Разработка датчика угловых перемещений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Все физические принципы построения измерительных углов основаны на использовании известных науке зависимостей, явлений и эффектов, связывающих между собой физические величины и параметры одной и той же или различной природы, каждый конкретный тип измерителей использует один физический эффект (зависимость) или комбинации различных эффектов.

Для измерения углов могут быть использованы многие физические величины:

Электрические - сопротивление, ёмкость, ЭДС и др.

Магнитные - магнитная проницаемость, индукция и др.

Оптические - освещенность, показатель преломлений, угол поворота плоскости поляризации и др.

Примером измерителя угла может быть линейный потенциометр, если знать его угол поворота при измерении сопротивления от нуля до максимума. При измерении его сопротивления между крайней и средней ножками можно узнать угол поворота его оси.

Широкое применение нашли фотоэлектрические измерители углов. Это объясняется их высокой точностью (14-18) двоичных разрядов и технологичностью при серийном производстве.

В данном дипломном проекте рассматриваются построение и работа именно фотоэлектрического измерителя углов, содержащего кодированный диск, излучающие диоды, импульсный источник запитки и усилитель импульсов фотодиодов.



1. Расчетно-теоретическая часть

датчик оптический генератор транзисторный

1.1 Рассмотрение работы оптической пары

Источник излучения в датчиках угловых перемещений служит для создания лучистого потока, используемого при возбуждении фотоприемников в системе считывания информации.

Источником излучения может быть инжекционный светодиод, представляющие собой излучающий p-n переход, свечение которого обусловлено интенсивной рекомбинацией в нем носителей тока при смещении перехода в прямом направлении.

A3-диоды имеют спектральную характеристику с максимумом излучения мощности на длине волны ?=0,88-0,95 мкм, их мощность пропорциональна току и составляет милливатты при токе в несколько десятков миллиампер.

Фотоприемники датчиков угловых перемещений предназначены для преобразования лучистой энергии светодиода в электрический сигнал в зависимости от положения кодированного диска.

В связи с особенностями работы датчика угловых перемещений спектральная чувствительность используемых в нем фотоприемников должна соответствовать спектральной характеристике датчика.

В нашем случае выбираем излучатель АЛ 107б, имеющий параметры:

Nизл=10mвт при токе 0,1 А

Nизл=50 mвт при токе 0,8 А в импульсе при tизл?50мкс и Q(скважность) более 20

?=0,95 мкм (макс. излуч.)

Выбираем фотоприемник ФД-256, имеющий параметры:

Кпреобразования=0,6 А/Вт

?=0,95мкм(максимальная чувствительность)

S=1,37мм²(площадь фотоприемника)

Таким образом, фотодиод ФД-256 и светодиод АЛ107Б подходят по спектральным характеристикам.

1.2 Рассмотрение устройства и работы кодированных шкал

Одним из основных элементов фотоэлектрического датчика угловых перемещений является кодированный диск.

Он представляет собой основание с нанесенной на него кодовой маской в виде концентрических кодовых дорожек с прозрачными и не прозрачными для лучистого потока градациями. Рисунок кодовой маски отображает принятый в преобразователе цифровой код.

Основные требования, предъявляемые к кодированным дискам, можно свести к следующим:

1. Ровная поверхность диска;

2. Механическая прочность основания;

3. Точность изготовления краев градации маски по кодовым зонам и между ними;

4. Ровные и четкие края градации;

5. Отсутствие сколов, выбоин и других дефектов;

6. Прозрачность светлых и достаточная прочность темных градаций;

7. Отсутствие посторонних включений, пыли, грязи, царапин и других повреждений на рабочей части диска;

8. Хорошее сцепление маски с основанием диска;

9. Стабильность параметров кодированного диска при изменении условий эксплуатации.

В фотоэлектрическом преобразователе кодовое значение преобразуемого угла ц определяется путем считывания информации с кодовой маски. Облучающий блок обычно освещает значительную область маски и для правильной индикации воспринимающим блокам нужных участков кодовой маски необходимо ограничить световые лучи, проходящие через нее с фотоприемником. Роль такого ограничивающего элемента, как правило, выполняет щелевая диафрагма.

Кодовая шкала позволяет поставить в соответствие каждому квантовому уровню углового или линейного положения вполне конкретную кодовую комбинацию, т.е. набор цифр, составленных по определенному закону.

