Загрузить архив: | |
Файл: 240-1069.zip (16kb [zip], Скачиваний: 102) скачать |
Д.А. ГОРБАЧ, Н.Я. КОЛЕСНИК
ТИПОВЫЕ РАСЧЕТЫ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ
НА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРАХ
Учебное пособие
Владивосток
Издательство Дальневосточного университета
1993
.
ББК 30.14
К 60
Печатается по решению
редакционно-издательского совета ДВГУ
Рецензент к.т.н. доцент Г.А.Гудаков
Колесник Н.Я., Горбач Д.А.
К 60 Типовыерасчетынадежности системнаперсональных
компьютерах: Учебное пособие.-Владивосток:Изд-во Даль-
невост. ун-та, 1993. - 24с.
ISBN 57444-0547-X
Учебное пособие посвящено вопросам надежностиэлект-
ронных систем и устройств. Содержит теоретическую часть,
справочный графический материал по параметрам надежности
типовых элементов РЭА, а также методические рекомендации
по расчетам надежности систем и устройств сиспользова-
нием персональных компьютеров.
Предназначено длястудентов технических специаль-
ностей, занимающихся разработкой электронной аппаратуры
в рамках курсового и дипломного проектирования.
2107000000
────────── Без объявл. ББК 30.14
180(03)-93
ISBN 57444-0547-X СИздательство
Дальневосточного
университета,1993
.
ВВЕДЕНИЕ
Будем рассматривать "Систему" как совокупность устройств,
характеризующуюся выбранным числом параметров.
На эффективность системы оказывают влияние взаимодействие
независимых факторов. Некоторые из этих факторов присущи самой
системеприее проектировании,изготовлении и эксплуатации.
Другиефакторы, воздействующиенаэффективность,являются
внешними.
Требование кэффективности данной системы может зависеть
от времени,в течении которого онадолжна оставатьсярабо-
тоспособной,может зависеть также и от цены,достижимой точ-
ности, веса или габаритов и, наконец, от надежности системы.
Любое требование,основывающеесялишь на чем-то одном:
времени,стоимости, точности, весе, надежности и т.д., значи-
тельно упрощает рассмотрение. Однако требования, которые инже-
неры предъявляют к проектируемой системе,оказываются гораздо
болеесложными. Задачапроектировщика усложняется не только
тем,что имеется набор разноречивых требований, но и тем, что
они заданы почти всегда в весьма неясной форме. Сравнительная
важность факторов, действующих на эффективность системы, часто
может быть оценена лишь после ее создания.
Однако в настоящее время существует определенная тенден-
ция считать характеристики надежности наиболее важными.
Разница между проектированием устройств и проектированием
систем заключается в более широком привлечении методов органи-
зации и информации.Сложные системымогут выполнятьмного-
численные функции,иметь много входных каналов,преобразовы-
вать и выдавать много выходных данных ииметьбольшую стои-
мость. Поэтому при проектировании сложной системы дополнитель-
но к характеристикам,описывающимповедение отдельныхуст-
ройств,необходимо учитыватьхарактеристикивсей системы.
Толькоширокое рассмотрениепозволитвыбрать оптимальный
способсоздания системы с требуемым уровнем эксплуатационной
надежности.
Заданная характеристиканадежности системы определяется
исходя из ее назначения.На начальнойстадии проектирования
системыопределяется тип и минимальное число устройств в схе-
.
ме.Затем определяется структура этих устройств,позволяющих
получитьзаданную характеристику надежности.После того как
выяснена структура отдельных частей,выбирается интенсивность
отказаи интенсивность восстановления элементов каждого уст-
ройства в соответствии с заданным уровнем надежности. Впро-
цессесоздания системыпроизводитсяпостоянная переоценка
способов достижения заданной надежности при минимальных затра-
тах.
Главной идеей при проектировании системы является отыска-
ние путей,позволяющих получить все важные параметры системы,
при которых не было быоснованийк серьезнымпеределками
системабыла бы оптимальной с точки зрения большинства требо-
ваний.
Первой задачей при проектировании надежной системыявля-
ется определение способов, с помощью которых требования по на-
дежности будут выполнены наилучшим образом. Естественно,эти
способы необходимо выбирать, рассматривая требования по надеж-
ности во взаимосвязи с другими важными характеристиками систе-
мы.Эти способыдолжны позволить выбрать надежные системы с
наилучшей эффективностью, затем сделать заключение о необходи-
мых усилиях при проектировании,помочь определить отказы, ко-
торые влияют на выбранную величину надежности. И, наконец, что
также очень важно,они должны помочь достигнуть такого уровня
надежности системы,который ограничен стоимостью проектирова-
ния.Выбор характеристикнадежностипроизводится исходя из
названного круга вопросов.
