Характеристика условий эксплуатации резистора - предназначенного для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы. Обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования. Электрический и конструктивный расчет.
Аннотация к работе
Резистор - это ЭРЭ, предназначенный для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы, в котором электрическая энергия превращается в тепловую. Резисторы различают как с постоянным так и с переменным сопротивлением. В современном мире измерительная аппаратура находит широкое применение в нашей жизни характер и функции которой требуют применения десятков и сотен тысяч различных комплектующих изделий. В данном курсовом проекте разрабатывается резистор переменного сопротивления для измерительной аппаратуры. Проект предусматривает минимальную стоимость и высокую стабильность так как резистор разрабатывается для измерительной аппаратуры.Климатические условия эксплуатации: - УХЛ4.2 ГОСТ 15150-69. Воздействия температуры: Рабочие:-верхнее 35°С; Верхнее рабочее воздействие относительной влажности 98%. Согласно ГОСТ 15150-69 резистор должен соответствовать климатическому исполнению для районов с умеренным и холодным климатом при среднегодовом минимуме температуры ниже-45°С.Исходя из данных, для обеспечения приемлемых габаритных размеров, формы, а также для простоты изготовления в качестве материала для резистивного элемента выбираем манганин - медно-марганцевый сплав. Необходимо обеспечить хороший контакт пружины токосъема к резистивной проволоке при минимальном контактном усилии и надежную фиксацию установленного сопротивления.В настоящее время резисторы различные резисторы широко применяются в различных электронных аппаратах. Существуют резисторы с постоянным и переменным сопротивлением. Резисторы переменного сопротивления применяются в различных сферах радиоэлектроники и в связи с этим отличаются друг от друга технологией изготовления, видом резистивных элементов, функциональными зависимостями, различными конструкциями. Непроволочные резисторы отличаются малыми размерами и массой, низкой стоимостью, возможностью их применения на весьма высоких частотах (до 10 ГГЦ).Определим ток, протекающий через наш резистивный элемент, по формуле: (3.1.1) где I - ток, А; Р - мощность, Вт; R - сопротивление, Ом. Зная ток, определим диаметр проволоки по формуле: (3.1.2) Из конструктивных соображений диаметр провода резистивного элемента выбираем d=0.2мм. Определим шаг намотки провода на каркас, с учетом того что его диаметр с изоляцией составляет dи=0.24 мм, так как толщина изоляции равна 0.4 мм [2,таблица П6], по формуле: (3.1.5)Определение температуры перегрева резистивного элемента при установленном тепловом режиме проводится согласно формулы: (3.2.1) где J - температура перегрева резистивного элемента, град; Тогда: Максимальная температура нагрева резистивного элемента определяется по формуле: ; (3.2.2) Круговое перемещение обусловлено тем, что при таком изготовлении резистор будет иметь меньшие габаритные размеры. Форма объясняется тем, что этот резистор рассчитан на большой ресурс работы, а эта конструкция позволяет создать небольшие и стабильные контактные усилия. Еще одно достоинство такой конструкции заключается в том, что резистор поддается ремонту, в частности замене стержня пружины на оси.Максимальное сопротивление разработанного резистора составляет 30 Ом, номинальная рассеиваемая мощность 0,9 Вт, зависимость сопротивления от угла поворота оси линейная, максимальный угол поворота оси составляет 3000 .Сконструированный резистор полностью отвечает требованиям технического задания. Разработанный резистор состоит из таких основных элементов как подковообразный резистивный элемент, контактная пружина выполненная в виде консольной балки, ось и корпус. Максимальная температура нагрева резистора 72,610С, а рабочая температура манганиновой проволоки 100 - 200 0С, поэтому можно увидеть то, что разработанный резистор имеет температурный запас, т.е. очень маленькую вероятность перегрева при соблюдении условий эксплуатации, это особо важно при долговременном использовании элемента.
План
Содержание
Введение
Анализ ТЗ
1.1 Анализ условий эксплуатации
1.2 Обоснование дополнительных требований и параметров
2. Обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования
3. Электрический и конструктивный расчет
3.1 Расчет резистивного элемента
3.2 Теплотехнический расчет
4 Описание конструкции и технологии
Паспорт
Выводы
Перечень ссылок
Введение
Резистор - это ЭРЭ, предназначенный для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы, в котором электрическая энергия превращается в тепловую.
Резисторы различают как с постоянным так и с переменным сопротивлением.
Разработка переменных резисторов - это решение совокупности сложных технических задач по синтезу проводящих и изолирующих материалов, расчету элементов конструкции и определению оптимальных режимов их изготовления.
В современном мире измерительная аппаратура находит широкое применение в нашей жизни характер и функции которой требуют применения десятков и сотен тысяч различных комплектующих изделий. Среди них резисторы составляют значительную часть. Для резисторов измерительной техники важными характеристиками являются точность и стабильность.
В данном курсовом проекте разрабатывается резистор переменного сопротивления для измерительной аппаратуры. Разрабатываемый резистор должен иметь максимальное сопротивление равное 30 Ом и номинальную рассеиваемую мощность 0,9 Вт. Зависимость сопротивления от угла поворота оси показательная. Проект предусматривает минимальную стоимость и высокую стабильность так как резистор разрабатывается для измерительной аппаратуры.
1. Анализ ТЗ
Согласно технического задания необходимо спроектировать резистор переменного сопротивления с такими характеристиками: сопротивление 30 Ом;
номинальная мощность P=0,9 Вт;
обеспечить линейное перемещение элемента;
выпуск: 12 000 шт./год;
предназначен для измерительной аппаратуры.
Вывод
В результате проектирования был получен проволочный резистор переменного сопротивления.
Максимальное сопротивление разработанного резистора составляет 30 Ом, номинальная рассеиваемая мощность 0,9 Вт, зависимость сопротивления от угла поворота оси линейная, максимальный угол поворота оси составляет 3000 .Сконструированный резистор полностью отвечает требованиям технического задания.
Разработанный резистор состоит из таких основных элементов как подковообразный резистивный элемент, контактная пружина выполненная в виде консольной балки, ось и корпус. Все эти элементы конструкции рассчитаны таким образом, чтобы обеспечить минимальные размеры, минимальную стоимость и высокую стабильность конструируемого резистора. Небольшие габаритные размеры обеспечивают удобную регулировку этого резистора.
Максимальная температура нагрева резистора 72,610С, а рабочая температура манганиновой проволоки 100 - 200 0С, поэтому можно увидеть то, что разработанный резистор имеет температурный запас, т.е. очень маленькую вероятность перегрева при соблюдении условий эксплуатации, это особо важно при долговременном использовании элемента.
Полученная конструкция очень удобна при массовом производстве. Она проста и не требует очень сложного оборудования. Между тем конструкция надежна и долговечна. Подлежит ремонту и замене.
Стоимость конструкции не высока и определяется стоимостью бронзы и манганиновой проволоки.
Список литературы
1. Мальков М.Н., Свитенко В.Н. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы.Консп. лекций, часть I.- Харьков: ХИРЭ,- 2002. - 140с.
2. Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры,Изд.2-е, перераб. и доп. М.:”Энергия”,2007.-656с.
3. Проволочные резисторы. Под ред. М.Т.Железнова, Л.Г.Ширшева.- М.:Энергия.2000.-240с.
4. Справочник конструктора-приборостроителя. В.Л.Соломахо и др.-М:Высш.шк,2008.-271с.
5. Белинский Б.Т., Гондол В.П. и др. Практическое пособие по учебному конструированию РЭА. - К: Вища шк.,2002 - 494с.