Разработка предложений по созданию усовершенствованного варианта металлодетектора

4) Термоустойчивость полевого транзистора помогает разработчику при параллельном соединении приборов для увеличения нагрузочной способности. Можно включать параллельно достаточно большое число MOSFETов без выравнивающих резисторов в силовых цепях и при этом не опасаться рассимметрирования токов, что, очень опасно для биполярных транзисторов. Однако параллельное соединение полевых транзисторов тоже имеет свои особенности.

5) Полное отсутствие вторичного пробоя. Это преимущество позволяет эффективнее использовать полевой транзистор по передаваемой мощности.

Для создания необходимого зондирующего магнитного поля, ток, развиваемый в генераторной рамке, должен иметь величину 10 ампер. Создание таких больших токов до последнего времени затрудняло построение металлодетекторов, использующих импульсный метод намагничивания. Ситуация изменилась с появлением мощных КМОП транзисторов, способных коммутировать токи величиной в десятки ампер. В данной работе используются мощные КМОП-транзисторы КП723В (аналог IRFZ40). Максимальный ток стока, на который рассчитан этот транзистор, составляет 50 А, что вполне удовлетворяет поставленным требованиям. Особенностью данного транзистора, как и многих других мощных КМОП-ключей, является включенный между стоком и истоком защитный стабилитрон (показан на рисунке 5.2). В проектируемой схеме стабилитроны, входящие в состав транзистора, ограничивают амплитуду выбросов напряжения на индуктивности генераторной рамки, что является достаточно нетривиальным решением, позволяющем не прибегать к дополнительной схеме ограничения, приводящей к усложнению устройства.



Рисунок 5.2 - Условное обозначение транзистора КП723В

Важный момент, о котором нужно помнить при использовании мощных полевых транзисторов - это достаточно высокая входная емкость С_зи (для IRFZ40 емкость порядка 2000 pF), что приводит к большим динамическим токам затвора. Для максимально быстрого включения КМОП-ключа необходим источник напряжения с минимальным внутренним сопротивлением, способный отдавать в импульсе достаточно высокий ток для заряда входной емкости транзистора. В этой ситуации использование порта микроконтроллера невозможно, поэтому для управления такими транзисторами применяют специальные микросхемы-драйверы, удовлетворяющие поставленным выше условиям. В настоящей работе использованы микросхемы IR2101 (производство International Rectifier). Внутренняя структура и расположение выводов приведено на рисунке 5.3 [10].

Рисунок 5.3 - Внутренняя структура и назначение выводов IR2101

В состав микросхемы входят два независимых драйвера для управления мощными ключами, что позволяет строить двухтактные схемы. В данном устройстве используется две IR2101 и четыре КП723В, объединенных в мостовую схему. Использование мостовой схемы позволяет повысить мощность, отдаваемую в нагрузку (в данном случае - генераторную рамку), ровно в два раза по сравнению с двухтактным включением. Для управления работой звукового излучателя также был использован указанный полевой транзистор, поскольку он удовлетворяет всем требованиям обвязки полярного излучателя звука S_424HDT вкупе в управлением светодиодной индикацией.

Все элементы, используемые в схеме, предназначены для поверхностного монтажа, что позволяет добиться повышения надежности устройства, уменьшения энергоемкости и, как следствие, увеличения времени работы от аккумуляторной батареи.

6. Конструкторские расчеты

6.1 Расчет надежности

Ориентировочный расчет показателей надежности

При ориентировочном расчете учет электрического режима и условий эксплуатации элементов выполняется приближенно, с помощью обобщенных эксплуатационных коэффициентов [18, 19].

Ориентировочный расчет выполняется на начальных стадиях проектирования РЭУ, когда еще не выбраны типы и эксплуатационные характеристики элементов, не спроектирована конструкция и отсутствуют результаты конструкторских расчетов.

Ориентировочный расчет производится для периода нормальной эксплуатации РЭУ (для периода, когда общая интенсивность отказа устройства примерно постоянна во времени).

При ориентировочном расчете пользуются допущениями:

отказы элементов случайны и независимы;

для элементов РЭУ справедлив экспоненциальный закон надежности;

принимаются во внимание только внезапные отказы

учитываются только элементы электрической схемы, а также монтажные соединения, если вид соединения заранее определен;

учет электрического режима и условий эксплуатации элементов выполняется приближенно.

Формируем группы однотипных элементов и по справочным данным определяем среднегрупповое значение интенсивности отказов.

Так образом получаем, для резисторов выбираем значение интенсивности отказов, соответствующее мощности рассеивания менее 0,5 Вт при постоянном токе, так как полосовой фильтр потребляет мало мощности и работает при постоянном токе. Конденсаторы выберем керамические. Данные об интенсивности отказов представлены в таблице 6.1. Учитывается также и количество функциональных узлов.

Таблица 6.1 - Данные для ориентировочного расчета

Группа элементов	Количество элементов в i_й группе	Интенсивность отказов для элементов i_й группы , Ч 1/ч	Произведение *, Ч1/ч
Резистор	23	0,05	0,65
Конденсатор	18	0,02	0,36
Диод	8	0,20	1,6
Транзистор	5	0,30	1,5
Тумблер	1	0,80	0,80
Индикатор сигнальный	2	3,30	6,60
Интегральная микросхема	8	0,45	3,6
Печатная плата	1	0,2	0,2
Пайка	216	0,04	8,64
?	-	-	23,95

Число паек определяется как суммарное число выводов элементов и внешних выводов каскада. В данном случае пайки рассматриваются как элементы.

=23,95*1/ч

С помощью обобщенного эксплуатационного коэффициента, найденного по справочным таблицам для лабораторных условий, скорректируем величину , учтя тем самым приближенно электрический режим и условия работы элементов (согласно исходным данным УХЛ 2: для эксплуатации под навесом или в помещениях (объемах), где колебания температуры и влажности, воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха, например, в палатках, кузовах, прицепах, металлических помещениях без теплоизоляции, а также в оболочке комплектного изделия категории 1 отсутствие прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков). Согласно справочным данным =1,07 (наземные стационарные условия). Тогда

(х)= 23,95**1,07=25,63* 1/ч (6.1)

По общепринятым формулам для экспоненциального закона надежности подсчитываем другие показатели надежности:

a) наработка на отказ

== 39016 ч (6.2)

б) вероятность безотказной работы за время

Р()==0,98 (6.3)

в) гамма-процентная наработка до отказа (при г=0,99)

= = 1800 ч (6.4)

Уточненный расчет надежности

Интенсивность отказов рассчитывается

, (6.5)

где i 0 - справочное значение интенсивности отказа i_го элемента;

m - общее число учитываемых эксплуатационных факторов;

j - поправочный коэффициент.

n - общее число элементов конструкции.

