Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
НАСиСТ_методичка_RUS.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
04.11.2018
Размер:
10.2 Mб
Скачать

2.1.7 Режим работы фотодиодов

1. По справочнику определяем максимальное значение тока Imax и мощности Pдоп.

2. Определяем максимальное значение мощности рассеивания:

Pmax=Imax*UФД, если UФД< Uпит/2.

Если при Imax напряжение UФД > Uпит/2, то (как у транзистора).

3. Определяем коэффициент нагрузки:

2.1.8. Режим работы реле и контактов

Особенность расчета – необходимость учета надежности обмоток и контактов. Коэффициент α1 определяется по времени нахождения обмоток под напряжением. Также учитывается количество обмоток. Интенсивность отказа контактов определяется отдельно для каждого контакта. Коэффициент α2 определяется по коэффициенту нагрузки на контакт.

1. Определяется время, в течение которого обмотка реле находится под напряжением.

2. Находится коэффициент α1 по таблице 4.8 или рис. В.

3. Определяем ток через каждый контакт.

4. Находим коэффициент α2.

5. Определяем количество включений реле в час (S).

6. Находим рабочую интенсивность отказа (λобм и λконт берется из таблицы 4.8)

λраб= λобм* α1*V**S* α2.

2.2 Оформление расчетной работы №2

ЦЕЛЬ: научиться выполнять уточненный расчет надежности элементов устройства с учетом режимов работы.

ХОД РАБОТЫ

Приводиться схема и ее описание.

Составляется СЛС, как в разделе 1.

Указывается температура окружающей среды (расчетная температура принимается на 10…15˚С выше), время работы (часов с сутки), механические воздействия, влажность и атмосферное давление.

  1. Определяем Rгр ,

Мощность самого маломощного резистора составляет 125 мВт →

Таким образом, коэффициент нагрузки резисторов, сопротивление которых больше 12 кОм, меньше 0,1.

Следовательно, такие элементы в расчете режима не нуждаются.

2.Заносим в таблицу 1 обозначение, тип, номинал и количество одинаковых элементов.

Таблица 2.1 – Расчет коэффициентов нагрузки.

Наименование элементов

Обозначение

N

Фактическое значение, по которому определяется коэффициент нагрузки

Номинальное значение параметра

Кнг

1

2

3

4

5

6

Резисторы

R1

МЛТ-0,125-470к-5%

1

-

Р = 0,125 Вт

< 0,1

R2

МЛТ-0,125-2к-10%

1

I = 12/(r2+r3+r4) = 12/(2+3+0.2) = 2.3mA, U = 2.3*2=4.6B, P = 2.3*4.6 = 10.6 мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R3

МЛТ-0,125-3к-10%

1

I = 12/(r2+r3+r4) = 12/(2+3+0.2) = 2.3mA, U = 2.3*3=6.9B, P = 2.3*6.9 = 16 мВт

Р = 0,125 Вт

0,13

R4

МЛТ-0,125-200-5%

1

I = 12/(r2+r3+r4) = 12/(2+3+0.2) = 2.3mA, U = 2.3*0.2=0.446 B, P = 2.3*0,446 = 1.03 мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R5

СП-1-47к-10%

1

-

Р = 1 Вт

<0,1

R6

МЛТ-0,125-10к-5%

1

I = 12В/r6=1.2 мА, U = 12B, P = 12*1.2 = 14.4 мВт

Р = 0,125 Вт

0,12

R7

МЛТ-0,125-3к-10%

1

I = 12В/(r7+r8+r9)= 0,240мА, U=0.240*3=0.7B, P = 0.7*0.24=0.17мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R8

СП-1-47к-10%

1

-

Р = 1 Вт

<0,1

R9

МЛТ-0,125-300-5%

1

I = 12В/(r7+r8+r9)= 0,240мА, U=0.240*0,3=0.07B, P = 0.07*0.24=0.017мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R10

МЛТ-0,125-10к-5%

1

I=Uпит/(R10+R11+R12) = 12/60 = 0,2мА, U = 0.2*10=2B, P = 2*0.2=0.4 мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R11

