3.3 Електричні розрахунки

Проведемо наближений розрахунок споживаної потужності пристрою.

Осккільки основними споживачами електричного струму є мікросхеми, то наближено розрахувати споживану потужність можна за формулою:

,

Де – споживана потужність k-ї мікросхеми.

Де – споживана напруга живлення.

Де – споживаний струмk-ї мікросхеми.

Оскільки потужність дискретних елементів не є високою, в даному випадку нею можна знехтувати. Проведемо розрахунки лише для інтегральних елементів.В даному пристрої таких елементів 4: інтегральний стабілізатор DA1 - KP142EHSA , мікроконтроллер DD1 - PIC16F84 , программатор HG - BQ-M51DRD , інтегральний датчик температури BK - DS18B20.

Таким чином , повна формула потужності матиме вигляд:

;

Дані наведемо в таблиці .

Маркіровка	Потужність однієї мікросхеми, мВт	Кількість	Сумарна потужність, мВт
KP142EHSA	?	1	?
PIC16F84	?	1	?
BQ-M51DRD	?	1	?
DS18B20	?	1	?
Всього	?	4	?

Оскільки потужності мікросхем вибрані з допомогою довідника, то наближена потужність пристрою буде такою.

?

Отже можна зробити висновок, що отримана споживана потужність є меншою за задану технічну характеристику, а це свідчить про правильний вибір схемо-технічного вирішення пристрою.

4.Розрахунок надійності

Забезпечення надійності являється однією з основних-задач техніки. Це зумовлено появою складних електронних систем i великих втрат, що зв'язані з їх відмовами. В деяких випадках низька надійність приводить до того, що вартість експлуатації устаткування на протязі року в декіька раз перевищує вартість самого устаткування.

Надійність - властивість апаратури виконувати задані функції, в чaci значення встановлених експлуатаційних показників в заданих межах. При цьому мають виконуватись умови зберігання, транспортування, технічного обслуговування, ремонту, певні умови використання. Надійність характеризується рядом властивостей:

1) безвідмовність (властивість апаратури неперервно зберігати роботоздатність на протязі визначеного часу);

2) довговічність;

3) ремонтопридатність;

4) збережуваність.

Надійність залежить від умов експлуатації, технології виготовлення, використовуваної системи контролю якості, вихідних матеріалів i комплектуючих. Забезпечення надшності означає усунення можливих причин порушення властивостей надійності, що приводить до виникнення різного типу відмов.

Під відмовою розуміють подію, що полягає в повній чи частковій втраті роботоздатності приладу.

Основною кількісною характеристикою надійності являється функція надшності або скорочено надійність, яка по визначенню рівнa iмовірності того, що в заданому інтервалі часу або в межах заданої наробки при заданих режимах i умовах експлуатації відмов в системі не виникає, тобто P(t) I W{T>t}, де Т - час безвідмовної роботи системи, t - заданий час, W{A} – імовірності події А, у даному випадку подія А заключається у тому, що T>t.

Непередбачувані експлуатаційні відмови представляють собою непередбачувані відмови повнонадійної PEA, які виникають в період нормальної експлуатації, коли приробка пристрою вже закінчилася, а зношування i природнє старіння ще не наступили. Ці відмови обумовлені чисто випадковими факторами, такими як: приховані внутрішні дефекти, які не можуть бути виявлені системою технологічного контролю; малоімовірні, i тому не передбачені схемою та конструкцією технологічні дефекти; відхилення режимів роботи; співставлення параметрів концентрацій зовнішніх навантажень i внутрішніх напружень; помилки операторів у період експлуатації. У зв'язку з перерахованими причинами поява таких відмов принципово не виключена і рівноімовірна в чaci:

Розрахунок характеристик надійності полягає у визначенні показників надійності виробу по відомим характеристикам надійності складових компонент i умовам експлуатації.

Приблизний розрахунок отримують по формулі:

При уточненому розрахунку надійності враховують зовнішні дії, впливи теплових i електричних навантажень елементів пристрою. Розрахунок проводять по формулі:

,де

P(t) — ймовірність безвідмовної роботи;

— інтенсивність відмов елементів j-ої рівнонадійної группи при заданих експлуатаційних даних;

— інтенсивність відмов елементів j-ої рівнонадійної группи в номінальному режимі.

— поправочний коефіцєнт інтенсивності відмов групп, що враховує вплив температури навколишнього середовища i електричне навантаження елемента;

— враховує умови експлуатації радіоелектронної апаратури;

— вплив механічних факторів ( вібрація, ударів навантаження);

— вплив кліматичних факторів ( температура, вологість);

— умови роботи при пониженому тиску.

Значення поправочного коефіцєнта в залежності від температури і коефіцієнта навантаження знаходять в довіднику, коефіцієнти також .

При цьому під коефіцієнтом навантаження к_н розуміють відношення робочого навантаження, встановленого по визначеному параметру, який діє на елемент, до цого номінального навантаження, що встановлене нормативно-технічною документацією.

Згідно ТЗ умови експлуатації приладу лабораторні. Для лабораторних умов характерно:

t = +15...+35°C;

вологість 45. ..75%;

атмосферний тиск 86... 104 кПа.

По відповідних таблицях [1] знаходять коефіцієнти:

Отже , .

Коефіцієнт aj знаходять для кожної групи окремо, знаючи температуру

( +15...+35 °С) i рекомендовані значення . Далі складається таблиця згідно електричного розрахунку принципової схеми выбраної елементної бази. Довідникові дані про знаходять з відомих джерел . Примітка: розрахунок надійності проводиться без врахування монтажу.