Типовые расчеты надежности систем на персональном компьютере
Д.А. ГОРБАЧ, Н.Я. КОЛЕСНИК
ТИПОВЫЕ РАСЧЕТЫ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ
НА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРАХ
Учебное пособие
Владивосток
Издательство Дальневосточного университета
1993
.
ББК 30.14
К 60
Печатается по решению
редакционно-издательского совета ДВГУ
Рецензент к.т.н. доцент Г.А.Гудаков
Колесник Н.Я., Горбач Д.А.
К 60 Типовые расчеты надежности систем на персональных
компьютерах: Учебное пособие.-Владивосток: Изд-во Даль-
невост. ун-та, 1993. - 24с.
ISBN 57444-0547-X
Учебное пособие посвящено вопросам надежности элект-
ронных систем и устройств. Содержит теоретическую часть,
справочный графический материал по параметрам надежности
типовых элементов РЭА, а также методические рекомендации
по расчетам надежности систем и устройств с использова-
нием персональных компьютеров.
Предназначено для студентов технических специаль-
ностей, занимающихся разработкой электронной аппаратуры
в рамках курсового и дипломного проектирования.
2107000000
────────── Без объявл. ББК 30.14
180(03)-93
ISBN 57444-0547-X С Издательство
Дальневосточного
университета,1993
.
ВВЕДЕНИЕ
Будем рассматривать "Систему" как совокупность устройств,
характеризующуюся выбранным числом параметров.
На эффективность системы оказывают влияние взаимодействие
независимых факторов. Некоторые из этих факторов присущи самой
системе при ее проектировании, изготовлении и эксплуатации.
Другие факторы, воздействующие на эффективность, являются
внешними.
Требование к эффективности данной системы может зависеть
от времени, в течении которого она должна оставаться рабо-
тоспособной, может зависеть также и от цены, достижимой точ-
ности, веса или габаритов и, наконец, от надежности системы.
Любое требование, основывающееся лишь на чем-то одном:
времени, стоимости, точности, весе, надежности и т.д., значи-
тельно упрощает рассмотрение. Однако требования, которые инже-
неры предъявляют к проектируемой системе, оказываются гораздо
более сложными. Задача проектировщика усложняется не только
тем, что имеется набор разноречивых требований, но и тем, что
они заданы почти всегда в весьма неясной форме. Сравнительная
важность факторов, действующих на эффективность системы, часто
может быть оценена лишь после ее создания.
Однако в настоящее время существует определенная тенден-
ция считать характеристики надежности наиболее важными.
Разница между проектированием устройств и проектированием
систем заключается в более широком привлечении методов органи-
зации и информации. Сложные системы могут выполнять много-
численные функции, иметь много входных каналов, преобразовы-
вать и выдавать много выходных данных и иметь большую стои-
мость. Поэтому при проектировании сложной системы дополнитель-
но к характеристикам, описывающим поведение отдельных уст-
ройств, необходимо учитывать характеристики всей системы.
Только широкое рассмотрение позволит выбрать оптимальный
способ создания системы с требуемым уровнем эксплуатационной
надежности.
Заданная характеристика надежности системы определяется
исходя из ее назначения. На начальной стадии проектирования
системы определяется тип и минимальное число устройств в схе-
.
ме. Затем определяется структура этих устройств, позволяющих
получить заданную характеристику надежности. После того как
выяснена структура отдельных частей, выбирается интенсивность
отказа и интенсивность восстановления элементов каждого уст-
ройства в соответствии с заданным уровнем надежности. В про-
цессе создания системы производится постоянная переоценка
способов достижения заданной надежности при минимальных затра-
тах.
Главной идеей при проектировании системы является отыска-
ние путей, позволяющих получить все важные параметры системы,
при которых не было бы оснований к серьезным переделкам и
система была бы оптимальной с точки зрения большинства требо-
ваний.
Первой задачей при проектировании надежной системы явля-
ется определение способов, с помощью которых требования по на-
дежности будут выполнены наилучшим образом. Естественно, эти
способы необходимо выбирать, рассматривая требования по надеж-
ности во взаимосвязи с другими важными характеристиками систе-
мы. Эти способы должны позволить выбрать надежные системы с
наилучшей эффективностью, затем сделать заключение о необходи-
мых усилиях при проектировании, помочь определить отказы, ко-
торые влияют на выбранную величину надежности. И, наконец, что
также очень важно, они должны помочь достигнуть такого уровня
надежности системы, который ограничен стоимостью проектирова-
ния. Выбор характеристик надежности производится исходя из
названного круга вопросов.
Проектирование сложной системы включает в себя много-
численные проблемы, которые обычно находятся в тесной связи.
Сложность проблем, возникающих при проектировании систем умень-
шается по мере конкретизации задач, четкого определения огра-
ничений и наличия исчерпывающей информации о разработанных ра-
нее более простых системах.
Вопросы расчета надежности при проектировании будем
рассматривать на примере радиоэлектронных систем и устройств.
4
.
1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ И
СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НИМИ
Надежность системы есть ее свойство сохранять во времени
в установленных пределах значения всех параметров, характери-
зующих способность выполнять требуемые функции в заданных ре-
жимах и условиях эксплуатации.
К основным характеристикам надежности элемента, узла или
радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) относятся вероятность безот-
казной работы P(t), вероятность отказа Q(t), частота отказов
f(t), интенсивность отказов L(t). среднее время наработки на
отказ T.
Под вероятностью безотказной работы изделия P(t) понима-
ется вероятность того, что оно будет сохранять свои параметры
в пределах заданных допусков в течение определенного промежут-
ка времени и при определенных условиях эксплуатации.
Вероятность безотказной работы может быть найдена экспе-
риментально по результатам испытаний или по данным эксплуата-
ции:
N(t)
P(t) = lim ────────
No->oo No
где No - число поставленных на испытание изделий;
N(t) - количество изделий, безотказно работающих в момент
времени t.
Отказ изделия является событием, противоположным безот-
казной работе. Так как РЭА не может находится одновременно в
двух состояниях (отказа и безотказной работы), то эти состоя-
ния образуют полную систему событий, и между вероятностями от-
каза Q(t) и безотказной работы P(t) выполняется соотношение
Q(t) + P(t) = 1 (1.1)
Частота отказов f(t) является дифференциальной характе-
ристикой надежности. Она определяется как плотность распреде-
ления вероятностей моментов отказов
f(t) = Q'(t) = dQ/dt = -dP/dt
5
Статическое значение частоты отказов может быть экспери-
ментально определено следующим образом. Время испытаний разби-
вается на интервалы dTi и подсчитывается число изделий dNi,
отказавших за каждый интервал dTi:
dNi
f(t) = lim ───────────────── (1.2)
dT -> 0 Ni * dTi
No -> oo
Более информативна (и поэтому чаще применяется на практи-
ке) другая дифференциальная характеристика надежности - ин-
тенсивность отказов L(t). По результатам испытаний она опреде-
ляется по формуле
dNi
L(t) = lim ─────────────────── (1.3)
dTi -> 0 N(t) * dTi
где N(t) - количество изделий, работоспособных в момент t.
Введение в знаменатель формулы (1.3) величины N(t) вместо
No в формуле (1.2) отражает тот факт, что часть изделий за
время t вышла из строя.
Рис. 1.1 характеризует изменение интенсивности отказов во
времени. На участке A повышенное значение интенсивности отка-
зов объясняется скрытыми дефектами производства. Ее возраста-
ние на участке C связано со старением РЭА и ее элементов. Важ-
ным свойством этой зависимости является постоянство L(t) на
участке нормальной эксплуатации, позволяющее сопоставить на
указанном участке каждому элементу РЭА характеристику надеж-
ности, не зависящую от времени, по которой в соответствии со
структурой соединения элементов между собой можно определить
вероятность безотказной работы и другие характеристики надеж-
ности РЭА.
6
.
│
│ L(t)
│
│. .
│ . .
│ . .
│ . .
│ . .
│ . . . . . . . . . . . . . .
│ | |
│ A | B | C t
──┼──────────|─────────────────────────|───────────────────
Рис. 1.1. Обобщенная кривая распределения отказов
для электронных систем и компонентов
В теории надежности большое значение имеет связь между
интенсивностью отказов и вероятностью безотказной работы:
┌t
P(t) = exp( - │ L(t)dt ) (1.4)
o┘
Для участка нормальной эксплуатации L = const, поэтому из
выражения (1.4) следует
P(t) = exp( - L * t ) (1.5)
Эта зависимость носит название "экспоненциальный закон
надежности" и широко используется для расчета вероятности бе-
зотказной работы по известным значениям L и t .
Свойство безотказности РЭА характеризуется средней нара-
боткой до отказа T. По результатам испытаний она может быть
определена как среднее арифметическое времени наработки до от-
каза каждого из поставленных на испытание изделий:
7
.
^
T = ( SUM( Ti ) / No
i=1-No
^ _
где T - экспериментальная оценка величины T .
Величину средней наработки до отказа можно определить по
известной интенсивности отказов, используя зависимость
_
T = 1 / L (1.6)
2. НАДЕЖНОСТЬ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА
Приводимые в литературе количественные характеристики на-
дежности Lo(t) и T соответствуют так называемым нормальным
условиям работы элементов: температуре окружающей среды t =
(20-+5)`C, относительной влажности воздуха (65-+15)%, давлению
P = (87--107)KПа, коэффициенту электрической нагрузки Kн = 1.
Очевидно, что постоянство величин выбранных интенсив-
ностей отказов элементов возможно лишь при неизменных режимах
работы, соответствующих паспортным. Опыт эксплуатации различ-
ной радиоэлектронной аппаратуры показывает, что механические
воздействия (вибрация, удары), температурный и электрический
режимы работы радиоэлементов существенно влияют на срок их
службы.
Таким образом, вероятность отказов будет меняться в за-
висимости от коэффициента нагрузки Kн и температурного режима
того или иного элемента, а также в зависимости от воздействия
окружающей среды. Анализ надежности с учетом режимов работы
элементов проводится обычно с помощью зависимостей интенсив-
ности отказов от этих дестабилизирующих факторов, а именно:
Li = ai( Kн, t`) * ac * Loi,
где Loi - интенсивность отказов i-го элемента при нормальных
условиях его работы;
8
.
ai( Kн, t`) - поправочный коэффициент, являющийся функцией
коэффициента нагрузки Кн и теплового режима i-го
элемента и определяемый на основе эмпирических выра-
жений, графиков и таблиц (рис.2.1-2.6.);
ac - коэффициент, отражающий влияние окружающей среды и
механических воздействий на надежность радиоэлемен-
тов.
Коэффициенты нагрузки элементов находят из следующих выражений:
- для резисторов
Kн = P / Pо ,
отношение реальной и номинальной мощности;
- для конденсаторов
Kн = U / Uо ,
отношение реального и номинального напряжения;
- для транзисторов
Kн1 = Uкэ / Uкэо ,
Kн2 = Uкб / Uкбо ,
Kн3 = Uэб / Uэбо ,
Kн4 = Iк / Iко ,
Kн5 = P / Pо ,
отношения рабочих и номинальных параметров;
- для диодов
Kн1 = U / Uо ,
Kн2 = I / Iо ,
U и Uo - рабочее и номинальное обратные напряжения;
I и Io - рабочий и номинальный прямые токи диода.
9
.
3. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭА
Под расчетом надежности понимают определения значений ко-
личественных показателей надежности изделия по тем или иным
исходным данным. Расчет позволяет определить соответствие
разрабатываемого изделия заданным нормам надежности и при не-
обходимости принять меры к ее повышению.
При расчете надежности на различных этапах проектирования
РЭА разработчиков обычно интересуют оценки надежности в период
нормальной работы аппаратуры, когда интенсивность отказов
постоянна. При этом применим экспоненциальный закон надеж-
ности, т.е. фактическое время наработки до отказа подчинено
экспоненциальному закону распределения. Наиболее достоверные
количественные характеристики надежности любого изделия могут
быть определены в процессе расчета надежности, если известны
интенсивности отказов всех элементов надежности с учетом усло-
вий их эксплуатации. Здесь и далее под элементом расчета на-
дежности понимается электрорадиоэлемент, блок или устройство в
зависимости от того, что является составными частями изделия,
для которого ведется расчет.
В зависимости от объема исходных данных и степени их де-
тальности различают следующие виды расчета показателей надеж-
ности:
- прикидочный;
- ориентировочный;
- окончательный.
Во всех случаях обычно считают, что интенсивность отказов
не зависит от времени и отказы элементов независимы, а также,
что отказ любого учитываемого в расчете элемента приводит к
отказу всего изделия (если отказ элемента приводит лишь к сни-
жению уровня функционирования изделия, то следует определить,
соответствует ли этот уровень состоянию работоспособности или
состоянию отказа; элемент включается в схему расчета только во
втором случае).
