Розробка акустичного газоаналізатора для вимірювання складу концентрації газів
Переваги та недоліки існуючих газоаналізаторів. Розроблення алгоритму програми визначення відсоткового вмісту газів суміші за виміряним значенням частоти. Перевірка алгоритму за допомогою програми MathCad. Аналіз випадкових та систематичних похибок.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 16.02.2013 |
| Размер файла | 2,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Рис. 3.5. Акустичний резонатор
2, 7 - П'єзокерамічні резонатори; 6 - корпус.
3,1 - бокові стінки резонатора ;
4, 5 - вхідний та вихідний штуцери;
Основним елементом акустичного газоаналізатора слід вважати автогенератор, який складається з активного елемента підсилювача та пасивного елемента, що встановлений в колі зворотного зв'язку - акустичного резонатора. В першому розділі було сказано, що для збудження коливань в автогенераторі необхідно щоб
, (3.18)
де К - коефіцієнт передачі схеми підсилення;
в - коефіцієнт передачі елемента зворотного зв'язку.
Другою умовою є забезпечення необхідного фазового зсуву в автогенераторі при замкнутому зворотному зв'язку
, (3.19)
де цК - фазовий зсув схеми підсилення, ;
цв - фазовий зсув елемента зворотного зв'язку;
m =1,2,3...
Формула (3.19) відображає ідеальні умови роботи автогенератора і мітить два чинники. Однак є ще один чинник, який впливає на фазову умову збудження. Таким чинником є шуми підсилювача. З врахуванням цього фактору формула (3.19) буде мати вигляд
(3.20)
Для забезпечення максимальної добротності, конструкція резонатора розроблена так , щоб мінімізувати втрати у ньому. Коефіцієнт передачі такого елемента зворотного зв'язку є близьким до 1 (= 0, 9953). Тому для забезпечення амплітудної умови збудження (баланс амплітуд) немає потреб у великому коефіцієнті підсилення. Для гарантованого збудження автогенератора достатньо, щоб коефіцієнт підсилення був рівним 2. На рис.3.6 подано схему такого підсилювача.
Рис.3.6. Приймальний підсилювач.
На цій схемі п'єзорезонатор поданий як конденсатор, і позначений буквами МК. Перший каскад складається з мікросхем і . Він підсилює диференційний сигнал в . Коефіцієнт передачі для синфазного сигналу дорівнює 1. Коефіцієнт підсилення другого каскаду дорівнює 1. Така схема має високий вхідний опір і забезпечує хороше ослаблення синфазного сигналу. На виході цієї схеми було виміряно вольтметром середньоквадратичне значення шумів, що становить . У підсилювачі коричний сигнал, що виникає у результаті генерації та шуми підсилювача впливають одне на одного. Цей вплив буде проявлятися у миттєвих коливаннях фази вихідного сигналу. Коли детермінований корисний сигнал [3] сумується з шумами малої інтенсивності, то вони викликають випадкове зміщення фази вихідного сигналу. Якщо детермінований сигнал на виході має амплітуду 12 В, то його ефективне значення буде дорівнювати . Визначимо яке фазове зміщення може спричинити напруга шумів при сумуванні з детермінованим сигналом. Напругу шумів можна розглядати як випадковий процес. Одною з характеристик якого є середньоквадратичне значення. Оскільки це випадковий процес то його фаза може мати довільне значення, по відношенню до фази детермінованого сигналу. У випадку коли фаза шуму співпадає з фазою детермінованого сигналу, то це не вплине на результатуючу фазу вихідного сигналу. Максимальне зміщення фази буде можливим тоді, коли фаза шуму зміщена по відношенню до детермінованого сигналу на 90є. Знаючи середньоквадратичне значення напруги шумів, та середньоквадратичне значення детермінованого сигналу визначимо це зміщення за формулою
(3.21)
З врахуванням поданих вище значень рад.
Рис. 3.7. Максимальне зміщення фази
Відомо, що при резонансі амплітуда коливань зростає до максимального значення, а фазовий зсув між частотою збуджуючої сили та частотою резонатора, при переході через резонансну частоту змінює своє значення на . Чим вища добротність резонатора, тим стрімкіший цей перехід.
Рис. 3.8 Фазо - частотна характеристика коливального контура
Фазо-частотна характеристика [1] акустичного резонатора апроксимована за формулою
(3.22)
де - резонансна частота;
- поточна частота;
- коефіцієнт опору.
Графік цієї характеристика зображено на рис. 3.8
Рис. 3.8. Частотно - фазова характеристика акустичного
Резонатора.
На рис. 3.8 видно, що при переході рівності поточної та резонансної частоти, фазовий зсув дорівнює . Знаючи середньоквадратичне відхилення фази спричинене шумами, можна визначити яке відхилення частоти воно спричинить. Для цього підставимо наше середньоквадратичне значення фазового відхилення у формулу (3.22), та розв'яжимо це рівняння відносно . Відхилення частоти спричинене шумами були розраховані на початку та в кінці частотного діапазону. Для резонансних частот Гц , та Гц.. Для частоти, що знаходиться приблизно по середині між цими значеннями Гц.
Після проведення розрахунків, для частот на початуку, в середені та в кінці нашого частотного діапазону відхилення частоти становило
Гц.
Гц.
Гц.
