Функционально-стоимостной анализ устройства поиска скрытой проводки (стр. 1 из 3)
Министерство образования и науки Российской Федерации
Марийский государственный технический университет
Кафедра ЭиОП
Расчетно-графическая работа по дисциплине
«Менеджмент в радиотехнике»
Функционально-стоимостной анализ устройства поиска скрытой проводки
Выполнил: студент гр РТ-51
Павлов А.В.
Проверил: Усынина Т. С.
Йошкар-Ола
2010
Функционально-стоимостной анализ устройства поиска скрытой проводки
1. Назначение и принцип действия устройства
Устройство предназначено для поиска проложенных под землей или в кабельных каналах бетонных и кирпичных зданий электрических проводов и кабелей, находящихся под напряжением.
В устройстве можно выделить 4 основных узла: антенна (параллельный колебательный контур), усилительный каскад, выходной каскад и узел питания.
Принцип действия устройства основан на том, что при попадании катушки индуктивности колебательного контура в переменное магнитное поле проводника, по которому течет переменный электрический ток, в ней наводится ЭДС, пропорциональная величине этого поля. В колебательном контуре возникают вынужденные колебания с частотой равной частоте изменения магнитного поля, наводящего ЭДС в катушке. Сигнал с колебательного контура усиливается в усилительном каскаде, собранном на транзисторе VT1 до уровня, необходимого для корректной работы операционного усилителя. Выходной каскад собран на операционном усилителе DA1 и предназначен для усиления сигнала до уровня, необходимого для работы выходного каскада. Выходной каскад можно условно разделить на визуальный и звуковой. Визуальный выходной каскад служит для выпрямления сигнала операционного усилителя и измерения тока этого сигнала с помощью амперметра. Звуковой выходной узел предназначен для возможности прослушать сигнал звуковой частоты при наличии сигнала на входе устройства.
2. Блок-схема устройства поиска скрытой проводки
Рисунок 2
3. Структурная модель устройства поиска скрытой проводки
Опишем состав блоков, входящих в устройство:
колебательный контур – WA1, C1;
усилительный каскад – C2, C3, C4 C5, R1, R2, R3, R4, VT1;
выходной каскад – C6, C7, C8, C9, C10, R5, R6, R7, R8, R9, DA1, VD1, VD2, PA1, BF1, X1;
узел питания – R10, HL1, GB1.
В соответствии с блок схемой построим структурную модель устройства (рисунок 3).
4. Функциональная модель устройства поиска скрытой проводки
Определим функции всех структурных элементов (таблица 1).
Таблица 1
| № | Формулировка функции | Класс функ- | Код функ- |
| 1 | Обнаружить электромагнитное поле вокруг скрытого проводника Обеспечить удобство и безопасность при поиске скрытой проводки | главная второст. | Ф1 Ф2 |
| 2 | Преобразовать электромагнитное поле скрытого проводника в электрический сигнал | основная | Ф11 |
| 3 | Усилить слабый сигнал колебательного контура | основная | Ф12 |
| 4 | Преобразовать сигнал для визуального и слухового восприятия оператором | основная | Ф13 |
| 5 | Обеспечить устройство электрической энергией, необходимой для его функционирования | основная | Ф14 |
| 6 | Запасти энергию магнитного поля скрытого проводника | основная | Ф111 |
| 7 | Запасти энергию электрического поля скрытого проводника | основная | Ф112 |
| 8 | Усилить сигнал до уровня, необходимого для работы ОУ Согласовать выходное сопротивление колебательного контура с входным сопротивлением ОУ | основная вспомог. | Ф121 f121,1 |
| 9 | Усилить сигнал до уровня, необходимого для работы индикаторных элементов | основная | Ф123 |
| 10 | Преобразовать сигнал для визуального обнаружения оператором | основная | Ф131 |
| 11 | Преобразовать сигнал для звукового обнаружения оператором | вспомог. | f132 |
| 12 | Обеспечить устройство электрической энергией, необходимой для его функционирования | основная | Ф141 |
| 13 | Подключить к устройству источник постоянного тока | вспомог. | f142 |
| 14 | Сигнализировать о подключении источника постоянного тока | вспомог. | f141,1 |
| 15 | Увеличить амплитуду сигнала колебательного контура | основная | Ф1211 |
| 16 | Предотвратить протекание постоянного тока в последующие цепи и из них | основная | Ф1212 |
| 17 | Обеспечить поступление части выходного напряжения активного элемента на его вход | основная | Ф1213 |
| 18 | Создать путь прохождения сигнала в обход высокоомным сопротивлениям | основная | Ф1214 |
| 19 | Установить рабочую точку активного элемента | основная | Ф1215 |
| 20 | Задать режим работы ОУ Согласовать входное сопротивление ОУ с выходным сопротивлением предыдущего каскада | основная вспомог. | Ф1221 f1221,4 |
Продолжение таблицы 1
| 21 | Увеличить амплитуду сигнала предварительного усилителя | основная | Ф1222 |
| 22 | Обеспечить поступление части выходного напряжения активного элемента на его вход | основная | Ф1223 |
| 23 | Подавить переходные напряжения, возникающие в ОУ | основная | Ф1224 |
| 24 | Предотвратить протекание постоянного тока в последующие цепи и из них | основная | Ф1311 |
| 25 | Преобразовать переменное напряжение сигнала в постоянное Ограничить уровень сигнала, подаваемого на индикаторный элемент | основная вспомог. | Ф1312 f1312,1 |
| 26 | Визуально отобразить наличие тока в цепи амперметра | основная | Ф1313 |
| 27 | Обеспечить возможность удобного подключения громкоговорителей | вспомог. | f1321 |
| 28 | Сигнализировать с помощью звукового сигнала об обнаружении скрытой проводки | вспомог. | f1322 |
| 29 | Ограничить ток, протекающий в цепи индикатора включения питания | вспомог. | f141,1 |
| 30 | Сигнализировать визуально о включении батареи в цепь устройства | вспомог. | f141,1 |
| 31 | Согласовать выходное сопротивление предварительного усилителя с входным сопротивлением ОУ | основная | Ф1221,1 |
| 32 | Установить рабочую точку активного элемента оконечного усилителя | основная | Ф1221,2 |
| 33 | Обеспечить режим работы активного элемента по постоянному току | основная | Ф1221,3 |
| 34 | Преобразовать часть электрической энергии сигнала в тепловую в цепи подавления переходных напряжений | основная | Ф1224,1 |
| 35 | Запасти энергию электрического поля сигнала в цепи подавления переходных напряжений | основная | Ф1224,2 |
| 36 | Ограничить ток, протекающий в цепи амперметра | основная | Ф1312,2 |
| 37 | Преобразовать переменное напряжение сигнала в постоянное | основная | Ф1312,3 |
| 38 | Ограничить ток, протекающий через индикаторный элемент | основная | Ф1312,4 |
По данной таблице построим функциональную модель (рисунок 4).
5 Количественная оценка функций
Метод экспертной оценки
Относительная важность Rn функции Фn в объекте в целом определяется как произведение относительной значимости этой функции на данном уровне иерархии на значение относительной важности вышестоящей функции. Зададим относительную важность функций Ф1, Ф2: