41. Методика Расчетной оценки надежности рэа

В простейшем случае при расчетной оценке надежности принимают два допущения: отказы элементов статистически независимы; отказ любого элемента приводит к отказу всей системы. То есть, с точки зрения надежности все элементы как бы соединены последовательно. Поэтому вероятность безотказной работы такой цепочки определяется выражением Р ( t ) = Р1 ( t ) Р2 ( t )… РN ( t ) = П Рi ( t ), где Р ( t i ) – вероятность безотказной работы i -го элемента, N - количество элементов. Для участка нормальной работы Р ( t ) = exp ( - t Σ λi ) и наработка до отказа Т = 1∕ Σ λi

Располагая информацией о надежности элементов, из которых состоит конкретный аппарат, можно рассчитать его надежность. При этом обычно аппарат условно разделяют на функциональные или конструктивные блоки, рассчитывают надежность этих блоков, а затем и надежность аппарата в целом. Параметр потока отказов каждого блока определяется через интенсивность отказов элементов. При этом следует, по возможности, учесть влияние условий эксплуатации, температуры и рабочего режима на интенсивность отказа каждого элемента. Деление аппарата на блоки позволяет уже на этапе проектирования выявить наиболее слабые из них по критерию надежности и принять меры к ее повышению. Количественный расчет показателей надежности аппарата предполагает наличие информации об интенсивности отказов всех входящих в него элементов. Есть специальные справочные таблицы, где приводятся значения для различных радиоэлементов при оговоренных условиях эксплуатации. Если реальный режим работы элементов отличается от этого режима, то изменится и интенсивность отказов. С целью приведения исходных значений к конкретным условиям эксплуатации вводят различные поправки: на коэффициент электрической нагрузки, температуру, влажность, вибрации и др. Особенно сильно зависит надежность от коэффициента электрической нагрузки и температуры. Коэффициент электрической нагрузки определяется отношением рабочей нагрузки, действующей на элемент в схеме, к номинальной величине, оговоренной в технической документации.

Для конденсаторов – это Кн = Uраб / Uном , для резисторов -- это Кн = Рраб / Рном. Коэффициент нагрузки для диодов, транзисторов и других полупроводниковых элементов может определяться по току, напряжению, рассеиваемой мощности. При расчете учитывается тот коэффициент, который окажется наибольшим. При проектировании РЭА рекомендуются следующие рабочие коэффициенты нагрузки: резисторы К = 0,6, конденсаторы К = 0,3 – 0,7, диоды К = 0,7 – 0,8, транзисторы К = 0,5 – 0,8. С учетом этих соображений табличные значения λ0 при расчете надежности должны быть скорректированы с помощью поправочных коэффициентов зависящих от режима эксплуатации. То есть, λi = λio α1 α2 α3, где α 1 - поправочный коэффициент на величину электрической нагрузки, α 2 - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды, α 3 - поправочный коэффициент, учитывающий климатические условия. В итоге методика расчетной оценки надежности аппарата сводится к следующему. Для каждого из элементов схемы определяется коэффициент электрической нагрузки и температура окружающей среды. Кроме того, в случае необходимости оговаривается степень воздействия других факторов: вибрации, влажности, давления, радиации и др. С учетом этих данных по соответствующим таблицам определяются поправочные коэффициенты α для каждого элемента схемы аппарата. Полученные данные вместе с исходной (справочной) интенсивностью отказов для каждого элемента заносятся в расчетную таблицу. Естественно, что если в схеме содержатся несколько однотипных элементов, работающих примерно в одинаковых условиях, то количественные данные можно объединить.

Список литературы:

1. Садомовский, А. С. Приёмо-передающие радиоустройства и системы связи: учебное пособие для студентов специальности 21020165 / А. С. Садомовский. −Ульяновск : УлГТУ, 2007. – 243 с.

2. Проектирование полосковых устройств СВЧ. Учебное пособие Ульяновск : УлГТУ, 2001