37662

Расчет надежности двухканального усилителя

Практическая работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Обеспечение надежности является одной из основных задач техники. Надежностью называют свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Русский

2013-09-24

421.5 KB

22 чел.

Трехгорный технологический институт
филиал федерального государственного автономного  образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»

уровень образования – базовый СПО
Специальность 210306 «Радиоаппаратостроение»

Очная – заочная форма обучения

Отчет

по практической работе №01

по дисциплине «Конструирование и производство радиоаппаратуры»

Тема практической работы:

«Расчет надежности двухканального усилителя»

Выполнил:

студент группы РАС 5068      Е.Ж. Кожевников

Проверил:

преподаватель                        В.Н. Костюк

 

Трехгорный

2012 г.

Оглавление

1. Расчет надежности двухканального усилителя                                                стр. 3 – 4

2. Поправочные коэффициенты влияния                                                              стр. 4 – 5

3. Таблица 1. «Расчет надежности узла»                                                              стр. 6 – 7

4. Расчет                                                                                                                   стр. 7 – 8

5. Вывод                                                                                                                   стр. 8

6. Литература                                                                                                           стр. 9


Практическая работа №01

«Расчет надежности двухканального усилителя»

Обеспечение надежности является одной из основных задач техники. Надежностью называют свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Требования к надежности вычислительной техники постоянно повышаются, так как область ее применения охватывает все сферы деятельности человека. Под надежностью понимают свойства изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени, при соблюдении режимов эксплуатации, правил технического обслуживания, транспортировки и хранения.

Надежность – сложное комплексное понятие, с помощью которого оценивают важнейшие технические характеристики изделия (работоспособность, долговечность и безотказность).

Работоспособность – это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами установленными требованием технической документации.

Наработка – продолжительность (или объем) работы изделия, измеряемая временем или циклом. В процессе эксплуатации или при испытании изделия в зависимости его назначения различают:

а) суточную (месячную) наработку;

б) наработку на отказ;

в) гарантированную.

Долговечность – свойство, заключающееся в способности сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

Отказ – это событие, приводящее к полной или частичной утрате работоспособности изделия.

Безотказность – свойства изделия сохранять свою работоспособность в течении некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Интенсивность отказов – это условная плотность вероятности возникновения отказа элемента, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не наступил.

Средняя наработка на отказ. Этот показатель относится к восстанавливаемым объектам, при эксплуатации которых допускаются многократно повторяющиеся отказы. Эксплуатация таких объектов может быть описана следующим образом: в начальный момент времени объект начинает работу и продолжает работу до первого отказа; после отказа происходит восстановление работоспособности, и объект вновь работает до отказа и т.д. На оси времени моменты отказов образуют поток отказов, а моменты восстановлений – поток восстановлений.

Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в пределах заданной наработки времени отказ объекта не возникнет.

Расчет показателей надежности заключается в определении суммарной интенсивности отказов схемы электрической принципиальной. В данном расчете основными данными являются: схема электрическая принципиальная устройства, справочные данные интенсивности отказов элементов изделия.

В зависимости от полноты учета факторов, влияющих на надежность системы, может проводиться прикидочный расчет надежности, ориентировочный расчет и уточненный расчет.

Прикидочный расчет проводиться на этапе проектирования, когда действительно принципиальных схем, блоков системы еще нет. Количество элементов в блоках определяется путем сравнения проектируемой системы с действительно аналогичными, ранее разработанными системами.

Расчет надежности при подборе типов элементов проводится после разработки истинно принципиальных, на самом деле, электрических схем. Целью расчета является определение рационального состава элементов.

Расчет надежности при уточнении режимов работы элементов проводится, когда сильно основные именно конструктивные проблемы решены, но можно еще изменить режимы работы элементов.

Расчет надежности ведется следующим образом: из специальных справочников выбираются данные об интенсивности отказов различных элементов двухканального усилителя.

Далее выбираются коэффициенты влияния на интенсивность отказов двухканального усилителя:

Поправочные коэффициенты влияния:

  •  αt (поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры):                - 0°С - 10°С – 0,5;

- 10°С - 20°С – 1;

- 20°С - 70°С – 1,5;

- 70°С - 100°С – 2.

  •  αc (поправочный коэффициент, учитывающий влияние окружающей среды):

- лаборатории и проветриваемые помещения – 0,5;

- лабораторные помещения, нормативные условия – 1;

- портативное оборудование для полевых условий – 1,5;

- подвижные установки – 2;

- установка на самолёте (гражданская авиация) – 1,5;

- установка военного назначения – 4;

- установка на морских судах, малого водоизмещения – 2;

- большого водоизмещения – 2,5.

