Реферат: Измеритель отношения сигнал/шум ТВ канала

Виброопасные условия труда должны быть обеспечены применением средств виброзащиты, снижающих воздействующую на работающих вибрацию на путях ее распространения.

При проектировании технологических процессов должны быть :

производственные расчеты ожидающихся уровней вибрации на рабочих местах;

выбраны и рассчитаны необходимые средства виброзащи-щенности рабочего места оператора, позволяющие вместе со строительными решениями обеспечить гигиенические нормы вибрации на рабочих местах.

Организационно - технические мероприятия  должны включать в себя проведение периодических эксплуатационных проверок вибра-ции в срок, установленный НТД, не реже одного раза в год для общей вибрации.

Вывод : проведенные замеры в лабораториях, показали, что вибрация на рабочих местах не превышает допустимых норм по ГОСТ 12.1.012 - 78.

Электробезопасность.

Одной из особенностей поражения электрическим током является отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить с помощью органов чувств.

Ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов как сердце и легкие. Поэтому второй особенностью воздействия тока на человека является тяжесть поражения.

Третья особенность поражения человека электрическим током заключается  в  том, что  токи промышленной частоты  силой в  10 - 25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц.

И, наконец, воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания.

Окружающая среда  (влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли и др.) оказывает дополнительное влияние на условия электробезопасности. Степень поражения электрическим током  во многом  зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями.

По напряжению электроустановки и сети подразделяются на две группы : напряжением до 1000В и выше. Модуль измерения ОСШ относить к установкам с напряжением до 1000 В.

Работа в действующих электроустановках по мерам безопасности  разбивают на 4 категории : выполняемые при полном снятии напряжения ; при частичном снятии напряжения ; без снятия вблизи и на токоведущих частях ; без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими без-опасность работы в электроустановках является : оформление работы ; допуск к работе ; надзор во время работы ; перевода на другое рабочее место ; окончание работы.

Согласно ГОСТ 12.1.038- 82, установлены предельно допустимые значения токов, проходящих через человека при нормальном и аварийном режимах работы электроустановок. Данные приведены в таблице 7.

Таблица 7.

По условиям электробезопасности модуль измерения ОСШ,разрабатываемый в дипломном проекте, относится к категории установок, работающих с напряжением до 1000 В. Установка относится к 1 классу, так как имеет рабочую изоляцию и место для заземления. В системе, в соответствии с ГОСТ 12.1.009 - 76 применяется рабочая изоляция. Безопасность эксплуатации при нормальном режиме работы электроустановки обеспечивается следующими защитными мерами : применение изоляции, недоступность токоведущих частей, применение малых напряжений, изоляция электрических частей от земли.

Вывод : разрабатываемая установка соответствует условиям электробезопасности.

Расчет защитного заземления.

Расчет проводится из расчета, что эксплуатация прибора проходит в аппаратной телецентра которые как правило питаются от сети с изолированной нейтралью.

Исходными данными для расчета заземления является :

*        удельное сопротивление грунта;

*        ток короткого замыкания ;

*       тип одиночного заземления.

В установках до 1000 В принимается, что ток короткого замыкания не превышает 10 А. При этом сопротивление заземления R не превышает 4 Ом. Сопротивление одиночного заземления представляет собой заземлитель длиной  L и диаметром d, расположенного от поверхности земли на глубине Lo и соединительной шиной на глубине t, определяется по формуле:

,

где , где -коэффициент сезонности, равный 1,5.

Удельное сопротивление грунта типа суглинок ризм =100 Ом.

Принимаем длину круглого стержня равной 2,5 м, диаметром d=0,02; Lo=0,5 м; t=0,2 м. Тогда сопротивление одиночного заземления будет равно :

Необходимое число электродов определяется по формуле :

            - требуемое сопротивление заземления;

            - коэффициент экранирования.

Выбирая относительное расстояние между стержнями и их длинной  равной l и число стержней n=20, найдем   е=0,48 (заземлители расположены в ряд ).

Принимается Rз=50 ом.

шт.

Для соединительных стержней используется полоса. Длина полосы :

Сопротивление растекания  полосы без учета экранирования действия стержней находится по формуле:

учитывая, что b=0,05 м, t=0,7м, находится Rпо:

С учетом экранирования :

Ом

Суммарное сопротивление заземления :

Ом

Пожарная безопасность.

Согласно ОНТП 24- 86 по взрывоопасности и пожарной опасности помещение относится к категории “В”.

По взрывоопасности помещение относится к классу В - IIa и по пожароопасности к классу П - II a. К этому  классу относятся помещения, в которых опасные состояния не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварии или неисправностей.

Причиной возникновения пожара при использовании электрооборудования является: электрические искры, дуги, корот-кое замыкание, перегрев приборов. В помещении для пред-отвращения пожара согласно ГОСТ 12.1.004. - 74 “Пожарная безопасность общие требования.” предусматривает следующие меры :

*        Применяются плавкие предохранители для защиты от короткого замыкания ;

*        Имеющиеся воспламеняющиеся материалы хранятся в спе-циальном несгораемом шкафу ;

*        В качестве индивидуального средства тушения пожаров пред-усматриваются углекислотные огнетушители ОУ-5; ОУ-8;

*        С работниками проводится инструктаж по пожарной безопасности;

*        Запрещено пользоваться электронагревательными приборами;

*        Разработан план эвакуации персонала в случае пожара.

Эвакуационный план ведет из расположенного в любом помещении, кроме первого, в коридор или проход, ведущий к лестничной клетке, имеющей выход наружу непосредственно или через вестибюль, отделенный от коридоров перегородками или дверьми.