Проектирование сложной системывключает всебямного-
численные проблемы,которыеобычно находятся в тесной связи.
Сложность проблем, возникающих при проектировании систем умень-
шается по мере конкретизации задач,четкого определения огра-
ничений и наличия исчерпывающей информации о разработанных ра-
нее более простых системах.
Вопросы расчета надежности припроектированиибудем
рассматривать на примере радиоэлектронных систем и устройств.
4
.
1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ И
СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НИМИ
Надежность системы есть ее свойство сохранять вовремени
в установленных пределах значения всех параметров, характери-
зующих способность выполнять требуемые функции в заданных ре-
жимах и условиях эксплуатации.
К основным характеристикам надежности элемента,узла или
радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) относятся вероятность безот-
казной работы P(t),вероятность отказа Q(t),частота отказов
f(t),интенсивность отказов L(t).среднее время наработки на
отказ T.
Под вероятностью безотказной работы изделия P(t)понима-
ется вероятность того,что оно будет сохранять свои параметры
в пределах заданных допусков в течение определенного промежут-
ка времени и при определенных условиях эксплуатации.
Вероятность безотказной работы может быть найденаэкспе-
риментальнопо результатам испытаний или по данным эксплуата-
ции:
N(t)
P(t) =lim ────────
No->oo No
гдеNo - число поставленных на испытание изделий;
N(t) - количество изделий, безотказно работающих в момент
времени t.
Отказ изделия является событием,противоположнымбезот-
казнойработе. Так как РЭА не может находится одновременно в
двух состояниях (отказа и безотказной работы),то эти состоя-
ния образуют полную систему событий, и между вероятностями от-
каза Q(t) и безотказной работы P(t) выполняется соотношение
Q(t) + P(t) = 1 (1.1)
Частота отказовf(t) является дифференциальной характе-
ристикой надежности.Она определяется как плотность распреде-
ления вероятностей моментов отказов
f(t) = Q'(t) = dQ/dt = -dP/dt
5
Статическое значение частоты отказов может бытьэкспери-
ментально определено следующим образом. Время испытаний разби-
вается на интервалы dTi и подсчитывается числоизделийdNi,
отказавших за каждый интервал dTi:
dNi
f(t) = lim ─────────────────(1.2)
dT -> 0 Ni * dTi
No -> oo
Более информативна (и поэтому чаще применяется на практи-
ке) другая дифференциальная характеристика надежности-ин-
тенсивность отказов L(t). По результатам испытаний она опреде-
ляется по формуле
dNi
L(t) = lim ─────────────────── (1.3)
dTi -> 0 N(t) * dTi
где N(t) - количество изделий, работоспособных в момент t.
Введение в знаменатель формулы (1.3) величины N(t) вместо
Noв формуле(1.2) отражает тот факт,что часть изделий за
время t вышла из строя.
Рис. 1.1 характеризует изменение интенсивности отказов во
времени.На участке A повышенное значение интенсивности отка-
зов объясняется скрытыми дефектами производства.Ее возраста-
ние на участке C связано со старением РЭА и ее элементов. Важ-
нымсвойством этойзависимости является постоянство L(t) на
участке нормальной эксплуатации, позволяющеесопоставитьна
указанномучастке каждому элементу РЭА характеристику надеж-
ности,не зависящую от времени,по которой в соответствии со
структуройсоединения элементов между собой можно определить
вероятность безотказной работы и другие характеристики надеж-
ности РЭА.
6
.
│
│ L(t)
│
│. .
│ . .
│ . .
│ ..
│ . .
│ . . . . . . . . . . . . . .
│ | |
│ A |B| C t
──┼──────────|─────────────────────────|───────────────────
Рис. 1.1. Обобщенная кривая распределения отказов
для электронных систем и компонентов
В теории надежностибольшоезначение имеет связь между
интенсивностью отказов и вероятностью безотказной работы:
┌t
P(t) = exp( - │L(t)dt ) (1.4)
o┘
Для участка нормальной эксплуатации L = const, поэтому из
выражения (1.4) следует
P(t) = exp( - L * t ) (1.5)
Эта зависимостьносит название"экспоненциальный закон
надежности" и широко используется для расчета вероятности бе-
зотказной работы по известным значениям L и t .