В наших расчетах используются комбинированные поправочные коэффициенты:

1,2 - учитывающий одновременно температуру и электрический режим;

3,4 - учитывающий одновременно кинематические и механические нагрузки.

Для определения поправочных коэффициентов j, воспользуемся обобщенными таблицами и графиками.

Данные для расчетов в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Исходные данные для уточненного расчета надежности

N п/п	Наименование элементов	0i10-6, 1/час	Кол-во элементов	0i10-6, 1/час	kн	1,2	3,4	П(i)	i, час
1	Резистор	23	0,05	0,65	0,6	0,9	2	5	0,6
2	Конденсатор	18	0,02	0,36	0,6	0,15	2	1,8	0,4
3	Диод	8	0,20	1,6	0,6	0,9	2	1,8	0,6
4	Транзистор	5	0,30	1,5	0,7	0,9	2	0,3	0,5
5	Тумблер	1	0,80	0,80	0,7	1,2	2	0,7	3
6	Индикатор сигнальный	2	3,30	6,60	0,5	0,35	2	0,7	0,4
7	Интегральная микросхема	8	0,45	3,6	0,7	2,5	2	2,2	0,2
8	Печатная плата	1	0,2	0,2	0,7	0,35	2	0,7	1
9	Пайка	216	0,04	8,64	0,6	0,35	2	0,7	1

Средняя наработка на отказ данного изделия определяется:

(6.6)

Вероятность безотказной работы рассчитывается:

(6.7)

Среднее время восстановления рассчитывается:

(6.8)

где q_i - вероятность отказа из-за выхода из строя элемента i_ой группы;

k - число групп элементов.

Вероятность восстановления рассчитывается:

(6.9)

где - заданное время восстановления.

Коэффициент готовности рассчитывается:

, (6.10)

Коэффициент ремонтопригодности рассчитывается:

, (6.11)

Вероятность безотказной работы с учетом восстановления рассчитывается:

, (6.12)

Доверительные границы для наработки на отказ:

, (6.13)

где n = 10…15 - число отказов достаточных для определения надежности;

= 0,9…0,99 - достоверность определения границ;

,

² - функция, определяемая в зависимости от числа степеней свободы и доверительной вероятности.

Параметры надежности, полученные в результате расчета:

Средняя наработка на отказ, ч 39200

Вероятность безотказной работы 0,98

Среднее время восстановления, ч 0,15

Вероятность восстановления 0,9712

Коэффициент готовности 0,998

Коэффициент ремонтопригодности 0,0001

Вероятность безотказной работы с учетом восстановления 0,9898

Доверительные границы для наработки на отказ 35898,3…42532,6

Полученные данные соответствуют требованиям, записанным в техническом задании.

6.2 Расчет механической прочности и устойчивости

Все виды радиоэлектронных средств подвергаются воздействию внешних механических нагрузок, которые передаются к каждой детали, входящей в конструкцию. Разрабатываемый импульсный металлодетектор может эксплуатироваться не только в качестве стационарного обнаружителя, но и мобильно. Таким образом, разрабатываемый прибор в процессе эксплуатации может подвергаться воздействиию вибраций. При расчете частот собственных колебаний конструкцию радиоэлектронного средства условно заменяют эквивалентными расчетными схемами, для которых известны аналитические зависимости. Основное условие замены состоит в том, чтобы расчетная схема возможно ближе соответствовала реальной конструкции и имела минимальное число степеней свободы [18, 19].

Собственная частота поверхностно монтируемых элементов мало отличается от частоты платы, поэтому проведем расчет частоты колебаний самой крупногабаритной микросхемы со штыревыми выводами разрабатываемого металлодетектора - стабилизатора PSD 1205DLF. При расчете частоты собственных колебаний микросхемы ее представляют в виде консольной конструкции (рисунок 7.4.1).

Рисунок 6.1 - Консольная конструкция

В этом случае расчет собственной частоты колебаний микросхемы, Гц, можно произвести по формуле

, (6.14)

где Е - модуль упругости материала балки, Н/м²;

где М - сосредоточенная масса, кг;

где I - момент инерции балки, м⁴;

где l - длина балки, м.

где m - приведенная погонная масса, кг/м.

Момент инерции для выводов микросхемы рассчитываем по формуле

, (6.15)

где D - диаметр вывода микросхемы.

Подставляя значение D = 0,5·10^-3 в выражение (6.15), получим:

.

Значения исходных величин для расчета собственной частоты колебаний микросхемы следующие:

- E = 0,7·10¹¹ Н/м²;

- M = 8·10^-3 кг;

- m = 0,025 кг/м;

- l = 52,4·10^-3 м;

- I = 0,0031·10^-12 м⁴.

Подставляя эти значения в выражение (6.14), получим:

Гц.

Так как собственная частота колебаний стабилизатора не попадает в опасный диапазон частот, делаем вывод о том, что этот элемент в процессе эксплуатации вряд ли может подвергаться воздействию резонансных частот. Из анализа сборочного чертежа платы печатной узла управления и спецификации к нему приходим к выводу о необходимости расчета собственной частоты колебаний микросхемы КР142ЕН5Б. Расчет проводим аналогично расчету собственной частоты колебаний стабилизатора PSD 1205DLF. Полученное значение частоты f₀ = 115,1 Гц также не попадает в опасный диапазон.

При закреплении плат по углам в четырёх точках собственную частоту определять по формуле

, (6.16)

где a - длина платы, м;

где b - ширина платы, м;

где D - цилиндрическая жесткость платы, Н/м;

где M - масса платы с ЭРЭ, кг.

Цилиндрическую жесткость платы, Н/м, вычисляем по формуле

, (6.17)

где Е - модуль упругости материала платы, Н/м²;

где h - толщина платы, м;

где н - коэффициент Пуассона.

Значения исходных величин для расчета цилиндрической жесткости платы следующие:

- E = 3,02·10¹⁰ Н/м²;

- h = 1,5·10^-3 м.

