Датчики электронных систем безопасности (контрольная работа)

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
Институт информационных технологий
Контрольная работа
по дисциплине: «Датчики электронных систем безопасности»
Вариант 22
Выполнил:
студент группы 983371
Остапенко А.И.
Проверил:
преподаватель
Минск 2021
Задание №1
Основные физические явления и принципы, использующиеся в преобразователях.
Акустоэлектрический преобразователь - это устройство, преобразующее акустическую энергию (т. е энергию упругих волн в воздушной среде) в
электромагнитную энергию в схемах тех устройств, в которых находятся акустоэлектрические преобразователи (или наоборот, энергию электромагнитных волн
в акустическую). В большинстве электроакустических преобразователей имеет
место двойное преобразование энергии - электромеханическое, в результате которого электрическая энергия, подводимая к преобразователю, переходит в энергию колебаний механической системы (например, диффузор динамика), колебание которой и создает в среде звуковое поле. Иными словами, АЭП – это устройства, элементы, детали или материалы, способные под действием акустической
волны создавать эквивалентные эл. сигналы. Средства АЭП используются по
функциональному назначению для создания микрофонов различных типов. Существует разнообразные радиоэлектрические элементы, обладающие микрофонным эффектом. Это приводит к появлению в р/эл устройствах опасных сигналов,
создающие предпосылки для реализации ТКУИ.
Наиболее распространенные акустоэлектрические преобразователи линейны, т.е. удовлетворяют требованиям неискаженной передачи сигнала и обратимы, т.е. могут работать и как излучатель и как приемник и подчиняются принципу взаимности. В большинстве случаев при электроакустическом преобразовании преобладает преобразование в механическую энергию либо электрического, либо магнитного полей (и обратно - преобразования акустической энергии
в электрическую, либо магнитную). В соответствии с этим обратимые акустоэлектрические преобразователи могут быть представлены следующими группами:
1. Индуктивные генераторные
E= n (∆Ф/∆t), где E – ЭДС сигнала; n – число витков; Ф – магнитный поток;
1.1. Электромагнитные
Е= k*p*s, где k - параметр, характеризующий магнитные свойства цепи; p
- акустическое давление; s - площадь якоря; a - зазор между сердечником и якорем
1.2 Магнитострикционные
E=p*G*n , где G – магнитострикционный модуль
1.3 Электродинамические
Ф=f*(V) – магнитный поток изменяется за счет перемещения проводников
Е= B* [L*V] , если B┴L┴V, то Е= B*L*V, где B - индукция магнитного
поля; L – длина проводника; V – скорость перемещения проводника под действием давления р.
2. Емкостные генераторные пьезоэлектрические
Е=d*(p/c) ,где d – пьезомодуль; c – емкость;
2
2.1 Емкостные параметрические конденсаторы
J=U0*(∆C/∆t)
C=f*(p)
а) электродинамических преобразователей, действие которых основано на
электродинамическом эффекте. электродинамическими называют индукционные системы, электрический контур которых перемещается в магнитном поле,
порожденном внешним по отношению к контуру источником МДС(таким источником может служить электромагнит или постоянный магнит, входящий в состав
магнитной цепи системы). Величина ЭДС перемещения, наводимая в электродинамических системах при перемещении контура (провода).
б) электромагнитных преобразователей, у которых, в отличии от электродинамических, электрическая часть является неподвижным контуром. Так же,
как у электродинамических систем, внешним источником МДС могут служить
электромагнит или постоянный магнит, входящий в состав магнитной цепи системы. Действие подобных преобразователей основано на колебании ферромагнитного сердечника в переменном магнитном поле или изменении магнитного
потока при движении сердечника.
в) электростатических, действие которых основано на изменении силы
притяжения обкладок конденсатора при изменении напряжения на нем и на изменении положения обкладок конденсатора относительно друг друга под действием, например, акустических волн.
г) пьезоэлектрические основаны на прямом и обратном пьезоэлектрическом эффекте. К пьезоэлектрическим относятся кристаллические вещества и специальные керамики, в которых при сжатии и растяжении в определенных
направлениях возникает электрическое напряжение. Это так называемый прямой
пьезоэффект, при обратном пьезоэффекте появляются механические деформации под действием электрического поля.
д) магнитострикционные (механнострикционные) преобразователи, использующие прямой и обратный эффект магнитострикции.
