Прибор для измерения и контроля температуры газовой смеси

Рисунок 6.7 - Временные диаграммы командного цикла IN port.

Каждый командный цикл включает от одного до пяти машинных циклов М1-М5. синхронизацию по командным циклам можно получить, выделяя с помощью сигналов состояния S1 и S0 все циклы М1 (FETCH). Этому типу цикла соответствует состояние S1=S0=1. На рис. 3.5 приведен командного цикла IN port при работе без тактов ожидания. Из временных диаграмм вмдно, что команда выполняется за три цикла обращения к каналу: М1 - выборка кода операции, М2 - чтение из памяти второго байта команды и М3 - выдача содержимого аккумулятора в порт ВВ.

Следует отметить, что микропроцессор выводит 8-разрядный адрес порта как на старшую, так и на младшую половину 16-разрядной шины адреса. Модули ВВ могут быть ориентированы на использование только старшей половины шины А15-А8 и, следовательно, отпадает необходимость во внешнем адресном регистре для приема адреса по сигналу ALE.

Как уже отмечалось, МП ВМ85А имеет пять линий для приема запросов на прерывание: TRAP, RST 7.5, RST 6.5, RST 5.5, INTR. Линия INTR по своим функциям аналогична линии INT микропроцессора ВМ80. в ответ на запрос INTR генерируется один или три машинных цикла INTА с временными диаграммами, эквивалентными циклу RD без тактов ожидания. Внешняя аппаратура отвечает на циклы INTА генерацией команды, либо типа RST n, n=0-7 (случай одного цикла INTА), обеспечивая передачу управления на подпрограмму обслуживания прерывания.

Согласно методике приема запросов все входы можно разделить на три группы. К первой относятся входы статического типа RST 6.5, RST 5.5, а так же INTR. Запрос на прерывание по этим входам фиксируется каждый раз, когда на них при сброшенной маске обнаружено напряжение высокого уровня. Время предустановки сигнала до начала Т1 цикла М1 tINS?360 нс и время его удержания tINH?0 нс. Для предотвращения повторной фиксации одного и того же запроса сигнал прерывания по статическому входу должен быть снят, прежде чем будет сброшена соответствующая маска.

Ко второй группе относится вход RST 7.5, который является входом динамического типа и фиксирует запрос на прерывание при каждом переходе сигнала из 0 в 1, даже при установленной маске и запрещенных прерываниях. Запрос сохраняется до тех пор, пока он не будет обслужен или не сброшен командой SIM. Сброс триггера осуществляется при установленном четвертом разряде аккумулятора R7.5. Сброс запроса реализуется так же при перезапуске МП.

Третью группу образует вход TRAP, который не является чисто статическим или динамическим. Так, если для подтверждения прерывания на нем должно устанавливаться напряжение высокого уровня, то для фиксации нового запроса он должен генерировать напряжение низкого уровня, а затем вновь вернуться в исходное состояние (вход комбинированного типа). Это позволяет избежать ложных запусков из-за помех на линии по высокоприоритетному немаскируемому входу TRAP, используемому для фиксации важнейших для МС событий. Времена фиксации запроса TRAP эквивалентны временам предустановки и удержания сигналов по статическим входам.

Рисунок 6.8 - Временные диаграммы цикла подтверждения прерывания и захвата шины

Сигнал запроса на захват шины проверяется в начале каждого такта Т3. Времена предустановки и удержания сигнала принимают значения tHDS?170 нс, tHDH?0 нс соответственно. При фиксации запроса шина освобождается в такте, непосредственно следующем за Т3. Для этого за 110 нс до окончания Т3 устанавливается сигнал подтверждения захвата HLDA, а затем линии А15 - А-8; AD7-AD0, RD, WR, ALE, IO/M переводятся в третье состояние, тем самым освобождая магистраль для управления со стороны внешних модулей. При необходимости МП завершает такты Т4, Т5 и переходит в состояние HOLD, которое длится до снятия сигнала запроса. Временные диаграммы цикла захвата шины и подтверждения прерываний приведены на рисунке 6.8.

Микропроцессор представляет собой практически законченный однокристальный ЦП. Для его запуска необходим только кварцевый резонатор, подключенный к входам Х1,Х2, и схема сброса на входе RESIN. Схема подключения кварцевого резонатора приведен в на рисунке 6.9, а. Конденсаторы емкостью 20 пФ на входах Х1 и Х2 могут потребоваться при запуске кварцевого резонатора с частотой 4 МГц и выше. Возможны другие варианты синхронизации МП. Схема на рис. 3.7, б обеспечивает частоту колебаний

(6.1)

где СIN - входная емкость между Х1 и Х2.

Рисунок 6.9 - Схемы тактирования микропроцессора ВМ85А: а-внутренний генератор с кварцевым резонатором; б-внутренний генератор с настроенным LC-контуром; в-внутренний генератор с RC-цепочкой; г-внешний генератор 1-6 МГц; д-внешний генератор 6-10 МГц.

Если установка точной тактовой частоты не обязательна, то применяется схема, показанная на рисунке 6.9, в, которая обеспечивает частоту колебаний около 3 МГц. В схеме на рисунке 6.9, г, д синхронизация МП осуществляется от внешнего генератора.

Схема центрального процессора на базе микропроцессора ВМ85Апредставлена на рисунке 6.10. Вход READY может быть использован для организации асинхронного доступа к системной магистрали. В ЦП на базе М85А возможны два варианта построения системной линии подтверждения обмена, отличающиеся друг от друга уровнем активности. Выходы CLK и RESET применяются в качестве системных линий CCLK и INIT передачи тактовых импульсов и сигнала начальной установки соответственно. Возможности выходов схемы ВМ85А по току составляют IOL = 2мА IOH=400мкА. Зная требования по постоянному току, предъявляемые к обычным логическим элементам по входу, можно оценить нагрузочную способность МП ВМ85А.

Системный контроллер представляет собой комбинационную схему рисунок 6.1. На выходах схемы предусмотрены трехстабильные буферы, управляемые сигналом ОЕ. Этот вход предназначен для перевода командных линий в высокоомное состояние при захвате магистрали внешним модулем, когда BUSEN=0. Логика данного типа может быть реализована как на микросхемах малой степени интеграции, так и на программируемых логических матрицах (ПЛМ).



Рисунок 6.10 - Схема центрального процессора на базе микропроцессора ВМ85А



Рисунок 6.11 - Схема системного контроллера для МП ВМ85А

Применение МП ВМ85А выгодно за счет увеличения числа входных линий для приема запросов на прерывание, использования канала последовательного ВВ и перехода к единственному источнику питания +5 В. Не следует также забывать об улучшении скоростных свойств системного канала ЦП на базе МП ВМ85А.