  •  αн (поправочный коэффициент, учитывающий величину нагрузки):

Уровень нагрузки по отношению к максимальной

Резисторы

1/10 максимальной нагрузки максимальная нагрузка

двукратное превышение максимальной нагрузки

1,0

1,5

2,0

Конденсаторы

1,0

3,0

1/10 максимальной нагрузки максимальная нагрузка

двукратное превышение максимальной нагрузки

1,0

3,0

6,0

Транзисторы, Диоды

1/10  максимальная номинальная мощность двукратное превышение максимальной нагрузки

1,0

1,5 2,0

Все коэффициенты сводятся в таблицу 1.

«Расчет надежности узла»

Расчет производится для схемы: «Миниатюрный двухканальный усилитель»

Таблица 1. «Расчет надежности»

Наименование элемента

Кол.

шт.

Конденсаторы:

С1, С2 КМ – 6 – 51 пФ ± 10%

0,01

2

0,02

1,5

1,5

1

0,04

С3, С4, С9 К50– 29 – 100 мкФ × 10в ± 20%

0,2

3

0,6

1,5

1,5

1

1,35

С5, С6 К50 – 29 – 470 мкФ × 10в ± 20%

0,2

2

0,4

1,5

1,5

1

0,9

С7, С8 КМ – 6 – 0,1 мкФ ± 10%

0,01

2

0,02

1,5

1,5

1

0,05

Резисторы:

R1, R2 – 0,125

0,05

2

0,1

1,5

1,5

1

0,23

R3, R4 – 0,125

0,05

2

0,1

1,5

1,5

1

0,23

Микросхема:

КА 2209 фирмы Samsung

0,013

1

0,013

1,5

1,5

1

0,03

Дроссель:

DM – 0,1 – 80 мк Гн

0,8

1

0,8

1,5

1,5

1

1,8

Разъем:

ХР1, RS - 314

0,3

1

0,3

1,5

1,5

1

0,7

Вилка:

ХР2, USB - A

0,3

1

0,3

1,5

1,5

1

0,7

Гнездо:

ХS1, ST – 215 N - 04

0,01

1

0,01

1,5

1,5

1

0,023

Соединения паянные

0,001

1

0,001

1,5

1,5

1

0,0023

Итого:

6,06

где:       коэффициент интенсивности отказа элемента (общий) – ;

коэффициент групповой интенсивности отказа элемента – ;

общий коэффициент групповой интенсивности отказа элемента;

 общая интенсивность отказов с учетом коэффициента влияния.

 Порядок выполнения работы:

По данным таблицы 1 проведем расчет общего коэффициента групповой интенсивности отказов элементов с учетом температурных, нагрузочных факторов и факторов, связан-ных с воздействием окружающей среды для каждого блока (), по формуле (1.1):

 =  0,04 + 1,35 + 0 ,9 + 0,05 + 0,23 + 0,23 + 0,03 + 1,8 + 0,7 + 0,7 + 0,023 + 0,0023 = 6,06

Важной характеристикой работы аппаратуры является среднее время безаварийной работы или средняя наработка на отказ – Тср. Физически, это означает следующее: аппаратура после включения работает в течение случайного интервала времени до первого отказа, причем этот интервал времени для одинаковых изделий меняется от образца к образцу, сохраняя свое среднее значение Тср, относительно которого отклоняется значение случайного интервала времени безаварийной работы.

Средняя наработка на отказ вычисляется по формуле (1.2):

 Тср = ͟ ͟  ͟͟ ͟1͟ ͟ ͟ ͟ ͟ (1.2),

           λ`гр

где: λ`гр – коэффициент групповой интенсивности отказа элементов с учетом факторов.

Вычислим коэффициент групповой интенсивности отказа элементов с учетом факторов (величина Тср выражается в часах):

 Тср = ͟ ͟  ͟͟ ͟1͟ ͟ ͟ ͟ ͟ ͟͟͟͟͟ ͟ ͟ ͟  ͟ ͟ ͟͟ ͟   = 10³͟͟͟ ͟ ͟͟ ͟͟ ͟   = 16500 (ч) (1.2),

6,06 * 10 ̄ ³       6,06

Одной из важных характеристик является надежность или вероятность безотказной работы Р(t). Рассчитаем ожидаемую вероятность безотказной работы прибора в течение интервала времени (t).

Вероятность безотказной работы Р(t) вычисляется по формуле (1.3):

 Р (t) = e ̄ ͣʹʳͪ ͯ ͭ (1.3):

где: е – коэффициент, равный 6,06;

t – интервал времени, равный 1000 ч.

Произведем расчет Р (t) для данного узла по формуле (1.3):

Р (t) = e ̄ 6,06 * 10 ̄ ³*10³ = е ̄ 6,06 * 10 ̄  ² = е ̄ 0,06 =  ͟  ͟͟ ͟1͟ ͟ ͟ ͟ ͟   =   ͟͟ ͟1͟ ͟ ͟ ͟ ͟   = 0,9434%,

                                                          е 0,06    1,06

0,9434% < 1 – правильно.

