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

17 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

75758. Характеристика производственных помещений по степени пожарной опасности 13.33 KB
  Все помещения и здания подразделяются на 5 категорий. Б помещения где осуществляются технологические процессы с использованием ЛВЖ с температурой вспышки свыше 28 С способные образовывать взрывоопасные и пожароопасные смеси. В помещения и здания где обращаются технологические процессы с использованием горючих и трудногорючих жидкостей твердых горючих веществ которые при взаимодействии друг с другом или кислородом воздуха способны только гореть. Г помещения и здания где обращаются технологические процессы с использованием негорючих...
75759. Пожарная сигнализация, ее виды 12.36 KB
  Пожарная связь и сигнализация играют важную роль в мероприятиях для предупреждения пожаров способствуют своевременному их обнаружению и вызову пожарных подразделений к месту возникшего пожара а также обеспечивают управление и оперативное руководство работами на пожаре. Пожарную связь можно подразделить на связь извещения своевременный прием вызовов на пожары диспетчерскую связь управление силами и средствами для тушения пожаров и связь на пожаре руководство пожарными подразделениями. Наиболее надежное и быстродействующее средство...
75760. Понятие системы «Человек-среда обитания» 14.32 KB
  Человеку эти потоки необходимы для удовлетворения своих потребностей в пище воде воздухе солнечной энергии информации об окружающей среде и т. В то же время человек в жизненное пространство выделяет потоки механической и интеллектуальной энергии потоки масс в виде отходов биологического процесса потоки тепловой энергии и др. Естественная среда обеспечивает поступление на нашу планету потоков солнечной энергии что создает в свою очередь потоки растительной и животной масс в биосфере потоки абиотических веществ воздух вода...
75761. Причины региональной деградации биосферы. Формирование техносферы-нового типа среды обитания 15.71 KB
  Этим изменениям во многом способствовали: высокие темпы роста численности населения на Земле демографический взрыв и его урбанизация; рост потребления и концентрация энергетических ресурсов; интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства; массовое использование транспорта; рост затрат на военные цели и ряд других процессов. Достижения в медицине повышение комфортности деятельности и быта интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности...
75762. Взаимодействие человека и техносферы 12.42 KB
  Взаимодействие человека и техносферы Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях когда потоки энергии вещества и информации находятся в пределах благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями как на человека так и природную среду. и действиями человека. комфортное оптимальное когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха;...
75763. Понятие опасных и вредных производственных факторов 42.64 KB
  Понятие опасных и вредных производственных факторов По степени и характеру действия на организм все факторы условно делят на вредные и опасные. К вредным относятся такие факторы которые становятся в определенных условиях причиной заболеваний или снижения работоспособности. Опасными называют такие факторы которые приводят в определенных условиях к травматическим повреждениям или внезапным и резким нарушениям здоровья. И опасные и вредные факторы могут быть естественного или природного и антропогенного характера т.
75764. Теоретические основы и практические функции БЖД 21.59 KB
  Иначе говоря традиционно в данном научном направлении рассматривается преимущественно лишь локальная система жизнедеятельности как образующая своего рода фундамент безопасности для системы более высокого уровня так называемой глобальной системы жизнедеятельности. Соответственно можно выделить пространство локальной безопасности жизнедеятельности которое составляет часть более общего пространства глобальной безопасности жизнедеятельности. Кроме того говоря о локальной безопасности жизнедеятельности следует учитывать что в последнее время...
75765. Индивидуальный и социальный риск 15.64 KB
  Индивидуальный и социальный риск Наиболее распространенной оценкой опасности является риск. Риск частота реализации опасностей. Риск расценивается или как опасное условие при котором выполняется деятельность или же как действие совершаемое в условиях неопределенности. Различают индивидуальный и социальный риск.
75766. Основные задачи БЖД 12.77 KB
  Основные задачи БЖД Безопасность жизнедеятельности представляет собой область научных знаний охватывающих теорию и практику защиты человека от опасных и вредных факторов во всех сферах человеческой деятельности сохранение безопасности и здоровья в среде обитания. Эта дисциплина решает следующие основные задачи: идентификация распознавание и количественная оценка негативных воздействий среды обитания; защита от опасностей или предупреждение воздействия тех или иных негативных факторов на человека; ликвидация отрицательных последствий...