Подставляя эти значения в формулу (6.17), получим:

Масса платы с ЭРЭ составляет 108 грамм. Тогда собственная частота колебаний платы будет равна

 Гц.

Печатная плата должна обладать значительной усталостной долговечностью при воздействии вибраций. Для этого необходимо, чтобы минимальная частота собственных колебаний плат удовлетворяла условию

(6.18)

где - безразмерная постоянная, выбирается в зависимости от величины частоты собственных колебаний и воздействующих вибраций;

b - размер короткой стороны платы, мм;

n_bmax - вибрационные перегрузки в единицах g, 3…9.

Подставив исходные данные в выражение (6.18), получим:

Собственная частота вибрации платы удовлетворяет условию (6.18).

По результатам данного расчета можно сделать следующие выводы:

– печатная плата импульсного металлодетектора будет обладать достаточной усталостной долговечностью при воздействии вибраций;

– принятыми мерами по обеспечению виброзащищенности предотвращено возникновения резонансных явлений в приборе.

6.3 Компоновочный расчет

Одна из основных задач при разработке РЭС - правильно скомпоновать элементы схемы электрической в соответствии с требованиями технического задания. Компоновка представляет собой размещение элементов РЭС в пространстве или на плоскости. Компоновка - это не абстрагированные схемные обозначения, а геометрическая модель. На этапе компоновки осуществляется выбор форм, основных геометрических размеров, ориентировочное определение массы и расположения в пространстве элементов разрабатываемой РЭА [18].

Используются следующие виды компоновочных работ:

- аналитическая компоновка;

- номографическая компоновка;

- аппликационная компоновка;

- модельная компоновка;

- графическая компоновка;

- натурная компоновка.

Для определения геометрических размеров печатной платы импульсного металлодетектора был использован метод графической компоновки. Сущность этого метода - использование упрощенных способов начертания элементов. Графическая компоновка дает максимальное упрощение ручных графических работ. Это достигается. Повышение наглядности изображения дает использование цвета для выделения элементов различного типа. Данный метод я реализовал с помощью САПР «P-CAD 2006». Этот программный продукт является одной из самых мощных, полных и последовательных систем автоматизированного проектирования для персональных компьютеров. Работы с данным программным обеспечением осуществлял в два этапа:

- создание библиотеки посадочных мест для всех электрорадиоэлементов согласно перечню элементов на разрабатываемый импульсный металлодетектор в редакторе Pattern Editor;

- графическая компоновка и последующая трассировка печатной платы.

Библиотека, созданная в ходе первого этапа, содержит не только данные о типе и геометрических размерах контактных площадок для элементов, расстояниях между ними, но и проекции корпусов элементов на плоскость печатной платы. Это позволило осуществить второй этап работы в редакторе P-CAD PCB. Для трассировки печатной платы был использован стандартный автотрассировщик P-CAD Quick Route. После предварительной трассировки была также проведена оптимизация электрических связей и взаимного расположения элементов на печатной плате. Таким образом получаем данные о возможных геометрических размерах и конфигурации печатной платы разарабатываемого металлодетектора. Исходя из рекомендаций ГОСТ 10317-79 и соображений виброустойчивости выбираем линейные размеры платы, которые составили 80х135 мм

7. Расчет технологических параметров изделия

7.1 Расчет комплексного показателя технологичности

Технологичность - совокупность свойств изделия, которые проявляются в оптимальных затратах труда, средств, материалов и времени при изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия [20, 21]. Основными показателями технологичности в соответствии со стандартами Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) являются трудоемкость изготовления изделия, себестоимость технологическая, уровень технологичности по трудоемкости, уровень технологичности по себестоимости. К дополнительным техническим показателям технологичности относятся коэффициент унификации, коэффициент автоматизации и механизации.

Базовые показатели технологичности блоков РЭА установлены отраcлевым стандартом ОСТ 4ГО.091.219-81 «Методы количественной оценки технологичности конструкций изделий РЭА» для четырех основных групп блоков: электронные, радиотехнические, электромеханические, коммутационные. Для этих блоков определены 7 показателей технологичности, каждый из которых имеет свою весовую характеристику ц_i, которая зависит от порядкового номера частного показателя и рассчитывается по формуле

, (7.1)

где q - порядковый номер ранжированной последовательности частных показателей.

Таблица 7.1 - Весовые характеристики показателей

q	цi	q	цi
1	1,0	5	0,3
2	1,0	6	0,2
3	0,8	7	0,1
4	0,5

На основании расчета всех показателей вычисляют комплексный показатель технологичности по формуле 7.2.

. (7.2)

Коэффициент технологичности находится в пределах 0 < К < 1 [21].

Все РЭА по их строению и составу можно подразделить на электронные, радиотехнические и электромеханические. Рассматриваемое устройство относится к радиотехническим. К радиотехническим относятся приемно-усилительные приборы и блоки, источники питания, генераторы сигналов, телевизионные блоки и т. д. Состав показателей технологичности приведен в табл. 7.2

Таблица 7.2 - Радиотехнические устройства

qi	Коэффициент технологичности	Обозначение	цi
1	Автоматизации и механизации монтажа	Км.м	1,0
2	Автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу	Км.п.ИЭТ	1,0
3	Освоенности ДСЕ	Косв.	0,8
4	Применения микросхем и микросборок	Км.с	0,5
5	Повторяемости печатных плат	Кпов.п.п	0,3
6	Применения типовых ТП	Кт.п	0,2
7	Автоматизации и механизации регулировки и контроля	Ка.р.к	0,1

1. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:

= ; (7.3)

где Н_м.м - количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом. Для блоков на печатных платах механизация относится к установке ИЭТ и последующей пайке волной припоя;

Н_м - общее количество монтажных соединений, определяемое для разъемов, реле, микросхем и ЭРЭ по количеству выводов.

2. Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:

; (7.4)

где Н_м.п.ИЭТ - количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов; в число их включаются ИЭТ, не требующие специальной подготовки (патроны, реле, разъемы и т. д.);

Н_п.ИЭТ - общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.

3. Коэффициент освоенности ДСЕ:

; (7.5)

где Д_т.з - количество типоразмеров заимствованных ДСЕ, ранее освоенных на предприятии;

Д_т - общее количество типоразмеров ДСЕ в РЭС.

4. Коэффициент применения микросхем и микросборок:



; (7.6)

где H_э.мс - общее число дискретных элементов, замененных микросхемами и установленных на микросборках в РЭС;

Н_иэт - общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы. К ИЭТ относят резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, разъемы, реле и другие элементы.

