Лабораторная работа №1

Расчет надежности электронного блока (модуля)

1. Цель работы

Изучение методики расчета показателей надежности электронного модуля при экспоненциальном законе распределения отказов элементов.

2. Теоретическая часть

2.1. Основные понятия и термины

Система – объект, представляющий совокупность элементов, взаимодействующих в процессе выполнения определенного круга задач и взаимосвязанных функционально. В лабораторной работе под системой понимается электронный модуль, предназначенный для решения определенной задачи.

Элемент системы – объект, представляющий собой простейшую часть системы, например резистор, конденсатор, трансформатор и т.п.

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической документации.

Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность объекта выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической документации.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением значений одного или нескольких основных параметров объекта.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта.

Наработка до отказа – наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа.

Невосстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния не предусмотрено нормативно-технической документацией.

Технология изготовления современных элементов аппаратуры столь сложна, что не всегда удается проследить за скрытыми дефектами производства, которые должны выявляться на стадии тренировки и приработки аппаратуры. В результате в сферу эксплуатации могут проникать следующие дефектные элементы: резистор с недостаточно прочным креплением токоотвода; токопроводящий слой печатного монтажа, у которого толщина либо чрезвычайно малая, либо чрезмерно большая; интегральная схема, у которой соединение вывода с печатным монтажом недостаточно прочное и т.д. В процессе эксплуатации могут создаваться условия, при которых скрытый дефект приводит к отказу изделия (пиковые нагрузки, вибрация, температурный скачок, помехи и т.д.). При большом уровне случайных неблагоприятных воздействий внезапный отказ может произойти даже при отсутствии скрытых дефектов.

Необходимо отличать логическую схему соединения элементов расчета надежности от электрической схемы соединения радиоэлектронных элементов.

При расчете надежности объекта строится логическая схема соединения его элементов.

В качестве простого примера рассмотрим два параллельно включенных диода, выполняющих функцию выпрямителя (рис.1).

а

1

б

Рис.1.Схемы соединения элементов:

а-электрическая схема; б-логическая схема

В принципе эту функцию может выполнить один диод; они запараллелены с целью облегчения режима их работы. С точки зрения отказа «короткое замыкание» их логическая схема – последовательное соединение.

Таким образом, если модуль выходит из строя при отказе любого из его N элементов, то логическая схема расчета надежности состоит из N последовательно соединенных элементов. Надежность таких объектов исследуется в этой лабораторной работе.