Расчёт надёжности схемы увязки

 

Обеспечение надежности является одной из ключевых проблем при разработке, производстве и эксплуатации технических устройств различного типа и назначения. В последнее время эта проблема стала предметом очень широких исследований.

Отказ технических устройств не только нарушает работу всей системы, но может привести и к тяжелым последствиям, даже гибели людей. В связи с этим надежность рассматривается как одна из самых важных характеристик современных технических устройств.

Обычно предполагают, что отказы элементов являются событиями независимыми. При этом допущении имеет место следующее выражение:

 

 

где Р_a(t) - функция надежности системы;

Р_j (t) - функция надежности j-го элемента системы;- число элементов в системе.

Для условий, когда интенсивность отказов можно принять постоянной, показатели надежности аппаратуры определяются равенством:

 

 

где  - интенсивность отказов;

 

,

где  - эксплуатационные интенсивности отказов групп равнодоступных элементов.

 

 

где n_i - число элементов i-той группы;

 - интенсивность отказов элементов j-той группы.

Определим показатели надежности схемы увязки. Схема содержит:

3 транзистора;

3 конденсаторов;

2 резисторов;

2 катушки индуктивности.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 8.1.1

Время t, для которого определяется расчетная вероятность безотказной работы берется из ряда: 100; 1000; 2000; 5000; 10⁴; 2´10⁴ часов.

Формула для определения интенсивности отказов датчика с учетом интенсивности отказов паек имеет вид:

 

 

где n_паек - число паек в схеме, равно 44.

Среднее время наработки на отказ определили по формуле:

 

 

где К_м - коэффициент учитывающий механические нагрузки.

Так при: К_м = 1 t_с = 333378 ч

К_м = 1,5 t_с = 222252 ч

Эти значения времени говорят о большой устойчивости работы прибора, так как полученные t_с значительно превосходят требуемую величину среднего времени наработки на отказ t = 1000 ч.

По результатам расчета строим зависимость вероятности безотказной работы от времени. График этой зависимости представлен на рис 6.1.

 

График этой зависимости вероятности безотказной работы схемы от времени.

 

 

Интенсивность отказов элементов, входящих в схему увязки

Элемент	l j, 1/r
Индуктивность	0,25´10^-6
Конденсатор	0,132´10^-6
Резистор	0.06´10^-6
Транзистор	0,25´10^-6

 

По результатам расчета надежности схемы увязки можно сделать вывод, что при работе в нормальном режиме и правильной эксплуатации она обладает достаточно высокой точностью.

Программа по расчету надежности схемы увязки на ЭВМ.

Расчет надежности с помощью ЭВМ производился по следующей программе, написанной на языке программирования Pascal:

 

Program Nadeg;V, I, Z: longint;, LL, II:array [1..5] of real;:array [1..200] of real;, S0, T, P: real;:string;:text;(lst, 'result.txt'); rewrite(lst);:=0;[1]:=12; LL[1]:=6.00e-8;[2]:=5; LL[2]:=1.32e-7;[3]:=3; LL[3]:=2.50e-7;[4]:=2; LL[4]:=2.50e-7;[5]:=44; LL[5]:=8.40e-9;('коэффициент нагрузки K='); readln(K);

write ('время наработки V='); readln(V);

str (k, s1); writeln (lst, 'коэффициент нагрузки K='+s1);(V, s1); writeln (lst, 'время наработки V='+s1);(lst, 'I=1-резистор; I=2-конд-р; I=3-транзистор;',

'I=4-индуктивность; I=5-пайка');

writeln (lst, 'введем количество элементов N(I)');(lst, 'введем интенсивность отказов L(I)');

for I:=1 to 5 do begin(lst, 'I=', I, ' N(I)=', NN[I]:5:0, ' L(I)=', LL[I]:10);[I]:=NN[I]*LL[I];:=S0+II[I];;; writeln;(lst, 'время безотказной работы');:=1/(K*S0);(lst, ' T=', T:1:1);

writeln (lst, 'вероятность и время наработки (час)');

for Z:=0 to (V DIV 1000) do begin:=exp (-K*S0*Z*1000);(lst, ' P=', P:1:6, ' Z=', Z*1000);;

close(lst);.