5. Коэффициент повторяемости печатных плат:

; (7.7)

где Д_тпп - число типоразмеров печатных плат в РЭС;

Д_пп - общее число печатных плат в РЭС.

6. Коэффициент применения типовых технологических процессов:

; (7.8)

где Д_т.п и Е_т.п - число деталей и сборочных единиц, изготавливаемых с применением типовых и групповых технологических процессов;

Д и Е - общее число деталей и сборочных единиц в РЭС, кроме крепежа (винтов, гаек, шайб).

7. Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:

; (7.9)

где Н_а.р.к - число операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах;

Н_р.к - общее количество операций контроля и настройки. Две операции: визуальный контроль и электрический являются обязательными. Если в конструкции имеются регулировочные элементы, то количество операций регулировки увеличивается пропорционально числу этих элементов.

Нормативные значения комплексных показателей конструкций РЭС зависят от стадии разработки рабочей документации (табл. 7.3).

Таблица 7.3 - Нормативные значения показателя технологичности

Класс устройств	Разработка рабочей документации	Доработка рабочей документации
		Установочной серии	Установившегося серийного производства
Радиотехнические	0,60 - 0,75	0,70 - 0,80	0,75 - 0,85
Электронные	0,40 - 0,70	0,45 - 0,75	0,50 - 0,80
Коммутационные	0,35 - 0,55	0,50 - 0,70	0,55 - 0,75
Электромеханические	0,30 -0,55	0,40 - 0,60	0,45 - 0,65

По формуле 2 получим:

Таким образом, показатель технологичности разрабатываемого устройства соответствует необходимому и соответствует как этапу разработки рабочей документации, так и этапу выпуска установочной серии и серийного производства.

7.2 Разработка технологической схемы сборки

Технологическим процессом сборки называют совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, стойки, системы и изделия [20, 21]. Простейшим сборочно-монтажным элементом является деталь, которая согласно ГОСТ 2101-68 характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений.

Сборочная единица является более сложным сборочно-монтажным элементом, состоящим из двух или более деталей, соединенных разъемным или неразъемным соединением. Характерным признаком сборочной единицы является возможность ее сборки отдельно от других сборочных единиц.

Технологическая схема сборки изделия является одним из основных документов, составляемых при разработке технологического процесса сборки. Расчленение изделия на сборочные элементы проводят в соответствии со схемой сборочного состава, при разработке которой руководствуются следующими принципами:

- схема составляется независимо от программы выпуска изделия на основе сборочных чертежей, электрической и кинематической схем изделия;

- сборочные единицы образуются при условии независимости их сборки, транспортировки и контроля;

- минимальное число деталей, необходимое для образования сборочной единицы первой ступени сборки, должно быть равно двум;

- минимальное число деталей, присоединяемых к сборочной единице данной группы для образования сборочного элемента следующей ступени, должно быть равно единице;

- схема сборочного состава строится при условии образования наибольшего числа сборочных единиц;

- схема должна обладать свойством непрерывности, т. е. каждая последующая ступень сборки не может быть осуществлена без предыдущей ступени.

Схема сборки с базовой деталью указывает временную последовательность сборочного процесса. При такой сборке необходимо выделить базовый элемент, т. е. базовую деталь или сборочную единицу, в качестве которой обычно выбирают ту, чьи поверхности будут использованы при установке в готовое изделие. В большинстве случаев базовой деталью служит плата, панель, шасси и другие элементы несущих конструкций изделия. Направление движения деталей и сборочных единиц на схеме показывается стрелками, а прямая линия, соединяющая базовую деталь и изделие, называется главной осью сборки.

При построении технологической схемы сборки каждую деталь или сборочную единицу изображают в виде прямоугольника (рис. 1, а), в котором указывают позицию детали по спецификации к сборочному чертежу (1), ее наименование (2) и обозначение (3) согласно конструкторскому документу, а также количество деталей (4), подаваемых на одну операцию сборки. Размеры прямоугольника рекомендуются 50х15 мм. Допускается изображение нормализованных или стандартных крепежных деталей в виде круга диаметром 15 мм, в котором указывают позицию по спецификации и количество деталей (рис. 1, б).

Технологические указания по выполнению сборочных операций или электрического монтажа помещают в прямоугольник, ограниченный штриховойлинией, а место его выполнения указывают наклонной стрелкой в точку, соответствующую данной операции. Так, на технологических схемах сборки оговаривают характер выполнения неразъемных соединений, например, сварку, пайку, склеивание, запрессовку и т. д.; применяемый материал при сборке; характер операций монтажа элементов: волной припоя, электропаяльником и т. д.; характер операций влагозащиты изделия, контроля и маркировки (рис. 7.1).

Для определения количества устанавливаемых ЭРЭ и ИМС на платы в ходе выполнения сборочных операций необходим предварительный расчет ритма сборки:

(7.10)

где Ф_д - действительный фонд времени за плановый период,

N - программа выпуска.

Количество элементов, устанавливаемых по i_й операции, должно учитывать соотношение



0,9 < <1,2; (7.11)

где T_i - трудоемкость i_й операции сборки.

а б

Рисунок 7.1 - Условные обозначения: а - деталей и сборочных единиц; б - крепежа

1. Средняя полнота сборочного состава (количество сборочных единиц на каждой ступени сборки):

Е_ср = Е/(i_1) = 1/(3-1) = 0,5 (7.12)

где Е - количество сборочных единиц в схеме сборочного состава;

i - показатель степени сложности сборочного состава, равный количеству ступеней сборки изделия.

(7.13)

где mi - число групп, подгрупп, сборочных единиц.

2. Показатель расчлененности данного процесса сборки М:

М = n/Е = 2 (7.14)

где n - число рабочих операций, определенных для конкретных условий производства (при М < 1 технологический процесс концентрирован, М > 1 - дифференцирован) В данном случае процесс является дифференцированным.

3. Коэффициент средней точности сборочных работ:

(7.15)

где k - показатель квалитета точности;

q - число сборочных единиц данного квалитета точности.

Правильно выбранная схема сборочного состава позволяет установить рациональный порядок комплектования сборочных единиц и изделия при сборке.