В зависимости от принятого цифрового кода разливают двоичные кодовые шкалы, третичные кодовые шкалы и другие.

Коду нуля соответствуют заштрихованные кодовые участки, коду единице - светлые. При преобразовании углового перемещения поле кодовой шкалы разбивают на кольцевые концентрические дорожки.

При считывании информации с линейной двоичной кодовой шкалы считывающие элементы (показаны на рис. в виде небольших черных прямоугольников) располагаются по прямой, перпендикулярной к линейным кодовым дорожкам. Считывающие элементы круговой кодовой шкалы располагаются по радиусу.

При перемещении шкалы считывающие элементы фиксируют появляющиеся над ними коды нулей и единиц. В результате каждому положению кодовой шкалы соответствует определенное двоичное число. Достоинством двоичной кодовой шкалы является то, что на выходе преобразователя с такой шкалы получается сразу код двоичного числа. Однако считывание информации с двоичной кодовой шкалы может происходить с большими ошибками. Действительно, в двоичном коде соседние числа могут отличаться значениями в нескольких разрядах. Кодовые шкалы изготавливаются с определенными погрешностями, считывающие элементы устанавливаются в пределах некоторого допуска. Неодновременность перехода границ в дорожках разных разрядах может привести в момент их перехода к большим ошибкам фотопреобразователя. Необходимо было найти такой код, в котором изменение сигнала могло происходить только в одной дорожке в каждый момент.

Неопределенность считывания из-за изменения кода сразу в нескольких разрядах можно ликвидировать, применив такой код, при котором переход от одного числа к соседнему сопровождается переменной кода только в одном разряде. К числу одно переменных кодов относится циклический двоичный код (код Грея) получивший наибольшее распространение.

1.3 Разбор работы электронных схем

Электронная часть датчика угловых перемещений состоит из усилителя-генератора тока, питающего излучающие диоды, транзисторных каскадов, усиливающих токи фотодиодов, и компараторов, формирующих сигналы, необходимой амплитуды на выходе датчика угловых перемещений.

Кодирующий диск, в зависимости от его углового положения, пропускает инфракрасное излучение на соответствующие фотодиоды. Транзисторные усилители преобразуют микротоки фотодиодов в напряжения, достаточные для срабатывания компараторов.

Плата усилителя-генератора тока с нагрузкой из излучающих диодов.

При работе излучающих диодов их входным параметром является ток, а выходным - излучающий поток. При последовательном соединении многих излучающих диодов их запитка осуществляется от генератора тока. Таким генератором тока может служить транзисторный каскад, в котором небольшое сопротивление в эмиттерной цепи, а диоды включены в коллекторную цепь.

Транзистор VT1 нужен для согласования выходного сигнала сопротивления внешней цепи и входного сопротивления выходного каскада на транзисторе VT2. Резистор Rэ служит для удобства замера тока через диоды, т.к. Iэ ~ Iк, и для повышения коэффициента нестабильности выходного каскада, работающего в широком диапазоне температур.

Каскад с фотодиодом и усилителем тока.

Фотодиод служит для преобразования слабого инфракрасного излучения в ток. Фотодиод включен в фотодиодном режиме.

Усилительный каскад включен по схеме с общим эмиттером.

Резистор Rб стабилизирует ток транзистора покоя транзистора в заданном диапазоне температур и уменьшает зависимость коэффициента усиления каскада от разброса коэффициента усиления транзисторов току, т.к.

Кjос=К/1+вК=К/1+Rк/Rб*К

Для получения большего усиления каскада надо брать большие Rк и Rб Транзистор надо выбирать с большим коэффициентом усиления по току при небольшом токе покоя. В применённом же усилителе используется тот же источник, что и в генераторе тока.

Каскад на компараторе.

Компаратор в схеме предназначен для формирования импульсов амплитуды и длительности равной длительности импульсов опроса.

С выхода усилителя тока идут импульсы сигнальные(рабочие) и импульсы паразитные (помехи), которые отличаются амплитудой. В каскаде на компараторе при помощи резисторов Rв и Rн выделяется опорное напряжение величина которого сортирует полезные сигналы и помехи. Если амплитуда приходящего сигнала больше опорного напряжения, то он не проходит на выход.

