регистрация / вход

Расчет показателей надежности состава ЗИП погрешности электронных средств

Контрольная работа «Расчет показателей надежности, состава ЗИП, погрешности электронных средств» Павловский М.И. Расчет показателей надежности

Контрольная работа

«Расчет показателей надежности, состава ЗИП, погрешности электронных средств»

Павловский М.И.


1. Расчет показателей надежности

Для расчета показателей надежности выбрана схема зарядного устройства на силовом инверторе из журнала «Радиолюбитель» №08 за 2009 год.

Таблица 1 - Определение величины интенсивности отказов

Наименование элемента Обозначение по схеме Количество nj Номинальная интенсивность отказов лj0 , 10-6 ч-1 Режим работы Поправочный коэффициент бj Значение njj0j
t kн
Аккумулятор GB1 1 0,01 45 1 2,4 0,024
Амперметр PA1 1 0,01 45 0,5 0,2 0,002
Аналоговый таймер DA1 1 0,075 45 1 2,4 0,18
Выключатель SA1 1 0,07 45 0,8 1,8 0,126
Выпрямитель VD6 1 0,2 45 0,9 0,91 0,182
Диоды VD1-VD5 5 0,2 45 0,7 0,76 0,76
Дроссель T2 1 0,02 45 0,9 2,4 0,048
Конденсаторы C1, C7 2 0,035 45 0,5 0,64 0,044
Конденсаторы C2, C3 2 0,035 45 0,4 0,9 0,063
Конденсаторы C4, C5 2 0,035 45 0,6 0,9 0,063
Конденсаторы C6, C8-C13 7 0,035 45 0,7 1,24 0,303
Оптопара DA2 1 0,075 45 1 2,4 0,18
Предохранители FU1, FU2 2 0,5 45 0,6 0,76 0,76
Резисторы R15 1 0,071 45 0,4 0,51 0,036
Резисторы R3, R5, R6 3 0,071 45 0,2 0,33 0,07
Резисторы R2, R8, R12, R13 4 0,071 45 0,5 0,6 0,17
Резисторы R1, R4, R7, R9-R11, R14, R16 8 0,071 45 0,3 0,42 0,238
Светодиод HL1 1 0,2 45 0,7 0,76 0,152
Стабилизатор напряжения DA3 1 1 45 1 2,4 2,4
Терморезисторы RK1, RK2 2 0,2 45 0,4 0,51 0,204
Транзисторы VT1, VT2 2 0,5 45 0,8 1,22 1,22
Трансформатор T1 1 1,09 45 0,9 2,4 2,616

Выберем поправочные коэффициенты в зависимости от условий эксплуатации устройства (рис. 1).

k1=1, k2=2.5, k3=1;

Рис. 1


Интенсивность отказов изделия:

λ=2.461*10-5 ч-1 ;

Определяем среднее время безотказной работы Tm :

Tm = 40633.64 ч.

Построим график вероятности безотказной работы P(t) = exp(-λt) рис. 2.

Рис. 2

P(Tm ) = 0.37;


2. Расчет комплекса одиночного ЗИП

Таблица 2 - Определение состава комплекта ЗИП

Наименование элемента Обозначение по схеме Кол - во nj Номинальная интенсивность отказов лj0, 10-6 ч-1 Среднее число отказов mi Необходимое число ЗИП Фактическая вероятность необеспечения ЗИП гi
Аккумулятор GB1 1 0,01 0,0004 0 0,0006
Амперметр PA1 1 0,01 0,0004 0 0,0006
Аналоговый таймер DA1 1 0,075 0,0030 1 0,0006
Выключатель SA1 1 0,07 0,0028 1 0,0006
Выпрямитель VD6 1 0,2 0,0081 1 0,0006
Диоды VD1-VD5 5 0,2 0,0406 1 0,0006
Дроссель T2 1 0,02 0,0008 1 0,0006
Конденсатор C1 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсатор C10 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсатор C11 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсатор C12 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсатор C13 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсатор C2 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсатор C3 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсатор C6 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсатор C7 1 0,035 0,0014 1 0,0006
Конденсаторы C4, C5 2 0,035 0,0028 1 0,0006
Конденсаторы C8, C9 2 0,035 0,0028 1 0,0006
Оптопара DA2 1 0,075 0,0030 1 0,0006
Предохранитель FU1 1 0,5 0,0203 1 0,0006
Предохранитель FU2 1 0,5 0,0203 1 0,0006
Резистор R1 1 0,071 0,0029 1 0,0006
Резистор R11 1 0,071 0,0029 1 0,0006
Резистор R15 1 0,071 0,0029 1 0,0006
Резистор R16 1 0,071 0,0029 1 0,0006
Резистор R3 1 0,071 0,0029 1 0,0006
Резисторы R12, R13 2 0,071 0,0058 1 0,0006
Резисторы R2, R8 2 0,071 0,0058 1 0,0006
Резисторы R5, R6 2 0,071 0,0058 1 0,0006
Резисторы R7, R14 2 0,071 0,0058 1 0,0006
Резисторы R4, R9, R10 3 0,071 0,0087 1 0,0006
Светодиод HL1 1 0,2 0,0081 1 0,0006
Стабилизатор напряжения DA3 1 1 0,0406 1 0,0006
Терморезистор RK1 1 0,2 0,0081 1 0,0006
Терморезистор RK2 1 0,2 0,0081 1 0,0006
Транзисторы VT1, VT2 2 0,5 0,0406 1 0,0006
Трансформатор T1 1 1,09 0,0443 1 0,0006