Для проектируемого металлодетектора была выбрана схема сборки печатной платы с базовой деталью. Базовой деталью принята плата печатная, изготовленная в соответствии с представленной конструкторской документацией. Сборку предлагается осуществлять в следующем порядке [21]:

- детали, закрепляемые разъемными и неразъемными механическими соединениями;

- радиоэлементы и ИМС, устанавливаемые на автоматах и полуавтоматах;

- элементы, устанавливаемые вручную;

- групповая пайка элементов (например, волной припоя);

- установка и пайка элементов вручную;

- контроль качества сборки, стопорение резьбовых соединений, маркировка.

7.3 Выбор оптимального варианта технологического процесса

При выборе оптимального варианта технологического процесса используют следующие технико-экономические критерии: технологическую себестоимость; производительность труда. Экономичный - это процесс, который при заданных условиях обеспечивает минимальную технологическую себестоимость [20, 21]. Производительность соответствует наименьшим затратам живого труда и обеспечивает быстрый выпуск продукции, важной для народного хозяйства.

Производительность - количество деталей в штуках, которое изготовлено за единицу времени:

(7.17)

где Ф - полезный фонд на заданный плановый период времени;

Т_шт.i - суммарная трудоемкость по i_м операциям.

Штучно-калькуляционное время

; (7.18)

где Т_п.з. - подготовительно-заключительное время - затрачивается на ознакомление с чертежами, получение инструмента, на подготовку и наладку оборудования.

Т_шт = Т_осн + Т_вспом + Т_обсл + Т_пер; (7.19)

где Т_осн - основное время (время работы оборудования);

Т_всп - вспомогательное время (время на установку и снятие детали);

Т_обсл - время обслуживания (время обслуживания и замены инструмента);

Т_пер - время перерывов (время на регламентированные перерывы в работе).

Для сборочно-монтажного производства объединяют Т_осн и Т_всп и получают оперативное время, а (Т_обсл+Т_пер) составляют дополнительное время и задают его в процентах от Т_опер. в качестве коэффициента. Тогда

(7.20)

где К₁ - коэффициент, зависящий от группы сложности аппаратуры и типа производства. Согласно ОСТ 4ГО.050.012 «Нормирование сборочно-монтажных работ в производстве РЭА» выделяются 3 группы сложности РЭА: 2_го поколения (ППП и дискретные элементы); РЭА 3_го поколения (ППП, ИМС); РЭА 4_го поколения (микросборки, микроблоки).

К₂ - коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное время и время обслуживания в% от оперативного и зависящего от условий труда.

К₃ - коэффициент, учитывающий долю времени на перерывы в работе в% к оперативному времени.

Таблица 7.4 - Значения коэффициентов К₁ иК₂

Тип производства	К1 для группы сложности	К2, %
	1	2	3
Индивидуальное	1,3	1,8	2,0	10
Мелкосерийное	1,2	1,5	1,8	9,6
Серийное	1,0	1,2	1,5	7,6
Крупносерийное	0,75	0,90	1,12	5,4
Массовое	0,70	0,85	1,05	3,7

Для выбора варианта ТП составляют 2 уравнения для вычисления суммарного Т_шт.к:

(7.21)

Таблица 7.5 - Значение коэффициента К₃ в зависимости от условий работы

Характер работ	К3, %
Простые, легкие работы	3
Простые, средние работы	5
Простые, в неблагоприятных условиях	6
Простые, в тяжелых условиях	9
Средние, с большим зрительным напряжением	12
Тяжелые или в особо неблагоприятных условиях	16
Особо тяжелые и неблагоприятные условия	20

(7.22)

где m - число операций по I варианту, n - соответственно по II варианту. Затем рассчитывают критический размер партии N_кр:

(7.23)

Если вариант ТП отличается большим уровнем автоматизации, ему соответствует большая величина подготовительно-заключительного времени ввиду сложности подготовки оборудования, и одновременно этому варианту соответствует меньшее суммарное штучное время.

Подготовительно-заключительное время рассчитывают как



УТ_п.з. = Т_п.з.см·С·Д_р (7.24)

где С - количество смен;

Д_р - количество рабочих дней на плановый период.

Подготовительно-заключительное сменное время Т_п.з. определяется инструкцией по эксплуатации и выражает готовность оборудования на начало ТП (табл. 7.6).

Таблица 7.6 - Укрупненные нормативы Т_п.з.см для технологического оснащения

Тип оборудования	Тп.з.см, мин
Простая оснастка	1-5
Оснастка средней сложности	10-15
Сложная технологическая и регулировочная оснастка	15-30
Полуавтоматы	15-25
Сложное автоматическое оборудование	20-30
Микропроцессорное оборудование и управляемые роботы	30-40
Установки волновой пайки	50-60

Пользуясь данными таблицы 7.6 и формулами данного раздела определим оптимальный технологический процесс. Для первого варианта ТП имеем следующие показатели: УТ_оп1 = 14,5 мин, УТ_пз1 = 108 мин, Т_шт1 = 24,167 мин (коэффициенты К₁=1,5 для мелкосерийного производства; К₂=9,6 % для второго уровня сложности; К₃=9 % по таблице 7.5). Для второго ТП получили: УТ_оп2 = 69,7 мин, УТ_пз2 = 53 мин, Т_шт2 = 118,11 мин. По системе уравнений (7.21-7.22) имеем:

Т_шт.к.1 = 33,17 Т_шт.к2 = 122,53

По формуле 7.23 получим N_кр ~ 623 шт.

По выражению 7.17 для производительности процесса получим Q₁= 7112 и Q₂=1927 в штуках за плановый период.

Таким образом, выбираем оптимальным первый технологический процесс. Данный вариант ТП отличается большим уровнем автоматизации, ему соответствует большая величина подготовительно-заключительного времени ввиду сложности подготовки оборудования, и одновременно этому варианту соответствует меньшее суммарное штучное время.

