Сделай Сам Свою Работу на 5

Обзор существующих автомобильных мультиметров

СОДЕРЖАНИЕ

Введение .......................................................................................................... 7

1 Обзор существующих автомобильных мультиметров................................ 8

1.1 Общие сведения...................................................................................... 8

1.2 Мультиметр на базе микросхемы 7106............................................... 12

1.3 Функциональная схема цифрового мультиметра............................... 13

1.4 Элементы цифрового мультиметра..................................................... 15

1.5 Описание существующих автомобильных мультиметров.................. 17

1.6 Формирование основных технических требований при разработке автомобильного мультиметра.......................................................................................... 20

2 Обоснование необходимых режимов измерений и разработка схемы электрической структурной автомобильного мультиметра.............................................. 22

2.1 Обоснование необходимых режимов измерений................................ 22

2.2 Разработка структурной схемы автомобильного мультиметра 24

3 Разработка схемы электрической принципиальной автомобильного мультиметра 27

3.1 Выбор элементной базы....................................................................... 27

3.2 Принцип работы автомобильного мультиметра................................ 30

4 Разработка алгоритма работы устройства................................................ 32

5 Расчёт конструктивно-технологических параметров................................ 36

5.1 Компоновочный расчет печатной платы............................................. 36

5.2 Компоновочный расчет блока............................................................. 38

5.3 Расчет элементов печатного монтажа.................................................. 38

5.4 Оценка теплового режима и выбор способа охлаждения.................. 41

5.5 Расчет механической прочности платы............................................... 46

5.6 Полный расчет надежности................................................................. 48

6 Технико-экономическое обоснование внедрения в производство автомобильного мультиметра........................................................................................................ 50

6.1 Краткая характеристика автомобильного мультиметра.................... 50

6.2 Определение себестоимости и отпускной цены................................... 50

6.3 Расчет стоимостной оценки затрат...................................................... 56



6.4 Расчет чистой прибыли от реализации продукции............................ 57

6.5 Расчет экономического эффекта у производителя новой техники 57

6.6 Выводы................................................................................................. 60

7 Реализация информационной эргономической совместимости................ 61

7.1 Сущность информационной совместимости....................................... 61

7.2 Характеристика трудового процесса, средств производства, трудовых функций работника.................................................................................................. 62

7.3 Проектирование информационной модели технического средства... 63

Заключение..................................................................................................... 72

Список использованных источников............................................................. 73

Приложение А................................................................................................ 74

 

 


Введение

 

Автомобильный мультиметр – это новый, прекрасно разработанный автомобильный измеритель. С его помощью можно измерять число оборотов коленчатого вала, угол замкнутого состояния контактов прерывателя трамблера, сопротивление, постоянное и переменное напряжение, постоянный и переменный ток, диод, звуковое устройство и транзистор. Данный прибор – незаменимый помощник при обслуживании и ремонте автомобиля.

Новейшие модели автомобилей, которые имеют огромное количество электронных деталей, схем, разъемов, требуют для своего технического обслуживания и ремонта современных приборов и устройств. Средства измерительной техники совершенствуются с каждым годом. Для измерений параметров электронных узлов автомобилей применяется автомобильный мультиметр.

В дипломном проекте разрабатывается конструкция автомобильного мультиметра (далее – Мультиметр), позволяющая водителю получать информацию о текущем времени, напряжении аккумулятора, температуре внутри и снаружи салона, частоте вращения коленчатого вала.


Обзор существующих автомобильных мультиметров

 

1.1 Общие сведения

 

Автомобильный цифровой мультиметр – это электронно-измерителный прибор, объединяющий в себе сразу несколько функций, и позволяющий производить довольно широкий диапазон измерений. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр. Прибор простой и очень понятный в применении. Он достаточно точен, универсален, имеет небольшой размер и защищен от падений.