е) к особому классу акустоэлектрических преобразователей относятся необратимые приемники звука, принцип действия которых основан на применении
электрического сопротивления чувствительного элемента под действием звукового давления. Например, угольный микрофон или полупроводниковые приемники, в которых используется так называемый тензорезистивный эффект - зависимость сопротивления полупроводниковых приборов от механических напряжений.
Электродинамические, электромагнитные и магнитострикционные электросигналы, модулированные акустическими, возникают в индуктивных АЭП в
результате перемещения под действием акустической волны катушек индуктивности в полях магнитных и электрических, а также при изменении геометрических размеров катушек и их сердечников. Наиболее чувствительные – электродинамические АЭП в виде динамических головок громкоговорителей. Под действием акустических волн, катушка движется в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом. В катушке возникает ЭДС, величина её пропорциональны
3
громкости звука. На концах катушки возникают опасные сигналы. Этих сигналов
достаточно для распространения за пределы помещения(здания). Подобный эффект возникает во всех эл/м АЭП (э/м, электромеханические звонки в капсюле,
шаговые двигатели часов, вентилятора.).
Таким образом, наряду со специально созданными для преобразования
акустических сигналов в электрические так называемых приемников звука
(например, в воздухе - микрофоны, в воде - гидрофоны, в грунте - геофоны) существуют "паразитные", не предусмотренные идеей прибора акустоэлектрические преобразователи. Проявление акустопреобразовательных каналов утечки
информации в большинстве случаев не связано с качеством исполнения механизма прибора, а является сопутствующим его деятельности по предназначению,
т.е. их подавление в ряде случаев не может быть проведено путем более качественного исполнения или настройки механизмов. В ряде случаев они возникают
за счет взаимности действия элемента, заложенного в его конструкцию (динамики), в других случаях за счет не качественности исполнения элементов (рыхлая намотка индуктивностей, изменение расстояния между обкладками конденсатора под действием механических волн) и т.п.;
Принципы распространения света в оптических волноводах.
Возможность распространения света в волокне обусловлена эффектом
полного внутреннего отражения, чтобы обеспечить полное внутреннее
отражение, необходимо добиться того, чтобы n световода был больше n
подложки.
Для волноводов с толщиной h больше λ применимы законы
геометрической оптики. Для волноводов с толщиной h ≈ λ применимы законы
волновой оптики.
Характеристическое уравнение волнового распространения в волноводе
имеет вид
∆φ(n')=δh-δ13-δ12=2πm (m=1,2,3….)
Это уравнение решается графическими или числовыми методами.
Решение характеристического уравнения - дискретные значения углов.
Физический смысл дискретных решений - дискретные углы, при которых
возможно распространение волны.
постоянная распространения.
N(m)= β(m)⁄к - волноводный показатель преломления
V(m)= N(m)⁄с - скорость волны в волноводе
m
0
1
2
3
4
Φ(m)
Φ₀
Φ₁
Φ₂
Φ₃
Φ₄
β(m)
β₀
β₁
β₂
β₃
β₄
N(m)
N₀
N₁
N₂
N₃
N₄
V(m)
V₀
V₁
V₂
V₃
V₄
Волновая мода - особый тип волны, который при фиксированном
значении угла φ может распространяться в данном волноводе. Для планарного
4
волновода различают два типа волн: ТМm и ТЕm - Е-параллельная и Еперпендикулярная соответственно, m - индекс моды. Индекс моды определяет
количество узлов в волне в поперечном сечении среды распространения.
5
Задание №2
Сравнительный анализ (с использованием интернет-ресурсов) эксплуатационно-технических характеристик датчиков или извещателей используемых в периметральных системах охраны;
Периметральная система охраны первой встречает злоумышленников и часто становится основной и единственной защитой охраняемого объекта. Главные
требования к оборудованию — надежность, возможность быстро локализовать
точку срабатывания, обнаружить нарушителя. Аппаратура должна работать безотказно, с минимумом ложных сигналов, быть простой в управлении и обслуживании.
Вибрационные периметральные системы охраны (ВПСО). ВПСО разработаны на основе сенсорных микрофонных кабелей, которые крепятся к ограде и
регистрируют механические колебания при попытке вторжения, преобразуя колебания в электрический сигнал. Вибрационные ПС предназначены для защиты:
– внешних периметров (проволочные сетки, барьеры из колючей проволоки и режущей ленты, тяжёлые кованые решётки, массивные деревянные
ограды);
– стен зданий и внутренних перекрытий помещений.
