Содержание к диссертации
Введение
1. О необходимости аттестации рабочих мест по условиям труда. Постановка задачи исследования 11
1.1 Правовые основы аттестации рабочих мест по условиям труда 11
1.2 Опасные и вредные производственные факторы 13
1.3 Шум, его характеристики, нормирование и аттестация 17
1.3.1 Общие характеристики шума '. 18
1.3.2 Воздействие шума на организм человека ' 21
1.3.3 Нормирование шума на рабочих местах 23
1.4 Инфразвук 24
1.4.1. Воздействие инфразвука на организм человека 24
1.4.2 Нормирование инфразвука 31
1.5 Ультразвук 32
1.5.1. Влияние ультразвука на организм человека 34
1.5.2. Нормирование ультразвука 34
1.6 Вибрация 37
1.6.1 Влияние вибрации на человека 40
1.6.2 Нормирование вибрации 42
1.7 Микроклимат 43
1.8 Световая среда 46
1.9 Воздух рабочей зоны. Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия 47
1.10 Ионизирующее излучение '. 49
1.10.1. Биологическое действие ионизирующих излучений 49
1.10.2. Нормирование ионизирующих излучений 51
1.11. Электромагнитные излучения 51
1.11.1 Биологические эффекты электромагнитных воздействий 52
1.12. Бальная оценка условий труда 56
1.13. Постановка задачи исследований 1.14 Выводы по разделу 62
2. Сеть мониторинга физических ОВПФ в системе аттестации рабочих мест по условиям труда 63
2.1. Основные особенности сетей передачи данных 63
2.1.1. Структура сети передачи данных 63
2.1.2. Сетевые топологии 64
2.1.3. Дополнительные компоненты сети 68
2.1.4. Характеристики физического канала передачи данных 69
2.1.5. Синхронизация элементов сети '. 70
2.1.6. Форматы сообщений 72
2.1.7. Уровни представления 72
2.1.8. Управление передачей данных в сети. Выявление ошибок 75
2.2. Особенности сетей промышленного управления и экологического мониторинга 88
2.3. Разработка сети мониторинга ОВПФ 89
2.3.1. Основные параметры сети мониторинга условий
труда (ОВПФ), подлежащие определению 90
2.3.2. Масштабы сети мониторинга ОВПФ 90
2.3.3. Выбор топологии сети 91
2.3.4. Определение количества информации, поступающей от устройств. Необходимая пропускная способность сетей 93
2.3.5. Подключение измерительных приборов к концентратору 97
2.3.6. Обзор существующих каналов передачи данных 98
2.3.7. Выбор физических каналов передачи данных для сети мониторинга 109
2.4. Уточненная структурная схема сети мониторинга и ее
компонентов. Алгоритм работы сети 111
2.5. Этапы функционирования сети мониторинга 113
2.5.1. Настройка сети 113
2.5.2. Подключение и тестирование измерителей ОВПФ 115
2.5.3. Занесение информации о ПДУ и ПДК в устройства 115
2.5.4. Установка единого времени 115
2.5.5. Мониторинг условий труда 116
2.6. Выводы по разделу 117
3. Измерители параметров физических ОВПФ 119
3.1. Измерители шума и вибрации 119
3.1.1. Микрофоны 119
3.1.2. Классификация микрофонов 122
3.1.3. Микрофоны, применяемые при акустических измерениях 128
3.1.4. Шумомеры 151
3.2. Измерители параметров "световая среда" 160
3.2.1. Первичные преобразователи 160
3.2.2. Люксметры 161
3.3 Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия 165
3.4. Микроклимат 167
3.5. Измерители электромагнитных излучений 174
3.6. Измерители ионизирующих излучений 175
3.7. Выводы по разделу 177
4. Авторские измерители и первичные преобразователи 178
4.1. Индуктивный измеритель линейных перемещений 178
4.2 Микрофон МИЗ-1 , 179
4.2.1. Составление расчетной схемы 181
4.2. Универсальный измерительный контроллер 183
4.3 Измеритель инфразвука 185
4.4 Универсальный шумомер НИ 189
4.4.1. Блок предусилителей '. 192
4.4.2. Блок фильтров 195
4.4.3. Блок детектора мощности и контроллера диапазона 197
4.4.4. Блок микропрограммного управления 199
4.4.5. Пульт управления 201
4.5. Измеритель параметров световой среды для системы
мониторинга производственной среды 201
4.6. Выводы по разделу 208
Заключение 209
Список использованных источников
- Шум, его характеристики, нормирование и аттестация
- Дополнительные компоненты сети
- Микрофоны, применяемые при акустических измерениях
- Универсальный измерительный контроллер
Введение к работе
В сложившихся социально - экономических условиях произошли негативные изменения в состоянии здоровья работающего населения. Возросла профессиональная заболеваемость. Во всех отраслях промышленности, прежде всего на предприятиях малого и среднего бизнеса, ухудшились условия труда и отдыха. Это повлекло за собой ухудшение здоровья работающих, увеличение числа несчастных случаев, а также потерю трудоспособности.
