Контрольная работа

Контрольная работа Расчет переключателей

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 14.11.2024


Мурманский Государственный Технический Университет кафедра РТКС

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №1,2

по дисциплине: "Элементная база радиоэлектроники"

Выполнил: с-т гр. Р-471

Назаренко А. М.

Проверил: Милкин В.И.

Мурманск

2008

Теоретические сведения

1. Классификация и система условных обозначений электрических соединителей

Электрический соединитель—это электромеханическое устройство, предназначенное для механического соединения и разъединения вручную электрических цепей (проводов, кабелей, модулей, узлов и блоков) в различных видах аппаратуры при выключенном источнике тока через соединитель.

Основными деталями (узлами) электрических соединителей являются контакты-детали, изоляторы, корпусные детали и зажимные элементы. Соединители, выполненные с учетом дополнительных требований (герметичность, водонепроницаемость, пылезащищенность и др.), снабжены дополнительными защитными или уплотняющими элементами.

Изоляторы предназначены для создания электрической изоляции между контактами и между контактами и металлическим корпусом в заданных условиях работы. Изоляторы служат также для закрепления и фиксации контактов и передачи механических сил контактам при сочленении и расчленении вилок в розеток соединителей.

Корпус соединителя обеспечивает прочную и однозначную установку изоляторов, защиту контактов и изоляторов от повреждений, крепление жгута или кабеля к соединителю и всего соединителя к аппаратуре, взаимную ориентацию ответных частей соединителя и их фиксацию в сочлененном положении.

В цилиндрических соединителях для крепления изоляторов в корпусе применяют пружинные кольца, в прямоугольных соединителях — винтовые зажимы.

Для сочленения и расчленения вилки с розеткой цилиндрических соединителей применяются соединительные гайки, которые одновременно служат для фиксации соединителя в сочлененном состоянии.

Для выполнения той же функции в прямоугольных и комбинированных соединителях применяются специальные замковые устройства.

Контактная пара является основным функциональным элементом соединителя и, как правило, состоит из гнезда и штыря.

Электрическое соединение в сочлененном соединителе осуществляется соприкосновением поверхностей штыря и гнезда при определенном нажатии, создаваемым упругим элементом, которым может быть как штырь, так и гнездо.

По виду соединяемых цепей все электрические соединители ручного управления подразделяются на низкочастотные (НЧ) напряжением до 1,5 кВ, радиочастотные (РЧ) напряжением свыше 1,5 кВ и комбинированные.

Низкочастотный электрический соединитель предназначен для работы в электрических цепях переменного и импульсного токов с частотой до 3 МГц с рабочей длительностью сигнальных фронтов импульсов до 0,1 нс.

Радиочастотный электрический соединитель предназначен для соединения и разъединения радиочастотных трактов с волновым сопротивлением 50 Ом или 75 Ом.

Комбинированный электрический соединитель предназначен для одновременного соединения и разъединения низкочастотных, радиочастотных и импульсных цепей.

По конструктивным особенностям и форме изолятора соединители подразделяются на цилиндрические и прямоугольные.

По способу сочленения частей соединителя и фиксации сочлененного положения цилиндрические соединители подразделяются на байонетное, врубное, резьбовое, самозапирающееся.

Прямоугольные же соединители можно подразделить по способу монтажа в аппаратуре. По этим признакам они подразделяются на приборные или для объемного монтажа, для печатного монтажа и для печатно-объемного монтажа.

Радиочастотные соединители по виду сочленения внешнего контакта подразделяются на соединители с резьбовым соединением, с байонетным соединением и с врубным соединением.

По конструктивному исполнению РЧ-соединители подразделяются на приборные, кабельные, переходники, коаксиально-полосковые переходы, тройники и четверники.

Выпускаемые электрические соединители имеют различные обозначения в связи с тем, что определенная система обозначений была установлена после внедрения ГОСТ 17468—72, взамен которого в 1977 г. внедрен ГОСТ 17468—76 с изменением редакции в 1980 г. До внедрения указанных стандартов обозначения производились в соответствии с общими техническими условиями на группы соединителей.

Согласно ГОСТ 17468—76 условные обозначения НЧ- и комбинированных соединителей состоят из буквенных и цифровых элементов.

