Разработать усилитель для термопреобразователя

Значения допустимых напряжений между элементами проводящего рисунка приводятся в таблице 4.2Таблица 4.2Расстояние между элементамиПроводящего рисунка, ммЗначение рабочих напряжений, Вот 0.1 до 0.2-от 0.2 до 0.330от 0.3 до 0.4100от 0.4 до 0.7150Плата односторонняя, изготавливается химическим способом с нанесением рисунка методом стеклографии.Рассчитываем сопротивление проводника по формуле (4.2):Где, – удельное сопротивление медной фольги, Ом·мм2/м; Удельное сопротивление меди зависит от метода изготовления проводящего слоя. Если проводники формируются методом химического травления фольги, как в проектируемом случае, то удельное сопротивление меди будет равно 0.0175 Ом·мм2/м. – длина проводника, равна (измеряем самый длинный проводник на печатной плате)Паразитные параметры платы – емкость печатного проводника и – индуктивность печатного проводника оказывает влияние на частотах выше 50 Гц, поэтому их расчеты не проводятся.Для выбора размеров печатной платы необходимо определить ее площадь по формуле (4.3):Где, – площадь, занимаемая электрорадиоэлементами (ЭРЭ); – площадь технологических или крепежных отверстий; – площадь, которую не должны занимать ЭРЭ по конструктивным соображениям; – площадь монтажных отверстий; – коэффициент заполнения печатной платы, обычно берется в переделах от 0.3 до 0.8.Площадь, занимаемая, крепежными отверстиями определяется по формуле (4.4):Где, – диаметр крепежного отверстия; – число крепежных отверстий.Для подсчета площади занимаемой ЭРЭ на плате составляем таблицу 4.3Таблица 4.3Тип элементаКоличествошт.Площадь одногоэлемента, мм2Общая площадьпод элементами, мм21234ОУOP1156.72СтабилитронVD111.95·1.5 = 2.9252.925ТранзисторVT1126.41РезисторыС2-23-0.25111·10 = 30330Итого416.055Площадь платы будет равна:По расчетным данным согласно ГОСТ 10317-79 выбираем габаритные размеры печатной платы, при этом учитывается, что размеры должны быть кратны 5.Принимаем размеры печатной платыОпределяем реальный коэффициент заполнения по формуле (4.5):Где, – выбранные длина и ширина печатной платы.Спроектированная плата имеет малые габариты и среднюю заполняемость элементами.Рассчитаем диаметры монтажных отверстий. Они должны быть несколько больше диаметров выводов ЭРЭ. Если диаметр вывода меньше или равен 0.8 мм, то зазор между краем отверстия и диаметром вывода, должен быть равен 0.2 мм (Δ = 0.2 мм) При Δ = 0.3 мм, Δ = 0.4 мм, если ЭРЭ устанавливается на плату автоматизировано.Где, – диаметр монтажного отверстия, мм; – диаметр вывода ЭРЭ, мм; – зазор между выводами и краем отверстия, для захода припоя.Берем из справочника при , при Если ЭРЭ устанавливается автоматизировано, то Δ = 0.4 мм.Диаметры отверстий, просверливаемых на плате сводим в таблицу 4.4Таблица 4.4Вид ЭРЭКол-воЭРЭ, штКол-воотверстий,штДиаметрвывода, ммДиаметрмонтажн.отверстий,ммВыбранныйдиаметр123456ОУOP1180.40.60.8СтабилитронVD1120.60.80.8ТранзисторVT1140.60.80.8РезисторыС2-23-0.251120.60.80.8Так как на плате рекомендуется иметь не более трех различных диаметров монтажных отверстий, то увеличиваем диаметры близкие по значению в сторону большего. Таким образом, на плате просверлим:- 14 отверстий Ø 0.8 ммДиаметры контактных площадок определяем по формуле (4.7):Где, – радиальная ширина контактной площадки, мм; – предельное отклонение диаметра монтажного отверстия, мм; – значение позиционного допуска расположения осей отверстий, мм; – значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок, мм; – ширина гарантийного пояска между краем отверстия и краем контактной площадки.Согласно ГОСТ 23751-86 для третьего класса точности изготовления печатной платы ширина гарантийного пояска контактной площадки – 0.10 мм.Таким образом, исходя из формулы (4.7), диаметры контактных площадок при диаметре отверстий Ø 0.8 мм будут равны:Минимальное расстояние между центрами двух соседних отверстий для прокладки нужного количества проводников определяем по формуле (4.8):Где, – диаметры монтажных отверстий, между которыми прокладывают проводники, мм: – количество прокладываемых проводников; – предельное отклонение ширины печатного проводника, мм; – значение позиционного допуска расположения печатного проводника, мм.Значения предельных отклонений ширины печатного проводника и позиционные допуски расположения элементов конструкций для первых трех классов точности печатных плат приведено в таблицах 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9.Таблица 4.5НаличиеметаллическогоприпояПредельное отклонение ширины печатного проводникаΔt, мм. Для класса точности123без покрытия±0.15±0.10±0.05с покрытием-0.20 +0.25-0.10 +0.15±0.10Таблица 4.6Вид изделияЗначение позиционного допуска расположения печатного проводника Tl, мм123ОПП; ДПП; ГПК;МПП(наружный слой)0.20.100.05МПП(внутренний слой)0.30.150.10Таблица 4.7Диаметротверстий d, ммНаличиеметаллизацииПредельное отклонение Δd, мм. Для класса точности123до 1.0б/метал.