Metode de determinare a fiabilității rea și p. Metode de creștere a fiabilității rea
lec06.doc
PROIECTAREA ECHIPAMENTE RADIO ELECTRONICE GEOFIZICE
Dezvoltarea și crearea instrumentelor geofizice. Protecția echipamentului împotriva influenței mecanice
Tema 6: PROTECȚIA ECHIPAMENTULUI
DIN IMPACTUL MECANIC ȘI INTERFERENȚĂ
Cu toții suntem deștepți când vine vorba de a da sfaturi, dar când vine vorba de a evita greșelile, nu suntem altceva decât copii.
Menandru. poet și comedian grec. secolul IV î.Hr.
Pentru că sfaturile se bazează pe generalizări, iar greșeala este întotdeauna specifică.
Valery Samoilin. Geofizician Ural și inginer radio. secolul XX
Sub durabilitate proiectarea este înțeleasă ca fiind capacitatea echipamentului de a îndeplini funcții și de a menține parametrii după aplicarea influențelor mecanice. Durabilitate structuri - capacitatea REA de a păstra funcțiile și parametrii în procesul de solicitare mecanică.
Răspunsul sau reacția structurii la stres mecanic se numește transformarea și transformarea energiei excitației mecanice. Acestea includ solicitări mecanice în elementele structurale, mișcarea elementelor structurale și coliziunile acestora, deformarea și distrugerea elementelor structurale, modificări ale proprietăților și parametrilor structurii.
Influențele mecanice pot duce la deplasări reciproce ale pieselor și ansamblurilor, la deformarea elementelor de fixare, a elementelor portante și a altor elemente structurale și la ciocnirea acestora. Cu influențe mecanice nesemnificative apar deformații elastice în elementele structurale, care nu afectează performanța echipamentului. O creștere a sarcinii duce la apariția unei deformări permanente și, în anumite condiții, la distrugerea structurii. Ruptura poate apărea și la sarcini mult mai mici decât valorile limită ale rezistenței statice a materialelor, dacă structura este supusă sarcinilor alternative.
Defecțiunile hardware sunt recuperabil după îndepărtarea sau slăbirea solicitărilor mecanice (modificarea parametrilor componentelor, apariția zgomotului electric) și irecuperabil(rupturi și scurtcircuite ale conexiunilor electrice, decojirea conductorilor plăcilor cu circuite imprimate, încălcarea elementelor de fixare și distrugerea structurilor de susținere).
În timpul funcționării sale, echipamentul electronic transportat este afectat de vibrații, sarcini de șoc și accelerație liniară. ^ Vibrații armonice caracterizată prin frecvență, amplitudine, accelerație. Sarcini de șoc sunt caracterizate prin numărul de lovituri individuale sau seria lor (de obicei este stipulat numărul maxim de lovituri), durata impulsului de șoc și forma acestuia, viteza instantanee la impact și mișcarea corpurilor care se ciocnesc. Accelerație liniară caracterizat prin accelerație, durată, semn al impactului accelerației.
Supraîncărcările rezultate din vibrații, șocuri și accelerații sunt evaluate prin factori corespunzători. Pentru a reduce efectele vibrațiilor și șocurilor, echipamentul este instalat pe amortizoare sau se folosesc materiale de amortizare.
Efectul accelerațiilor liniare este echivalent cu o creștere a masei echipamentului și, cu o durată semnificativă de expunere, necesită o creștere a rezistenței structurii. Amortizoarele practic nu protejează împotriva supraîncărcărilor liniare.
După cum arată experiența de operare a echipamentelor electronice transportate, vibrațiile au cel mai mare efect distructiv asupra structurii. De regulă, proiectarea aparatului, care a rezistat la impactul sarcinilor vibraționale într-un anumit interval de frecvență, rezistă la sarcini de șoc și accelerații liniare cu valori mari ale parametrilor corespunzători.
Conceptul de rezistență la vibrații și rezistență la vibrații. În ceea ce privește proiectarea echipamentului electronic, se disting două concepte: rezistența la vibrații și rezistența la vibrații.
^ Rezistenta la vibratii - proprietatea unui obiect la o vibrație dată de a îndeplini funcțiile specificate și de a menține valorile parametrilor săi în intervalul normal. Rezistenta la vibratii- puterea la o vibratie data si dupa terminarea acesteia.
Impactul șocurilor de trafic constă în șocuri și vibrații. Introducerea amortizoarelor între CEA și obiect ca mediu care reduce amplitudinea vibrațiilor și șocurilor transmise, reduce forțele mecanice care acționează asupra CEA, dar nu le distruge complet. În unele cazuri, sistemul de rezonanță format odată cu introducerea amortizoarelor atrage după sine apariția rezonanței mecanice de joasă frecvență, ceea ce duce la creșterea amplitudinii oscilațiilor CEA.
Conceptul de rigiditate și rezistență mecanică a unei structuri. La elaborarea unui proiect de echipament electronic, este necesar să se asigure rigiditatea și rezistența mecanică necesare elementelor sale.
^ Rigiditate structurală este raportul dintre forța care acționează și deformarea structurii cauzată de această forță. Sub rezistenta structuralaînțelegeți sarcina pe care o poate suporta o structură fără deformare sau distrugere permanentă. O creștere a rezistenței structurii echipamentului electronic este asociată cu întărirea bazei sale structurale, utilizarea rigidizărilor, blocarea îmbinărilor cu șuruburi etc. O importanță deosebită este creșterea rezistenței structurilor portante și a ansamblurilor lor constitutive. prin metode de turnare şi învăluire. Umplerea cu spumă vă permite să faceți unitatea monolitică cu o ușoară creștere în greutate.Construcția ca sistem oscilant. În toate cazurile, nu trebuie permisă formarea unui sistem oscilator mecanic. Acest lucru se aplică pentru fixarea firelor de instalare, microcircuitelor, ecranelor și altor piese incluse în CEA.
Parametrii principali ai oricărui proiect în ceea ce privește reacția la solicitarea mecanică sunt masa, rigiditatea și rezistența mecanică (amortizare). Atunci când se analizează influența vibrațiilor asupra proiectării modulelor, acestea din urmă sunt reprezentate ca un sistem cu parametrii concentrați, în care masa produsului m, un element de rigidizare sub formă de arc și un element de rezistență mecanică sub formă de sunt date amortizoare, caracterizate prin parametrii k și r.
Dacă trebuie să construiți modele mai complexe, de exemplu, o placă cu module instalate pe ea, puteți utiliza modelul prezentat în Fig. 1, și cu un număr suficient de mare de celule, obțineți un model al unui sistem cu parametri distribuiți.
Orez. 6.1.1.
Cel mai important indicator al unui sistem mecanic este numărul de grade de libertate care determină în orice moment poziția sistemului în spațiu. Numărul considerat de grade de libertate ale structurii depinde de gradul de simplificare a acesteia, adică modelul ar trebui să reflecte într-o anumită măsură structura reală și să fie suficient de simplu pentru cercetare.
Într-un sistem cu un grad de libertate, forța exterioară F (t) în fiecare moment de timp va fi opusă forțelor de inerție de masă F m, rigiditate F k și amortizare Fr:
F (t) = F m + F r + F k. (6.1.1)
F m = m d 2 / dt 2, F r = r d / dt, F k = k .
Unde este deplasarea sistemului din poziția de echilibru sub influența forței F (t).
Ecuație diferențială liniară care descrie starea sistemului în orice moment:
M d 2 / dt 2 + r d / dt + k F (t). (6.1.2)
Ecuația vibrațiilor naturale ale sistemului poate fi obținută prin echivalarea lui F (t) cu zero și obținem (fără a ține cont de faza inițială):
exp (-t) sin o t
Unde o - amplitudinea inițială a oscilațiilor; = g / (2m) - coeficient de amortizare; o = 
= 2f o - frecvența naturală de vibrație a sistemului cu amortizare.
În sistemele mecanice reale, în fiecare ciclu de oscilații, are loc o pierdere de energie și amortizare a oscilațiilor.
Soluția ecuației diferențiale a oscilațiilor forțate ale sistemului (la F (t) = F m sin t) are forma:
exp (-r o t) sin o t + A la sin t.
Primul termen descrie vibrațiile naturale ale sistemului cu frecvență, al doilea - vibrațiile forțate, unde și A in - amplitudinea vibrațiilor naturale și respectiv forțate. Când frecvența oscilațiilor naturale ale sistemului este apropiată de frecvența celor forțate, în sistemul oscilator apare fenomenul de rezonanță mecanică, care poate duce la deteriorarea structurii.
Depreciere constructii CEA . Una dintre metodele eficiente de creștere a stabilității unei structuri, atât transportată, cât și staționară, la vibrații, precum și la șocuri și sarcini liniare, este utilizarea amortizoarelor. Acțiunea amortizoarelor se bazează pe amortizarea frecvențelor de rezonanță, adică pe absorbția unei părți din energia vibrațională. Echipamentele instalate pe amortizoare, în cazul general, pot fi reprezentate sub forma unui sistem oscilator mecanic cu șase grade de libertate: un set de oscilații cuplate, constând din deplasări liniare, și oscilații de rotație de-a lungul fiecăreia dintre cele trei axe de coordonate. .
Eficiența de amortizare este caracterizată de coeficientul dinamic sau de transmisie, a cărui valoare numerică depinde de raportul dintre frecvența vibrațiilor care acționează f și frecvența sistemului amortizat f o.
La elaborarea unei scheme de amortizare, este necesar să se străduiască să se asigure că sistemul are un număr minim de frecvențe naturale și că acestea sunt de 2-3 ori mai mici decât frecvența cea mai joasă a forței perturbatoare.
Pentru echipamentele amortizate frecvența naturală trebuie redusă cât mai mult, iar pentru echipamentele neamortizate, dimpotrivă, mărită, apropiindu-se de limita superioară a influențelor perturbatoare sau depășirea acesteia.
Scheme de amplasare a amortizoarelor. Proiectarea unui sistem de amortizare a echipamentelor electronice începe de obicei cu alegerea tipului de amortizoare și a aspectului acestora. Alegerea amortizoarelor se face pe baza sarcinii admisibile și a valorilor limită ale parametrilor care caracterizează condițiile de funcționare. Acești parametri includ: temperatura ambiantă, umiditatea, stresul mecanic, prezența vaporilor de ulei în atmosferă, combustibil diesel etc.
Orez. 6.1.2.
Alegerea dispunerii amortizoarelor depinde în principal de amplasarea echipamentului pe suport și de condițiile de acțiune dinamică. În fig. 2 prezintă structura de bază a amortizoarelor. Opțiune " A
"destul de des este folosit pentru amortizarea blocurilor relativ mici. O astfel de aranjare a amortizoarelor este convenabilă din punctul de vedere al aranjamentului general al blocurilor la instalație. Cu toate acestea, cu această aranjare a amortizoarelor, este fundamental imposibil să se obțină o coincidență a centrului de greutate (CG) cu centrul de masă (CM) și nu se obține un sistem rațional. Același lucru se poate spune despre opțiunea de acomodare " b
„. Opțiune de cazare” v
„vă permite să obțineți un sistem rațional, dar o astfel de aranjare a amortizoarelor nu este întotdeauna convenabilă atunci când sunt plasate pe șantier. G
" și " d
„este o variație a” v
"și este utilizat dacă panoul frontal al unității este situat lângă amortizorul situat în partea de jos. Amplasarea amortizoarelor" e
„Este utilizat în echipamentele rack atunci când înălțimea echipamentului electronic este mult mai mare decât adâncimea și lățimea rack-ului. Pentru a slăbi vibrația rack-ului în jurul axelor x și y, două amortizoare suplimentare sunt instalate deasupra rack.
Rezistența elementelor structurale. Rezistența mecanică a elementelor structurale se verifică prin metodele de rezistență a materialelor și teoria elasticității pentru cele mai simple structuri cu sarcini distribuite și mixte. În majoritatea cazurilor practice, proiectarea componentelor electronice are o configurație mai complexă, ceea ce face dificilă determinarea tensiunilor din acestea. În calcule, o parte complexă este înlocuită cu un model simplificat: o grindă, o placă, un cadru.