Свойство безотказностиРЭА характеризуется средней нара-
боткой до отказа T.По результатам испытаний онаможет быть
определена как среднее арифметическое времени наработки до от-
каза каждого из поставленных на испытание изделий:
7
.
^
T = ( SUM( Ti ) / No
i=1-No
^ _
где T - экспериментальная оценка величиныT .
Величину средней наработки до отказа можно определитьпо
известной интенсивности отказов, используя зависимость
_
T = 1 / L (1.6)
2. НАДЕЖНОСТЬ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА
Приводимые в литературеколичественные характеристики на-
дежности Lo(t) и Tсоответствуюттак называемымнормальным
условиямработы элементов:температуре окружающей среды t =
(20-+5)`C, относительной влажности воздуха (65-+15)%, давлению
P = (87--107)KПа, коэффициенту электрической нагрузки Kн = 1.
Очевидно, что постоянство величинвыбранныхинтенсив-
ностейотказов элементов возможно лишь при неизменных режимах
работы,соответствующих паспортным. Опыт эксплуатации различ-
нойрадиоэлектронной аппаратуры показывает,что механические
воздействия (вибрация,удары),температурный и электрический
режимыработы радиоэлементовсущественновлияют на срок их
службы.
Таким образом,вероятность отказов будет меняться в за-
висимости от коэффициента нагрузки Kн и температурного режима
того или иного элемента,а также в зависимости от воздействия
окружающей среды.Анализ надежности с учетомрежимов работы
элементовпроводится обычно с помощью зависимостей интенсив-
ности отказов от этих дестабилизирующих факторов, а именно:
Li = ai( Kн, t`) * ac * Loi,
где Loi - интенсивность отказов i-го элемента принормальных
условиях его работы;
8
.
ai( Kн, t`) - поправочный коэффициент, являющийся функцией
коэффициента нагрузки Кни тепловогорежимаi-го
элемента и определяемый на основе эмпирических выра-
жений, графиков и таблиц (рис.2.1-2.6.);
ac - коэффициент,отражающийвлияние окружающей среды и
механических воздействий на надежностьрадиоэлемен-
тов.
Коэффициенты нагрузки элементов находят из следующих выражений:
- для резисторов
Kн = P / Pо ,
отношение реальной и номинальной мощности;
- для конденсаторов
Kн = U / Uо ,
отношение реального и номинального напряжения;
- для транзисторов
Kн1 = Uкэ / Uкэо ,
Kн2 = Uкб / Uкбо ,
Kн3 = Uэб / Uэбо ,
Kн4 = Iк/ Iко ,
Kн5 = P / Pо ,
отношения рабочих и номинальных параметров;
- для диодов
Kн1 = U / Uо ,
Kн2 = I / Iо ,
U и Uo - рабочее и номинальное обратные напряжения;
I и Io - рабочий и номинальный прямые токи диода.
9
.
3. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭА
Под расчетом надежности понимают определения значений ко-
личественныхпоказателей надежностиизделия по тем или иным
исходнымданным. Расчетпозволяетопределить соответствие
разрабатываемогоизделия заданным нормам надежности и при не-
обходимости принять меры к ее повышению.
При расчете надежности на различных этапах проектирования
РЭА разработчиков обычно интересуют оценки надежности в период
нормальнойработы аппаратуры,когдаинтенсивность отказов
постоянна.При этомприменимэкспоненциальный закон надеж-
ности,т.е. фактическое время наработки до отказа подчинено
экспоненциальномузакону распределения.Наиболее достоверные
количественные характеристики надежности любого изделия могут
бытьопределены в процессе расчета надежности,если известны
интенсивности отказов всех элементов надежности с учетом усло-
вийих эксплуатации.Здесь и далее под элементом расчета на-
дежности понимается электрорадиоэлемент, блок или устройство в
зависимости от того,что является составными частями изделия,
для которого ведется расчет.
В зависимостиот объема исходных данных и степени их де-
тальности различают следующие виды расчета показателей надеж-
ности:
- прикидочный;
- ориентировочный;
- окончательный.
Во всех случаях обычно считают, что интенсивность отказов
не зависит от времени и отказы элементов независимы,а также,
чтоотказ любогоучитываемого в расчете элемента приводит к
отказу всего изделия (если отказ элемента приводит лишь к сни-
жению уровня функционирования изделия,то следует определить,
соответствует ли этот уровень состоянию работоспособности или
состоянию отказа; элемент включается в схему расчета только во
втором случае).
