Инженерная и компьютерная графика

Конспект лекций

назад | содержание | вперёд

Лекция 2.5 - СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕКИЕ

2.5.1 - ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

Схема – документ, на котором показаны в виде условных графических изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними (ГОСТ 2.102-68).

Схемы в зависимости от видов элементов, входящих в состав изделия и связей между ними, по ГОСТ 2.701-84 подразделяют на виды, обозначаемые буквами:

Э – электрические

П – пневматические

К – кинематические

Г – гидравлические

В – вакуумные

Л – оптические

Р – энергетические

С – комбинированные

В зависимости от основного назначения схемы подразделяют на типы. Типы схем обозначают цифрами:

1 – структурная

2 – функциональная

3 – принципиальная

4 – соединений

5 – подключений

6 – общие

7 – расположения

Например, схема электрическая принципиальная: шифр документа – Э3 .

Элемент схемы – составная часть схемы, которая выполняет определенную функцию в изделии и не может быть разделена на части, имеющие самостоятельное назначение (резисторы, трансформаторы, и т.д.).

Устройство – совокупность элементов, представляющая единую конструкцию (блок, плата, распределительная панель и т. п.). Устройство не может иметь в изделии определенного функционального назначения.

Функциональная группа – совокупность элементов, выполняющих в изделии определенную функцию и не объединенных в единую конструкцию.

Функциональная часть – элемент, устройство, функциональная группа.

Функциональная цепь – линия, канал, тракт определенного назначения (канал звука, видеоканал, тракт СВЧ и т. п.).

Линия взаимосвязи – отрезок линии, указывающий на наличие связи между функциональными частями изделия.

2.5.2 - ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ СХЕМ

Правила выполнения и оформления схем регламентируют стандарты седьмой классификационной группы ЕСКД: ГОСТ 2.701-84, ГОСТ 2.702-75, ГОСТ 2.710-81 и др.

Номенклатура схем на изделие должна определяться в зависимости от особенностей изделия.

Количество типов схем на изделие должно быть минимальным, но в совокупности они должны содержать сведения в объеме, достаточном для проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия.

Форматы листов схем выбирают в соответствии с требованиями, установленными в ГОСТ 2.301-68, при этом основные форматы являются предпочтительными. Выбранный формат должен обеспечивать компактное выполнение схем, не нарушая ее наглядности.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба, действительное расположение составных частей изделия не учитывают или учитывают приближенно.

Графическое обозначение элементов, устройств, функциональных групп и соединяющие их линии связи следует располагать на схеме таким образом, чтобы обеспечить наилучшее представление о структуре изделия и взаимодействии их составных частей.

Расстояние (просвет) между двумя соседними линиями графического обозначения должно быть не менее 1 мм.

Расстояние между соседними параллельными связи должно быть не менее 3 мм.

Расстояние между отдельными условными графическими обозначениями должно быть не менее 2 мм.

Устройства, имеющие самостоятельную принципиальную схему, выполняют на схемах в виде фигуры, как правило, прямоугольной формы сплошной линией, равной по толщине линиям связи.

Функциональную группу или устройство, не имеющее самостоятельной принципиальной схемы, выполняют на схеме в виде фигуры, ограниченной тонкой штрих – пунктирной линией.

При выполнении схем применяют следующие графические обозначения:

·         условные графические обозначения, установленные в стандартах Единой системы конструкторской документации, а также построенные на их основе;

·         прямоугольники;

·         упрощенные внешние очертания (в т.ч. аксонометрические).

При необходимости применяют нестандартизованные условные графические обозначения.

При применении нестандартизованных условных графических обозначений и упрощенных внешних очертаний на схеме приводят соответствующие пояснения.

Применение на схемах тех или иных графических обозначений определяют правилами выполнения схем определенного вида и типа.

Условные графические обозначения, размеры которых в стандартах не установлены, следует изображать на схеме в размерах, в которых они выполнены в соответствующих стандартах.

Размеры условных графических обозначений, а также толщины их линий должны быть одинаковыми на всех схемах для данного изделия.

