Функционально-стоимостной анализ устройства поиска скрытой проводки

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Декабря 2010 в 00:41, Не определен

Описание работы

Курсовой проект

Файлы: 1 файл

черновик.docx

— 115.40 Кб (Скачать файл)

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Марийский государственный технический университет 
 
 

  Кафедра ЭиОП

Расчетно-графическая  работа по дисциплине

«Менеджмент в радиотехнике»

Функционально-стоимостной  анализ устройства поиска скрытой проводки

 
 
 
 
 

                  Выполнил: студент гр РТ-51

                                     Павлов А.В.

                  Проверил: Усынина Т. С. 
                   
                   
                   
                   

Йошкар-Ола

2010 

     Функционально-стоимостной  анализ устройства поиска скрытой проводки

  1. Назначение и принцип действия устройства

      Устройство  предназначено для поиска проложенных  под землей или в кабельных  каналах бетонных и кирпичных  зданий электрических проводов и  кабелей, находящихся под напряжением.

      В устройстве можно выделить 4 основных узла: антенна (параллельный колебательный контур), усилительный каскад, выходной каскад и узел питания.

      Принцип действия устройства основан на том, что при попадании катушки  индуктивности колебательного контура  в переменное магнитное поле проводника, по которому течет переменный электрический  ток, в ней наводится ЭДС, пропорциональная величине этого поля. В колебательном контуре возникают вынужденные колебания с частотой равной частоте изменения магнитного поля, наводящего ЭДС в катушке. Сигнал с колебательного контура усиливается в усилительном каскаде, собранном на транзисторе VT1 до уровня, необходимого для корректной работы операционного усилителя. Выходной каскад собран на операционном усилителе DA1 и предназначен для усиления сигнала до уровня, необходимого для работы выходного каскада. Выходной каскад можно условно разделить на визуальный и звуковой. Визуальный выходной каскад служит для выпрямления сигнала операционного усилителя и измерения тока этого сигнала с помощью амперметра. Звуковой выходной узел предназначен для возможности прослушать сигнал звуковой частоты при наличии сигнала на входе устройства.

 

  1. Блок-схема  устройства поиска скрытой проводки

Рисунок 2

  1. Структурная модель устройства поиска скрытой проводки

      Опишем  состав блоков, входящих в устройство:

колебательный контур – WA1, C1;

усилительный  каскад – C2, C3, C4 C5, R1, R2, R3, R4, VT1;

выходной каскад – C6, C7, C8, C9, C10, R5, R6, R7, R8, R9, DA1, VD1, VD2, PA1, BF1, X1;

узел питания  – R10, HL1, GB1.

      В соответствии с блок схемой построим структурную модель устройства (рисунок 3).

 

  1. Функциональная  модель устройства поиска скрытой проводки

    Определим функции  всех структурных элементов (таблица 1).

    Таблица 1

Формулировка  функции Класс

функ- 
ции

Код

функ- 
ции

1 Обнаружить  электромагнитное поле вокруг скрытого проводника

Обеспечить удобство и безопасность при поиске скрытой  проводки

главная 

второст.

Ф1 

Ф2

2 Преобразовать электромагнитное поле скрытого проводника в электрический сигнал основная Ф11
3 Усилить слабый сигнал колебательного контура основная Ф12
4 Преобразовать сигнал для визуального и слухового  восприятия оператором основная Ф13
5 Обеспечить  устройство электрической энергией, необходимой для его функционирования основная Ф14
6 Запасти энергию  магнитного поля скрытого проводника основная Ф111
7 Запасти энергию  электрического поля скрытого проводника основная Ф112
8 Усилить сигнал до уровня, необходимого для работы ОУ

Согласовать выходное сопротивление колебательного контура  с входным сопротивлением ОУ

основная

вспомог.

Ф121

f121,1

9 Усилить сигнал до уровня, необходимого для работы индикаторных элементов основная Ф123
10 Преобразовать сигнал для визуального обнаружения  оператором основная Ф131
11 Преобразовать сигнал для звукового обнаружения  оператором вспомог. f132
12 Обеспечить  устройство электрической энергией, необходимой для его функционирования основная Ф141
13 Подключить  к устройству источник постоянного  тока вспомог. f142
14 Сигнализировать о подключении источника постоянного  тока вспомог. f141,1
15 Увеличить амплитуду  сигнала колебательного контура  основная Ф1211
16 Предотвратить протекание постоянного тока в последующие  цепи и из них основная Ф1212
17 Обеспечить  поступление части выходного  напряжения активного элемента на его  вход основная Ф1213
18 Создать путь прохождения  сигнала в обход высокоомным сопротивлениям основная Ф1214
19 Установить  рабочую точку активного элемента основная Ф1215
20 Задать режим  работы ОУ

Согласовать входное  сопротивление ОУ с выходным сопротивлением предыдущего каскада

основная

вспомог.

Ф1221

f1221,4

Продолжение таблицы 1

21 Увеличить амплитуду  сигнала предварительного усилителя основная Ф1222
22 Обеспечить  поступление части выходного  напряжения активного элемента на его  вход основная Ф1223
23 Подавить переходные напряжения, возникающие в ОУ основная Ф1224
24 Предотвратить протекание постоянного тока в последующие  цепи и из них основная Ф1311
25 Преобразовать переменное напряжение сигнала в постоянное

Ограничить уровень  сигнала, подаваемого на индикаторный элемент

основная 

вспомог.