6.4 Описание работы используемого блока памяти

Схема электрическая принципиальная разработанного блока памяти приведена на чертеже 200402.130020.000 ЭЗ

При разработке нашего блока памяти были использованы:

- 3 микросхемы К150ИД1

- микросхема КР568РЕ3

- 2 микросхемы К541РУ2

- микросхема К155ЛЛ1

- микросхема К155ЛИ1

- вилка МРН14-10ЮО.364.003ТУ

ПЗУ - постоянные запоминающие устройства, в основу которых положены диодные матрицы. Матрицы прожигаются на заводе-изготовителе, пользователь ничего изменить не может. При подаче U > Uдоп диод сгорает, остается перемычка; при сгоревшем диоде Uузла = 0; при функционирующем диоде Uузла = 1

ППЗУ - перепрограммируемые ПЗУ (матрицы поставляются пользователю с уровнем 1 во всех узлах, пользователь может только один раз прожечь матрицу по своей программе).

РПЗУ - репрограммируемые (т.е. многократно программируемые) ПЗУ.

По способу стирания информации РПЗУ могут быть: ультрафиолетовыми и электрическими.

Оперативные запоминающие устройства ОЗУ могут быть: динамическими (DRAM) и статическими (SRAM).

В динамических ОЗУ, построенных на МОП-транзисторных ячейках с дополнительной емкостью, информация после считывания пропадает, поэтому требуется ее регенерация (восстановление), а значит, такие ОЗУ при своей очевидной дешевизне имеют низкое быстродействие.

Статические ОЗУ, построенные на триггерных ячейках, хранят информацию после считывания и регенерации не требуют, имеют высокое быстродействие, хотя и существенно дороже динамических ОЗУ.

Современные схемы ОЗУ сочетают в себе обе технологии (SDRAM).

ОЗУ.

Шина адреса подключается к микросхеме памяти по N адресным входам: A0 - AN -1.

Шина данных подключается по входам/выходам D, количество которых зависит от того, сколько матриц размещено в кристалле.

CS - вход выборки кристалла, управляет подключением буфера данных к шине.

Рассмотрим принцип выбора ячейки памяти по адресу.

Входы адресной шины подключаются к дешифраторам (DC) строки и столбца матрицы. Предположим, что к микросхеме подключается четыре адресных линии (А0 - А3), причем линии А0, А1 подаются на DC строки, а линии А2, А3 - на DC столбца.

Предположим, что на адресных входах указан адрес 9, т.е. 1001.

Таким образом, DC строки по А0 =1, А1 =0 установит 1 на выходе 1, а DC столбца по А2 =0, А3 =1 установит 1 на выходе 2.

Во всех узлах матрицы расположены триггеры. Вход синхронизации триггера и его выход на общую для данной матрицы линию данных подключаются.

Очевидно, что функционировать будет только тот триггер, у которого на входы элемента И от DC строки и DC столбца попадут 1.

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)

ПЗУ представляет собой чисто комбинационную схему, имеющую n адресных входов и m выходов.

Рисунок 6.12-Схемное обозначение ПЗУ

ПЗУ организуются по двухъярусной структуре:

- всевозможные конъюнкции с помощью дешифратора;

- с помощью схем “или” собираются все нужные конъюнкции.

Рисунок 6.13- Структура ПЗУ

Работа схемы: если все плавкие перемычки целы, то при выборе любого адреса на входы всех дизъюнкторов будет поступать хотя бы по одной единице, поэтому y0 = y1=···= ym-1=1.

Для занесения в схему какой-либо информации некоторые перемычки пережигаются (ПЗУ с прожиганием), тогда на некоторых дизъюнкторах на все входы поступают “0” и на выход подается “0”.

Рисунок 6.14-Схемное обозначение РПЗУ К573РФ2, К573РФ5 с ультрафиолетовым стиранием:

А - адресные входы; D - информационные выходы. Uce - вход подачи напряжения записи (в режиме хранения на этот вход подается Ucc); Ucc - вывод для подачи напряжения питания. СЕ и ОЕ -входы управления состоянием выводов, если СЕ=ОЕ=1, входы D имеют высокоимпедансное состояние. При СЕ=ОЕ=0 вывод информации разрешен.

Микросхема РПЗУ К573РФ2 (РФ5) имеет одиннадцатиразрядный дешифратор, выходы которого соединены с восьмиразрядной матрицей М2. В процессе записи выходные элементы РПЗУ находятся в режиме приема информации через выводы D0 D7 (на входе “ОЕ“ уровень “1”). В режиме считывания записанной информации выводы “Uce” и “Ucc” объединяются, и на них подается напряжение питания +5В.

7. Расчет блока питания

7.1 Расчет стабилизатора

Для нормальной работы стабилизатора необходимо, чтобы на него падало напряжение +5В.

Выпрямитель должен обеспечить на выходе постоянное напряжение

U1 = 10В

U2 = 17В

U3 = 20В

U4 = 20В

Переменное напряжение будет равно

U1 = 11В

U2 = 18,7В

U3 = 22В

U4 = 22В

7.2 Расчет выпрямителя

7.2.1 Расчет параметров выпрямителя для вторичной обмотки трансформатора с напряжением 5В

Найдем сопротивление нагрузки выпрямителя:

(1)

где: U0- напряжение вторичной обмотки трансформатора, В;

I0 -ток вторичной обмотки, А.

Из технических характеристик трансформатора U0=5B; I0=1A.

Тогда:

Ом

Рассчитаем активное сопротивление фазы выпрямителя:

Ом (2)

где: Uпр.диода - постоянное прямое напряжение на диоде, В;

Iср- средний ток вторичной обмотки, А.

Найдем основной расчетный коэффициент А, определяемый углом отсечки выпрямленного тока для однофазной мостовой схемы выпрямителя:

(3)

Этому коэффициенту соответствует коэффициент В=1,1.

7.2.2 Расчет параметров выпрямителя для вторичной обмотки трансформатора с напряжением 15В

Ом (7)

Ом (8)

(9)

Этому коэффициенту соответствует коэффициент В=0,85.

Найдем значение выпрямленного напряжение при холостом ходе:

B (10)

Определим внешнюю характеристику выпрямителя с учетом потерь в трансформаторе:

В (11)

Рассчитаем выходную емкость выпрямителя:

(12)

где: Кпо- коэффициент пульсации выходного напряжения, %

Н- коэффициент

Падение напряжения на стабилизаторе:

(13)

Мощность, рассеиваемая на этом стабилизаторе:

(14)

7.3 Расчет трансформатора

При проектировании источников электропитания желательно использовать готовые унифицированные трансформаторы, выпускаемые отечественной промышленностью и работающие от сети частотой 50 Гц и 400Гц». Мощность унифицированных трансформаторов для разных типов составляет от десятых долей до нескольких сотен вольтампер.