Размеры графических обозначений допускается пропорционально изменять.

Графические обозначения на схемах следует выполнять линиями той же толщины, что и линии связи.

Линии электрических связей выполняют толщиной от 0,2 до 1 мм в зависимости от форматов схемы и размеров графических обозначений. Рекомендуемая толщина линий от 0,3 до 0,4 мм.

Наименование, начертание, толщина линий по ГОСТ 2.303-68 и рекомендуемое назначение при вычерчивании схем приведены в табл. 2.5.2.1.

Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений.

Линии связи, переходящие с одного листа или одного документа на другой, следует обрывать за пределами изображения схемы без стрелок.

Таблица 2.5.2.1 - Наименование, начертание, толщина линий по ГОСТ 2.303-68 и рекомендуемое назначение при вычерчивании схем

Наименование

Начертание

Толщина линии по отношению к толщине основной линии - s

Основное назначение

Сплошная основная толстая

s

От 0,6 до 1,4 мм

Изображения отдельных элементов на схемах.

Допускается применять для линий групповой связи утолщенные линии (до 2S).

Сплошная тонкая

s/3…s/2

Линии для изображения условных графических обозначений и взаимосвязей, проводов, кабелей. Линии для вычерчивания элементов основной надписи, таблиц, перечня элементов.

Штриховая

s/3…s/2

 Линии механических связей на электрических схемах. Линии экранирования.

Штрихпунктирная тонкая

s/3…s/2

Линии для выделения функциональных групп и устройств на схемах.

Штрихпунктирная тонкая с двумя точками

s/3…s/2

Линия разъединительная (для графического разделения частей схемы).

 

Рядом с обрывом линии связи должно быть указано обозначение, присвоенное этой линии (например, номер провода, наименование сигнала или его сокращенное обозначение и т.п.), и в круглых скобках номер листа схемы и зоны при ее наличии при выполнении схемы на нескольких листах, например, лист 5 зона А6 (5, А6), или обозначение документа, на который переходит линия связи.

Элементы, устройства, функциональные группы, входящие в изделие и изображенные на схеме, должны иметь обозначения в соответствии со стандартами на правила выполнения конкретных видов схем (ГОСТ 2.710-81).

Обозначения могут быть буквенные, буквенно-цифровые и цифровые.

Условные буквенно-цифровые обозначения элементов схем записываются в виде последовательности прописных букв латинского алфавита и знаков в одну строку без пробелов, причем их количество не ограничивается.

Обозначение элемента обязательно должно содержать его вид и номер (например, R25,VT11), может указываться и его функция, но не обязательно. Вид элемента записывается буквенным кодом, состоящим из одной или двух букв (табл. 2.5.2.2). Первая является обязательной.

Позиционный номер однотипных элементов проставляется на схеме сверху вниз, слева направо.

Таблица 2.5.2.2 - Буквенные коды некоторых видов элементов по ГОСТ 2.710-81

Пер­вая буква кода

Группа видов элементов

Примеры видов элементов

Двух­

бук­вен­ный код

A

Устройство (общее обозначение)

Усилители, лазеры, мазеры

 

B

Преобразователи электрических величин в неэлектрические и наоборот, АЦП, ЦАП

Громкоговоритель

Телефон (капсюль)

Микрофон

Звукосниматель

BA

BF

BM

BS

C

Конденсаторы

 

 

D

Схемы интегральные, микросборки

ИС аналоговая

ИС цифровая

Устройство хранения информации

Устройство задержки

DA

DD

DS

DT

E

Элементы разные

Нагревательный элемент

Лампа осветительная

EK

EL

F

Разрядники, предохранители, устройства защиты

Элемент защиты по току

Предохранитель плавкий

Элемент защиты по напряжению

FA

FU

FV

G

Генераторы, источники питания

Батарея

GB

H

Устройства индикации и сигнализации

Индикатор символьный

HG

K

Реле, контакты

Реле токовое

Реле напряжения

Реле времени

KA

KV

KT

 