Grinzile includ corpuri de formă prismatică, ale căror lungimi depășesc semnificativ toate celelalte dimensiuni geometrice ale structurii. Capetele grinzilor sunt ciupite (prin sudura, lipire), sustinute prin articulatie mobila (instalare in ghidaje) sau articulata-nemiscata (conexiuni cu un singur surub). Plăcile sunt considerate corpuri dreptunghiulare, a căror grosime este mică în comparație cu dimensiunile bazei. Astfel de structuri includ plăci de circuite imprimate, pereți ai carcasei instrumentelor, rafturi, panouri și alte structuri similare. Fixarea rigidă a marginii plăcilor se realizează prin lipire, sudură, prindere, îmbinare cu șuruburi; fixare cu balamale - montare plăci în ghidaje, conector mamă. Structurile cadru simulează componente multi-pini: microcircuite, relee etc.
Când proiectați o structură, efectuați:
Calcule de verificare când se cunosc forma și dimensiunile piesei (dezvăluite în timpul proiectării);
Calcule de proiectare, atunci când dimensiunile secțiunilor periculoase sunt necunoscute și sunt determinate pe baza tensiunilor admisibile selectate;
Calcule ale sarcinilor admisibile pentru secțiunile periculoase cunoscute și tensiunile admisibile.
La efectuarea calculelor de verificare a vibrațiilor elastice, ținând cont de direcția de expunere la vibrații, se disting piesele și nodurile cu cele mai mari deformații, se selectează modele de calcul, se calculează frecvențele naturale, se determină sarcinile și se compară valorile obținute cu forțele finale ale materialelor selectate, dacă este necesar decizia de a crește rezistența structurii.
Pentru a crește rezistența la vibrații în structura elementelor individuale, se introduc elemente de fixare suplimentare, nervuri și reliefuri de rigiditate, flanșe, extruzii, se folosesc materiale cu proprietăți mari de amortizare, se folosesc acoperiri de amortizare.
Influențele vibraționale externe sunt adesea stabilite într-un interval de frecvență destul de îngust. În echipamentele proiectate corespunzător, frecvența naturală f o a structurii nu trebuie să fie în spectrul de frecvență al influențelor externe. Deși orice structură are mai multe valori ale frecvențelor naturale, totuși, calculul se efectuează numai pentru cele mai mici valori ale f o, deoarece deformațiile structurilor în acest caz vor fi maxime. Dacă cea mai mică valoare a frecvenței naturale este inclusă în domeniul influențelor externe, atunci proiectul este modificat pentru a crește f o și a ieși din spectrul de frecvență al influențelor externe.
Rigiditatea unei structuri este înțeleasă ca capacitatea unui sistem (element, piesă) de a rezista la acțiunea sarcinilor externe cu deformații care nu permit perturbarea performanței acestuia. Cantitativ, rigiditatea este estimată prin coeficientul de rigiditate = P / , unde P este forța care acționează; deformare maximă. Structura poate fi reprezentată ca o colecție de elemente (părți), fiecare dintre acestea funcționând ca o grindă de o anumită lungime și secțiune, fixată la unul sau ambele capete. Se știe că rigiditatea unei grinzi prinse la un capăt, sub influența unei sarcini concentrate, se calculează prin expresia EF / l când grinda lucrează în tensiune sau compresie și prin expresia 3EJ / 1 3 când grinda este în încovoiere (E este modulul de elasticitate al materialului grinzii; F - aria secțiunii; J - momentul de inerție axial; l - lungimea grinzii). Cu cât este mai mare modulul de elasticitate al materialului, cu atât este mai mare rigiditatea grinzii. Rigiditatea structurii depinde de lungimea, forma și dimensiunile secțiunii transversale a grinzii.
Tabelul prezintă parametrii materialelor utilizate pentru construcția echipamentelor electronice. Rezistența și rigiditatea specifică a materialelor se calculează prin următoarele expresii:
Pentru metale: p bătăi = [] p / , și bătăi = [] și 2/3 / , E bătăi = E /
Pentru nemetale: p bătăi = [] p / , și bătăi = [] și 2/3 / ,
Unde p este densitatea substanței.
Parametrii materialelor de construcție
| Material | Marca | p, MPa | E, GPa | g / cm2 | Rezistență și rigiditate specifice |
||
| p ud | și oud | E ud |
|||||
| Otel carbon | St10 | 334 | 203 | 7,85 | 42,5 | 12 | 26 |
| St45 | 600 | 200 | 7,85 | 76,5 | 18 | 25,5 |
|
| Oțel aliaj | 39ХГСА | 490 | 198 | 7,85 | 62 | ,7 | 25,3 |
| Aliaje de aluminiu | AD-1 | 58 | 69 | 2,7 | 21 | 7,7 | 26 |
| B-95 | 275 | 69 | 2,8 | 96 | 21 | 24 |
|
| Aliaje de magneziu | MA2-1 | 255 | 40 | 1,8 | 142 | 27 | 23 |
| MA2-8 | 275 | 40 | 1,8 | 154 | 29 | 22 |
|
| Aliaje de cupru | L-63 | 294 | 103 | 8 | 35 | 11 | 12 |
| Br-B2 | 392 | 115 | 8 | 48 | 13 | 14 |
|
| Aliaje de titan | VT1-0 | 687 | 113 | 4,5 | 152 | 28 | 25 |
| VTZ-1 | 1176 | 113 | 4,5 | 218 | 41 | 25 |
|
| Fenoplast | K-21-22 | 64 | 8,6 | 1,4 | 38 | 46 | 6,2 |
| Material de presare | AG-4S | 245 | 34 | 1,8 | 273 | 136 | 19 |
| Getinax | II | 98 | 21 | 1,4 | 49 | 70 | 15 |
| Textolit | PTK | 157 | 10 | 1,4 | 70 | 112 | 7 |
| Laminat din fibra de sticla | VFT-S | 245 | - | 1,85 | 180 | 132 | - |
| Fluoroplastic | 4A | 14 | 0,44 | 2,2 | 10 | 6,2 | 0,2 |
| Fibra de sticla | SVAM-ER | 687 | 21 | 2 | 221 | 343 | 10,3 |
| Styrofoam | PS-1 | - | 0,15 | 0,35 | 14 | - | 0,45 |
Vibrații direcționate ortogonal față de plan placă de circuit imprimat, îndoiți-l alternativ și afectează rezistența mecanică a microcircuitelor și componentelor instalate pe el. Dacă componentele sunt considerate rigide, atunci cablurile lor se vor îndoi. Cele mai multe defecțiuni ale componentelor se datorează ruperii pinilor lipiți de pe placă. Cele mai severe impacturi au loc în centrul plăcii, iar pentru plăcile dreptunghiulare și atunci când corpul elementului este orientat de-a lungul laturii scurte a plăcii. Lipirea componentelor pe placă îmbunătățește foarte mult fiabilitatea îmbinărilor de lipit. Acoperirea cu lac de protecție cu o grosime de 0,1 ... 0,25 mm fixează rigid componentele și mărește fiabilitatea echipamentului electronic.
Tensiunile mecanice asupra îmbinărilor de lipit din cauza vibrațiilor pot fi reduse prin: creșterea frecvențelor de rezonanță, ceea ce reduce deformarea plăcii; o creștere a diametrului plăcuțelor de contact, ceea ce crește rezistența de aderență a plăcuței de contact cu placa; îndoirea și așezarea cablurilor elementelor pe suportul de contact,
care mărește lungimea și rezistența aderenței îmbinării lipite; prin reducerea factorului de calitate al plăcii la rezonanță prin amortizarea acesteia cu un strat de lac multistrat.
Date experimentale ale frecvențelor naturale ale plăcilor cu circuite imprimate
| Dimensiuni PP, mm | 35 | 70 | 140 | grosime PP, mm |
| Frecvența naturală, Hz |
||||
| 25 | 2780 | 2070 | 2260 | 1,0 |
| 5100 | 3800 | 3640 | 1,5 |
|
| 50 | 1400 | 690 | 520 | 1,0 |
| 2600 | 1270 | 955 | 1,5 |
|
| 75 | 1120 | 450 | 265 | 1,0 |
| 2030 | 830 | 490 | 1,5 |
|
Tabelul de mai sus prezintă datele experimentale privind frecvențele naturale ale SP în funcție de dimensiunile lor liniare. Materialul plăcilor este fibră de sticlă, instalarea elementelor este dublu-față, fixarea plăcii este de-a lungul întregului perimetru. Pentru ca frecvențele naturale să depășească limitele intervalului de frecvență superioară a influențelor externe, este necesar să se mărească grosimea sau să scadă lățimea (lungimea) plăcii.
Fixarea elementelor de fixare. Când sunt expuse la vibrații, este posibilă deșurubarea elementelor de fixare, pentru a preveni, se introduc cleme, se măresc forțele de frecare, se montează elemente de fixare pe vopsea etc. impacturi; viteza conexiunii, costul acesteia; consecințele unei eșecuri a conexiunii; durata de viață.
Trebuie avută în vedere posibilitatea înlocuirii pieselor uzate sau deteriorate, în locul perechilor de șuruburi trebuie folosite elemente de cuplare rapidă: balamale, zăvoare, clichete etc. Șuruburile trebuie să fie orientate cu capul sus, astfel încât la deșurubarea piuliței, șuruburile sunt la locul lor. Se recomandă utilizarea mai multor elemente de fixare mari în loc de un număr mare de elemente mici. Numărul de rotații necesare pentru strângerea sau slăbirea șurubului trebuie să fie de cel puțin 10.
Durata de viață a structurii. Atunci când în structuri apar vibrații, apar tensiuni alternative și structurile se pot prăbuși sub sarcini care sunt mult mai mici decât rezistența statică finală a materialelor datorită apariției microfisurilor, a căror creștere este influențată de caracteristicile structurii cristaline a materialelor, stresul. concentrația la colțurile microfisurilor și condițiile de mediu. Pe măsură ce se dezvoltă microfisuri secțiune transversală detaliile sunt slăbite și la un moment dat atinge o valoare critică – structura este distrusă.
Dacă masa produsului nu este un factor critic, atunci structura este întărită folosind materiale cu o marjă, evitând introducerea de găuri, crestături, suduri, efectuați calcule ale structurilor prin metoda celui mai rău caz.
Integritatea structurală a echipamentului și protecția împotriva influențelor mecanice sunt asigurate de materialul de construcție, care trebuie să îndeplinească cerințele mecanice și proprietăți fizice, au ușurință de prelucrare, rezistență la coroziune, cost redus, au raportul maxim rezistență-greutate etc. În funcție de complexitate, structura de susținere se realizează ca o singură piesă sau una compozită, incluzând mai multe părți, combinate într-un structură unică, conexiuni detașabile sau dintr-o singură piesă. În echipamentele moderne cu utilizarea microcircuitelor, masa structurilor de susținere atinge 70% din masa totală a echipamentului electronic. Principala modalitate de a reduce greutatea produselor este de a ușura structurile portante, asigurându-le în același timp cerințele de rezistență și rigiditate.
Durata de viață a unei structuri sub vibrații este determinată de numărul de cicluri până la distrugere pe care structura le poate rezista la un anumit nivel de sarcină mecanică. Caracteristicile de oboseală ale materialelor sunt relevate pe un grup de probe sub încărcare alternantă repetată.
^ 6.2. Protecția ECHIPAMENTULUI împotriva interferențelor
Fiabilitatea și fiabilitatea funcționării echipamentelor și sistemelor electronice depind de imunitatea acestora la interferențe în ceea ce privește interferențele externe și interne, aleatorii și regulate. Din decizie corectă Sarcinile de asigurare a imunității la zgomot a elementelor și ansamblurilor echipamentelor electronice depind atât de momentul de dezvoltare a fabricării și reglajului echipamentului electronic, cât și de funcționarea normală a acestuia în timpul funcționării.
Natura interferenței. Interferența pentru echipament este o influență externă sau internă care duce la denaturarea informațiilor analogice sau discrete dintr-un produs în timpul stocării, transformării, procesării sau transmiterii acestuia. Interferența este un semnal neprevăzut în proiectarea echipamentului electronic, capabil să perturbe funcționarea acestuia. Deoarece semnalele din echipamentele electronice sunt de natură electrică, atunci la proiectare este necesar să se țină seama de interferența de aceeași natură ca și cele mai probabile surse de distorsiune a informațiilor. Interferența poate fi tensiuni, curenți, sarcini electrice, intensitatea câmpului etc. Sursele de interferență sunt diverse ca natură fizică și sunt împărțite în interne și externe.
