Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники»



страница1/4
Дата26.07.2014
Размер0.54 Mb.
ТипЛитература
  1   2   3   4
Литература:

1) Алексеев В.Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования РЭУ» уч. пос. Мн, БГУИР, 2003

2) «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» В.М. Кулаков, Ладыгин, Шаховцов и др. под ред. Ладыгина – М. Сов. радио, 1980

3) Дульнев «Методы расчёта тепловых режимов прибора» Дульнев, Парфенов, Сигалов – М. Радио и связь, 1990

4)…

5)…


6)…

7) Дульнев «Тепло- и массообмен в РЭА», учебник для ВУЗов, М, ВШ, 1984

8)…

9)»Справочник конструктора РЭА: общие принципы конструирования» под ред. Р.Г. Варламова – М, Сов. радио, 1980.



План дисциплины:

  • Характеристика условий эксплуатации конструкций РЭС

  • Окружающая среда и её воздействие на РЭС

  • Физико-математические основы конструирования РЭС

  • Тепло- и массообмен в РЭС

  • Защита от атмосферных воздействий

  • Защита от динамических механических воздействий

  • Действие проникающей радиации на элементы РЭС

  • Обеспечение электромагнитной совместимости


КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
1963г. РЭА – широкий класс изделий, в которых используют преимущественно электромагнитные сигналы для передачи, приёма и преобразования информации.


  1. Конструкция РЭА – упорядоченная статистическая комбинация исходных свойств и их взаимодействий, обеспечивающих заданное динамическое преобразование физической природы сигналов преимущественно электромагнитной природы.

Особенности конструкции РЭА определяются областью её использования, схемотехническим назначением, используемой конструктивной базой.


Область использования РЭА

Область использования и объекты-носители РЭА определяют параметры конкретного микроклимата в месте расположения РЭА. (легче всего – отапливаемые помещения в стационарных условиях)


Стационарная и переносная РЭА, предназначенная для работы на поверхности земли, должна иметь в конструкции защитные корпуса с уплотнением и элементную базу, обеспечивающую нормальную работу при воздействии климатических факторов.
Возимая РЭА для наземных транспортных средств подвергается воздействию вибраций, ударов и ускорений. Возможно воздействие пыли, паров бензина и масел.
Корабельная РЭА – требует влагонепроницаемых корпусов и уплотнения осей органов управления.
Самолётная и вертолётная РЭА – должна работать при пониженном атмосферном давлении, воздействии росы и инея, тумана, вибраций, ударов и других воздействий, определяемых конструкцией летательного аппарата.

Ракетная и космическая РЭА – требует особой надёжности и защищённости от внешних воздействий: невесомость, радиация, ускорения, перепады температур, пыль, влага, размеры.


Назначение РЭА

Основные области применения РЭА:

-радио-оптическая и проводная связь

-радиоуправление

-радиотелеметрия - получение информации о работе и состоянии объектов и моделей с помощью специальных преобразователей и линий связи. Должна быть точной, обладать высоким быстродействием, быть малогабаритной и экономной.

-радиометеорология

-радиолокация

-радионавигация

-радиоастрономия


ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЕЁ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА РЭА

Климат, климатические зоны, и характерные группы эксплуатации

Климат – характерная для данной области (региона) на поверхности Земли совокупность типичных изменений атмосферных процессов, обуславливаемых географическими координатами, уровнем солнечной радиации, строением земной поверхности, вертикальным теплообменом и др. определяющими факторами за длительное время.

Выделяют:

А) Макроклимат (горы, моря, и т.д.)

Б) Мезоклимат (местные факторы)

В) Микроклимат

Основополагающие – микроклимат и мезоклимат


Основные климатические факторы:

-солнечная радиация

-температура

-влажность, движение воздушных масс, наличие примесей

-образование снега, тумана, инея

-плесневые грибки




  1. Солнечная радиация

(интегральная плотность светового потока)

Колебания солнечной радиации приводит к изменению температуры. Если повышение температуры происходит менее чем на 3 градуса, то считается, что воздействие солнечной радиации отсутствует.



  1. Температура

Различают:

-эффективную температуру внешней среды

-температуру для расчётов изделий

-среднюю температуру за многолетний период

-температуру внешней среды при эксплуатации

ГОСТ 15150-69

Для изделий с естественным воздушным охлаждением температура внешней среды – это температура среды на уровне расположения РЭА.