Рассчитываем усредненную вероятность необеспечения ЗИП на одну группу сменных элементов:

α=0.96;

γ ≈ 0.0011;

Исходя из полученных данных, рассчитаем значение фактической вероятности обеспечения ЗИП:

αф = 0.9778 > α

3. Расчет погрешности

Схема функционального узла (рис. 3):


Рис. 3

Параметры элементов:

R1, кОм R2, кОм R3, кОм TKR1, о С-1 TKR2, о С-1 TKR3, о С-1 KCR1, час-1 KCR2, час-1 KCR3, час-1
15±20% 12±10% 10±10% (5±2)10-3 (4±1)10-3 (3±1)10-3 (6±2)10-5 (4±1)10-5 (5±1)10-5

Исходя из предложенной схемы, получим уравнение зависимости модуля коэффициента передачи от схемных параметров:

Рассчитываем коэффициенты влияния всех параметров по формуле:


Значения коэффициентов влияния:

Параметр R1 R2 R3
Коэф. влияния 2/15 2/3 1/5

Рассчитываем среднее значение производственной погрешности Ei и величину половины допуска δi :

E1 =0%, E2 =0%, E3 =0%;

δ1 =20%, δ2 =10%, δ3 =10%;

Рассчитаем значение середины поля рассеивания производственной погрешности:

Ey пр =2/15*0+2/3*0+1/5*0 = 0;

Значение половины поля рассеивания ly пр производственной погрешности:

ly пр = ((2/15)2 *202 +(2/3)2 *102 +(1/5)2 *102 )1/2 ≈7.45%;

Параметр Ey пр ly пр
Значение 0 7,45%

Рассчитаем характеристики температурной погрешности:


E(TKR1 )=0%, E(TKR2 )=0%, E(TKR3 )=0%;

δ(TKR1 )=40%, δ(TKR2 )=25%, δ(TKR3 )=33%;

Среднее значение E(TKY) температурного коэффициента (ТК) выходного параметра и величина половины поля рассеивания l ( TKY ) :

E(TKY) = 2/15*0+2/3*0+1/5*0 = 0%;

l(TKY) = ((2/15)2 *402 +(2/3)2 *252 +(1/5)2 *332 )1/2 ≈18.7%;

Среднее значение Ey t и величина половины поля рассеивания ly t температурной погрешности выходного параметра:

Ey t = Δt* E(TKY);

t1=-15o C, Ey t1 = (-15-20)*0=0;

t2=35o C, Ey t2 = (35-20)*0=0;

ly t = |Δt|* l(TKY) ;

t1=-15o C, ly t1 = | (-15-20) |*18.7=35*0.187=6.545 o C;

t2=35o C, ly t2 = | (35-20) |*18.7=15* 0. 187=2 . 805 o C;

Температура/Погрешности Ey t , o C ly t , o C
t1=-15 o C 0 6.545
t 2 =35 o C 0 2.805

Рассчитаем характеристики погрешности старения:

E(KСR1 )=0%, E(KСR2 )=0%, E(KСR3 )=0%;

δ(KСR1 )=33%, δ(KСR2 )=25%, δ(KСR3 )=20%;

Среднее значение E(KCY) коэффициента старения (КС) выходного параметра и величина половины поля рассеивания l ( KCY ) KC выходного параметра:


E(TKY) = 2/15*0+2/3*0+1/5*0 = 0%;

l(TKY) = ((2/15)2 *332 +(2/3)2 *252 +(1/5)2 *202 )1/2 ≈17.7%;

Среднее значение Ey τ и величина половины поля рассеивания ly τ погрешности старения выходного параметра:

τ=2000 часов;

Ey τ = τ* E ( KCY ) = 2000*0 = 0 ч.;

ly τ = τ* l ( KCY ) = 2000*0.177 = 354 ч.;

Параметр Ey τ ч. ly τ ч.
Значение 0 354

Определяем верхнюю и нижнюю границу поля рассеивания эксплуатационной погрешности:

Среднее значение эксплуатационной погрешности выходного параметра для температуры t и времени τ:

Ey t , τ = Ey пр + Ey t + Ey τ = 0+0+0 = 0;

Величина половины поля рассеивания эксплуатационной погрешности выходного параметра для температуры t и времени τ:

ly t1,0 = (0.07452 +6.5452 +02 )1/2 =6.54;

ly t2,0 = (0.07452 +2.8052 +02 )1/2 =2.80;

ly t1, Т = (0.07452 +6.5452 +3542 )1/2 =354.06;

ly t2, Т = (0.07452 +2.8052 +3542 )1/2 =354.01;


Итоговая верхняя и нижняя границы поля рассеивания эксплуатационной погрешности выходного параметра для температуры и времени:

l + t = 354.06; l - t = – 354.06;

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий