книги из ГПНТБ / Липчин Ц.Н. Надежность самолетных навигационно-вычислительных устройств

Значения коэффициентов k\, k2 и k3 выбираются в со­ ответствии со справочными данными отрасли промышлен­ ности, где изготавливаются элементы. Ниже рассмотре­ ны некоторые рекомендации по выбору элементов при разработке и эксплуатации навигационно-вычислитель- ных устройств.

Резисторы обычно составляют около половины всех элементов аппаратуры. Так как надежность резистора прямо пропорциональна длине проводящего слоя и об­ ратно пропорциональна его сечению, наибольшей надеж­ ностью обладают непроволочные резисторы композици­ онного типа, в основе которых лежат смеси. Среди непроволочных сопротивлений наиболее распространены сопротивления типа ВС и МЛТ, которые часто делают нарезными. Так как нарезка уменьшает сечение и удли­ няет проводящий элемент, для сохранения необходимого уровня надежности не следует использовать этот тип резисторов с номиналами более 0,5 МОм.

Надежность резистора существенно зависит от внеш­ них условий и режима эксплуатации. При эксплуатации их в цепях постоянного тока процессы необратимого изменения активного сопротивления протекают быстрее, чем в цепях переменного тока. При импульсных нагруз­ ках срок службы нарезных резисторов снижается и для повышения надежности рассеиваемая на них средняя мощность должна быть в несколько раз ниже номиналь­ ной. При работе резисторов типа ВС в цепях постоянного или переменного тока допустимые напряжения не долж-

50

ны превышать значений, приведенных в табл. 2. 3, а для резисторов типа МЛТ — в табл. 2.4.

Аналитическая зависимость между интенсивностью отказов резисторов, температурой окружающей среды и рассеиваемой мощностью Рр в интервале температур (—65ч—Н25°С) в условиях относительной влажности до 95% выражается соотношением [55]

В

51

Pt — допустимая (номинальная) мощность рассеива­

—применять резисторы композиционного типа;

—не использовать поверхностных резисторов с но­ миналами больше 0,5 МОм;

—при повышенных требованиях к резисторам не при­ менять регулируемых резисторов;

—при применении поверхностных резисторов предпо­ читать тип МЛТ.

Рабочая интенсивность отказов резисторов (в 1/ч1 определяется по формуле

Коэффициент нагрузки резисторов всех типов kH реко­ мендуется рассчитывать по формуле

лупроводниковых диодов, как и других полупроводнико­

и главным образом от условий применения. Электричес­ кий режим полупроводниковых диодов определяется при­ ложенными напряжениями и протекающими в его цепях токами. Для определения допустимого выпрямленного тока / с учетом температуры окружающей среды можно воспользоваться зависимостью

52

зисторов являются: увеличение со временем утечки тока между коллектором и эмиттером, изменение обратных токов коллектора, уменьшение коэффициента усиления по току а. Температурные условия довольно сильно вли- "яют на выходные параметры транзисторов. Допустимая мощность, рассеиваемая коллектором с учетом темпера­ туры окружающей среды, рассчитывается по формуле

и^вхцвх ~Ь ^*кмк

где /вх"вх — входная мощность в рабочем режиме;

53

IKUK — мощность, рассеиваемая коллектором в рабочем режиме;

^'одоп ту —допустимая по ТУ мощность, рассеивае­ мая с учетом температуры окружающей среды и давления в рабочем режиме.

связанного с температурой окружающей среды экспери­ ментальным соотношением

щихся элементов схемы; производить пайку и изгиб вы­ водов на меньшем, чем указано ß справочниках, расстоя­ нии от корпуса диода или транзистора (обычно не менее 10—12 мм); превышать установленные техническими ус­ ловиями предельные электрические режимы.

Конденсаторы. Наиболее характерным видом отказов конденсаторов является пробой диэлектрика. В зависи­ мости от материала диэлектрика различают конденсато­ ры различных типов.

Керамические .конденсаторы (КПК, КТК, КДК) до­ вольно стабильны при изменении температуры, но нена­ дежны при влажности свыше 90%. Поэтому при работе в условиях повышенной влажности применяются герме­ тизированные керамические конденсаторы КГК. Среди слюдяных конденсаторов наибольшей надежностью, об­ ладают конденсаторы ОКСО с увеличенной толщиной диэлектрика. В условиях повышенной влажности ста­ бильно работают конденсаторы СГМ и КСГ.