  1. Относительная влажность воздуха

Отношение кол-ва водяного пара при данной температуре в данном объёме к их максимальному количеству.

  1. Абсолютная влажность

Кол-во водяного пара в 1м3

  1. Точка росы

Температура, при которой наступает пересыщение (влажность = 100%)

  1. Осадки

Бывают жидкие (дождь, роса, туман) и твёрдые (снег, град, иней)

Возникают вследствие охлаждения ниже точки росы.

Капельки малых размеров – туман – висят в воздухе при охлаждении поверхности земли охлаждаются и образуют росу. Если Т<<Т росы, то образуется снег, град или иней.

7. Ветер


Горизонтальное движение воздуха, которое характеризуется направлением и силой. Наличие твёрдых или газообразных примесей существенно влияет на характер воздействия воздушной среды на РЭА.

8. Пыль


- до 20 мкм – тонкая пыль

- более 20 мкм – грубая пыль

9. Плесневые грибки

Способны разлагать высокомолекулярные естественные (древесина) и искусственные (пластмасса) соединения и нарушать работу РЭА.


Макроклиматические районы

1

Для районов с умеренным климатом

У

2

Умеренный и холодный климат

УХЛ

3

Влажный тропический климат

ТВ

4

Сухой тропический климат

ТС

5

Влажный тропический и сухой тропический

Т

6

Для районов на суше, кроме районов с очень холодным климатом

О

7

Умеренно холодный морской климат

М

8

Тропический морской климат

ТМ

9

Умеренно-холодный и тропический морской климат

ОВ

10

Во всех районах

В




Укрупнённые категории

Дополнительные категории

Характеристика

Обозначение

Характеристика

Обозначение

Для эксплуатации на открытом воздухе

1

Для хранения в процессе эксплуатации в помещениях категории 4 и работы как в условиях категории 4, так и (кратковременно) в других условиях, в т.ч. на открытом воздухе

1.1

Для эксплуатации под навесом или в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ к наружному воздуху (палатка, кузов), а также изделия категории 1 в оболочке, при отсутствии прямого воздействия солнечного излучения и осадков.

2

Для эксплуатации в качестве встроенных элементов внутри комплексных изделий категории 1, 1.1, 2, конструкция которых исключает возможность конденсации влаги на встроенных элементах.

2.1

Для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности, а также воздействие песка и пыли меньше, чем на открытом воздухе.

3

Для эксплуатации в нерегулярно отапливаемых помещениях.

3.1

Для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями (закрытые отапливаемые и вентилируемые производственные помещения).

4

Для эксплуатации в помещениях с кондиционируемым или частично кондиционируемым воздухом.

4.1

Для эксплуатации в лабораторных, капитальных, жилых и др. помещениях подобного типа.

4.2

Для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью (невентилируемые подземные помещения, в т.ч. шахты, подвалы, почва, судовые, корабельные и др. помещения), в которых возможно длительное наличие воды или частая конденсация влаги.

5

Для эксплуатации в качестве встроенных элементов внутри компактных изделий категории 5, конструкция которых исключает конденсацию влаги на встроенных элементах

5.1


Воздействие ветра и гололёда

(Для РЭА вне помещений и укрытий)

При оледенении увеличиваются поперечные размеры и масса элементов, что приводит к росту аэродинамических и механических нагрузок.

При расчёте прочности элементов РЭА широко используется метод эквивалентных нагрузок, основанный на обработке графиков загрузки этих элементов во времени.

Гололёдно-ветровая нагрузка определяется как геометрическая сумма ветровой горизонтальной и гололёдной вертикальной нагрузок.

Воздействие влаги, пыли, солнечной радиации и биологических факторов

Воздействие влаги на металлы и изоляционный материал имеют разную природу, но один и тот же результат – разрушение исходной структуры материала (в металле за счёт коррозии, а в изоляционных материалах за счёт влагопоглощения). Влага является причиной и различных побочных явлений, увеличивающих дестабилизирующее влияние пыли и биологических факторов.