Interferența internă are loc în interiorul echipamentului de operare. Sursele de zgomot electric sunt în principal sursele de alimentare și circuitele de distribuție a curentului. Sursele de interferență magnetică sunt transformatoarele și bobinele. În prezența pulsațiilor tensiunii de ieșire a surselor de alimentare secundare ale circuitului de distribuție a puterii, circuitele de tactură și sincronizare trebuie considerate surse de interferență electromagnetică. Electromagneții, motoarele electrice, releele și dispozitivele electromecanice creează interferențe semnificative. Interferența internă este, de asemenea, interferența din nepotrivirea impedanțelor de undă ale liniilor de comunicație cu impedanțele de intrare și de ieșire ale modulelor care conectează aceste linii, precum și interferența care decurge din magistralele de masă.
Interferența externă este înțeleasă ca fiind interferența din rețeaua de alimentare cu energie, aparate de sudat, motoare cu perii, echipamente electronice de transmisie etc., precum și interferențe cauzate de descărcări de electricitate statică și fenomene atmosferice. Natura fizică a efectului interferenței externe asupra echipamentului este similară cu efectul interferenței interne.
Receptoarele de interferență sunt amplificatoare extrem de sensibile, linii de comunicație, elemente magnetice. Interferența intră în echipament direct prin fire sau conductori (interferență galvanică), prin câmp electric (interferență capacitivă), magnetic (interferență inductivă) sau electromagnetic. Numeroși conductori care fac parte din orice echipament pot fi considerați ca dispozitive de antenă de transmisie și recepție care primesc sau emit câmpuri electromagnetice.
Conexiunea galvanică are loc ca urmare a fluxului de curenți și căderi de tensiune pe conexiunile electrice comune în circuitele de alimentare. Prin urmare, conductorii care conectează modulele în sistem unificat, ar trebui să fie cât mai scurte posibil, iar secțiunile lor transversale cât mai mari, ceea ce duce la scăderea rezistenței active și a inductanței firelor. O modalitate radicală de a elimina interferența galvanică este eliminarea circuitelor care transportă curenții combinați de alimentare și de masă atât a circuitelor sensibile la zgomot, cât și a circuitelor relativ puternice.
Antiblocarea devine din ce în ce mai importantă din următoarele motive.
1. Nivelul de energie al semnalelor informaționale are tendința de a scădea, iar nivelul de energie al interferențelor externe este în continuă creștere.
2. O creștere a influenței reciproce a elementelor datorită scăderii dimensiunilor de ansamblu a elementelor active și a liniilor de comunicare dintre ele, precum și o creștere a densității plasării lor.
3. O creștere a nivelului de interferență datorită complicației sistemelor și extinderii utilizării dispozitivelor externe cu un număr mare de ansambluri electromecanice.
4. Implementarea REA în toate sferele activității umane.
Orez. 6.2.1. Clasificarea interferențelor în echipamentele electronice
Clasificarea interferențelor.
Interferența poate fi clasificată după motiv pentru a arăta, natura manifestăriiși modalități de distribuție(fig. 6.2.1).
Principalele motive care provoacă distorsiunile semnalelor atunci când acestea trec prin circuitele CEA sunt următoarele:
A) reflexii de la sarcini neegalabile și din diverse neomogenități în liniile de comunicație;
B) deteriorarea fronturilor și întârzierile apărute la pornirea sarcinilor cu componente reactive;
B) întârzieri în linie cauzate de viteza finită de propagare a semnalului;
D) diafonie;
E) interferențe din câmpurile electromagnetice externe.
Gradul de influență al fiecăruia dintre factorii de mai sus distorsiunea semnalelor depinde de caracteristicile liniilor de comunicație, ale elementelor logice și ale semnalelor, precum și de implementarea proiectării întregului sistem de elemente și conexiuni.
Modalități de reducere a interferențelor. Conexiunea electrică a elementelor logice și a altor elemente ale echipamentului electronic se realizează prin conexiuni de două tipuri:semnalizareși circuite de putere... Prin legăturile de semnal, informațiile sunt transmise sub formă de impulsuri de tensiune și curent. Autobuzele de alimentare sunt folosite pentru a furniza energie celulelor din surse de tensiune DC de joasă tensiune.
Interferențe în conductorii de semnal. Conexiunile între elementele echipamentelor electronice se realizează în diferite moduri: pentru dispozitive relativ lente - sub formă de conductori imprimați sau suspendați; în dispozitivele cu viteze de funcționare crescute - sub formă de linii de bandă imprimate, „perechi răsucite” (bifilare).Când elementele sunt grupate în noduri și blocuri, un număr mare de " mic de statura„Și electric” lung»Conexiuni.
„Scurt” electric se numește linie de comunicație, timpul de propagare a semnalului în care este mult mai mic decât marginea anterioară a impulsului transmis de-a lungul liniei. Semnalul reflectat de sarcinile nepotrivite în această linie de comunicație ajunge la sursă înainte ca impulsul de intrare să aibă timp să se schimbe. Proprietățile unei astfel de linii pot fi descrise prin rezistențe concentrate, capacitate și inductanță.
O linie de comunicație „lungă” electric este caracterizată printr-un timp de propagare a semnalului care este mult mai mare decât frontul pulsului. În această linie, semnalul reflectat de la capătul liniei ajunge la începutul său după sfârșitul frontului de impuls și îi distorsionează forma. Astfel de linii ar trebui considerate ca parametri distribuiți.
Circuitele integrate, celulele și modulele de comunicație au de obicei linii „scurte” electric. În unitățile structurale mai mari, echipamentul electronic este în principal linii „lungi” din punct de vedere electric. Ponderea conexiunilor „lungi” crește odată cu complexitatea echipamentului.
Interferență în link-uri „scurte”. Atunci când se analizează procesele de transmisie a semnalului, o linie de comunicație „scurtă” electric poate fi reprezentată sub forma unui circuit echivalent (Fig. 6.2.2) care conține inductanța L și capacitatea C (rezistența ohmică este neglijată), care „trag” semnalul. fronturi și astfel creează întârzieri de răspuns scheme ulterioare.
Orez. 6.2.2.
În funcție de dimensiunile geometrice ale secțiunilor transversale ale liniei, lungimea acestora, proprietățile dielectrice ale materialelor izolante, unul sau altul parametru de linie poate predomina și are un impact mai mare asupra proceselor de transmisie a semnalului decât toate celelalte. Pentru a reduce întârzierea în liniile cu caracter inductiv de comunicare, rezistența de intrare a elementului E2 ar trebui mărită, cu natură capacitivă, rezistența de ieșire a elementului E1 ar trebui redusă.
Interferență la conectarea elementelor cu legături „lungi”. O linie de comunicație „lungă” electric este considerată ca o linie uniformă cu capacitatea distribuită Co și inductanța Lo. Procesele tranzitorii din astfel de linii depind de natura căderii de tensiune u la intrarea liniei și de raportul dintre impedanța de undă a liniei z 0, impedanța de ieșire zr a generatorului de impulsuri și impedanța de intrare zn a elementului. încărcat la capătul liniei (Fig. 6.2.3).
Orez. 6.2.3.
Dacă o linie cu o impedanță caracteristică z 0 este încărcată pe o rezistență z n și z 0 = z n, atunci o astfel de linie se numește de acord, dacă z 0 z n, linia este numită inconsecventă... În acest caz, unda de tensiune, care ajunge la capătul liniei, este reflectată de ea. Unda reflectată, ajungând la începutul liniei, scade la z z = z 0. Dacă z г z 0, unda este din nou reflectată de la începutul liniei.
Procesul de reflectare alternativă a undei de tensiune de la ambele capete ale liniei de comunicație este atenuat și continuă până când amplitudinea undei reflectate scade la zero. Undele de tensiune reflectate sunt suprapuse pe cele incidente și, ca urmare, forma de undă a tensiunii de intrare poate fi distorsionată semnificativ. Fenomene similare apar cu valul de curent. Reflecțiile undelor de tensiune și curent pot fi nu numai de la sarcini neegalate la capetele liniilor, ci și de la diverse eterogenitățiîn ea însăși.
Se știe că numai atunci când ambele linii sunt complet potrivite, impulsul de tensiune indus are amplitudinea și durata minime. Nepotrivirea linie-receptorului la unul dintre capete conduce la o creștere a amplitudinii și duratei interferenței induse.
Metode de cablare a liniilor de comunicație „lungi”. În sistemele de mare viteză, în care întârzierea este determinată doar de întârzierile din circuitele de comunicație, principala problemă poate fi modul în care liniile sunt direcționate între circuitele integrate individuale. În prezent, există trei metode de rutare: radială, cu ramificații intermediare, combinată.
La radial metoda de cablare fiecare sarcină IC este conectată la sursa de semnal IC printr-o legătură individuală, iar sursa de semnal IC trebuie să aibă o impedanță de ieșire egală cu z 0 / n, unde n este numărul de circuite integrate încărcate pe ea. N mare va necesita o sursă de semnal IC cu o impedanță de ieșire de neatins. Un alt dezavantaj al metodei radiale este necesitatea unei linii de comunicație separată pentru fiecare sarcină. Prin urmare, metoda radială este recomandată doar pentru un număr mic de sarcini.
La metoda de rutare cu robinete intermediare Sarcinile IC sunt conectate la coloana vertebrală și apoi la IC sursa de semnal prin conductori scurti, în timp ce IC-urile de sarcină trebuie să aibă impedanțe mari de intrare, altfel vor supraîncărca liniile de comunicație.
^ Metoda combinata asigură coordonarea în orice punct al liniei de comunicație prin direcționarea semnalelor către sarcini plasate în direcții diferite. În acest caz, numărul de conductori este mai mic decât în metoda radială, iar rezistența de ieșire a sursei de semnal este permisă să fie relativ mare. Dacă există doar două încărcări pe legătură, atunci sursa de semnal IC poate fi etichetată oriunde de-a lungul legăturii.
Indicarea circuitelor de putere și a metodelor de reducere a acestora. Când se utilizează o singură sursă de tensiune, elementele sunt furnizate cu energie folosind doi conductori: înainte și invers. Adesea, este necesară alimentarea cu tensiune a elementelor din mai multe surse cu valori nominale diferite. În acest caz, pentru a reduce numărul de magistrale de alimentare, conductoarele de retur sunt combinate într-o singură magistrală, care este conectată la corpul produsului și se numește magistrală " teren". În stare statică, curenții staționari curg prin circuitele de alimentare.
Pentru a reduce interferențele asociate cu o cădere de tensiune pe magistralele de alimentare și „împământarea” și tranzitorii din acestea, utilizați metode diferite.
Aplicarea condensatoarelor individuale de netezire (ISK). ISK este instalat între magistralele de putere și „împământare” direct în apropierea punctelor de conectare a dispozitivelor electronice la aceste autobuze. ISK este, parcă, o sursă de alimentare individuală pentru circuit, cât mai aproape fizic de acesta. În echipamentele microelectronice, sunt utilizate două tipuri de ISK, instalate direct la fiecare microcircuit și instalate pe un grup de microcircuite într-o celulă, modul.
Primul tip de ISK este proiectat pentru a netezi zgomotul de impuls în momentul comutării microcircuitului datorită localizării circuitului de curgere a supratensiunilor de curent în circuitul microcircuitului - ISK. Condensatoarele ceramice cu inductanță intrinsecă scăzută sunt de obicei utilizate ca astfel de ICC. Capacitatea ISK este selectată în funcție de condiția de egalitate a încărcăturii acumulate de condensator în timpul de comutare a microcircuitului, sarcina transportată de supratensiunea curentă în timpul timpului de comutare a elementului.
Al doilea tip de ISK, instalat pe un grup de microcircuite, este conceput pentru a compensa supratensiunile de curent din sistemul de alimentare. Acestea sunt de obicei condensatoare electrolitice de mare capacitate, asigurând eliminarea fenomenelor de rezonanță în circuitele de alimentare.
Filtre de interferență. Un mijloc eficient de circuit pentru atenuarea zgomotului extern pe rețelele de alimentare este utilizarea filtrelor de suprimare a zgomotului.