Менее удачным вариантом формирования выходных импульсов мог быть триггер Шмитта, который был рассмотрен, но отвергнут из-за трудностей удержания опорного напряжения, большого гистерезиса и выполнения на дискретных элементах.

1.4 Структурная схема

Структурная схема отражает принцип работы датчика угловых перемещений с использованием кругового кодированного диска.

1. Плата усилителя-генератора тока

2. Плата излучателей

3. Кодированный диск

4. Считывающий диск (диафрагмы)

5. Плата фотодиодов

6. Плата усилителей с компаратором

1.5 Работа датчика угловых перемещений

На принципиальной схеме датчика видно, что входной сигнал опроса длительностью 10ч 20 мкс поступает на вход схемы состоящей из последовательно соединенных двух предварительных усилителей и транзисторного преобразователя напряжение-ток, состоящего из транзистора в эмиттерной цепи которого резистор, а в коллекторной цепи 14 последовательно соединенных диодов АЛ107Б.

Через них идет импульсный ток величиной 0,8 А длительностью 10-20 мкс и частотой 25 Гц. Инфракрасный поток с излучающих диодов проходит через кодированный диск, диск диафрагм. В местах, где просветы дорожек кодированного диска совпали с диафрагмами, инфракрасный поток попадает на фотодиоды ФД256, которые вырабатывают ток. Этот ток усиливается в транзисторном усилителе и преобразуется в компараторе в стандартный сигнал. Сочетание сигналов (логические 0 и 1) со всех 14 компараторов представляет собой код Грея, который дает информацию о положении оси датчика угловых перемещений относительного нулевого положения. Ось же преобразователя связана механически с устройством, положения которого требуется определить.

1.6 Выбор элементной базы

В разработанном датчике используются транзисторы в разных схемах включения.

Таблица 1 Характеристики схем с общим эмиттером, базой, коллекторам

Характеристика	Схема с общим эмиттером	Схема с общим базой	Схема с общим коллектором
1.Усиление по току 2.Усиление напряжению 3.Усиление по мощности 4.Входное сопротивление 5.Выходное сопротивление 6.Граничная частота	Большое Большое Очень большое Среднее Большое Низкая	<1 Большое Большое Малое Очень большое Высокая	Большое <1 Среднее Большое Малое Низкая

Так как импульс опроса длится 15 мкс, то можно брать транзисторы из диапазона средних частот.

В преобразователе используется транзисторы с параметрами:

КТ503Д п-р-п вmin=40, Iкmax=300мА, Uк-эmax=60В, fгр=15Мгц

КТ203А р-п-р вmin=10, Iкmax=10мА, Uк-эmax=60В, fгр=5мГц

КТ827А р-п-р вmin=750, Iкmax=10А, Uк-эmax=

В преобразователе используется компаратор

К554СА3

Ка=1,5*10⁵

Uпит±(5-15)В

ДIвх(нА)=50

Uсм(мв)не более 7,5

Iпоm1(мA)=7,5

Inom2(мА)=5,0

t^0,1_3-д=300



2. Энергетический расчет

Расчет сводится к определению мощности светового потока приходящего на фотодиод от излучающего диода через кодированный диск и диафрагму, в момент импульсного горения излучающего диода. Конструктивно расстояние между излучателем и фотодиодом 5 мм.

Исходные данные:

Излучатель - АЛ107Б

Nизл=10мВТ при I=0,1А

Nизл=50мВТ при I=0,8А

A_{рассеиван.}=90?

?раб=0,95мкм

Фотоприемник-ФД256

Кпреобр.=0,6 А/Вт

Sраб.=1,37мм²

?раб.=0,95мкм

Рабочая диафрагма размером (0,1Х1)мм

tg a/2=ч/L=45?

ч=L*t a/2=5мм

1 Определим площадь круга, на которую падает вся энергия (мощность) излучателя

S=ПЧ^2*3,14*25=80мм²

2 Определим энергию, проходящую через половину диафрагмы (т.е. на момент срабатывания компаратора) учитывая, что плотность энергии в центре в два раза выше средней по всей площади.

