Радио электронные средства бытового назначения

 

 

где λ_i - средняя интенсивность отказов равнонадежных элементов схемы;

      N– общее количество элементов.

Ориентировочный расчет проводится тогда, когда на изделие и все его составные части разработаны электрические принципиальные схемы. При ориентировочном расчете учитывается влияния на надежность изделия количества и типов применяемых в схемах элементов. При расчете делаются следующие допущения: все элементы схемы работают в нормальном режиме, предусмотренном техническими условиями на эти элементы; все элементы изделия работают одновременно; интенсивности отказов элементов берутся для периода нормальной работы, т.е. λ_i(t)=const. Интенсивности отказов элементов каждого типа берутся по соответствующим таблицам из справочников по надежности. Таким образом, ориентировочный расчет надежности позволяет определить рациональный состав элементов в изделии и наметить пути повышения надежности.

Окончательный расчет проводится на этапе технического проектирования и учитывает влияние на характеристики надежности режимов работы элементов в схеме и конкретные условия эксплуатации изделия. В общем случае интенсивности отказов элементов зависят от электрического режима работы элемента в схеме, температуры окружающей среды, механических воздействий в виде вибраций и ударов, влажности воздуха, давления, радиации и ряда других возможных факторов.

Выполним расчет интенсивности  отказов.

Для транзисторов кремниевых имеем:

1/ч

1/ч

Для конденсаторов керамических имеем:

1/ч

1/ч

Для резисторов постоянных имеем:

1/ч

1/ч

Для резисторов переменных имеем:

1/ч

1/ч

Для разъемов имеем:

1/ч

1/ч

Для платы имеем:

1/ч

Для пайки имеем:

1/ч

1/ч

Общая интенсивность отказов всего устройства составляет

1/ч.

1/ч.

1/ч.

Средняя наработка устройства составляет

 часов или _11,246 года

Определим вероятность безотказной работы устройства. Для этого используем следующие соотношения:

- вероятность  безотказной работы устройства:

;

- вероятность  безотказной работы при времени  эксплуатации t=1000:

;

- вероятность  безотказной работы при времени  эксплуатации t=10000:

;

- вероятность  безотказной работы при времени  эксплуатации t=100000:

;

- вероятность  отказа устройства

;

- вероятность  отказа устройства при времени эксплуатации t=1000:

;

-вероятность отказа устройства при времени эксплуатации t=10000:

;

- вероятность  отказа устройства при времени эксплуатации t=100000:

.

 

Из расчетов видно, что с увеличением количества часов работы устройства вероятность безотказной работы устройства уменьшается.

 

 

 

7 Резервирование устройства

Выберем резервирование замещением. Резервирование замещением предполагает обнаружение  отказавшего элемента или узла и  подключение исправного [1-4]. Замещение может происходить либо вручную, либо автоматически. Схема замещения исследуемого устройства представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема резервирования устройства

Расчет  вероятности безотказной работы устройства проводится по формуле:

где m – число резервных систем, включенных параллельно основной,

t – количество часов наработки .

Для рассматриваемой  схемы резервирования получаем, что

- рассчитываемая  вероятность безотказной работы  резервной схемы устройства при времени эксплуатации t=1000 составляет:

;

- вероятности  безотказной работы резервной  схемы устройства при времени эксплуатации t=10000:

;

- вероятность  безотказной работы резервной  схемы устройства при времени эксплуатации t=100000:

.

 

Из анализа  приведенных выше данных следует, что  резервирование замещением позволяет существенно увеличить вероятность безотказной работы устройства при времени эксплуатации 100000 часов.

 

 

8 Результаты расчетов

Сводные данные расчетов, выполненных в курсовой работе, приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Сводная таблица результатов расчетов

Наименование	Обозначение	результат
Средняя интенсивность отказов	λср	10,151*10-6 1/ч
Средняя наработка всего устройства	Тср	11,246 года
Вероятность безотказной работы устройства при времени эксплуатации t=1000	P(t)	0,99
Вероятность безотказной работы устройства при времени эксплуатации t=10000	P(t)	0,903
Вероятность безотказной работы устройства при времени эксплуатации t=100000	P(t)	0,362
Вероятность отказа устройства при времени  эксплуатации t=1000	q(t)	0,01
Вероятность отказа устройства при времени  эксплуатации t=10000	q(t)	0,097
Вероятность отказа устройства при времени  эксплуатации t=100000	q(t)	0,638
Вероятность безотказной работы резервированного устройства при времени эксплуатации t=1000	P(t)	1
Вероятность безотказной работы резервированного устройства при времени эксплуатации t=10000	P(t)	0,991
Вероятность безотказной работы резервированного устройства при времени эксплуатации t=100000	P(t)	0,593

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Выполненные в курсовой работе расчеты надежности предварительного усилителя с изменяемой амплитудно-частотной характеристикой, приведенные в таблице 8.1, показали, что чем больше резервных систем, тем больше вероятность безотказной работы, то есть надежность устройства РЭА. В то же время стоимость его прямо пропорциональна количеству резервных систем.

Рекомендуемое время эксплуатации устройства без  резервирования не более 1000 часов, а  со схемой резервирования не более 10000 часов.

Устройство  может быть использовано для решения  практических задач в составе  штатной радиоэлектронной аппаратуры бытового назначения.

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Румянцев К.Е., Шелухин О.И. Радиоэлектронные средства бытового назначения. Уч. для вузов. М.: ИЦ Академия, 2008. 480 с.
2. Чулков Н.А., Деренок А.Н. Надежность технических систем и техногенный риск. Уч. пособие. Томск: изд-во Томского политехн. Ун-та, 2012. 150 с.
3. ГОСТ 21317-87. Аппаратура радиоэлектронная бытовая. Методы испытаний на надежность. М.: Изд-во стандартов, 1990.
4. Бережной В.П. Дубицкий Л.Г. Выявление причин отказов РЭА. М.: Радио и связь, 1983. 232 с.
5. Георгиу В.Г., Галамага В.Н. Практическая электроника. Кишинев. МСЭ, 1989. 256 с.
6. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности. Учебник. М. Высш. школа. 1977. 160 с.
7. Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства. Справочник. - М.: Радио и связь, 1984. 400 с.
8. Никулин С.М. Надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1979. 80 с.
9. Основы эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры / Под ред. Лавриненко В.Ю. М.: Высшая школа, 1978. 320 с.
10. Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах. Уч. пособие. / Под ред. Г.В. Дружинина. М.: Энергия, 1976. 448 с.
11. Терещук Р.М. [и др.] Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник. Киев.: Наукова думка. 1981. 672 с.
12. Тюриков В.Л. Теоретические основы надежности. Уч. пособие. МО РФ. 1999. 132 с.
13. Улинич Р.Б. Практическое обеспечение надежности РЭА при проектировании. М.: Радио и связь, 1985. 112 с.