Первый элемент условного обозначения определяет их группу, подгруппу и вид соединителей. Состоит из трех букв, где первые две буквы обозначают группу и подгруппу соединителей. Соединители ручного управления общего назначения низкочастотные напряжением до 1,5 кВ имеют обозначение ОН, а комбинированные ОК. Вид соединителя характеризуется третьей буквой. Цилиндрические соединители обозначаются буквой Ц, прямоугольные буквой П. Стандарт устанавливает большую букву Ц и П и малую "ц" и <п" соответственно для соединителей объемного и печатного монтажа, т. е. в соответствии со стандартом соединители ручного сочленения (расчленения) общего назначения низкочастотные до 1500 В, цилиндрические для объемного монтажа имеют обозначение ОНЦ, а соединители этой же группы, предназначенные для печатного монтажа, обозначаются ОНц. Аналогичным образом обозначаются прямоугольные НЧ-соединители общего назначения напряжением до 1500 В; для объемного монтажа ОНП, а для печатного монтажа ОНп. Соответственно комбинированные соединители обозначаются ОКП и ОКп.

Второй элемент обозначения определяет способ соединения ответных частей соединителей и фиксации сочлененного положения: Б—байонетное, Р— резьбовое, В — врубное, С — самозапирающееся, П — с принудительным обжатием контактов, Ж — с винтовой фиксацией сочленного положения, 3 — с пружинной фиксацией сочленного положения, Н — непосредственное сочленение с печатной платой, К — косвенное сочленение с печатной платой.

Габаритные размеры соединителей и их обозначения: Н—нормальных габаритов, Г — малогабаритные, С — субминиатюрные, М — микроминиатюрные, К — супермикроминиатюрные.

2. Коммутационные устройства ручного управления

2.1 Классификация, основные параметры, условные обозначения

Коммутационные устройства ручного управления предназначены, для коммутации электрических цепей с помощью ручного привода.

В зависимости от способа управления приводным механизмом коммутационные устройства ручного управления подразделяется на следующие группы: нажимные (кнопочные), перекидные (тумблеры), поворотные (галетные и барабанные) и движковые.

Каждый из способов управления имеет свои преимущества и недостатки. Например, с точки зрения оперативности (быстродействия) и удобства работы оператора предпочтение отдается нажимному способу управления. Однако при этом способе управления усложняются устройства надежной фиксации кнопок в определенных положениях. В настоящее время более или менее четкая фиксация обеспечивается не более; чем в двух положениях, что является недостатком нажимного управления. Кроме тоги, для индикации фиксированного положения кнопок нужны специальные индикаторы и защита от случайного нажатия кнопок.

При перекидном способе управления в тумблерах обеспечивается более надежная фиксация положения приводного механизма, индикация состояния определяется положением рычага. Недостатками перекидного способа являются значительные усилия на рычаг для перевода тумблера из одного положения в другое, а также малое число положений (полюсов) при переключении (не более трех).

Наибольшая многополюсность (множество положений) реализуется при поворотном способе управления. Благодаря особенностям конструкции в поворотных переключателях обеспечивается малое и стабильное сопротивление контактов.

При движковом способе управления надежная фиксация переключателя обеспечивается в двух положениях. Применяются движковые переключатели в аппаратуре, у которой выступающая часть приводного механизма должна быть малой.

Коммутационные устройства ручного управления могут быть как мгновенного действия, когда скорость их перехода из одного состояния в другое практически не зависит от скорости перемещения привода, так и обычного действия.

К коммутационным устройствам мгновенного действия относятся кнопки и микротумблеры на базе микропереключателей.

В зависимости от степени защищенности от окружающей среды коммутационные устройства ручного управления бывают: пылебрызгозащищенные, герметические, с применением герконов и др.

Коммутационные устройства ручного управления подразделяются также на низкочастотные и высокочастотные.

Основными параметрами коммутационных устройств ручного управления являются:

усилие или момент переключения;

число положений переключения;

способ фиксации;

диапазон коммутируемых напряжений;

диапазон коммутируемых токов;

максимальная коммутируемая мощность;

сопротивление электрических контактов;

максимальное число переключении;

сопротивление изоляции;

электрическая прочность изоляции;

емкость между соседними контактами;

диапазон окружающей температуры;

диапазон атмосферного давления;

вибро- и удароустойчивость;

габаритные размеры, масса и др.

РГЗ №1 Расчет переключателей

Задание: Подобрать коммутационное устройство для коммутации цепи переменного тока до 4(А)., позволяющее зрительно контролировать рабочее состояние на панели прибора. Число полюсов 2 Усилие срабатывания не более 12 Н Сопротивление контактов 0,05 Ом. Число переключений .

а) Расчет точечного контакта

1. Так как коммутируемый ток равен 4 А, то в качестве материала контактов выберем медь. Из справочника находим напряжение размягчения меди Uр=0,1 В. Зная напряжение размягчения определим допустимое падение напряжения на контакте:

2. Вычислим величину контактного сопротивления:

3. Определим необходимое контактное усилие:

где n=2, K=2·, т.к. контакты сделаны из меди. Полученное значение для идеально чистых поверхностей теперь увеличим в 10 раз, для того чтобы учесть качество изготовления контактов и условия эксплуатации.