Значение интенсивностей отказов элементов при прикидочном
расчете принимается одинаковым для всех элементов и равным не-
которой усредненной (для данного изделия) величине. Таким об-
13
разом,для прикидочного расчета надежности нетнеобходимости
располагатьэлектрической схемойизделия,а нужно лишь за-
даться предполагаемым числом элементов.
Ориентировочный расчетнадежности опирается на предполо-
жение,что все элементы изделия известны и что они работают в
номинальном режиме, т.е. интенсивности их отказов Li определя-
ются средними величинами,приведенными в справочной литерату-
ре.
Наконец, для окончательного расчета надежности необходимо
знатьне только состав элементов,но и их реальные режимы и
условия эксплуатации, т.е. использовать соответствующие попра-
вочныекоэффициенты кусредненнымсправочным значениям ин-
тенсивности отказов элементов (см. разд. 2).
3.1. Порядок расчета и основные расчетные соотношения
при ориентировочном и окончательном расчетах надежности.
При расчете надежности целесообразно придерживаться опре-
деленного порядка.
Элементы сложныхсистем неравноценны с точки зрения на-
дежности,поэтому приступая к расчету, необходимо четко сфор-
мулировать понятие отказа.При расчете надежности учитываются
лишь те элементы,отказ которых приводит к отказу всей систе-
мы.При составлении схемы расчета необходимо стремиться к то-
му,чтобы ее элементами были конструктивно оформленные блоки.
Еслиотдельные части системы или элементы,входящие в блоки,
работают неодновременно,их целесообразно объединять в группы
повремени ихработыи образовывать из данных групп соот-
ветствующие элементы расчета.Приэтом считается,чтоин-
тенсивность отказов выключенных элементов равна нулю, а старе-
ние элементов в указанном режиме отсутствует.
Ориентировочный расчет надежности удобно выполнять, сводя
исходные данные в таблицу (таблица 3.1).Здесь Li - интенсив-
ность отказов элементов i-го вида, а Ni - число элементов i-го
типа в блоке, Lб1 и Lб2 - суммарные интенсивности отказов пер-
вого и второго блоков.
Для определения значений интенсивности отказовэлементов
необходимо пользоваться справочными данными.
14
.
Таблица 3.1
┌────┬──────────────┬─────┬─────────────────────────┐
│ │ │ │ Блоки │
│ │ │ Li ├────────────┬────────────┤
│ No │ Тип элемента │ │ 1 │ 2 │
│ │ │ 1/ч ├────┬───────┼────┬───────┤
│ │ │ │ Ni │ Ni*Li │ Ni │ Ni*Li │
├────┼──────────────┼─────┼────┼───────┼────┼───────┤
│ 1 │ │ │ │ │ │ │
│ 2 │ │ │ │ │ │ │
│... │ │ │ │ │ │ │
│ X │ │ │ │ │ │ │
└────┴──────────────┴─────┼────┴───────┼────┴───────┤
│Lб1= │Lб2= │
│Sum(Ni*Li)│Sum(Ni*Li)│
└────────────┴────────────┘
Количественные характеристики надежности блоков вычисля-
ются на основании данных таблицы 3.1. по формулам:
Lб = SUM( Ni * Li ) (3.1)
i=1-r
где Lб - интенсивность отказов блока;
_
Tб = 1 / Lб (3.2)
_
где Tб - средняя наработка до отказа;
Pб(t) = exp( - Lб * t) (3.3)
где Pб(t) - вероятность безотказной работы блока
Строятся зависимости Pб(t) и проводится сравнениеблоков
по надежности (рис. 3.1).
Количественные характеристики надежности устройства,
состоящего из M элементов расчета (блоков), при их одновремен-
ной работе определяются по аналогичным формулам, но в качестве
величин Ni и Li в первую формулу (3.1) подставляют числа Ni=1
15
и интенсивности отказов Lбi каждого из блоков. Подставив полу-
ченную величину Lу в формулы (3.2) и (3.3), получают требуемые
показатели надежности для устройства в целом.
При неодновременной работе блоков устройства,состоящего
изM блоков,его интенсивность отказов Lу является функцией
времени.В этом случае длярасчетапоказателей надежности
используют формулы:
Pу(t) = exp{ -t * SUM( Lбi * SUM[ 1(t - t'ij) - ( t - t"ij)]}
1..M 1..Ji
oo
_ ┌
Tу = │ Pу(t) dt
┘
o
гдеLбi - интенсивность отказовi-го блока;
t'ij - момент j-го включенияi-го блока;
t"ij - момент j-го выключения i-го блока;
Ji - общее количество включений блока за время работы;
1(*) - единичная ступенчатая функция.