З наведених чисел видно, що похибка середньоквадратичного відхилення частоти з її зростанням збільшується. Визначимо як вплинуть такі відхилення частоти на значення концентрації газу.
Таблиця 3.1
Вплив шумів на значення концентрації газу
|
Частота |
Концентрація N2 |
Концентрація O2 |
Концентрація H2 |
|
|
fmin.= 2,3506•103 Гц. |
0,659 ч 0,659 |
99,341ч99,341 |
0 |
|
|
fmin.1 = fmin. - Дfmin. |
0,659 ч 0,659 |
99,341ч99,341 |
0 |
|
|
fmin.2 = fmin. + Дfmin. |
0,659 ч 0,659 |
99,341ч99,341 |
0 |
|
|
fсер.= 5•103 Гц. |
19,412 ч 19,412 |
0 |
80, 588 ч 80, 588 |
|
|
fсер.1 = fсер.- Дfсер. |
19,412 ч 19,412 |
0 |
80, 588 ч 80, 588 |
|
|
fсер.2 = fсер.+ Дfсер. |
19,412 ч 19,412 |
0 |
80, 588 ч 80, 588 |
|
|
fmax.= 9,383•103 Гц. |
9,38•103 ч 9,39•103 |
0 |
99,999 ч 99, 999 |
|
|
fmax.1 = fmax. - Дfmax. |
9,4•10-4 ч 9,41•10-4 |
0 |
99,999 ч 99, 999 |
|
|
fmax.2 = fmax. + Дfmax. |
9,37•103 ч 9,38•103 |
0 |
99,999 ч 99, 999 |
Якщо розглянути таблицю 3.1 то можна зробити висновок, що при таких відхиленнях частоти концентрація змінюється тільки при fmax..
3.2 Аналіз систематичних похибок
Основним чинником, який буде впливати на значення систематичних похибок є температура. Є два шляхи впливу температури на вихідну частоту резонатора. Перший шлях - це вплив температури на швидкість акустичних хвиль у газовій суміші, який відображений формулою [4]
(3.23)
де =T+.
.
За формулою (3.23) було обраховано систематичні похибки температури яка впливає на швидкість акустичних хвиль у газовій суміші. Похибки ми записали у таблицю 3.2.
Другим чинником є вплив температури на геометричні розміри самого резонатора. Для визначення цього впливу обрахуємо, як зміняться геометричні розміри резонатора довжиною 0,1 м, при зміні температури на 1єС. Вважаємо, що температурний коефіцієнт лінійного розширення дорівнює 20•10-6 [5]. Зміну довжини резонатора визначаємо за наступною формулою
(3.24)
де - температурний коефіцієнт лінійного розширення =20•10-6;
L = 0,1 м;
= 1єС.
Загальна довжина резонатора буде рівна
(3.25)
Загальна похибка частоти спричинена впливом температури на швидкість розповсюдження акустичних хвиль, та зміною довжини резонатора визначається за формулою
(3.26)
Нижче подано дві матриці концентрацій та частот. Перша з яких при температурі 0єС, а друга при зміні температури на 1єС. У третіх стовпцях цих матриць вказано на скільки змінилась частота, спричинена зміною температури навколишнього середовища на 1єС.
Таблиця 3.2
Фрагмент матриці концентрацій та частот при температурі 0єС
Таблиця 3.3
Фрагмент матриці концентрацій та частот при зміні температури на 1єС
Взявши частоти, які вказані в матрицях в третьому стовпці, порахуємо відносні похибки за формулою
(3.27)
де Fpoxn - відхилення частоти спричинене впливом температури у n-тому рядку матриці Gpox.
Fn - частота у n-тому рядку матриці G.
; ; .
Відносні похибки пораховані при мінімальному, середньому та максимальному значеннях частот знаходяться у межах від 0,34% до 0,36%.
Висновок: як показали розрахунки, вплив шумів на середньоквадратичне відхилення частоти практично відсутній. Основним чинником, що визначає похибку вимірювання концентрації є температура. Тому для забезпечення необхідної точності вимірювання концентрації необхідно встановити у корпусі акустичного резонатора сенсор температури, розраховувати частоту з врахуванням її впливу, а для визначення концентрацій користуватися матрицею частот в якій цей вплив враховано.
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ
4.1 Характеристика проведення досліджень з точки зору охорони праці
Будь-яка робота з математичного моделювання процесів, об'єктів, явищ передбачає використання персональних комп'ютерів, сканерів, принтерів та інших пристроїв, які живляться від електромережі. Не є винятком і дана робота, що передбачає математичне моделювання роботи акустичного газоаналізатора.
Для оцінювання рівня метрологічного забезпечення вимірювань здійснено обробку інформації з допомогою комп'ютерної техніки. Розрахунки проводилися на IBM - сумісному персональному комп'ютері з процесором Intel Core 2 Duo, 1064 Мб оперативної пам'яті. Режим роботи будь-якого користувача ПК є малорухливим, пов'язаним з напруженням зорового апарату та аналізаторів, перебуванням в замкнутому обмеженому просторі, зумовлені також дією наступних шкідливих чинників [6]:
відхилення нормативних характеристик мікроклімату в робочій зоні від норми
недостатня освітленість робочої зони;
невідповідність робочого місця вимогам антропометрії
підвищений рівень шумових, вібраційних та інфразвукових коливань;
наявність шкідливих чи токсичних речовин чи мікрофлори в повітрі
підвищене значення напруги в електричних колах живлення електроприладів.