Filtrele sunt caracterizate printr-o frecvență de tăiere și un coeficient de filtru egal cu raportul semnalului la intrarea și la ieșirea filtrului. Cunoscând spectrul de frecvență al semnalului util și al interferenței și setând o anumită atenuare a interferenței (ideal - la zero), proiectați circuitele de filtrare corespunzătoare.
Filtrele de rețea sunt concepute pentru a transmite la ieșire (la dispozitiv) doar frecvența tensiunii rețelei și pentru a suprima interferențele de la sursa de alimentare. Pentru a proteja echipamentul de supratensiune, în circuitul de filtru al rețelei sunt introduse de obicei descărcatoare de gaz, varistoare, diode zener, siguranțe.
Folosind o tablă de metal ca „șământ”. Această metodă este aplicabilă elementelor celui de-al doilea nivel al ierarhiei structurale ale echipamentelor electronice (subunități, blocuri, panouri) și constă în instalarea unei foi de metal relativ groase în aceste elemente structurale, la care se returează firele de la toate celulele sau modulele fixe. lipite.
Folosind distanțiere metalice solide ca șine de alimentare. Această metodă este aplicabilă în cazul utilizării plăcilor cu circuite imprimate multistrat pentru echipamente electronice de mare viteză. În astfel de plăci, straturi individuale sunt realizate cu maximum suprafata mare metal și folosiți-le ca magistrale de alimentare, aceste straturi sunt plasate în interiorul plăcii multistrat. Când se utilizează straturi de metal solide, rezistența inductivă intrinsecă a magistralelor de putere, secțiunile comune ale fluxului de curent ale diferitelor elemente și capacitatea reciprocă dintre magistralele de putere cresc.
Aplicarea ecranelor în REA. Când semnale puternice trec prin circuitele de comunicație, acestea din urmă devin surse de câmpuri electromagnetice, care, traversând alte circuite de comunicație, pot induce interferențe suplimentare în ele. Surse de interferență electromagnetică pot fi și instalațiile industriale puternice, comunicațiile de transport, motoarele etc. Dispozitivele care sunt sensibile la câmpurile magnetice statice (de exemplu, elementele magnetice cu un circuit magnetic deschis) pot funcționa instabil chiar și în câmpuri slabe, cum ar fi câmpul magnetic al pământului.
Ecranele sunt incluse în proiect pentru a atenua câmpul perturbator nedorit într-un anumit volum limitat la un nivel acceptabil sau pentru a localiza, acolo unde este posibil, acțiunea sursei de câmp. Există două opțiuni pentru protecție. În primul caz, echipamentul ecranat este plasat în interiorul ecranului, iar sursa de interferență este în afara acestuia, în al doilea, sursa de interferență este ecranată, iar echipamentul care trebuie protejat de interferență este situat în afara ecranului. Prima opțiune este de obicei folosită pentru protecție împotriva interferențelor externe, a doua - pentru cele interne.
În echipamentele electronice, funcțiile scuturilor sunt îndeplinite cel mai adesea de carcase, panouri și capace ale dispozitivelor de blocuri și rafturi, la alegerea materialelor și la calcularea grosimii cărora, pe lângă considerentele de eficiență a ecranării, este necesar să se țină cont. cerințele pentru asigurarea rezistenței mecanice, rigidității și fiabilității conexiunii elementelor individuale.
Deschiderile și fantele din scuturi reduc eficiența ecranării, astfel încât acestea trebuie eliminate sau minimizate. Cu toate acestea, este imposibil să scapi de ele complet. În carcasă se introduc găuri pentru instalarea conectorilor, elementelor de control, indicare, asigurând condiții termice normale. Eficiența ecranului nu se va deteriora dacă se fac găuri în structura acestuia, ale căror dimensiuni maxime nu depășesc 1/2 din lungimea de undă minimă a semnalului ecranat. Pentru a preveni penetrarea interferențelor prin orificiile de ventilație, pe suprafețele interioare ale carcaselor cu orificii se poate fixa o plasă metalică.
Conform principiului de funcționare, se face o distincție între ecranare electrostatică, magnetostatică și electromagnetică.
Ca ecrane pot servi părți ale șasiului și cadrelor, învelișul rafturilor, panourilor, subunităților, casetelor, garniturilor speciale din tablă pe partea de montare a plăcilor, blocurilor, subunităților etc.
Pentru a îmbunătăți ecranarea circuitelor care sunt deosebit de sensibile la interferențe (de exemplu, pentru transmiterea impulsurilor de sincronizare) pe ambele părți ale plăcilor cu circuite imprimate, conductoarele de ecranare de semnal și împământate sunt alternate în așa fel încât linia de împământare. pe cealaltă parte a plăcii este întotdeauna opus liniei de semnal care trece dintr-o parte a plăcii. În acest caz, fiecare linie de semnal este înconjurată de trei linii împământate, în urma cărora se realizează nu numai ecranarea eficientă a liniei de semnal de interferențe externe, ci și un circuit asemănător unui ghid de undă de la sursă la sarcină pentru semnalul util. .
Ecranarea este folosită și pentru liniile de intrare și de ieșire și, în majoritatea cazurilor, este suficientă ecranarea doar a circuitului de intrare. Pentru a elimina interferența galvanică la sol, scuturile firelor trebuie să fie împământate într-un punct. La efectuarea liniilor de transmisie prin imprimare, se introduc rute de ecranare care sunt comutate cu magistrala cu potențial zero și îndeplinesc funcțiile de scuturi de fire.
Ecran magnetostatic. Problema ecranării este reducerea sau eliminarea completă a cuplajului inductiv dintre sursa și receptorul interferenței. Dacă fluxul magnetic traversează bucla formată de conductor, atunci zgomotul este indus în buclă. Pentru a elimina complet sau a reduce tensiunea interferenței induse în circuit, este necesar:
Plasați conturul pe ecran;
Orientați-l astfel încât liniile magnetice de forță ale câmpului să nu intersecteze conturul, ci să treacă de-a lungul acestuia;
Reduceți zona conturului.
Scuturile magnetice sunt realizate atât din metale feromagnetice, cât și din metale nemagnetice. Materialele feromagnetice cu permeabilitate magnetică ridicată au reluctanță scăzută, drept urmare liniile câmpului magnetic vor fi deviate de materialul scutului, iar spațiul din interiorul scutului nu va fi afectat de câmpul magnetic. Cu cât permeabilitatea magnetică a ecranului este mai mare și cu cât ecranul este mai gros, cu atât ecranul magnetic este mai eficient. Atunci când alegeți un material de ecran, trebuie reținut că permeabilitatea magnetică scade odată cu creșterea frecvenței câmpului, iar acest lucru afectează eficiența ecranului. Materialele ferromagnetice protejează eficient echipamentele în intervalul de frecvență de la 0 la 10 kHz.
Acțiunea ecranului din metal nemagnetic se bazează pe deplasarea câmpului magnetic extern din spațiul interior al dispozitivului de către materialul ecranului. Un câmp magnetic alternativ extern creează curenți turbionari de inducție în ecran, al căror câmp magnetic este îndreptat către câmpul extern din interiorul ecranului. Pentru ecranele din metale nemagnetice, eficiența ecranului crește odată cu creșterea grosimii și conductivității materialului ecranului. Un câmp magnetic cu o frecvență mai mare de 10 MHz este protejat suficient de fiabil dacă pe carcasa dielectrică este aplicată un strat de cupru sau argint cu o grosime de cel mult 100 de microni. Grosimea scutului nemagnetic poate fi de câteva ori mai mare decât grosimea celui feromagnetic, care asigură aceeași atenuare la o frecvență fixă. Utilizarea unui material feromagnetic poate reduce semnificativ greutatea ecranului. Când protejați un câmp magnetic, împământarea scutului nu este necesară, deoarece nu afectează calitatea ecranului.
Cu toate acestea, înainte de a proiecta ecranul, este necesar să se prevadă toate măsurile pentru a scăpa de interferență într-un mod mai simplu și mai ieftin. De exemplu, o scădere a zonei circuitului traversată de liniile de câmp magnetic se obține prin așezarea firelor de semnal direct peste panourile de montare împământate ale modulelor.
Ecranare electromagnetică acoperă intervalul de frecvență de la 1 kHz la 1 GHz. Acțiunea scutului electromagnetic se bazează pe reflectarea energiei electromagnetice la limitele scutului dielectric și atenuarea acesteia în grosimea scutului. Atenuarea ecranului se explică prin pierderile de căldură datorate curenților turbionari din materialul ecranului, reflexie - prin discrepanța dintre parametrii de undă ai materialului ecranului și mediu. Pentru limita inferioară a domeniului de frecvență, reflexia este de o importanță capitală, pentru limita superioară - absorbția energiei electromagnetice.
Ecranarea electromagnetică se realizează atât cu metale nemagnetice, cât și cu metale magnetice. Metalele nemagnetice cu conductivitate ridicată pot fi utilizate eficient în partea de frecvență joasă a spectrului, materiale feromagnetice cu permeabilitate magnetică ridicată și conductivitate electrică - în întregul interval de frecvență al câmpului electromagnetic. Grosimea ecranului ar trebui să fie cât mai mare posibil. Pentru frecvențele sub 1 MHz, scuturile din cupru și aluminiu dau rezultate bune, iar pentru frecvențe peste 1 MHz, scuturile din oțel. Cu toate acestea, cele mai bune rezultate pot fi obținute atunci când se folosesc ecrane multistrat - straturi alternante succesive de metale magnetice și nemagnetice. Sunt posibile diferite opțiuni pentru materialele de strat: cupru - permalloy - cupru, permalloy - cupru, cupru - oțel - cupru etc. Introducerea de goluri de aer între straturi (20-40% din grosimea totală a ecranului) va îmbunătăți eficiența ecranării . La protejarea echipamentului de un câmp extern, un material cu o permeabilitate magnetică scăzută este plasat în exterior, cu unul înalt - în interior. Dacă ecranul protejează sursa câmpului electromagnetic, atunci un material cu o permeabilitate magnetică scăzută ar trebui să fie un strat interior, iar cu unul înalt - unul exterior.
Materiale de scut nemagnetice
| Material | Densitate, Kg/m3 | Rezistenţă, Ohm mm 2 / m | Relativ Preț |
| Aluminiu | 2700 | 0,028 | 0,29 |
| Alamă | 8700 | 0,06 | 0,85 |
| Cupru | 8890 | 0,0175 | 0,6 |
| Magneziu | 1740 | 0,042 | 0,36 |
| Argint | 10500 | 0,018 | 34,0 |
| Zinc | 7140 | 0,059 | 0,17 |
Tabelele arată proprietățile metalelor nemagnetice și magnetice. Dintre materialele nemagnetice, magneziul are cele mai bune proprietăți din punct de vedere al costului și greutății minime, dar se corodează ușor, iar stratul de oxid format înrăutățește contactul ecranului cu corpul produsului. Zincul este mai ieftin decât cuprul, are o densitate mai mică, dar este moale. În ceea ce privește parametrii săi, alama ocupă o poziție medie în gama de materiale, dar datorită proprietăților sale excelente anticorozive și stabilității rezistenței de contact electric, poate fi recomandată pentru utilizare pe scară largă ca material de ecran.
Materiale de scut feromagnetic
În REA, ecranele din oțel și permalloy au devenit larg răspândite. Ecranele din oțel cu permeabilitate magnetică inițială scăzută oferă ecranare mică, dar permanentă atât la frecvențe joase, cât și de până la zece kiloherți. Ecranele din permalloy cu permeabilitate inițială ridicată fac posibilă obținerea unui screening eficient, dar într-un interval de frecvență îngust de la zero la câteva sute de herți. Odată cu creșterea frecvenței, curenții turbionari ai ecranului cresc, care deplasează câmpul magnetic din grosimea ecranului și reduc conductivitatea magnetică a acestuia, iar acest lucru afectează eficiența ecranului.
Despre greșelile de scriere observate, erorile și sugestiile pentru completări: davpro@yandex.ru.
Copyright © 2006 Davydov A. V.
Pagina curentă: 9 (totalul cărții are 14 pagini) [pasaj disponibil pentru citire: 10 pagini]
11.5. Protecție împotriva prafului
Praful este un amestec de particule solide mici suspendate în aer. Se face distincția între praful natural sau natural, întotdeauna prezent în aer, și praful tehnic, care este rezultatul uzurii echipamentelor, manipulării materialelor, arderii combustibilului etc.