Значение интенсивностей отказов элементов при прикидочном
расчете принимается одинаковым для всех элементов и равным не-
которой усредненной (для данного изделия) величине. Таким об-
13
разом, для прикидочного расчета надежности нет необходимости
располагать электрической схемой изделия, а нужно лишь за-
даться предполагаемым числом элементов.
Ориентировочный расчет надежности опирается на предполо-
жение, что все элементы изделия известны и что они работают в
номинальном режиме, т.е. интенсивности их отказов Li определя-
ются средними величинами, приведенными в справочной литерату-
ре.
Наконец, для окончательного расчета надежности необходимо
знать не только состав элементов, но и их реальные режимы и
условия эксплуатации, т.е. использовать соответствующие попра-
вочные коэффициенты к усредненным справочным значениям ин-
тенсивности отказов элементов (см. разд. 2).
3.1. Порядок расчета и основные расчетные соотношения
при ориентировочном и окончательном расчетах надежности.
При расчете надежности целесообразно придерживаться опре-
деленного порядка.
Элементы сложных систем неравноценны с точки зрения на-
дежности, поэтому приступая к расчету, необходимо четко сфор-
мулировать понятие отказа. При расчете надежности учитываются
лишь те элементы, отказ которых приводит к отказу всей систе-
мы. При составлении схемы расчета необходимо стремиться к то-
му, чтобы ее элементами были конструктивно оформленные блоки.
Если отдельные части системы или элементы, входящие в блоки,
работают неодновременно, их целесообразно объединять в группы
по времени их работы и образовывать из данных групп соот-
ветствующие элементы расчета. При этом считается, что ин-
тенсивность отказов выключенных элементов равна нулю, а старе-
ние элементов в указанном режиме отсутствует.
Ориентировочный расчет надежности удобно выполнять, сводя
исходные данные в таблицу (таблица 3.1). Здесь Li - интенсив-
ность отказов элементов i-го вида, а Ni - число элементов i-го
типа в блоке, Lб1 и Lб2 - суммарные интенсивности отказов пер-
вого и второго блоков.
Для определения значений интенсивности отказов элементов
необходимо пользоваться справочными данными.
14
.
Таблица 3.1
┌────┬──────────────┬─────┬─────────────────────────┐
│ │ │ │ Блоки │
│ │ │ Li ├────────────┬────────────┤
│ No │ Тип элемента │ │ 1 │ 2 │
│ │ │ 1/ч ├────┬───────┼────┬───────┤
│ │ │ │ Ni │ Ni*Li │ Ni │ Ni*Li │
├────┼──────────────┼─────┼────┼───────┼────┼───────┤
│ 1 │ │ │ │ │ │ │
│ 2 │ │ │ │ │ │ │
│... │ │ │ │ │ │ │
│ X │ │ │ │ │ │ │
└────┴──────────────┴─────┼────┴───────┼────┴───────┤
│Lб1= │Lб2= │
│ Sum(Ni*Li)│ Sum(Ni*Li)│
└────────────┴────────────┘
Количественные характеристики надежности блоков вычисля-
ются на основании данных таблицы 3.1. по формулам:
Lб = SUM( Ni * Li ) (3.1)
i=1-r
где Lб - интенсивность отказов блока;
_
Tб = 1 / Lб (3.2)
_
где Tб - средняя наработка до отказа;
Pб(t) = exp( - Lб * t) (3.3)
где Pб(t) - вероятность безотказной работы блока
Строятся зависимости Pб(t) и проводится сравнение блоков
по надежности (рис. 3.1).
Количественные характеристики надежности устройства,
состоящего из M элементов расчета (блоков), при их одновремен-
ной работе определяются по аналогичным формулам, но в качестве
величин Ni и Li в первую формулу (3.1) подставляют числа Ni=1
15
и интенсивности отказов Lбi каждого из блоков. Подставив полу-
ченную величину Lу в формулы (3.2) и (3.3), получают требуемые
показатели надежности для устройства в целом.
При неодновременной работе блоков устройства, состоящего
из M блоков, его интенсивность отказов Lу является функцией
времени. В этом случае для расчета показателей надежности
используют формулы:
Pу(t) = exp{ -t * SUM( Lбi * SUM[ 1(t - t'ij) - ( t - t"ij)]}
1..M 1..Ji
oo
_ ┌
Tу = │ Pу(t) dt
┘
o
где Lбi - интенсивность отказов i-го блока;
t'ij - момент j-го включения i-го блока;
t"ij - момент j-го выключения i-го блока;
Ji - общее количество включений блока за время работы;
1(*) - единичная ступенчатая функция.