підвищене значення напруги в електричних колах живлення електроприладів, замикання якої може відбутися через тіло людини;
підвищений рівень електромагнітних випромінювань;
Мета даної роботи поліпшення умов за яких відбувається розробка проекту.
Для покращення цих умов необхідно здійснити першочергові заходи:
раціоналізація режимів праці та відпочинку.
раціональна вентиляція, опалення та кондиціювання повітря
4.2 Нормативні рівні небезпечних чинників
4.2.1 Метеоумови у приміщенні
Вибір умов для приміщення, в якому перебігає трудовий процес, здійснюється згідно з ДСаНПіН 3.3.2.007-98 «Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин» [7], який розроблений спеціально для того, щоб забезпечити нормальні умови праці працівників, робота яких пов'язана з використанням дисплейних терміналів.
Виконання робіт з реалізації проекту передбачає постійне використання персонального комп'ютера. Роботи виконуються у окремому приміщенні, де розташована комп'ютерна техніка. Приміщення розташоване на другому поверсі двоповерхової цегляної будівлі. Геометричні параметри приміщення:ширина 4 м, довжина 5 м, висота 3 м. Відповідно площа приміщення 20 м2, а його об'єм 60 м3
В приміщенні передбачено три робочих місця (три працівники, які працюють з комп'ютерною технікою).
Відповідно до ДСанПІН 3.3.2.007-98 [7], ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень» [8] та ГОСТ 12.1.005-88 “Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони”[9] робота працівника по важкості відноситься до категорії легка 1-а. Інформація наведена у таблиці 4.1.
Таблиця 4.1
Оптимальні параметри мікроклімату в приміщенні
|
Період року |
Температура повітря,0С |
Відносна вологість повітря, % |
Швидкість руху повітря |
|
|
Теплий |
22-24 |
40-60 |
0.1 |
|
|
Холодний |
23-25 |
40-60 |
0.1 |
Приміщення, де виконується робота відповідає оптимальним значенням параметрів мікроклімату: температури, відносної вологості й руху повітря. Джерела виділення шкідливих речовин і великої кількості тепла відсутні. Для забезпечення оптимальних метеоумов у теплий період року, а також через наявність незначного тепловиділення від дисплеїв та системних блоків ПК використовується спліт кондиціонер Saturn ST-07 HR з максимальною потужністю по холоду 7000 BTU. Для підтримки оптимальної концентрації позитивних та негативних іонів (кількість позитивних іонів в 1 см3 коливається в межах 1500-3000, а негативних - 3000-5000) встановлено іонізатор повітря BSE-988B, що забезпечує циркуляцію повітря, зволоження та штучну іонізацію повітря. Незалежно від зовнішніх умов використовується природна вентиляція. У холодний період для підтримання комфортних умов роботи застосовується централізоване водяне опалення згідно СНиП 2.04.05-91*У «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [10].
4.2.2 Освітленість приміщення
У лабораторії з ПК передбачається сумісне (природне і штучне) освітлення відповідно до вимог ДБН В.2.5-28-2006 Природне та штучне освітлення. [11]. Зорова робота працівників відноситься до розряду високої точності за розміром об'єкта розрізнення. За ДБН В.2.5.28-2006 [11] в робочій зоні повинні бути забезпечені наступні значення освітленості та КПО (таблиця 4.2.):
Таблиця. 4.2
Нормовані значення освітленості
|
Характеристика зорової роботи |
Найменший розмір об'єкта розрізнення мм |
Розряд зорової роботи |
Підрозряд зорової роботи |
Відносна тривалість зорової роботи в напрямку зору на робочу поверхню, % |
Штучне освітлення |
Природнє освітлення |
|||||
|
Освітленість на робочій поверхні від системи загального освітлення, люкс |
Циліндрична освітленість, лк |
Показник дискомфорту, не більше |
Коефіцієнт пульсації, % не більше |
при верхньому і комбінованому освітленні |
при боковому освітленні |
||||||
|
Високої точності |
0,3-0,5 |
Б |
1 |
Не менше 70 |
300 |
100 |
40 15 |
15 |
3,0 |
1,0 |
|
|
2 |
Менше 70 |
200 |
75 |
60 25 |
20-15 |
2,5 |
0,7 |
4.2.3 Захист від шуму і вібрації
Джерелами шуму і вібрації в приміщенні є системні блоки комп'ютерів, 3 процесори Intel Core 2 Duo, приводи швидкісних CD (DVD) ROM, матричний принтер Epson LX-300.
Рівні шуму на робочих місцях визначені ДСанПіН 3.3.2.007-98 [7] та ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» [12] (табл.6.3).
Джерела вібрації ті ж що й шуму, характеристики вібрації на робочих місцях не перевищують допустимі відповідно до ГОСТ 12.1.012-90 [13] та ДСН 3.3.6.039-99 [14].
Таблиця 4.3
Еквівалентні рівні шуму
|
Робоче місце |
Рівні звукового тиску в дБ в октавних смугах з середньогеометричними частотами,Гц |
Рівні шуму та еквівалентні рівні шуму, дБА/дБАе |
|||||||||
|
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|||
|
Робочі місця в приміщеннях дирекції, проектно-конструкторських бюро, в лабораторіях для теоретичних робіт і обробки даних, а також для програмістів і операторів ЕОМ (ПЕОМ) |
86 |
71 |
61 |
54 |
49 |
45 |
42 |
40 |
38 |
50 |
4.2.4 Захист від електромагнітних випромінювань і електростатичних полів
Основними джерелами випромінювання в приміщенні є 3 комп'ютери (монітори Samsung SyncMaster 795МВ) .