МЛТ-0,125 —20к-10%

1

-

Р = 0,125 Вт

<0,1

R12

МЛТ-0,125-30к-5%

1

-

Р = 0,125 Вт

<0,1

R13

МЛТ-0,125-1,5к-10%

1

U = Uпит/2 = 6В, I = 6/1.5 = 4мА, Р = 4*6=24мВт

Р = 0,125 Вт

0.2

R14

МЛТ-0,125-47-5%

1

Поскольку ток будет делиться между R14 и R16, можно считать,что Кнг будет меньше 0,1

Р = 0,125 Вт

0.1

R15

МЛТ-0,125-2к-10%

1

Ur15 = Ur18+0.3 = 0.3+0.36=0.66В, I = 0.66/2=0.33mA, P = 0.33*0.66 = 0.2 мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

R16

МЛТ-0,125-15к-10%

1

-

Р = 0,125 Вт

<0,1

R17

МЛТ-0,125-2к-10%

1

UR17 = Uпит – UV4 = 12-1 = 11 B, IR17 = 11/2 = 5.5 мА, Р = 5,5*11=60,5 мВт

Р = 0,125 Вт

0.5

R18

МЛТ-0,125-36-10%

1

Ir18 = 10 мА, Ur18=10*36=0.36 В, Р = 0.36*10 = 3.6 Вт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R19

МЛТ-0,125 —20к-10%

1

Р = 0,125 Вт

<0,1

R20

МЛТ-0,125-510-5%

1

UR20 = Uvt7-Uд = 0.3-0.7 = 0.4B, IR20 =0.4/510 = 10 mA, P = 10*0.4 = 4мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R21

МЛТ-0,125-4,3к-10%

1

IR21 = Uпит / (R21+R22) = 12/8,6 = 1,5мА, UR21 =6B Р = 6*1,5 = 9мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R22

МЛТ-0,125-4,3к-10%

1

IR21 = Uпит / (R21+R22) = 12/8,6 = 1,5мА, UR21 =6B Р = 6*1,5 = 9мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R23

МЛТ-0,125-430-10%

1

Ur23=0.3B, Ir26=0.3/430 = 0.7mA, P = 0.7*0.3=0.021мВт

Р = 0,125 Вт

<0,1

R24

МЛТ-0,125-27-10%

1

IR24 = (UR19 +0,3д – 0,3-0,3)/((R24+R25)||(R27+R28)) = 0,1/45.8 = 2mA, Ur24 = 2*27 = 0,054 В, Р =2*0,054=0.108 мВт

Р = 0,125 Вт

0.1

R25

МЛТ-0,125-27-10%

1

IR25 = (UR19 +0,3д – 0,3-0,3)/((R24+R25)||(R27+R28)) = 0,1/45.8 = 2mA, Ur25 = 2*27 = 0,054 В, Р =2*0,054=0.108 мВт

Р = 0,125 Вт

0.1

R26

МЛТ-0,125-430-10%

1

Ur26=0.3B, Ir26=0.3/430 = 0.7mA, P = 0.7*0.3=0.021мВт

Р = 0,125 Вт

0.1

R27

МЛТ-0,125-150-5%

1

I = 10/(R27+Rнг)= 10/370 = 27mA,U = 33 * 150 = 4 В, P = 4*27 = 108мВт

Р = 0,125 Вт

0,86

R28

МЛТ-0,125-150-5%

1

I = 10/(R27+Rнг)= 10/370 = 27mA,U = 33 * 150 = 4 В, P = 4*27 = 108мВт

Р = 0,125 Вт

0,86

Транзисторы

VT1

ГТ309А

1

U=Uпит/2 = 6В, I = 4mA, P = 6*4=24 мВт

P=50 мВт

0.5

VT2,

ГТ309А

1

U = Uпит/2 = 6В, I= 4мА, Р =6*4=24мВт

P=50 мВт

0.5

VT3

ГТ309А

1

U=Uпит/2=6, I=4mA, P = 4*6=24мВт

P=50 мВт

0,5

VT5

МП38А

1

I = 10mA, U = (12 – Ur18-Uд-Ur19-Ur20) = (12-0.36-1.5-0.2-0.4)=9, 54, P=10*9,54=95,4мВт

P=150 мВт

0.7

VT7

МП41А

1

I = 10mA, U = (12 – Ur18-Uд-Ur19-Ur20) = (12-0.36-1.5-0.2-0.4)=9, 54, P=10*9,54=95,4мВт