Величины Pу(t) и Tу определяют соответственно вероятность
безотказной работы и среднее время наработки устройства до от-
каза. Значение суммы, стоящей в показателе экспоненты, соот-
ветствует величине интенсивности отказов устройства Lу(t).
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
Для проведения расчетов надежности следует воспользо-
ваться программой RTN, обеспечивающей исследование надежности
конструируемого блока при внезапных отказах для разнообразных
эксплуатационных условий.
Порядок работы:
1. Запустить программу RTN.EXE.
17
.
Основное рабочее окно разделено на три части: "Элементная
база проекта", "Окружающая среда" и "Время". Переключение меж-
ду ними осуществляется клавишей "Tab".
2. Указать элементную базу проекта.
В разделе "Элементная база проекта" представлена база
компонентов РЭА. Просматривая ее с помощью клавиш
"PgUp"(вверх), "PgDn"(вниз), необходимо выбрать все элементы,
используемые в проекте и указать их количество в соответствую-
щей графе. В этом же разделе отображается интенсивность отка-
зов элемента при нормальных условиях (справочная величина),
вводом с клавиатуры или по графику, вызываемому нажатием кла-
виши "F3", устанавливаются коэффициент нагрузки и коэффициент
влияния теплового режима.
3. Указать условия эксплуатации.
В разделе "Окружающая среда" находится список поправочных
коэффициентов для различных условий эксплуатации. Просматривая
его с помощью клавиш "PgUp"(вверх), "PgDn"(вниз), необходимо
указать условия, в которых планируется эксплуатировать созда-
ваемое устройство.
4. Указать период для расчета вероятности безотказной
работы.
В разделе "Время" можно указать период (в часах), для ко-
торого необходимо определить вероятности безотказной работы.
5. Произвести ориентировочный расчет надежности.
Нажатие клавиши "F10" передает управление в главное меню
программы (верхняя строка). Выбор пункта меню осуществляется
клавишами управления курсором. Необходимо выбрать пункт
"Расчет" и в нем "Ориентировочный расчет" нажатием клавиши
"Enter".
6. Произвести окончательный расчет надежности.
Находясь в главном меню, необходимо выбрать пункт
"Расчет" и в нем "Окончательный расчет" нажатием клавиши
"Enter".
18
.
7. Зафиксировать результаты вычислений.
В главном меню выбрать пункты "Отчет" и "Отчет в файл". В
ответ на приглашение ввести имя файла, в котором будет сохра-
нен текстовый отчет о вычислениях. Для просмотра отчета на эк-
ране укажите "Отчет" и "Отчет на экран".
Пример:
Исходные данные: схема электрическая принципиальная
(Рис.4.1.) и перечень элементов.
Результаты расчетов приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты ориентировочного расчета надежности.
┌───┬──────────────────────────────────────┬─────┬────┬───────┐
│ No│ Тип элемента │ Li │ Ni │ Ni*Li │
│ │ │ 1/ч │ │ 1/ч │
├───┼──────────────────────────────────────┼─────┼────┼───────┤
│ 1 │Диоды кремниевые │.100 │ 3 │ .30 │
│ 2 │Конденсаторы электролит.алюмин.фольга │.300 │ 2 │ .60 │
│ 3 │Микросхемы интегральные кремн.цифр. │.500 │ 1 │ .05 │
│ 4 │Платы печатные │.100 │ 1 │ .10 │
│ 5 │Резисторы переменные композиционные │.200 │ 2 │ .40 │
│ 6 │Резисторы постоянные композиционные │.005 │ 9 │ .05 │
│ 7 │Соединения электрические паяные │.001 │ 70 │ .07 │
│ 8 │Транзисторы кремниевые │.150 │ 2 │ .30 │
└───┴──────────────────────────────────────┴──────────┴───────┘
Li = Li * 10e-5
Интенсивность отказа блока 1.87e-5 1/ч
Средняя наработка до отказа 53619.30 ч
Вероятность безотказной работы до 10000 ч 83 %
Окончательный расчет
────────────────────
Kн - коэффициент нагрузки
t`, `С - температурный режим элементов
ac = 1.5 - поправочный коэффициент
(портативное оборудование для полевых условий)
19
Результаты окончательного расчета надежности.