Величины Pу(t) и Tу определяют соответственно вероятность
безотказной работы и среднее время наработки устройства до от-
каза. Значение суммы,стоящей в показателе экспоненты,соот-
ветствует величине интенсивности отказов устройства Lу(t).
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
Для проведениярасчетов надежностиследуетвоспользо-
ваться программой RTN,обеспечивающей исследование надежности
конструируемого блока при внезапных отказах для разнообразных
эксплуатационных условий.
Порядок работы:
1. Запустить программу RTN.EXE.
17
.
Основное рабочее окно разделено на три части: "Элементная
база проекта", "Окружающая среда" и "Время". Переключение меж-
ду ними осуществляется клавишей "Tab".
2. Указать элементную базу проекта.
В разделе "Элементнаябазапроекта" представлена база
компонентов РЭА. Просматривая ее с помощью клавиш
"PgUp"(вверх),"PgDn"(вниз), необходимо выбрать все элементы,
используемые в проекте и указать их количество в соответствую-
щей графе.В этом же разделе отображается интенсивность отка-
зов элемента при нормальныхусловиях(справочная величина),
вводом с клавиатуры или по графику,вызываемому нажатием кла-
виши "F3",устанавливаются коэффициент нагрузки и коэффициент
влияния теплового режима.
3. Указать условия эксплуатации.
В разделе "Окружающая среда" находится список поправочных
коэффициентов для различных условий эксплуатации. Просматривая
его с помощью клавиш "PgUp"(вверх), "PgDn"(вниз), необходимо
указать условия,в которых планируется эксплуатировать созда-
ваемое устройство.
4. Указать период для расчета вероятности безотказной
работы.
В разделе "Время" можно указать период (в часах), для ко-
торого необходимо определить вероятности безотказной работы.
5. Произвести ориентировочный расчет надежности.
Нажатие клавиши "F10" передает управление в главноеменю
программы(верхняя строка).Выбор пункта меню осуществляется
клавишамиуправления курсором.Необходимо выбрать пункт
"Расчет"и внем"Ориентировочный расчет" нажатием клавиши
"Enter".
6. Произвести окончательный расчет надежности.
Находясь в главном меню, необходимовыбрать пункт
"Расчет" ив нем"Окончательныйрасчет" нажатиемклавиши
"Enter".
18
.
7. Зафиксировать результаты вычислений.
В главном меню выбрать пункты "Отчет" и "Отчет в файл". В
ответ на приглашение ввести имя файла,в котором будет сохра-
нен текстовый отчет о вычислениях. Для просмотра отчета на эк-
ране укажите "Отчет" и "Отчет на экран".
Пример:
Исходные данные:схема электрическая принципиальная
(Рис.4.1.) и перечень элементов.
Результаты расчетов приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты ориентировочного расчета надежности.
┌───┬──────────────────────────────────────┬─────┬────┬───────┐
│ No│ Тип элемента │ Li│ Ni │ Ni*Li │
│ │ │ 1/ч │ │1/ч │
├───┼──────────────────────────────────────┼─────┼────┼───────┤
│ 1 │Диоды кремниевые │.100 │3 │.30│
│ 2 │Конденсаторы электролит.алюмин.фольга │.300 │2 │ .60│
│ 3 │Микросхемы интегральные кремн.цифр. │.500 │1 │.05│
│ 4 │Платы печатные │.100 │1 │.10 │
│ 5 │Резисторы переменные композиционные │.200 │2 │.40│
│ 6 │Резисторы постоянные композиционные │.005 │9 │.05│
│ 7 │Соединения электрические паяные │.001 │ 70 │ .07│
│ 8 │Транзисторы кремниевые │.150 │2 │.30│
└───┴──────────────────────────────────────┴──────────┴───────┘
Li = Li * 10e-5
Интенсивность отказа блока 1.87e-5 1/ч
Средняя наработка до отказа 53619.30 ч
Вероятность безотказной работы до10000 ч 83 %
Окончательный расчет
────────────────────
Kн - коэффициент нагрузки
t`, `С - температурный режим элементов
ac = 1.5 - поправочный коэффициент
(портативное оборудование для полевых условий)
19
Результаты окончательного расчета надежности.