P=150 мВт

0.32

VT8

МП41А

1

U=(12-Ur26-Ur21-Ur24-Ur27)/2=(12-0.3-0.3-2*1.3)/2=4.9B, I=IVT10 / h21min + Ir23 =45/50+0.7=1,6 mA, P=4.9*2.2=11 мВт

P=150 мВт

0.1

VT9

МП38А

1

U=(12-Ur26-Ur21-Ur24-Ur27)/2=(12-0.3-0.3-2*1.3)/2=4.9B, I=IVT11 / h21min + Ir26 =45/50+0.7=1,6 mA, P=4.9*1,6=8 мВт

P=150 мВт

0.1

VT10

ГТ404Б

1

U=6В I = 6/220=27мА, Р = 6*27=162 Вт

P=0,6 Вт

0.3

VT11

ГТ402Б

1

U=6В I = 6/220=27мА, Р = 6*27=162 Вт

P=0,6 Вт

0.3

Конденсаторы

С1

К50-16-50мк*15В-10%

1

U=12B

Кп = 10%

U = 15 B

0,8

С2

К50-16-5мк*15В-10%

1

U=12B

Кп = 10%

U = 15 B

0,8

С3

К21-7-3900-10%

1

-

U=250В

0,3

С4

К21-7-0,022мк-10%

1

-

U=250В

0,3

С5

К50-16-1мк*15В-10%

1

U=6 B

Кп = 10%

U=15B

0,4

С6

К21-7-0,05мк-10%

1

-

U=250В

0,3

С7

К21-7-0,5мк-10%

1

-

U=250В

0,3

С8

К50-16-30мк*15В-10%

1

U = -12+2=10B

Кп = 10%

U=15B

0,7

С9

К50-16-100мк*10В-10%

1

U=6B

Кп = 10%

U=10B

0,6

С10

К22У-1-300-10%

1

-

U=100В

0,3

С11

К21-7-51-10%

1

U=0.3B

U=250В

0,3

С12

К50-16-200мк*10В-10%

1

U=Ur22 = 6B

U=10

0.6

С13

К50-16-500мк*15В-10%

1

Fн=300Гц, t=1/600=1.7мс, dU=Iнг*t/C = 90*1.7/500 = 0.3B,

Кп = 10%

0,3

Диод

V6

Д9Б

1

I = 10mA

Iпр = 125мА, Uобр = 8 В

<0,1

Стабилитрон

V4

КС107А

1

I = 6mA

Iпр = 100мА, Uобр = 1 В

<0,1

Возьмем температуру на 100-150С больше, чем температура окружающей среды. Значение коэффициента α2 для конденсаторов примем от 0,5 до 10 в зависимости от номинального напряжения и емкости.

3. Определим λраб по формуле

λраб = Λтабл * α1* α2

4. Примем λоткл = 0,1* λраб

5. Расчетное значение λрас примем

6. Интенсивность отказа устройства будет, рассчитаем как

7.Коэффициенты отказов, которые показывают влияние каждого типа комплектующих на общую надежность устройства, определяем по формуле:

8. Среднее время восстановления устройства равно :

Tвосст = Kоткл i* MTTRi = 0,495 ч

9. Все рассчитанные показатели сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Уточненный расчет надежности.

