Окончательный(уточнённый) расчёт показателей надёжности проектируемых электронных устройств.

Этот расчёт, называемый также уточнённым расчётом показателей надёжности, выполняют на заключительных стадиях проектирования РЭУ, когда выбраны типы и типоразмеры элементов, спроектирована конструкция и имеются результаты расчёта тепловых режимов, виброзащищенности и т.п. Напомним, что типоразмер эле-мента определяется основной электрической эксплуатационной характеристикой элемента(например, для резисторов– мощностью рассеивания, для конденсаторов– допустимым напряжением).

Расчёт выполняется при тех же допущениях, что и ориентировочный. Однако электрический режим и условия эксплуатации элементов учитываются более точно и, кроме того, принимаются во внимание конструктивные элементы устройства(шасси, корпус, провода и т.п.).

Последовательность расчёта:

1. Определяют коэффициенты электрической нагрузки элементов РЭУ. Пользуются общей формулой(2.3) или ее конкретными реализациями, приведенными в табл.2.1. В качестве электрической нагрузки Fном используют номинальные или предельные по ТУ электрические характеристики элементов, выбранные для проектируемой конструкции РЭУ. Электрические характеристики Fраб берут из результатов электрического расчёта принципиальной электрической схемы РЭУ или получают путём экспресс-анализа(ориентировочной оценки) электрических нагрузок схемных элементов.

2. Принимают решение о том, какие факторы, кроме коэффициента электрической нагрузки, будут учтены.

Используя результаты конструкторских расчётов, определяют значения параметров, описывающих учитываемые факторы, причём эти значения желательно иметь для каждого элемента.

3. Формируются группы однотипных элементов.

Признаками объединения элементов в одну группу в данном расчёте является не только функциональное назначение элемента, но и примерное равенство коэффициентов электрической нагрузки и параметров, описывающих другие учитываемые эксплуатационные факторы.

Если для элементов одного и того же функционального назначения значения Kн ≤ 0,05…0,1, то такие элементы по коэффициенту электрической нагрузки допускается объединять в одну группу.

4. Определяется суммарная интенсивность отказов элементов с учётом коэффициентов электрической нагрузки и условий их работы в составе устройства. Пользуются формулами

 

где λ_j(v) – интенсивность отказов элементов j-й группы с учётом электрического режима и условий работы;

λ_0j– справочное значение интенсивности отказов элементов j-й группы; j=1, …, k;

n_j– количество элементов в j-й группе; j=1, …, k;

k– число сформированных групп однотипных элементов; в предельном случае каждый элемент РЭУ может составить отдельную группу;

α() – поправочный коэффициент, учитывающий влияние фак-тора x_i; i=1, …, m;

m – количество принимаемых во внимание факторов.

Напомним, что в качестве факторов xi могут рассматриваться коэффициенты нагрузки Kн, температура и т.п.

5. По общепринятым формулам для экспоненциального распределения подсчитывают показатели To, P_Σ(t_з), Tср, Tγ.

6. Подсчитывают показатели восстанавливаемости РЭУ. Среднее время восстановления подсчитывают по формуле(3.5). Вероятность восстановления РЭУ за заданное время τЗ рассчитывают по выражению(1.24) в предположении, что время восстановления распределено по экспоненциальному закону. Расчётная формула в этом случае принимает вид

7. При необходимости подсчитывают коэффициент готовности

Kг и коэффициент оперативной готовности(вероятность нормального функционирования Pн.ф.(t_з)). Пользуются формулами

37. Физическая трактовка результатов расчёта показателей надёжности восстанавливаемых устройств(на примере наработки на отказ).

Известно, что для элементов электр. устройств интенсивность отказов не превысит значений, приводимых в ТУ или тех. справочниках по надёжности лишь в течение опред. наработки t_H, составляющей для типовых элементов (5…100) тысяч часов. За пределами этой наработки значение λ может существ. возрасти.

Причём, информация о темпе роста, как правило, отсутствует. При выполнении ориент. и окончательного расчёта предполагается, что значение λ элементов не превысит λ_ТУ или λ_спр в течение всего рассматриваемого времени.

Поэтому в случае небольшого количества элементов в составе устройства, мы ожем получить значение показателя T₀ = 1/ λ_РЭУ , составляющее сотни тысяч часов и даже более, что явно превышает уровни t_H для элементов. В таких случаях полученное значение T₀ физ. смысла не имеет, а носит чисто расчётный характер.

Пользоваться значением T₀ для РЭУ в таких случаях нельзя. Здесь необходимо пользоваться другими показателями, в частности:

а) вероятностью безотказной работы за время t_{3 →}p₁(t₃), поскольку t₃ << t_H (как правило)

б) T_γ, γ ≥ 90% В этом случае T_γ < t_H и имеет физ. смысл.