Все мультиметры имеют стандартный набор выполняемых измерений. Сюда относятся измерение напряжения и силы тока, а также сопротивления. Количество остальных функций может варьироваться в весьма широких пределах, в зависимости от модели. Мультиметры позволяют определять частоту, емкость, индуктивность, температуру (при помощи термопары, или встроенного датчика), длительность импульса, прозвонку цепи и другие измерения. Очень многие из них, могут проверять различные полупроводниковые приборы, генерировать тестовые сигналы. Современные мультиметры кроме того, могут выступать как своеобразный осциллограф, отображая на дисплее форму сигнала, правда, с небольшим разрешением. Почти все они могут осуществлять прозвонку (проверку целостности цепи с подачей звукового сигнала при ее сопротивлении ниже определенной величины). При помощи такого автомобильного устройства можно измерять скорость оборотов двигателя, то есть оно может выполнять функцию тахометра. Мультиметр позволяет проводить измерения количества оборотов коленвала двигателя, а также измеряет значение угла замкнутого состояния контактов, прерывателя системы зажигания транспортных средств. Прибор способен произвести диагностику длительности импульсов топливных форсунок и контроллера зажигания. Проверка рабочего цикла автомобиля также производится с его помощью. Измерение тока в цепи для диагностики работы фар, вентиляторов, радио проводят этим же устройством. Кроме того, такая автомобильная модель может заменить осциллограф и выполнить еще много разных функций, которые могут быть полезны при диагностике узлов машины. Мультиметр – это прекрасный помощник для диагностики состояния автомобиля [1].

Все мультиметры можно разделить на два типа – цифровые и аналоговые, в зависимости от способа отображения информации: цифровое табло или классическая шкала со стрелкой. В настоящее время все больше мультиметров выпускается в цифровом исполнении. Однако и аналоговые приборы не собираются утрачивать своей актуальности. Они незаменимы, например, при работе в условиях сильных радиопомех, когда цифровые мультиметры могут отказать.

В аналоговом мультиметре результаты измерений наблюдается по движению стрелки по измерительной шкале, на которой подписаны значения: напряжение, ток, сопротивление. На многих мультиметрах шкала реализована не совсем удобно и для того, кто первый раз взял такой прибор в руку, измерение может доставить некоторые проблемы. Основным элементом данных измерительных приборов является небольшая проволочная катушка, вращающаяся в поле постоянного магнита. Катушка соединена со стрелкой, которая перемещается по калиброванной шкале. Для возврата катушки и стрелки в нулевое положение используется небольшая пружина. В качественном приборе обычно имеется механизм для подавления механического резонанса вращающейся катушки и движущейся стрелки, благодаря чему стрелка перемещается плавно и без вибрации. Чувствительность прибора может составлять, например, 100 микроампер по всей шкале с падением напряжения 50 милливольт при максимальной силе тока. Чаще всего такие мультиметры можно откалибровать на считывание других диапазонов, которые можно перевести в данную силу тока. С помощью делителей тока, также называемых шунтами, можно настроить прибор на измерение больших значений. Мультиметр можно использовать в режиме вольтметра для измерения постоянного тока при условии, что можно рассчитать сопротивление по напряжению, требуемому для отклонения стрелки на всю шкалу. Кроме того, мультиметр можно настроить на считывание других значений напряжений. С помощью аналогового мультиметра можно также измерять сопротивление. Популярность аналоговых мультиметров объясняется их доступностью и ценой, а основным недостатком является некоторая погрешность в результатах измерений. Для более точной подстройки в аналоговых мультиметрах имеется специальный построечный резистор, манипулируя которым можно добиться немного большей точности. Тем не менее в случаях, когда желательны более точные измерения, лучшим будет использование цифрового мультиметра.

