4.4 Расчёт надёжности навигационного приемника на МК PIC16F877

4.4 Расчёт надёжности навигационного приемника на МК PIC16F877

Надёжность – свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени.

Надёжность – это сложное комплексное понятие, с помощью которого оцениваются такие важные понятия, как:

- долговечность – время работы устройства до его полного износа;

- работоспособность – состояние устройства, при котором устройство выполняет заданные функции с заданными параметрами;

- безотказность – среднее время работы устройства в течении которого устройство сохраняет свою работоспособность без прерываний и отказов;

- ремонтопригодность – свойство устройства, заключающееся в приспособлении устройства к ремонту и обслуживанию (с целью выявления и устранения отказов);

- восстанавливаемость – отражает скорость и полноту восстановления работоспособности при наступлении временных отказов устройства.

Расчёт показателей надёжности заключается в определении реальной суммарной интенсивности отказов схемы электрической принципиальной.

Интенсивность отказов i-того типа элементов определяется по формуле:

= * *K₁*K₂*K₃ (5.1)

где - интенсивность отказов данного типа элементов при номинальной электрической нагрузки и нормальных условиях эксплуатации;

- коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающей среды и электрической нагрузки элемента (для элементов неуказанных в таблице =1);

K₁ – коэффициент, учитывающий влияние механических факторов;

K₂ – коэффициент, учитывающий влияние климатических факторов;

K₃ – коэффициент, учитывающий влияние пониженного атмосферного давления.

В расчетах при выполнении практических работ будет принята, что опытный образец эксплуатируется при нормальных условиях тогда К₁=К₂=К₃=1 и формула 5.1 примет вид:

= (5.2)

Интенсивность отказов элементной базы устройства определяется суммарным значением интенсивности отказов каждого элемента, определяется по формуле:

ʌ_сх (5.3)

где – число элементов i-того типа;

n_i - количество элементов данного типа.

Интенсивность отказов и время безотказной работы схемы связаны отношением:

(5.4)

Суммарная интенсивность отказов схемы после пайки элементов на печатную плату определяется по формуле:

ʌ_уст (5.5)

Время безотказной работы устройства связаны отношением:

(5.6)

Экспоненциальная зависимость, которая четко вырастает зависимостью интенсивности отказов устройства от гарантированной наработки, рассчитывается по формуле:

(5.7)

где ʌ - итоговая суммарная интенсивность отказов;

t – время наработки, выбираемое из числового ряда t1=1 000 ч,

t2=2 000 ч., t3=4 000 ч., t4=8 000 ч., t5=16 000 ч., t6=T_уст=

Рассчитываем интенсивности отказов и время безотказной работы схемы электрической принципиальной. Для удобства все данные сводим в таблицу 5.1

Таблица 5.1 - Данные интенсивности отказа элементов изделия

Название элементов	Тип, маркировка	Количество
MCU	PIC16F877 DD2		0,5		0,5	0,5
Резисторы	Постоянные МЛТ R1-R8		0,02	0,5	0,01	0,38
	переменные		0,25	0,5	0,125	0,125
Конденсаторы	Оксидно-электрические		0,5	0,64	0,32	1,6
	прочие		0,07	0,64	0,00448	0,04928
Диоды	VD1 KC133Г		0,2	0,7	0,14	0,14
Светодиоды	HL1AA307B		0,5	0,83	0,415	0,83
Транзисторы	VT1-VT7 КТ315В		0.5	0.3	0.15	1.05

Определяем суммарную интенсивность отказов элементов по формуле 5.3.

Определяем время безотказной работы схемы электрической принципиальной по формуле 5.4.

Рассчитываем интенсивность отказов элементов, после их монтажа на печатную плату. Для удобства все данные сводим в таблицу 5.2

Таблица 5.2 - Данные интенсивности отказа

Название элемента	Количество mi	Количество паянных соединений n
ИМС			0,01	0,58
Резисторы			0,01	0,16
Конденсаторы			0,01	0,04
Светодиоды			0,01	0,14
Диод			0,01	0,02
Транзисторы			0,01	0,21
Пьезоизлучатель звука			0,01	0,02
Кнопки контактные			0,01	0,24
Кварцевый резонатор			0,01	0,02
Реле			0,01	0,07
ПП на один слой		-	0,7	0,7

Суммарную интенсивность отказов схемы после пайки элементов на печатную плату определяем по формуле 5.5.

Определяем время безотказной работы устройства по формуле 5.6.

Экспоненциальную зависимость, которая чётко выражает зависимость отказов устройства от гарантийной наработки, рассчитываем по формуле 5.7.

По полученным данным строим график экспоненциальной зависимость, который представлен на рисунке 5.1

Дата добавления: 2015-08-29