Nдиафр.=Nизл*2*(0,5*Sдиафр./Sкруга)=50*10^-3*(0,1*1/80)=0,6*10^-4 Вт

3 Определяем ток через фотодиод в момент его облучения

Iф=N*Кпр=0,6*10^-4*0,6=36*10^-6А=36мкА

2.1 Расчёт генератора тока

Исходные данные:

Нагрузка-14 последовательно соединенных диодов 3Л107Б

Uпр.диода=1,8В

Iнагр.=0,8А

Tимп=15 мкс

Uпит=48В

Uвх=5В

1. Определим падение напряжения на излучающих диодах в момент прохождения импульсного тока

U=14*1,8=25,2 В

2. В качестве выходного транзистора выберем транзистор 2Т827А, имеющий параметры Uкэmax=80В, Ikmax=10А, Uэб=1,4В, B=750-15000

3. Определим величину базового тока в момент импульса в транзисторе VT3

Iб=Iк/Иmin=800мА/750?1мА

4. Для выравнивания токов через диоды излучающие 3Л107Б при транзисторах VT3 c разными коэффициентами усиления по току(В) ставим в эмиттера транзистора VT3 резистор R6 величиной 10Ом, на котором в момент испульса тока падает напряжение

U_R6=Iэ*R6=0,8А*10 Ом=8В

5. Определяем величину импульсного напряжения на базе транзистора VT3 в момент его открытия

Uб=Uэб+U_Rб=1,4+8=9,4 В

6. Определим величину входного сопротивления каскада на транзисторе VT3

Rвх.экв.=Rэ*И+Чэб=10*750+100=7600 Ом=7,6 кОм.

7. Выберем величину резистора R5 равной 0,5 Rэкв VT3, т.е. 3,8 кОм, что потребует тройного тока управления, но понизит коэффициент нестабильности входного каскада.

8. Определим минимально необходимый ток через резистор R4 в момент открытия транзистора VT3

I_R4=3*Iб_VT3=3*1=3мА

9. Определим максимально возможный номинал резистора R4

R4=Uп-UкэVT2-UбVT3/I_R4=48-1-9,4/3*10^-3=37,6/3*10^-3?12 кОм

10. Определим базовый ток транзистора VT2(выбираем его - КТ203А с параметрами Uкэmax=60В,Iкmax=50мА, В?9)

Iб_VT2=Iк/В=3*10^-3/9=0,3 мА

11. Выберем величину резистора R2 равной 2кОм и определим ток через него

I_R2=Uэб_VT2/R2=0,5/2*10^-3=0,25мА

12. Определим ток через резистор R3

I_R3=I_R2+Iбэ_VT2=0,25+0,3=0,55мА

13. Определим величину резистора R3 (взяв для транзистора VT2 запас по насыщению 2)

R3=Uп-U_КЭVT2/I_R3*Кн=48-1-0,5/0,55*2=37,5 кОм.

14. Определим базовый ток транзистора VT1(взяв транзистор VT1 типа КТ503А с параметрами Uкэ=60В, В=30, Uэб=0,5В, Iкmax=0,3А) и взяв запас по насыщению равный 2

Iб_VT1=I_КVT1*2/30=0.07 мА

15. Определим величину резисторов R1

R1=Uвх-U_ЭБVT1/Iб_VT1=(5-0,5)В/0,07мА=64,2кОм

16. Диод VD1 стоит для защиты перехода э-б транзистора VT1 от возможного случайного отрицательного напряжения

17. Фильтр R7C1 предназначен для предотвращения прохождения пульсаций из источника питания+48В. Эти пульсации возможны при прохождении тока 0,8А через излучающие диоды. Возьмем R7=100 Ом, а C1=10 мкФ

18. Конденсатор С2 предназначен для уменьшения пульсаций транзистора VT3 и установлен рядом с ним.

2.2 Расчет усилителя с фотодиодом

Исходные данные:

Uпит=48В

ДIф=36мкА

Так как транзистор VT1 должен работать при малых токах и иметь большой коэффициент усиления по току, то выбираем транзистор КТ3117А, имеющий параметры:

I_кmax=0,4А,

В=40-200,

I_к=(1-2)мА

В?100,

U_кэ=60В

Так как напряжение питания равно 48В, то ток покоя коллектора можно (2-5)мА при сопротивлении нагрузки(5-15)кОм. Выберем ток коллектора 3мА, а сопротивление нагрузки 10кОм, тогда напряжение на коллекторе будет