Проводно-радиоволновые периметральные системы охраны (ПРПСО).
Принцип работы – регистрация возмущений электромагнитного поля, вызываемых попадающим в это поле нарушителем. Объёмная зона обнаружения формируется «открытой антенной» – двумя параллельно расположенными кабелями, к
которым соответственно подключается генератор УКВ-диапазона и приёмник.
Объёмная зона обнаружения может быть «козырькового» и «приземного» типов,
отслеживает линию периметра сложной конфигурации. ПРПСО используются в
следующих целях:
– блокировка верхней части заграждений и крыш стационарных объектов;
– защита открытых временных рубежей охраны, локальных участков на
неподготовленной местности (стоянок, складов, грузовых площадок и т. п.);
– усиление охраны в отдельных направлениях (со стороны леса, оврага и т.
п.).
«Линия вытекающей волны» (ЛВВ) – радиоволновая система, разработанная для защиты неогороженных территорий, когда использование пассивного заграждения невозможно или нежелательно. Состоит из двух параллельных размещённых в грунте вдоль периметра кабелей. Зона обнаружения: ширина до 3,5 м,
высота до 1 м. Схема маскируема и обнаруживается только специальными приборами.
Сейсмические периметральные системы охраны (СПСО). Принцип работы
– регистрация геофонными датчиками механических вибраций. СПСО предназначены для защиты периметров, ограниченных каменными (бетонными) стенами, жёсткими металлическими оградами. При монтаже под землёй система обнаруживает осторожно перемещающегося по ней человека.
6
Ёмкостные периметральные системы охраны (ЕПСО). Принцип работы –
использование эффекта изменения характеристик электрического поля при приближении или прикосновении нарушителя к ограждению объекта. ЕПСО – антенная система, включающая единую электрическую цепь проводящих чувствительных элементов, укрепляемых на изоляторах по периметру объекта. Система
подключена к электронному блоку, выдающему сигнал тревоги при изменении
ёмкости антенного устройства относительно земли. Возможны варианты конструкций антенной части. В зависимости от расположения (по верху или вдоль
средней линии ограды) система будет срабатывать при попытке пересечь заграждение, приблизиться к нему. Достоинства ЕПСО:
– отсутствие мёртвых зон;
– стабильная высокая чувствительность (95 % обнаружения);
– регулировка зон обнаружения;
– монтаж на сложных рельефах, периметрах, сооружениях и ограждениях,
трубопроводах, подземных коллекторах;
– эффективное применение на механически прочных оградах, оборудованных распашными или раздвижными воротами.
Инфракрасные периметральные системы охраны (ИПСО). Принцип работы основан на применении оптического инфракрасного излучения.
ИПСО строятся на основе активных и пассивных инфракрасных извещателей
(ИКИ). Активные лучевые ИКИ являются двухпозиционными, состоят из излучателя, формирующего ИК-луч, и фотоприёмника, расположенных в зоне взаимной видимости. Сигнал тревоги формируется при прерывании луча, падающего
на блок фотоприёмника в результате пересечения его посторонним объектом.
Особенность активных лучевых систем – очень узкая зона отчуждения (3…6 см),
что важно для объектов, для которых невозможно создать зону отчуждения.
Активные лучевые ИКИ предназначены для блокировки прямолинейных участков периметра объекта. Система может устанавливаться:
– по верху ограждения;
– на грунте;
– в виде нескольких лучей, образующих вертикальный барьер.
Пассивные ИПСО – однопозиционные пассивные ИК-детекторы с пространственной диаграммой чувствительности в виде луча. Поперечное сечение
зоны обнаружения у них больше, чем у активных ИКИ, просты в монтаже и
настройке. Используются для перекрытия коротких участков (зон въезда транспорта, разрывов в ограждениях, ворот, окон и т. п.).
