Використання магнітних полів для визначення параметрів напівпровідникових матеріалів та структур
Ефекти в напівпровідникових матеріалах, що виникають у магнітному полі. Геометрія зразків і положення контактів. Методи дослідження ефекту Холла. Магніторезистивний ефект. Універсальна установка для вимірювання параметрів напівмагнітних напівпровідників.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 13.05.2012 |
| Размер файла | 2,6 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.
3.1.6. Інші витрати
Інші витрати є витратами, які не враховані в інших статтях. Вони становлять 10% від заробітної плати:
На основі отриманих даних складається калькуляція вартості проведення проектних робіт, результати зведені в таблицю 6.
Таблиця 5
Кошторис витрат на виконання проектних робіт
|
№ п/п |
Найменування елементів витрат |
Сума витрат, грн |
|
|
1 |
Витрати на оплату праці |
7271, 20 |
|
|
2 |
Відрахування у спеціальні державні фонди |
2632,17 |
|
|
3 |
Витрати на куповані вироби |
92,40 |
|
|
4 |
Витрати на використання комп'ютерної техніки |
954,00 |
|
|
5 |
Накладні витрати |
10906,80 |
|
|
6 |
Інші витрати |
727,10 |
|
|
Разом |
22583,60 |
3.2 Визначення виробничої собівартості
Визначення виробничої собівартості спроектованого приладу здійснюється за питомою вагою у ньому окремих елементів витрат. Питома вага елементів витрат встановлюється за даними структури собівартості приладу - аналога.
,
де Свир - виробнича собівартість спроектованого приладу, розрахована методом питомих ваг, грн.; Ум - питома вага вартості основних матеріалів і комплектуючих виробів у виробничій собівартості аналога (65%); М - вартість основних матеріалів і комплектуючих виробів спроектованого приладу. В таблиці 6 наводиться вартість комплектуючих виробів.
Таблиця 6
Вартість комплектуючих виробів
|
№ |
Комплектуючі вироби |
Кількість, шт. |
Вартість за одиницю, грн. |
Сума, грн. |
|
|
1 |
Комп'ютер |
1 |
3500,00 |
3500,00 |
|
|
2 |
Кріостат |
1 |
5000,00 |
5000,00 |
|
|
3 |
Установка |
1 |
4323,00 |
4323,00 |
|
|
Загальна вартість М |
12823,00 |
Повна собівартість спроектованого приладу, необхідна для розрахунку економічного ефекту в умовах виробництва, визначається із співвідношення:
,
де Свир - виробнича собівартість спроектованого приладу, визначена за одним з способів (наприклад, методом питомих ваг), грн.;
О - позавиробничі витрати підприємства, де буде виготовлятися спроектований прилад, (5%).
Для визначення економічного ефекту в умовах виробництва знаходимо ціну спроектованого пристрою:
Ц = СП (1+ РР2/100), Ц=1140,23 (1+0,3/100) =1143,67
де СП - повна собівартість спроектованого приладу, грн.
РР2 - рентабельність нового приладу по відношенню до собівартості, % (може бути прийнята у межах 30%).
Економічний ефект в умовах виробництва визначається з виразу:
Ев = Ц1 - Ц,
, отже
Ев=1500,00-1143,67=356,33 грн
де Ц1, Ц - ціна відповідно аналога і спроектованого приладу, грн.
Згідно з проведеними мною дослідженнями, я дійшов висновку, що ціна спроектованого мною приладу є нижчою, ніж ціна аналогу, а отже, мій прилад є економічно ефективним.
Розділ 4. Охорона праці
Темою моєї дипломної роботи передбачено розробити "Комп'ютеризований стенд для дослідження магнітнопольових залежностей напівпровідників та наноструктур".
З метою виключення можливості виробничого травматизму, професійних захворювань, пожеж, вибухів тощо, передбачено ряд заходів з охорони праці.
Згідно з виданим мені завданням необхідно здійснити розрахунок вентиляції та заземлення.
Ергономіка
Реальні розміри приміщення становлять: довжина - 7 м; ширина - 4.5 м; висота - 3,5 м. Тобто площа приміщення - 31,5 м2, об'єм - 110,25 м3, а отже відповідає вимогам санітарних норм: "Державних санітарних правил та норм роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин ДСанПІН 3.3.2.007-98".
Метеорологічні умови.
В приміщенні підтримується певні метеорологічні умови, що визначаються температурою, відносною вологістю повітря, тиском та швидкістю руху повітря. Ці фактори впливають на терморегуляцію, тобто спроможність організму людини підтримувати нормальну температуру тіла (в межах 36 - 37°С).
