Автомобільний охоронний сигналізатор на мікроконтролері

курсовая работа

4. РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ

Надійність апаратури визначається надійністю та кількістю використаних в них елементів та умовами їх експлуатації. Так як надійність є одним з основних параметрів виробу, то, проектуючи апаратуру, надійність слід оцінювати поряд з іншими параметрами і на основі цих розрахунків робити висновки про правильність вибраної схеми та конструкції виробу.

На етапі проектування, коли ще точно не визначені режими роботи схеми, проводиться орієнтовний розрахунок, котрий задається орієнтовними даними, які визначають умови роботи. Такий розрахунок виконується в даному курсовому проекті. Орієнтовні значення коефіцієнтів навантаження приведені як довідникові дані в таблиці 4.4. (див. додаток 4) В таблиці 4.1. (див. додаток 5) приведені значення інтенсивності відмов елементів схеми при номінальному значенні впливу зовнішніх факторів. Вплив на надійність апаратури фактичного значення зовнішніх факторів враховують при розрахунках параметрів надійності, вводячи коефіцієнти впливу (див. таблиці 4.2., 4.3., 4.5. додаток 4).

Якщо отримані в результаті розрахунку параметри надійності не відповідають вимогам, то слід проаналізувати можливість підвищення надійності за рахунок полегшення режимів або використання більш надійних типів елементів. Зазвичай таким методом удається підвищити надійність виробу не більш, ніж у два - три рази. При проектуванні апаратури, яка містить значну кількість елементів, у ряді випадків розраховане значення надійності набагато відрізняється від того, котре задано. В таких випадках застосовують резервування. При резервуванні середнє напрацювання на відмову та ймовірність безвідмовної роботи буде більшою, ніж в аналогічного нерезервованого виробу, так як при виході з ладу основного пристрою продовжують функціонувати резервні. Надійність апаратури потрібно розраховувати на всіх етапах проектування: по мірі того, як уточнюються дані про кількість та типи використовуваних елементів, про конкретні умови, в котрих вони працюють, підвищується достовірність отриманих в результаті розрахунку даних.

Інтенсивність відмов і-го елементу в загальному випадку виражається формулою

, (4.1)

де - номінальна інтенсивність відмов, визначається по довідниковим даним;

К1 - коефіцієнт, залежний від тиску, (для наземної апаратури К1 = 1);

К2 - коефіцієнт, залежний від впливу вологості та температури;

К3 і К4 - коефіцієнти, залежні від механічних впливів.

- коефіцієнт, залежний від температури поверхні елемента Т та коефіцієнта навантаження Кн.

Таблиця 4.1 Значення інтенсивності відмов елементів

Найменування і тип елементу

1/год

t,

0С

Кн

Nj

1/год

1

2

3

4

5

6

7

Мікросхеми:

1

з високою

0,01

40

0,45

1

0,0212868

0,0212868

2

з середньою

0,013

40

0,5

1

0,0276728

0,02767284

3

Конденсатори керамічні

0,15

40

0,7

4

0,319302

1,277208

4

Резистори плівкові

0,03

40

0,6

13

0,0638604

0,8301852

5

Резистори дротяні

0,087

40

0,5

2

0,1851951

0,37039032

6

Запобіжники

0,5

40

0,5

1

1,06434

1,06434

7

Діоди кремнієві

0,2

40

0,55

7

0,425736

2,980152

8

Світлодіоди

0,2

40

0,55

1

0,425736

0,425736

9

Транзистори кремнієві

0,5

40

0,5

4

1,06434

4,25736

10

Резонатор кварцовий

1,1

40

0,6

1

2,341548

2,341548

11

Реле

0,5

40

0,6

2

1,06434

2,12868

12

Кнопка

0,07

40

0,8

1

0,1490076

0,1490076

13

Пайка

0,01

40

0,5

90

0,0212868

1,915812

14

Плата друкована

0,01

40

0,5

1

0,0212868

0,0212868

Згідно таблиці 4.1 знаходимо інтенсивність відмов виробу, що проектується:

1/год (4.2)

Середній термін часу до першої відмови

Тсер=1/?вир= =годин (4.3)

Таким чином, одержане значення безвідмовної роботи (у роках), враховуючи, що рік має 365 днів:

Тсер=років.

(4.4)

Для побудови графіка залежності експоненційного закону надійності на проміжку часу tр=0…80 тис. годин розбиваємо вісь часу на інтервали по 10 тис. годин. Підставивши числові значення часу в формулу (4.4), проводимо розрахунок ймовірності безвідмовної роботи. Результати розрахунків зведені в табл. 4.2.

Таблиця 4.2 Імовірності безвідмовної роботи пристрою

Рс(t)

1

0,837

0,706

0,586

0,491

0,410

0,343

0,287

0,241

0,201

t, тис. год.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Рис. 4.1. Імовірність безвідмовної роботи пристрою.

По даним табл. 4.2 побудований графік ймовірності безвідмовної роботи, який приведений на рис.4.1.

Делись добром ;)