Количественные характеристики надежности

Задача 5

Произвести (выполнить) полный расчет надежности триггера, при следующих параметрах элементов:

R1, R9 - МЛТ - 0,25 - 10 кОм;

R2, R8 - МЛТ - 0,5 - 5,1 кОм;

R3, R7 - МЛТ - 0,5 - 3,0 кОм;

R4, R5 - МЛТ - 0,25 - 1,5 кОм;

R6 - МЛТ - 1 - 120 кОм;

VT1, VT2 - МП 42А;

С1, С5 - МБМ - 1000 пФ;

С2, С4 - КМ - 300 пФ;

С3 - К50 - 6 - 0,1 мкФ;

VD1, VD2 - Д9А

Температура внутри блока, где установлен триггер - 30оС

Условия эксплуатации: стационарные (полевые)

Напряжение питания триггера Uп= -10 В

Принципиальная схема триггера

Необходимо найти интенсивность отказа, вероятность безотказной работы и среднее время работы до первого отказа триггера, если отказы его элементов распределены по экспоненциальному закону.

Произвести анализ полученных результатов и дать рекомендации по повышению надежности.

Решение

Окончательный расчет надежности производится на завершающей стадии проектирования, когда определены типы, номиналы и режимы работы всех элементов.

Известно, что интенсивность отказов элементов зависит от режимов их работы, температуры окружающей среды, вибрации и т.д. Зависимость интенсивности отказов элементов от величины электрической нагрузки определяется с помощью коэффициента нагрузки.

1. Определим коэффициент нагрузки резисторов:

Интенсивность отказов резисторов:

2. Определим коэффициент нагрузки диодов:

Интенсивность отказов диодов:

3. Коэффициент нагрузки конденсаторов:

Интенсивность отказов конденсаторов:

4. Коэффициент нагрузки транзистора:

Интенсивность отказов транзистора:

5. Суммарная интенсивность отказов:

6. Вероятность безотказной работы за 1000 часов:

7. Среднее время работы до первого отказа триггера, если отказы его распределены по экспоненциальному закону:

Полученные результаты занесем в таблицу.

Вывод:

Из уточненного расчета следует, что использование облегченных режимов работы элементов и щадящих условий эксплуатации позволяет значительно повысить надежность проектируемой аппаратуры.

Задача 6

Задана структурная схема для расчета надежности системы представлены на рис по известным интенсивностям отказов ее элементов предполагая, что отказы распределены по экспоненциальному закону. Определить:

Вероятность безотказной работы системы;

Интенсивность отказа узла системы

Среднее время наработки до первого отказа системы.

Узлы в системе можно представить, с точки зрения надежности, как последовательно, так и параллельно соединенные элементы.

Так, например вероятность безотказной работы последовательно соединенных элементов можно определить как произведение вероятностей безотказной работы каждого элемента:

Pc(t)=P1(t)*P2(t) а вероятность отказа qc(t)=1-Pc(t) = 1- P1(t)*P2(t)

А вероятность безотказной работы параллельно соединенных элементов можно найти так:

qc(t)= q1(t)*q2(t); Pc(t)=1- qc(t); Pc(t)=1- (1- P1(t))(1- P2(t))

Вероятность безотказной работы i элемента можно найти по формуле:

Если воспользоваться вышеуказанными правилами вычисления вероятностей безотказной работы для последовательно и параллельно соединенных элементов, то вероятность безотказной работы узла системы (обведенного пунктиром) можно найти по формуле:

Интересное из раздела

Программируемый генератор сигналов
Современное состояние и перспективы развития многих отраслей техники, в том числе и радиоэлектроники, во многом определяются широким проникновением средств ...

Проектирование автомата подачи звонков
Разработанный автомат подачи звонков удовлетворяет всем требованиям, предъявленным в задании. Настройка автомата производится с помощью трех кнопок: «вверх» ...

20-разрядный аналого-цифровой преобразователь, изготовленный по технологии КМОП 0,9 пм
Традиционные конструкции аналого-цифровых преобразователей (АЦП) использовали параллельную архитектуру и биполярные технологии для получения 8-битного разрешени ...