6.2 Розрахунок показників надійності пристрою

Надійність апаратури має визначатися надійністю та кількістю

використаних в ній елементів. Тобто, надійність являє собою один з основних параметрів приладу, то апаратура, що проектується повинна оцінюватися наряду з іншими параметрами та на основі розрахунків робити виводи правильності обраної схеми та конструкції виробу.

На етапі проектування, коли ще точно не виявлені режими роботи схеми, проводять орієнтовний розрахунок, при якому задаються орієнтовними даними, які визначають умови праці.

1. Визначаємо інтенсивність відмови елементів в залежності від умов експлуатації виробу:

, (5.3.1)

де - номінальна інтенсивність відмов;

Q₂(К_нТ) – залежність від температури поверхні елемента та коефіцієнта навантаження;

К - поправочний коефіцієнт.

К= К₁·К₂·К₃·К₄ (5.3.2)

К=1,04·1,03·1·1,14=1,22

де К₁ та К₂ – поправочні коефіцієнти, які залежать від дії механічних факторів (К₁= 1,04; К₂= 1,03);

К₃ – поправочний коефіцієнт, який описує залежність від вологості та температури. Для вологості 60 – 70 % та температури Т= +20...+40 ⁰С, К₃= 1;

К₄ – поправочний коефіцієнт, який показує залежність від тиску атмосфери, К₄= 1,14.

Визначаємо Q_2:

для мікросхем Q₂= 0,5

резисторів Q₂= 0,53

конденсаторів Q₂= 0,2

діодів Q₂= 0,5

транзисторів Q₂= 0,48

перемикачів Q₂= 0,7

Визначаємо номінальну інтенсивність відмов елементів :

для мікросхем 0,013·10^-6

резисторів 0,043·10^-6

конденсаторів 0,075·10^-6

діодів 0,2·10^-6

транзисторів 0,84·10^-6

перемикачів 0,075·10^-6

плати 0,7·10^-6

пайок 0,01·10^-6

Розрахуємо інтенсивність відмов елементів в залежності від умов експлуатації джерела блоку живлення

= Q₂·К· (5.3.3)

Для мікросхем

= 0,61·0,013·10^-6=7,93·10^-9(1/г );

Для резисторів

=0,6466·0,043·10^-6=2,78· 10^-8(1/г );

Для конденсаторів

=0,244·0,075·10^-6=1,83· 10^-8(1/г );

Для діодів

= 0,61·0,2·10^-6=1,22·10^-7(1/г );

Для транзисторів

= 0,5856·0,84·10^-6=4,9·10^-7 (1/г );

Для перемикачів

=0,854·0,075·10^-6=6,4· 10^-7 (1/г );

Для плати

= 1,22·0,7·10^-6=8,54·10^-8 (1/г );

Для пайок

= 1,22·0,01·10^-6=1,22·10^-8 (1/г );

2.Знайдемо інтенсивність відмов для кожної групи елементів, в залежності від кількості компонентів груп:

n, (5.3.4)

де n – кількість елементів яка входить в групу.

Для мікросхем n=1

= 7,93·10^-9·1=7,93·10^-9

Для резисторів n=4

= 2,78· 10^-8·4=11,12·10^-8

Для конденсаторів n=8

= 1,83 ·10^-8·8=14,64·10^-8

Для діодів n= 1

= 1,22·10^-7·1=1,22·10^-7

Для перемикачів n=3

=6,4·10^-7·3=19,2·10^-7

Для плати n=1

= 8,5·10^-8·1=8,54·10^-8

Для пайок n=16

= 1,22·10^-8·16=19,52·10^-8

3. Визначаємо інтенсивність відмови вузла:

(5.3.5)

0,793·10^-8+11,12·10^-8+14,64·10^-8+12,2·10^-8+192·10^-8+

+8,54·10^-8+19,52·10^-8=258,813·10^-8

4.Визначаємо імовірність безвідмовної роботи для блоку автоматичного перемикання без резервування буде дорівнювати:

P(t_p)= exp (- t_p), (5.3.6)

де t_p – задається рівною 5000 годин.

P(t_p)= exp(-0,00000258813*5000)= exp(-0,01294065)=0,9869

5.Середній час напрацювання на відмову:

(5.3.7)