Компьютерная Томография
а изделий ;
n - количество типов изделий в РЭА.
Расчетная модель эксплуатационной интенсивности отказов интегральных
микросхем имеет вид :
( = (о ( Кэ ( Кпопр ,
Коэффициент, учитывающий условия эксплуатации для стационарной аппаратуры в
лабораторных условиях равен 1, переносной аппаратуры - 1,7, подвижной -
1,5, применяемой на судах - 2. При эксплуатации интегральных микросхем в
облегченных режимах, а также при условии проведения специальных мероприятий
по облегчению надежности аппаратуры (проведения входного контроля,
дополнительных отбраковочных испытаний плат, узлов, блоков и т. д.)
рекомендуется для определения эксплуатационной интенсивности отказов
дополнительно использовать поправочный коэффициент Кпопр, равный :
0,2 ... 0,4 - при эксплуатации микросхем в облегченных режимах ;
0,4 ... 0,7 - при проведении комплекса дополнительных мероприятий ;
0,1 ... 0,3 - при эксплуатации в облегченном режиме и проведении
комплекса дополнительных мероприятий.
В случае отсутствия статических данных по (о для ориентировочной
оценки эксплуатационной интенсивности интегральных микросхем можно
воспользоваться расчетной моделью :
(э = (осг ( Ксл ( Кэ ,
где (осг - интенсивность отказов интегральных микросхем данной группы
при нормальных условиях эксплуатации и номинальной электрической нагрузке;
для аналоговых и цифровых полупроводниковых интегральных микросхем (осг =
42 ( 10-8 1/ч. Коэффициент учитывает степень интеграции и температуру
кристалла (корпуса).
В проектируемом приборе используются компоненты со следующими
интенсивностями отказов.
Микросхемы К140УД25, К1113ПВ1А имеют интенсивность отказов
(э = 0,00000042 1/ч
Значение интенсивности отказов полупроводниковых приборов в условиях
эксплуатации расчитываются по следующим математическим моделям :
для диодов выпрямительных и импульсных
(э = (осг ( Кр ( Кф ( Кдн ( Кэ1 ( Кэ,
где Кф - коэффициент, учитывающий функциональное назначение прибора и
зависит от группы изделия (диоды) и функционального режима работы
(линейный Кф = 1, выпрямительный Кф = 1,5 );
Кдн - коэффициент, зависящий от величины максимально допустимой по
техническим условиям нагрузке по мощности рассеивания или среднему прямому
току (для диодов выпрямительных и импульсных Кдн = 1);
Кэ1 - коэффициент, зависящий от величины отношения рабочего напряжения
к напряжению максимально допустимому по техническим условиям ( Кэ1 = 0,75
).
Математическая модель для расчета интенсивности отказов кнопок :
(э = (осг ( Кр ( Ккк ( Кэ,
где (осг = 7 ( 10-8 1/ч.
Коэффициент режима для коммутационных изделий зависит от температуры
окружающей среды и от отношения рабочего тока к минимально допустимому току
по техническим условиям ( Кр = 0,85 ).
Математическая модель для расчета значений эксплуатационной
интенсивности отказов керамических конденсаторов следующая :
(э = (осг ( Кр ( Кс ( Кэ,
где Кр - для каждой группы конденсаторов зависит от температуры
окружающей среды и отношения рабочего напряжения к номинальному напряжению;
коэффициент Кс определяется для соответствующей группы конденсаторов и
зависит от величины номинальной емкости.
Математические модели для расчета значений эксплуатационной
интенсивности отказов резисторов следующие :
для углеродистых интенсивность отказов
(э = (о ( Кр ( Кг ( Кэ,
где (о - интенсивность отказов типа резистора, соответствующая
номинальной электрической нагрузке и максимально допустимой по техническим
условиям температуре окружающей среды.
Величина коэффициента Кэ зависит от группы аппаратуры. Величина
коэффициента режима Кр определяется группой, к которой принадлежит данный
резистор. температурой окружающей среды, отношением рабочей мощности к
номинальной мощности Рн.
Коэффициент Кг зависит от группы резистора и величины номинального
сопротивления :
при R( 100 кОм , Кг = 0,5
при 1000 кОм ( R ( 1 МОм Кг = 2,7
при R ( 1 МОм Кг =
0,7
Для резисторов переменных непроволочных интенсивность отказов :
(э = (о ( Кр ( Кэ1 ( Кг ( Кэ.
Для оценки эксплуатационной интенсивности отказов трансформаторов
применяется модель вида :
(э = (эсг ( Кт ( Кэ ,
где (эсг - среднегрупповая интенсивность отказов трансформаторов в бытовой
наземной стационарной аппаратуре в лабораторных условиях при температуре
эксплуатации 20 градусов ( ( эсг = 0,0000017 1/ч ), Кт - коэффициент
режима, являющийся функцией температуры окружающей среды ( при 20 градусах
Кт = 11 ), Кэ - коэффициент, зависящий от условий эксплуатации.