U_к=U_пит-U_нагр=U_пит-R_н*I_н=48-10*10³*3*10^-3=18В

4. Определим величину резистора R1

R1=U_к-U_эб/I_к/В=18-0,7/3*10³/100=17,3*100/3*10^-3=570кОм

5. Определим коэффициент усиления по току каскада

К_ioc=К/1+Вк=100/1+(10*103/570*103)*100=100/1+1/57*100?35

6. Определим величину выходного сигнала

Uвых=ДI_ф*К_ioc*R2=36*10^-6*35*10*10³=12В

7. Определим длительность переднего фронта сигнала, исходя из емкости коллектора транзистора

t_фр=3T=3R*C=3*10*10³*20*10^-12=0,6*10^-6?1 мкс

т.е. значительно меньше сигнала спроса

2.3 Расчёт каскада на компараторе

Компаратор предназначен для отделения сигналов помехи от рабочих сигналов и превращения, последних в стандартные сигналы.

Исходные данные

Uпит=+15В

Uвх=0ч12В

Uвых=12В

Rн=10кОм

1. В качестве компаратора выбираем микросхему к554СА3 с параметрами, указанными в главе «Выбор элементной базы»

2. Выбираем опорное напряжение равным 0,4 от входного т. е. Uоп=0,4*Uвхmax=0,4*12=4,8В

3. Так как выходное сопротивление предыдущего каскада около 10кОм, то чтобы существенно не уменьшать входной сигнал выберем R3 и R5 по 100кОм.

4. Исходя из равенства токов через резисторы R4 и R5 и зная напряжение на R5(опоры), определим величину резистора R4

Uпит-Uоп/R4=Uоп/R5

R4=(Uпит-Uоп)R5/Uоп=10,2*100/4,8?200кОм

5. Определим максимальную величину резистора R6 исходя из напряжения питания компаратора и величины нагрузки

Uп-Uвых/Uвых/Rн=2,5кОм



3. Конструкторско-технологическая часть

3.1 Разводка печатной платы

Цель разводки печатных проводников- провести проводники, соединяющие контактные площадки, таким образом, чтобы они имели минимальную длину, и число переходов на другие слои с целью устранения пересечений.

Чертеж разводки печатной платы содержит основные проекции платы с печатными проводниками и отверстиями.

Размеры печатной платы на чертеже указывают с помощью размерных выносных линий и нанесением координатной сетки. Линии координатной сетки нумеруют. Проводники на чертеже печатной платы изображаются одной линией, которая является осью симметрии проводника. Ширина проводников указывается в технических требованиях чертежа. В большинстве случаев для плат ограничивается только максимальная ширина проводника. Её указывают отдельно для широких и узких мест.

Проводники шириной более 0,25 см можно изображать двумя линиями, при этом, если они совпадают с линиями координатной сетки, числовое значение ширины на чертеже не указывают.

Отдельные элементы рисунка печатной платы (широкие проводники, контактные площадки, экраны и т.п.) можно выделять штриховкой, чернением.

Круглые отверстия, имеющие зенковку, и круглые площадки с круглыми отверстиями изображают одной окружностью. Размер диаметров круглых контактных площадок указывают в технических требованиях.

Если у контактной площадки регламентируются только минимальная радиальная ширина, то такую площадку показывают окружностью, диаметр которой равен диаметру отверстий, в технических требованиях указывают: «форма контактных площадок произвольная». Контактные площадки для припайки выводов, выводятся на одну линию.

Параметры отверстий (диаметр, допуск на диаметр, зенковка и допуск на нее) непосредственно около каждого отверстия не проставляются. Отверстия, имеющие одинаковые параметры, объединяют в таблицу, которую включают в технические требования чертежа.

Участки платы, по которым должны проходить печатные проводники, обводят штрихпунктирной линией и делают в технических требованиях соответствующие указания. Зенковку на отверстиях технически не показывают.

Для поверхности печатной платы, подвергающейся механической обработки в процессе изготовления, устанавливают норму шероховатости. Шероховатость ограничивают, нормируя значения параметров шероховатости (высота неровностей, вычисления по десяти точкам профиля). Обычно она не должна превышать 40мкм.

При необходимости в технических требованиях указывают способ изготовления печатной платы.

В соответствующей графе основной надписи чертежа должна быть указана марка материала, из которого изготовлена печатная плата, а также номер ГОСТ или ТУ на этот материал.

Разводка печатной платы, проектируемого компаратора преобразователя датчика угла поворота приведена в приложении.

