резисторы", Москва, "Радио и связь" 1991 г.
4) Справочник "Расчет индуктивностей", Ленинград, "Энергия" 1970 г.
5) Справочник "Приборы для неразрушающего контроля материалов и
изделий" том 2, Москва, "Машиностроение" 1986 г.
3) В.Н. Гусев, Ю.М. Гусев "Электроника", Москва, "Высшая школа" 1991г.
-----------------------
БВ
ВТП
БО
АЦП
Порты ввода/вывода
ЭВМ
ОК
ВТП
ФС
ФНЧ
СЧ
M
:М
ОГ
ГУН
(
ФЧД
:N
N
Ucc
Rинв
PEинв
C
D0
D1
D2
D3
ECT
ECR
CT2
D00
D01
D02
D03
CR
01
09
02
03
04
05
06
07
10
14
13
12
11
15
Общий
572ПА1
4
.
.
.
.
.
13
15 14
16
1
2
3
| |