Тепловіддача від організму здійснюється шляхом тепловипромінювання, конвекції і випаровування. При підвищеній температурі навколишнього середовища тепловіддача здійснюється лише за рахунок випаровування поту. Перегрівання тіла до 40 - 41°С приводить до порушення водно-сольового /d приміщення, оптимальні і допустимі значення температури, відносної вологості і швидкості руху повітря, встановлюються з врахуванням трудоємності і складності роботи, яка виконується, а також пори року. Користувачі персональних комп'ютерів належать до групи 1а - легкі роботи.
Відповідно з цим і ГОСТ 12.1.005-88, СН 512-78 та ДСН 3.3.6.042-99 вибираємо необхідні метеорологічні умови.
Таблиця 1.
Оптимальні і допустимі метеорологічні умови
|
Період року |
Категорія робіт |
Температура t,°С |
Відносна вологість повітря, % |
Швидкість повітря |
||||
|
Оптимальна |
Допустима |
Оптимальна |
Допустима |
Оптимальна |
Допустима |
|||
|
Холодний |
Легка 1а |
22 - 24 |
21 - 25 |
40 - 60 |
< 75 |
0,1 |
< 0,1 |
|
|
Теплий |
Легка 1а |
23 - 25 |
22 - 28 |
40 - 60 |
< 55 |
0,1 |
0,1 - 0,2 |
Для забезпечення необхідних метеорологічних умов в приміщенні встановлено обладнання системи центрального опалення, але в зимовий період його тепловіддача є недостатньою.
Решту метеорологічних умов в приміщенні забезпечується природною вентиляцією, через вікна та двері.
Розрахунок вентиляції
Завдання №1
Розрахувати ефективність природної вентиляції приміщення відділу. Основні вхідні дані взяти з завдання до дипломного проекту.
Розміри приміщення: довжина - 7м, ширина - 4,5м, висота - 3,5м., кількість працюючих - 4, розмір кватирки - 0,23м2.
Необхідний повітреобмін Lн обчислюється за формулою:
Lн = L?n м3/год (1.1)
Lн =30?4=120 м3/год
Де n - кількість працюючих
L = 30 м3/год - необхідний повітреобмін на одного працюючого
Фактичний повітреобмін Lф обчислюється за формулою:
Lф = м?F?V?3600 м3/год (1.2)
Дем = 0.55 - коефіцієнт витрати повітря;
F - площа кватирки, через яку буде виходити повітря, м2;
V - швидкість виходу повітря з верхнього прорізу (кватирки), м/с.
(1.3)
Деg=9.8 м/с - прискорення вільного падіння;
H2 - тепловий напір під дією якого буде виходити повітря з кватирки, кг/м2:
ДH2 = h2 (yh-yап) (1.4)
Де
h2 = 0.75 м - висота від площини рівних тисків до центру кватирки;
yh та yап - відповідно об'ємні повітря зовні приміщення та усередині його, кг?с/м3.
Об'ємна вага повітря визначається за формулою:
(1.5)
Де
P6 = 750 мм рт. ст - барометричний тиск; Т - температура повітря в _К; Т = 301_К для літа в приміщенні; Т = 290_К для зими в приміщенні; Т = 297_К для літа на повітрі; Т = 262_К для зими на повітрі;
Об'ємна вага повітря для холодного періоду року зовні:
Об'ємна вага повітря для холодного періоду року в приміщенні:
Об'ємна вага повітря для теплого періоду року зовні:
Об'ємна вага повітря для теплого періоду року в приміщенні:
Тепловий напір під дією якого буде виходити повітря з кватирки в холодний період року обчислюємо за формулою (1.4):
ДH2=0.75? (1.33-1.20) =0.0964 кг/м2
Тепловий напір під дією якого буде виходити повітря з кватирки в теплий період року обчислюємо за формулою (1.4):
ДH2=0.75? (1.17-1.16) =0.0117 кг/м2
Швидкість виходу повітря з верхнього прорізу (кватирки) в холодний період року обчислюємо за формулою (1.3):
м/с
Швидкість виходу повітря з верхнього прорізу (кватирки) в теплий період року обчислюємо за формулою (1.3):
м/с
Фактичний повітрообмін Lф в холодний період року обчислюємо за формулою (1.2):
Lф = 0.55?0.23?1.27?3600=576 м3/год
Фактичний повітрообмін Lф в теплий період року обчислюємо за формулою (1.2):
Lф = 0.55?0.23?0.441?3600=200 м3/год
Lф > Lн
576 > 120
200 > 120
Шум
При роботі принтерів, розмножувальної та іншої комп'ютерної техніки виникають шум, вібрація, ультразвук.