Таблица 4.2
┌───┬────┬────┬──────────┬───────┐
│ No│ Kн │ t` │ ai(Kн,t`)│ ai*Li │
│ │ │ 'C │ │ 1/ч │
├───┼────┼────┼──────────┼───────┤
│ 1 │ .9 │ 30 │ 1.050 │ .47 │
│ 2 │ .5 │ 20 │ 0.140 │ .13 │
│ 3 │ .6 │ 30 │ 0.747 │ .06 │
│ 4 │ ── │ 20 │ 1.000 │ .15 │
│ 5 │ .4 │ 30 │ 0.373 │ .22 │
│ 6 │ .4 │ 40 │ 0.513 │ .03 │
│ 7 │ ── │ 30 │ 1.000 │ .11 │
│ 8 │ .6 │ 40 │ 1.260 │ .57 │
└───┴────┴────┴──────────┴───────┘
Li = Li * 10e-5
Интенсивность отказа блока 1.74e-5 1/ч
Средняя наработка до отказа 57631.91 ч
Вероятность безотказной работы до 10000 ч 84 %
Вероятность безотказной работы блока в зависимости от
времени для ориентировочного и окончательного расчетов
представлена на рис 4.2.
─────────────────────────────────────────────
Приведенная методика может быть использована и для расче-
тов без использования компьютерной программы. Для этого необ-
ходимо воспользоваться приведенными в Приложении таблицами,
содержащими интенсивности отказов типовых радиоэлементов и
поправочные коэффициенты влияния окружающей среды.
22
.
ЛИТЕРАТУРА
1. Райншке К. Модели надежности и чувствительности
систем. Пер. с англ., М.: Мир, 1979
2. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование
систем. Пер с англ., М.: Мир, 1980.
3. Микроэлектроника: Учеб. пособие для втузов. / Под ред.
Л.А.Коледова. Кн. 5. И.Я.Козырь. Качество и надежность интег-
ральных микросхем. - М.:Высш. шк., 1987.
4. Инженерные методы исследования надежности радиоэлект-
ронных систем. Пер. с англ., / Под ред. Половко А.М. и Варжа-
петяна А.Г., М.:Советское радио, 1968.
.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ
И СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НИМИ 5
2. НАДЕЖНОСТЬ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА 8
3. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭА 13
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА 17
Литература 23
Приложение 24
27
.
Рис.2.1. Значения поправочного коэффициента для резисторов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
Рис.2.2. Значения поправочного коэффициента для моточных
изделий с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
.
Рис.2.3. Значения поправочного коэффициента для конденсаторов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
Рис.2.4. Значения поправочного коэффициента для конденсаторов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
.
Рис.2.5. Значения поправочного коэффициента для транзисторов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
Рис.2.6. Значения поправочного коэффициента для диодов
с учетом коэффициента нагрузки и теплового режима.
.
Рис.3.1. Вероятность безотказной работы блока
.
Рис.4.1. Схема принципиальная электрическая автомати-
ческого зарядного устройства.
.
Рис. 4.2. Вероятность безотказной работы блока
(результаты расчета)
Var 1 - ориентировочный расчет
Var 2 - окончательный расчет
.
Приложение 1. Таблицы для расчетов.
Таблица П.1. Интенсивности отказов элементов РЭК.
┌─────────────────────────────────────────────────────┬──────┐
│ Элементы РЭА │ Li │
├─────────────────────────────────────────────────────┼──────┤
│Выключатели вращающиеся (каждый контакт) │0.0100│
│Выключатели кнопочные (каждый контакт) │0.0200│
│Выключатели микровыключатели (на контактную пару) │0.0100│
│Диоды германиевые │0.1500│
│Диоды кремниевые │0.1000│
│Дросели низкочастотные │0.3000│
│Дроссели высокочастотные │0.2000│
│Изоляторы │0.0200│
│Искатели шаговые │1.0000│
│Катушки индуктивности │0.2000│
│Кварцевые резонаторы │0.0500│
│Конденсаторы переменной емкости воздушные │0.0050│
│Конденсаторы переменной емкости керамические │0.0500│
│Конденсаторы переменной емкости плунжерные │0.0010│
│Конденсаторы постоянной емкости бумажные │0.1000│
│Конденсаторы постоянной емкости керамические │0.0200│
│Конденсаторы постоянной емкости металлобумажные │0.0500│
│Конденсаторы постоянной емкости слюдяные │0.0300│
│Конденсаторы постоянной емкости стеклянные │0.0300│
│Конденсаторы электролитические алюминиевая фольга │0.3000│
│Конденсаторы электролитические танталовая фольга │0.1000│
│Конденсаторы электролитические танталовые жидкости │0.0200│
│Конденсаторы электролитические танталовые твердые │0.0400│
│Лампы индикаторные накаливания │0.1000│
│Лампы индикаторные неоновые │0.0200│
│Лампы электронные выпрямители │2.0000│
│Лампы электронные гептоды │2.5000│
│Лампы электронные двойные диоды │1.5000│
│Лампы электронные двойные триоды │2.4000│
│Лампы электронные диоды │1.0000│
│Лампы электронные пентоды │2.2000│
└─────────────────────────────────────────────────────┴──────┘
24
.