Рівень електромагнітного випромінювання та магнітних полів нормують за НПАОП 0.00- 1.31-99 «Правила охорони праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин» [15], ГОСТ 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» [16] та ДСанПіН 3.3.2.007-98. [7]
Для неіонізуючого випромінювання встановлюють допустимі норми (табл.4.4).
Таблиця 4.4
Допустимі норми неіонізуючого випромінювання
|
Діапазон частот |
Напруженість електромагнітного поля на відстані 50 см,В/м |
Щільність магнітного потоку,нТл |
|
|
5Гц-2кГц |
25 |
250 |
|
|
2кГц-400кГц |
2,5 |
25 |
4.2.5 Загазованість та запиленість повітря
У приміщенні операторів ПК відсутні фактори, що можуть спричинити загазованість повітря. Приміщення відповідає вимогам ГОСТ 12.1.005-88 «Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони». [9] Побутовий пил усувається шляхом щоденного вологого прибирання робочих поверхонь та підлоги. Для усунення можливого забруднення повітря озоном при роботі принтера передбачається періодичне провітрювання приміщення.
4.2.6 Електробезпека
Приміщення по електробезпеці відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки, як сухе приміщення з відносною вологістю повітря менше 60 %.[17]
Устаткування для обслуговування, ремонту та налагодження, інше устаткування (апарати управління, контрольно-вимірювальні прилади, світильники тощо), електропроводи та кабелі за виконанням та ступенем захисту мають відповідати класу зони за НПАОП 0.00-1.31-99 «Правила охорони праці під час експлуатації електронно- обчислювальних машин» [10]. Металеві труби та гнучкі металеві рукави заземлені. Для усунення небезпеки ураження електричним струмом використовується захисне заземлення згідно вимог НПАОП 40.1-1.21-98 [18], НПАОП 40.1-1.07-01 [19] та ГОСТ 12.1.030-81 [20].
4.2.7 Пожежна безпека
Приміщення, призначене для роботи операторів ПК, є типовим офісним приміщенням, яке згідно НАПБ Б.03.002-2007 “Норми визначення категорій приміщень, будівель та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою” [15] відноситься до категорії В. Приміщення має другий ступінь вогнестійкості за ДБН В.1.1.-7-2002 «Пожежна безпека об'єктів будівництва» [21]
Оснащення приміщення первинними засобами пожежогасіння для громадських та адміністративних споруд при захищувальній площі, 200 м2 для класу пожежі Е (пожежі пов'язані з горінням електроустановок) відповідає [22]: чотири вуглекислотних вогнегасники ВВ-5 місткістю 5л.
Захист приміщення від прямого удару блискавкою приймається відповідно до ДСТУ Б В.2.5-38:2008 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Улаштування блискавкозахисту будівель і споруд» [23]
4.3 Коефіцієнт умов праці
На основі розгляду нормативних вимог та існуючого стану умов на робочому місці складаємо підсумкову таблицю, з допомогою якої визначимо коефіцієнт умов праці за методикою [24]
В приміщенні без надлишкових тепловиділень розмірами 4 х 5 м працює 3 користувачі ПК. Пора року - тепла, категорія важкості праці - легка Іб. Температура в приміщенні 23оС, відносна вологість 65 %. Рівень шуму L=71 дБА, час впливу шуму 8 год в зміну.
На робочому місці виконуються зорові роботи IVб розряду (контраст середній). Загальне рівномірне освітлення здійснюється люмінесцентними лампами, середній загальний рівень освітленості Е=350 лк, кількість об'єктів спостереження 20 шт при тривалості зосередженого спостереження 10%.
Таблиця 4.5
Вимоги до зорових робіт
|
Умови |
Температура в теплий період ТоС |
Відносна вологість повітря ц |
Рівень шуму L, дБА |
Освітленість Е лк |
Кількість важливих об'єктів спостереження |
Тривалість зосередженого спостереження% |
|
|
Реальні |
23 |
65 |
71 |
480 |
20 |
10 |
|
|
Оптимальні |
22-24 |
40-60 |
<50 |
500 |
<5 |
Не більше 25 |
|
|
Допустимі |
21-25 |
<75 |
<60 |
200 |
11...25 |
51...75 |
|
|
Бальна оцінка |
2 |
2 |
3 |
1 |
2 |
1 |
|
|
Індекс відхилення а |
1,000 |
60/65 =0,923 |
50/71 =0,704 |
480/500 =0,96 |
5/20 =0,250 |
25/10 =2,500 |
Коефіцієнт умов праці характеризує відповідність фактичних умов праці до нормативних. При розрахунку коефіцієнта умов праці приймаю до уваги ті з них, які можна виразити визначеною числовою величиною та для яких є нормативне значення. Коефіцієнт умов праці визначається як середньо геометрична величина показників, що характеризують умови праці, за такою формулою
(4.1)
де а1 а2, ап-- індекс відхилення фактичних елементів праці від нормативних за відповідними показниками;
п -- кількість показників, що характеризують елементи умов праці, за якими проводилися заміри.