Рівень шуму дорівнює 50?Б (ГОСТ12.1.012-90), тому захисних заходів не передбачається і приміщення відповідає вимогам щодо шуму (ДСТУ 2867-94).
Сприятливі умови роботи забезпечують як високу продуктивність праці, так і позитивно впливають на психологічний стан людини, на її працездатність і здоров'я.
Електрична безпека
Згідно класифікації приміщень за ступенем небезпеки ураження електричним струмом приміщення, де експлуатуються персональні комп'ютери відносяться до приміщень без підвищеної небезпеки ураження людини електричним струмом.
Умови ураження людини електричним струмом такі:
- двофазне дотикання (двофазне включення людини в мережу);
- однофазне дотикання, наближення на небезпечну віддаль до неізольованих дротів з напругою більше 1000 В;
- дотик до корпуса обладнання, що не проводить струм, але опинилося під напругою;
- перебування в зоні дії атмосферної електрики;
- вхід у зону дії електромагнітного поля.
Робота виконується на ПК, який живиться від джерела змінного струму.
Електрообладнання приміщення відноситься до класу пристроїв із напругою живлення до 1000 В. Приміщення, де експлуатуються ПК - це приміщення без підвищеної електронебезпеки. Живлення електрообладнання здійснюється від мережі змінного струму 220 В, 50 Гц. Подача напруги здійснюється за допомогою загального вимикача. Подача живлення до електрообладнання здійснюється за допомогою ізольованих кабелів.
Приміщення, де знаходиться вся комп'ютерна техніка, обладнується контуром-шиною захисного заземлення, яка з'єднується із заземлювачем. Контур-шина виготовляється з мідного дроту діаметром 6 мм у перерізі і вкладається по периметру приміщення. Місця перетину дротів пропаюються з застосуванням бікислотного флюсу. Захисне заземлення повинно забезпечувати захист людей вiд ураження електричним струмом при дотиканнi до металiчних неструмопровідних частин, якi можуть опинитися пiд напругою внаслiдок пошкодження iзоляцiї. Захисне заземлення належить виконувати з'єднанням металевих частин електроустановок з землею чи її еквiвалентом.
Розрахунок заземлення
Завдання №2
Розрахувати заземлення для стаціонарної установки. Заземлювачі заглиблені і розміщені в один ряд (глибина закладання t=80 см).
Визначити відстань між заземлювачами.
Взяти відповідно до ПЕУ, ПТБ і ПТЕ припустимий опір захисного заземлення.
Визначити розрахунковий питомий опір ґрунту.
Визначити опір розтіканню струму одиночного заземлення.
Визначити кількість заземлювачів.
Визначити довжину з'єднувальної смуги.
Визначити розрахунковий опір з'єднувальної смуги.
Визначити загальний розрахунковий опір заземлюваного пристрою.
Зробити висновок про ефективність виконаного захисного заземлення.
Вхідні данні:
Тип заземлювача: труба;
Довжина заземлювача, см - 275;
Діаметр заземлювача: - 5;
Ширина з'єднувальної смуги, см - 4;
ґрунт: супісок;
Кліматична зона: ІІ.
Визначаємо відстань між заземлювачами. Lт = сlт, см
У відповідності з ПУЕ, ПТБ та ПТЕ визначаємо допустимий опір розтіканню струму в заземлювачі Rз для установки до 1000В ізольованої та глухо заземленої нейтралі. Rз=10 Ом;
Визначаємо питомий опір ґрунту, який рекомендований для розрахунку, стабл: стабл = 7·104 Ом·см;
Визначаємо підвищуючі коефіцієнти для труб Кпт і для полоси Кпп, які враховують зміни опору грунту та різні пори року в залежності від опадів, що випали:
Кпп = 3.5-4.5; Кпт = 1.5-1.8;
Визначаємо розрахунковий питомий опір ґрунту для стержнів, Ом:
срасчетн = стабл·Кпт; срасчетн = 7·104·1.5=105000;
Визначаємо відстань від поверхні землі до середини труби, см:
; ;
Визначаємо опір розтіканню струму для одиночного заглибленого заземлювача, який розташований нижче поверхні землі на 0.6-0.8 м (застосовується для стаціонарних установок), Ом:
;
;
Визначаємо потрібну кількість труб (одиночних заземлювачів) без врахування екранування:
;
;
Визначаємо відстань між трубами із співвідношення для заглиблених стаціонарних заземлювачів це співвідношення рекомендовано приймати
см;
;
Визначаємо коефіцієнт екранування труб зэт при кількості труб та відношенні
:
зэт=0.49;
Визначаємо необхідну кількість труб з урахуванням коефіцієнта екранування:
; ;
Приймаємо кількість труб рівною 62.