Наименование элементов

Обозначение

N

Фактическое значение, по которому определяется коэффициент нагрузки

Номинальное значение параметра

Кнг

α1

α 2

λтаблi, 10-6, 1/час

λрабi, 10-6, 1/час

λотклi, 10-6, 1/час

λрасчi, 10-6, 1/час

λрасч * N 10-6, 1/час

Котказа

MTTR, ч

Котказа*MTTR, ч

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Резистор

R1

МЛТ-0,125-470к-5%

1

-

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

1

0,07

0,0189

0,007

0,011

0,011

0,002

0,4

0,00079

R2

МЛТ-0,125-2к-10%

1

P = 10.6 мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R3,

МЛТ-0,125-3к-10%

1

P = 16 мВт

Р = 0,125 Вт

0,13

0,28

0,6

0,07

0,0118

0,007

0,0086

0,0086

0,0015

0,4

0,00062

R4

МЛТ-0,125-200-5%

1

P = 1.03 мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R5

СП-1-47к-10%

1

-

Р = 1 Вт

0,1

0,27

0,7

0,5

0,0945

0,05

0,0648

0,0648

0,0117

0,5

0,00583

R6,

МЛТ-0,125-10к-5%

1

P = 14.4 мВт

Р = 0,125 Вт

0,12

0,28

0,6

0,07

0,0118

0,007

0,0086

0,0086

0,0015

0,4

0,00062

R7

МЛТ-0,125-3к-10%

1

P = 0.17мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R8

СП-1-47к-10%

1

-

Р = 1 Вт

0,1

0,27

0,7

0,5

0,0945

0,05

0,0648

0,0648

0,0117

0,5

0,00583

R9

МЛТ-0,125-300-5%

1

P = 0.017мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R10

МЛТ-0,125-10к-5%

1

P = 0.4 мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R11,

МЛТ-0,125 —20к-10%

1

-

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R12

МЛТ-0,125-30к-5%

1

-

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R13

МЛТ-0,125-1,5к-10%

1

Р = 24мВт

Р = 0,125 Вт

0.2

0,37

0,6

0,07

0,0155

0,007

0,0098

0,0098

0,0018

0,4

0,00071

R14

МЛТ-0,125-47-5%

1

Поскольку ток будет делиться между R14 и R16, можно считать,что Кнг будет меньше 0,1