В тех случаях, когда токи и напряжения во вторичных обмотках или количество обмоток унифицированного трансформатора не соответствует требуемым значениям, необходимо проектировать и изготовлять трансформатор, параметры которого соответствуют исходным данным. При этом исходными величинами для расчета трансформаторов служат напряжение и частота питающей сети, а также мощности и напряжения вторичных обмоток.

В результате расчета должны быть определены геометрические размеры сердечника, данные обмоток (число витков, марки и диаметры проводов), а также эксплуатационные и электрические параметры трансформатора (к.п.д, ток холостого хода, температура перегрева обмоток).

7.3.1 Определение электромагнитных и электрических нагрузок

Основными параметрами, определяющими массу, габаритные размеры и тепловой режим трансформатора, является магнитная индукция

Величины B при одной и той же мощности трансформатора зависят от частоты сети, предельной температуры перегрева, величины тока холостого хода и падения напряжения в обмотках, магнитных характеристик, материала сердечника, а также от соотношения между его основными геометрическими размерами. Поэтому для каждого ряда магнитопроводов с изменением частоты питающей сети материала, используемого для изготовления сердечников, допустимой температуры перегрева или тока холостого хода, необходимо пользоваться следующими рекомендациями. При частоте питающей сети fc = 50 Гц можно принять для стали ЭЗ10 толщиной 0,35 мм:

- Bmax = 1,5…1,6 Тл для Рmp = 5…15 ВА ;

- Bmax = 1,6…1,7 Тл для Рmp > 15 ВА.

Для fc=400 Гц и стали ЭЗ40 толщиной 0,15 мм магнитная индукция выбирается в пределах от 0,8 Тл до 1,6 Тл.

Для броневого магнитопровода и мощностей трансформатора:

- Рmp = 5…300 ВА Bmax = 1,4 Тл;

- Рmp = 300…1000 ВА. Bmax = 1,3 Тл.

Для стержневого магнитопровода и мощностей трансформатора:

- Рmp = 5…50 ВА Bmax = 1,6 Тл;

- Рmp = 150…300 ВА. Bmax = 1,5…1,8 Тл.

- Рmp = 300…1000 ВА. Bmax = 1,3…0,96 Тл.

Если сетевое напряжение может возрастать более, чем на 5%, то при меньших мощностях необходимо выбирать меньшее значение.

7.3.2 Выбор магнитопровода, определение потерь в стали и тока холостого хода

Расчет трансформатора целесообразно начинать с выбора магнитопровода, при этом необходимо учитывать такие факторы, как получение минимальных массы и объема, минимальной стоимости, простота конструкции трансформатора и ее технологичность.

Для малых мощностей (от единиц до нескольких десятков вольт-ампер) при напряжениях, не превышающих 1000В, и частоте сети 50 и 400 Гц следует рекомендовать броневые трансформаторы. При мощностях от нескольких десятков до нескольких сотен вольт-ампер и частоте 50 Гц и до нескольких киловольт-ампер (при частоте сети 400 Гц) желательно применять стержневые трансформаторы.

Трансформаторы с тороидальными ленточными сердечниками могут использоваться при мощностях от 30 до 300 ВА и частоте 400 Гц лишь в тех случаях, когда требуется минимальное рассеяние магнитного потока без применения наружных экранов, или тогда, когда требование минимального объема является первостепенным. Однако тороидальные трансформаторы являются наименее технологичными.

Конструкцию трансформатора с оптимальной геометрией с учетом его мощности и частоты питающей сети можно также выбирать, пользуясь таблицей 2.

После выбора конфигурации магнитопровода можно приступить к определению его основных геометрических размеров. Размеры магнитопровода выбранной конфигурации, необходимые для получения от трансформатора заданной мощности, могут быть найдены на основании формулы:

P2= ВА (15)

Scm*SOK==мм4 (16)

где: fC - частота сети в Гц;

P2 - мощность, отдаваемая в нагрузку, в ВА;

B- магнитная индукция в Tл;

д - плотность тока в А/мм2;

KM - коэффициент заполнения окна;

Kcm- коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью.

Далее находятся величина полных потерь в стали, величина намагничивающей мощности и относительное значение тока холостого хода. Полные потери в стали находятся по формуле

Pcm = pcmyq *Ycm=3,4*0,06=0,2Вт (17)

где: pcmyq - удельные потери на 1 кг стали;

Ycm- масса магнитопровода, в кг.

Абсолютное и относительное значения активной составляющей тока холостого хода находятся по формулам:

Jоа = А (18)

(19)

где: Pcm- полные потери в стали;

U1- напряжение на зажимах первичной обмотки трансформатора;

J1- номинальный ток первичной обмотки трансформатора.

Номинальный ток первичной обмотки трансформатора J1 может быть найден по формуле:

А (20)

где: - суммарная мощность вторичных обмоток;

з - к.п.д. трансформатора,

cosц- коэффициент мощности трансформатора.

Полная намагничивающая мощность Qcm определяется по формуле:

ВА (21)

где: qcmyq - удельная намагничивающая мощность ВА/ кг;

Ycm - масса магнитопровода в кг.

Абсолютное и относительное значения реактивной составляющей тока холостого хода находятся по формулам:

(22)

(23)

Относительное значение тока холостого хода находят по формуле:

(24)

Если значение относительного тока холостого хода больше 0,5 ( при fc = 50 Гц) или 0,3 ( при fc = 400. Гц), то следует уменьшить индукцию В и сделать перерасчет если значение J0% меньше 0,3 ( при fc = 50 Гц) или 0,05 ( при fc= 400 Гц), то индукцию в магнитопроводе следует увеличить и сделать пересчет

Пересчет следует повторять до тех пор, пока относительный ток холостого хода не будет лежать в пределах:

- для fc = 50 Гц 30%;

- для fc = 400 Гц 5%.

7.3.3 Электрический расчет обмоток трансформатора

В результате электрического расчета трансформатора определяются:

- число витков и диаметр провода каждой обмотки (по заданным величинам тока и напряжения);

- испытательное напряжение для каждой из обмоток.

Число витков обмоток могут быть определены по формуле:

(25)



где: Ui - напряжение на i-обмотке;

ДUi - падение напряжения в i - обмотке.

После нахождения числа витков определяют сечения и диаметры проводов каждой обмотки. Сечение провода обмотки зависит от предельно допустимой температуры изоляции как самого провода так и других изоляционных материалов, используемых при изготовлении катушки трансформатора.