3.2 Технологический процесс сборки платы

Технологический процесс сборки - это заключительный этап производственного процесса, который включает совокупность работ по сборке отдельных деталей, сборочных единиц, а также монтаж, настройку, контроль приборов в соответствии с техническими условиями. Процесс соединения отдельных деталей, которая обеспечивает их взаимное расположение сборочных единиц или систем носит название сборки. Закрепление деталей и материалов в необходимой последовательности - установка.

В процессе разработки печатной платы, определяется оптимальное размещение навесных элементов на печатной плате, при этом оптимальное размещение элементов выполняется с помощью шаблонов элементов и установления их на платы. Эти шаблоны размещаются на листе бумаги с нанесенной координатной сеткой и находится такое расположение деталей, при котором длина соединяющих проводников минимальна. В результате выполнения этих операций находится более выгодное положение всех элементов.

Сборочный чертеж печатной платы приведен на маршрутных картах в приложении.



4. Организационно экономическая часть

Расчет себестоимости продукции.

Себестоимость-это выраженная в денежной форме текущие затраты на производство и реализацию продукции.

Как экономическая категория, себестоимость выполняет следующие функции:

- учет и контроль затрат на производство и реализацию продукции;

-себестоимость является базой для определения оптовой цены;

- себестоимость служит обоснованием инвестиций в развитие предприятия;

- позволяет определять оптимальные размеры предприятия;

- является основанием для принятия управленческих решений.

По порядку формирования затрат определены следующие виды себестоимости:

- технологическая - затраты цеха на производство продукции обусловленные технологией;

- цеховая - затраты цеха по изготовлению продукции, включающие затраты по организации и обслуживанию производства;

- производственная - включает общепроизводственные, общехозяйственные расходы (содержание заводоуправления, ремонтной базы);

- полная - отражает все виды затрат.

Элементом - считается однородный вид затрат, указывающий, что именно израсходовано.

Группировка по элементам позволяет определять общие издержки предприятия по выпуску продукции. Для определения себестоимости изделия составляется калькуляция по статьям затрат.

Статья затрат представляет собой однородный вид затрат с учетом направления затрат и места возникновения.

Себестоимость рассчитывается на стадиях проектирования - проектная, и на стадиях планирования - плановая.

В соответствии с действующим положением выполнен расчет себестоимости изделия по калькуляционным статьям изделие представляет собой печатную плату, положенную в корпус.

Исходные данные

1)Наименование изделия представителя: Блок управления лазерным излучателем

2)Годовая программа выпуска: 2000

3)Тип производства: серийное.

4)Транспортно-заготовительные расходы: 10%

5)Премии и вознаграждения:30%

6)Дополнительная заработная плата: 20%

7)Расходы на подготовку и освоения производства: 15%

8)Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования: 55%

9)Цеховые расходы: 80%

10)Общезаводские расходы: 100%

11)Внепроизводственные расходы: 20%

12)Плановая прибыль (величина рентабельности): 20%

4.1 Расчет стоимости материальных ресурсов

Таблица 2 Ведомость расхода материала

Наименование материала	Единица измерения	Норма расхода в ед. изм.	Цена за ед. изм. (руб.)	Сумма в рублях
Материалы	28,4
1 Припой ПОС-61 ГОСТ 21531-76	г	10	0,4	4
2 Флюс ФКТ ОСТ 4ГО.033200	мл	50	0,32	16
3 Спирт этиловый ГОСТ 18300-87	мл	70	0,07	4,9
4 Эмаль ЭП-52	г	5	0,1	0,5
5 Лак УР-231	г	10	0,3	3

Таблица 3 Ведомость расходов покупных изделий и полуфабрикатов

Наименование материала	Единица измерения	Норма расхода в ед. изм.	Цена за ед. изм. (руб.)	Сумма в рублях
ПКИ	4983
1. Резистор С2-33Н-0.2ОЖО.467.093ТУ 2. Конденсатор К50-24-2-63В-10мкФ ОЖО.464.161ТУ 3. Диод 2Д522Б ДР3.362.029ТУ 4. Диод 3Л107А ФЫО.336.005ТУ 5. Фотодиод ФД256 6. Транзистор КТ503Д АО.336.183ТУ 7. Транзистор 2Т203А ЩЫЗ.365.007ТУ 8.Транзистор 2Т827А ААО.339.119ТУ 9. Розетка 2РМ24БПН19Г1В1 ГЕО.364.126ТУ 10. Компаратор	шт шт шт шт шт шт шт шт шт шт	7 2 1 14 14 1 1 1 1 1	35 5 15 20 30 10 16 50 130 340	245 10 15 280 420 10 16 50 130 340
Итого	1516

4.2 Расчет трудоемкости изготовления печатной платы

Основные операции при изготовлении печатной платы и время, сведены в таблицу 4.