Таблица 4.2
┌───┬────┬────┬──────────┬───────┐
│ No│ Kн │ t` │ ai(Kн,t`)│ ai*Li │
│ │ │ 'C │ │1/ч│
├───┼────┼────┼──────────┼───────┤
│ 1 │ .9 │ 30 │ 1.050│ .47│
│ 2 │ .5 │ 20 │ 0.140│ .13│
│ 3 │ .6 │ 30 │ 0.747│ .06│
│ 4 │ ── │ 20 │ 1.000│ .15│
│ 5 │ .4 │ 30 │ 0.373│ .22│
│ 6 │ .4 │ 40 │ 0.513│ .03│
│ 7 │ ── │ 30 │ 1.000│ .11 │
│ 8 │ .6 │ 40 │ 1.260│ .57│
└───┴────┴────┴──────────┴───────┘
Li = Li * 10e-5
Интенсивность отказа блока 1.74e-5 1/ч
Средняя наработка до отказа 57631.91ч
Вероятность безотказной работы до10000 ч 84 %
Вероятность безотказнойработы блокавзависимости от
временидля ориентировочного и окончательного расчетов
представлена на рис 4.2.
─────────────────────────────────────────────
Приведенная методика может быть использована и для расче-
тов без использования компьютерной программы. Для этого необ-
ходимовоспользоватьсяприведенными в Приложении таблицами,
содержащими интенсивностиотказовтиповых радиоэлементови
поправочные коэффициенты влияния окружающей среды.
22
.
ЛИТЕРАТУРА
1. Райншке К.Моделинадежности и чувствительности
систем. Пер. с англ., М.: Мир, 1979
2. Капур К.,Ламберсон Л. Надежностьипроектирование
систем. Пер с англ., М.: Мир, 1980.
3. Микроэлектроника: Учеб. пособие для втузов. / Под ред.
Л.А.Коледова.Кн. 5. И.Я.Козырь. Качество и надежность интег-
ральных микросхем. - М.:Высш. шк., 1987.
4. Инженерные методы исследования надежностирадиоэлект-
ронных систем.Пер. с англ., / Под ред. Половко А.М. и Варжа-
петяна А.Г., М.:Советское радио, 1968.
.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ
И СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НИМИ 5
2. НАДЕЖНОСТЬ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА 8
3. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭА 13
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА 17
Литература 23
Приложение 24
27
.
Рис.2.1. Значенияпоправочного коэффициента для резисторов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
Рис.2.2. Значенияпоправочного коэффициента для моточных
изделий с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
.
Рис.2.3. Значенияпоправочного коэффициента для конденсаторов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
Рис.2.4. Значенияпоправочного коэффициента для конденсаторов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
.
Рис.2.5. Значенияпоправочного коэффициента для транзисторов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
Рис.2.6. Значенияпоправочного коэффициента для диодов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
.
Рис.3.1. Вероятность безотказной работы блока
.
Рис.4.1. Схемапринципиальная электрическая автомати-
ческого зарядного устройства.
.
Рис. 4.2. Вероятность безотказной работы блока
(результаты расчета)
Var 1 - ориентировочный расчет
Var 2 - окончательный расчет
.
Приложение 1. Таблицы для расчетов.
Таблица П.1. Интенсивности отказов элементов РЭК.
┌─────────────────────────────────────────────────────┬──────┐
│ Элементы РЭА │Li │
├─────────────────────────────────────────────────────┼──────┤
│Выключатели вращающиеся (каждый контакт) │0.0100│
│Выключатели кнопочные (каждый контакт) │0.0200│
│Выключатели микровыключатели (на контактную пару) │0.0100│
│Диоды германиевые │0.1500│
│Диоды кремниевые │0.1000│
│Дросели низкочастотные │0.3000│
│Дроссели высокочастотные │0.2000│
│Изоляторы │0.0200│
│Искатели шаговые │1.0000│
│Катушки индуктивности │0.2000│
│Кварцевые резонаторы │0.0500│
│Конденсаторы переменной емкости воздушные │0.0050│
│Конденсаторыпеременной емкости керамические │0.0500│
│Конденсаторы переменной емкости плунжерные │0.0010│
│Конденсаторы постоянной емкости бумажные │0.1000│
│Конденсаторы постояннойемкости керамические │0.0200│
│Конденсаторы постояннойемкостиметаллобумажные │0.0500│
│Конденсаторы постоянной емкости слюдяные │0.0300│
│Конденсаторы постоянной емкости стеклянные │0.0300│
│Конденсаторы электролитические алюминиевая фольга │0.3000│
│Конденсаторы электролитические танталовая фольга │0.1000│
│Конденсаторы электролитические танталовые жидкости │0.0200│
│Конденсаторы электролитические танталовые твердые │0.0400│
│Лампы индикаторные накаливания │0.1000│
│Лампы индикаторные неоновые │0.0200│
│Лампы электронные выпрямители │2.0000│
│Лампы электронные гептоды │2.5000│
│Лампы электронные двойные диоды │1.5000│
│Лампы электронные двойные триоды │2.4000│
│Лампы электронные диоды │1.0000│
│Лампы электронные пентоды │2.2000│
└─────────────────────────────────────────────────────┴──────┘
24
.