В систему анализа и оценки условий труда на предприятиях входит определение фактических значений опасных и вредных факторов на рабочих местах. При аттестации рабочих мест по условиям труда оценке подлежат все опасные и вредные факторы (ОВПФ): физические, химические, биологические, тяжесть и напряженность труда.
В соответствии с "Положением о порядке проведения аттестации рабочих мест по условиям труда" [5] уровни ОВПФ определяются на основе инструментальных измерений соответствующих величин. Всё измерения, связанные с аттестацией рабочих мест должны выполняться в процессе работы, то есть при проведении производственных процессов в соответствии с технологическим регламентом, при исправных и эффективно действующих средствах индивидуальной и коллективной защиты. При проведении измерений используют средства измерений, указанные в соответствующих нормативных документах на методы измерений. Инструментальные измерения уровней производственных факторов оформляются соответствующими протоколами.
Сроки проведения аттестации устанавливаются организацией исходя из изменения условий характера труда, но не реже одного раза в пять лет с момента проведения последних измерений [5].
Анализ показал, что существующая методика аттестации рабочих мест не позволяет судить об изменении параметров ОВПФ и, соответственно, об изменении условий труда в период между плановыми аттестациями.
Величины же ОВПФ могут существенно меняться даже при неизменном технологическом процессе. Например, при обработке плоской поверхности замена многоперовой торцевой фрезы на многорезцовую головку приводит к увеличению шума как на рабочем месте фрезеровщика на 10-15 дБ А, так в цехе; замена металла на пластмассу для одной и той же детали повышает концентрацию пыли, ее физический и химический состав, что требует увеличения производительности местных отсосов и т.д.
Приборы контроля в большинстве своем требуют ручного переключения либо диапазона, либо характера измерений, что затрудняет автоматизацию измерений. Процесс измерений различных ОВПФ требует участия нескольких высококвалифицированных специалистов в конкретной области измерений. Кроме того, в состав аттестационной комиссии рекомендуется включать [1] специалистов служб охраны труда, организации труда и заработной платы, главных специалистов, руководителей подразделений организации, медицинских работников, представителей профсоюзных организаций, совместных комитетов (комиссий) по форме труда, уполномоченных (доверенных) лиц по охране труда профессиональных союзов или трудового коллектива.
Необходимость оценки ОВПФ на аналогичных по характеру выполняемых работ по условиям труда на рабочих местах на основании данных, полученных при аттестации не менее 20% таких рабочих мест, делает процесс аттестации весьма трудным и дорогостоящим. В данной работе предлагается методика и аппаратура автоматизированного контроля физических ОВПФ, как в структурных подразделениях, так и на предприятии в целом. Учитывая определение ООН системы повторных наблюдений за элементами окружающей среды в пространстве и во времени с определенными целями, с заранее подготовленными программами, как экологический мониторинг, предлагаемая методика может быть названа производственным мониторингом ОВПФ.