Радиолучевые периметральные системы охраны (РЛПСО). РЛПСО строятся на основе нескольких радиолучевых (микроволновых) средств обнаружения. РЛПСО являются двухпозиционными, состоят из приёмника и передатчика,
синхронизируются по кабелю/радиолучу. Попадание в зону луча вызывает у системы сигнал тревоги. Зона обнаружения объёмная в форме вытянутого эллипсоида (поперечный диаметр 0,7…6 м в зависимости от параметра антенны и частоты излучения). РЛПСО практически не подвержены влиянию дождя, тумана,
7
ветра, но требуют наличия прямой видимости между приёмником и передатчиком. Устанавливаются на грунте, ограде или стене здания. Предназначены для
защиты объектов от попыток несанкционированного преодоления периметральных ограждений (оград, стен зданий т. п.). Предусмотрено использование микрофонного эффекта в специальном сенсорном кабеле, который прикрепляется к
ограде и регистрирует её механические колебания при попытках вторжения на
объект. Сигналы сенсора обрабатываются анализатором, который при идентификации реальной попытки нарушения включает сигнал тревоги.
Микрофонный кабель. Сенсорный кабель представляет собой распределённый электромагнитный микрофон. Он содержит два неподвижных и два подвижных проводника, расположенных в зазоре между двумя гибкими магнитными полосками полукруглого сечения.
В зависимости от принципа действия периметральные системы охранной
сигнализации (далее ПСОС) защищают:
– только периметры, имеющие заграждение;
– только периметры, не имеющие заграждения.
На выбор типа ПСОС в первую очередь влияет её устойчивость к воздействию внешних климатических факторов объекта, а именно:
– наличие ограждения и его вида (кирпичный забор, сетка рабица и т. п.);
– наличие полосы отчуждения и её ширины;
– протяжённость периметра;
– рельеф местности.
На практике используются не отдельные устройства и технологии, а комплексные решения в виде готовых систем периметральной охраны.
8
Задание №3
Задачи
Охранная сигнализация с контролем по напряжению.
Дано:
Rут, кОм
20
Rшс, Ом
100
Uпит, В
12
Rпр, кОм
2,4
Uизв
1/3Uпит
RокRи
Rи
Количество ШС
1
Тип извещателей
Охранные нормально замкнутые (НЗ) – 2 шт.
Используются резисторы с параметрами разброса ±5 %.
1. Произведём расчёт Rок и Rи:
𝑈пит 12
𝑈шс =
=
= 4 В;
3
3
𝑅экв =
𝑈шс ∪∙ 𝑅пр 4 ∙ 2400
=
= 1200 Ом;
𝑈пит − 𝑈шс
12 − 4
𝑅ок =
𝑅ок
𝑅шс ∙ (𝑅ут − 𝑅экв ) − 𝑅экв ∙ 𝑅ут
;
𝑅экв − 𝑅ут
100 ∙ (20 ∙ 103 − 1200) − 1200 ∙ 20 ∙ 103
=
= 1177 Ом;
1200 − 20 ∙ 103
𝑅ок = 𝑅изв = 1177 Ом.
2. Произведём расчёт уровней напряжения шлейфа для нормального состояния:
а) Umin при Rэкв min и Rпр max:
Rок–5 %=Rок·0,95=1118 Ом;
𝑅экв
Rпр+5 %=Rпр·1,05=2520 Ом;
(𝑅ок + 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут (1118 + 100) ∙ 20 ∙ 103
=
=
= 1148 Ом;
𝑅ок + 𝑅шс + 𝑅ут
1118 + 100 + 20 ∙ 103
𝑈min =
𝑈пит ∙ 𝑅экв
12 ∙ 1148
=
= 3,75 В;
𝑅пр + 𝑅экв 2520 + 1148
б) Umaх при Rэкв max и Rпр min:
Rок+5 %=Rок∙1,05=1236 Ом;
Rпр–5 %=Rпр∙0,95=2280 Ом;
9
𝑅экв
(𝑅ок + 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут (1236 + 100) ∙ 20 ∙ 103
=
=
= 1252 Ом;
𝑅ок + 𝑅шс + 𝑅ут
1236 + 100 + 20 ∙ 103
𝑈max =
𝑈пит ∙ 𝑅экв
12 ∙ 1252
=
= 4,25 В.
𝑅пр + 𝑅экв 2280 + 1252
Уровни напряжения шлейфа для нормального состояния:
𝑈min = 3,75 В; 𝑈max = 4,25 В.