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R15

МЛТ-0,125-2к-10%

1

P = 0.2 мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R16

МЛТ-0,125-15к-10%

1

-

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R17

МЛТ-0,125-2к-10%

1

Р = 60,5 мВт

Р = 0,125 Вт

0.5

0,6

0,6

0,07

0,0252

0,007

0,0131

0,0131

0,0024

0,4

0,00094

R18

МЛТ-0,125-36-10%

1

Р = 3.6 Вт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R19

МЛТ-0,125 —20к-10%

1

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R20

МЛТ-0,125-510-5%

1

P = 4мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R21

МЛТ-0,125-4,3к-10%

1

Р = 9мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R22

МЛТ-0,125-4,3к-10%

1

Р = 9мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,6

0,07

0,0113

0,007

0,0084

0,0084

0,0015

0,4

0,00061

R23

МЛТ-0,125-430-10%

1

P = 0.021мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R24,

МЛТ-0,125-27-10%

1

Р = 0.108 мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R25

МЛТ-0,125-27-10%

1

Р = 0.108 мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R26

МЛТ-0,125-430-10%

1

P = 0.021мВт

Р = 0,125 Вт

0,1

0,27

0,3

0,07

0,0057

0,007

0,0066

0,0066

0,0012

0,4

0,00047

R27

МЛТ-0,125-150-5%

1

P = 108мВт

Р = 0,125 Вт

0,86

1,32

0,3

0,07

0,0277

0,007

0,0139

0,0139

0,0025

0,4

0,001

R28

МЛТ-0,125-150-5%

1

P = 108мВт

Р = 0,125 Вт

0,86

1,32

0,3

0,07

0,0277

0,007

0,0139

0,0139

0,0025

0,4

0,001

Транзисторы

VT1

ГТ309А

1

P = 24 мВт

P=50 мВт

0.5

0,4

1

1,4

0,56

0,14

0,28

0,28

0,0504

0,5

0,02518

VT2,

ГТ309А

1

Р = 24мВт

P=50 мВт

0.5

0,4

1

1,4

0,56

0,14

0,28

0,28

0,0504

0,5

0,02518

VT3

ГТ309А

1

P = 24мВт

P=50 мВт

0,5

0,4

1

1,4

0,56

0,14

0,28

0,28

0,0504

0,5

0,02518

VT5

МП38А

1

P = 95,4мВт

P=150 мВт

0.7

0,59

1

1,4

0,826

0,14

0,3687

0,3687

0,0663

0,5

0,03315

VT7

МП41А

1

P = 5,4мВт

P=150 мВт

0.32

0,235

1

1,4

0,329

0,14

0,203

0,203

0,0365

0,5

0,01826

VT8

МП41А

1

P = 11 мВт

P=150 мВт

0.1

0,07

1

1,4

0,098

0,14

0,126

0,126

0,0227

0,5

0,01133

VT9

МП38А

1

P = 8 мВт

P=150 мВт

0.1

0,07

1

1,4

0,098

0,14

0,126

0,126

0,0227

0,5

0,01133

VT10

ГТ404Б

1

Р = 162 Вт

P=0,6 Вт

0.3

0,235

1

1,4

0,329

0,14

0,203

0,203

0,0365

0,5

0,01826

VT11

ГТ402Б

1

Р = 162 Вт

P=0,6 Вт

0.3

0,235

1

1,4

0,329

0,14

0,203

0,203

0,0365

0,5

0,01826

Конденсаторы

С1

К50-16-50мк*15В-10%

1

U=12B

Кп = 10%

U = 15 B

0,8

1,26

0,9

0,135

0,1531

0,0135

0,06

0,06

0,0108

0,7

0,00756

С2

К50-16-5мк*15В-10%

1

U=12B

Кп = 10%

U = 15 B

0,8

1,26

0,7

0,135

0,1191

0,0135

0,0487

0,0487

0,0088

0,7

0,00613

С3

К21-7-3900-10%

1

-

U=250В

0,3

0,08

5

0,3

0,12

0,03

0,06

0,06

0,0108

0,7

0,00755

С4

К21-7-0,022мк-10%

1

-

U=250В

0,3

0,08

0,5

0,3

0,012

0,03

0,024

0,024

0,0043

0,7

0,00302

С5

К50-16-1мк*15В-10%

1

U=6 B

Кп = 10%

U=15B

0,4

0,47

0,6

0,135

0,0381

0,0135

0,0217

0,0217

0,0039

0,7

0,00273

С6

К21-7-0,05мк-10%

1

-

U=250В

0,3

0,08

0,5

0,3

0,012

0,03

0,024

0,024

0,0043

0,7

0,00302

С7

К21-7-0,5мк-10%

1

-

U=250В

0,3

0,47

0,6

0,3

0,0846

0,03

0,0482

0,0482

0,0087

0,7

0,00607

С8

К50-16-30мк*15В-10%

1

U = -12+2=10B

Кп = 10%

U=15B

0,6667

1,47

0,8

0,135

0,1588

0,0135

0,0619

0,0619

0,0111

0,7

0,0078

С9

К50-16-100мк*10В-10%

1

U=6B

Кп = 10%

U=10B

0,6

0,9

1

0,135

0,1215

0,0135

0,0495

0,0495

0,0089

0,7

0,00623

С10

К22У-1-300-10%

1

-

U=100В

0,3

0,08

2

0,3

0,048

0,03

0,036

0,036

0,0065

0,7

0,00453

С11

К21-7-51-10%

1

U=0.3B

U=250В

0,3

0,08

1,7

0,3

0,0408

0,03

0,0336

0,0336

0,006

0,7

0,00423

С12

К50-16-200мк*10В-10%

1

U=Ur22 = 6B

U=10

0.6

0,9

1,1

0,135

0,1337

0,0135

0,0536

0,0536

0,0096

0,7

0,00674

С13

К50-16-500мк*15В-10%

1

Fн=300Гц, t=1/600=1.7мс, dU=Iнг*t/C = 90*1.7/500 = 0.3B,

Кп = 10%

0,3

0,47

1,3

0,135

0,0825

0,0135

0,0365

0,0365

0,0066

0,7

0,00459

Диод

V6

Д9Б

1

I = 10mA

Iпр = 125мА, Uобр = 8 В

<0,1

0,92

1

0,68

0,6256

0,068

0,2539

0,2539

0,0457

0,4

0,01826

Стабилитрон

V4

КС107А

1

I = 6mA

Iпр = 100мА, Uобр = 1 В

<0,1

0,92

1

5

4,6

0,5

1,8667

1,8667

0,3357

0,5

0,16787

пайки

0,01

0,01

0,001

0,004

0,46

0,0827

0,3

0,02482

Сумма

5,1039

26,2

Выписываем значение λустр. и MTTRустр.

Определяем MTBFустр и ВБРустр.

Выводы:

В выводах описываем расчет, сравниваем с приближенным расчетом.

Перечень ссылок:

  1. Источник, откуда взята схема.

  2. Источники справочных данных.