La o umiditate relativă a aerului peste 75% și o temperatură normală, există o creștere a numărului de particule de praf, coagularea acestora și crește probabilitatea de atragere a prafului pe suprafețele staționare. La umiditate scăzută, particulele de praf sunt încărcate electric, nemetalice - pozitiv, metalice - negativ. Sarcina de particule se datorează cel mai adesea frecării.
Poluarea aerului cu praf reduce fiabilitatea echipamentului electronic. Praful care pătrunde în lubrifianți și se lipește de suprafețele de alunecare ale pieselor ansamblurilor electromecanice duce la uzura accelerată a acestora. Sub influența prafului, parametrii și caracteristicile benzilor magnetice, dischetelor, capetelor magnetice se modifică, stratul magnetic este zgâriat și devine inutilizabil. Praful din golurile de contact împiedică închiderea contactelor releului.
Praful depus pe suprafața unor metale este periculos datorită higroscopicității sale, deoarece praful crește semnificativ viteza de coroziune chiar și la umiditate relativ scăzută. Praful cu soluții acide absorbite de acesta distruge destul de repede chiar și vopselele foarte bune. În țările tropicale, praful este o cauză comună a creșterii mucegaiului.
Praful acumulat in timpul functionarii indelungate pe suprafata componentelor reduce rezistenta de izolatie, mai ales in conditii de umiditate ridicata, duce la aparitia unor curenti de scurgere intre terminale, ceea ce este foarte periculos pentru microcircuite. Constanta dielectrică a prafului este mai mare decât constanta dielectrică a aerului, ceea ce determină o supraestimare a capacității dintre bornele componentelor și, în consecință, o creștere a interferenței capacitive. Praful de decantare reduce eficiența de răcire a produsului, formează punți conductoare între conductorii de pe suprafețele plăcilor de circuite imprimate care nu sunt protejate de un strat de lac.
Etanșarea la praf a echipamentelor electronice sau a dispozitivelor sale individuale poate fi obținută prin instalarea acestora în carcase etanșe. Totuși, în același timp, costul echipamentelor electronice crește și se deteriorează. regim de temperatură muncă. Dacă carcasa electronicii radio este realizată cu perforații, praful, împreună cu aerul, va pătrunde în electronica radio în mod natural sau împreună cu curenții de aer de la ventilatoare. Este posibil să se reducă pătrunderea prafului în echipamentul electronic prin instalarea de plase fine și filtre de praf pe orificiile de ventilație.
11.5.1. Echipamente de etanșare
Etanșarea CEA este un mijloc fiabil de protecție împotriva prafului, umidității și substanțelor nocive pentru mediu.
Modulele structurale ale primului nivel sunt protejate prin acoperire cu lac, turnare cu rasina epoxidica, impregnare in special a produselor spiralate, testare la presiune cu compusi de etansare pe baza de substante organice (rasini, bitum) sau anorganice (fosfati de aluminiu, metafosfati metalici). Etanșarea cu compuși îmbunătățește caracteristicile electrice și mecanice ale modulului. Cu toate acestea, conductivitatea termică scăzută a majorității compușilor afectează disiparea căldurii și face imposibilă repararea.
Sigilarea completă prin plasarea produsului într-o carcasă etanșă este cea mai bună mod eficient protectie, dar si costisitoare. În acest caz, devine necesar să se dezvolte carcase speciale, metode de etanșare a conectorilor electrici externi, elemente de control și afișare. Pereții produselor de etanșat trebuie să reziste la forțe semnificative din cauza diferenței de presiune din interiorul și exteriorul produsului. Ca urmare a creșterii rigidității structurii, masa și dimensiunile acesteia cresc.
Există o mare varietate de metode de etanșare. Garniturile elastice sunt utilizate pe scară largă pentru toate elementele structurale din jurul perimetrului produsului. Trecerea aerului prin garnituri atunci când garnitura este comprimată cu 25 ... 30% din înălțimea sa inițială are loc numai din cauza difuziei. Cauciucul, care are elasticitate mare, flexibilitate și capacitatea de a pătrunde în cele mai mici adâncituri și neregularități, este folosit ca material pentru garnituri. Umiditatea pătrunde în timp în toate materialele organice, astfel încât produsele cu căptușeală organică oferă protecție împotriva vaporilor de apă doar câteva săptămâni.
Constanța umidității relative în anumite limite în interiorul aparatului etanș poate fi realizată prin introducerea în produs a unor substanțe care absorb activ umiditatea. Astfel de substanțe sunt silicagel, clorură de calciu, anhidridă fosforică. Ele absorb umiditatea până la o anumită limită. De exemplu, silicagelul absoarbe aproximativ 10% din umiditatea substanței uscate.
În cazuri speciale, cuprul este utilizat ca materiale pentru garnituri și oțel inoxidabil cu acoperire din aluminiu sau indiu. Astfel de garnituri sunt cel mai adesea realizate tubulare cu un diametru exterior de 2–3 mm și o grosime a peretelui de 0,1–0,15 mm. Forța de presare în timpul etanșării cu garnituri metalice este de 20 ... 30 kg pe 1 cm de lungime a garniturii.
Cu cerințe stricte pentru etanșeitatea corpului produsului, etanșarea se realizează prin sudare sau lipire în jurul întregului perimetru al corpului. Designul corpului produsului trebuie să permită operațiuni repetate de depresurizare/etanșare. O garnitură de cauciuc rezistentă la căldură este instalată în adâncitura corpului, pe care este așezată sârmă de oțel cositorită, care este lipită de corp, formând o cusătură. Când produsul este depresurizat, cusătura este încălzită, iar lipitura împreună cu firul este îndepărtată.
În timpul etanșării, volumul intern al echipamentului de etanșat este umplut cu un gaz inert (argon sau azot) cu o ușoară presiune în exces. Gazul este pompat în corp prin supape-tuburi cu etanșare ulterioară. Spălarea cu azot asigură că cavitatea corpului este curățată de vapori de apă.
Elementele de control și indicare sunt sigilate cu capace de cauciuc, membrane, conectori electrici - prin montare pe garnituri, umplere cu compuși.
Alegerea metodei de etanșare este determinată de condițiile de funcționare, materialele și acoperirile utilizate și cerințele pentru instalația electrică. Decizia finală cu privire la alegerea metodei de etanșare se ia după efectuarea testelor pe teren ale echipamentelor electronice din camerele de umiditate.
Întrebări de control
1. Influența factorilor climatici asupra structurii.
2. Enumerați tipurile de protecție a SRE.
3. Condiţiile termice de funcţionare ale echipamentului.
4. Metode de protecție împotriva expunerii la praf.
5. Pentru ce se folosește etanșarea echipamentului?
Capitolul 12. Protecție împotriva solicitărilor mecanice
12.1. Tipuri de influențe mecanice asupra echipamentelor electronice
Influențele mecanice asupra echipamentului electronic apar sub influența sarcinilor externe (vibrații, șoc, accelerație, zgomot acustic) și pot apărea atât într-un echipament electronic în funcțiune, dacă este instalat pe un obiect în mișcare, cât și în timpul transportului acestuia în stare nefuncțională. .
Influențele mecanice au loc într-un echipament electronic de lucru, dacă acesta este instalat pe un obiect mobil, sau numai în timpul transportului acestuia în stare nefuncțională, ca în cazul echipamentelor electronice staționare și a unor tipuri de echipamente electronice transportabile. Cantitatea de energie transferată determină nivelul și natura modificării designului. Nivelurile permise de modificări mecanice într-o structură sunt determinate de rezistența acesteia și rezistența la solicitarea mecanică.
Sub durabilitate proiectarea este înțeleasă ca fiind capacitatea echipamentului de a îndeplini funcții și de a menține parametrii după aplicarea solicitărilor mecanice. Durabilitate structuri - capacitatea echipamentelor electronice de a menține funcțiile și parametrii în procesul de solicitare mecanică.
Răspunsul sau reacția unei structuri la stres mecanic se numește transformarea și transformarea energiei excitației mecanice. Acestea includ solicitări mecanice în elementele structurale, mișcarea elementelor structurale și coliziunile acestora, deformarea și distrugerea elementelor structurale, modificări ale proprietăților și parametrilor structurii.
Influențele mecanice pot duce la deplasări reciproce ale pieselor și ansamblurilor, la deformarea elementelor de fixare, a elementelor portante și a altor elemente structurale și la ciocnirea acestora. Cu influențe mecanice nesemnificative, în elementele structurale apar deformații elastice, care nu afectează performanța echipamentului. O creștere a sarcinii duce la apariția unei deformări permanente și, în anumite condiții, la distrugerea structurii. Defecțiunea poate apărea și la sarcini mult mai mici decât valorile limită ale rezistenței statice a materialelor, dacă structura este supusă sarcinilor alternative.
Defecțiunile hardware sunt recuperabil după îndepărtarea sau slăbirea solicitărilor mecanice (modificarea parametrilor componentelor, apariția zgomotului electric) și irecuperabil(rupturi și scurtcircuite ale conexiunilor electrice, decojirea conductorilor plăcilor cu circuite imprimate, încălcarea elementelor de fixare și distrugerea structurilor de susținere).
Echipamentele electronice instalate pe obiecte în mișcare sunt expuse la vibrații, șocuri și accelerații liniare în timpul funcționării sale. Vibrații armonice caracterizată prin frecvență, amplitudine, accelerație. Sarcini de șoc sunt caracterizate prin numărul de lovituri individuale sau seria lor (de obicei este stipulat numărul maxim de lovituri), durata impulsului de șoc și forma acestuia, viteza instantanee la impact și mișcarea corpurilor care se ciocnesc. Accelerație liniară caracterizat prin accelerație, durată, semn al impactului accelerației. Supraîncărcările rezultate din vibrații, șocuri și accelerații sunt evaluate prin factori corespunzători. Pentru a reduce efectele vibrațiilor și șocurilor, echipamentul este instalat pe amortizoare sau se folosesc materiale de amortizare.
Efectul accelerațiilor liniare este echivalent cu o creștere a masei echipamentului și, cu o durată semnificativă de expunere, necesită o creștere a rezistenței structurii.
După cum arată experiența de operare a echipamentelor electronice transportate, vibrațiile au cel mai mare efect distructiv asupra structurii. De regulă, designul dispozitivului, care a rezistat la impactul sarcinilor vibraționale într-un anumit interval de frecvență, rezistă la sarcini de șoc și accelerații liniare cu valori mari ale parametrilor corespunzători (pentru echipamente radioelectronice spațiale - până la 12 g, g este accelerația gravitațională).
12.2. Conceptul de rezistență la vibrații și rezistență la vibrații
În ceea ce privește proiectarea echipamentului electronic, se disting două concepte: rezistența la vibrații și rezistența la vibrații.
Rezistenta la vibratii- proprietatea unui obiect la o vibrație dată de a îndeplini funcțiile specificate și de a menține valorile parametrilor săi în intervalul normal. Rezistenta la vibratii- puterea la o vibratie data si dupa terminarea acesteia.
Impactul șocurilor de trafic constă în șocuri și vibrații. Introducerea amortizoarelor între CEA și obiect ca mediu care reduce amplitudinea vibrațiilor și șocurilor transmise, reduce forțele mecanice care acționează asupra CEA, dar nu le distruge complet. În unele cazuri, sistemul de rezonanță format odată cu introducerea amortizoarelor atrage după sine apariția rezonanței mecanice de joasă frecvență, ceea ce duce la creșterea amplitudinii oscilațiilor CEA.
Conceptul de rigiditate și rezistență mecanică a unei structuri. La elaborarea unui proiect de echipament electronic, este necesar să se asigure rigiditatea și rezistența mecanică necesare elementelor sale.
Rigiditate structurală este raportul dintre forța care acționează și deformarea structurii cauzată de această forță. Sub rezistenta structuralaînțelegeți sarcina pe care o poate suporta o structură fără deformare sau distrugere permanentă. O creștere a rezistenței structurii echipamentului electronic este asociată cu întărirea bazei sale structurale, utilizarea rigidizărilor, blocarea îmbinărilor cu șuruburi etc. O importanță deosebită este creșterea rezistenței structurilor portante și a ansamblurilor lor constitutive. prin metode de turnare şi învăluire. Umplerea cu spumă vă permite să faceți unitatea monolitică cu o ușoară creștere în greutate.
