4. Анализ надежности разрабатываемого устройства

Надежность – свойство изделия (детали, компонента, элемента, узла, блока, устройства, системы) выполнять заданные функции (являться работоспособным) в течение требуемого промежутка времени.

Надежность современной электронной аппаратуры (ЭА) в значительной мере определяется надежностью составляющих ее компонентов, и границы сложности электронных систем зависят в основном от достижимого уровня надежности составляющих их технических средств. Проблема обеспечения надежности приобретает тем большее значение, чем сложнее ЭА. Разрешение противоречия между сложностью устройств и их надежностью является одной из важнейших инженерных задач.

Расчет надежности ЭА зависит от стадии проектирования ЭА. Различают прикидочный, ориентировочный и окончательный расчеты.

Прикидочный расчет – наиболее простой вид расчета, проводится на стадии составления технического задания на разрабатываемую аппаратуру. Позволяет грубо оценить параметры надежности ЭА.

Ориентировочный расчет надежности применяется на этапе эскизного проектирования после разработки принципиальной схемы, программного обеспечения и конструкции ЭА. Расчет позволяет выявить слабые участки системы и наметить пути повышения надежности.

Окончательный расчет надежности производится на этапе технического проектирования после испытания макета или модели изделия и всех его узлов, когда известны режимы работы всех элементов системы и условия их эксплуатации. Этот расчет является наиболее полным и обладает наибольшей точностью.

4.1 Ориентировочный расчет надежности

При расчете используется принципиальная схема и перечень элементов. Последовательность расчета следующая.

1. Определяется количество элементов n_j разрабатываемого устройства. Оценочно находится средняя номинальная интенсивность отказов на один элемент (из таблицы П.1 [7]). Значения n_j и заносятся в таблицу 4.1.1.

Таблица 4.1.1 Параметры надежности разрабатываемого электроэнцефалографа

Тип элементов	Число элементов, nj	Номинальная интенсивность отказов,	Реальная интенсивность отказов,	Интенсивность отказов группы,
Резисторы: C2-29 СПЗ-22б	23 1	0,4 0,7	0,416 0,728	9,568 0,728
Конденсаторы: K71-4 К71-7 К71-5 К10-17а К71-6 К53-16	1 3 1 1 2 5	2 2 2 1,4 2 1,4	2,08 2,08 2,08 1,456 2,08 1,456	2,08 6,24 2,08 1,456 4,16 7,28
Диоды и стабилетроны: КВ522А Д808 АЛ102АМ	1 1 1	1,5 5 8	1,56 5,2 8,3	1,56 5,2 8,3
Микросхемы: OP37A CD4093BC К561ЛА3 К555ЛН2 К555ИЕ19 CD4017B К564ИР6 КР1561КП4 PDIUSBD12 К564ТМ2 К555ИЕ5 4A71OM L7809CV L7805CV SIM2-0915D-SIL7	1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1 1	0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02	0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208	0,0208 0,0208 0,0416 0,0416 0,0416 0,0416 0,0416 0,0416 0,0208 0,0416 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208 0,0208
Стабилизатор напряжения	2	1,0	1,08	2,163
Транзистор BC847B	1	0,7	0,72	0,72
Основание печатной платы из стеклотекстолита	1	0,01	0,0104	0,0104
				51,9822

2. В соответствии с заданными условиями эксплуатации определяется поправочный коэффициент (из таблиц П.2-П.4 [7]). Для каждого типа элемента определяется реальная интенсивность отказови заносится в таблицу 4.1.1.

3. Определяется суммарная интенсивность отказов для каждой группы и заносится в таблицу 4.1.1.

4. Вычисляется суммарная интенсивность отказов системы по формуле:

.

5. Находится среднее время безотказной работы:

ч.

6. Рассчитывается вероятность безотказной работы P(t) на интервале t = (0; 2T_ср), вносится в таблицу 4.1.2 и строится в виде графика (рисунок 4.1.1).

Таблица 4.1.2

t	10000	150000	25000	30000	35000	40000
P(t)	0,6	0,47	0,28	0,22	0,17	0,14

Рисунок 4.1.1 Вероятность безотказной работы разрабатываемого

электроэнцефалографа