3. Произведём расчёт уровней напряжения шлейфа для состояния, когда
сработал один датчик:
а) Umin при Rэкв min и Rпр max:
Rок–5 %=Rок∙0,95=1118 Ом;
Rизв–5 %=Rок·0,95=1118 Ом;
Rпр+5 %=Rпр·1,05=2520 Ом;
𝑅экв =
𝑅экв
(𝑅ок + 𝑅изв + 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут
;
𝑅ок + 𝑅изв + 𝑅шс + 𝑅ут
(1118 + 1118 + 100) ∙ 20 ∙ 103
=
= 2092 Ом;
1118 + 1118 + 100 + 20 ∙ 103
𝑈min =
𝑈пит ∙ 𝑅экв
12 ∙ 2092
=
= 5,4 В.
𝑅пр + 𝑅экв 2520 + 2092
б) Umax при Rэкв max и Rпр min:
Rок+5 %=Rок∙1,05=1236 Ом;
Rизв+5 %=Rок∙1,05=1236 Ом;
Rпр-5 %=Rпр∙0,95=2280 Ом;
𝑅экв =
𝑅экв
(𝑅ок + 𝑅изв + 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут
;
𝑅ок + 𝑅изв + 𝑅шс + 𝑅ут
(1236 + 1236 + 100) ∙ 20 ∙ 103
=
= 2279 Ом;
1236 + 1236 + 100 + 20 ∙ 103
𝑈max =
𝑈пит ∙ 𝑅экв
12 ∙ 2279
=
= 6 В.
𝑅пр + 𝑅экв 2280 + 2279
Уровни напряжения шлейфа для состояния, когда сработал один датчик:
𝑈min = 5,4 В; 𝑈max = 6 В.
4. Произведём расчёт уровней напряжения шлейфа для состояния, когда
сработали два датчика.
10
а) Umin при Rэкв min и Rпр max:
Rок–5 %=Rок·0,95=1118 Ом;
Rизв–5 %=Rок·0,95=1118 Ом;
Rпр+5 %=Rпр·1,05=2520 Ом;
𝑅экв =
𝑅экв
(𝑅ок + 2 ∙ 𝑅изв + 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут
;
𝑅ок + 2 ∙ 𝑅изв + 𝑅шс + 𝑅ут
(1118 + 2 ∙ 1118 + 100) ∙ 20 ∙ 103
=
= 2945 Ом;
1118 + 2 ∙ 1118 + 100 + 20 ∙ 103
𝑈min =
𝑈пит ∙ 𝑅экв
12 ∙ 2945
=
= 6,5 В.
𝑅пр + 𝑅экв 2520 + 2945
б) Umax при Rэкв max и Rпр min:
Rок+5 %=Rок∙1,05=1236 Ом;
Rизв+5 %=Rок∙1,05=1236 Ом;
Rпр–5 %=Rпр∙0.95=2280 Ом;
𝑅экв =
𝑅экв
(𝑅ок + 2 ∙ 𝑅изв + 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут
;
𝑅ок + 2 ∙ 𝑅изв + 𝑅шс + 𝑅ут
(1236 + 2 ∙ 1236 + 100) ∙ 20 ∙ 103
=
= 3199 Ом;
1236 + 2 ∙ 1236 + 100 + 20 ∙ 103
𝑈𝑚𝑎𝑥 =
𝑈пит ∙ 𝑅экв
12 ∙ 3199
=
= 7 В.
𝑅пр + 𝑅экв 2280 + 3199
Уровни напряжения шлейфа для состояния, когда сработали два датчика:
𝑈min = 6,5 В; 𝑈max = 7 В.
Графики уровней напряжения при сработке датчиков (НЗ) изображены на
рис. 3.1
11
Графики уровней напряжения при
сработке датчиков НЗ
7
6,5
6
5,4
4,25
3,75
НОРМАЛЬНОЕ
1 ДАТЧИК СРАБОТАЛ
Umin,В
2 ДАТЧИКА СРАБОТАЛИ
Umax, В
Рис. 3.1 Графики уровней напряжения при сработке датчиков НЗ
Пожарная сигнализация с контролем по напряжению.
Дано:
Rут, кОм
20
Rшс, Ом
100
Uпит, В
14
Rпр, кОм
1
Uизв
0,9∙Uпит
Rок
Rи
Количество ШС
1
Тип извещателей
Пожарные нормально открытые (НО) (2 шт.)