Таблица 7.6 - Выбор оптимального варианта технологического процесса

№ опции	Последовательность	Первый вариант	Второй вариант
		Оборудование, оснастка	Топ, мин	Тпз, мин	Оборудование, оснастка	Топ, мин	Тпз, мин
005	Входной контроль деталей	Стол рабочий ОМ_1971, Пинцет ППМ 120 РД 107.290.600.034-89; линза 4_х ГОСТ 25076-83	1,3	5	Стол монтажника СМ_3-10_АС_1; Пинцет ППМ 120 РД 107.290.600.034-89; линза 4_х ГОСТ 25076-83	1,3	7,2
010	Комплектование	Стол рабочий ОМ_1971; Пинцет ППМ 120 РД 107.290.600.034-89	1,0	4	Стол монтажника СМ_3-10_АС_1; Пинцет ППМ 120 РД 107.290.600.034-89	1,0	4
015	Нанесение паяльной пасты	Полуавтомат TWS SR2550	2,0	5	Верстак 1-2-2 ОСТ4.ГО.660.006; трафарет; кисть КФХК № 2 ТУ 17-15-07-89; Чашка 98.99045-04	5,0	8
020	Установка SMD ИЭТ	Автомат М_60	0,8	5	Верстак 1-2-2 ОСТ4.ГО.660.006; Пинцет ПГТМ - 120 ОСТ4. 060.013; Стойка 3	30	-
025	Визуальный контроль	Стол рабочий ОМ_1971; Приспособление визуального контроля ГГ 63669/0,12; Пинцет ГОСТ 21241-89	2,0	3	Верстак 1-2-2 ОСТ4.ГО.660.006; Пинцет ПГТМ - 120 ОСТ4. 060.013;	10	-
030	ИК-пайка	ИК печь ERSA TT500A	1,0	50	Печь ИК - обработки Quattro Peak 3.5; вытяжной шкаф 2Ш-ИЖ;	3,0	6
035	Подготовительная	Стол рабочий ОМ_1971; Ручное приспособление для формовки и обрезки	1,0	20	Верстак 1-2-2 ОСТ4.ГО.660.006; Пинцет ПГТМ - 120 ОСТ4. 060.013; бокорез 92.7814-1351 ОСТ 92-1032-82; пинцет ППМ 120 РД 107.290.600.034-89;	5,0	10,8
040	Установка и пайка ЭРЭ	Пинцет ГОСТ 21241-89; Кусачки монтажные ГОСТ 24244-87; Паяльная станция Solomon SR_976.	2,4	5	Пинцет ГОСТ 21241-89; Кусачки монтажные ГОСТ 24244-87; Паяльная станция Solomon SR_976.	2,4	5
045	Очистка	УЗ установке m40dr FinnSonic	1,0	5	Ванна цеховая, щетка	3,0	-
050	Маркировка	Стол рабочий ОМ_1971; пресс ручной	1,0	5	Верстак 1-2-2 ОСТ4.ГО.060.006, Вытяжной шкаф 2Ш-ИЖ, Кисть КХФК N2 ТУ 17-15-07-89	1,0	5
055	Визуальный контроль	Стол рабочий ОМ_1971; Приспособление визуального контроля ГГ 63669/0,12; Пинцет ГОСТ 21241-89	2,0	3	Верстак 1-2-2 ОСТ4.ГО.060.006, Приспособление визуального контроля ГГ63669\012	2,0	5
060	Электрический контроль	Автоматизированный стенд	2,0	3	Верстак 1-2-2 ОСТ4.ГО.060.006, Источник питания БМ_500; Мультиметр	6,0	2
Итого:	14,5	108		69,7	53

8. Применение средств автоматизированного проектирования для разработки устройства

Система автоматизированного проектирования, САПР - автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования [22], представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности.

Основная цель создания САПР - повышение эффективности труда инженеров, включая:

– сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;

– сокращения сроков проектирования;

– сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;

– повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;

– сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.

Достижение целей создания САПР обеспечивается путем:

– автоматизации оформления документации;

– информационной поддержки и автоматизации принятия решений;

– использования технологий параллельного проектирования;

– унификации проектных решений и процессов проектирования;

– повторного использования проектных решений, данных и наработок;

– стратегического проектирования;

– замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;

– повышения качества управления проектированием;

– применения методов вариантного проектирования и оптимизации.

Для разработки прибора использовались следующие виды САПР:

- система проектирования радиоэлектронной аппаратуры P-CAD;

- система промышленного проектирования AutoCAD.

Система проектирования радиоэлектронной аппаратуры P-CAD на сегодняшний день является одной из самых мощных, полных и последовательных систем автоматизированного проектирования для персональных компьютеров. Изначально P-CAD представлял собой пакет специализированных модулей, тесно связанных друг с другом и охватывающих все этапы разработки и изготовления печатных плат. Начиная с версии P-CAD 2001, в состав пакета включен модуль схемотехнического моделирования электронных устройств, позволяющий проектировать аналоговые, логические и смешанные, аналого-цифровые устройства. Программные средства системы позволяют автоматизировать весь процесс проектирования электронных средств, начиная с ввода принципиальной схемы (ПС), ее моделирования, упаковки схемы на печатную плату (ПП), интерактивного размещения радиоэлектронных компонентов (РЭК) на ПП и автотрассировки соединений, вплоть до получения конструкторской документации и подготовки информации для производства плат на технологическом оборудовании.

Autodesk AutoCAD на сегодняшний день стал стандартом «де-факто» в промышленном двухмерном проектировании. Многие предприятия в разных странах обмениваются между собой чертежами в формате AutoCAD dwg. Основным достоинством AutoCAD является доступность для создания на его базе мощных специализированных расчетно-графических пакетов. Autodesk выпускает две основных линейки продуктов, предназначенных для строителей и архитекторов и машиностроителей. Все эти продукты используют AutoCAD как основу, поэтому пользователям, чувствующим себя уверенно в AutoCAD, не составит большого труда начать работать с любым из них.

Кроме того, ряд сторонних производителей ПО разрабатывают приложения к AutoCAD, предназначенные для решения узких задач.

9. Технико-экономическое обоснование проекта импульсного металодетектора

9.1 Характеристика разрабатываемого импульсного металодетектора

В современном мире остро стоит проблема защиты человека от террористической угрозы. Известно, что одним из средств контроля проноса оружия и запрещенных предметов в места массового скопления людей и на охраняемые объекты являются металлодетекторы. Требования к металлодетекторам предусматривают не только необходимость своевременного безошибочного обнаружения несанкционированного вноса металлических и металлосодержащих предметов, но и мобильность и миниатюрность данного устройства для обеспечения, например, скрытого контроля, а также возможность интеграции обнаружителя со средствами ЭВМ для анализа и систематизации поступающей информации.