L

Катушки индуктивности, дроссели

 

 

M

Двигатели

 

 

 

P

Приборы измерительные

Амперметр

Счетчик импульсов

Частотомер

Омметр

Измеритель времени действия, часы

Вольтметр

Ваттметр

PA

PC

PF

PR

PT

PV

PW

Q

Выключатели в силовых цепях

Выключатель автоматический

QF

R

Резисторы

Терморезистор

Потенциометр

Шунт измерительный

Варистор

RK

RP

RS

RU

S

Устройства коммутационные

Выключатель, переключатель

Выключатель кнопочный

Выключатель автоматический

SA

SB

SF

T

Трансформаторы, автотрансформаторы

Трансформатор тока

Трансформатор напряжения

 

TA

TV

U

Устройства связи

Модулятор

Демодулятор

Дискриминатор

Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель

 

UB

UR

UI

UZ

V

Приборы электровакуумные, полупроводниковые

Диод, стабилитрон

Прибор электровакуумный

Транзистор

Тиристор

 

VD

VL

VT

VS

W

Линии и элементы СВЧ

Антенна

WA

X

Соединения контактные

Контакт скользящий

Штырь (вилка)

Гнездо (розетка)

Соединение разборное

Соединение высокочастотное

XA

XP

XS

XT

XW

Y

Устройства механические с электромагнитным приводом

Электромагнит

YA

Z

Устройство оконечное, фильтры

Ограничитель

Фильтр кварцевый

ZL

ZQ

 

На схемах допускается помещать различные технические данные, характер которых определяется назначением схемы. Такие сведения указывают либо около графических обозначений (по возможности справа или сверху), либо на свободном поле схемы. На свободном поле схемы помещают диаграммы, таблицы, текстовые указания (диаграммы последовательности временных процессов, циклограммы, таблицы замыкания контактов коммутирующих устройств и т.п.).

Текстовые данные приводят на схеме в тех случаях, когда содержащиеся в них сведения нецелесообразно или невозможно выразить графически.

Содержание текста должно быть кратким и точным, без сокращения слов, за исключением общепринятых и установленных стандартом.

Текстовые данные в зависимости от их содержания и назначения могут быть расположены:

·         рядом с графическими обозначениями;

·         внутри графических обозначений;

·         над линиями связи;

·         в разрыве линий связи;

·         на свободном поле схемы.

Текстовые данные, относящиеся к линиям, ориентируют параллельно горизонтальным участкам соответствующих линий. При большой плотности схемы допускается вертикальная ориентация данных.

На схемах около условных графических обозначений элементов, требующих пояснения в условиях эксплуатации (например, переключатели, потенциометры, регуляторы и т.п.), помещают соответствующие надписи, знаки или условные обозначения.

2.5.3 - СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТРУКТУРНЫЕ (Э1)

Схема структурная отображает принцип работы изделия в самом общем виде. На схеме изображают основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи.

Действительное расположение составных частей изделия не учитывают и способ связи (проводная, индуктивная, количество проводов и т.п.) не раскрывают.

Построение схемы должно давать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии в соответствии с рисунок 2.5.3.1.

Направление хода процессов, происходящих в изделии, обозначают стрелками на линиях взаимосвязи в соответствии с рисунком 2.5.3.2.

Рисунок 2.5.3.1 - Пример изображения направления хода процессов в изделии


Рисунок 2.5.3.2 - Стрелка направления хода процессов

Функциональным частям на схеме согласно ГОСТ 2.737-68 соответствуют:

·         прямоугольники с размерами (10 × 15)мм (рисунок 2.5.3.1);

·         прямоугольники с размерами (10 × 10)мм (рисунок 2.5.3.4);

·         условные графические обозначения. Наиболее употребляемые условные графические обозначения, применяемые в структурных схемах, даны в табл. Г.2.

Способы можно сочетать в одной схеме (рисунок 2.5.3.3).

