АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ УСТРОЙСТВ 6
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 13
1.1 Общие принципы работы интерфейса стандарта rs-485 13
1.2 Анализ требований, предъявляемых гост 26.010-80 «Средства измерений и автоматизации. Сигналы частотные электрические
непрерывные входные и выходные» 15
1.3 Основной принцип работы модуля 16
1.4 Анализ схемотехнических и конструкторских решений 17
2 СХЕМОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 20
2.1 Разработка и расчет схемы электрической принципиальной 20
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 31
3.1 Создание печатного узла 31
3.1.1. Составление перечня элементов 32
3.1.2. Выбор материалов 34
3.1.3. Посадочные места, создание библиотеки 35
3.1.4. Размещение элементов и трассировка печатной платы 35
3.1.5. Разработка и оформление комплекта конструкторской
документации на модуль 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 42
ПРИЛОЖЕНИЯ 44
ПРИЛОЖЕНИЕ A 44
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 45
ПРИЛОЖЕНИЕ В 46
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 47
«Мультиграф-Сталь» предназначен для измерения, отображения, хранения и передачи информации от преобразователей термоэлектрических одноразового или многоразового применения: зондов кислорода и первичных
преобразовательных приборов измерения температуры, таких как термопары и термометры сопротивления, измерительных приборов физических величин с унифицированными выходными сигналами тока и напряжения по нескольким каналам [1].
Прибор может математически обрабатывать сигналы и функции регулирования технологических процессов, в том числе определять температуры расплава металла, окисленности и расчетных значений массы алюминия, количества углерода.
Устройство содержит в себе различные интерфейсы связи: HART, Modbus RTU/TPC, Ethernet, Profibus DP/PA. Главной функцией прибора является определение расплава металла (определение площадки), кислородосодержания и аналитического расчета количества алюминия и кислорода.
Установка дополнительных модулей расширения повышает возможности прибора. Один из таких модулей подключает к прибору два канала частотного сигнала, передающегося через разъемы 2EDGR-5.08.
Целью данной работы является создание модуля расширения для видеографического регистратора «Мультиграф-Сталь» с возможностью двухканальной передачи частотного сигнала.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы спроектирован печатный узел модуля расширения видеографического регистратора технологических процессов. Для выполнения им необходимых функций, основной из которых является формирование управляемого частотного сигнала, выбраны необходимые элементы составлена структурная схема и рассчитана схема электрическая принципиальная. При разработке функциональных узлов определены необходимые тип (двуслойная) и класс точности (4 класс точности) печатной платы. Шаг сетки выбран 0,127 мм согласно ГОСТ Р 51040—97 «Платы печатные. Шаги координатной сетки».
При выборе материала печатной платы учтено, что материал должен обладать высокой механической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами, иметь высокую искробезопасность. В качестве материала выбран стеклотекстолит FR4.
Вся фольга с обратной стороны, не задействованная в соединительных дорожках, оставлена и соединена с заземлением. Это применяется для экранирования проводников, чтобы уменьшить паразитные связи.
Требования технического задания полностью учтены.
В процессе разработки печатных плат использовались такие программы, как Altium Designer 2017, AutoCAD 2018.
В программе Altium Designer 2017 создана схема электрическая принципиальная, выполнена компоновка платы, трассировка. По файлам, полученным в этой программе возможно изготовить реальный прототип платы.
В программе AutoCAD 2018 созданы чертежи печатной платы, сборочный чертеж, спецификация и перечень элементов.
Вариант компоновки и соответствующий ему вариант трассировки
являются достаточно удачным.
Разработан комплект конструкторской документации на разрабатываемый узел.