б) Расчет контактов, соприкасающихся по поверхности

1. Для контактов, соприкасающихся по поверхности примем плотность тока j=0,1 ; удельное давление p=0,05 . Теперь определим площадь перекрытия контактов, через которую ток подводится непосредственно к месту контакта:

2. Найдем контактное усилие

3. Теперь выбираем форму контактов: шар-плоскость и материал —медь.

4. Определяем величину контактного сопротивления, которое зависит от конструкции и формы контактов:

5. Определяем радиус площади перекрытия контактов:

6. Определяем радиус кривизны контактов:

где и — модули упругости, . r — радиус шара.

7. Вычисляем минимально допустимое расстояние, обеспечивающее заданное сопротивление изоляции между контактными пружинами.

где — удельное поверхностное сопротивление материала изолятора (в данном случае — фторопласта 4), на котором укреплены контактные пружины [Ом]. Объемным сопротивлением изоляции пренебрегаем.

8. Определяем емкость между контактными пружинами

9. Определяем температуру точек соприкосновения между контактами:

где @100 — теплопроводность, ; =0,01754 — удельное сопротивление мк. Расчет был произведен таким образом, чтобы не допустить сваривания контактов (температура точек соприкосновения меньше температуры размягчения контактов = 1080 ).

РГЗ №2 Расчет разъема (соединителя).

Задание: Требуется выполнить необходимые расчеты и подобрать типовой миниатюрный соединитель на 26 контактов для объемного монтажа РЭА. Максимальное рабочее напряжение 200 В. Максимальный ток на один контакт 3А. Ток переменный и импульсный с частотой до 3 Мгц. Рабочая температура от -40до +80,влажность 98%.

а) Расчет точечного контакта

1. Так как коммутируемый ток равен 3 А, то в качестве материала контактов выберем медь. Из справочника находим напряжение размягчения меди Uр=0,1 В. Зная напряжение размягчения определим допустимое падение напряжения на контакте:

2. Вычислим величину контактного сопротивления:

3. Определим необходимое контактное усилие:

где n=2, K=, т.к. контакты сделаны из меди. Полученное значение для идеально чистых поверхностей теперь увеличим в 10 раз, для того чтобы учесть качество изготовления контактов и условия эксплуатации.

б) Расчет соединителя

1. Рассчитаем, контактное усилие приходящееся на один контакт.

Определим переходное сопротивление чистых металлических поверхностей для плоского контакта:

где — удельное сопротивление, ; — высота микровыступов, мм.

2. Вычислим контактное сопротивление:

где — сопротивление рабочей части гнезда и штыря, Ом.

4. Выбираем диаметр круглых контактных пар с серебряным и золотым покрытием в зависимости от максимального тока по справочнику. В Данном случае: — наименьший диаметр контакта 1 мм, максимальный рабочий ток 4 А, контактное сопротивление 0,003 Ом.

5. Определяем температуру точек соприкосновения между контактами

где — теплопроводность, ; — удельное сопротивление

6. Вычисляем усилие сочленения (расчленения) разъема, состоящего из n пар (в нашем случае n=26):

=12,79 Н

где — коэффициент трения i - й пары; — контактное усилие i - й пары.

7. Так как рабочая частота равна 3 МГц, то соотношение между диаметром r проводника и минимальным расстоянием между двумя сосденими проводниками a, выбираем из условия обеспечения необходимого волнового сопротивления.

@ 75 Ом

Волновое сопротивление величиной 75 Ом будет обеспечено при a = 1,25 мм, r = 0,5 мм.

В соответствии с заданием к РГЗ №1 подбираем типовое коммутационное устройство, удовлетворяющее всем требованиям задания. Таковым, например, является перекидной переключатель типа ПТ-45.

В соответствии с заданием к РГЗ №2 подбираем типовой соединитель, удовлетворяющий всем требованиям задания. Таковым, например, является РПММ1-ВШ1

Ниже приведены справочные данные по тумблеру ПТ-45 и соединителю РПММ1-ВШ1, а также эскизы конструкций и конструктивные параметры.

2.2 Перекидные переключатели (тумблеры)

Перекидные переключатели предназначены дли коммутации цепей постоянного и переменного тока с коммутируемой мощностью 25...600 В "А. По своей конструкции все перекидные переключатели примерно одинаковы, приводной элемент переключения у них связан с рычагом (ручкой). Рычаг предназначен не только для переключения (перекидывания из одного положения в другое), но и для зрительного контроля за рабочим состоянием переключателя ("включенно", "выключено"). Для более надежного контроля, особенно в условиях недостаточной видимости, ручки переключателей могут иметь световую индикацию.