Кроме этого, в расчетах необходимо учитывать интенсивность отказов
проводов и паянных соединений :
для проводов соединительных (э = 1,5(10-9 ( 28 = 42 ( 10-9 1/ч
для пайки печатного монтажа (э = 1(10-8 ( 80 = 80 ( 10-8 1/ч
для пайки навесного монтажа (э = 3(10-8 ( 32 = 168 ( 10-8 1/ч
Значение коэффициентов и интенсивности отказов радиоэлементов
приведены в табл. 6.1.
Табл. 6.1.
Интенсивность отказа радиоэлементов.
|Наименование |Марка |Кол-во |(Э(10-6 1/ч|(Эi(10-6 |
| | | | |1/ч |
|1. Микросхемы |К140УД25А |2 |4,2 |8,4 |
| |К142ЕН5А |1 |4,2 |4,2 |
| |К1113ПВ1А |1 |4,2 |4,2 |
| |КР1533ЛН1 |1 |4,2 |4,2 |
|2. Резисторы |МЛТ |5 |0,01 |0,05 |
| |СП-5 |1 |0,01 |0,01 |
|3. Диоды |АЛ336В |1 |0,5 |0,5 |
| |Д18 |1 |0,5 |0,5 |
| |2С166В |2 |0,5 |1 |
|4. Конденсаторы |КМ-5 |1 |0,8 |0,8 |
|5. Переключатель |П2К |1 |5,2 |5,2 |
|6. Пайка | |80 |0,01 |0,8 |
|7. Провода | | | | |
| | | | | |
Полная интенсивность определяется по формуле :
[pic]
где Кам = 1, Кк.обсл = 1. Исходя из этого:
[pic] 29,86(10-6 1/ч
Средняя наработка до отказа :
Т = 1/ (рэа ( 33489 ч.
6.2. Разработка конструкции
Конструкция разработанного устройства сопряжения, а также выбор
используемых элементов и материалов обусловлен функциональными
особенностями схемы и условиям эксплуатации устройства. Группа эксплуатации
первая. Для данной группы диапазон рабочих температур находится в пределах
от +5 до +40 градусов, влажность 80 %. Все используемые радиоэлементы имеют
эксплутационные характеристики соответствующие указанному диапазону.
С экономической точки зрения целесообразно применять серию резисторов
МЛТ, которые соответствуют условиям эксплуатации: предельное рабочее
напряжение 250 В, температура окружающей среды от – 60 до +70 градусов
Цельсия. В схеме используются резисторы МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25.
В устройстве использован керамический конденсатор. Обусловлено это
небольшими размерами и высокой надежностью керамических конденсаторов.
Для индикации работы устройства применяется арсенид – галлиевый
светодиод зеленого свечения. Светодиоды данного типа имеют высокую яркость
свечения, низкое рабочее напряжение, малую инерционность, большой срок
службы, обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям.
В качестве включателя питания используется кнопочный переключатель
П2К.
Устройство сопряжения выполняется на печатной плате, которая выполнена
на основе стеклотекстолита. Стеклотекстолит по сравнению с также
применяемым для этой цели гетинаксом обладает более высокой прочностью
при сжатии, а также теплостойкостью и минимальным водопоглощением. Несмотря
на то, что гетинакс более дешев, целесообразнее использовать материл
негигроскопичный и механически прочный. Поэтому печатную плату устройства
предполагается выполнять на стеклотекстолите марки СФ-2-35-1,5.
Плата изготовляется фотохимическим методом. На первом этапе, после
сверления отверстий, осуществляется их металлизация химико-гальваническим
способом. Далее создается защитный рельеф с помощью трафаретной или
фотопечати. И, после гальванического осаждения металлического слоя,
устойчивого при травлении, осуществляется непосредственно травление. Метод
обладает наивысшей точностью и разрешающей способностью, не требует
сложного оборудования, позволяет осуществлять легкий переход от одной схемы
к другой. Метод используется в серийном и опытном производстве двусторонних
печатных плат. [15]
Пример разработки платы печатной представлен согласно ВлГУ.466400.001.
Корпус для устройства, состоящий из верхней и нижней крышек,
предполагается выполнить литьем из пластмассы. Выбор данного материала
обусловлен дешевизной пластмассовых корпусов, технологичностью
изготовления, малым весом. А т.к. устройство отличается малыми размерами,
применение пластмассы, позволяет достичь необходимой механической
прочности. Для соединения двух крышек корпуса используются 4 винта М3,
которые также осуществляют крепление платы в корпусе. Такое решение
повышает технологичность производства и удешевляет конструкцию.
В верхней крышке корпуса находится отверстие для свет
| |  скачать работу |
Компьютерная Томография |