Используются резисторы с параметрами разброса ±5 %.
1. Произведём расчёт Rок и Rи:
𝑈шс = 0,9 ∙ 𝑈пит = 0,9 ∙ 14 = 12,6 В;
𝑅экв
𝑈шс ∙ 𝑅пр
12,6 ∙ 103
=
=
= 9000 Ом;
𝑈пит − 𝑈шс 14 − 12,6
𝑅ок =
𝑅ок
𝑅шс ∙ (𝑅ут − 𝑅экв ) − 𝑅экв ∙ 𝑅ут
;
𝑅экв − 𝑅ут
100 ∙ (20 ∙ 103 − 9000) − 9000 ∙ 20 ∙ 103
=
= 16263 Ом;
9000 − 20 ∙ 103
12
𝑅ок = 𝑅изв = 16263 Ом.
2. Произведём расчёт уровней напряжения шлейфа для нормального состояния.
а) Umin при Rэкв min и Rпр max:
Rок–5 %=Rок·0,95=15450 Ом;
𝑅экв
Rпр+5 %=Rпр∙1,05=1050 Ом;
(𝑅ок + 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут (15450 + 100) ∙ 20 ∙ 103
=
=
= 8748 Ом;
𝑅ок + 𝑅шс + 𝑅ут
15450 + 100 + 20 ∙ 103
𝑈min =
𝑈пит ∙ 𝑅экв
14 · 8748
=
= 12,5 В.
𝑅пр + 𝑅экв 1050 + 8748
б) Umax при Rэкв max и Rпр min:
Rок+5 %=Rок∙1,05=17076 Ом;
𝑅экв
Rпр–5 %=Rпр∙0,95=950 Ом;
(𝑅ок + 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут (17076 + 100) ∙ 20 ∙ 103
=
=
= 9240 Ом;
𝑅ок + 𝑅шс + 𝑅ут
17076 + 100 + 20 ∙ 103
𝑈max =
𝑈пит ∙ 𝑅экв
14 ∙ 17076
=
= 13,3 В.
𝑅пр + 𝑅экв 950 + 17076
Уровни напряжения шлейфа для нормального состояния:
𝑈min = 12,5 В; 𝑈max = 13,3 В.
3. Произведём расчёт уровней напряжения шлейфа для состояния, когда
сработал один датчик:
а) Umin при Rэкв min и Rпр max:
Rок–5 %=Rок∙0,95=15 450 Ом; Rизв–5 %=Rок∙0,95=15 450
Rпр+5 %=Rпр∙1,05=1050 Ом;
Ом;
𝑅экв
𝑅ок ∙ 𝑅изв
154502
(
+ 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут (
+ 100) ∙ 20 ∙ 103
𝑅ок + 𝑅изв
2 ∙ 15450
=
=
= 5624 Ом;
𝑅ок ∙ 𝑅изв
154502
3
+ 𝑅шс + 𝑅ут
+ 100 + 20 ∙ 10
𝑅ок + 𝑅изв
2 ∙ 15450
𝑈пит ∙ 𝑅экв
14 ∙ 5624
𝑈min =
=
= 11,8 В;
𝑅пр + 𝑅экв 1050 + 5624
б) Umax при Rэкв max и Rпр min:
Rок+5 %=Rок∙1,05=17 076 Ом;
Rизв+5 %=Rок∙1,05=17 076 Ом;
Rпр-5 %=Rпр∙0,95=950 Ом;
13
𝑅ок ∙ 𝑅изв
170762
+ 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут (
+ 100) ∙ 20 ∙ 103
𝑅ок + 𝑅изв
2 ∙ 17076
=
=
= 6033 Ом;
𝑅ок ∙ 𝑅изв
170762
3
+ 𝑅шс + 𝑅ут
+ 100 + 20 ∙ 10
𝑅ок + 𝑅изв
2 ∙ 17076
𝑈пит ∙ 𝑅экв
14 ∙ 6033
𝑈𝑚𝑎𝑥 =
=
= 12 В.
𝑅пр + 𝑅экв 950 + 6033
(
𝑅экв
Уровни напряжения шлейфа для состояния, когда сработал один датчик:
Umin = 11,8 В; Umax = 12 В.