Величина плотности тока определяет температуру нагрева провода, следовательно, и его сечение. Необходимо отметить, что эти данные используются лишь для предварительного определения сечений и диаметров проводов. Эти величины затем уточняются после выполнения конструктивного и теплового расчета обмоток.

После выбора плотностей тока сечения проводов обмоток находятся по формуле:

мм2 (26)

где: Ji - ток в i - обмотке;

дi - плотность тока в i - обмотке ток первичной обмотки J1 находят по формуле, токи вторичных обмоток обычно заданы.

Диаметры проводов находят по формуле:

di = 1,13мм (27)

для Uраб = 220 В испытательное напряжение находят по формуле:

(28)

7.3.4 Конструктивный расчет обмоток трансформатора

Конструктивный расчет обмоток состоит в выборе основания для намотки (гильзы или каркаса), длины намотки, числи витков в слое и числа слоев каждой обмотки, а также в выборе междуслоевой и между обмоточной изоляции.

После выбора конструкции катушки, способом намотки, выполнения

обмоток и выбора изоляции, и её толщины переходят к определению

осевой длинны обмотки hg по формуле:

(29)

где: h - высота окна магнитопровода.

Далее находят число витков в одном слое Wс и число слоев каждой обмотки N по формулам:

(30)

(31)

где: Ky - коэффициент укладки провода

Радиальные размеры или толщины обмоток для каркасной конструкции и концентрического выполнения обмоток для случая прокладки междуслоевой изоляции через каждый слой определяют по формуле:

(32)

где: Дip - толщина i - обмотки;

Ni - число слоев i - обмотки;

Дi - толщина между слоевой изоляции i - обмотки;

dизол.i - диаметр провода в изоляции i - обмотки.

Если же междуслоевая изоляция прокладывается через несколько слоев обмотки, то в формулу (32) вместе Ni-1 необходимо подставить число междуслоевых прокладок.

Далее находят радиальный размер катушки Дк и определяют расстояния между катушкой и сердечником магнитопровода Д0 по формулам:

(33)

Д0 = с - Дк =7,46 (34)

где: С - ширина окна магнитопровода;

Квып - коэффициент выпучивания обмотки.

7.3.5 Тепловой режим трансформатора

Расчет теплового режима трансформатора заключается в определении установившейся температуры перегрева трансформатора. Для определения температуры перегрева находят суммарные потери в обмотках трансформатора по формуле:

(35)

где: ToC - допустимая температура нагрева проводов;

дi - плотность тока в i - обмотке, А/мм2 ;

YMi - масса меди i - обмотки, кг.

Масса меди каждой обмотки находится по следующей формуле:

(36)

где: щ - полное число витков в i - обмотке;

lcpi - средняя длина витка i - обмотки в км;

YM0 - масса медной проволоки длиною в 1 км.

Входящая в формулу средняя длина витка i- обмотки находится, исходя из соотношения:

(37)

где: а - ширина магнитопровода;

b-толщина магнитопровода.

Используя формулу получим, например, для средней длины витка первичной обмотки:

(38)

для средней длины витка вторичной обмотки lcp2:

(39)

Далее определяют поверхность охлаждения катушки Sk и усредненную температуру перегрева ДТ по формулам:

(40)

Усредненную температуру, до которой нагреются обмотки трансформатора, определяют по формуле:

Т = Токр + ДТ=50+23=73 (41)

7.3.6 Определение падения напряжения и к.п.д. трансформатора

После выбора магнитопровода и проведения электрического и конструктивного расчета можно считать расчет трансформатора в основном законченным.

Для полного расчета следует определить фактическое падение напряжения и уточнить число витков первичной и вторичной обмоток, а также найти величину к.п.д. трансформатора.

Активные сопротивления обмоток могут быть найдены по формуле

(41)

где сi - сопротивление I км провода i- обмотки.

Уточненные активные падения напряжения обмоток находятся по формуле

1,75*0,7=1,24 (42)

Далее определяют ориентировочные значения реактивных сопротивлений каждой из обмоток x1 и x2 ( для двух обмоточного трансформатора) и отнесённого к фазе вторичной обмотки трансформатора по формулам:

(43)

 (44)

(45)

где: щ1 - число витков первичной обмотки;

щ2 - число витков вторичной обмотки, по отношению к которой определяют хmp ;

где: lcp - средняя длина витка обоих обмоток;

ДS - приведенная величина зазора между обеими обмотками.

(46)

Далее уточняют реактивную составляющую падения напряжения во всех обмотках. Для двух обмоточного трансформатора:

(47)

(48)

В заключение определяют к.п.д. трансформатора по формуле:

(49)

Зная величину к.п.д. и пользуясь формулой , можно определить фактическое значение тока Y1 в первичной обмотке. Если найденное значение Y1 значительно отличается от принятой в начале расчета, то следует изменить диаметр провода в соответствии с полученным результатом.

На этом расчет трансформатора можно считать законченным.

8. Расчет надежности

Надежность - это свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в допустимых пределах, соответствующих принятым режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Эксплуатационная надёжность аппаратуру зависит в основном от качества разрабатываемой конструкции аппаратуры, качество в использующих в аппаратуре комплектующих изделий и уровня технологического процесса изготовляемой аппаратуры. Ответственность за качество серийно-выпускаемой аппаратуры несёт изготовитель, независимо от причин её отказов. Поэтому изготовители РЗА при выборе производственного процесса должен учесть значение нескольких параметров характеризующих надёжность изделия.

При расчёте надёжности определяются основные показатели надёжности: суммарная интенсивность отказов, наработка на отказ, вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ.

Для оценки надежности используется следующие количественные показатели:

-с уммарная интенсивность отказов л(m) рассчитывается по формуле 50.

л = ? лi (50)

где лi - интенсивность отказов каждого элемента, рассчитывается по формуле 13.

лi=л0*а1*а2*а3* …*аn (51)

где лi - интенсивность отказов при нормальных условиях;

а1, а2, а3 - коэффициент воздействующих факторов.

Обычно при расчёте надежности используются три коэффициента:

а1 - электрический коэффициент нагрузки;

а2- коэффициент эксплуатации;

а3 - температурный коэффициент;

Электрический коэффициент нагрузки для каждого элемента рассчитывается по формулам 52, 52, 54.

Для резисторов:

а2 = Рраб./ Рном. (52)

где: Рраб.- мощность, потребляемая в рабочем режиме;

Рном.- номинальная потребляемая мощность;

Для конденсаторов:

а2 = Uраб./Uном. (53)

где: Uраб. - рабочее напряжение конденсатора;

Uном. - номинальное напряжение конденсатора.

Для микросхем:

а2 = Краз. раб./Краз. ном. (54)

где: Краз. раб - коэффициент разветвления рабочий;

Краз. ном - номинальный коэффициент разветвления.

