Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя (стр. 11 )

Чаще всего конструктор решает задачу удаления избытка теплоты в результате саморазогрева аппаратуры. Как известно, передача теплоты от нагретой аппаратуры в окружающую среду осуществляется кондукцией, конвекцией и излучением.

При выборе способа охлаждения ЭА учитываются ее режим работы, конструктивное исполнение, величина рассеиваемой мощности, объект ус­тановки, окружающая среда.

Помеха — непредусмотренный при проектировании ЭА сигнал, спо­собный вызвать нежелательное воздействие, выраженное в виде нарушения функционирования, искажения передаваемой или хранимой информации и т. п. Помехами могут быть напряжения, токи, электрические заряды, напря­женность поля и др. Источники помех весьма многообразны по физической природе и подразделяются на внутренние и внешние.

Эффективным схемным средством селективного ослабления помехи при отсутствии ослаб­ления и искажения сигнала является использование помехоподавляющих фильтров.

Сетевые фильтры — полосопропускающие фильтры, передающие на выход только частоту сетевого напряжения и в то же время не допускающие передачи помех по проводам в сеть от источника электропитания. Для защиты аппаратуры от перенапряжений первичной сети в схему сетевого фильтра вводят газоразрядники, варисторы, стабилитроны, предохранители (FU).

Экраны включаются в конст­рукцию для ослабления нежелательно­го возмущающего поля в некотором ограниченном объеме до приемлемого уровня. Возможны два варианта защиты. В первом случае экранируемая аппара­тура размещается внутри экрана, а ис­точник помех — вне его, во втором — экранируется источник помех, а защищаемая от помех аппаратура распола­гается вне экрана. Первый вариант используют при защите от внешних по­мех, второй — внутренних. В обоих вариантах в качестве экранов исполь­зуются металлические оболочки.

Рекомендуемая литература

1. [1]; 2. [4]; 3. [5]; 4. [10]; 5. [16].

Контрольные задания для СРС (тема 11) [1, 4, 5, 10, 16]

1.  Назовите внешние воздействия на ЭА и основные факторы их влияния на сни­жение надежности.

2.  Укажите основные способы отвода теплоты от аппаратуры.

3.  Как оптимально ориентировать прибор с позиций теплосъема от его поверхно­стей, если боковая, лицевая и горизонтальная поверхности корпуса имеют от­ношение площадей как 1:2:3?

4.  Причины воздействия на аппаратуру вибраций и ударов.

5.  Как определяется собственная частота колебаний конструктивных элементов ЭА?

6.  Назовите наиболее эффективные способы защиты аппаратуры от влажностных воздействий (воздействий пыли).

7.  Как защищают ЭА от переохлаждения?

8.  Для чего нужно знать характеристику аэродинамического сопротивления аппа­ратуры?

Тема 12. Художественно-конструкторское решение прибора. (1 час)

План лекции:

1.  Основные взаимосвязи, сопровождающие процесс применения изделия (прибора);

2.  Выбор формы изделия;

3.  Функции изделия, обусловленные его формой;

4.  Особенности выбора художественно-конструкторского решения прибора.

С точки зрения потребителя изделие (прибор) может считаться хорошим тогда и только тогда, когда оно соответствует своему назначению, а его применение осуществляется способом, наиболее отвечающим потребностям потребителя; функции изделия вытекают из взаимосвязей с окружающей средой, необходимых для его применения; форма (конструкторское решение) изделия полностью отвечает этим функциям и соответствует условиям его применения.

Объем взаимосвязей изделия с окружающей средой, обусловлен­ных его применением, в пределах всего множества взаимосвязей изделия со средой зависит от интенсивности (произ­ведения объема и частоты) взаимосвязей человека (потребителя) с нею в процессе применения изделия. Он определяется требованиями к изде­лию и возможностями художественного конструирования (технической эстетики, дизайна) — от планирования разработки изделия до оценки возможностей его сбыта и особенностей эксплуатации. При постановке задачи на разработку изделия задается конкретное содержание разра­батываемой формы в виде конструкторского решения.

Применение преобразует потенциальную функцию прибора в факти­ческую, в результате чего получают полезный эффект. Ожидаемые результаты применения (обозрения) изделия должны оправдываться во время этого применения. Это же относится и к ожидаемому полезному эффекту. Материальный полезный эффект как технико-экономический эффект, отнесенный к самому высокому уровню, является одним само собой разумеющимся условием пригодности изделия. Другим необходи­мым и достаточным условием является то, что как эргономические нагрузки, так и нематериальный полезный эффект должны соответствовать определенному уровню. Например, трудности использова­ния прибора снижают не только материальный полезный эффект, но и вызывают отрицательную реакцию на него потребителя.

