Расчет надежности устройства. Разрабатываемое устройство анализа и синтеза электрических сигналов на базе IBM PC представляет собой плату расширения стандартных функций ПЭВМ - функционально законченный модуль, устанавливаемый непосредствен-но в слот PCI персонального компьютера.
При внезапном эксплуатационном отказе ВЭО разработанного устройства компьютер остается работоспособным, но лишается возможности анализа и синтеза электрических сигналов.
По условиям функционирования, отказ любого элемента надежности ведет к отказу устройства в целом, следовательно, имеет место совмещение событий, то есть элементы надежности соединены последовательно.
Вероятность безотказной работы системы может быть подсчитана по формуле 5.1 , 5.1 где j - интенсивность отказов j-ой группы равнонадежных элементов при эксплуатации в заданных условиях, подсчитывается по формуле 5.2 , 5.2 где oj - интенсивность отказов j-ой группы равнонадежных элементов при эксплуатации в номинальном режиме j - поправочный коэффициент интенсивности отказов j-ой группы, учитывающий влияние температуры окружающей среды и коэффициент нагрузки Nj - число элементов j-ой группы K - коэффициент учитывающий условия эксплуатации РЭА. Рассчитывается K по формуле , 5.3 где K1 - коэффициент учитывающий влияние механических факторов K2 - коэффициент учитывающий воздействие климатических факторов K3 - коэффициент учитывающий воздействие пониженного атмосферного давления m - число равнонадежных групп.
Определим количественное значение вероятностей безотказной работы элементов, используя экспоненциальный закон надежности.
Его применение оправдано тем, что элементы надежности подвержены в основном внезапным отказам, расчет надежности ведется на время до поступления первого отказа и можно предположить, что поток отказов является простейшим. В таблице 5.1 указано результирующее значение интенсивности отказов элементов, которое представляет собой произведения табличного значения интенсивности их отказов на количество элементов Nj данного типа, используемых в устройстве. Таблица 5.1 Интенсивности отказов элементов Наименование элемента Nj, шт Интенсивность отказов 0 j, 10-6 ч-1 j Интенсивность отказов j, 10-6 ч-1 Результирую-щая интенсив-ность отказов Njj, 10-6 ч-1 мин. макс. мин. макс. мин. макс. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Диод кремниевый 4 0,150 0,25 0,88 0,132 0,22 0,528 0,88 Дроссель питания 3 0,500 1,40 0,75 0,375 1,05 1,125 3,15 Интегральная микросхема 13 0,010 0,10 1,00 0,010 0,10 0,130 1,30 Продолжение таблицы 5.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Конденсатор керамический 27 0,040 0,60 0,80 0,032 0,48 0,864 12,96 Конденсатор электролити- ческий 11 0,003 0,50 0,80 0,002 0,40 0,022 4,40 Механическое соединение 82 0,040 0,80 1,00 0,040 0,80 3,280 65,60 Пайка 800 0,001 0,05 1,00 0,001 0,05 0,800 40,00 Печатная плата 1 0,800 1,00 1,00 0,800 1,00 0,800 1,00 Резистор подстроечный 1 0,100 0,57 0,72 0,072 0,41 0,072 0,41 Резистор постоянный 24 0,010 0,06 0,72 0,007 0,04 0,173 1,04 Интенсивность отказов системы, 10-6 ч-1 7,794 130,74 Средняя наработка на отказ, ч 128304 7648 Вероятность безотказной работы при tср 5000час 0,962 0,537 Определим надежность проектируемого устройства по величине интенсивности отказов по формуле 5.4 5.4 Подставляя числовые значения получим с 130,7410-6 ч-1. Обратная величина Tc 7648 ч. Вероятность безотказной работы при t 5000 ч равна Pc 0,537. Таким образом, надежность разрабатываемого устройства удовлетворяет требованиям технического задания. 5.3