Оценка показателей безотказности блока РЭС

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Уточнение исходных данных

2. Определение случайного времени до отказа и характер отказа элементов

3. Определение показателей безотказности

4. Обоснование метода резервирования для функционального узла РЭУ

5. Оценка влияния способа соединения элементов в узле на метод резервирования

6. Описание работ, выполненных на ЭВМ

Заключение

Литература

Приложение А (схема электрическая принципиальная)

Приложение Б (перечень элементов)

Приложение В (схема резервирования)

Приложение Г (графики зависимостей)

Введение

Конструкторско-технологическое проектирование является важнейшей составной частью создания радиоэлектронных устройств (РЭУ). От успешного выполнения этого этапа во многом зависят качественные показатели РЭУ.

Разработка конструкций и технологии РЭУ в определённой степени являются творческими процессами. Удачность этих процессов во многом зависит от потенциальных дарований, опыта и интуиции инженера.

Проектирование РЭУ - многоэтапный процесс создания совокупности документов (расчётов, чертежей и др.), необходимых для изготовления новой высококачественной продукции.

Качество - это совокупность свойств и характеристик продукции или услуги, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности. В условиях рыночных отношений высокое качество продукции это средство повышение дохода предприятия, а также расширение рынка сбыта продукции, спрос на которую, может значительно возрасти из-за улучшения ее качества.

Улучшение качества РЭС представляет собой процесс непрерывного повышения технического уровня продукции, качества ее изготовления, а также совершенствование элементов производства и системы качества в целом.

Одним из важных показателей качества РЭС является надежность.

Этот показатель рассматривается в рамках теории надежности, которая устанавливает закономерности отказов изделий, обуславливает их появление, определяет методы расчета надежности, способы ее повышения.

Расчет надежности, обеспечение безотказности РЭС в течение некоторого времени, а также долговечность и восстанавливаемость аппаратуры является важным критерием в процессе проектирования РЭА.

В реальных расчётах электрических схем не всегда удаётся обеспечить требуемую надёжность, в этом случае необходимо искать оптимальные методы, повышающие надёжность с учётом экономической целесообразности.

В настоящее время проблема надёжности РЭУ заметно обострилась. Объясняется это следующим:

1. РЭУ заметно усложнились в схемотехническом отношении.

2. Ужесточились условия, в которых эксплуатируется современная радиоэлектронная аппаратура. Они часто характеризуются большим перепадом температур, высокими или низкими давлениями, наличием механических воздействий и т.д.

3. Повысились требования к точности функционирования РЭУ.

4. Повысилась «цена» отказа РЭУ: он может привести к серьёзным техническим и экономическим потерям.

5. В ряде случаев человек-оператор не имеет непосредственного контакта с РЭУ (электронные датчики контроля хода).

Цель данной курсовой работы – оценка показателей безотказности РЭУ при наличии резервирования замещением.

Резервирование – это введение в структуру устройства дополнительного числа элементов, цепей. При резервировании замещением основной элемент отключают, в случае отказа, и вместо него подключают резервный.

Кроме этого способа есть еще два – постоянное резервирование и скользящее резервирование. При постоянном резервировании резервные элементы постоянно подключены к основным и находятся с ними в одном электрическом режиме. Скользящее резервирование выполняется замещением резервируемого элемента на резервный, в данном случае резервный элемент должен быть однотипный основному.

Оценку показателей безотказности будем проводить на примере схемы электрической принципиальной и исходных данных к ней.

1. УТОЧНЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

К выданной принципиальной схеме необходимо произвести уточнение параметров некоторых элементов, а именно, диодов, транзисторов и микросхем.

Диоды:

Диодный мост VD1 – VD4 – КЦ40А

Габариты

Параметры

VD5, VD6, VD8, VD9, VD11 – КД522Б

Габариты

Параметры

Стабилитроны:

КС182А

Габариты

Параметры

Светодиоды

HL1 – АЛ307А

Габариты

Параметры

Транзисторы:

VT2, VT4 – VT6 – КТ315Б

Габариты

Параметры

VT1 – КП901А

Габариты

Параметры

VT3 – КП303Г

Габариты

Параметры

Микросхемы

DA3 – К174УН14

Внешний вид

Параметры

DA1, DA2 – К174ПС4

Внешний вид корпуса

Параметры

Далее необходимо выбрать резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы.

В качестве резисторов используем резисторы марки С1-4 мощностью 0,125Вт, для подстроечных используем марку СП3-16.

В качестве конденсаторов используем электролитические марки К50-6, также используем керамические марки КМ-5, К53-1 и К73-11.

Среди элементов, содержащих намотки выбираем подстроечные катушки индуктивности с сердечниками и обыкновенные катушки с сердечниками и трансформаторы с одним сердечником с двумя намотками фирмы HAHN марки HTR206-2 мощностью 0,5Вт.

Внешний вид трансформаторов

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЛУЧАЙНОГО ВРЕМЕНИ ДО ОТКАЗА И ХАРАКТЕР ОТКАЗА ЭЛЕМЕНТОВ

Под отказом понимают полную или частичную потерю блоком работоспособности вследствие ухода одного или нескольких параметров блока за пределы установленных норм, и по своей физической основе отказ является случайным событием.

По характеру отказы делят на:

§ Внезапный или мгновенный — отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значения одного или нескольких параметров функционального блока РЭУ;

§ Постепенный (параметрический) — отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров блока.

Чёткой границы между внезапным и постепенным отказом не выделяют.

В данном курсовом проекте будем учитывать внезапный характер отказа элементов. Это связано с тем, что внезапный отказ функционального блока РЭУ проще отследить (полный выход блока из строя), а постепенный отказ может явно не проявляться в течение длительного времени.

Для определения среднего времени до отказа предварительно рассчитаем интенсивность отказов элементов.

Определим наработку на отказ по следующей формуле

 [1,стр.162]

Для определения интенсивности отказов элементов используем следующую формулу:

, [1,стр.156]

где

 - номинальная интенсивность отказов;

 - поправочные коэффициенты, учитывающие воздействия механических факторов;

 - поправочный коэффициент, учитывающий воздействия влажности и температуры;

 - поправочный коэффициент, учитывающий давление воздуха;

 - поправочный коэффициент, учитывающий температуру поверхности элемента и коэффициент электрической нагрузки.

Коэффициенты электрических нагрузок будем вычислять по формулам

[1,стр.154]:

для резисторов

для конденсаторов

транзисторов биполярных

для диодов импульсных и стабилитронов

для микросхем

 - узнаем по номограммам [1,стр. 312-315],

коэффициенты - возьмём из таблиц [1,стр. 311],

 - из таблицы [1,стр. 307-310].

В данном случае все коэффициенты  равны единице.

Данную схему реализовали в программе Electronics Workbench, в которой был произведён расчет необходимых параметров элементов, через которые рассчитали коэффициенты электрической нагрузки элементов. Результаты представили в виде таблицы.

Таким образом, получили 15 групп элементов, также отдельные группы составили гнезда и клеммы и печатная плата.

Составим для полученных групп таблицу значений , и  

Итак, произведя ряд расчетов, определили, что интенсивность отказов элементов равна:

,

а наработка на отказ составляет

Таблица 1 – Коэффициенты электрической нагрузки элементов

Страницы: 1, 2, 3