Рисунок 2.5.3.3 - Пример сочетания разных способов изображения функциональных частей в структурной схеме

При обозначении функциональных частей в виде прямоугольников их наименования вписывают внутри прямоугольника.

При большом количестве функциональных частей вместо наименований допускается проставлять порядковые номера, которые наносят справа от изображения над прямоугольником, присваивая номера в схеме, как правило, сверху вниз в направлении слева направо в соответствии с рисунок 2.5.3. 4. В этом случае наименования указывают в таблице на свободном поле схемы.

Рисунок 2.5.3.4 - Пример простановки порядковых номеров функциональных частей схемы

2.5.4 - СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ (Э2)

Функциональная схема разъясняет определенные процессы, протекающие в определенных цепях изделия или в изделии в целом.

На схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и связи между ними.

Функциональные части изображают в виде условных графических обозначений, установленных в стандартах ЕСКД.

Отдельные функциональные части на схеме допускается изображать в виде прямоугольников. В этом случае части схемы с поэлементной детализацией изображают по правилам выполнения принципиальных схем, а при упрощенном изображении функциональных частей – по правилам структурных схем (рисунок 2.5.4.1).

На схеме функциональной должны быть указаны:

·         для каждой функциональной группы – ее наименование;

·         для каждого устройства, изображенного в виде прямоугольника – наименование, обозначение и тип;

·         для каждого устройства, изображенного в виде условного графического обозначения – его обозначение и тип;

·         для каждого элемента – буквенно-позиционное обозначение, присвоенное ему на принципиальной схеме.

Рисунок 2.5.4.1- Пример выполнения функциональной схемы

2.5.5 - СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ (Э3)

2.5.5.1 - ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ СХЕМЫ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связи между ними, даёт детальное представление о принципах работы изделия.

Схемы Э3 выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении.

Элементы изделий на схеме вычерчивают в виде условных графических обозначений согласно стандартам ЕСКД.

Условные графические обозначения элементов схемы должны распределяться на поле чертежа оптимально, чтобы линии связи между элементами были кратчайшими с минимальным количеством пересечений.

Размеры условных графических обозначений выполняют в соответствии с ГОСТ 2.747-68, 2.721-74, 2.728-74, 2.730-73, 2.755-74 и др. Наиболее употребляемые условные графические обозначения в схемах Э3 даны в табл. Г.1.

На схеме рекомендуется указывать характеристики входных и выходных цепей изделия, а также параметры, подлежащие измерению на контрольных контактах, гнездах и т.п.

Характеристики входных и выходных цепей изделия, а также адреса их внешних подведений рекомендуется записывать в таблицы, которым присваивают позиционное обозначение элемента, взамен которого она получена.

При последовательном соединении одинаковых элементов и функциональных групп допускается вместо изображения всех последовательно соединенных элементов и функциональных групп изображать только первый и последний, показывая электрические связи между ними штриховыми линиями, над штриховой линией при этом указывают общее количество одинаковых элементов, в соответствии с рисунок 2.5.5.1.1.

Рисунок 2.5.5.1.1 - Последовательное соединение одинаковых элементов

При наличии в изделии нескольких одинаковых элементов, устройств или функциональных групп, соединенных параллельно, допускается вместо изображения всех ветвей параллельного соединения изображать только одну ветвь, указав количество ветвей при помощи обозначения ответвления (рисунок 2.5.5.1.2). При этом должны быть учтены все элементы, устройства или функциональные группы, входящие в это параллельное соединение.

Рисунок 2.5.5.1.2- Параллельное соединение одинаковых элементов

Если в изделие входят несколько устройств, то на каждое устройство рекомендуется выполнять самостоятельные принципиальные схемы, которым присваиваются позиционные обозначения.

Изделие, имеющее самостоятельную принципиальную схему, изображают в виде прямоугольника или условного графического обозначения.

Если в изделие входят несколько одинаковых устройств, то схему устройства рекомендуется помещать на свободном поле схемы с соответствующей надписью, например, “Схема блоков A1...А4”.