Для нашего случая будет равняться 30-50.

Вероятность безотказной работы P(t)-это вероятность того, что в заданном промежутке времени не произойдет ни одного отказа. Вероятность безотказной работы это вероятность того, что в заданный интервал времени не произойдёт ни одного отказа и определяется по формуле 17.

P(t)=e-лt (55)

где е - основание натурального логарифма;

л - суммарная интенсивность отказов;

t - время работы блока;

Результаты расчёта надёжности для каждого элемента схемы приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Расчёт надёжности

Тип и наименование	Интенсивность отказов (*10/час)	Коэффи-циент нагрузки	Темпера-турный коэффициент	Количество элементов	Интенсив-ность отказов (*0,000001)
ZT810BM85	0,2	0,2	0,1	1	0,004
К1810ГФ84	0,2	0,2	0,1	1	0,004
К555ИР23	0,2	0,2	0,1	1	0,004
К1870ВК88	0,2	0,2	0,1	2	0,008
КР820КР82	0,2	0,2	0,1	2	0,008
К555ЛНЗ	0,2	0,2	0,1	12	0,048
К572ПА1	0,2	0,2	0,1	4	0,016
К574УД2	0,2	0,2	0,1	2	0,008
КР580ВВ55А	0,2	0,2	0,1	4	0,016
Конденсаторы	0,1	0,2	0,2	34	0,136
Резисторы С2-334	0,2	0,2	0,1	103	0,412
Разъемы	0,001	1	1	2	0,001
Пайка	0,0001	1	1	780	0,0185
Плата	0,85	1,2	1	1	0,85
ИТОГО 1,5335

С учетом воздействия внешних условий (К=150) суммарная интенсивность отказов составляет:

лt = 0,000230025

Среднее время безотказной работы (наработка на отказ ) составляет:

Т=7491 ч.

Вероятность безотказной работы за время t=1000 составляет 0.8758;

9. Экономическое обоснование прибора для измерения и контроля температуры газовой смеси в форме бизнес плана

9.1 Резюме

Прибор для измерения и контроля температуры газовой смеси нашел широкое применение различных сферах: промышленности, металлургии, сельском хозяйстве, медицине и пр. В данной дипломной работе мы изготавливаем прибор, который будет использоваться именно в медицинской сфере. Его работа будет сопряжена с работой аппарата искусственной вентиляции легких. Основные задачи и функции прибора: измерение и контроль температуры газовой смеси; отображение результата измерения на дисплее; управление температурой с помощью удобного интерфейса.

Планируется проектирование прибора для измерения температуры газовой смеси на основе надежных зарубежных комплектующих, уменьшение размера прибора, упрощение передачи данных на дисплей.

Данный прибор будет пользоваться широким спросом в больницах, операционных и клиниках.

Для организации производства необходимы капитальные вложения в размере 276700 руб., которые будут погашены в течение 12 месяцев. Коммерциализация прибыли начинается во втором полугодии 2012 г. и к концу расчетного периода составит 243249,5 руб. Достижение безубыточности возможно при объеме производства и продаж не менее 1029230,7руб. Запас финансовой прочности в 2013 г. составляет 570769,3 руб., коэффициент запаса финансовой прочности равен 35,67% при нормативе 30%, что свидетельствует о достаточно устойчивом финансовом положении.

9.2 Характеристика прибора для измерения температуры газовой смеси

Измеритель-регулятор температуры предназначен для измерения, регистрации и регулирования температуры либо другого физического параметра, одновременного управления исполнительными механизмами, а также для регистрации измеренных параметров на ЭВМ.

Основные возможности регулятора:

- подключение от 1 до 8 измерительных датчиков температуры разного типа в любых комбинациях;

- вычисление средних значений и разностей измеряемых величин;

- установка от 1 до 8 выходных устройств в любых комбинациях;

- конфигурирование функциональной схемы и установка рабочих параметров с встроенной клавиатуры;

- задание стандартной конфигурации прибора с помощью одного параметра;

Возможность задания пользователем новой конфигурации и сохранения ее в памяти прибора с помощью программного обеспечения.

Входы регулятора температуры.

К восьми входам измерителя регулятора температуры могут быть подключены датчики температуры разного типа в любой комбинации, что позволяет одновременно измерять и контролировать несколько различных физических величин.

Для измерения температуры ко входам подключают:

- термопреобразователи сопротивления ТСМ 50М/100М, ТСП 50П/100П;

- термопары ТХК(L), ТХА(K), ТЖК(J), ТНН(N), ТПП®, ТПП(S), ТВР(А-1).

Для измерения других физических величин (давления, расхода, влажности и т. д.) могут быть использованы датчики температуры с унифицированным выходным сигналом:

- тока 0...5 мА, 0...20 мА, 4...20 мА;

- напряжения 0...50 мВ, 0...1 В.

Блок обработки данных регулятора температуры.

Предназначен для обработки входных сигналов (цифровой фильтрации, коррекции и масштабирования), вычисления дополнительных математических величин, индикации измеренных параметров температуры и формирования управляющих сигналов.

Прибор позволяет вычислять и поддерживать средние значения по двум, трем, четырем, пяти, шести, семи или восьми входам, а также разности измеренных величин. Вычисленное или измеренное значение подается на входы одного или нескольких логических устройств (ЛУ) для дальнейшей обработки и выдачи управляющих сигналов.

Логические устройства универсального восьмиканального измерителя-регулятора температуры.

Блок обработки данных включает в себя восемь логических устройств (ЛУ).

На сегодняшний день пользователь может задать следующие режимы работы логических устройств:

- устройство сравнения -- ЛУ сравнивает измеренное значение с уставкой и выдает релейный управляющий сигнал в соответствии с заданной логикой;

- регистратор -- ЛУ выдает аналоговый сигнал в диапазоне 4...20 мА, пропорциональный значению измеряемого параметра.

Для работы в режиме регистратор для соответствующего ЛУ программным путем должен быть задан этот режим и на выходе установлен ЦАП «параметр--ток 4...20 мА»

К каждому ЛУ может быть подключено одно из восьми выходных устройств, порядковый номер которого задается при программировании.

Выходные устройства.

В приборе в зависимости от заказа могут быть установлены в любой комбинации следующие выходные устройства (ВУ):

- реле 4 А 220 В;

- транзисторные оптопары n--p--n-типа 200 мА 40 В;

- симисторные оптопары 50 мА 300 В;

- ЦАП «параметр--ток 4...20 мА».

Любое ВУ может управляться оператором кнопками, расположенными на передней панели.

Любое реле может выполнять функции аварийного, что задается программным путем.

Интерфейс связи с ЭВМ.