Таблица 4 Перечень операций технологического процесса

Операция	Время, мин.
Комплектовка	6
Формовка	8
Подготовительная	10
Лужение	8
Монтаж	8
Пайка	20
Промывка	15
Маркировка	10
Лакировка	10
Контроль	10
Сушка	9

Рассчитывая трудоемкость, пользуемся формулой:

T=, норма-час

T1=6/60=0.11

T2=8/60=0.13

T3=10/60=0.16

T4=8/60=0.13

T5=8/60=0.13

T6=20/60=0.33

T7=15/60=0.25

T8=10/60=0.16

T9=10/60=0.16

T10=10/60=0.16

T11=9/60=0.15

4.3 Расчет суммарной сдельной расценки

Рассчитав трудоемкость, составляем планово-операционную карту с целью определения суммарной сдельной расценки (Таблица 4).

Определяем часовые тарифные ставки по разрядам выполняемых операций. В расчетах принимаем Кинд=2

Сч=МРОТ*Ктариф*Ксд*Кинд/ 167.5;

Сч=4611*1.51*1.05*2/167.5=87.2.

Для остальных операций часовая тарифная ставка рассчитывается аналогично.

Рсд расц. = Сч*tшт

Рсд расц. = 87,2 * 0.11= 6,75 руб.

Так же рассчитывается и сдельная расценка для остальных операций.

Таблица 5 Планово-операционная карта.

Перечень операций	Вид оплаты	Тарифный разряд	Часовая тарифная ставка	Трудоемкость операции	Сдельная расценка
Комплектовка	Сдельная	5	87,2	0,11	6,75
Формовка	Сдельная	5	87,2	0,13	11,33
Подготовительная	Сдельная	5	87,2	0,16	13,9
Лужение	Сдельная	5	87,2	0,13	11,3
Монтаж	Сдельная	5	87,2	0,13	11,3
Пайка	Сдельная	5	87,2	0,33	28,7
Промывка	Сдельная	5	87,2	0,25	21,8
Маркировка	Сдельная	5	87,2	0,16	13,9
Лакировка	Сдельная	5	87,2	0,16	13,9
Контроль	Сдельная	5	87,2	0,16	13,9
Сушка	Сдельная	5	87,2	0,15	13,08
Итого	159,86

4.4 Расчет себестоимости продукции

Себестоимость - это выраженная в денежном эквиваленте текущие затраты на производство и реализацию продукции.

Как экономическая категория себестоимость выполняет следующие функции:

-учёт и контроль затрат на производство и реализацию продукции;

-она служит основанием для инвестиций в развитие предприятия;

-является основанием для принятия управленческих решений.

-позволяет определять оптимальные размеры предприятия;

-себестоимость является базой для определения оптовой цены.

По порядку формирования затрат, определенны следующие виды себестоимости:

-полная - отражает все виды затрат;

-цеховая - затраты цеха по изготовлению продукции, включащие затраты по организации и обслуживанию производства;

-производственная - включает общепроизводственные расходы

-технологическая - это затраты на производство продукции, обусловленные технологией.

Классификация издержек предприятия.

Все виды затрат, включаемые в себестоимость, группируются либо в виде затрат, либо в виде статей затрат.

Элементом считается однородный вид затрат, указывающий, что именно израсходованно.

Группировка по элементам на стадиях проектирования - проектная, и на стадиях планирования - плановая.

По результатам производства фактическая и отчётная.

Для определения себестоимости изделия составляется калькуляция по статье затрат. Статья затрат представляет собой однородный вид затрат с у четом направления затрат и места возникновения.

Для определения материальных затрат, включаемых в себестоимость составляется ведомость расхода, материалов и ПКИ (покупные комплектующие изделия).