Ф1312 

f1312,1

26 Визуально отобразить наличие тока в цепи амперметра основная Ф1313
27 Обеспечить  возможность удобного подключения  громкоговорителей вспомог. f1321
28 Сигнализировать с помощью звукового сигнала  об обнаружении скрытой проводки вспомог. f1322
29 Ограничить  ток, протекающий в цепи индикатора включения питания вспомог. f141,1
30 Сигнализировать визуально о включении батареи  в цепь устройства вспомог. f141,1
31 Согласовать выходное сопротивление предварительного усилителя  с входным сопротивлением ОУ основная Ф1221,1
32 Установить  рабочую точку активного элемента оконечного усилителя основная Ф1221,2
33 Обеспечить  режим работы активного элемента по постоянному току основная Ф1221,3
34 Преобразовать часть электрической энергии  сигнала в тепловую в цепи подавления переходных напряжений основная Ф1224,1
35 Запасти энергию  электрического поля сигнала в цепи подавления переходных напряжений основная Ф1224,2
36 Ограничить  ток, протекающий в цепи амперметра основная Ф1312,2
37 Преобразовать переменное напряжение сигнала в постоянное основная Ф1312,3
38 Ограничить  ток, протекающий через индикаторный элемент основная Ф1312,4
 

      По  данной таблице построим функциональную модель (рисунок 4).

 

      5 Количественная оценка функций

      Метод экспертной оценки

      Относительная важность Rn функции Фn в объекте в целом определяется как произведение относительной значимости этой функции на данном уровне иерархии на значение относительной важности вышестоящей функции. Зададим относительную важность функций Ф1, Ф2:

      R1 = 0,6

      R2 = 0,4

здесь стоит сказать, что второстепенная функция Ф2 имеет столь высокое значение относительной важности в связи с тем, что искомая проводка может находиться под высоким напряжением, поэтому вопросам безопасности должно быть уделено особое внимание.

      Для последующих функций Фnm важность Rnm = Rn×rnm. 

      r11 = 0,25        R11 = 0,6·0,25 = 0,15

      r12 = 0,25        R12 = 0,25·0,6 + 0,25·0,4 = 0,25

      r13 = 0,3        R13 = 0,3·0,6 + 0,3·0,4 = 0,3

      r14 = 0,3        R14 = 0,3·0,6 + 0,3·0,4 = 0,3

      Метод попарного сравнения

      Для определения значений rnmk воспользуемся методом попарного сравнения. Результаты представлены в таблице 2.

 

      Определим важность функций:

                         Таблица 3

Функция Важность функции Функция Важность функции
Ф111 0,01 Ф1223 0,008
Ф112 0,01 Ф1224 0,004
Ф121 0,011 Ф1311 0,006
Ф123 0,01 Ф1312 0,016
Ф131 0,013 Ф1313 0,0187
f132 0,001 f1321 0,0013
Ф141 0,017 f1322 0,0013
f142 0,001 Ф1221,1 0,0085
Ф1211 0,0116 Ф1221,2 0,01
Ф1212 0,007 Ф1221,3 0,01
Ф1213 0,01 Ф1224,1 0,0034
Ф1214 0,009 Ф1224,2 0,0028
Ф1215 0,01 Ф1312,2 0,0075
Ф1221 0,0088 Ф1312,3 0,01
Ф1222 0,012 Ф1312,4 0,014
 

    6 Оценка стоимости функций

    Составим перечень элементов, входящих в схему.

    Таблица 4

Поз. Наименование Кол. Стоимость
 
C1

C2,С10

C3

C4,С9,С11

C5,С6,С8

С7

Конденсаторы

K53-14- 0.01 мкФ × 10 В ±10%

K53-14- 100 мкФ × 10 В ±10%

K53-14- 10 мкФ × 10 В ±10%

K53-14- 1 мкФ × 10 В ±10%

K53-14- 4,7 мкФ × 10 В ±10%

K53-14- 0,1 мкФ × 10 В ±10%

 
1

2

1

3

3

1

 
4.5

20

1.6

4.8

4.8

1.6

 
L1
Катушка индуктивности

КИГ-0,2-27 мкГн

 
1
 
26
 
DA1
Операционный  усилитель

К174УН14

 
1
 
100
 
R1

R2

R3,R5

R4

R6

R7

R8

Резисторы

C1- 4- 240 кОм ±10%

C1- 4- 510 Ом ±10%

C1- 4- 1,5 кОм ±10%

C1- 4- 4,7 кОм ±10%

C1- 4- 10 кОм ±10%

C1- 4- 12 Ом ±10%

C1- 4- 1 Ом ±10%

 
1

1

2

1

1

1

1

 
1

1.2

2.8

1.4

1.4

1

1.2

R9

R10

C1- 4- 47 кОм ±10%

C1- 4- 1,2 кОм ±10%

1

1

1.2

1.2

 
VT1
Транзистор

 КТ3102Б

 
1
 
30
 
VD1, VD2

HL1

Диоды

КД512Б 

АЛ307БМ

 
2 

1

 
14.60 

15

 
GB1
Источник  постоянного напряжения

GP 1604G

 
1
 
50
 
BF1
Наушники

1524

 
1
 
28
 
PA1
Миллиамперметр

М 4228 10-0-10И.84

 
1
 
130
 
BF1
Батарея

GP 1604G

 
1
 
55
SA1 Переключатель

П2Т-3

 
1
 
31
 
X1
Разъем

EY-501N

 
1
 
18

Информация о работе Функционально-стоимостной анализ устройства поиска скрытой проводки