Індекси відхилення фактичних умов праці від нормативних розраховано за формулою
(4.2)
де Уф і Ун - відповідні до фактичного та нормативного значення показників елементів умов праці в існуючих одиницях виміру.
Значення індексів відхилення фактичних умов праці наведено в зведеній таблиці.
З проведеного аналізу випливає, що на робочих місцях умови сильно відрізняються від оптимальних і в першу чергу треба покращувати умови зорової роботи працівників і зменшувати рівень шуму в приміщенні
4.4 Підсумкова характеристика прийнятих рішень з охорони праці
Проаналізовано проектоване приміщення на наявність шкідливих виробничих чинників, виявлено основні небезпечні чинники, що впливають на користувачів ПК, та сформовано нормативні вимоги до їх значень. Розраховано коефіцієнт умов праці і зроблено висновки про необхідні заходи з покращення умов.
Висновок: в даному розділі розроблені праце охоронні питання, які забезпечують безпеку студента на робочому місці при виконанні бакалаврської роботи. Розраховано коефіцієнт умов праці. Встановлені ергономічні вимоги до організації робочого місця, а також визначені його оптимальні характеристики для дослідника з урахуванням його антропометричних даних.
РОЗДІЛ 5. ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА ПРОЕКТНОГО РІШЕННЯ
Існуючі газоаналізатори працюють за принципом порівняння фізичних та хімічних параматрів (властивостей) зразкової суміші та суміші яка досліджується. В акустичному газоаналізаторі відсутній зразковий канал, що спрощує схему газоаналізатора, та переналаштування його (за рахунок вибору відповідної програми) для вимірювання інших сумішей.
В дипломній роботі буде запропоноване розроблення алгоритму визначення процентного вмісту газів суміші за виміряним значенням частоти, при допомозі програмного забезпечення MathCad.
З допомогою акустичного газоаналізатора, та написаної програми можна з легкістю визначити відсотковий вміст газів з більш точнішим результатом.
5.1 Розрахунок витрат на розробку програмного забезпечення
Витрати на розробку і впровадження програмних засобів (К) включають:
К = К1+К2(5.1)
де K1 - витрати на розробку програмних засобів, грн.
К2 - витрати на відлагодження і дослідну експлуатацію програми рішення задачі на ЕОМ, грн.
Витрати на розробку програмних засобів (K1) включають:
- витрати на оплату праці розробників (З);
- витрати на відрахування у спеціальні державні фонди (Вф,);
- витрати на куповані вироби (Кв);
- витрати на придбання спецобладнання для експериментальних
робіт (Об);
- накладні витрати (Н);
- інші витрати (Ів).
Витрати на оплату праці включають заробітну плату (ЗП) всіх категорій працівників, безпосередньо зайнятих на всіх етапах проектування.
Для розробки програмного продукту необхідно четверо спеціалістів-розробників, а саме:
· керівник проекту (К);
· студент-дипломник (С);
· консультант з економічної частини (КЕ);
· консультант з охорони праці (КО).
Денна заробітна плата розробника і-ої спеціальності j-го тарифного розряду обчислюється за формулою:
, (5.2)
де - основна місячна заробітна плата розробника і-ої спеціальності j-го тарифного розряду, грн.;
h - коефіцієнт, що визначає розмір додаткової заробітної плати (h = 0,2);
р - середня кількість робочих днів за місяць, р = 22 дні.
Згідно з штатним розписом НУ «ЛП» :
· місячний оклад керівника проекту доцента складає 2500 грн./міс;
· місячний оклад студента складає 630 грн./міс;
· місячний оклад консультанта з економічної частини складає 2500 грн./міс;
· місячний оклад консультанта з охорони праці складає 2500 грн./міс.
Отже, денна заробітна плата розробників складає:
СК = 2500 · (1+0,2)/22 = 136,36 (грн.);
Сс = 630 · (1+0,2)/22 = 34,36 (грн.);
СКЕ = 2500 · (1+0,2)/22 = 136,36 (грн.);
СКО = 2500 · (1+0,2)/22 = 136,36 (грн.).
Таблиця 5.1
Вихідні дані для розрахунку витрат на оплату праці
|
№ |
Посада виконавців |
Місячний оклад, грн. |
Середньоденна ставка, грн./дні |
|
|
1 |
Доцент |
2500 |
136,36 |
|
|
2 |
Консультант з економіки |
2500 |
136,36 |
|
|
3 |
Консультант з охорони праці |
2500 |
136,36 |
|
|
4 |
Студент |
630 |
34,36 |
Розрахунок витрат на оплату праці кожного розробника проекту проводимо за формулою:
,(5.3)
де nij - кількість розробників проекту і-ої спеціальності j-го тарифного розряду, осіб;
tij - час, витрачений на розробку проекту працівником і-ої спеціальності j-го тарифного розряду, днів;
Cij - денна ЗП розробника і-ої спеціальності j-го тарифного розряду, грн.
Таким чином, витрати на оплату праці розробників складають:
3К = 1 · 22 · 136,36 = 2999,92 (грн.);
ЗС = 1 · 65 · 34,36 = 2233,4 (грн.);
3КЕ = 1 · 3 · 136,36 = 409,08 (грн.);
3КО = 1 · 2 · 136,36 = 272,72 (грн.).