4. Произведём расчёт уровней напряжения шлейфа для состояния, когда
сработали два датчика:
а) Umin при Rэкв min и Rпр max:
Ом;
Rок–5 %=Rок∙0,95=15 450 Ом; Rизв–5 %=Rок∙0,95=15 450
Rпр+5 %=Rпр∙1,05=1050 Ом;
𝑅ок ∙ 𝑅изв 2
154503
+ 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут (
+ 100) ∙ 20 ∙ 103
𝑅ок + 2 ∙ 𝑅изв
3 ∙ 15450
=
=
= 4158 Ом;
154503
𝑅ок ∙ 𝑅изв 2
+ 100 + 20 ∙ 103
+ 𝑅шс + 𝑅ут
3 ∙ 15450
𝑅ок + 2 ∗ 𝑅изв
𝑈пит ∙ 𝑅экв
14 ∙ 4158
𝑈min =
=
= 11,2 В.
𝑅пр + 𝑅экв 1050 + 4158
(
𝑅экв
б) Umax при Rэкв max и Rпр min:
Rок+5 %=Rок∙1,05=17 076 Ом;
Rизв+5 %=Rок∙1,05=17 076 Ом;
Rпр–5 %=Rпр∙0,95=950 Ом;
𝑅ок ∙ 𝑅изв 2
170763
+ 𝑅шс ) ∙ 𝑅ут (
+ 100) ∙ 20 ∙ 103
𝑅ок + 2 ∙ 𝑅изв
3 ∙ 17076
=
=
= 4491 Ом;
170763
𝑅ок ∙ 𝑅изв 2
3
+ 100 + 20 ∙ 10
+ 𝑅шс + 𝑅ут
3 ∙ 17076
𝑅ок + 2 ∙ 𝑅изв
𝑈пит ∙ 𝑅экв
14 ∙ 4491
𝑈max =
=
= 11,56 В.
𝑅пр + 𝑅экв 950 + 4491
(
𝑅экв
Уровни напряжения шлейфа для состояния, когда сработали два датчика:
𝑈min = 11,2 В; 𝑈max = 11,56 В.
Графики напряжений при сработке датчиков НО приведены на рис. 3.2
14
Графики напряжений при сработке
датчиков НО
13,3
12,5
12
11,8
11,56
11,2
НОРМАЛЬНОЕ
1 ДАТЧИК СРАБОТАЛ
Umin,В
2 ДАТЧИКА СРАБОТАЛИ
Umax, В
Рис. 3.2 Графики напряжений при сработке датчиков НО
15
4 Литература
Основная
1. Бейлина, Р.А. Микроэлектронные датчики/ Р.А. Бейлина, Ю.Г. Грозберг,
Д.А, Довгялло. – Новополоцк: ПГУ, 2001. – 295с.
2. Дж.Фрайден. Современные датчики. Справочник. Москва, Техносфера,
2006 .– 592с.
3. Шачнев, А.И. Устройства и системы охранно-пожарной сигнализации/
А.И. Шачнев. – Минск: Технопринт, 2004. – 240с.
4. Джексон, Р.Г. Новейшие датчики/ Р.Г. Джексон; под ред. В.В. Угинина;
пер. с англ. – М.: Техносфера, 2007. – 384с.
5. Синилов, В.Г. Системы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации / В.Г. Синилов. – М.: ПрофОбрИздат, 2001. –352с.
Дополнительная
6. Лабораторный практикум “Первичные измерительные преобразователи
и их применение в системах безопасности” Серенков В.Ю. и др. – Минск БГУИР,
2011. –51с.
7. Лабораторный практикум «Датчики электронных систем безопасности»
Серенков В.Ю. и др. – Минск БГУИР, 2015, 81 с.
8. ГОСТ-3073 7-2001. Приборы приемно-контрольные пожарные. Общие
технические требования. Методы испытаний.
9. РД 28/3.007-2001. Технические средства и системы охраны. Системы
охранной сигнализации. Правила производства и приёма работ.
10. РД 28/3.009-2001. Технические средства и системы охраны. Обозначения условных графических элементов.
11. ГОСТ 26342-84. Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной
сигнализации. Типы, основные параметры и размеры.
12. СниП 3.05.07-85. Системы автоматизации.
13. СНБ 2.02.04-04 Пожарная автоматика.
14. ГОСТ Р 51330.10-99. Электрооборудование взрывозащищенное. Искробезопасная электрическая цепь.
16