Из всех ОВПФ, сведения о которых необходимы для аттестации рабочих мест (физические, химические, биологические, тяжесть и напряженность
труда, травмобезопасность, средства индивидуальной защиты) в данной работе рассматриваются только физические факторы. К физическим факторам относятся: шум, инфразвук, ультразвук, вибрация, микроклимат, аэрозоли, световая среда, ионизирующие излучения и электромагнитные поля.
В разделе 1 проведен анализ нормативно-технических документов, регламентирующих аттестацию рабочих мест по условиям труда, показавших актуальность работ по совершенствованию методов и средств измерения параметров ОВПФ. Для всех физических ОВПФ проанализированы их физические основы, оценена степень воздействия каждого фактора на организм человека и их гигиеническое нормирование. Рассмотрены особенности бальной оценки условий труда по каждому из факторов и проведена их классификация. Предложена структура сети передачи данных, которая принята за основу построения автоматизированного мониторинга физических ОВПФ. Осуществлена постановка задачи исследования.
Шум, его характеристики, нормирование и аттестация
Во время коллоквиума по инфразвуку в Париже был допущен в качестве опасного уровень инфразвука 120 дБ для частоты 20 Гц, 130 дБ при 2 Гц и могущий доходить до 143 дБ при 0.1 Гц. Этот уровень мог бы соответствовать кривой №85 для слышимых звуков. По материалам этого коллоквиума графически представлены границы этих зон (рис. 1.5).
Действия инфразвука в зависимости от уровня и времени действия можно разделить на четыре зоны: I зона - смертельное действие - уровень выше 185 дБ. II зона — действие инфразвука от 172 до 140 дБ переносится в течение 2-3 мин. III зона - при действии инфразвука от 140 до 120 дБ выявлены изменения со стороны ряда органов и систем. IV зона — действие инфразвука ниже 120 дБ, эта область недостаточна изуче на.
Кроме влияния на общее самочувствие и орган слуха, все большее внимание уделяется действию инфразвука на различные системы организма человека и животных в лабораторных и производственных условиях.
Снижение общего уровня возбудимости коры головного мозга зависит от действия инфразвука: инфразвуковые колебания интенсивностью 135 дБ вызывают значительно большие изменения, чем 100 дБ, после воздействия которых отклонения показателей рефлексометрии от исходных не превышали 10% и были недостоверными. Анализ изменений в зависимости от воздействующей частоты не выявил существенных различий: время реакции, сила эффекторного ответа и количество нормальных силовых отношений менялись, примерно в одинаковой степени.
Результаты оценки высшей нервной деятельности позволяют сделать вывод, что под влиянием инфразвуковых колебаний изменения, происходящие в центральной нервной системе, напоминают признаки утомления.
При исследовании инфразвука интенсивностью 100 и 120 дБ и транспортного шума 70 дБА, выявлено, что инфразвук 120 дБ увеличивает время выполнения
психологических тестов на 6-7%, а количество ошибок до 80%, вызывает головную боль, давление на уши, транспортный шум — головную боль и снижение слуховой чувствительности.
Под влиянием низкочастотных колебаний изменяется ритм дыхания, появляется чувство затрудненного дыхания, вибрация грудной клетки. Урежение дыхания от воздействия инфразвука частотой 5 Гц уровнем 135 дБ объясняется тем, что частота 5 Гц приближается к собственной частоте органов дыхания, в результате чего возникают явления резонанса. Іінфразвук оказывает влияние на частоту сердечных сокращений, артериальное давление и мозговое кровообращение.
Инфразвук частотой 8 Гц уровнем 115 дБ при часовом воздействий вызывает состояние угнетения, сопровождающееся снижением параметров висцеральных систем, центральной нервной системы, увеличением уровня активности гуморально-гормонального канала управления сердечным ритмом, напряжением функции внимания при выполнении глазодвигательной задачи. В течени ГЗО мин отдыха эти изменения не восстанавливались, а наоборот наблюдалось углубление реакции.
