Расчет надежности автономного программатора

(Справочное)

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

Р_изд= Р₁Р₂Р₃...Р_n = .

Выполняя расчет для периода нормальной эксплуатации, считают интенсивности отказов радиоэлементов l_0i величинами постоянными, а вероятность их безотказной работы подчиняющуюся экспоненциальному закону: Р_i = ехр(- l_0it).

Отсюда наработка на отказ

Т_о = 1/l_Σ, (1)

а вероятность безотказной работы

Р_изд = ехр(-t/Т_о). (2)

Здесь l_Σ = - 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 К_н=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_Σ определяется по формуле

l_Σ = .

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 Ni∙l0i, 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
				lΣ =17,87

Согласно приведенным выше формулам, наработка до отказа автономного программатора составляет Т_о= 1/17,87∙10^-6=55960≈56тыс. 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 (a_i - поправочный коэффициент). Например, интенсивность отказов полярных конденсаторов при t=60ºC и Кн=0,7 согласно графика на рисунке 10 увеличится в a_i≈2,7 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_Σ увеличится на коэффициент = 3,21. Именно это значение l_Σ , учитывающее влияние электрических режимов, температуры окружающей среды и условия эксплуатации радиоаппаратуры должно быть использовано в формулах (1) и (2).