Продолжение таблицы П.1.
┌─────────────────────────────────────────────────────┬──────┐
│ Элементы РЭА │ Li │
├─────────────────────────────────────────────────────┼──────┤
│Лампы электронные стабилитроны │1.3000│
│Лампы электронные тетроды │2.0000│
│Лампы электронные тиратроны │3.0000│
│Лампы электронные триоды │1.8000│
│Лампы электронные электронно-лучевые трубки │5.0000│
│Линии задержки │0.8000│
│Микросхемы интегральные кремниевые аналоговые │0.0600│
│Микросхемы интегральные кремниевые цифровые │0.0500│
│Панели ламповые (на штырь) │0.0100│
│Платы печатные │0.1000│
│Предохранители плавкие │0.0200│
│Приборы стрелочные электроизмерительные │2.0000│
│Провода монтажные (на 1 погонный метр) │0.0001│
│Резисторы переменные композиционные │0.2000│
│Резисторы переменные проволочные общего назначения │0.3000│
│Резисторы переменные проволочные прецизионные │0.6000│
│Резисторы переменные терморезисторы │0.4000│
│Резисторы постоянные композиционные │0.0050│
│Резисторы постоянные металлизированые пленочные │0.0500│
│Резисторы постоянные оксидированные пленочные │0.0020│
│Резисторы постоянные проволочные общего назначения │0.0500│
│Резисторы постоянные проволочные прецизионные │0.0100│
│Резисторы постоянные проволочные силовые │0.2000│
│Резисторы постоянные угольные пленочные │0.1000│
│Реле тепловые │0.5000│
│Реле электромагнитные герметизированные (на к.пару) │0.0050│
│Реле электромагнитные герметизированные (обмотка) │0.0100│
│Реле электромагнитные негерметизированные (на к.пару)│0.0500│
│Реле электромагнитные негерметизированные (обмотка) │0.1000│
│Соединения механические винтовые │0.0200│
│Соединения механические заклепочные │0.0100│
│Соединения электрические крученые │0.0001│
│Соединения электрические обжимные │0.0020│
└─────────────────────────────────────────────────────┴──────┘
25
.
Продолжение таблицы П.1.
┌─────────────────────────────────────────────────────┬──────┐
│ Элементы РЭА │ Li │
├─────────────────────────────────────────────────────┼──────┤
│Соединения электрические паяные │0.0010│
│Соединения электрические сварные │0.0040│
│Соединители коаксиальные │0.2000│
│Соединители многоштырьковые (на штырь) │0.0050│
│Токосъемники │2.5000│
│Транзисторы германиевые │0.1000│
│Транзисторы кремниевые │0.1500│
│Трансформаторы анодно-накальные │0.6000│
│Трансформаторы анодные │1.0000│
│Трансформаторы выходные │0.4000│
│Трансформаторы импульсные │0.7000│
│Трансформаторы накальные │0.5000│
│Электромоторы малой мощности │0.5000│
└─────────────────────────────────────────────────────┴──────┘
Таблица П.2. Поправочные коэффициенты влияния окружающей среды
┌──────────────────────────────────────────────────┬─────┐
│ Условия эксплуатации РЭА │ kс │
├──────────────────────────────────────────────────┼─────┤
│Лабораторное помещение (кондиционирование воздуха)│ 0.5 │
│Лабораторное помещение (нормальные условия) │ 1.0 │
│Портативное оборудование для полевых условий │ 1.5 │
│Подвижные установки │ 2.0 │
│Установки на морских судах малого водоизмещения │ 2.0 │
│Установки на морских судах большого водоизмещения │ 1.5 │
└──────────────────────────────────────────────────┴─────┘
26
.
