(R1/R3 + 1)*1,5 = 3,3;  1,5R1/R3 = 1,8;  R3 = 120*1,5/1,8 = 10 Ом

R2 = 120Ом, V_REF = 1,5 В, V₀ = 5В.

(R2/R4 + 1)*1,5 = 5;  1,5R2/R4 = 3,5;  R4 = 120*1,5/3,5 = 50 Ом

Следовательно R1=120 Ом, R2=120 Ом, R3=10 Ом, R1=50 Ом.

     На  коденсаторах С1, С4, С7, С8 построен фильтр питания для напряжения 3,3В.  Конденсатор  С9 – является входным фильтром для  напряжения 12В, необходимы для подавления помех, которые создает сама схема  при своей работе.

     R10  - резистивная матрица, состоит из четырех резисторов, собранных в один корпус.

    В схеме используются два светодиода VD6 и VD7 они необходимы для освещения объекта, то есть зуба под разными углами. Резисторы R12 и R13 являются защитными для ограничения тока, проходящего через светодиоды.

    В качестве разъема XS1 выбираем EWL-13R

Материал  
Контакты: латунь, покрытая оловом 
Изолятор: нейлон 66, усиленный стекловолокном UL 94V-O 
Электрические характеристики 
Предельный ток: 2.5 A (на контакт) 
Рабочее напряжение: 250В 
Предельное напряжение: 800 В АС в течение 1 мин. 
Сопротивление изолятора: не менее 1000 МОм 
Эксплуатационные характеристики 
Допустимые температуры: от -25 до +85 ⁰C

    

Рис.11. - Геометрические размеры вилки EWL-13R

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Анализ  составляющих погрешностей и их расчет

    В качестве элементов схемы выбраны  ЧИП-резистор 0603 с номинальной мощностью 0,125 Вт,. Температурный коэффициент  в интервале температур от -55° / +125°С не превышает ± 5 %. Положим, что выходное сопротивление источника сигнала r_i не превышает 3 Ом.

 

Погрешность от аналого-цифрового  преобразователя:

      Максимальную  относительную погрешность АЦП (σ_ацп) можно рассчитать по следующей формуле:

  , где n – разрядность АЦП;

Δ_ацп – суммарная абсолютная погрешность АЦП. 

        Основная погрешность АЦП включает  следующие составляющие:

,

где  D_инт – интегральная нелинейность,

       D_диф – погрешность дифференциальной нелинейности,

             Значения этих погрешностей можно  найти в технической документации.

    D_инт= ±0,5;

    D_диф= ±1.

    Итоговая  погрешность, которую вносит АЦП:

    

Погрешность датчика:

    Первичный преобразователь также вносит погрешность. Инструментальная погрешность датчика  составляет 0,015 В.

Общая погрешность устройства:

    Суммарная погрешность, таким  образом, будет складываться из  погрешности аналоговой части  схемы и погрешности АЦП. Что  составляет:

Следовательно, прибор выполняет требуемую точность 3,2%<5%.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Расчет  печатной платы

    Для расчётов габаритных размерах печатной платы (ПП) необходимо произвести расчёт печатной платы и расчёт печатного монтажа[3]. Данные для расчета приведены в таблице 1.

    Таблица 1 – Параметры корпусов радиоэлектронных элементов, расположенных на ПП                                                         

 

    На  основе суммарной площади  микросхем и элементов, помещаемых на печатную плату, и заданного коэффициента K заполнение печатной платы рассчитывается площадь печатной платы по формуле:

.

 

    =3148,35 ,    K=0,4.   Тогда

   
.

 

    Учитывая  полученное значение площади , расположение платы в приборе и конструкцию других узлов прибора, в соответствии с ГОСТ.10.317-79 выбирается размер печатной платы 140120 мм².

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9. Компоновочные расчеты 

    Для позитивного комбинированного метода  и третьего класса точности изготовления печатных плат проводят несколько видов  расчета.

Таблица 2 – Максимальные значения тока для активных элементов  схемы при работе в нормальном режиме

 

                                                                              

Расчет  по постоянному току

    Определяем  минимальную ширину печатного проводника по формуле:

       

,

где  -максимальный постоянный ток протекающий в проводниках;

    h - толщина проводника;

     - допустимая плотность тока.

    Для двухсторонней печатной платы h=35мкм, допустимая плотность тока =20А/мм², максимальный ток потребляемый всеми элементами составляет примерно 20мА. Подставив эти значения:

       

,

    Определяем  минимальную ширину по допустимому  падению напряжения :

     

,

где,  l=0,14м – максимальная длина проводника;

      ρ=0,05Ом·мм²/м³ - удельное объемное сопротивление;

     - допустимое падение напряжения (при питании 12 В составляет 5%).

     

     

.

 

Конструктивно-технологический  расчет

    Таблица 3 – Диаметры выводов радиоэлементов

 

    Проанализировав документации на все элементы печатных плат, выяснилось что максимальный диаметр вывода у микросхемы LD1085V и составляет 0,7мм.

    Конструктивно-технологический  расчет включает в себя следующие  расчеты:

    1. Диаметр монтажных отверстий. 

     

,

где, = 0,7мм – максимальный диаметр вывода устанавливаемого радиоэлемента;

     = 0,1мм – нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия;

     = 0.1мм   – разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода радиоэлемента.

 

    2. Диаметр контактных площадок.

      Минимальный диаметр контактных площадок:

                                                                                                                   (4)

где h_ф – толщина фольги;

    С – разброс межцентрового расстояния, зависит от технологии, для комбинированного позитивного метода равен 0,03;

      – минимальный эффективный  диаметр площадки, определяется  по формуле:

       ,

где =0,045 - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки;

    δd, δp – допуски на расположение отверстий и контактных площадок на плате;

    δd=0.15мм          δp=0.25мм

,

где – максимальный диаметр просверленного отверстия.

    ∆d=0.1мм– допуск на отверстие.

              ,

              ,

    Максимальный  диаметр контактных площадок

            ,

    3. Ширина проводников.

    Минимальная ширина проводников:

          ,

     ,

     , исходя из технического соображения,  выберем равное 0,4 мм.

    Максимальная  ширина проводников:

          .

    4.  Минимальное расстояние между  проводником и контактной площадкой.

         

,