1. Определение габаритных размеров блоков двух вариантов компоновки.

Для сравнения по данным трем параметрам необходимо знать габаритные размеры (длина, высота и ширина) блоков рассматриваемых двух вариантов компоновки. Для их определения вычислим габаритные размеры и объем занимаемой аппаратуры (печатная плата П1, печатная плата П2).

Для определения объема печатной платы П1 найдем ее размеры, для этого воспользуемся таблицей 2.

Таблица 2 – Основные конструктивные параметры элементной базы

Элементы	Установочная площадь,мм^2	Количество элементов	Диапазон температур, С
1	2	3	4
Индикатор АЛС314А	97,5	3	-60..+70
1	2	3	4
Конденсаторы КЛС – 1 К10У - 5	122,5 90,25	1 1	-10..+60 -10..+60
Микросхемы: К176ЛА7 К176ИЕ1 К176ТМ1 К176ЛА9 К561ЛЕ5 К176ИД1 К176ИД2 К561ИЕ14 К561КП2	220 220 220 220 220 240 240 240 240	1 1 2 1 1 3 3 3 1	-10..+70 -10..+70 -10..+70 -10..+70 -45..+85 -10..+70 -10..+70 -45..+85 -45..+85
Резисторы: МЛТ – 0,125 СП3-37А	67,5 356,4	7 1	-60..+125 -60..+155
Транзистор КТ3107Б	51,6	1	-60..+125

Определяем общую площадь, занимаемую ЭРЭ на печатной плате П1:

, (1)

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади ПП для бытовой РЭА, равного 0.6, получим значение площади П1

, (2)

Рассмотрено несколько возможных вариантов соотношения сторон ПП П1 (70120, 80110, 100100,) и был выбран следующий: 100100 мм по ГОСТ10317-79.

Для определения объема печатной платы П2 найдем ее размеры. Определяем общую площадь, занимаемую ЭРЭ на печатной плате:

, (3)

где n – количество индикаторов, устанавливаемых на ПП П2.

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади ПП для бытовой РЭА, равного 0.6, получим значение площади П2

, (4)

Рассмотрено несколько возможных вариантов соотношения сторон ПП П2 (2027.5, 3017.5) и был выбран следующий: 2027.5 мм.

Для определения объемов печатных плат необходимо знать ее высоту, которая определяется с учетом превышения над плоскостью платы самого высокого ЭРЭ. Для ПП П1 она равна h₁=12 мм, а для ПП П2 h₂=3 мм. Тогда:

• объем печатной платы П1:

, (5)

- объем печатной платы П2:

, (6)

• общий объем, занимаемый аппаратурой:

, (7)

По полученным габаритным размерам внутренней аппаратуры в зависимости от ее размещения определяем габаритные размеры рассматриваемых двух вариантов корпусов, которые представлены на рисунках 1а и 1б. В первом варианте плата П1 и плата П2 расположены горизонтально, органы индикации (плата П2) вынесены на верхнюю панель. Значение высоты блока будет складываться из высоты платы П1 и высоты платы П2, длина и ширина зависит от ширины и длины платы П1. Во втором варианте ПП П1 расположена горизонтально, а П2 вертикально. В этом случае длина блока будет складываться из длины ПП П1 и толщины ПП П2, высота будет равна ширине ПП П2, ширина равна ширине ПП П1. Тогда с учетом зазоров между печатными платами, между платами и стенками корпуса, получим габаритные размеры корпусов обоих вариантов компоновки.

Размеры блока для первого варианта: длина l₁=100 мм, ширина b₁=100 мм и высота h₁=12+3=15 мм.

Размеры блока для второго варианта: длина l₂=100+3=103 мм, ширина b₂=100 мм и высота h₂=20 мм.

а)

б)

Рисунок 1 – Варианты компоновки частотомера

Определяем полный объем первого (рисунок 1а) и второго (рисунок 1б) вариантов:

, (8)

_, (9)

1. Приведенная площадь наружной поверхности

, (10)

, (11)

, (12)

2. Коэффициент приведенных площадей

, (13)

где S_пр.ш - приведенная площадь шара

, (14)

где d - диаметр шара, мм.

Вычислим диаметр шара через объем шара V_ш=V_ап=202750мм³:

, (15)

Тогда:

, (16)

Таким образом, коэффициент приведенных площадей, равен:

, (17)

, (18)

Составим отношение:

, (19)

то первый вариант блока более оптимальный по площади наружной поверхности.

3. Коэффициент заполнения объема.

Коэффициент заполнения объема для первого и второго вариантов компоновки блока, %

, (20)

, (21)

, (22)

Коэффициент заполнения объема для первого варианта компоновки блока больше, чем для второго варианта. Следовательно, в первом случае объем используется более эффективно.

Вывод: По результатам расчета основных компоновочных характеристик блоков, был выбран первый вариант компоновки (рисунок 1а), так как его объем используется наиболее эффективно и является более оптимальным по площади наружной поверхности.