Расчет затрат на материалы, покупные и комплектующие изделия, представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 6 Калькуляция себестоимости датчика угловых перемещений

№	Элементы и статьи затрат	Расчет	Сумма, руб.	Удельный вес затрат %
1	Материальные затраты	п.1.1+п.1.2+ТЗР	6527	45%
1.1	Материалы	Таблица 11	28,4
1.2	Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты	Таблица 11	4983
1.3	Транспортно-заготовительные расходы	10% от п. 1.1 + п. 1.2	1516
2	Затраты на оплату труда	п.2.1+п.2.2+п.2.3	141,89	14%
2.1	Прямая ЗП производственных рабочих	?Pсд.i	28,3
2.2	Премии и вознаграждения	30% от п.2.1	42,5
2.3	Дополнительная ЗП производственных рабочих	20% от п.2.1+п.2.2	36,8
3	Отчисления на соц. Нужды	п.3.1 +п.3.2	66,5	6%
3.1	Страховой взнос	20% от п.2	28,3
3.2	Отчисления на обязательное медицинское страхование от несчастного случая и проф. заболеваний	0,2% от п.2	49,2
4	Подготовка и освоение производства	15% от п.2.1+п.2.2	10,62	1%
5	Общепроизводственные расходы	п.5.1+п.5.2	95,58	9,5%
5.1	Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	55% от п.2.1+п.2.2	38,94
5.2	Цеховые расходы	80% от п.2.1+п.2.2	56,64
Итого цеховая себестоимость		958,23
6	Общехозяйственные расходы	75% от п.2.1.+2.2	53,1	5%
Итого производственная себестоимость		1011,3
7	Коммерческие расходы	5% коммерч. расходов	505,65	20%
Итого полная себестоимость		7400,3	100%



Анализируя результаты расчетов калькуляции себестоимости изделия, указанных в таблице 6, можно сделать вывод:

1) Изготовление изделия является материалоёмким, потому что наибольший вес составляют затраты на материалы.

Для снижения себестоимости можно провести следующие мероприятия:

-внедрение новой техники, автоматизации производственного процесса

-совершенствование технологии

-поиск наиболее дешевый материалов и полуфабрикатов

-повышение квалификации работников

4.5 Расчет отпускной цены и суммы выручки от реализации продукции

Важный фактор, влияющий на величину выручки от реализации продукции процесс ценообразования.

Ценообразование - установление цен, процесс выбора окончательной цены в зависимости от себестоимости продукции, цен конкурентов, соотношения спроса и предложения и других факторов.

Цена - это денежное выражение стоимости единицы товара.

Основным методом формирования цен является метод калькуляции, т.е цена должна обеспечить покрытие всех затрат и получить прибыль.

Цена определяется на основе полных затрат. Сущность этого метода заключается в том, что предприятие определяет сумму полных затрат на единицу продукции и прибавляет максимально возможную сумму прибыли. Величина прибыли зависит от принятой нормы прибыли и полной себестоимости продукции. Размер нормы прибыли зависит от целей предприятия в данный момент времени, условий рынка и вида товара.

Формула для начисления цены на основе полных затрат имеет вид:

Цопт = Сполн. * (1+R/100), руб

где:

- Цопт - оптовая цена предприятия, руб.;

- Сполн - полная себестоимость, руб.;

- R - величина рентабельности (плановая прибыль).

Цопт=7400,3*(1+0,2)=8880,4(руб)

Оптовая цена с учетом НДС рассчитывается по формуле:

Цопт = Цопт + НДС, руб. (30)

На сегодняшний день НДС составляет 18 %

НДС = Цопт * , руб.

НДС=8880,4*0,18=1598,4руб

Цопт =8880,4+1598,4=10478,8 руб

Тогда выручка от реализации продукции с учетом НДС будет составлять:

В=Цопт*Nr, руб

В=10478,8*2000=20957000 (руб)

После проведения всех необходимых расчетов мы определили сумму выручки от реализации всей продукции, которая составила 20 957 000 (руб.)

4. Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда, экобиозащите и противопожарной технике

При выполнении монтажных работ необходимо строго соблюдать основные правила техники безопасности.

Негативные воздействия на человека оказывают следующие факторы:

-электрический ток;

-высокая температура;

-вредные вещества;

-бактерии и вирусы;

-сложность выполняемой работы;

-ритм работы;

-ответственность;

-освещение;

-рабочее положение тела;

-яркий свет;

-микроклимат помещения;

-загрязнение воздушной среды;

-негативные химические факторы;

Размещено на Allbest.ru

...