М ИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный технологический университет»

Зареченский технологический институт –

филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Пензенский государственный технологический университет»

Конструирование радиоаппаратуры

Рабочая тетрадь

для практических работ

Год обучения:
Студент:
Группа:
Руководитель:

2014

Рецензент – Филимонов Андрей Анатольевич − заместитель начальника цеха № 9

ФГУП ФНПЦ «ПО «Старт» имени М.В. Проценко

Семагина Г.К.

Конструирование радиоаппаратуры: рабочая тетрадь для практических работ, 2014, – 49 стр.

Рабочая тетрадь по междисциплинарному курсу МДК.01.03 «Конструирование радиоаппаратуры» предназначена для студентов 3 курса специальности 11.02.01 Радиоаппаратостроение.

Рабочая тетрадь рассмотрена на заседании цикловой методической комиссии общепрофессиональных дисциплин и ПМ УГС 11.00.00 Зареченского технологического института – филиала Пензенского государственного технологического университета.

Протокол № 6 от 17.12. 2014 г.

Рабочая тетрадь одобрена и рекомендована методическим советом Зареченского технологического института – филиала Пензенского государственного технологического университет для использования в учебном процессе.

Протокол № __ от _____ 2014 г.

Семагина Г.К., 2014

№ практической работы	Сведения о зачете	Подпись преподавателя	Семестр
			Осенний
За семестр
			Весенний
За семестр

Практическая работа № 1 Расчет показателей надежности радиоэлектронного узла (2 часа)

1 Цель работы

Рассчитать показатели надежности радиоэлектронного узла.

2 Теоретическое обоснование

К показателям надёжности невосстанавливаемых изделий относятся:

- интенсивность отказов λ , 1/час,

- среднее время безотказной работы Т_ср, час,

- вероятность безотказной работы Р (t).

Интенсивности отказов элементов зависят от их электрической нагрузки, температуры окружающей среды и других факторов, учитываемых с помощью поправочных коэффициентов.

На основании перечня элементов к электрической принципиальной схеме составляется таблица, в которую заносится перечень групп элементов, исходные данные и промежуточные вычисления (таблица 1).

Таблица 1 − Оформление результатов вычислений

Наименование элементов	Коли-чество	Режимы работы		λoi ·10-6, 1/ч	αi	λi ·10-6, 1/ч	λi · ni ·10-6, 1/ч
		kН	tо C

Равнонадёжные элементы образуют одну группу. Кроме ЭРЭ и ИМС учитывается пайка их выводов. Для всех групп элементов таблицы находятся значения интенсивностей отказов λ_oi при нормальных условиях эксплуатации и коэффициентах нагрузки равных единице (таблица 2).

При заданных значениях температуры и коэффициентов нагрузки для всех групп элементов определяются поправочные коэффициенты α_i, учитывающие влияние температуры окружающей среды и коэффициентов нагрузки элементов k_Н (таблица 3); для элементов, не указанных в таблице 3, принимается α_i =1.

Средние значения коэффициентов нагрузки для некоторых элементов имеют значения:

- для резисторов – коэффициент нагрузки по мощности – 0,6;

- для конденсаторов – коэффициент нагрузки по напряжению – 0,7;

- для диодов – коэффициент нагрузки по току – 0,5;

- для реле – коэффициент нагрузки по току – 0,7.

Для других элементов можно самостоятельно задать значения K_Н, помня о том, что чем меньше коэффициент нагрузки, тем более легким будет режим работы элемента.

Определяются значения интенсивностей отказов с учётом условий эксплуатации λ_i:

λ_i = α_i · λ_oi.

Определяются интенсивности отказов групп элементов λ_i n_i..

где n_i – количество элементов в каждой группе.

Значение интенсивности отказов всего устройства определяется по формуле:

λ_с = k₁k₂k₃∙ ∑ λ_i n_i,

где k₁ – коэффициент, учитывающий влияние механических факторов

(таблица 4);

k₂ - коэффициент, учитывающий влияние климатических факторов

(таблица 5);

k₃ - коэффициент, учитывающий влияние пониженного атмосферного давления (таблица 6).

Среднее время безотказной работы определяется по формуле:

.

Вероятность безотказной работы устройства рассчитывается по формуле

P(t) = e ,

где время t выбирается из ряда: 1000, 2000, 3000, 4000, 8000, 16000 ч.