Ручки переключателей в большинстве случаев цилиндрические и конусообразные, угол между их положениями — 35°...50°.

Перекидные переключатели могут иметь два или три фиксированных положения. Ряд переключателей имеет самовозврат в исходное или нейтральное положение, рычаги некоторых из них снабжаются протектором.

Перекидные переключатели могут быть двух-, трех- и четырехполюсными. Число схем коммутации определяется как сочетание числа полюсов в данном типе переключателя и числа видов фиксации его ручки.

Коммутир. мощ-ть: 160/660 Вт/В *А.

Диапазон коммутир. токов: 10-6…5

Диапазон коммутир. напряж.: 10-4…127/250 (пост/перем)

Мах. число коммутаций: (2…5)*104

Сопр. электрич контактов:0.05 (Ом)

Масса: 15г.

Соединители типа РПММ1

Миниатюрные соединители типа РПММ1 предназначены для соединения электрических цепей постоянного тока, переменного и импульсного токов (с частотой до 3 МГц) электро- и радиотехнической аппаратуры с объемным монтажом. В кабельных и приборных частях соединителей предусмотрены резьбовые направляющие штыри и втулки Материал покрытия контактов — серебро.

Пример: соединитель РПММ1-ВШ1.

Тип

РПММ1

Число контактов

8 (11,14,20,26)

Часть соединителя


вилка (штырь), розетка (гнездо)

Ш (Г)

Конструктивное исполнение:


блочная часть без кожуха (блочная часть с резьбовыми направляющими, кабельная часть с хомутом, кабельная часть без кожуха;

1 (3,8,9)

Условия эксплуатации. Допускаемые значения механических и климатических воздействий приведены в табл. 2.

Наименование воздействующего фактора

Значение

Ускорение, м/с2:


при вибрации в диапазоне частот 1...5000 Гц

150

для ЦП, Г1, Ш8, Г2 в диапазоне 1...80 Гц

75

при многократных ударах (для Ш1, Г1, Ш8, Г8)

120

при одиночных ударах

10 000

при линейных нагрузках

2000

Температура окружающей среды, К (°С)

213...373 (—60...+1100)

Относительная влажность воздуха при значении температуры +35°С, %

98

Атмосферное давление:


пониженное, Па

1,333-10-4

повышенное, кПа

303

Таблица 3

Наименование параметра

Значение

Рабочее напряжение:


минимальное, В

0,001

максимальное, В

200

Ток на контакт:


минимальный, мкА

1

максимальный, А

3

Сопротивление электрического контакта, Ом

0,008

Сопротивление изоляции:


в нормальных условиях

1000

при температуре 388 К (115°С)

50

при повышенной влажности до 98% при 40°С

20

Перегрев контактов, °С

30

Соединители устойчивы к воздействию морского тумана, плесневых грибов, инея и росы, солнечной радиации.

Расположение контактов показано на рис. . Значения суммарных усилий расчленения соединителей даны в табл. 4.

Таблица 4

Число контактов

8

11

14

20

26

35

44

50

66

Усилие расчленения соединителей, Н

15

20

26

38

49

66

83

95

120

Надежность. Зависимость гарантийной наработки Т от температуры окружающей среды I с учетом температуры перегрева контактов при числе сочленений 500 приведена в табл. 155.

Таблица 155

T, К (°С)

403(130)

393(120)

388(115)

383(110)

378(105)

373(100)

Т. 10-', ч

1

2

3

5

7,6

10

T, К (°С)

368 (95)

363 (90)

358(85)

348 (75)

338 (65)

Т.10-3, ч

15

20

25

50

100

Литература:

  1. Акимов М.М., Ващуков Е.П., Прохоренко В.А. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства. РЭА. Справочник. Минск, Беларусь, 2004г.

  2. Лярский В.Ф., Мурадьян О.Б., Электрические соединители. Справочник – М., Радио и связь, 2008г.


1. Курсовая на тему Международные контракты
2. Контрольная работа на тему Преамбула і загальні засади Конституції України Особливості консти
3. Реферат Учетная политика 4
4. Реферат на тему Rime Of The Ancient Mariner Essay Research
5. Статья Оценка потенциальной устойчивости и изменчивости природных комплексов в условиях воздействия неф
6. Сочинение на тему Эффективность или неэффективность управления предприятий государством
7. Реферат на тему Understanding Buddhist Wisdom Essay Research Paper Understanding
8. Курсовая на тему Быт правящей династии на рубеже 17 18 веков
9. Реферат на тему Россия на мировом рынке услуг
10. Курсовая на тему Разработка технологического процесса сборки стволов ружья ТОЗ 34