Учебное издание
Нина Яковлевна Колесник
Дмитрий Александрович Горбач
ТИПОВЫЕ РАСЧЕТЫ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ
НА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРАХ
Учебное пособие
Редактор Т.Л. Федотова
Худ. редактор О.П. Крайнов
ИБ N 1080
ЛР N 020277 от 13.11.91. Подписано к печати . .93. Формат 60х84/16.
Бум.тип. N 2. Печать офсетная. Усл.-печ.л. 1.39 Уч.-изд. 1.01
Тираж 100 экз. "С" N 12.
Заказ
Издательство Дальневосточного университета
690600, г. Владивосток, ул. Октябрьская, 27
Отпечатано в лаборатории множительной техники ДВТИ
.
РЕЦЕНЗИЯ
на методическое пособие "Элементы прикладной машинной
графики в системе P-CAD", подготовленное Д.А. Горбач и
Н.Я. Колесник, объемом 24 с.
Инженер по радиоэлектронике и автоматике в условиях тех-
нической оснащенности интеллектуальной деятельности должен
свободно владеть средствами математического и программного мо-
делирования и решения задач проектирования и эксплуатации ап-
паратуры с помощью ЭВМ. Рецензируемое учебное пособие посвяще-
но комплексу этих вопросов. При этом, направленное обучение
специалистов по использованию компьютерной графики и программ-
ного обеспечения АРМ инженера, является весьма актуальным и
обусловлено широким внедрением в инженерную практику персо-
нальных ЭВМ.
Рассматриваемая работа хорошо структурирована. Теорети-
ческий материал непосредственно связан с практическими заняти-
ями - лабораторными работами. Программа этих работ дает воз-
можность студентам осваивать отдельные элементы САПР, причем в
условиях анализа реальных схем и устройств. Постановка вы-
числительных лабораторных работ является оригинальной. Направ-
ленность учебного материала стимулирует приобщение будущих
специалистов к работе на персональных ЭВМ. Проработаны в мето-
дическом пособии также и вопросы организации самостоятельной
работы: дан перечень контрольных вопросов, приводится учебная
и научная литература.
Считаю, что представленное на рецензию методическое посо-
бие является законченной работой. Оно подготовлено на высоком
научном и методическом уровне и рекомендуется к изданию для
использования в учебном процессе.
Рецензент: заведующий кафедрой Инженерной графики ДВТИ
к.т.н. А.Б. Годун.
.
Рецензия кафедры конструирования и производства
радиоаппаратуры Дальневосточного государствен-
ного технического университета на методическую
работу "Типовые расчеты надежности сложных
систем на персональных компьютерах", авторы -
Д.А. Горбач, Н.Я. Колесник, объем с.
Рецензируемое методическое пособие посвящено вопросам на-
дежности сложных систем, в том числе радиоэлектронных систем и
устройств и расчетам параметров надежности на персональных
компьютерах. При этом важно отметить, что пособие ориентирует
обучающихся на использование в своей будущей профессиональной
деятельности АРМ инженера. С этих же позиций в учебном пособии
ставятся и решаются учебные задачи по практическому освоению ме-
тодов проектирования электронных устройств на персональной ЭВМ.
Учебный материал, предлагаемый в пособии, методически отра-
ботан как в части теории, так в практических вопросах. На наш
взгляд в рецензируемой работе удачно поставлены вопросы и прог-
рамма вычислительных лабораторных работ. Материал хорошо иллюст-
рирован, подробно и наглядно описаны правила работы с програм-
мой. Проработаны также вопросы анализа результатов и контроля
знаний.
В методическом пособии в сжатой и лаконичной форме отражена
проблематика математического и программного обеспечения АРМ ин-
женера по автоматизированному расчету электронных устройств и
даны практические рекомендации. Учитывая сокращение выпуска
учебной литературы, особенно технической, необходимо отметить
подготовку рассматриваемого учебного пособия своевременной.
Считаем, что рецензируемая учебная работа соответствует
требованиям, предъявляемым к учебной литературе. Рекомендуем эту
работу к изданию в качестве учебного пособия для студентов вузов.
Заведующий кафедрой конструирования
и производства радиоаппаратуры
Дальневосточного государственного
технического университета
к.т.н., доцент Ю.А. Алексеев
Докторант кафедры,
к.т.н., доцент А.Н. Жиробок