Construcția ca sistem oscilant.În toate cazurile, nu trebuie permisă formarea unui sistem oscilator mecanic. Acest lucru se aplică pentru fixarea firelor de instalare, microcircuitelor, ecranelor și altor piese incluse în CEA.
Orez. 12. Modelul oscilator al unui sistem mecanic
Principalii parametri ai oricărui proiect din punct de vedere al reacției la solicitarea mecanică sunt masa, rigiditatea și rezistența mecanică (amortizare). La analizarea influenței vibrațiilor asupra structurilor modulelor, acestea din urmă sunt reprezentate ca un sistem cu parametrii concentrați, în care masa produsului m, un element de rigidizare sub formă de arc și un element de rezistență mecanică sub formă a unui amortizor, caracterizat prin parametrii k și r, sunt date,.
Când frecvența vibrațiilor naturale ale sistemului este apropiată de frecvența vibrațiilor forțate, în sistemul vibrator apare fenomenul de rezonanță mecanică, care poate duce la deteriorarea structurii.
Amortizarea structurii CEA. Una dintre metodele eficiente de creștere a stabilității unei structuri, atât transportată, cât și staționară, la vibrații, precum și la șocuri și sarcini liniare, este utilizarea amortizoarelor. Acțiunea amortizoarelor se bazează pe amortizarea frecvențelor de rezonanță, adică pe absorbția unei părți din energia vibrațională. Echipamentele instalate pe amortizoare, în cazul general, pot fi reprezentate sub forma unui sistem oscilator mecanic cu șase grade de libertate: un set de oscilații cuplate, constând din deplasări liniare, și oscilații de rotație de-a lungul fiecăreia dintre cele trei axe de coordonate. .
Eficiența de amortizare este caracterizată de coeficientul dinamic sau de transmisie, a cărui valoare numerică depinde de raportul dintre frecvența vibrațiilor care acționează f și frecvența sistemului amortizat f o.
Atunci când se dezvoltă o schemă de amortizare, este necesar să se depună eforturi pentru a se asigura că sistemul are un număr minim de frecvențe naturale și că acestea sunt de 2-3 ori mai mici decât frecvența cea mai joasă a forței perturbatoare.
Pentru echipamentele amortizate frecvența naturală trebuie redusă cât mai mult, iar pentru echipamentele neamortizate, dimpotrivă, mărită, apropiindu-se de limita superioară a influențelor perturbatoare sau depășirea acesteia.
Scheme de amplasare a amortizoarelor. Proiectarea unui sistem de amortizare a echipamentelor electronice începe de obicei cu alegerea tipului de amortizoare și a aspectului acestora. Alegerea amortizoarelor se face pe baza sarcinii admisibile și a valorilor limită ale parametrilor care caracterizează condițiile de funcționare. Acești parametri includ: temperatura mediului ambiant, umiditatea, stresul mecanic, prezența vaporilor de ulei, motorină etc.
Orez. 13. Aranjamentul amortizorului
Alegerea aspectului amortizorului depinde de amplasarea echipamentului pe suport și de condițiile de impact dinamic. În fig. 13 prezintă dispunerea de bază a amortizoarelor.
Opțiune " A "destul de des este folosit pentru amortizarea blocurilor relativ mici. O astfel de aranjare a amortizoarelor este convenabilă din punctul de vedere al aranjamentului general al blocurilor la instalație. Cu toate acestea, cu această aranjare a amortizoarelor, este fundamental imposibil să se obțină o coincidență a centrului de greutate (CG) cu centrul de masă (CM) și nu se obține un sistem rațional. Același lucru se poate spune despre opțiunea de acomodare " b „. Opțiune de cazare” v „vă permite să obțineți un sistem rațional, dar o astfel de aranjare a amortizoarelor nu este întotdeauna convenabilă atunci când sunt plasate pe șantier. G " și " d „este o variație a” v "și este utilizat dacă panoul frontal al unității este situat lângă amortizorul situat în partea de jos. Amplasarea amortizoarelor" e „Este utilizat în echipamentele rack atunci când înălțimea echipamentului electronic este mult mai mare decât adâncimea și lățimea rack-ului. Pentru a slăbi vibrația rack-ului în jurul axelor x și y, două amortizoare suplimentare sunt instalate deasupra rack.
Rezistența elementelor structurale. Rezistența mecanică a elementelor structurale se verifică prin metodele de rezistență a materialelor și teoria elasticității pentru cele mai simple structuri cu sarcini distribuite și mixte. În majoritatea cazurilor practice, modelele componentelor electronice au o configurație mai complexă, ceea ce face dificilă determinarea tensiunilor din acestea. În calcule, o parte complexă este înlocuită cu un model simplificat: o grindă, o placă, un cadru.
Grinzile includ corpuri de formă prismatică, ale căror lungimi depășesc semnificativ toate celelalte dimensiuni geometrice ale structurii. Capetele grinzilor sunt ciupite (prin sudura, lipire), sustinute prin articulatie mobila (instalare in ghidaje) sau articulata-nemiscata (conexiuni cu un singur surub). Plăcile sunt considerate corpuri dreptunghiulare, a căror grosime este mică în comparație cu dimensiunile bazei. Astfel de structuri includ plăci de circuite imprimate, pereți ai carcasei instrumentelor, rafturi, panouri și alte structuri similare. Fixarea rigidă a marginii plăcilor se realizează prin lipire, sudură, prindere, îmbinare cu șuruburi; fixare cu balamale - montare plăci în ghidaje, conector mamă. Structurile cadru simulează componente multi-pin: microcircuite, relee, microprocesoare, FPGA.
La proiectarea unei structuri, se realizează simularea, în care:
- calcule de verificare, cand se cunosc forma si dimensiunile piesei (identificate la proiectare);
- calcule de proiectare, când dimensiunile tronsoanelor periculoase sunt necunoscute și se determină pe baza tensiunilor admisibile selectate;
- calculele sarcinilor admisibile pentru secțiunile periculoase cunoscute și solicitările admisibile.
La efectuarea calculelor de verificare a vibrațiilor elastice, ținând cont de direcția expunerii la vibrații, se identifică piesele și nodurile cu cele mai mari deformații, se selectează modele de calcul, se calculează frecvențele naturale, se determină sarcinile și se compară valorile obținute cu rezistența finală a materialelor selectate, dacă este necesar, se ia o decizie de creștere a rezistenței structurii.
Pentru a crește rezistența la vibrații în proiectarea elementelor individuale, sunt introduse elemente de fixare suplimentare, nervuri și reliefuri de rigiditate, flanșe, extruzii, sunt utilizate materiale cu proprietăți de amortizare ridicate, acoperiri de amortizare.
Influențele vibraționale externe sunt adesea stabilite într-un interval de frecvență destul de îngust. În echipamentele proiectate corespunzător, frecvența naturală f o a structurii nu trebuie să fie în spectrul de frecvență al influențelor externe. Deși orice structură are mai multe valori ale frecvențelor naturale, totuși, calculul se efectuează numai pentru cele mai mici valori ale f o, deoarece deformațiile structurilor în acest caz vor fi maxime. Dacă cea mai mică valoare a frecvenței naturale este inclusă în domeniul influențelor externe, atunci proiectul este modificat pentru a crește f o și a ieși din spectrul de frecvență al influențelor externe.
Rigiditatea unei structuri este înțeleasă ca capacitatea unui sistem (element, piesă) de a rezista la acțiunea sarcinilor externe cu deformații care împiedică perturbarea performanței acestuia. Rigiditatea este cuantificată prin coeficientul de rigiditate
unde P este forța care acționează; δ - deformare maximă.
Rigiditatea structurii depinde de lungimea, forma și dimensiunile secțiunii transversale a grinzii.
Vibrațiile direcționate ortogonal către planul plăcii de circuit imprimat o îndoaie alternativ și afectează rezistența mecanică a microcircuitelor și componentelor instalate pe ea. Dacă componentele sunt considerate rigide, atunci cablurile lor se vor îndoi. Cele mai multe defecțiuni ale componentelor se datorează ruperii pinilor lipiți de pe placă. Cele mai severe impacturi au loc în centrul plăcii, iar pentru plăcile dreptunghiulare și atunci când corpul elementului este orientat de-a lungul laturii scurte a plăcii. Lipirea componentelor pe placă îmbunătățește foarte mult fiabilitatea îmbinărilor de lipit. Acoperirea cu lac de protecție cu o grosime de 0,1 ... 0,25 mm fixează rigid componentele și mărește fiabilitatea echipamentului electronic.
Tensiunile mecanice asupra îmbinărilor de lipit din cauza vibrațiilor pot fi reduse: prin creșterea frecvențelor de rezonanță, ceea ce permite reducerea deformarii plăcii; creșterea diametrului plăcuțelor de contact, ceea ce crește puterea de aderență a plăcuței de contact cu placa; îndoirea și așezarea cablurilor elementelor pe suportul de contact, ceea ce crește lungimea și rezistența aderenței îmbinării lipite; prin reducerea factorului de calitate al plăcii la rezonanță prin amortizarea acesteia cu un strat de lac multistrat.
Fixarea elementelor de fixare. Atunci când sunt expuse la vibrații, este posibilă deșurubarea elementelor de fixare, pentru a preveni introducerea de cleme, creșterea forțelor de frecare, instalarea elementelor de fixare pe vopsea etc. La alegerea metodelor de fixare a elementelor de fixare trebuie luate în considerare următoarele considerații: asigurarea rezistenței. a conexiunii sub sarcini date și influențe climatice; viteza conexiunii, costul acesteia; consecințele unei eșecuri a conexiunii; durata de viață.
Trebuie avută în vedere posibilitatea înlocuirii pieselor uzate sau deteriorate, în locul perechilor de șuruburi trebuie folosite elemente de îmbinare rapidă: balamale, zăvoare, clichete, etc. Șuruburile trebuie să fie orientate cu capul sus, astfel încât la deșurubarea piuliței , șuruburile sunt la locul lor. Se recomandă utilizarea mai multor elemente de fixare mari în loc de multe altele mici. Numărul de rotații necesare pentru strângerea sau slăbirea șurubului trebuie să fie de cel puțin 10.
Durata de viață a structurii.În timpul vibrațiilor în structuri, apar tensiuni alternative și structurile se pot prăbuși sub sarcini care sunt mult mai mici decât rezistența statică finală a materialelor din cauza apariției microfisurilor, a căror creștere este influențată de particularitățile structurii cristaline a materialelor, concentrarea tensiunilor. la colțurile microfisurilor și condițiile de mediu. Pe măsură ce se dezvoltă microfisuri, secțiunea transversală a piesei este slăbită și la un moment dat atinge o valoare critică - structura este distrusă.
Dacă masa produsului nu este un factor critic, atunci structura este întărită folosind materiale cu o marjă, se evită introducerea de găuri, crestături, suduri, iar calculele structurilor sunt efectuate folosind metoda celui mai rău caz.
Protecția împotriva solicitărilor mecanice este asigurată de un material structural care trebuie să îndeplinească proprietățile mecanice și fizice specificate, să fie ușor de prelucrat, rezistent la coroziune, cu costuri reduse, să aibă un raport maxim rezistență-greutate etc., inclusiv mai multe părți, unite în o singură structură prin îmbinări detașabile sau dintr-o singură piesă. Principala modalitate de a reduce greutatea produselor este de a ușura structurile portante, asigurându-le în același timp cerințele de rezistență și rigiditate.
Durata de viață a unei structuri sub vibrații este determinată de numărul de cicluri înainte de distrugere pe care o structură le poate rezista la un anumit nivel de sarcină mecanică. Caracteristicile de oboseală ale materialelor sunt relevate pe un grup de probe sub încărcare alternantă repetată.
Sarcinile de creștere a rezistenței mecanice a structurilor ar trebui rezolvate ținând cont de optimizarea amplasării echipamentelor electronice în compartimentele de transport.
Întrebări de control
1. Enumerați tipurile de influențe mecanice asupra CEA.
2. Prezentați conceptele de rezistență la vibrații și rezistență la vibrații.
3. Conceptul de rigiditate și rezistență mecanică a unei structuri.
4. Amortizarea structurii CEA.
5. Enumerați tipurile de amortizoare.
Metode de monitorizare a echipamentelor electronice în procesul de producție
Producția de echipamente electronice moderne este de neconceput fără un control tehnic înalt calificat. Atât piesele, cât și blocurile ar trebui să fie supuse unui astfel de control din fabrică. producție proprie precum și detalii provenind de la întreprinderi din industrii conexe.
Fiabilitatea produselor fabricate depinde de mijloacele, metodele și sistemele de control al produsului.
Controlul ideal este verificarea 100% a tuturor parametrilor pieselor în toate operațiunile de producție. Cu toate acestea, în acest caz, apar mari dificultăți economice și tehnice din cauza necesității de a utiliza un număr mare de controlere și echipamente scumpe de măsurare. Prin urmare, în procesul de producție, se are în vedere verificarea conformității tuturor produselor achiziționate specificatii tehnice, verificare interoperațională conform organigramelor și desenelor și verificarea produse terminate(controlul ieșirii).
În producția de echipamente electronice se folosesc următoarele tipuri de control:
controlul muncii (RK);
control preventiv (PC);
control reglaj (KN);
controlul modurilor (KR);
control selectiv (VC);
control statistic (Art. K).
Luați în considerare principalele tipuri de control efectuat la întreprindere.
Controlul muncitorilor prevede controlul calității produselor fabricate direct la locul de muncă (mașină, presă, banc de lucru). Verificarea poate fi efectuată atât de către lucrătorul însuși, cât și de către un angajat al departamentului de control tehnic (QCD). Controlul se efectuează vizual sau cu ajutorul instrumentelor și dispozitivelor specificate în harta tehnologica... Controlul poate fi 100% sau selectiv. În procesul de control, se poate efectua reglarea necesară a echipamentelor sau a instrumentelor. Doar piesele și ansamblurile adecvate, verificate de către antreprenor însuși, trebuie prezentate pentru acceptarea Departamentului de Calitate. Când piesele sau ansamblurile sunt respinse, acestea sunt returnate pentru revizuire.
Control preventiv prevede verificarea conformității cu procesul tehnologic și a calității produselor, precum și prevenirea refuzurilor în masă. Necesitatea controlului preventiv și alegerea metodei sale sunt determinate de rezultatul analizei statistice anterioare a procesului de fabricație a echipamentelor. analize statistice nu numai că ajută la identificarea și eliminarea principalelor cauze ale defectelor, dar vă permite și să stabiliți factori tehnologici cărora trebuie să li se acorde o atenție deosebită atunci când se efectuează controlul preventiv pentru a asigura eliberarea produselor de înaltă calitate. Acest tip de control ar trebui efectuat de muncitori calificați, maiștri de producție și tehnologi, reprezentanți ai departamentului de control al calității. Atenția principală a personalului tehnic al atelierului ar trebui îndreptată către verificarea stării principalelor echipamente și scule, precum și verificarea respectării regimurilor tehnologice. Măsurătorile de verificare sunt efectuate cu instrumente, dispozitive și dispozitive de control universale și de control precise.
Toate defectele produselor și mijloacelor de producție, dezvăluite în timpul inspecției încălcărilor procesului tehnologic, sunt întocmite printr-un raport de inspecție și analizate. Pe baza rezultatelor verificării, se iau decizii adecvate și se elaborează măsuri pentru eliminarea defectelor. În timpul controalelor repetate, trebuie acordată atenție punerii în aplicare a măsurilor aprobate anterior. În cazul unui defect de masă, precum și atunci când se fac modificări majore la documentația de proiectare și la procesele tehnologice, se efectuează un control preventiv extraordinar. Pentru organizarea și implementarea controlului preventiv revine șefilor de magazine și șefului departamentului de control al calității din fabrică.
Control de configurare consta in testarea echipamentului si se realizeaza folosind echipamente noi sau un complex de masurare in procesul de fabricatie a unui produs. Dupa efectuarea lucrarilor de reglaj, reglatorul este obligat sa realizeze un mic lot de piese si sa le prezinte Departamentului de Control al Calitatii. Uneori, acest tip de control este combinat cu alte tipuri de control pentru a îmbunătăți calitatea produselor (de exemplu, control preventiv, control al regimului).
control selectiv, precum și control statistic, de regulă, acestea sunt efectuate numai pentru producția pe scară largă și în masă. În controlul selectiv (sau statistic), pe baza rezultatelor verificării unei părți din produse, se apreciază caracterul adecvat al tuturor produselor prezentate. Acest tip de control se efectuează prin metode de eșantionare unică și analiză secvențială.
Metoda unică de eșantionare este următoarea. Din lotul de produse finite se extrage în mod arbitrar N produse. Specificația produsului prevede o dimensiune a eșantionului N iar norma numărului de produse adecvate C în totalul prelevarea de probe. În cazul când de la N produse s-au dovedit M defect sau în afara specificațiilor, dacă M> Cu lotul nu este acceptat și respins și când M< Lotul este recunoscut ca fiind adecvat. După testare, se ia una dintre cele trei decizii:
1) acceptă petrecerea;
2) continua controlul (extrage una sau mai multe probe);
3) respingeți întregul lot. Lotul respins poate fi supus unei verificări complete sau complet retras și returnat executantului pentru sortare și corectare.
Principalii factori care determină fiabilitatea prelevării de probe sunt numărul de articole care trebuie inspectate și condițiile de inspecție pe baza cărora se ia o decizie cu privire la adecvarea lotului. Inspecția selectivă se consemnează în diagramele proceselor tehnologice sub forma unei operațiuni speciale indicând dimensiunile și parametrii care trebuie verificați, precum și mijloacele de control.
Controlul selectiv nu poate oferi o excludere completă a cazurilor de lipsă a căsătoriei.
O garanție completă a calității produsului poate fi dată doar printr-un control complet (100%) al produselor. Control selectiv cu atentie si verificare completă produsele sporesc fiabilitatea controlului.
Cu un bine organizat proces tehnologic inspecția selectivă poate fi efectuată atât la operațiunile intermediare, cât și la cele finale (inspecția finală). Alegerea metodei de control al ieșirii este determinată de natura motivelor care au condus la căsătorie, de temeinicia măsurilor de prevenire a căsătoriei și de alte motive.
Fiabilitatea echipamentului electronic depinde de mulți factori. Principalele au fost discutate în capitolul anterior. Οʜᴎ sunt împărțite în constructiv-producție și operaționale.
Fiabilitatea ridicată a instalației în faza de proiectare este asigurată de:
§ alegerea solutiilor de circuit si proiectare;
§ înlocuirea procesării analogice cu digitale;
§ alegerea elementelor si materialelor;
§ înlocuirea întrerupătoarelor mecanice și a dispozitivelor de control cu unele electronice;
§ alegerea modurilor de operare a diverselor elemente si dispozitive;
§ elaborarea de măsuri pentru ușurința întreținerii și exploatării;
§ ţinând cont de capacităţile operatorului (consumatorului) şi de cerinţele de ergonomie.
La alegere diagrame schematice se preferă circuitele cu cel mai mic număr de elemente, circuitele cu un număr minim de elemente de control, care funcționează stabil într-o gamă largă de factori destabilizatori. În același timp, satisfacerea tuturor acestor condiții este imposibilă, iar proiectantul trebuie să caute o soluție de compromis.
Principalul lucru în echipamentul proiectat este utilizarea elementelor a căror fiabilitate îndeplinește cerințele de fiabilitate a echipamentului în sine.
Deoarece cerințele pentru fiabilitatea echipamentului sunt în continuă creștere, toate cerințele mai mari sunt impuse fiabilității pieselor componente.
Deciziile de proiectare afectează și fiabilitatea echipamentului electronic. Construcția cu blocuri mari este complexă din punct de vedere tehnologic și incomod pentru reparație. Soluțiile constructive trebuie să asigure condițiile termice necesare ale elementelor echipamentelor electronice, funcționare fără defecțiuni în condiții de umiditate ridicată și în condiții de sarcini de șocuri și vibrații.”
Creșterea fiabilității este afectată semnificativ de alegerea potrivita moduri de operare a elementelor. S-a indicat anterior că sarcinile electrice optime ale elementelor nu trebuie să depășească 40-60% oxi nominale.
Întreținerea este un ansamblu de lucrări pentru a menține funcționalitatea sau numai funcționalitatea unui obiect în timpul pregătirii și utilizării în scopul propus, în timpul depozitării și transportului.
întreținere CEA include următoarele componente:
§ controlul stării tehnice;
§ întreținerea preventivă;
§ furnizare;
§ colectarea și prelucrarea rezultatelor operațiunii.
Monitorizarea stării tehnice este efectuată pentru a evalua starea echipamentului, ᴛ.ᴇ. compararea valorilor reale ale parametrilor echipamentelor specifice cu valorile lor nominale, ținând cont de toleranțe.
Întreținerea preventivă, pentru implementarea căreia se stabilesc termenii și timpul, se numește întreținere de rutină.
Aprovizionarea prevede primirea de materiale, echipamente, dispozitive, unelte pentru întreținere preventivă.
Colectarea și prelucrarea rezultatelor operațiunii sunt efectuate pentru cuantificarea indicatorilor operaționali și tehnici pentru o anumită perioadă de funcționare.
Munca preventivă furniza:
§ inspectia externa si curatarea echipamentelor;
§ lucrari de control si reglaj;
§ prognozarea eşecurilor;
§ lucrari sezoniere, de ungere si prindere;
§ inspectii tehnice;
§ verificări tehnice.
Se efectuează o examinare externă a echipamentului pentru identificarea semnelor externe ale posibilelor defecțiuni, pentru verificarea instalării corecte a comenzilor, pentru verificarea stării elementelor și a instalării. Curățarea echipamentului asigură îndepărtarea prafului, umidității și coroziunii din acesta.
Partea cea mai consumatoare de timp a întreținerii preventive este munca de control și reglare și munca strâns legată pentru a prezice defecțiunile. Hârtii de testare includ controlul parametrilor echipamentelor electronice în raport cu toleranțele stabilite.
Se efectuează lucrări de reglare pentru a restabili proprietățile sau performanța pierdută de echipament. Pentru echipamentele electronice de uz casnic, în această etapă, se lucrează pentru a reduce pericolul de incendiu al televizoarelor și a restabili funcționalitatea cinemascopelor care au pierdut emisia de catozi după o funcționare pe termen lung.
Predicția defecțiunilor este o metodă de predicție a defecțiunilor care se bazează pe presupunerea că apariția defecțiunilor este precedată de o schimbare treptată a parametrilor unui obiect sau elemente. Predicția este efectuată pentru defecțiuni treptate pentru a înlocui în timp util (reglarea reparației) a elementelor, blocurilor corespunzătoare.
Se efectuează lucrări sezoniere, de ungere, de fixare pentru a pregăti echipamentul electronic pentru funcționare într-o anumită perioadă a anului, pentru a asigura funcționarea pieselor corespunzătoare. În timpul lucrului sezonier se iau măsuri pentru a reduce pătrunderea umidității în echipament, pentru a izola (iarna) și răci (vara) echipamentele, a folosi uleiuri speciale pentru diferite anotimpuri etc. După munca sezonieră la REA se efectuează lucrări de control și reglare. Este important de reținut că pentru monitorizarea sistematică a stare tehnica echipamentele efectuează verificări tehnice și verificări tehnice ale echipamentelor.
Invenția se referă la domeniu tehnologia Informatieiși poate fi utilizat în proiectarea de produse electrice complexe pe un computer. Rezultatul tehnic constă în reducerea timpului și a resurselor de calcul cheltuite pentru proiectarea unor astfel de produse, precum și în creșterea fiabilității produselor proiectate datorită detectării precoce a defectelor de proiectare la analiza durabilității echipamentelor radio electronice (CEA) și module electronice unificate (EM) în componența sa. Metoda de analiză a durabilității echipamentelor electronice se bazează pe analiza stării de tensiune-deformare și pe un model de proiectare detaliat (RM), care include modele detaliate de produse radio electrice (ERP) și elemente structurale. Analiza durabilității echipamentelor electronice se realizează folosind RM termic, de deformare și rezistență a echipamentului electronic secvențial în patru etape: etapa pregătitoare, etapa de analiză globală, etapa de analiză intermediară și etapa de analiză locală. Pe etapa pregătitoare creați RM-uri termice fără modele de detaliere ale elementelor structurale, RM-uri de deformare cu ERI de detaliere și elemente structurale care afectează rigiditatea unei structuri și RM-uri detaliate de rezistență a unor elemente specifice. În etapa analizei globale, calculul temperaturilor CEA se efectuează atunci când se utilizează RM-uri termice. În etapa analizei intermediare, calculul deformațiilor (deplasărilor) în echipamentul electronic se efectuează în funcție de rezultatele calculului termic al echipamentului electronic al etapei de analiză globală, în timp ce selectarea unei unități specifice a echipamentului electronic se realizează folosind deformarea RM. Apoi, se efectuează o analiză locală, când se calculează starea de stres-deformare a ERI și a elementelor structurale ale unității REE, după finalizarea calculului stării de stres-deformare, se calculează durabilitatea elementelor CEA și se folosesc RM-uri de putere. 2 c.p. f-ly, 3 dwg.