Влияние влаги на изоляционные материалы определяется отсутствием изоляционных пластмасс, которые могут противостоять воздействию влаги. Низкокачественные изоляционные материалы с макроскопическими порами или трещинами поглощают влагу за счёт капиллярных эффектов. В высококачественных изоляционных материалах определяющим фактором является диффузия.

Диффузия – процесс поглощения вещества (воды) изоляционным материалом до полного уравновешивания давления в окружающей среде и изоляционном материале, после чего процесс поглощения влаги прекращается.


Проникновение водяных паров включает в себя 3 стадии:

  1. Проникновение влаги через поверхность со стороны повышенной концентрации влаги.

  2. Диффузия от наружной поверхности плёнки к внутренней.

  3. выход влаги через внутренние поверхности плёнки.

Процесс диффузии определяется в основном свойствами, формой и размерами изолируемой детали. Процесс проникновения зависит от концентрации частиц вне корпуса и внутри корпуса.
Песок и пыль

Максимальная опасность исходит не от крупных частиц пыли и песка (у них меньше острых граней), а от мелких, взвешенных в атмосфере с величиной зерна 1-40мкм.

Попадание мелких частиц песка и пыли в подшипник выводит его из строя. В контактах это препятствие нормальной работе реле и переключателей.

На поверхности изоляционных материалов – паразитная проводимость.

На поверхности металлических деталей – приводит к стиранию защитной поверхности и последующей коррозии.

В тропических условиях пыль может быть питательной средой для плесневых микроорганизмов.

Пыль в пустыне более твёрдая и абразивная.

При значительной запыленности, повышенной температуре пыли, наличии кислорода и источника энергии – пыль взрывоопасна.


Оптисальные условия работы РЭА – это обеспыленная среда с постоянной температурой.
Солнечная радиация

Различают 2 группы воздействия:

-фотолитическая. Фотолитическое воздействие характеризуется избирательным поглощением солнечных лучей. Воздействие фотонов приводит к отрыву фотоэлектронов и разрыву молекулярных связей, следствием чего является изменение цвета ряда полимерных материалов, хрупкости, нарушению лакокрасочных покрытий нарушение прочности.

-фотоокислительная. Фотоокислительное воздействие – это разрыв химических связей при определённом воздействии излучения, кислорода, воздуха и влаги. Как результат – ускорение процессов коррозии.


Перегрев РЭА до 25-30град. От поглощения энергии происходит за счёт воздействия излучения солнца, излучения, рассеянного и отражённого атмосферой, тёплых слоёв воздуха, излучения от грунта.
Биологические факторы

К биологическим факторам относят:



-плесневые грибки. Основное условие образования – высокая влажность (80-100%), наличие питательной среды и малая освещённость. Изоляционные материалы на основе целлюлозы при воздействии плесневых грибков ухудшают свои механические и электрические параметры и могут разрушаться.

-насекомые. Редко повреждают РЭА, самыми опасными являются термиты (в тропических условиях). Наиболее эффективная защита от термитов это бетонный фундамент, пропитка деревянных материалов и специальная пластмасса, специальные пропитки ядом от термитов.

Опасность летающих насекомых в том, что они летят на источники тепла и света. В связи с этим вентиляционные и другие отверстия следует закрывать мелкой сеткой.



-грызуны. Повреждают кабели и пластмассовую и неармированную резиновую изоляцию. Для защиты применяют стальную оплётку, но обычно повреждение не превышает 2%.
Воздействие полей СВЧ

В электромагнитном поле СВЧ ряд определённых свойств материалов существенно изменяется за счёт поверхностного (скин) эффекта. Уменьшается проводимость металлов и сплавов.

За счёт поляризации изменяется диэлектрическая проницаемость, увеличиваются диэлектрические потери, следовательно, свойства материала ухудшаются.

За счёт гиромагнитного эффекта изменяется магнитная проницаемость ферритов.

Металлические материалы в СВЧ используются в качестве проводниковых поверхностей.

Поверхностный эффект – уменьшение плотности тока СВЧ в направлении от поверхности внутрь проводника по экспоненциальному закону. Глубина проникновения зависит от длины волны СВЧ поля.

Потери энергии СВЧ определяются величиной удельного активного сопротивления:

Где - электропроводность материала.

Проводимость материала зависит от вида обработки токонесущих поверхностей.