В лабораторных условиях воздействие инфразвука 75-85 дБ приводило к снижению частоты пульса, кожной температуры и ухудшению психических реакций. Через 40 мин после окончания экспозиции указанные показатели не достигали исходного уровня.
Клинические и физиологические исследования позволяют сделать вывод об изменении параметров статокинетической функции операторов (водителей такси, автобусов Икарус, цехового персонала сталеплавильного производства), подвергающихся постоянному воздействию низкочастотных акустических колебаний, в спектре которых наибольшие уровни звукового давления достигают 100-115 дБ на частотах 8 и 16 Гц. Исследования в условиях экспериментальной камеры также показали нарушение равновесия при воздействии инфразвука. При воздействии инфразвука большой интенсивности отмечается ряд субъективных расстройств: чувство беспричинного страха, сотрясение грудной клетки и брюшной полости, головокружение, тошнота, раздражительность, нарушение сна, затрудненное дыхание, пространственная дезориентация, слабость и др.
Инфразвук является общебиологическим фактором, вызывающим изменение в различных органах и системах.
В настоящее время появилась теория резонансного инфразвука. Совпадение частоты инфразвуковых колебаний с собственной частотой того или иного органа вызывает сильное раздражение рецепторного аппарата, что обуславливает определенную симптоматику.
Резонансными частотами для человека являются 5, 10, 15 Гц. Хуже всего переносятся резонансные явления в полости живота. Длительное воздействие инфразвука может вызвать хронический гастрит, колит. Нарушение остроты зрения после воздействия инфразвука частотой 4-10 Гц, сохраняющееся длительное время после экспозиции, дает основание заключить, что в данном случае инфразвук не механическое действие, а иной до конца неясный эффект стрессового характера.
Дополнительные компоненты сети
Ячеистая топология нашла своё применение в последние несколько лет. Ее привлекательность заключается в относительной устойчивости к перегрузкам и отказам. Благодаря множественности путей из устройств ООД и ОКД трафик может быть направлен в обход отказавших или занятых узлов. Данный подход отмечается сложностью и дороговизной (протоколы ячеистых сетей могут быть достаточно сложными с точки зрения логики, чтобы обеспечить эти характеристики).
Основной целью при выборе топологии является: 1) минимизация фактической длины канала между компонентами, которая обычно включает маршрутизацию трафика через наименьшее число промежуточных компонент; 2) обеспечение выбора наиболее дешевого канала для конкретного применения, например, для передачи низкоприоритетных данных по сравнительно недорогой коммутируемой низкоскоростной телефонной линией в противоположность передаче тех же данных по дорогому высокоскоростному спутниковому каналу; 3) надежность передачи данных.
В реальной сети передачи данных, кроме элементов, приведенных на рис.2.1, должны присутствовать еще несколько устройств. Например:
Буферный процессор - устройство подключенное между ЭВМ и АКД. Освобождает ЭВМ от функций управления сетью и потоками данных, предоставляя ЭВМ уже полностью принятый блок данных, принятых по сети или обеспечивает его передачу. Мультиплексор передачи данных (МПД) - это устройство, используемое почти во всех системах. Его основная функция - обеспечить совместное использование одной линии связи, несколькими устройствами ООД или портами. Характеристики физического канала передачи данных. Физический канал передачи данных — это среда распространения сигналов, несущих в себе признаки информации. Физические каналы могут быть: проводные, радиочастотные, волоконно-оптические, акустические.
Исторически первыми возникли проводные линии связи (телеграф). Распространение сигналов по проводным линиям связано с протеканием тока, регистрирующимся на приемном конце линии. Аппаратура приемной и передающей станций как правило проста. Проводные линии подвержены воздействию внешних электромагнитных полей, имеют высокую удельную стоимость, их применение затруднено на больших расстояниях.
Радиочастотные, в том числе и спутниковые, системы связи позволяют проводить сеансы связи на очень больших расстояниях, но аппаратура сложна и подвержена помехам. В смысле помехозащищенности радиочастотные линии связи уступают проводным, но потенциально обладают большей скоростью.