Прибор имеет встроенный двунаправленный интерфейс RS-485 для передачи данных и приема и информации от компьютера и других приборов, оснащенных таким же интерфейсом связи.

Через этот интерфейс прибор может передавать текущее значение измеренных величин, принимать команды на изменение установок и состояния выходных устройств. Кроме того, при помощи специального программного обеспечения может быть изменена конфигурация прибора.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

9.3 Исследование рынка

Проведенные ориентировочные маркетинговые исследования рынка по предлагаемому аппарату искусственной вентиляции легких показали, что спрос возможен.

Для определения сегментов рынка, круга потребителей, которыми могло бы быть востребовано предлагаемое устройство, было проведено исследование в различных медицинских учреждениях ЮФО, СФО, СНГ .

Потенциальными потребителями могут быть :

- мед. Учреждения ЮФО

- мед. Учреждения СФО

- мед. Учреждения СНГ

- прочие потребители

На Российском рынке на данный момент имеется всего несколько конкурентов.

Компания ООО «АЛЬФА». Этой компанией создано большое количество устройств такого типа. Налажено производство различных модификаций. Стоимость оборудования колеблется от 13500 до 18300 руб. в зависимости от исполнения и скидок.

«КРАСНОГВАРДЕЕЦ». Выпускает устройства различных модификаций. В зависимости от оснащения цены колеблются от 14000 до 18000 руб.

Сегментация потенциальных потребителей приведена в таблице 1.

Таблица 1.

Сегменты рынка	2011 год	2012 год	2013 год
	3 кв.	4 кв.	1 п/г	2 п/г
Мед.Учреждения ЮФО	4	4	7	12	24
Мед. Учреждения СФО	2	8	10	15	21
Мед. Учреждения СНГ	5	5	12	18	23
Прочие потребители	3	6	11	15	32
Итого:	14	23	40	60	100

9.4 План маркетинговых действий

9.4.1 People (потребитель)

Первичный потребитель - широкое применение в больницах и клиниках, для аппарата искусственной вентиляции легких

Проект направлен на удовлетворение потребностей указанных потребителей в получении качественного прибора для измерения и контроля температуры газовой смеси.

9.4.2 Product (продукт)

- прибор используется для измерения и контроля температуры газовой смеси;

- при соответствующей адаптации возможно использование в промышленности.

9.4.3 Production (производственный процесс)

Прибор для измерения и контроля температуры газовой смеси изготавливается у производителя по прогрессивным технологиям.

9.4.4 Price (цена)

Инженерные решения способствуют уменьшению времени производственного цикла, и, как результат, сокращению затрат на производство прибора, что, в конечном итоге, приводит к возможности установления цены - 16000 руб.

9.4.5-9.4.6 Place + promotion (место продажи, продвижение)

Размещение на сайте ДГТУ в целях коммерциализации

9.4.7 Public relations (имидж производителя)

Разработчик и предприятие-производитель смогут повысить свой имидж благодаря производству конкурентоспособного востребованного прибора.

9.4.8 Provider (использование сети Интернет)

Возможно создание Веб-сайта для инженерно-технических работников предприятия с целью отслеживания ими требований, предложений потребителей и поставщиков, а также проведения технических консультаций.

9.4.9Processing

В перспективе возможно использование информационных технологий.

9.5 Производственный план

Процесс изготовления прибора включает в себя следующие этапы:

- изготовление сканера;

- изготовление всех электронных блоков ;

- подготовка и обработка печатных плат для дальнейшего монтажа электронных компонентов;

- монтаж электронных компонентов на печатную плату;

- настройка, регулировка и тестирование прибора,

- окончательная сборка прибора.

Таблица 2. Калькуляция цены на прибор для измерения и контроля температуры газовой смеси

Статьи затрат	Сумма, руб
1. Основные материалы, в т.ч. комплектующие (М0)	3200
2. Заработная плата основным производственным рабочим	1800
3. Социальные выплаты (34% от з/п)	612
4. Общепроизводственные и общехозяйственные расходы	4550
5. Коммерческие расходы	2150
6. Полная себестоимость прибора	12302
7. Условная прибыль	2460,4
8. Оптовая цена	14762,4
9.НДС (5%)	738,12
10. Цена продажи	16000

Определяем прибыль из расчета рентабельности P = 20%:

П = С * Р / 100 (9.1)

П = 12302 * 20 / 100 = 2460,4 руб.

Определяем оптовую цену предприятия на продукцию:

Цопт = С + П (9.2)

Цопт = 12302 + 2460,4= 14762,4 руб.

Смета затрат на производство и реализацию приведена в таблице 3

Таблица 3-Смета затрат на производство и реализацию аппарата

Статьи затрат и доходов	2011	2012	2013
	3 кв.	4 кв.	1п	2п
Материалы и комплектующие	44800	96600	128000	192000	320000
Заработная плата	25200	41400	72000	108000	180000
Социальные выплаты (34%)	8568	13846	24080	36120	60200
Общепроизводственные и общехозяйственные расходы	63560	104420	181600	272400	454000
Коммерческие расходы	30100	49450	86000	129000	215000
Полная себестоимость прибора	172228	305716	491680	737520	1229200
Прибыль	34445,6	61143,2	98336	147504	245840
Объем продаж (Qпр)	224000	368000	640000	960000	1600000

Общая потребность в капитальных вложениях приведена в таблице 4.

Таблица 4-Потребность в капитальных вложениях

Статьи затрат	2011	2012	2013
	3 кв.	4 кв.	1п	2п
Затраты на НИОКР (3% от Qпр=Цпр*N)	6720	-	-	-	-
Затраты на маркетинг (5% от Qпр)	11200	18400	32000	48000	80000
Затраты на технологическую подготовку (1% от Qпр)	2240	-	-	-	-
Дополнительная потребность в оборотных средствах (10% от Мо)	4480	9660	12800	19200	32000
Итого:	24640	28060	44800	67200	112000

Для модернизации и запуска в производства необходимо капиталовложение в размере 276700рублей.

9.6 Потенциальные риски

Производственные риски связаны с различными нарушениями в производственном процессе или в процессе поставок сырья, материалов, комплектующих изделий. Мерами по снижению производственных рисков являются действительный контроль за ходом производственного процесса и усиление влияния на поставщиков путём диверсификации и дублирования поставщиков ,применения импортозамещающих комплектующих.

Коммерческие риски связаны с реализацией продукции на товарном рынке (уменьшение размеров и емкости рынков, снижение платежеспособного спроса, появление новых конкурентов). Мерами по снижению коммерческих рисков являются систематическое изучение конъюнктуры рынка, создание дилерской сети, соответствующая ценовая политика, создание сети сервисного обслуживания, реклама.