Главным отличием цифрового мультиметра от аналогового является то, что результаты измерения отображаются на специальном экране (в старых моделях на светодиодах, в новых на жидкокристаллическом дисплее). К тому же цифровые мультиметры обладают более высокой точностью и отличаются простотой использования, так как не приходится разбираться во всех тонкостях градуирования измерительной шкалы, как в стрелочных вариантах. Цифровой – это как правило портативное переносное устройство, используемое для проведения базовых измерений и поиска неисправностей электрики автомобиля для работы в полевых условиях, кроме портативных ручных мультиметров существуют стационарные приборы с множеством возможностей. Цифровые мультиметры обладают возможностями обнаружения большинства проблем в электрических и электромеханических системах, а также системах обогрева и вентиляции. Многие цифровые мультиметры имеют функцию мотортестера с возможностью вывода информации на ПК в цифровом и графическом виде, функцию прецизионного измерения напряжения и частоты приводов. Некоторые из них обладают встроенным термометром, что устраняет необходимость в применении отдельных дополнительных инструментов. На сегодняшний день существует довольно широкий выбор мультиметров-тестеров, начиная от простых ручных приборов и заканчивая профессиональными настольными тестерами. Современные модели мультиметров могут с лёгкостью измерить показания биполярных транзисторов, их электрическую ёмкость, температурный режим, частоту сигнала. Приборы могут даже продуцировать сигналы определенной частоты с целью тестирования оборудования или узлов транспортных средств. Благодаря своим уникальным и многочисленным функциям, собранным в одном приборе, это концептуально новый измерительный инструмент, который будет полезен практически всем, от инженера-радиоконструктора до простого радиолюбителя, от лаборанта до автомеханика-электрика, тем более, что автомеханики всё чаще сталкиваются с новыми инженерными решениями. Автомобильные мультиметры являются надёжным и долговечным оборудованием, которому по силам проводить самые точные измерения.

Среди сервисных функций особое внимание привлекает таймер выключения питания и достаточно редко встречающаяся, но временами незаменимая подсветка дисплея. Популярностью пользуется автоматический выбор предела измерения. У большинства последних моделей мультиметров переключатель режима служит лишь для выбора измеряемой величины, а предел измерения прибор определяет сам. Некоторые простые модели и вовсе не имеют такого переключателя. Но в некоторых случаях подобное "разумное" поведение прибора может доставлять неудобства.

Мощные цифровые процессоры позволяют вычислять истинное среднеквадратичное значение измеряемого сигнала с учетом или без учета высших гармоник. Такие приборы стоят дороже, но только они годятся для диагностики проблем в силовых сетях с нелинейными нагрузками. Дело в том, что обычные цифровые мультиметры измеряют среднее значение сигнала, но, исходя из предположения о строгой синусоидальной форме измеряемого сигнала, они откалиброваны для отображения среднеквадратичного значения. Такое допущение приводит к ошибкам в случаях, когда измеряемый сигнал имеет другую форму или является суперпозицией нескольких синусоидальных сигналов или синусоиды и постоянной составляющей. Размер ошибки зависит от формы сигнала и может быть весьма существенным (десятки процентов). Цифровая обработка результатов измерений требуется гораздо реже: при удержании максимальных (пиковых) значений, при пересчете значений по закону Ома (например, на известном резисторе измеряется напряжение, а отображается рассчитанный ток), при относительных измерениях с вычислением дБ, а также при запоминании нескольких измерений с вычислением средней величины по нескольким отсчетам.

Для инженеров важное значение имеют такие характеристики мультиметров, как разрешение и точность. Прямой зависимости между ними нет. Разрешение зависит от разрядности аналогово-цифрового преобразователя (далее – АЦП) и числа отображаемых на дисплее знаков (обычно 3,5; 3,75, 4,5 или 4,75 – для носимых, и 6,5 – для настольных). Но сколько бы ни имел знаков дисплей, точность будет определяться характеристиками АЦП мультиметра и алгоритмом вычислений. Обычно погрешность указывают в процентах от измеряемой величины. Для носимых мультиметров она находится в пределах от 0,025 до 3%, в зависимости от вида измеряемой величины и класса прибора.

Сейчас, также выпускаются комбинированные аналого-цифровые мультиметры, которые по существу являются цифровыми мультиметрами с встроенными в них аналоговым измерителем. Очень удобен индикатор с двумя цифровыми шкалами для отображения второй одновременно измеряемой или вычисляемой в ходе измерения величины. Обычно в цифровых мультиметрах используются сравнительно медленные, но точные и устойчивые к помехам АЦП, где реализован метод двойного интегрирования. Поэтому информация на цифровом дисплее обновляется достаточно медленно (не чаще 4 раз в секунду). Прибор измеряет постоянные и переменные напряжения и ток, сопротивления и емкости. Есть возможность проверки диодов и транзисторов и прозвона цепей.

 



©2015- 2018 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.