Волоконно-оптические линии - используются в современных локальных сетях. Обладают высокой скоростью передачи данных, не подвержены влиянию электромагнитных помех. Использование на больших расстояниях технически сложно и экономически не выгодно.
Акустические линии используются в подводной связи. Канал связи, характеризуется следующими пакраметрами: Ртах - динамический диапазон D = 10 lg- - 5 (2.1) min где Pmin и Ртах - максимальная и минимальная мощности передаваемые по каналу. - полоса частот П — область частот, в которой возможна передача сигнала и присутствующей в нем информации без искажений. - пропускная способность - количество информации, передаваемой в единицу времени без искажений: С = В log2 (l + S/N), бит/сек, (2.2) где В — полоса частот, S — мощность сигнала, N - мощность шума. Каналы связи подразделяются на однополосные и многополосные. В случае однополосного канала сигналы передаются уровнями напряжений соответствующим лог. "О" и лог. "1". В многополосных системах используется несущая частота, изменением амплитуды, фазы, или частоты и передается сигнал. В многополосных системах-возможна одновременная передача нескольких сигналов с использованием разных несущих частот.
Процесс синхронизации заключается в том, что по линии связи приемнику приходит некоторая последовательность нулей и единиц, получив которую приемник прерывает свою работу и настраивается на прием сообщений. Эта последовательность называется синхросигналом.
Синхросигналы выполняют две важные функции: 1. они синхронизируют, настраивают приемник на передаваемое сообщение еще до того, как оно фактически приходит; 2. поддерживают синхронизацию приемника с приходящими битами данных.
Для обеспечения синхронизации используются два соглашения относительно форматирования. Эти два метода представлены на рис. 2.8.
Первый подход называется асинхронным форматированием. Согласно этому подходу, каждый байт данных (каждый знак) имеет сигналы "старт" и "стоп", т.е. сигналы синхронизации, которые помещаются соответственно в начало и конец байта. Биты "старт" и "стоп" являются на самом деле просто уникальными специальными сигналами, которые распознаются принимающим устройством.
Микрофоны, применяемые при акустических измерениях
В электромагнитном микрофоне (рис.3.2,6) перед плюсами 2 магнита 3, располагают ферромагнитную диафрагму 1. При колебаниях диафрагмы изменяется магнитное сопротивление воздушного зазора и магнитный поток. Благодаря этому возникает переменное напряжение звуковой частоты, являющейся выходным сигналом микрофона.
Электромагнитный микрофон стабилен в работе. Однако ему свойственны узкий частотный диапазон, большая неравномерность частотной характеристики и значительные нелинейные искажения. Электромагнитные микрофоны не получили широкого применения из-за узкого частотного диапазона и большой неравномерности их частотной характеристики.
Электродинамические микрофоны составляют большую группу катушечных и ленточных микрофонов широкого диапазона применения. К электродина мическим микрофонам относятся конденсаторные и электретные микрофоны, используемые в большинстве случаев для профессиональных целей, имеют высокую чувствительность в свободном поле и хорошую частотную характеристику. К данной классификационной группировке можно отнести также пьезоэлектрические микрофоны, преобразование в которых обеспечивается материалами, работающими на изгиб.
Принцип действия электродинамического катушечного микрофона состоит в следующем (рис.3.2,в). В кольцевом зазоре 1 магнитной системы, имеющей постоянный магнит 2, находится подвижная катушка 3, скрепленная с диафрагмой 4. При воздействии на диафрагму звукового давления она вместе с подвижной катушкой начинает колебаться. В силу этого в витках катушки, возникает напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.
Электродинамический микрофон стабилен, имеет довольно широкий частотный диапазон, сравнительно небольшую неравномерность частотной характеристики.
Устройство ленточного электродинамического микрофона несколько отличается от катушечной модификации (рис.3.2г), Здесь магнитная система из постоянного магнита 1 и полюсных наконечников 2, между которыми натянута ленточ 124 ка 3. При действии (на обе ее стороны) звукового давления ленточка начинает колебаться, пересекая при этом магнитные силовые линии, вследствие чего на ее концах развивается напряжение.