При выборе способа обработки токонесущей поверхности следует учитывать, что после чистовой механической обработки образуется поверхностный слой толщиной до десятков мкм с размельчёнными до 0,01мкм зёрнами металла. Такой слой будет …


Диэлектрические материалы широко используются в качестве заполнителей, герметиков, покрытий, поглотителей мощности.
Для миниатюризации устройств СВЧ их заполняют титановыми соединениями, имеющими более высокие значения диэлектрической проницаемости.
Ферриты используются для создания различного рода устройств СВЧ (модуляторы, переключатели и др.).
Ферриты – это твердые хрупкие материалы с механическими свойствами близкими к керамике.
По химическим свойствам ферриты можно разделить на :

-никелевые

-бариевые

-магниевые и др.


К основным параметрам ферритов относятся :

-ширина линии ферромагнитного резонанса – 2дН

-намагниченность при насыщении – I

- относительная диэлектрическая проницаемость – эпсилон

-угол диэлектрических потерь – тангенс тетта

-точка кюри – O’

-магнитная индукция – В

-остаточная магнитная индукция – В1

-коэрцитивная сила – Н

-относительная магнитная проницаемость – мю

-удельное электрическое сопротивление
Никелевые ферриты используются в диапазоне миллиметровых и сантиметровых волн, обладают высокой термостабильностью.

Основной недостаток – большие потери.



Магниевые ферриты применяются в сантиметровом диапазоне. Т.к. длина волны больше, то нагреваются они сильнее, следовательно, термостабильность у них ниже. Обладают малыми магнитными и диэлектрическими потерями, высоким коэффициентом прямоугольности.

Магниевые ферриалюминаты используются в длинноволновой части диапазона, характеризующимся малыми значениями индукции при насыщении.

Основной недостаток – низкая термостабиоьность.



Никелевые феррохромиты – применяются в резонаторах, устойчивых к высокому уровню мощности.

Иттриевые феррогранаты используются в низкочастотной области СВЧ.
Ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение – любое излучение, при воздействии с которым происходит процесс ионизации среды.

Излучение делится на:


  1. первичное – приходит от источника излучения

  2. вторичное – излучается облучённым материалом

Ионизирующие излучения могут быть электромагнитными в виде гамма- и рентгеновского излучения, корпускулярными в виде потока частиц с массой покоя от нуля (альфа и бета излучение)

Ионизирующее излучение характеризуется:

-полем

-потоком ионизирующих частиц (Фн)



-плотностью потока (фи-н)

-поток энергии (Фии)

-плотность потока энергии (фи-ии)

-перенос ионизирующих частиц (Fн)

-перенос энергии (Fии)
Поток ионизирующих частиц

dN – число ………………………………………………..

всякие формулы

……………………………………………………………..

Взаимодействие ионизирующего излучения со средой оценивается поглощённой дозой D и мощностью поглощённой дозы P

…………………..опять формула………………………..

Наиболее опасным для работы устройств является гамма и рентгеновское излучение. Опасность состоит в том, что они приводят к необратимым последствиям – устройства выходят из строя.
При рассмотрении ионизирующего излучения вводятся следующие понятия:

Радиационный эффект – это изменение значений параметров изделий и материалов в результате воздействия ионизирующего излучения.

Ионизационный эффект – радиационный эффект, обусловленный ионизацией и облучением атома вещества.

Радиационный дефект – дефекты, вызванные воздействием радиации, которые могут иметь обратимый и необратимый характер.

Радиационный разогрев – появление дефектов под воздействием излучения, связанное с разогревом материала.

При воздействии гамма излучения наблюдается увеличение носителей заряда, что влечёт к увеличению проводимости как проводников, так и диэлектриков и полупроводников.



Влияние ионизационного излучения на материалы

Наиболее устойчивыми к ИИ являются металлы. Им свойственна высокая концентрация свободных носителей заряда, а характеристики слабо зависят от дефектов. При высоких дозах ИИ у металлов возрастает пластичность (текучесть)

Наиболее радиационно-стойкими являются электротехнические стали и магнитные материалы.

Некоторые металлы, такие как цинк, кобальт, марганец, при облучении могут быть источниками вторичного излучения. Это связано с физико-химической структурой материалов.

Наиболее уязвимы к ИИ – органика и полупроводники.