При выполнении схемы на нескольких листах следует выполнять следующие требования:

·         при присвоении элементам позиционных обозначений соблюдают сквозную нумерацию в пределах изделия;

·         перечень элементов должен быть общим;

·         отдельные элементы допускается повторно изображать на других листах схемы, сохраняя позиционные обозначения, присвоенные им на одном из листов схемы.

2.5.5.2 - ПОЗИЦИОННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ (ГОСТ 2.702-75)

Каждый элемент, изображенный на схеме, должен иметь буквенно-цифровое обозначение.

Буквенная часть обозначения присваивается в соответствии с ГОСТ 2.710 – 81 (таблица 2.5.2.2).

Цифровая часть – порядковый номер элемента.

Цифры порядковых номеров и их буквенные обозначения следует выполнять одним размером шрифта, например С1, R3, VD6 и т. п.

Позиционные обозначения проставляют рядом с условными графическими обозначениями (УГО) элементов с правой стороны или над ними в соответствии с рисунком 2.5.5.2.1.


 Рисунок 2.5.5.2.1- Нанесение буквенно-цифрового обозначения элемента

Порядковые номера элементам схемы присваивают, начиная с единицы, в пределах групп элементов с одинаковыми буквенными обозначениями в возрастающем порядке в направлении сверху вниз и слева направо.

Элементам, не входящим в устройство, позиционные обозначения присваивают после элементов, входящих в устройство.

При указании около условных графических обозначений номиналов резисторов и конденсаторов допускается применять упрощенный способ обозначения единиц измерения в соответствии с таблицей 2.5.5.2.1.

Таблица 2.5.5.2.1 - Упрощенный способ обозначения единиц измерения номиналов резисторов и конденсаторов

Резисторы

Конденсаторы

Номиналы

Обозначение

единиц

Номиналы

Обозначение

единиц

0…999 Ом

1*103...999 * 103 Ом

-

Строчная буква к

0 … 9999 * 10-12ф

 

-

 

1*106…999*106Ом

свыше 1*109 Ом

Прописная буква М

Прописная буква Г

1*10-8…9999*10-6ф

Строчные буквы мк

 

Номинальные значения около УГО проставляются в соответствии с рисунком 2.5.5.2.2.

Рисунок 2.5.5.2.2 - Номинальные значения около УГО элемента

2.5.5.3 - ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

Чертеж схемы должен давать полные данные об элементах, входящих в изделие: тип элемента, величина сопротивления резистора, емкость конденсатора и т. д. Для этой цели выполняется таблица – “Перечень элементов” (в соответствии с рисунком 2.5.5.3.1).

Перечень элементов выполняется в виде самостоятельного документа (рисунок 2.5.5.3.2) или на первом листе схемы, если их несколько (рисунок 2.5.5.3.3).

Связь перечня с условными графическими обозначениями элементов должна осуществляться через позиционные обозначения.

Рисунок 2.5.5.3.1 - Форма и размеры таблицы “Перечень элементов”

Перечень элементов в виде самостоятельного документа выполняют на формате А4. Основную надпись и дополнительные графы к ней выполняют по ГОСТ 2.104-68 по форме 2 и 2а (рисунок 2.5.5.3.2).

Если перечень элементов располагают на первом листе схемы, то его вычерчивают над основной надписью. Расстояние между перечнем элементов и основной надписью должно быть не менее 12 мм. Продолжение перечня элементов помещают слева от основной надписи, повторяя головку таблицы (рисунок 2.5.5.3.3).

Перечень элементов заполняют сверху вниз группами по порядку латинского алфавита буквенных позиционных обозначений элементов.

В пределах каждой группы, которая имеет одно и то же буквенно-позиционное обозначение, элементы записывают по возрастанию порядковых номеров.

Между отдельными группами элементов необходимо оставлять одну или более незаполненных строк.

Элементы одного и того же типа с одинаковыми электрическими параметрами, имеющие на схеме последовательные порядковые номера, допускается записывать в перечень одной строкой, например R1...R6, С1...С12, а в графу "Кол."- общее количество таких элементов.