Вывод: в том, что произведенный расчет надежности узла – миниатюрного двухканального усилителя показал, что этот узел имеет высокую надежность работоспособности и может применяться в полевых условиях, при низких и высоких температурах окружающей среды.

Литература:

1. Терещук Р. М., Домбругов Р. М., Босый Н. Д. «Справочник радиолюбителя».
2. Кризе С.H. «Расчет маломощных силовых трансформаторов и дросселей фильтров».

3. Кюне Ф. «Аппаратура высококачественного звучания».

4. Ленк Дж. «Справочник по проектированию электронных схем».

5.  Ленк Дж. «Электронные схемы. Практическое руководство».

6.  Майоров С.А. «Электронные вычислительные машины (справочник по конструированию)».

7. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. «Выполнение электрических схем по ЕСКД».

8. Нюхтилин Г. «Журнал – Радио №9, 2011г.».

9. Буклер В.О., Владимиров Л.П., Гиршман Г.Х. «Монтаж радиоаппаратуры».

 



ТТИ НИЯУ МИФИ СПО

РАС 5068

9

Листов

Лит.

Отчет по практической работе №01

Костюк

Утвердил

Н.Контр.

Реценз.

 Костюк

Проверил

Кожевников

Разработал

210306.04.01.050.1359

2

Лист

Дата

Подпись

№ Документа

Лист

Изм.

210306.04.01.050.1359

 7

Лист_

Дата

_

Подпись_

№ Документа_

Лист

Изм.

210306.04.01.050.1359

 5

Лист_

Дата

_

Подпись_

№ Документа_

Лист

210306.04.01.050.1359

 4

Лист_

Дата

_

Подпись_

№ Документа_

Лист

Изм.

210306.04.01.050.1359

 3

Лист_

Дата

_

Подпись_

№ Документа_

Лист

Изм.

Изм.

210306.04.01.050.1359

 8

Лист_

Дата

_

Подпись_

№ Документа_

Лист

Изм.

210306.04.01.050.1359

 6

Лист_

Дата

_

Подпись_

№ Документа_

Лист

Изм.

210306.04.01.050.1359

 9

Лист_

Дата

_

Подпись_

№ Документа_

Лист

Изм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59763. День Святого Валентина – тематичне заняття в дошкільному закладі (старша група) 57 KB
  Мета: Виховувати любов до рідних, близьких; повагу до оточуючих людей; товариські і дружні почуття. Вчити дітей оцінювати вчинки товаришів. Формувати у дітей уявлення про те, що добра, чуйна людина завжди прийде на допомогу товаришу.
59764. Суспільно-політичне життя УРСР в 1985-1991 роках 40 KB
  Очікувані результати: після цього уроку учні зможуть аналізувати явища суспільнополітичного життя в зазначений період; характеризувати політику гласності лібералізації спроби провести політичні реформи зростання політичної активності населення; співставляти різні точки зору щодо процесів в роки перебудови в Україні та дає їм власну оцінку визначає вплив політичних процесів в роки перебудова на формування причин розпаду СРСР удосконалити навики роботи по створенню “асоціативного куща†презентації на задану тему сформувати і...
59766. Сполучені Штати Америки. Загальна характеристика 59.5 KB
  He was a seaman and made many sea voyages. In 1492 the King and the Queen of Spain gave him money to go to India. He decided to sail west as he was sure that our planet was round. And after sailing 4000 miles
59767. США в первой половине ХIХ века. Гражданская война в США 44 KB
  Цели: охарактеризовать особенности социально-экономического развития США раскрыть причины гражданской войны ознакомить учащихся с её ходом определить влияние личности А.Линкольна президентом...
59768. Адміністративний та державний устрій США. The White House and Its Dwellers 210.5 KB
  We have been studying America for 4 months already. We have learnt about geographical and economical peculiarities of the USA, about emblems, state system, cities of the USA.
59769. Доба «проспериті» у США. Прояви Великої Депресії. Економічні та соціальні засади «Нового курсу» Рузвельта 326.5 KB
  Тема уроку: Доба проспериті у США. Після уроку учні зможуть: пояснювати суть доби проспериті і нового курсу; називати основні події в США в період Великої Депресії аналізувати передумови світової кризи застосовувати та пояснювати поняття...
59770. Life of a Society. Famous People of the USA 32 KB
  At our lesson you’ll introduce your projects/reports devoted to famous people of the USA, you’ll develop your listening skills, practise vocabulary in a realistic context, master oral language skills and extend your knowledge of the USA history.