Расчет надежности автономного программатора

(Справочное)

Разработанный автономный программатор относится к нерезервируемой РЭА. Поэтому вероятность безотказной работы изделия равна произведению вероятностей безотказной работы его элементов:

Ризд= Р1Р2Р3...Рn = .

Выполняя расчет для периода нормальной эксплуатации, считают интенсивности отказов радиоэлементов l0i величинами постоянными, а вероятность их безотказной работы подчиняющуюся экспоненциальному закону: Рi = ехр(- l0it).

Отсюда наработка на отказ

То = 1/l, (1)

а вероятность безотказной работы

Ризд = ехр(-t/То). (2)

Здесь l = - параметр, характеризующий суммарную интенсивность отказов всех радиокомпонентов изделия.

Сущность расчетов надежности заключается в определении численных значений основных вышеуказанных показателей. На начальном этапе проектирования после разработки принципиальных электрических схем РЭА с целью рационального выбора типов отдельных элементов и определения (в случае необходимости) путей и мер по обеспечению требуемых показателей надежности производятся приближенные или ориентировочные расчеты.

В основу этих расчетов обычно кладутся следующие допущения:

- все элементы данного типа равнонадежны,

- все элементы работают в номинальных режимах с Кн=1,

- интенсивности отказов элементов не зависят от наработки,

- отказы различных элементов являются независимыми случайными событиями,

- все элементы аппаратуры работают одновременно.

Величина интенсивности отказов РЭА l определяется по формуле

l = .

Учитывая вышеизложенное, проведем ориентировочный расчет основных показателей надежности разработанного устройства. Схема программатора приведена в приложении 3. Полученные данные сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Ориентировочный расчет показателей надежности

  Наименование и тип элемента Обозначение по схеме Кол-во элементов Ni, шт. Интенсивность отказов, l0i , 10-6 1\ч Интенсивность отказов группы Nil0i, 10-6 1\ч
Резисторы постоянные С2-33-0,125 R 0,5 3,5
Резисторы переменные СП5-2ВА R 1,7 3,4
Конденсаторы неполярные К10-17б С 0,4 0,4
Конденсаторы полярные К50-35 С 1,4 1,4
Микросхемы аналоговые и цифровые DА, DD 0,1 0,6
Диоды импульсные VD 0,3 0,6
Светодиод АЛС323А-5 VD 1,1 1,1
Переключатель RCL371 S 2,3 2,3
Джампер MJ-O-4,5 SP 0,1 0,3
Вилка WF-3 Х 1,6 1,6
Кабель плоский FRC-5 (шлейф) Х 0,2 0,2
Панельки для ИС Х 0,1 0,3
Паяные соединения - 0,01 2,17
        l =17,87

Согласно приведенным выше формулам, наработка до отказа автономного программатора составляет То= 1/17,8710-6=5596056тыс. часов. Вероятность безотказной работы за 1000 часов составит 0,98.

Полученное значение наработки на отказ с учетом объема программирования ИС UVPROM (10…30 ед/день) обеспечит безотказную работу устройства в течение всего срока службы. Профилактической замены потребуют только панельки для ИС после превышения количества гарантированного производителем операций установки и снятия ИС UVPROM.

При проведении уточнённого расчета надежности необходимо учитывать влияние электрических режимов радиокомпонентов (коэффициент электрической нагрузки Кн), температуры окружающей среды и условия эксплуатации радиоаппаратуры.

Для учета совместного влияния электрических режимов работы и температуры окружающей среды необходимо воспользоваться графиками, приведенными в приложении 1, и скорректировать значения интенсивностей отказов всех элементов программатора (ai - поправочный коэффициент). Например, интенсивность отказов полярных конденсаторов при t=60ºC и Кн=0,7 согласно графика на рисунке 10 увеличится в ai2,7 раза и составит 1\час. Это значение и следует учитывать при расчете надежности устройства.

Аналогичным образом уточняются интенсивности отказов других компонентов программатора. Эти скорректированные значения должны быть использованы в таблице 2.

Таблица 2 – Уточненный расчет показателей надежности

  Наименование и тип элемента Обозначение по схеме Кол-во элементов Ni, шт. Интенсивность отказов, l0i 10-6 1\ч Поправочный коэффициент ai Интенсивность отказов, 10-6 1\ч Интенсивность отказов группы Ni 10-61\ч

 

При эксплуатации программатора в составе автомобильной аппаратуры ( ) в субтропическом климате ( ) и в гористой местности до 3 км над уровнем моря ( ) результирующее значение интенсивности отказов l увеличится на коэффициент = 3,21. Именно это значение l , учитывающее влияние электрических режимов, температуры окружающей среды и условия эксплуатации радиоаппаратуры должно быть использовано в формулах (1) и (2).