Описание: Изображение 008

Рисунок 2.5.5.3.2 - Перечень элементов в виде самостоятельного документа


Рисунок 2.5.5.3.3 - Перечень элементов на первом листе схемы


 

При записи элементов, имеющих одинаковую первую часть позиционных обозначений, допускается записывать наименования элементов в виде общего заголовка. В общем заголовке даются обозначения документов, на основании которых эти элементы применены. Заголовок записывают в графе "Наименование" и подчеркивают.

Если позиционные обозначения элементам присвоены в пределах устройств или функциональных групп, то элементы, относящиеся к устройствам или функциональным группам, записывают отдельно. В этом случае запись элементов, входящих в устройство, начинают с заголовка устройства.

Общее количество одинаковых устройств указывают в графе "Кол" на одной строке с заголовком.

Если в изделии имеются элементы, не входящие в устройство, то при заполнении перечня вначале записывают эти элементы без заголовка.

2.5.6 - ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ СХЕМ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Правила выполнения схемной документации для изделий вычислительной техники устанавливает ГОСТ 2.708 - 81 .Общие принципы построения условных графических обозначений, а также условные графические обозначения двоичных логических элементов, наиболее распространенных в вычислительной технике и дискретной автоматике, установлены ГОСТ 2.743 -91.

При выполнении функциональных и принципиальных схем изделий вычислительной техники условные графические обозначения элементов цифровой техники (УГО) строят на основе прямоугольника.

В общем виде УГО может содержать основное поле и два дополнительных, расположенных по обе стороны от основного в соответствии с рисунком 2.5.6.1.

Рисунок 2.5.6.1 - УГО элементов цифровой техники

Размер прямоугольника по ширине зависит от наличия дополнительных полей и числа помещенных в них знаков (меток, обозначения функции элемента); по высоте - от числа выводов, интервалов между ними и числа строк информации в основном и дополнительных полях.

Согласно стандарту, ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, ширина дополнительных полей - не менее 5 мм (при большом числе знаков в метках и обозначениях функций элемента эти размеры соответственно увеличивают).

Расстояния между выводами - 5 мм или кратно этой величине, между выводом и горизонтальной стороной УГО (или границей зоны) — не менее 2,5 мм и кратно этой величине.

При разделении групп выводов интервалом величина последнего должна быть не менее 10 и кратна 5 мм.

Выводы элементов цифровой техники делятся на входы, выходы, двунаправленные выводы и выводы, не несущие информации. Входы изображают слева, выходы – справа.

Выводы, несущие логическую информацию, подразделяют на статические и динамические, которые, в свою очередь, могут быть прямыми и инверсными.

Свойства выводов обозначают указателями, приведенными в таблице 2.5.6.1. Форма 1 указателей является предпочтительной.

При необходимости разрешается поворачивать УГО на угол 90о по часовой стрелке, т.е. располагать входы сверху, а выходы – снизу (рисунок 2.5.6.2).

Рисунок 2.5.6.2 - УГО элемента цифровой техники до и после поворота на угол 90о

При выполнении линий выводов к контуру УГО не допускается:

·         Проводить их на уровне сторон прямоугольника;

·         Проставлять на них у контура УГО стрелки, указывающие направление хода процесса.

Функциональное назначение элемента цифровой техники указывают в верхней части основного поля в соответствии с рисунок 3.6.1. Его составляют из прописных букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков, записываемых без пробелов.

Таблица 2.5.6.1 - Обозначение указателей свойств выводов

Наименование

Обозначение указателя

Форма 1

Форма 2

Прямой статический вход

                                               

Прямой статический выход

                                             

Инверсный статический вход

     

     

Инверсный статический выход

                                                      

            

Прямой динамический вход

     

               

Инверсный динамический вход

     

      

Статический вход с указанием полярности

           

             

Статический выход с указанием полярности

                  

                      

Динамический вход с указанием полярности

                                              

Вывод, не несущий логической информации, изображенный слева

      

       

 

 

наверх


назад | содержание | вперёд