В случае когда необходима большая емкость при низ­ ком рабочем напряжении и малых размерах, применяют металло-бумажные конденсаторы МБМ и МБГ, облада­ ющие важным свойством самовосстанавливаемости. При использовании конденсаторов этого типа уменьшается число зависимых отказов.

В депях с широким частотным диапазоном, когда не­ допустимы утечки тока, используются пленочные конден-

54

саторы. Основным недостатком пленочных конденсаторов является их низкая теплостойкость (до + 7 0 ° С ) . В насто­ ящее время уже изготавливаются конденсаторы с лавса­ новым и фторопластовым диэлектриком с повышенной теплоустойчивостью (до +250°С) . ;

Электролитические конденсаторы при работе в цепях постоянного тока обладают большой удельной емкостью.

ния на конденсаторе к допустимому по ТУ:

,и факт

За фактическое (рабочее) напряжение принимается постоянное, переменное или импульсное напряжение в зависимости от режима эксплуатации конденсатора. В общем случае-коэффициент нагрузки kn определяется по формуле

не более 0,8. Средняя интенсивность отказов конденсато­

дежность трансформаторов и дросселей оказывает влаж­ ность окружающей среды. Поэтому для повышения их надежности необходимо обеспечивать высокую степень герметизации и пропитывать обмотку влагозащитными материалами. Повышение температуры окружающей сре-

55

ды также приводит к понижению надежности трансфор­ маторов и дросселей. Окраска внутренней и внешней по­ верхности кожуха черной матовой краской снижает на 5—7° С рабочую температуру магнитопровода трансфор­ матора. Понижение рабочей темцературы изоляции на 8—19° С увеличивает в 2 раза срок службы трансфор­ маторов и дросселей.

диэлектриком

Реле. Надежность реле в основном определяется ре­ жимом эксплуатации — коэффициентом нагрузки и час­ тотой срабатывания. Влияние режима эксплуатации на интенсивность отказов реле выражается эмпирической зависимостью [54, 55]

где Х Р О — интенсивность отказов при номинальных режи­ мах, зависящая от конструкции и назначения реле;

т)т — поправочный коэффициент, учитывающий плот­ ность тока контакта;

пк — число действующих контактов.

Коэффициент нагрузки для реле определяется так:

56

вия. Поэтому заданная надежность ламп сохраняется только при правильной их эксплуатации. Одним из опре­ деляющих факторов является коэффициент электричес­ кой нагрузки fen, который для электронных ламп рассчи­ тывается по формуле

поэтому для надежной работы электронных ламп следу­ ет выбирать облегченные электрические режимы работы с feH не более 0,9. В процессе эксплуатации следует избе­ гать частых включений — накала ламп.

Для обеспечения нормального теплового режима электронных ламп (150—170° С) применяют принуди­ тельную вентиляцию и теплоотводы. Зависимость интен­ сивности отказов электронных ламп от влияния темпера* туры окружающей среды, электрической нагрузки и на­

58

(шаговые двигатели) и т. п. Важным требованием при эксплуатации этих элементов является обеспечение хоро­ шего теплоотвода в блоках, где они устанавливаются, наличие доступа к ним для выполнения регламентных работ — смазки подшипников, зачистки коллекторов, за­ мены щеток и т. д. Основными факторами, оказывающи­ ми влияние на ограничение их срока службы, являются: относительно низкая теплостойкость обмоточных прово­ дов, испарение и миграция смазки из подшипников, из­ нос щеток. Высокие требования предъявляются к под­ шипникам, используемым в указанных элементах.

Для определения надежности работы шарикоподшип­ ников существует эмпирическая зависимость, связываю­ щая основные параметры надежности с условиями экс­ плуатации:

Рабочая интенсивность отказов электрических машин, вращающихся трансформаторов и т. п. определяется вы­ ражением

Я,р—Ао+ДЯ,

где АХ— дополнительная интенсивность отказов, завися­ щая от скорости вращения ротора, наличия щеток и т. п.

Микроэлементы электроники. В настоящее время электроника основывается на развитии устройств на дис­ кретных микроэлементах и интегральных схемах.

Вэлектронных устройствах на дискретных микроэле­ ментах для создания электронных схем употребляются элементы, собранные в микромодули.

Вэлектронных устройствах на интегральных схемах элементы объединяются в схеме, получаемой физико-хи­ мическими технологическими операциями.

Вследствие применения микроэлементов достигается уменьшение габаритов и веса аппаратуры, повышение степени ее надежности, снижение стоимости, уменьше­ ние потребляемой мощности.

При микроминиатюризации упрощается конструкция, сокращаются объем и трудоемкость монтажных работ,

59