Рассчитанное значение Р(t) должно быть не менее 0,8.

Далее приведены таблицы, содержащие значения параметров, используемых для расчета показателей надежности.

Таблица 2 − Значения интенсивности отказов элементов

Вид элементов	Интенсивность отказов, λо∙10-6, 1/час
Интегральные микросхемы Транзисторы Диоды и стабилитроны Диодные сборки Оптроны Светодиоды Фотодиоды Фоторезисторы Конденсаторы: оксидно-электролитические алюминиевые прочие Резисторы постоянные Резисторы переменные Реле* Контакторы* Переключатели* Электрические соединители* Трансформаторы: силовые импульсные Дроссели Электродвигатели малой мощности Двигатели шаговые Вставки плавкие Соединения пайкой	0,5 0,5 0,2 0,6 0,5 0,5 0,1 0,5 0,5 0,07 0,02 0,25 0,25 0,25 0,05 0,2 1,0 0,2 0,25 5,0 3,0 0,1 0,01
Примечание: * - интенсивность отказов приведена в расчете на одну контактную группу

Таблица 3 − Значения коэффициентов α_i

Наименование элементов	Темпера- тура, оС		Значения коэффициентов αi при коэффициенте электрической нагрузки элементов kН
			0,2		0,3	0,4			0,5		0,6	0,7			0,8
Микросхемы	20 30 40 50 60		0,35 0,48 0,66 0,91 1,26		0,40 0,55 0,76 1,05 1,45	0,45 0,62 0,86 1,19 0,64			0,52 0,71 0,98 1,36 1,87		0,59 0,81 1,12 1,55 2,13	0,67 0,93 1,28 1,77 2,43			0,77 1,06 1,46 2,02 2,78
Транзисторы	20 30 40 50 60		0,16 0,16 0,17 0,18 0,19		0,18 0,19 0,20 0,21 0,22	0,20 0,22 0,23 0,24 0,26			0,35 0,37 0,40 0,45 0,50		0,43 0,46 0,51 0,55 0,61	0,52 0,55 0,59 0,65 0,71			0,63 0,67 0,72 0,78 0,85
Диоды, стабилитроны, диодные сборки, светодиоды	20 30 40 50 60		0,77 0,85 0,92 0,98 1,04		0,78 0,85 0,92 1,00 1,08	0,79 0,86 0,94 1,02 1,11			0,81 0,88 0,97 1,05 1,16		0,83 0,90 1,00 1,09 1,22	0,85 0,92 1,04 1,13 1,30			0,88 0,97 1,08 1,19 1,39
Резисторы	20 30 40 50 60		0,20 0,27 0,33 0,40 0,47		0,26 0,34 0,42 0,50 0,57	0,35 0,43 0,51 0,59 0,67			0,42 0,51 0,60 0,71 0,82		0,50 0,62 0,76 0,92 1,08	0,60 0,75 0,94 1,17 1,43			0,72 0,88 1,11 1,38 1,70
Конденсаторы	20 30 40 50 60		0,28 0,30 0,34 0,38 0,46		0,28 0,30 0,34 0,38 0,46	0,36 0,38 0,42 0,49 0,61			0,49 0,50 0,54 0,63 0,75		0,64 0,70 0,80 0,95 1,19	0,80 0,94 1,10 1,43 2,00			- - - - -
Трансформа-торы, дроссели	20 30 40 50 60	- - - - -		0,10 0,10 0,20 0,20 0,30			0,10 0,10 0,20 0,20 0,30	0,10 0,20 0,20 0,30 0,40		0,20 0,30 0,50 0,80 1,20			0,30 0,60 1,20 1,80 2,50	0,60 1,00 1,80 2,80 4,10

Таблица 4 − Значения коэффициентов k₁ для неамортизированной

аппаратуры

Вид аппаратуры	Коэффициент k1
Лабораторная Наземная стационарная Корабельная Автомобильная Железнодорожная Авиационная	1.00 1,07 1,37 1,46 1,54 1,65

_{Таблица 5 − Значения коэффициентов k}2

Влажность, %	Температура, оС	Коэффициент k2
60-70 60-80 90-98 90-98	20-40 50-60 20-25 30-40	1,0 1,5 2,0 2,5

Таблица 6 − Значения коэффициентов k₃

Высота, км	0-1	1-3	3-8	8-15	15-30
Коэффициент k3	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4