Материал: Методы и средства испытаний электронных систем. Никитин Л.Н
элемента
( ) = |
( |
), |
(139) |
где ( )- половина поля допуска коэффициента старения i- элемента; v - коэффициент гарантированной надежности обеспечения допусков.
При v=1 гарантируется вероятность соответствия поля рассеяния расчетным допускам, равная 0,9973. Предельное значение коэффициента старения выходного параметра каскада
Допуск на старениепр = |
( ∑)+ |
( ∑), |
(140) |
||||
|
∆ |
∆ст= |
∆ |
ст ± |
∆ |
ст = ст∆ , |
(141) |
где |
- математическое ожидание допуска на старение; |
||||||
ст
∆- половина поля допуска на старение.
ст
Величина производственного допуска с учетом допуска на старение будет равна
∆ пр = |∆ |прзад − |∆ст| |
(142) |
где |∆ |прзад- заданный по техническим условиям производственный допуск.
Прогнозирование отказов электронного средства при старении
При старении параметры электронного средства обычно меняются в одном направлении (рис. 73).
221
Рис. 73. Изменение выходного параметра электронного средства в процессе старения
Точки 1,2,3 на графике - это моменты профилактических осмотров или моменты проверки ЭС методом граничных испытаний. По кривой К можно предсказать появление отказа. Отказ функционального узла происходит в точке пересечения кривой граничных испытаний К и линий, соответствующей установленному допуску на выходное напряжение. Уравнение относительной погрешности выходного параметра, вызванной совместным действием старения и изменения напряжения питания, можно записать как
|
∆ |
|
|
|
|
∆ пит |
|
|
|
||||
|
|
= |
пр∆ + |
пит |
|
|
|
|
, |
(143) |
|||
|
|
|
пит |
||||||||||
Из этого уравнения можно определить величины |
∆ , |
||||||||||||
соответствующие точкам 1,2,3 на рис. 72. |
пит |
|
|
||||||||||
|
|
∆ |
= |
∆ |
− |
пит |
∆ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
пит |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
пр |
|
|
|
|
|
||||
где ∆ - время появления постепенного отказа.
Описание лабораторной установки
Всостав лабораторной установки входят:
-макет усилителя низкой частоты (УНЧ);
-генератор низкой частоты;
-осциллограф;
-милливольтметр;
-источник питания.
222
На макете расположены:
-клеммы для подключения напряжения питания «Unum»+,
-переключатели для установки параметров элементов (П1, П2,
ПЗ, П4);
-переключатели для установки активных элементов (П5, П6);
-клеммы «Вход» для подключения генератора низкой частоты;
-клеммы «Выход» для подключения милливольтметра и осциллографа.
Структурная схема подключения лабораторного макета показана на рис. 74.
Рис. 74. Структурная схема подключения лабораторного макета
Исследуемыми параметрами функционального узла являются:
резисторы R1, R2, R3, R4, граничным параметром является напряжение питания (Uпитном=9В).
Критерием работоспособности является условие
Uвыхном= 70 мВ 60 мВ ≤ Uвыхном≤ 80 мВ с гарантируемой вероятностью 0,9973.
Диапазон частот входного сигнала 1000 Гц ÷10000 Гц.
223
Входное напряжение 0,05 В. Напряжение питания 9 В. Срок службы 10 000 часов.
Выполнение работы
1.Измерить выходное напряжение усилителя низкой частоты при номинальных значениях параметров на частоте 1000 Гц и номинальном входном напряжении.
2.Определить области безотказной работы усилителя низкой частоты на частоте 1000 Гц для всех исследуемых элементов ЭС.
3.Определить область безотказной работы УНЧ на частоте 10 000 Гц.
4.Построить общую область безотказной работы по всем параметрам в диапазоне частот 1000 Гц * 10 000 Гц.
5.Произвести корректировку параметров усилителя низкой частоты. Определить коэффициенты влияния относительной погрешности элементов схемы и питающего напряжения.
6.Составить уравнение относительной погрешности выходного напряжения ЭС.
7.Используя коэффициенты влияния погрешности, полученные в результате граничных испытаний, определить допуск на старение.
8.Определить время появления постепенного отказа в процессе старения. На основании полученных расчетов провести дополнительную корректировку параметров схемы, а также сделать выводы о работоспособности схемы в заданных условиях, установив допуск на питающее напряжение и элементы схемы.
Контрольные вопросы
1.Запишите условия работоспособного состояния электронного средства при одностороннем и двухстороннем допусках и дайте им графическое истолкование.
2.Что понимают под общей и частными областями работоспособности? Какие испытания называются граничными?
3.Из каких этапов складываются граничные испытания?
224
4.Как определяют частные области безотказной работы в процессе граничных испытаний?
5.Какие параметры выбирают в качестве граничных?
6.Как определяется область безотказной работы ЭС по всем параметрам?
7.Что такое обобщенный параметр активных элементов, для чего он применяется?
8.Как производится корректировка параметров ЭС?
9.Как определить коэффициенты влияния погрешности с помощью граничных испытаний?
10.Как записывается уравнение погрешности ЭС?
11.Как рассчитываются допуски на старение?
12.Как можно прогнозировать отказы при старении?
13.Каковы возможности граничных испытаний при разработке ЭС?
14.Перечислите основные недостатки граничных испытаний.
15.Какие требование предъявляются к граничному параметру?
16.Запишите условия работоспособности ЭС.
17.Запишите уравнения частных областей работоспособности.
18.Запишите уравнение относительной погрешности выходного параметра ЭС.
19.На каком этапе проводятся граничные испытания?
20.Как определяется область безотказной работы ЭС для активных элементов?
21.Как определяется область безотказной работы ЭС при одностороннем допуске на выходной параметр?
22.Каково геометрическое представление области безотказной работы?
23.Какими способами могут быть реализованы граничные испытания?
24.Какова методика проведения граничных испытаний?
225