Импульсный металлодетектор - современное электронное устройство, которое используется для предотвращения несанкционированного проноса металлических предметов в охраняемое помещение. Анализ рынка свидетельствует о недостаточном предложении данной продукции отечественными производителями. Разрабатываемый прибор имеет ряд преимуществ перед существующими отечественными аналогами:

- меньшие габариты;

- меньшее энергопотребление, благодаря использованию современной элементной базы;

- возможность перепрограммирования и отладки металлодетектора посредством подключения к компьютеру через USB;

- возможность как автономной работы, так и комплексного анализа сигналов при подключении к ПК.

По сравнению с импортными аналогами разрабатываемый металлодетектор также обладает рядом преимуществ: возможностью отладки микроконтроллера через стандартный порт USB, что практически не используется в импортным металлодетекторах; большей степенью миниатюризации при сохранении необходимой функциональности; более низкой стоимостью, поскольку современная элементная база позволяет подобрать наиболее оптимальный вариант схемотехнического решения; выбранный принцип работы позволяет на базе одной схемы создать несколько вариантов конструкции.

9.2 Расчет себестоимости и отпускной цены единицы продукции

Себестоимость продукции представляет собой сумму текущих затрат предприятия на её производство и реализацию. Расчет себестоимости устройства можно осуществить с помощью расчетно-аналитического метода. Его сущность сводится к тому, что прямые затраты на единицу продукции определяются путем нормативного расчета себестоимости проектируемого устройства по статьям калькуляции [23, 24].

Ниже приведены расчеты в соответствии с методикой, указанной в [23].

9.2.1 Расчёт затрат по статье «Сырьё и материалы за вычетом возвратных отходов»

Эта статья включает в себя затраты на основные материалы, расходуемые в нашем случае на изготовление печатного узла. Затраты на материалы рассчитывают по формуле

(9.1)

где Ктр - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы при приобретении материалов;

Нpi - норма расхода i_го вида материала на единицу продукции (кг, м, л и пр.);

Ц_i - отпускная цена за единицу i_го вида материала, руб.;

О_вi - возвратные отходы i_го вида материала, руб.;

Ц_oi - цена за единицу отходов материала i_го вида, руб.;

n - номенклатура применяемых материалов.

Цена приобретения материалов определяется по текущим справочным материалам на момент выполнения дипломного проекта: данным договоров, ценам бирж, информационным бюллетеням и прочим справочным данным. Коэффициент транспортно-заготовительных расходов принят 1,15.

О возвратных отходах в данном расчете можно говорить только касательно стеклотекстолита. По причине их небольшого количества, величиной возвратных отходов для стелотекстолита можно пренебречь. Расчет затрат по статье «Сырье и материалы за вычетом возвратных доходов» представлен в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Затраты по статье «Сырьё и материалы за вычетом возвратных отходов»

Наименование Материалов	Марка или типоразмер ГОСТ, ТУ	Ед. измер	Норма расхода	Оптовая цена за единицу, руб.	Сумма, руб.
Стеклотекстолит	СФ_2-35-1,5 ГОСТ 10316-78	Кг	0,130	36220	4708
Припой	ПОС_61 ГОСТ 21930-76	Кг	0,060	54492	3270
Флюс	ФКС Н0064-63	Кг	0,020	16000	320
Лак	ЭП_730 ГОСТ 20824-75.9.3	Л	0,090	26398	2375
Спирт	Марки А ГОСТ 19299-71	л	0,090	4000	360
Итого:	11033
Итого с учётом транспортно-заготовительных расходов (Ктр=1,15):	12688

Расчет затрат по статье «Покупные комплектующие
изделия, полуфабрикаты и услуги производственного
характера»

В эту статью включаются затраты на приобретение необходимых для производства продукции готовых покупных комплектующих изделий (радиоэлементы, микросхемы и пр.) и полуфабрикатов, подвергающихся дополнительной обработке на данном предприятии.

Расчет затрат по этой статье производим по формуле

, (9.2)

где D_kj - количество покупных комплектующих изделий или полуфабрикатов j_го вида на единицу продукции, шт.;

где Ц_j - отпускная цена j_го вида покупных комплектующих изделий или полуфабрикатов, руб.;

где m - номенклатура применяемых покупных комплектующих изделий или полуфабрикатов;

где K_mp - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные

расходы.

Расчеты затрат по этой статье приведены в таблице 9.2 [23].

Таблица 9.2 - Затраты по статье «Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты и услуги производственного характера»

Наименование	Количество	Цена за единицу, руб.	Сумма, руб.
Конденсаторы серии GRM 2165С1Р1ROC (производство Murata)	18	2400	43200
Микросхема NE5532	2	4200	8400
Микросхема IR2101	2	3800	7600
Микросхема CD4051	1	4620	4620
Микросхема PSD_1205DLF	1	5240	5240
Микросхема КР 142 ЕН 5Б	1	3250	3250
Микросхема Atmega_16 PI	1	10760	10760
Микросхема FT4323H	1	3920	3920
Излучатель звука S_424HDT (производство Knight bird)	1	12600	12600
Светодиод L_424HDT	1	2100	2100
Резисторы Чип-SMD серии 0603 0,063 МВТ (производство Murata)	24	1260	30240
Тумблер KLS-MS_102_A2	1	1500	1500
Диод BAS 16 JU/A6	8	2320	18560
Транзистор КП 723В	5	1680	8400
Разьём MF2_MA	2	5960	11920
Разьём PLS_6	1	4130	4130
Резонатор РК 200 Э - 11,0592 МГЦ	1	6700	6700
Аккумуляторная батарея Siemens	1	15900	15900
Корпус	1	21000	21000
Винт М3*6	4	120	480
ИТОГО:	220520
Транспортно-заготовительные расходы (принимаем 1,15 от суммы затрат на материалы)	253560

Расчет затрат по статье «Основная заработная плата производственныx рабочих»

Эта статья включает в себя основную заработную плату, как производственных рабочих, так и ИТР, и других категорий работников за работу, непосредственно связанную с изготовлением продукции.

Затраты на оплату труда основных производственных рабочих рассчитываем по формуле

(9.3)

где К_пр - коэффициент премий, установленный за выполнение определённых показателей, Кпр=1,25;

n - количество видов работ;

T_ci - часовые тарифные ставки соответствующего разряда, руб./час;

t_i - норма времени (трудоемкость) по данному виду работ, час.

Часовые тарифные ставки для соответствующего разряда, руб./час, вычисляем по формуле

T_ci = T_cІ · К_т (9.4)

где T_cІ - часовая тарифная ставка I разряда, руб./час; е К_т - тарифный коэффициент для соответствующего разряда (определяется по тарифной сетке РБ).