Так как сопротивление ленточки очень мало, то для уменьшения падения напряжения на соединительных проводах, требуется применение повышающего (микрофонного) трансформатора, размещающегося в непосредственной близости от ленточки.
Частотный диапазон этого микрофона довольно широк, а неравномерность частотной характеристики невелика.
В электроакустических трактах высокого качества наибольшее распространение получил конденсаторный микрофон (рис.3.2д) Жестко натянутая мембрана 1 под воздействием звукового давления колеблется относительно неподвижного электрода 2, являясь вместе с ним обкладками электрического конденсатора. Этот конденсатор включается в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока и активным нагрузочным сопротивлением. При колебаниях мембраны емкость конденсатора изменяется, в электрической цепи появляется переменный ток, и на нагрузочном сопротивлении возникает падение напряжения, яв- . ляющееся выходным сигналом микрофона.
Электретные микрофоны, по существу, те же конденсаторные, но постоянное напряжение для них обеспечивается не обычным источником, а электрическим зарядом мембраны или неподвижного электрода, материалы которых отличаются тем, что способны сохранять этотзаряд длительное время.
Действие пьезоэлектрических микрофонов (рис.3.2е) основано на том, что звуковое давление воздействует непосредственно или через диафрагму 1 и скрепленный с ней стержень 2 на пьезоэлектрический элемент 3. При деформации последнего на его боковых поверхностях возникает напряжение. Перспективы применения пьезоэлектрических микрофонов в последнее время расширилось благодаря появлению используемых для диафрагм новых синтетических пленочных покрытий, обладающих пьезоэлектрическим эффектом.
Действие транзисторных микрофонов основывается на том, что под дейст-вием звукового давления на диаграмму скрепленное с ней острее, являющееся одновременно эмиттером полупроводникового триода, изменяет сопротивление эмитерного перехода. Хотя такие микрофоны достаточно чувствительны, но в работе не стабильны и обладают неравномерной частотной характеристикой.
Классификация микрофонов по признаку приёма звуковых колебаний (рис.3.3) включает в свой состав три основные группы: микрофоны-приёмники звукового давления; микрофоны-приёмники градиента звукового давления и микрофоны комбинированные. Микрофоны, классифицированные по рассматриваемую признаку, учитывающему особенности приема звуковых колебаний, определяют не. только получаемую характеристику направленности, но и способы размещения микрофонов относительно источника звука. Это способствует правильному выбору микрофона в зависимости от требований направленности, которые, в свою очередь, определяются взаимным расположением источника звука, угловыми охватами звуковой панорамы, наличием постороннего звукового шума в помещении и др.
По признаку характеристики направленности микрофоны подразделяются-на четыре типа: с круговой диаграммой; двунаправленной диаграммой, имеющий вид "восьмерки" (косинусоидальная полярная характеристика); кардиоидной диаграммой; и с гиперкардиоидной (рис. 3.4).
Универсальный измерительный контроллер
В блоке предусилителей происходит усиление микрофонного сигнала, котот рый в зависимости от уровня измеряемого шума, может изменятся в пределах от Юмкв до 10В. Усиление в блоке предусилителей может ступенчато изменятся в соответствии с заданным кодом усиления. Значения коэффициентов усиления изменяются в пределах 1-Ю5. Структурная схема блока предусилителей приведена на рис. 4.15. Она состоит из несколько последовательно включенных усилителей с переключаемым усилением.