Визначаємо розрахунковий опір розтіканню струму при принятій кількості труб зТЭ, Ом:
;
;
Визначимо довжину з'єднувальної смуги:
Визначаємо опір розтіканню струму в з'єднувальній смузі:
Визначаємо коефіцієнти екранування зэ. сп для з'єднувальної полоси при nтэ і співвідношенні : зэ. сп=0.21;
Визначаємо розрахунковий опір розтіканню струму в з'єднувальній смузі (з урахуванням коефіцієнта екранування), Ом:
; ;
Визначаємо загальний розрахунковий (теоретичний) опір розтіканню струму в трубах і з'єднувальній смузі, Ом:
;
;
Визначаємо необхідний розтин магістральної шини внутрішнього контура по ПУЕ: Sмаг. шини=100 мм2;
Визначаємо необхідний розтин провідників для з'єднування заземлюваного пристрою з магістральною шиною по ПУЕ для голих провідників при відкритій прокладці (матеріал мідь та алюміній): Sміді=4 мм2; Sалюм=6 мм2. По результатах розрахунків отримуємо паспорт заземлювача:
Відстань між заземлювачами: 275 см;
Припустимий опір захисного заземлення: 10 Ом;
Розрахунковий питомий опір ґрунту: 7·104 Ом·см;
Опір розтіканню струму одиночного заземлення: 303.946 Ом;
Кількість заземлювачів: 62;
Довжина з'єднувальної смуги: 17316.75 см;
Розрахунковий опір з'єднувальної смуги: 1.05 Ом;
Загальний розрахунковий опір заземлюваного пристрою: 0.95 Ом.
Пожежна безпека
У приміщенні, де експлуатується персональні комп'ютери здійснюються профілактичні, протипожежні заходи, які визначені Правилами пожежної безпеки в Україні, та іншими нормативними документами. Будівля має ІІ ступінь вогнестійкості (СНіП 11-90-81).
Пожежно-профілактичні засоби розробляються та використовуються не окремо, а в тісному взаємозв'язку з усіма проектними, будівельними та експлуатаційними роботами. Приміщення експлуатації забезпечується вуглекислотними вогнегасниками типу ВВ-2. У випадку виникнення пожежі перш за все треба відключити джерело живлення, використовувати вуглекислотний вогнегасник, а також здійснити евакуацію людей та матеріальних цінностей. Пожежна безпека приміщень визначається особливостями технічного процесу, що в них виконується, особливостями речовин та матеріалів. За вибухопожежною та пожежною небезпекою приміщення й будівлі згідно діляться на категорії А, Б, В, Г, Д.
Для нашого приміщення встановлена категорія пожежної небезпеки Д при ступені вогнестійкості ІІ, що означає наявність у приміщенні негорючих речовин та матеріалів у холодному стані, а це дозволяє використовувати будівлі до 10 поверхів, а при одноповерховому варіанті - площа приміщення не обмежується.
Пропонується періодичний контроль обладнання та інструктаж з
пожежної безпеки та охорони праці.
Провівши необхідні розрахунки вентиляції та заземлення, я прийшов до такого висновку:
Обрахувавши вентиляцію, дійшов висновку, що існуюча вентиляція в декілька разів перевищую норму. Тому не треба вживати додаткових заходів для його покращення; а розрахувавши заземлення, прийшов до висновку, що розрахункове заземлення ефективне і відповідає всім вимогам.
Висновки
Проаналізовано апаратно-програмні комплекси, придатні для створення комп'ютеризованого стенду для дослідження магніто-польових змін параметрів напівпровідникових матеріалів та наноструктур - LabJack, UniLab Microsensor та ZetLab.
На основі порівняльного аналізу, оцінок переваг і недоліків комплексів зроблено вибір на користь комплексу ZetLab.
Основні критерії, за якими зроблено вибір, були наступні:
Ш широкий спектр можливостей комплексу;
Ш технічна підтримка на території країн СНД;
Ш доволі доступна ціна пристрою;
Ш короткий час доставки.
Запропонована блок-схема комп'ютеризованого стенду для дослідження магніто-польових змін параметрів напівпровідникових матеріалів та наноструктур.
Список використаної літератури
1. Кучис Е.В. Гальваномагнитные эффекты и методы их исследования. - М.: Радио и связь, 1990. - 264 с.
2. А. Жигалов, С. Карелін Універсальна установка для вимірювання параметрів напівмагнітних напівпровідників у широкому температурному діпазоні. - Харків, 2003 - 15 с.
3. Л.П. Павлов. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М: Высшая школа, 1987, 240 с.
4. В.И. Фистуль, Введение в физику полупроводников, М., Высшая школа, 1975.
5. К.Б. Шалимова, Физика полупроводников, М., Энергоатомиздат, 1985.
6. Методичні вказівки до виконання лабораторного практикуму з курсу "Низькорозмірні структури та надгратки" для студентів базового напрямку 6.0908 “Електроніка” спеціальності 7.09.0801 "Мікроелектроніка і напівпровідникові прилади". / Укладач Д.М. Заячук - Львів, ДУ "ЛП", 2000. - 15 с.
7. Батлук В.А., Гогіташвілі Г.Г., Уваров Р.В., Смердова Т.А. Охорона праці в галузі телекомунікацій. Навч. посібник - Львів: Афіша,-2003.
8. Бедрій Я.І., Дембіцький С.І., Джигирей В.С., Єнкало В.М. Охорона праці: Навчальний посібник. - Львів, в-во "еК.К. К. о",-1997.
9. http://blues. franko. lviv.ua/
10. http://www.zetlab.ru/
11. http://labjack.com/u3
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Призначення та види вимірювань. Діючі стандарти та технічні умови оформлення параметрів та характеристик волоконно-оптичного зв'язку. Методи знаходження пошкоджень у ВОЛЗ. Вимірювання потужності оптичного випромінювання та геометричних параметрів ОВ.
контрольная работа [115,2 K], добавлен 26.12.2010Зонна структура напівпровідників. Електричний струм в напівпровідникових діодах. Зняття вольт-амперної характеристики діодів в пропускному та в запірному напрямах. Електропровідність і концентрація носіїв струму. Відмінність металів від напівпровідників.
лабораторная работа [100,5 K], добавлен 22.06.2011Магнітні властивості речовин, визначення магнітних характеристик феромагнетиків. Магнітна індукція як силова характеристика магнітного поля, розрахунки магнітних кіл. Опис лабораторної установки, приладів для вимірювання, порядок виконання роботи.
лабораторная работа [971,1 K], добавлен 13.09.2009Діагностика електрообладнання автомобіля, вимірювання напруги в різних точках електричних кіл. Класифікація вольтметрів. Використання вимірювальних генераторів і вимірювання частоти сигналу. Функціональна схема електронно-рахункового частотоміра.
реферат [62,1 K], добавлен 26.09.2010Сутність і властивості напівпровідників, їх види. Основні недоліки напівпровідникових приладів, їх типи. Характеристика двохелектродної лампи-діода, її принцип роботи. Опис тріода, транзистора. Сфера використання фоторезистора, тетрода, світлодіода.
презентация [2,5 M], добавлен 06.06.2013Огляд методів та приладів для вимірювання вологості. Розробка функціональної схеми вогогоміра. Рівняння перетворення та похибки квантування цифрового вимірювача параметрів електричного кола. Кондуктометричний і ємнісний методи вимірювання вологості.
курсовая работа [40,1 K], добавлен 24.01.2011Методи та засоби вимірювання характеристик фоточутливих елементів приймачів випромінювання, значення рівномірності яскравісного поля. Розробка дифузного випромінювача змінної яскравості; розрахунок системи параметрів виробу, визначення показників якості.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 15.03.2013Діагностування систем запалювання та електрозабезпечення за допомогою осцилографа. Осцилограми вторинної напруги послідовного та накладеного зображення. Осцилограми напруг на виході генератора, вимірювання час-амплітудних параметрів сигналів датчиків.
контрольная работа [377,0 K], добавлен 26.09.2010Основні характеристики, термінологія, види, системи одиниць і методи вимірювання. Класифікація і характеристика вимірювальних приладів. Практичні аспекти при виконанні робіт, зміст та визначення похибки вимірювання, класи точності вимірювальної техніки.
реферат [234,2 K], добавлен 28.03.2009Сутність, види та методи виготовлення друкованих плат. Розробка варіантів струмопровідного рисунку плати. Визначення геометричних параметрів плати та вибір оптимального варіанту для розробки її робочого креслення. Використання графічної системи "Компас".
курсовая работа [589,6 K], добавлен 09.01.2014