Desene ale brevetului RF 2573140
Invenția se referă la domeniul tehnologiei informației și poate fi utilizată în proiectarea de produse electrice complexe pe un computer. Implementarea invenției face posibilă reducerea timpului și a resurselor de calcul cheltuite pentru proiectarea unor astfel de produse, precum și creșterea fiabilității produselor proiectate datorită detectării precoce a defectelor de proiectare la analiza durabilității echipamentelor electronice radio ( REE) și module electronice (EM) în componența sa.
O metodă cunoscută pentru analiza durabilității EM. (Predicția fiabilității nodurilor și blocurilor radio dispozitive tehniceîn scopuri spațiale pe baza modelării stărilor de tensiune-deformare: monografie. / S. B. Suntsov, V.P. Alekseev, V.M. Karaban, S.V. Ponomarev. - Tomsk: Editura Tomsk, statul. nu-cel al sistemelor de control. și electronică radio, 2012. - 114 p.). Detaliul modelului de calcul (RM) utilizat în aceasta este determinat de analiza stării stres-deformare (SSS) și, de regulă, corespunde RM detaliat al EM, care include: modele detaliate ale produselor radio electrice (ERP), îmbinări adezive, etanșare, lipire, conductori imprimați, vias și metalizarea acestora, etc. Această metodă este luată ca prototip.
Această metodă are dezavantaje semnificative:
Utilizarea unui singur RM EM cu grad înalt detalierea conduce la o creștere semnificativă a timpului și a resurselor de calcul necesare calculului;
Utilizarea mai multor MR pentru fiecare tip de analiză (termică, deformare, rezistență) creează dificultăți semnificative în formalizarea problemei valorii la limită și transferul rezultatelor de la un RM la altul datorită faptului că există o mare discrepanță în numărul de noduri și elemente.
Obiectivul metodei de analiză a durabilității conform invenției este de a elimina dezavantajele de mai sus și anume:
Scăderea timpului petrecut pe așezări;
Reducerea resurselor de calcul necesare;
Facilitarea formalizării problemei valorii la limită.
Se propune efectuarea analizei durabilității în patru etape, în timp ce:
Utilizați modele de calcul optimizate pentru o anumită analiză;
Utilizați interpolarea rezultatelor analizei pentru a facilita formalizarea problemei valorii la limită și pentru a îmbunătăți acuratețea transferului rezultatelor de la un RM la altul.
Problema este rezolvată datorită faptului că analiza durabilității echipamentelor electronice, care constă în prezicerea fiabilității nodurilor și blocurilor echipamentelor electronice în scopuri spațiale, se realizează în etape utilizând temperatura, deformarea și rezistența create. RM ale echipamentelor electronice, optimizate pentru etapele ulterioare ale analizei durabilității, în timp ce în etapa pregătitoare se realizează crearea de RM-uri termice ignorând detalierea modelelor structurilor de bază de susținere (rotunzi, găuri), asamblarea circuitelor imprimate (electrice și produse radio, conexiune lipită, conductoare imprimate, vias și metalizarea acestora), RM-uri de deformare cu detalierea ERI specifice, structuri suport de bază (cadru metalic, ansamblu circuit imprimat), precum și alte elemente structurale ale echipamentelor electronice (conectori, mufe etc. .) care afectează rigiditatea structurii; ca RM de rezistență se folosește un RM detaliat (detaliat) al elementelor specifice structurii EM, la lipire, se ține cont de conductori imprimați, de metalizarea vie-urilor; apoi, în etapa analizei globale, temperaturile EM-urilor sunt calculate ca parte a CEA, atunci când se utilizează RM-urile termice ale EM-urilor, luând în considerare reradierea de la suprafețele învecinate ale EM-urilor și transferul de căldură prin conductivitate termică (conducție) din ME vecine; apoi, în etapa analizei intermediare, deformațiile (deplasările) în EM sunt calculate în funcție de rezultatele calculului termic al REA etapei de analiză globală, în timp ce se selectează un EM specific cu transferul ulterior de temperaturi prin interpolare folosind deformarea RM a EM; apoi se efectuează analiza locală, când starea de efort-deformare a elementelor ansamblului circuitului imprimat EM (ERI, lipire, conductoare imprimate, vias) se calculează prin interpolarea rezultatelor calculării deformațiilor (deplasărilor) EM obținute la etapa de analiză intermediară, după calculul stării de tensiune-deformare se calculează durabilitatea elementelor EM, utilizând în același timp rezistența RM a EM.
Esența invenției este ilustrată prin desene, unde în fig. 1 prezintă un algoritm de calcul prin interpolare, FIG. 2 și 3 prezintă imagini ale elementelor planare liniare triunghiulare și, respectiv, pătrangulare.
FIG. 1 prezintă algoritmul de calcul prin interpolare, unde:
Etapa 0. Pregătitoare.
Etapa 1. Analiza globală.
Etapa 2. Analiză intermediară.
Etapa 3. Analiza locală.
Calculul se poate face folosind metoda elementelor finite. În acest caz, domeniul de calcul este aproximat printr-un sistem de elemente. În cadrul unui element, funcția F (x, y, z) este definită prin următoarea expresie:
unde N i sunt funcțiile formei elementului, f i este valoarea funcției F in i-lea nod element, f i = F (x i, y i, z i).
Astfel, dacă sunt cunoscute funcțiile de formă ale elementelor și valorile nodale ale funcției, atunci valoarea funcției F poate fi determinată într-un punct arbitrar x *, y *, z * al domeniului de calcul. Dacă punctul x *, y *, z * coincide cu punctul nodal x j, y j, z j, atunci:
.
Expresia (1) este folosită pentru a defini funcția F (x *, y *, z *) a punctului x *, y *, z * situat în interiorul sau la marginea unui element.
Luați în considerare metodologia de determinare a funcției F în punctul x *, y *, z * folosind exemplul elementelor de ordinul întâi - un element triunghiular plat și un element pătrangular plat.
1. Element triunghiular liniar plat
Funcția F (x, y) pe un astfel de element (Fig. 2) este reprezentată printr-un polinom liniar:
unde i sunt coeficienții polinomului. Coeficienții polinomului (2) sunt determinați din valorile nodale ale funcției F (x, y). Pentru aceasta, se scrie un sistem de ecuații algebrice liniare:
După regula lui Cramer:
Unde 
; 
; 
.
Determinanții i pot fi extinși prin coloana care conține valorile nodale ale funcției:
unde d ij sunt determinanții corespunzători din (5).
Înlocuirea (4) și (6) în polinom (2) are ca rezultat:
Ca urmare, ajungem la expresia (1), unde funcțiile formei elementului au forma:
Având funcțiile din forma (8) a elementului și valorile nodale ale funcției, este posibil să se calculeze valoarea funcției într-un punct arbitrar din interiorul elementului.
2. Element liniar plat dreptunghiular
Un element patruunghiular (Fig. 3) în spațiul X, Y este mapat la un dreptunghi în spațiu. Funcțiile formei în spațiu sunt:
Dacă pentru un punct cu coordonatele x *, y * situat în interiorul unui patrulater, coordonatele corespunzătoare *, * sunt cunoscute, atunci prin (1), folosind (9), se poate determina valoarea funcției F (x (,) , y (,)) în acest punct.
Cunoscând coordonatele, puteți găsi cu ușurință coordonatele x, y corespunzătoare prin formulele:
unde x i, y i sunt coordonatele nodurilor patrulaterului. Totuși, saltul invers:
nu are o prezentare analitică simplă. Prin urmare, ar trebui folosite metode numerice pentru a realiza această tranziție. Este posibil să utilizați o metodă similară cu metoda de împărțire a unui segment în jumătate. Algoritmul său conține următorii pași:
1. Printre coordonatele x, y ale nodurilor patrulaterului, există valori X min, X max și Y min, Y max, între care se află valorile x * și y *.
2. În spațiu, dreptunghiul este împărțit în patru dreptunghiuri. Pentru fiecare dreptunghi nou obținut, folosind formula (10), se determină X min, X max și Y min, Y max.
3. Folosind valorile X min, X max și Y min, Y max, găsim dreptunghiul în care se încadrează punctul cu coordonatele x *, y *.
4. Dacă sunt condiții:
nu sunt îndeplinite, apoi reveniți la pasul 2. Dacă sunt îndeplinite condițiile, treceți la pasul 5.
5. Coordonata * este determinată ca media aritmetică a coordonatelor peste toate nodurile dreptunghiului. Coordonata * este determinată în același mod.
6. După formula:
valoarea funcției se determină în punctul cu coordonatele x *, y *.
Metoda de analiză a durabilității echipamentelor electronice folosind construcția automată a modelelor de calcul în sistemul de modelare geometrică a fost elaborată și depanată în mod programatic în proiectarea echipamentului electronic de bord pentru nave spațiale. Uz practic Această metodă face posibilă reducerea timpului de proiectare a echipamentelor electronice, ceea ce confirmă eficacitatea metodei propuse pentru analiza durabilității echipamentelor electronice EM bazată pe simularea computerizată a proceselor de rezistență termică.
REVENDICARE
1. O metodă de analiză a durabilității echipamentelor electronice (CEA), bazată pe analiza stării de tensiune-deformare și a unui model de calcul detaliat (RM), care include modele detaliate de produse radio electrice (ERP) și elemente structurale, caracterizate prin aceea că analiza durabilității CEA se realizează folosind secvențial RM REE termică, de deformare și rezistență în patru etape: etapa pregătitoare, etapa de analiză globală, etapa de analiză intermediară și etapa de analiză locală, în timp ce în etapa pregătitoare. RM-urile termice sunt create fără a detalia modelele elementelor structurale, RM-urile de deformare cu detalierea ERI și elementele structurale care influențează rigiditatea structurii și rezistența detaliată RM a elementelor specifice, apoi la etapa analizei globale, temperaturile de se calculează echipamentele electronice, când se folosesc RM-uri termice, apoi, la etapa analizei intermediare, se calculează deformațiile (deplasările) în echipamentul electronic în funcție de rezultatele calculului termic al echipamentului electronic al etapei. analiză globală, în același timp, se selectează un nod REE specific folosind deformația RM, apoi se efectuează o analiză locală, când se calculează starea de tensiune-deformare a ECE și elementele structurale ale unității CEA, după calculul tensiunii -starea de deformare se calculeaza durabilitatea elementelor CEA, folosindu-se de rezistenta RM.
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că analiza durabilităţii CEA se realizează utilizând PM optimizate pentru o analiză globală, intermediară, locală specifică.
3. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că analiza durabilităţii CEA se realizează utilizând interpolarea rezultatelor temperaturilor şi deformaţiilor (deplasărilor) CEA.
Popular
- Contract de închiriere publicitate pe fațada clădirii Contract de subînchiriere a unui eșantion de structură publicitară
- Descrierea postului de mecanic auto
- Responsabilități cheie ale directorului de dezvoltare a companiei
- Director pentru Construcții de Capital Fișa Postului Director Adjunct pentru Fișa Postului în Construcții
- Un model de contract pentru prestarea tuturor tipurilor de servicii de publicitate încheiat între persoane juridice
- Ieșirea din termen și modificarea termenului Consecințele excluderii din termen pentru neplată
- Fișa postului unui avocat, fișa postului unui avocat, exemplu de fișă a postului unui avocat
- Fișa postului „Vânzător de produse nealimentare Fișa postului vânzătorului unui consultant de produse nealimentare
- Responsabilitățile postului unui avocat în achiziții Fișa postului unui avocat cu funcții de manager de contract
- Descrierea postului frizer salon de înfrumusețare Descrierea postului frizerului salon de înfrumusețare modern