3.3. Учебное пособие
По дисциплине «Основы проектирования радиоэлектронных средств» имеются три учебных пособия: «Основы проектирования РЭС. Тепломассо-обмен и тепловые расчеты» [2], «Основы проектирования РЭС. Электромаг-нитная совместимость и конструирование экранов» [3] и «Основы проекти-рования РЭС. Механические воздействия и защита РЭС. Тепломасообмен и тепловые расчеты» [1]; автор их проф. В. В. Винников. Эти пособия находятся в библиотеке и читальном зале, а также на учебном сайте СЗТУ.
Кроме этого, целесообразно использовать при необходимости учебное пособие «Основы проектирования электронных средств», книга 2 [6], автор проф. В.В. Винников. Это пособие также находится в библиотеке и читальном зале, а также на учебном сайте университета.
3.4. Технические и программные средства обеспечения дисциплины
В процессе изучения дисциплины каждый студент специальности 210201.65 должен ознакомиться с программой расчета теплового режима РЭС «Тепло» и выполнить с ее помощью курсовую работу. При выполнении лабораторных работ (включая студентов специальности 210302.65 и направления 210300.62) необходимо ознакомиться с программами «Экран» и «FREQ» и выполнить с их помощью исследования по эффективности экранирования и собственным частотам колебаний пластин и ПП.
3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ
Предисловие
Данные методические указания содержат основные теоретические поло-жения и порядок выполнения лабораторных работ по дисциплине «Основы проектирования радиоэлектронных средств».
Цель выполнения лабораторных работ – приобретение навыков исследо-вания и измерения тепловых режимов РЭС и их элементов, способов защиты РЭС от тепловых, электромагнитных и механических воздействий и оценки их эффективности.
В лаборатории принят бригадный метод выполнения работ, причем в каждую бригаду должно входить не более трех человек. При занятиях в дисплейном классе работа выполняется, как правило, индивидуально.
К очередной работе студенты допускаются только после положительной оценки преподавателем их готовности к выполнению работы. О готовности к работе свидетельствуют знания содержания работы; основных теоретических сведений о вопросах, рассматриваемых в работе; методов проведения измерений и соответствующей аппаратуры, а также основных правил и приемов работы на ПЭВМ и необходимых знаний по её управлению. Для выявления готовности студентов преподаватель проводит собеседование.
Перед выполнением лабораторных работ студенты получают инструктаж по технике безопасности, изучают инструкцию по технике безопасности и расписываются в журнале по технике безопасности. Экспериментальная часть лабораторных работ должна выполняться согласно указаниям, приведенным в описании лабораторных работ, при строгом соблюдении правил техники безопасности. Первое подключение установок производится только после разрешения преподавателя.
В процессе выполнения работы каждый студент должен вести записи, черновик которых подписывается преподавателем, и затем они должны быть оформлены в виде отчета. Последний оформляется индивидуально каждым студентом. Отчеты должны быть составлены технически грамотно, аккуратно, с соблюдением соответствующих ГОСТов на обозначение величин и элементов схем. Каждый отчет необходимо заканчивать самостоятельными выводами, подходя творчески к полученным экспериментальным данным и используя свои теоретические знания. Все отчеты по проделанным работам должны быть выполнены в отдельной тетради или на формате А4 (листы должны быть сшиты), на первой странице которой указаны фамилия и инициалы студента, а также его шифр.
Графический материал должен быть представлен в виде графиков или диаграмм с необходимыми пояснениями, с правильной размерностью исследуемых величин и соблюдением масштаба. Следует особо обратить вни-мание на случаи, когда по любой из осей откладывается величина, занимающая две или больше декады. В этом случае, как правило, следует использовать по этой оси логарифмический масштаб.
Перед защитой лабораторных работ студент должен сдать оформленный отчет на проверку преподавателю и только после исправления ошибок защищать их.
Лабораторные работы №№ 1…3 выполняются в лабораторном классе кафедры (аудитория 306/М6), а лабораторные работы №№ 4 и 5 выполняются в дисплейных классах университета.
При выполнении лабораторных работ в дисплейном классе каждый студент должен иметь чистые листы бумаги формата А4 и флэш-диск USB2 со свободной памятью не менее 1 Гб.
При выполнении лабораторных работ в лабораторном классе необходимо иметь линейку, чистые листы бумаги, инженерный калькулятор и флэш-диск.
При выполнении всех лабораторных работ каждый студент обязан иметь УМК по дисциплине и учебные пособия, необходимые для выполнения конкретных лабораторных работ.
Лабораторная работа № 1. Исследование теплового режима РЭС
1. Цель работы. Исследование тепловых режимов РЭС при естественной конвекции, перемешивании воздуха или внешнем обдуве; ознакомление с методами и средствами измерения температур.
2. Основные теоретические положения
Необходимые теоретические положения по измерению температур; погрешностям, возникающим при их измерении; а также по измерению скорос-ти и расходов газа изложены в [7], с. 199…206. В качестве термодатчиков используются термопары и термометры сопротивлений. В процессе выпол-нения работы необходимо получить информацию у преподавателя о типе используемого термодатчика, ознакомиться с его характеристиками, схемой и методом измерения.
Коэффициент заполнения по объему можно рассчитать по формуле
где VД – объем деталей, Vш – объем шасси, V – объем аппарата. Высота нагретой зоны определится как
где h – высота аппарата.
Порядок расчета среднеобъемного перегрева нагретой зоны регламенти-руется ОСТ 4ГО.012.032 и изложен в разделе УМК «Задания на курсовую работу и методические указания к ее выполнению».
В стадии регулярного режима температурное поле во всех точках тела изменяется по экспоненциальному закону, причем показатель экспоненты т не зависит от координат [2], с. 58…67. По истечении достаточного времени после начала охлаждения наступает регулярный режим, отличительной особенностью которого является постоянство скорости изменения логарифма перегрева тем-пературы со временем для всех точек тела. Показатель т называют темпом ох-лаждения (нагрева) тела. Как известно, в стадии регулярного режима изме-нение избыточной температуры со временем происходит по линейному закону. В связи с этим величину т можно определить из эксперимента по формуле
,
где - перегревы для двух точек кривой охлаждения, соответствующие моментам времени и .
Исследование теплообмена радиаторов различного типа позволяет свя-зать перегрев основания радиатора р с рассеиваемой им мощностью Qр зависимостью [2], с. 75…93,
где L1, L2 и D – размеры основания прямоугольного радиатора и диаметр основания круглого радиатора; э – эффективный коэффициент теплоотдачи радиатора; А – площадь основания радиатора; Qр – рассеиваемая мощность.
Тепловые схемы аппаратов при различных способах охлаждения и про-цессы теплоотдачи в них рассмотрены в [2], с. 69…74 и [1], с. 147…155.
3. Порядок выполнения работы
Работа состоит из двух частей. Каждая из них рассчитана на 4 часа. Как правило, исследование проводится по первой части.