Сумарні витрати на оплату праці:
3 = 2999,92 + 2233,4 + 409,08 + 272,72 = 5915,12 (грн.).
Таблиця 5.2
Розрахунок витрат на оплату праці
|
№ |
Спеціальність розробника |
Час розробки, Дні |
Денна заробітна плата, грн. |
Витрати на розробку, грн. |
|
|
1 |
Доцент |
22 |
136,36 |
2999,92 |
|
|
2 |
Консультант з економіки |
3 |
136,36 |
409,08 |
|
|
3 |
Консультант з охорони праці |
2 |
136,36 |
272,72 |
|
|
4 |
Студент |
65 |
34,36 |
2233,4 |
|
|
Разом |
5915,12 |
Величину відрахувань у спеціальні державні фонди визначають у процентному відношенні від суми основної та додаткової заробітної плати. Згідно діючого нормативного законодавства сума відрахувань у спеціальні державні фонди складає приблизно 36,2% від суми заробітної плати:
=36,2*З/100. (5.4)
=36,2*5915,12/100 = 2141,27 (грн.)
Витрати на куповані вироби визначаються за фактичними цінами з врахуванням найменування, номенклатури та необхідної їх кількості на бакалаврську роботу.
Таблиця 5.3
Розрахунок витрат на куповані вироби
№з/п |
Найменування купованих виробів |
Одиниця виміру |
К-сть купованих виробів |
Ціна заодиницю,грн. |
Сумавитрат,грн. |
|
|
1 |
Дискета |
Шт. |
2 |
2,50 |
5,0 |
|
|
2 |
Диск (CD-RW) |
Шт. |
2 |
3,50 |
7 |
|
|
3 |
Папір (формат А4) |
500 листів |
1 |
45,0 |
45,0 |
|
|
4 |
Зошит |
Шт. |
3 |
1,50 |
4,50 |
|
|
Всього |
61,5 |
Отже, витрати на куповані товари становлять Кв = 61,5 (грн.)
При розробці даного програмного забезпечення спеціальне обладнання не використовувалось, тому витрати на спеціальне обладнання відсутні.
Накладні витрати проектних організацій включають три групи видатків: витрати на управління, загальногосподарські витрати, невиробничі витрати. Вони розраховуються за встановленими процентами (120200%) до витрат на оплату праці:
Нв = 120*З/100. (5.5)
Нв = 1,2 · 5915,12 = 7170,1 (грн.)
Інші витрати відображають видатки, які не враховані в попередніх статтях витрат. Вони розраховуються за встановленими процентами (10%) до витрат на оплату праці:
Ів =10*З/100. (5.6)
Ів = 0,1 · 5915,12 = 591,51 (грн.)
Витрати на розробку проектного рішення обчислюємо за формулою:
К1 = З + Вф + Кв + Нв + Ів. (5.7)
Підставивши результати розрахунків, отримаємо:
К1 = 5915,12+ 2141,27 + 61,5 + 7170,1 + 591,51 = 15879,5 (грн.)
Витрати на відлагодження і дослідну експлуатацію програми визначаємо з формули:
К2 = SMГ · tВІД , (5.8)
де SMГ - вартість однієї машино-години роботи ПК, грн./год. SMГ = 2,5 грн./год.;
tВІД - кількість машинних годин, витрачених на відлагодження і дослідну експлуатацію ПК.
Загальна кількість днів роботи на ПК рівна 55 днів. Середній щоденний час роботи на комп'ютері - 4 год., тому:
tВІД = 55*4 = 220 год.
Отримаємо
К2 = 220 · 2,5 = 550 (грн.)
Результати розрахунків зводимо в таблицю 5.4.:
Таблиця 5.4
Кошторис витрат на розробку програмного забезпечення
№з/п |
Найменування елементів витрат |
Сума витрат, грн. |
|
|
1 |
Витрати на оплату праці |
5915,12 |
|
|
2 |
Відрахування у спеціальні державні фонди |
2141,27 |
|
|
3 |
Витрати на куповані вироби |
61,5 |
|
|
4 |
Накладні витрати |
7170,1 |
|
|
5 |
Витрати на експлуатацію ПК |
550 |
|
|
6 |
Інші витрати |
591,51 |
|
|
Всього |
15879,5 |
5.2 Визначення експлуатаційних витрат
Для оцінки економічної ефективності розроблюваного програмного продукту слід порівняти його з аналогом, тобто існуючим програмним забезпеченням ідентичного функціонального призначення.
Експлуатаційні одноразові витрати по програмному забезпеченню і аналогу включають вартість підготовки даних і вартість машино-годин
роботи ЕОМ (за час дії програми):
(5.9)
де Еп - одноразові експлуатаційні витрати на проектне рішення (аналог), грн.;
Е1п - вартість підготовки даних для експлуатації проектного рішення (аналогу), грн.;
Е2п - вартість машино-годин роботи ЕОМ для виконання проектного рішення (аналогу), грн.
Річні експлуатаційні витрати Веп визначаються за формулою:
(5.10)
де Nп - періодичність експлуатації проектного рішення (аналогу), раз/рік.
Вартість підготовки даних для роботи на ЕОМ визначається за формулою:
(5.11)
де 1 - номери категорій персоналу, який приймає участь у підготовці даних (1=1,2,...L);
n1 - чисельність співробітників 1-ої категорії, чол.;
t1 - трудоємність роботи співробітників 1-ої категорії по підготовці
даних, год.;
с1 -- середньогодинна ставка співробітника 1-ої категорії з врахуванням додаткової заробітної плати та відрахувань у спеціальні державні фонди, грн./год.