Цифровой код усиления устанавливается в регистре RG, по шине данных. Код усиления вырабатывается в блоке микроЭВМ, исходя из уровня измеряемого сигнала. Коэффициент усиления переключается ступенчато с шагом 20 дБ. Величина шага была выбрана с учетом значения пик-фактора сигнала, который был принят равным 3.3, что соответствует белому шуму, а также с учетом минимального и максимального значений прибора. Диапазон измерений насчитывает 5 сту пеней и составляет 100 дБ. При обнаружении факта выхода измеряемого сигнала за 1-й диапазон измерений, производится поиск нового диапазона измерений в соответствии со следующим алгоритмом: в случае слабого сигнала устанавливается 1-1 ступень усиления, в случае перегрузки 1+1 ступень. Если в этом случае сигнал также выходит за пределы диапазона производится поиск ступени усиления путем последовательно перебора разрядов кода усиления (аналогично методу поразрядного уравновешивания).
На основе структурной схемы осуществлено схемотехническое проектирование. Проведена технологическая подготовка производства макета, изготовлен и настроен модуль усилителей.
Блок фильтрации осуществляет фильтрацию выходного сигнала блока пре-дусилителей в соответствии с выбранной частотной характеристикой А, С, Lin, Oktav, Inf. Структурная схема бока приведена на рис. 4.16. Структурная схема включает набор фильтров А, С, Lin, Inf, Oktav и выходной буферный каскад, соединенный с выходом, ключа. Выбор режима фильтрации осуществляется коммутацией одного из фильтров на выход блока при помощи электронного ключа, управляемого кодом, хранимым в регистре RG. Центральная частота октавного фильтра также управляется кодом регистра частотной характеристики и может соответствовать частотным характеристикам А, С, Lin, Oktav. Центральная частота октавного фильтра может принимать значения 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000, 12500 Гц. Управление октавным фильтром осуществляется с помощью электронных переключателей, коммутирующих реактивности, определяющие центральную частоту настройки фильтра. Выходной сигнал блока фильтров поступает в блок детектора мощности и контроллера диапазона.
На основе структурной схемы осуществлено схемотехническое проектирование блока. Принципиальная схема фильтров разрабатывалась в соответствии с существующими стандартами и соответствуют первому классу точности. Проведена технологическая подготовка производства макета, изготовлен и настроен модуль фильтров, сборочный чертеж которого приведен на рис. 4.17
Блок детектора мощности и контроллера диапазона Блок детектора мощности и контроллера диапазона формирует выходное напряжение, пропорциональное либо средней, либо пиковой мощности входного сигнала, поступающего от блока фильтров. Кроме того, по сигналу, поступающему с предусилителей, блок формирует сигналы, сигнализирующие о выходе выходного сигнала предусилителя за пределы диапазона измерений детектора и блока фильтров (перегрузка/слабый сигнал). В блоке также обеспечивает дополнительное управляемое усиление сигнала в случае, если ослабление в блоке фильтров значительно. Структурная схема блока приведена на рис. 4.18
Структурную схему можно разбить на две части: детектор мощности сигнала и контроллер диапазона.
В состав детектора мощности входит аттенюатор с переключением усиления, квадратор, фильтр приведений, детектор пикового значения, электронный переключатель, выходной буферный каскад. Усиление входного аттенюатора устанавливается во входном регистре RG блоком микропрограммного управления. В квадраторе формируется величина, пропорциональная мгновенной мощности сигнала. Это напряжение поступает одновременно на пиковый детектор и на фильтр приведения. Постоянная времени фильтра приведения переключается и составляет 0.5 сек и 1 сек, что соответствует характеристикам Slow и Fast. Постоянные времени нарастания и спада пикового детектора составляют 0.1 сек и 5 сек в соответствии с требованиями стандартов. С помощью электронного переключателя осуществляется выбор выходного сигнала: среднее или пиковое значение.
Детектор диапазона состоит из детектора эффективного значения, пикового детектора двух компараторов, схемы ИЛИ. Входным сигналом детектора диапазона является выходной сигнал предусилителей. Эффективное значение сигнала подается на компаратор К1 и сравнивается с нижним порогом Uo- Напряжение пикового детектора сравнивается с верхним порогом U1 в компараторе К2. В случае если сигнал, снимаемый с предусилителей превышает установленный в компараторе К1 порог на его выходе и на выходе схемы ИЛИ появляется высокий