Финансовые риски вызываются инфляционными процессами, всеобщими неплатежами, колебаниями валютных курсов. Они могут быть снижены благодаря созданию системы финансового менеджмента на предприятии, работе с дилерами на условиях предоплаты.

Для снижения общего влияния рисков на эффективность предприятия необходимо предусмотреть коммерческое страхование по действующим системам страхования (страхование имущества, транспортных перевозок, рисков, заложенных в коммерческих контрактах на заключённые сделки, перестрахование).

6.7Финансовый план

В финансовом плане определяются доходы и затраты, возможность погашения капитальных вложений и условия безубыточности. Предлагаемый доход от продаж определяется по формуле:

Qпр = Цпр * Ni (9.3)

где N - объем продаж по периодам, шт.;

Цпр - цена продажи

Планируемые доходы и затраты приведены в таблице 5.

Таблица 5-Доходы и затраты

Показатели	2011 г.	2012	2013 г.
	3 кв.	4 кв.	1п	2 п.
Объём продаж, руб.	224000	368000	640000	960000	1600000
Полная себестоимость, руб.	172228	282946	492080	738120	1230200
Прибыль от реализации, руб.	51772	85054	147920	221880	369800
Налог на прибыль	10354,4	17010,8	29584	44376	73960
Чистая прибыль, руб.	41417,6	68043,2	118336	177504	295840
Планируемый выпуск продукции, шт	14	23	40	60	100

Издержки рассчитываются по формуле:

И= Сп*N (9.4)

Прибыль от реализации:

Пр= Qпр-И (9.5)

Налог на прибыль:

Н=Пр*0,2 (9.6)

Чистая прибыль:

Ч= Пр-Н (9.7)

Покрытие капиталовложений с учетом инфляции представлено в таблице 6

Таблица 6 -Расчет возможности погашения капитальных вложений

Показатели	2011	2012	2013
	3 кв.	4 кв.	1п	2п
1. Сумма кап. вложений, руб.	276700	-	-	-	-
2. Чистая прибыль	41417,6	68043,2	118338	177504	295840
3. Дисконтированная прибыль (п2/(1+k))t, руб.	39445,3	64803	97800	146697,5	171203,7
4. Непогашенный остаток кап. вложений, руб	237254,7	172451,7	74651,7	-	-
5. Остаток прибыли	-	-	-	72045,8	243249,5

Расчеты показали, что срок окупаемости капиталовложений 12 месяцев, капитализация прибыли начинается только во втором полугодии 2012 г. и к концу расчетного периода составит 243249,5 рублей.

Расчет безубыточности на 2013 г.

Для определения точки безубыточности рассчитываются постоянные и переменные затраты.

Переменные затраты рассчитываются по формуле:

V=(Mo+З+Н)*N, (9.8)

где V - переменные затраты;

Мо - материальные затраты;

З - зарплата;

Н - единый социальный налог.

V=(320000+180000+61200)*100=56120000 руб.

Постоянные затраты:

W=ОПР +ОХР+К, (9.9)

где W - постоянные затраты;

ОПР - общепроизводственные расходы;

ОХР - общехозяйственные расходы;

К - коммерческие расходы

W= 454000+215000=669000 руб. (9.10)

Удельный вес переменных затрат в объеме продаж определяется по формуле:

К= V/Qпр*100%, (9.11)

где Qпр=Цпр*N = 160*100 = 16000 руб.

К =56120000 /1600000*100% = 35,07%

Объем безубыточности рассчитывается по формуле:

Qб/уб = W/(1-К), (9.12)

Qб/уб = 669000/(1-0,35) = 1029230,7 руб.

Запас финансовой прочности определяется по формуле:

ЗФП = Qпр- Qб/уб, (9.13)

ЗФП = 1600000-1029230,7 = 570769,3 руб.

Коэффициент запаса финансовой прочности определяется по формуле:

Кзфп=ЗФП/ Qпр*100%, (9.14)

Кзфп = 570769,3 /1600000*100% = 35,67%

Под безубыточностью понимается объем продаж аппарата в натуральном выражении, при котором возможно покрытие всех расходов, без получения прибыли.

Рисунок 5 - График определения безубыточности (2013)

Можно сделать вывод, что проект характеризуется определенной финансовой устойчивостью, т.к. Кзфп >30% .

На основе полученных расчетов принимаем решение об экономической целесообразности производства прибора для измерения и контроля температуры газовой смеси.

10. Безопасность и экологичность проекта

10.1 Введение

В последние годы большое внимание уделяется улучшению условий труда пользователей электронно-вычислительных машин (ПЭВМ) и видеодисплейных терминалов (ВДТ), несмотря на то, что качество и безопасность самых ПЭВМ и ВДТ постоянно улучшаются. В развитых странах, в том числе в США, Германии, Швеции, вопрос об опасности работы за дисплеями поднялся до уровня национальной проблемы, а в Германии работа за дисплеями входит в список 40 наиболее вредных и опасных профессий.

Основным фактором, влияющим на производительность труда людей, работающих с ПЭВМ и ВДТ, являются комфортные и безопасные условия труда.

Условия труда пользователя, работающего с персональным компьютером, определяются:

особенностями организации рабочего места;

- условиями производственной среды (освещением, микроклиматом, шумом, электромагнитными и электростатическими полями, визуальными эргономическими параметрами дисплея и т. д.);

- характеристиками информационного взаимодействия человека и персональных электронно-вычислительных машин.

При выполнении работ на персональном компьютере (ПК) согласно ГОСТу 12.0.003-74 “ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация” могут иметь место следующие факторы:

- повышенная температура поверхностей ПК;

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- выделение в воздух рабочей зоны ряда химических веществ;

- повышенная или пониженная влажность воздуха;

- повышенный или пониженный уровень отрицательных и положительных аэроионов;

- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание;

- повышенный уровень статического электричества;

- повышенный уровень электромагнитных излучений;

- повышенная напряженность электрического поля;

- отсутствие или недостаток естественного света;

- недостаточная искусственная освещенность рабочей зоны;

- повышенная яркость света;

- повышенная контрастность;

- прямая и отраженная блесткость;

- зрительное напряжение;

- монотонность трудового процесса;

- нервно-эмоциональные перегрузки.

10.1.1 Физически вредные и опасные факторы

К физическим вредным и опасным факторам относятся: повышенные уровни электромагнитного, рентгеновского, ультрафиолетового и инфракрасного излучения; повышенный уровень статического электричества и запыленности воздуха рабочей зоны; повышенное содержание положительных аэронов и пониженное содержание отрицательных аэройонов в воздухе рабочей зоны; повышенный уровень блескости и ослепленности; неравномерность распределения яркости в поле зрения; повышенная яркость светового изображения; повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

10.1.2 Химически вредные и опасные факторы

Химические вредные и опасные факторы следующие: повышенное содержание в воздухе рабочей зоны двуокиси углерода, озона, аммиака, фенола и формальдегида.