±0.10±0.10±0.05С металл.б/оплавл.+0.05; -0.15+0.05; -0.150; -0.10С металл. И оплавл+0.05; -0.18+0.05; -0.180; -0.18св. 1.0б/метал.±0.15±0.15±0.15С металл.б/оплавл.+0.10; -0.20+0.10; -0.20+0.05; -0.15С металл. И оплавл+0.10; -0.23+0.10; -0.23+0.05; -0.18Таблица 4.8Размеры печатной платы по большей стороне, ммЗначение позиционного допуска расположения осей отверстий Td, мм, для класса точности123до 1800.200.150.08от 180 до 3600.250.200.10свыше 3600.300.250.15Таблица 4.9Вид изделияРазмеры печатной платы по большей стороне, ммЗначение позиционного допуска расположения центров контактных площадок, TD, мм, для класса точности123ОПП; ДПП; ГПК;МПП(наружный слой)до 1800.350.250.15от 180 до 3600.400.300.20свыше 3600.450.350.25МПП(внутренний слой)до 1800.400.300.20от 180 до 3600.450.350.25свыше 3600.500.400.30Основной частью проектируемого устройства будет двусторонняя печатная плата из фольгированного стеклотекстолита СФ1-50-1.5 ГОСТ 10316-78.Материал платы стеклотекстолит. Он имеет большую механческую стойкость, термостойкость, при сверлении отвесртий дает меньшую шероховатость поверхности, выдерживает большое количество перепаек без отслоения фольги от диэлектрика, стоит дешевле таких фольгированных материалов как лавсан или фоторопласт.3.2 Проектирование печатной платыДля проектирования печатной платы, было принято решение использовать САПР электроники CircuitDesignSuite: Multisim&Ultiboard.Разработка конструкции усилителя тока производилась с помощью автоматизированного средства проектирования печатных плат фирмы NationalInstrumentsNIUltiboard входящего в состав ПО CircuitDesignSuite. Для этого принципиальная схема устройства была переведена в поддерживаемый NIUltiboard формат, которым является формат электронных схем программы схемотехнического моделирования NIMultisim (входит в состав CircuitDesignSuite).Размер печатной платы был выбран мм. Размещение компонентов на печатной плате выполнено с помощью встроенных NIUltiboardсредств автоустановки, трассировки и оптимизации.Усилитель спроектирован таким образом, чтобы иметь возможность питания, как от внешнего источника, так и автономно от батареи элементов.Рис.10. Усилитель термопреобразователя, NIMultisimЗаключениеВ данной курсовой работе разрабатывался усилитель термопреобразователя устройства измерения температуры. В ходе выполнения курсовой работы были поставлены и решены следующие задачи:-Рассмотрены существующие в электронной технике термодатчики (термопреобразователи), дана их краткая характеристика;-Рассчитан усилитель термопреобразователя устройства измерения температуры и выбрана его элементная база;-Разработать печатную плату усилителя с применением САПР CircuitDesignSuite. В результате выполнения курсовой работы был спроектирован усилитель термопреобразователя устройства измерения температуры, удовлетворяющий все требованиям технического задания.Список использованных источниковhttp://ru.wikipedia.org/wiki/Измерительный мостhttp://www.radioradar.net/hand_book/documentation/terpara.htmlХоровиц П., Хилл У. – Искусство схемотехники. 4-е изд. В 3-х томах –1993. Том 1 стр. 136-138.4. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/139286/Терморезистор5. http://www.radiolibrary/reference/zenediod/d808.htmlБаканов Г.Ф. и др. Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств/ учебное пособие для студентов высших учебных заведений/ - М.: Издательский центр «Академия», 2007, - 368 с.Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат: учебное пособие – М.: Форум-Инфа, 2005, - 400 с.Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры/ учебное пособие для радиотехнических специальностей техникумов – М.: Высшая школа, 1989 – 238 с.Сигов А.И. Элементная база электронной техники, - М.: Энергоатомиздат., 2009, - 360 с.Приложение 1. Схема электрическая принципиальнаяПриложение 2. Перечень элементовОбозначение на схемеНоминал деталиПримечаниеR1343 ОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,С2-23-0.25±5%R210 кОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,С2-23-0.25±5%R311.6 кОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,С2-23-0.25±5%R48.6 кОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,С2-23-0.25±5%R510 ОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,СТ6-4Г±5%R6,R71.16 кОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,С2-23-0.25±5%R8,R9242.8 МОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,С2-23-0.25±5%R10200 ОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,С2-23-0.25±5%R11500 ОмОЖО.467.093 ТУ,ВП,С2-23-0.25±5%OP1OP-07AHбК0.348.095 – 10 ТУ/02VT12N3824VD1BZX384-B8V2Приложение 3. Печатная плата, вид сверху и снизу