От этих условий зависят в основном субъективно возможная произво­дительность труда потребителя и возможности сбыта изделия в общем.

Критериями являются пригодность и срок службы изделия. Пригод­ность характеризуется технической эксплуатационной надежностью и получаемым полезным эффектом при предусмотренном применении изделия, а также возможностью его использования, включая психологи­ческие аспекты, определенным потребителем. Срок службы определяет длительность физической и моральной пригодности изделия как объекта потребления или применения Соотношение пригодности и срока службы подобно соотношению качества и надежности.

Выбор формы изделия. Этот процесс состоит в определении и наглядном представлении всех взаимосвязей изделия с окружающей средой, которые проявляются через эргономические и эстетические реакции человека.

Переплетение этого процесса с другими, прежде всего с процессом конструирования, выражается в постановке общей задачи, ее уточнении и разбиении на подзадачи. Процесс корректируется на каждом последую­щем шаге конкретизации облика будущего изделия, особенно во время интеграции всех определяющих форму составляющих решения в форму в целом (суперизация). Проверка правильности выбора формы изделия является основным вопросом при его эксплуатационных испытаниях и исследовании потребностей в нем.

Функции изделия, обусловленные его формой. Эргономическая функция представляет собой свойство прибора, позволяющее реализовать способности человека (врожденные и приобретенные) в соответствующее применение этого прибора. Для оптимизации применения прибор может разрабатываться с учетом максимального облегчения этого процесса для человека или человек, например, с помощью обучения может приспосабливаться к конкретному прибору. В приборостроении преимущественным становится первый из этих путей.

Эргономическая функция состоит из частных функций, обеспечиваю­щих безопасность, эффективность, удобство и гигиеничность применения. Они реализуются за счет других частных функций, соответствующих таким критериям применения, как узнаваемость (понятность), доступ­ность, преодолеваемость, а также принудительность и обязательность.

Техническая функция конкретизируется в конструкции прибора, особенности которой (геометрия, материалы, технология изготовления) зависят от всей совокупности требований к конструированию прибора и его условий. Наряду с самым важным признаком изделия — формой его применения — конструкция является фактором, определяющим реализуе­мый технический принцип действия. Эстетическое воздействие, оказы­ваемое изделием как конструкцией, зависит в основном от его формы (открытая/закрытая, некомпактная/компактная, несущая/самонесущая, проницаемая/непроницаемая и т. д.), а также от типа и способа изготовления. Иногда по внешнему виду изделия видно, как оно было изготовлено.

Эстетическая функция изделия представляет собой его свойство при определенных условиях трансформировать заранее сложившееся или неопределенное эстетическое ожидаемое впечатление, или точку зрения потребителя в определенное положительное настроение (положительное эстетическое направление) по отношению к изделию и процессу его применения. Каждая эстетическая функция, связанная с выполнением изделием своей задачи, сопровождается раскрытием сущ­ности изделия (отражением его сущности во внешних проявлениях, раскрытием характерных черт), оценкой его ценности (также во внешних проявлениях) и положительных эмоций при применении этого изделия. По содержанию каждая эстетическая функция характеризуется отноше­нием к субъекту, группе, обществу, объекту, совокупности, системе. Эта функция уточняется посредством выделения общего, типического и характеристического во внешних проявлениях изделия.

Формы, вызывающие положительные эмоции, несут информацию, которую можно расшифровать и которую в целом несет эстетическая функция, а именно: информацию о свойствах изделия, знаковую и формально-эстетическую информацию. При отсутствии последней оценка изделия производится без эстетических реакций.

Рекомендуемая литература

1. [1]; 2. [5]; 3. [11]; 4. [16].

Контрольные задания для СРС (тема 12) [1, 5, 11, 16]

1.  Что такое эргономика и какие задачи она решает?

2.  Охарактеризуйте роль человека-оператора в системе человек—машина.

3.  Чем определяется время сенсомоторной реакции человека?

4.  Как необходимо учитывать антропометрические параметры человека-оператора при проектировании ЭА?

5.  Какие параметры органов зрения необходимо учитывать при проектировании эргономичной ЭА?

6.  Какие параметры органов слуха необходимо учитывать при проектировании эргономичной ЭА?

7.  Какие параметры опорно-двигательной системы необходимо учитывать при проектировании эргономичной ЭА?

8.  Какие требования с позиции эргономики предъявляются к организации рабочих мест по уровню освещенности?

9.  Какие требования с позиции эргономики предъявляются к организации рабочих мест по уровню виброакустического воздействия?

10.  Какие требования с позиции эргономики предъявляются к организации рабочих мест для работы с оборудованием, размещенным в стойках?

11.  Какие требования с позиции эргономики предъявляются к организации управ­ления и индикации?