(5.12)
де - основна місячна заробітна плата працівника 1-ої категорії, грн.;
b - коефіцієнт, який враховує додаткову заробітну плату і відрахування у спеціальні державні фонди;
m - кількість робочих годин у місяці, год.
Для роботи з даними як для проектного рішення так і аналогу потрібен
один працівник, основна місячна заробітна плата якого складає: с° = 1200 грн. Тоді:
грн/год
Трудоємність працівника по підготовці даних для проектного рішення складає 1 год., для аналога 1,5 год.
Таблиця 5.5
Розрахунок витрат на підготовку даних та реалізацію проектного рішення на ЕОМ
|
№ |
Час роботи співробітників, год. |
Середньогодинна заробітна плата, грн./год. |
Витрати, грн. |
|
|
Проектне рішення |
||||
|
1 |
1 |
10,7 |
10,7 |
|
|
Аналог |
||||
|
1 |
1,5 |
10,7 |
16,05 |
Витрати на експлуатацію ЕОМ визначається за формулою:
(5.13)
де t - витрати машинного часу для реалізації проектного рішення (аналогу), год.;
SMГ - вартість однієї машино-години роботи ЕОМ, грн./год.
Е2п = 1 • 2,5 = 2,5 грн.
Е2а=1,5+2,5 = 4,0 грн.
Еп=10,7+2,5=13,2 грн.
Еа=16,0+4,0 = 20,0 грн.
Веп= 13,2*252=3326,4 грн.
Веа=20,0*252=5040 грн.
5.3 Розрахунок ціни споживання проектного рішення
Ціна споживання - це витрати на придбання і експлуатацію проектного рішення за весь строк його служби:
Цсп=Цп+Вепрv (5.14)
де Цп - ціна придбання проектного рішення, грн.:
(5.15)
де Пр - норматив рентабельності;
Ко - витрати на прив'язку та освоєння проектного рішення на конкретному об'єкті, грн.;
Кк - витрати на доукомплектування технічних засобів на об'єкті, грн.;
Цп=15879,5*(1+0,3) = 20643,35 грн.
Benpv - теперішня вартість витрат на експлуатацію проектного рішення (за весь час його експлуатації), грн.:
(5.16)
де Веп - річні експлуатаційні витрати, грн.;
T - строк служби проектного рішення, років;
R - річна ставка проценту банківського.
грн.
грн.
Цсп = 20643,35 +13272,3=33915,65 грн.
Цса = 19800,35+20120=40133,43 грн.
5.4 Визначення показників економічної ефективності
Економічний ефект в сфері проектування рішення:
Епр=Ца-Цп (5.17)
Епр =19800,35- 20643,35 = - 843 грн.
Річний економічний ефект в сфері експлуатації:
Екс=Веа-Веп
Екс=5040-3326,4=1713,6 грн.
Додатковий економічний ефект у сфері експлуатації:
грн.
Сумарний ефект складає:
2275 грн.
Таблиця 5.6
Показники економічної ефективності проектного рішення
|
№ |
Найменування |
Одиниці вимірювання |
Значення показників |
||
|
Базовий варіант |
Новий варіант |
||||
|
1 |
Капітальні вкладення |
Грн. |
- |
15879,5 |
|
|
2 |
Ціна придбання |
Грн. |
20013,43 |
20643,35 |
|
|
3 |
Річні експлуатаційні витрати |
Грн. |
20120 |
13272,3 |
|
|
4 |
Ціна споживання |
Грн. |
40133,4 |
33915,65 |
|
|
5 |
Економічний ефект в сфері проектування |
Грн. |
- |
- 843 |
|
|
6 |
Економічний ефект в сфері експлуатації |
Грн. |
- |
1713,6 |
|
|
7 |
Додатковий ефект в сфері експлуатації |
Грн. |
- |
3118 |
|
|
8 |
Сумарний ефект |
Грн. |
2275 |
Висновок: в даному розділі проведено розрахунок витрат на розробку проектного рішення. Здійснено порівняння з існуючим аналогом, і цим показано, що дане проектне рішення має переваги в порівнянні з аналогами, зокрема: надійність, простота використання, гнучкість, зручність. Згідно проведеного економічного обґрунтування дане проектне рішення є конкурентноздатним. Крім того, отримано додатній економічний ефект у розмірі 2275 грн. і тому розробка і впровадження цього проектного рішення є економічно доцільними.
ВИСНОВОК
Під час виконання дипломної кваліфікаційної роботи було розроблено:
- алгоритм програми, яка дозволяє за виміряним значенням частоти швидко і точно визначити концентрації трьох складників сумішей газу;
- алгоритм програми перевірений з використанням програми MathCAD.
Було також визначено:
- вплив шумів підсилювача та температури навколишнього середовища на точність вимірювання газоаналізатора;
Запропонована методика автоматичної корекції температурної похибки.
Список використаної літератури
1.Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. Москва: Энергоатомиздат, 1989. - 271с.
2.Никитин Н. Н. Курс теоретической механики. Учебное издание. - Москва: Высшая школа, 1990. - 607с.
3.Тихонов В. И. Нелинейные преобразования случайных процесов. - Москва: Радио и связь, 1986, - 296с.