Вывод: помещение в котором будет эксплуатироваться модуль измерения ОСШ соответствует нормам электро и пожаро-безопасности.

9. Анализ погрешности модуля измерения ОСШ.

9.1. Погрешность входного усилителя.

9.1.1.Погрешность от конечного усиления ОУ.

Погрешность от конечного усиления определяется по формуле:

;

где К - коэффициент усиления на частотах измерения

       - коэффициент передачи обратной связи.

Коэффициент усиления ОУ КР140УД1101 на рабочей частоте равен 50000.

Погрешность по характеру мультипликативная, систематическая.

9.1.2. Погрешность от напряжения смещения ОУ.

Погрешность определяется по формуле:

.

Для КР140УД1101 3мВ. Тогда:

Дополнительная температурная погрешность от дрейфа напряжения смещения ОУ равна:

где - температурный дрейф КР140УД1101 - 50 мкВ/оС;

= 5o

где - минимальная, максимальная и нормальная рабочая температура окружающей среды соответственно.

9.4.Расчет погрешностей коммутатора.

9.4.1. Расчет погрешности от сопротивления открытого ключа.

Т.к. выходное сопротивление источника сигнала мало по сравнению с сопротивлением закрытого ключа Rз, то можно записать для коэффициента передачи коммутатора:

В идеальном случае Rо = 0; R3 равно бесконечности и К=1. Тогда погрешность :

Для микросхемы К547КП1А Rо<100 Ом;R3>20 Мом.

Погрешность мультипликативная систематическая.

9.2.2.Расчет погрешности от закрытого ключа.

Коэффициент передачи равен:

В идеальном случае R3 равно бесконечности и К=0. Тогда

Погрешность мультипликативная систематическая.

9.2.3.Погрешность от остаточного напряжения на ключах коммутатора.

Uост<10 мкВ (для К547КП1А)

Тогда погрешность:

Эта погрешность носит характер аддитивной случайной.

9.3. Погрешности дифференциального усилителя.

9.3.1. Погрешность от разброса параметров резисторов обратной связи.

Эту погрешность можно оценить, предположив нормальный закон распределения по формуле:

где  погрешность i-го резистора.

При

Погрешность мультипликативная систематическая.

9.3.2.Погрешность от конечного петлевого усиления.

Погрешность от конечного петлевого усиления определяется по формуле:

где К - коэффициент усиления ОУ на рабочей частоте.

        =1

Погрешность мультипликативная систематическая.

9.3.3.Погрешность от напряжения смещения ОУ.

Эта погрешность по характеру аддитивная, систематическая.

Для КР140УД1101 3мВ. Тогда:

Дополнительная температурная погрешность от дрейфа напряжения смещения ОУ равна:

где - температурный дрейф КР140УД1101 - 50 мкВ/оС;

= 5o

где - минимальная, максимальная и нормальная рабочая температура окружающей среды соответственно.

9.4.Погрешность устройства сравнения.

Вносимая устройством сравнения погрешность является аддитивной систематической и возникает она из-за напряжения смещения нуля микросхемы КФ1053СА1.

Uсм<6мВ

9.5.Погрешность  устройства выборки и хранения.

Эквивалентная схема устройства выборки и хранения (УВХ) представлена на рисунке 9.1.

На схеме приняты следующие обозначения

9.4.1.Погрешность из-за недозаряда конденсатора .

Заряд емкости происходит по закону:

где tинт  - время интегрирования;

t=R*Схр.

Емкость заряжается по этому закону до тех пор, пока  выходное напряжение не станет равным входному, но с противоположным знаком. Это задано резисторами обратной связи, не показанными на эквивалентной схеме.

Погрешность из-за недозаряда конденсатора обусловлена конечным временем выборки tинт.

По характеру погрешность мультипликативная случайная.

9.4.2. Погрешность из-за разряда конденсатора.

Погрешность возникает из-за конечного времени обработки сигнала. Ключ разомкнут и Схр разряжается на эквивалентное сопротивление Rэкв:

Rэкв=

где Rsw -сопротивление закрытого ключа (порядка 50 Мом).

Rвх -входное сопротивление ОУ (для КР140УД22 Rвх>30Мом)

Rэкв=

Разряд Схр определяется формулой

где tр - постоянная времени разрядной цепи

Погрешность от разряда Схр за время tхр равна:

Погрешность мультипликативная систематическая.

Аналогичным методом расчитывается погрешность собственно самого УВХ с той лишь разностью, что время хранения составляет 40сек,  сопротивление ключевого транзистора выше и нет другого пути разряда .

9.5.Погрешности АЦП.

9.5.1.Погрешность от дискретности преобразования.

Погрешность определяется как:

погрешность по характеру аддитивная, случайная (равномерный закон распределения).

9.5.2.Погрешность от нелинейности АЦП.

Определяется по справочной литературе {   }. Не превы-шает 0,012%. По характеру мультипликативная, систематическая.

9.5.3.Погрешность  источника опорного напряжения АЦП.

Погрешность определяется отклонением Uст от номиналь-ного зачения и температурной нестабильностью стабилитрона.

Разброс Uст может достигать 5%, но эта погрешность корректируется калибровкой.

Дополнительная температурная погрешность равна:

где TKU - температурный коэффициент стабистора (для стабистора КС113А TKU= 5*10-4%)

=5оС

где - минимальная, максимальная и нормальная рабочая температура окружающей среды соответственно.

Погрешность аддитивная, систематическая.

9.6.Суммирование погрешностей.

9.6.1.Суммирование мультипликативных погрешностей.

Для удобства суммирования сведем все мультипликативные погрешности в таблицу.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10