Продолжение таблицы П.1.
┌─────────────────────────────────────────────────────┬──────┐
│ Элементы РЭА │Li │
├─────────────────────────────────────────────────────┼──────┤
│Лампы электронные стабилитроны │1.3000│
│Лампы электронные тетроды │2.0000│
│Лампы электронные тиратроны │3.0000│
│Лампы электронные триоды │1.8000│
│Лампы электронные электронно-лучевые трубки │5.0000│
│Линии задержки │0.8000│
│Микросхемы интегральные кремниевые аналоговые │0.0600│
│Микросхемы интегральные кремниевые цифровые │0.0500│
│Панели ламповые (на штырь) │0.0100│
│Платы печатные │0.1000│
│Предохранители плавкие │0.0200│
│Приборы стрелочные электроизмерительные │2.0000│
│Провода монтажные (на 1 погонный метр) │0.0001│
│Резисторы переменные композиционные │0.2000│
│Резисторы переменные проволочные общего назначения │0.3000│
│Резисторы переменные проволочные прецизионные │0.6000│
│Резисторы переменные терморезисторы │0.4000│
│Резисторы постоянные композиционные │0.0050│
│Резисторы постоянные металлизированые пленочные │0.0500│
│Резисторы постоянные оксидированные пленочные │0.0020│
│Резисторы постоянные проволочные общего назначения │0.0500│
│Резисторы постоянные проволочные прецизионные │0.0100│
│Резисторы постоянные проволочные силовые │0.2000│
│Резисторы постоянные угольные пленочные │0.1000│
│Реле тепловые │0.5000│
│Реле электромагнитные герметизированные (на к.пару) │0.0050│
│Реле электромагнитные герметизированные (обмотка) │0.0100│
│Реле электромагнитные негерметизированные (на к.пару)│0.0500│
│Реле электромагнитные негерметизированные (обмотка) │0.1000│
│Соединения механические винтовые │0.0200│
│Соединения механические заклепочные │0.0100│
│Соединения электрические крученые │0.0001│
│Соединения электрические обжимные │0.0020│
└─────────────────────────────────────────────────────┴──────┘
25
.
Продолжение таблицы П.1.
┌─────────────────────────────────────────────────────┬──────┐
│ Элементы РЭА │Li │
├─────────────────────────────────────────────────────┼──────┤
│Соединения электрические паяные │0.0010│
│Соединения электрические сварные │0.0040│
│Соединители коаксиальные │0.2000│
│Соединители многоштырьковые (на штырь) │0.0050│
│Токосъемники │2.5000│
│Транзисторы германиевые │0.1000│
│Транзисторы кремниевые │0.1500│
│Трансформаторы анодно-накальные │0.6000│
│Трансформаторы анодные │1.0000│
│Трансформаторы выходные │0.4000│
│Трансформаторы импульсные │0.7000│
│Трансформаторы накальные │0.5000│
│Электромоторы малой мощности │0.5000│
└─────────────────────────────────────────────────────┴──────┘
Таблица П.2. Поправочные коэффициенты влияния окружающей среды
┌──────────────────────────────────────────────────┬─────┐
│ Условия эксплуатации РЭА │ kс│
├──────────────────────────────────────────────────┼─────┤
│Лабораторное помещение (кондиционирование воздуха)│ 0.5 │
│Лабораторное помещение (нормальные условия) │ 1.0 │
│Портативное оборудование для полевых условий │ 1.5 │
│Подвижные установки │ 2.0 │
│Установки на морских судах малого водоизмещения │ 2.0 │
│Установки на морских судах большого водоизмещения │ 1.5 │
└──────────────────────────────────────────────────┴─────┘
26
.