4.Стадник Б.І., Луцик Я. Т. Енциклопедія термометрії. - Львів: НУ «Львівська Політехніка», 2003, - 428с.
5.Гофман Ю. В. Законы формулы задачи физики. - Киев: Наукова Думка, 1972, - 572с.
6. ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация
7.ДСанПІН 3.3.2.007-98 Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин
8.ДСН 3.3.6.042-99. Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень
9.ГОСТ 12.1.005-88. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони
10.СНиП 2.04.05-91*У Отопление, вентиляция и кондиционирование. , Київ: КиївЗНДІЕП, 1996 - с. 89
11.ДБН В.2.5-28-2006 Природне та штучне освітлення, норми проектування.- К., Держархітектурбуд 2006, 65с;
12.ДСН 3.3.6.037-99 Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку
13.ГОСТ 12.1.012-90.ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования;
14.ДСН 3.3.6.039-99 Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації
15.НПАОП 0.00-1.31-99 «Правила охорони праці під час експлуатації електронно- обчислювальних машин»
16.ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. 17.Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля (с изм. N 1)
18.НПАОП 40.1-1.32-01-Правила будови електроустановок. Електрооблад нання спеціальних установок від 21.06.01 Наказ № 272 Мінпраці України
НПАОП 40.1-1.21-98 Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів
19.НПАОП 40.1-1.07-01 Правила експлуатації електрозахисних засобів
20.ГОСТ 12.1.030-81 Електробезпека. Захисне заземлення. Занулення.
21.НАПБ Б.03.002-2007 Норми визначення категорій приміщень, будівель та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою.
22.ДБН В.1.1-7-2002 Пожежна безпека об'єктів будівництва.- К.: Держархітектурбуд, 2002, 62с.
23.ДСТУ Б В.2.5-38:2008. Інженерне обладнання будинків і споруд. Улаштування блискавкозахисту будівель і споруд. - Київ Мінрегіонбуд України, 2008
24.І.Я.Почапська, Розрахунок аналітичних показників умов праці. - Методичні настанови для виконання практичної роботи з дисципліни "Охорона праці в галузі" для студентів денної форми навчання інженерно-технічних спеціальностей. Львів, вид-во Національного університету «Львівська політехніка», 2008 р.,
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Вплив вихлопних газів автотранспорту на екосистему та наслідки їх дії. Склад вихлопних газів двигунів. Існуючі види газоаналізаторів. Вибір оптимального варіанту структурної схеми. Вибір мікроконтролера, інтерфейс RS-485. Розрахунок похибки вимірювання.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.01.2011Функціональна схема мікроконтролера ATMega8. Розробка робота на базі мікроконтролера ATMega8 з можливістю керування електродвигунами за допомогою програми. Функціональна і принципова схеми пристрою з вибором додаткових елементів, алгоритм його роботи.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 08.10.2012Теорія похибок вимірювання. Джерела складових похибки. Ознаки розрізнення похибки вимірювання. Різновиди похибок вимірювань за джерелом виникнення, за закономірністю їх змінювання. Випадкова та систематична похибка. Кількісні характеристики похибок.
учебное пособие [109,3 K], добавлен 14.01.2009Динаміка об'єкта керування (розбавлювача димових газів), технологічний процес. Робота об'єкта в режимі нормальної експлуатації, методи дослідження і вид вхідного впливу. Розрахунок оптимальних настроювань регулятора. Розрахунок метрологічних показників.
курсовая работа [191,1 K], добавлен 03.10.2010Визначення частоти коливань генератора. Розрахунок додаткового опору для вимірювання заданої напруги. Межа знаходження вимірюваної величини напруги при заданій максимальній величині струму. Визначення амплітудного та середньовипрямленого значення частоти.
контрольная работа [97,9 K], добавлен 06.11.2016Теоретичний аналіз існуючих технологій гібридних інтегральних мікросхем, особливості їх конструювання, позначення параметрів, вибір матеріалів, переваги і недоліки, технології виробництва. Розробка комутаційної схеми, розрахунок елементів мікросхеми.
курсовая работа [1004,7 K], добавлен 18.09.2010Огляд математичних моделей для системи керування мобільними об'єктами. Постановка задачі керування радіокерованим візком. Розробка структури нечіткої системи керування рухом та алгоритму програмного модуля. Аналіз результатів тестування програми.
курсовая работа [903,9 K], добавлен 03.07.2014Дослідження потенційних можливостей м’якого декодування завадостійких кодів. Аналіз алгоритму ітеративного декодування турбокодів. Розробка програмної моделі системи передавання з турбокодуванням та оцінка достовірності результатів моделювання.
дипломная работа [553,5 K], добавлен 19.05.2011Автоматизація процесу створення оптимальних параметрів середовища вирощування у спорудах захищеного грунту. Розробка структурної і принципової схеми управління мікрокліматом теплиці, алгоритму та програми на мові асемблера для мікропроцесора AT89С51.
курсовая работа [1017,3 K], добавлен 15.06.2014Розробка структурної схеми перетворювача, аналіз існуючих методів вимірювання індуктивності. Попередній розрахунок первинного перетворювача та підсилювача потужності. Розробка детальної структури схеми, електричні розрахунки та визначення похибки.
курсовая работа [706,0 K], добавлен 30.11.2009