Для II разряда работ часовая тарифная ставка составит

Т_ч2= 701 · 2,862=2006,2 (руб./час).

Часовая тарифная ставка I разряда рассчитана исходя из месячной часовой тарифной ставки 118000 руб., 40_часовой рабочей недели и фонда рабочего времени одного рабочего 2020 часов за год. Часовую тарифную ставку первого разряда определяем по формуле (9.2.3.3).

(9.5)

где Т_С1 - месячная тарифная ставка первого разряда, руб. (принимаем равной 118000 руб.); Ч_М - число рабочих часов в месяце, ч.

Таким образом получаем

Для работ V разряда (пайка) в данном расчете добавляем 10 % к тарифной ставке, поскольку данный вид работ может быть отнесен к вредным. Результаты расчета приведены в таблице 9.3.

Таблица 9.3 - Расчет основной заработной платы рабочих

Виды работ (операции)	Разряд работ	Часовая тарифная ставка руб./ч	Норма времени по операции, н-ч	Основная зарплата (расценка), руб.
1. Подготовительная операция	II	5127	0,9	4615
2. Установка элементов на печатную плату	IV	5223	0,25	1306
3. Пайка	V	5016	0,3	1505
4. Контроль печатной платы	III	5213	0,1	522
5. Сборка	III	5213	0,15	782
6. Контроль	VI	5078	0,05	254
7. Маркировка	III	5213	0,05	261
8. Упаковка	III	5213	0,07	365
Итого:	9610
Всего с премией (Кпр=1,25):	12013

Расчёт затрат по статье «Дополнительная заработная
плата основных производственных рабочих»

Формула для расчёта затрат по данной статье имеет следующий вид:

, (9.6)

где H_Д - процент дополнительной заработной платы производственных рабочих, равный 20 %.

Тогда дополнительная заработная плата производственных рабочих будет равна

З_д =12013 · 0,2 = 2402 руб.

Расчёт затрат по статье «Отчисления в фонд социальной
защиты населения»

Согласно действующему законодательству ставка отчислений составяет 34 %, тогда затраты по этой статье составят

Р_соц =(12013 + 2402) · 0,34 = 4901 руб. (9.7)

Расчёт обязательного страхования от несчастных случаев

Обязательное страхование в соответствии с действующим законодательством составит

Р_ЕН = (12013 + 2402) · 0,003 = 44 руб. (9.8)

Расчет остальных статей себестоимости и отпускной цены единицы продукции представлен в таблице 9.4.

Таблица 9.4 - Расчёт себестоимости и отпускной цены единицы продукции

Наименование статей затрат	Условное обозначение	Значение, руб.	Примечание
1. Сырьё и материалы за вычетом отходов	РМ	12866	См. табл. 9.1
2. Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты	РК	253560	См. табл. 9.2
3. Основная заработная плата производственных рабочих	З0	12013	См. табл. 9.3
4. Дополнительная заработная плата производственных рабочих	ЗД	2402	Нд = 20 %. Зд = 12013•0,2 = 2402
5. Отчисления в фонд социальной защиты	РСОЦ	5380	Рсоц = (Зо+Зд)•0,34 = (12013 + 2402) =5380
6. Обязательное страхование (от несчастных случаев на производстве)	РЕН	44	(12013 + 2402) • 0,003 = 44 НЕН = 0,3 %.
7. Износ инструментов и приспособлений целевого назначения	РИЗ	1202	= 1202 Низ = 10 %.
8. Общепроизводственные расходы	РОБП	12623	13187•1,8 = 21623 Нобп = 180 %.
9. Общехозяйственные расходы	РОБХ	24026	12013•2 = 24026 Нобх = 200 %.
10. Прочие производственные расходы	РПР	241	12013•0,02 = 241 Нпр = 2 %
Производственная себестоимость	СПР	324357	СПР=РМ+РК+ЗО+ЗД+РСОЦ+РЕН+РИЗ++РОБП++РОБХ+РПР
11. Расходы на реализацию	РКОМ	9731	Нком = 3 %.
Полная себестоимость	СП	334088	СП=СПР+РКОМ Сп = 324357+9731=334088
12. Плановая прибыль на единицу продукции	ПЕД	83522	334088•0,25 = 83522 Ре = 25 %.
Оптовая цена предприятия	ЦПР	417610	ЦОПТ=СП+ПЕД Цопт = 334088+83522 = 417610
14. Налог на добавленную стоимость (20 % от Цпр)	Ндс	83522	417610*0,2 =83522 Ндс = 20 %
Отпускная (свободная) цена	ЦОТП	501132	ЦОТП=Цпр+ Ндс Цотп = 417610+83522 =501132

Таким образом, по результатам расчётов отпускная цена на проектируемый импульсный металлодетектор составит 501132 рублей, что дешевле существующих на данный момент аналогов приблизительно на 40 %.

Заключение

Задачей для дипломного проектирования являлось предложение по созданию усовершенствованного варианта металлодетектора на базе существующих аналогичных устройств. Выявленные в процессе литературно-патентного поиска аналоги имеют схожие с разрабатываемым устройством схемотехническое решение, близкие технические характеристики, однако, предполагают, зачастую, иную область применения (поисковые земляные работы, рудная разведка, использование в пищевой промышленности); в настоящее время имеется доступ к широкой номенклатуре подобных приборов, однако, некоторые их характеристики нуждаются в доработке или усовершенствовании, поскольку разрабатываемое устройство предполагается применять с целью защиты хозяйственных объектов от несанкционированного проноса металлических и металлосодержащих предметов, а также людей в местах массового скопления от террористической угрозы и возможных последствий неосторожного обращения с холодным оружием.

На основании анализа специфики физических явлений, лежащих в основе работы проектируемого устройства, был выбран вариант принципа реализации металлодетектора и подобрана соответствующая схема электрическая принципиальная. В ходе работы на основании имеющейся схемы электрической функциональной и составленной схемы электрической структурной устройства дополнена схема электрическая принципиальная, произведен расчет функциональных узлов схемы, показывающий сохранение обнаружительных способностей проектируемого детектора при сравнительно небольших мощностях работы; предложены конструкции генераторных рамок. В ходе подбора элементной базы предпочтение было отдано элементам поверхностного монтажа, что позволило сделать устройство более легким, менее габаритным и энергоемким, что подтверждается расчетными данными.