Учебное издание
Нина Яковлевна Колесник
Дмитрий Александрович Горбач
ТИПОВЫЕ РАСЧЕТЫ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ
НА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРАХ
Учебное пособие
Редактор Т.Л. Федотова
Худ. редактор О.П. Крайнов
ИБ N 1080
ЛР N 020277 от 13.11.91. Подписано к печати ..93. Формат 60х84/16.
Бум.тип. N 2. Печать офсетная. Усл.-печ.л. 1.39 Уч.-изд. 1.01
Тираж 100 экз. "С" N 12.
Заказ
Издательство Дальневосточного университета
690600, г. Владивосток, ул. Октябрьская, 27
Отпечатано в лаборатории множительной техники ДВТИ
.
РЕЦЕНЗИЯ
на методическое пособие "Элементы прикладноймашинной
графики в системе P-CAD", подготовленное Д.А. Горбач и
Н.Я. Колесник, объемом 24 с.
Инженер по радиоэлектронике и автоматике в условияхтех-
ническойоснащенности интеллектуальной деятельностидолжен
свободно владеть средствами математического и программного мо-
делированияи решения задач проектирования и эксплуатации ап-
паратуры с помощью ЭВМ. Рецензируемое учебное пособие посвяще-
нокомплексу этих вопросов.При этом, направленное обучение
специалистов по использованию компьютерной графики и программ-
ногообеспечения АРМ инженера,является весьма актуальным и
обусловлено широким внедрением винженернуюпрактику персо-
нальных ЭВМ.
Рассматриваемая работа хорошоструктурирована.Теорети-
ческий материал непосредственно связан с практическими заняти-
ями - лабораторными работами.Программа этих работ даетвоз-
можность студентам осваивать отдельные элементы САПР, причем в
условиях анализа реальных схемиустройств. Постановкавы-
числительных лабораторных работ является оригинальной. Направ-
ленность учебногоматериаластимулирует приобщениебудущих
специалистов к работе на персональных ЭВМ. Проработаны в мето-
дическом пособии также и вопросыорганизациисамостоятельной
работы:дан перечень контрольных вопросов, приводится учебная
и научная литература.
Считаю, что представленное на рецензию методическое посо-
бие является законченной работой.Оно подготовлено на высоком
научноми методическомуровне и рекомендуется к изданию для
использования в учебном процессе.
Рецензент: заведующий кафедрой Инженерной графики ДВТИ
к.т.н. А.Б. Годун.
.
Рецензия кафедры конструирования и производства
радиоаппаратуры Дальневосточногогосударствен-
ного технического университета на методическую
работу "Типовыерасчетынадежности сложных
систем на персональных компьютерах", авторы -
Д.А. Горбач, Н.Я. Колесник, объем с.
Рецензируемое методическое пособие посвященовопросамна-
дежностисложных систем,в том числе радиоэлектронных систем и
устройстви расчетампараметровнадежности наперсональных
компьютерах. Приэтом важно отметить,что пособие ориентирует
обучающихся на использование всвоейбудущей профессиональной
деятельностиАРМ инженера. С этих же позиций в учебном пособии
ставятся и решаются учебные задачи по практическому освоению ме-
тодовпроектирования электронных устройств на персональной ЭВМ.
Учебный материал, предлагаемый в пособии, методически отра-
ботан как в части теории, так в практических вопросах. Нанаш
взгляд врецензируемой работе удачно поставлены вопросы и прог-
рамма вычислительных лабораторных работ. Материал хорошо иллюст-
рирован, подробно и наглядно описаны правила работы с програм-
мой. Проработанытакже вопросы анализа результатов и контроля
знаний.
В методическом пособии в сжатой и лаконичной форме отражена
проблематика математического и программного обеспечения АРМ ин-
женера поавтоматизированному расчету электронных устройств и
даны практические рекомендации.Учитываясокращение выпуска
учебнойлитературы, особенно технической, необходимо отметить
подготовку рассматриваемого учебного пособия своевременной.
Считаем, что рецензируемаяучебная работасоответствует
требованиям, предъявляемым к учебной литературе. Рекомендуем эту
работу к изданию в качестве учебного пособия для студентов вузов.
Заведующий кафедрой конструирования
и производства радиоаппаратуры
Дальневосточного государственного
технического университета
к.т.н., доцент Ю.А. Алексеев
Докторант кафедры,
к.т.н., доцент А.Н. Жиробок