10.1.3 Психофизические вредные и опасные факторы

Психофизиологические вредные и опасные факторы: напряжение зрения и внимания; интеллектуальные, эмоциональные и длительные статические нагрузки; монотонность труда; большой объем информации, обрабатываемый в единицу времени; нерациональная организация рабочего места.

Механизм нарушений, происходящих в организме под влиянием электромагнитных полей, обусловлен их специфическим (нетепловым) и тепловым действием.

Специфическое воздействие ЭМП отражает биохимические изменения, происходящие в клетках и тканях. Наиболее чувствительными являются центральная и сердечно-сосудистая системы. Возможны отклонения со стороны эндокринной системы.

В начальном периоде воздействия может повышаться возбудимость нервной системы, проявляющаяся раздражительностью, нарушением сна, эмоциональной неустойчивостью. В последующем развиваются астенические состояния, т.е. физическая и нервно-психическая слабость. Поэтому для хронического воздействия ЭМП характерны: головная боль, утомляемость, ухудшение самочувствия, гипотония (снижение артериального давления), брадикардия (урежение пульса), боли в сердце. Указанные симптомы могут быть выражены в разной степени.

Тепловое воздействие ЭМП характеризуется повышением температуры тела, локальным избирательным нагревом клеток, тканей и органов вследствие перехода ЭМП в тепловую энергию. Интенсивность нагрева зависит от количества поглощенной энергии и скорости оттока тепла от облучаемых участков тела. Отток тепла затруднен в органах и тканях с плохим кровоснабжением. К ним в первую очередь относится хрусталик глаза, вследствие чего возможно развитие катаракты. Тепловому воздействию ЭМП подвергаются также паренхиматозные органы (печень, поджелудочная железа) и полые органы, содержащие жидкость (мочевой пузырь, желудок). Нагревание их может вызвать обострение хронических заболеваний. При этом под условиями работы подразумевают комплекс физических, химических, биологических и психофизических факторов, установленных стандартами по безопасности труда (ССТБ).

К физическим факторам относятся:

- вибрация и шум из-за движущихся машин, механизмов и их элементов, запыленность и загазованность воздуха, температура поверхностей оборудования, материалов и воздуха;

- плотность воздуха, ее резкое изменение, подвижность и ионизация воздуха;

- ионизирующие и электромагнитные излучения, статические заряды и повышение напряжения в цепи, электрические и магнитные поля;

- отсутствие или недостаток естественного света, повышенная или пониженная освещенность, яркость и контрастность, блесткость поверхности, пульсация светового потока;

- ультрафиолетовое или инфракрасное излучение.

К химическим факторам относятся:

- общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные;

- действующие через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный покров.

К биологическим факторам относятся:

- микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы и т.д.);

- макроорганизмы (растения и животные).

К психофизическим факторам относятся перегрузки:

- физические (статические, динамические, гиподинамия);

- нервно-психические (умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

При проектировании рабочего места инженера-программиста необходимо учитывать и нормировать все указанные группы факторов, поскольку при определенных условиях они могут вызвать нежелательные функциональные сдвиги в организме оператора, снизить качество и эффективность его работы, оказать отрицательное влияние на его здоровье.

Наиболее значительным фактором является микроклимат, особенно температура и влажность воздуха. Исследования показывают, что высокая температура в сочетании с высокой влажностью воздуха оказывают большое влияние на работоспособность человека. Резко увеличивается время сенсорных и моторных реакций, нарушается координация движений, увеличивается количество ошибок. Высокая температура отрицательно сказывается и на ряде психологических функций человека. Уменьшается объем оперативной памяти, резко суживается способность к ассоциациям. При +110С начинается окоченение конечностей, такая температура минимально допустима. Наиболее благоприятный диапазон температур в летнее время от +180С до +240С, в зимнее время от +170 до +220С.

Движение воздуха позволяет увеличить рабочий диапазон температур. Так при скорости движения воздуха 0.1, 0.5, 0.9 м/с верхняя допустимая граница рабочего диапазона сдвигается соответственно до +220, +240, +260С при интенсивном расходе энергии человеком порядка 1000 Дж/ч.

Атмосферное давление в пределах 80-106 кПа легко переносимо человеком. При давлениях, выходящих за эти пределы, человеку требуется предварительная акклиматизация.

Результаты работы инженера-программмиста в большой степени зависят и от освещенности рабочего места. Чтобы правильно спланировать рациональную систему освещения, необходимо учитывать яркость источников света, их расположение в помещении, яркостной контраст между устройствами ЭВМ и фоном, блесткость поверхностей, качество и цвет светильников и поверхностей. Для малой и средней контрастности поверхностей ЭВМ при темном фоне наименьший уровень освещенности должен быть 150 лк. Для большой контра-стности при светлом или темном фоне наименьший уровень освещенности 100 лк.

В помещениях, где эксплуатируют ЭВМ, необходимо предусматривать систему искусственного освещения из люминисцентных ламп дневного света или ламп накаливания. Существуют прямая, отраженная и диффузная системы искусственного освещения. При прямом освещении свет попадает на объект непосредственно от источников света. При этом 90-100% мощности светильника направлено на рабочую поверхность, что вызывает яркостные контрасты, резкие тени и блесткость (свойство ярко освещенной поверхности вызывать ослепление или дезадаптацию наблюдателя). При освещении отраженным светом 90-100% света направляется на потолок и верхнюю часть стен, от которых свет более или менее равномерно отражается по всему помещению. При этом достигается равная освещенность без теней и блесткости. Диффузное освещение обеспечивает рассеянный свет, одинаково распределенный по всем направлениям. Такая система освещения требует меньшей мощности, чем две предыдущие, но вызывает частичное образоование теней и блесткости.

Кроме освещенности, большое влияние на деятельность человека оказывает цвет окраски помещения и спектральные характеристики используемого цвета. Рекомендуется, чтобы потолок отражал 80-90%, стены - 50-60%, панели - 15-20%, а пол - 15-30% падающего на них света. Кроме того, цвет обладает некоторым психологическим и физиологическим действием. Так, например, применение тонов теплой гаммы (красный, оранжевый, желтый) создает впечатление бодрости, возбуждения и замедленного течения времени. Эти же цвета вызывают у человека ощущение тепла.

Большое влияние на деятельность инженера-программиста оказывает и уровень акустического шума. Шум резко снижает производительность труда и увеличивает травматизм. Физиологически шум воздействует на органы зрения и слуха, повышает кровяное давление, при этом притупляется внимание.