У полупроводниковых материалов изменяется время жизни носителей зарядов и их подвижность.

У органических материалов изменяются механические свойства – изменяется текучесть, изменяется тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницаемость.
Влияние ИИ на резисторы

При воздействии на резисторы могут возникать как обратимые, так и необратимые изменения сопротивления. Может увеличиваться уровень шумов и улучшаться влагостойкость материала.

Основные причины выхода из строя резисторов – деградация электрофизических характеристик резистивного или влагоустойчивого материала.

Гамма-излучение как правило вызывает обратимые изменения. При воздействии поля его резистивность уменьшается, но при снятии поля его характеристики восстанавливаются.

Наиболее устойчивыми к ИИ являются керамические и проволочные резисторы.

Наименее устойчивые – органические и плёночные.


Влияние ИИ на конденсаторы

-изменение тангенса диэлектрических потерь

-изменяется ёмкость

Основные причины – преобразования в структуре диэлектрика, ионизация диэлектриков и выделение газов.


Наиболее стойкие к излучению конденсаторы с неорганическим диэлектриком: керамические, стеклоэмалевые, слюдяные. Время восстановления для таких конденсаторов менее двух часов.

Конденсаторы с органическим диэлектриком (бумажные, полистироловые) обладают пониженной устойчивостью к излучению. Причиной этого является разложение полимерных материалов. Время восстановления составляет 200-300ч (причём восстановление не полное).

Электролитические конденсаторы при облучении ненадёжны, отмечаются случаи разгерметизации и разложения электролита.

Наиболее устойчивые из интегральных тонкоплёночных конденсаторы на основе Al2O3.

  1   2   3   4

Похожие:

Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconСистемы автоматизированного проектирования и поискового конструирования
Работа выполнена на кафедре "Системы автоматизированного проектирования и поискового конструирования" Волгоградского государственного...
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconИнженерные расчеты, основы проектирования и конструирования реакторных установок
Курс " Инженерные расчеты, основы проектирования и конструирования реакторных установок " (спецкурс №3) является спецкурсом для специальности...
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconДипломные проекты (работы) общие требования стп01-2010 Минск бгуир 2011 удк 006. 037 Ббк 30ц
Настоящий стандарт устанавливает общие требования к организации дипломного проектирования, построению, содержанию, оформлению и порядку...
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconДипломные проекты (работы) общие требования стп-01-2010 Минск бгуир 2010 ббк 30ц
Настоящий стандарт устанавливает общие требования к организации дипломного проектирования, построению, содержанию, оформлению и порядку...
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconДипломные проекты (работы) общие требования стп-01-2010 Минск бгуир 2010 удк 006. 037 Ббк 30ц
Настоящий стандарт устанавливает общие требования к организации дипломного проектирования, построению, содержанию, оформлению и порядку...
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconРек. Науч метод советом Моск гос ин-та электронной техники (технич универ.) в качестве уч пос для студ вузов, обуч по спец. 230105. 65 Прогр обесп. Вт и автоматизир сист по напр. 654600 Информ и Вт и напр
Рек. Науч метод советом Моск гос ин-та электронной техники (технич универ.) в качестве уч пос для студ вузов, обуч по спец. 230105....
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconЛитература (первоисточники) для подготовки по всем разделам экзамена
Алексеев П. В. Философы России xix–xx столетий. Биографии, идеи, труды / П. В. Алексеев. – М., 2002
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconПредисловие Часть Основы алгоритмизации
Рек. Науч метод советом Моск гос ин-та электронной техники (технич универ.) в качестве уч пос для студ вузов, обуч по спец. 080801...
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconПримерная программа дисциплины Физическая химия материалов и процессов электронной техники
Цель преподавания дисциплины состоит в формировании у студентов теоретических знаний и практических навыков в области физической...
Литература: 1 Алексеев В. Ф. «Принципы конструирования и автоматизации проектирования рэу» уч пос. Мн, бгуир, 2003 2 «Действие проникающей радиации на изделия электронной техники» iconПрограмма Microsoft Excel. Ее применение для разработки электронных таблиц. Разработка электронной таблицы для автоматизации выполнения практической работы
Курсовую работу по теме Обзор средств для автоматизации геодезических вычислений. Программа Microsoft Excel. Ее применение для разработки...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org