Файл: В. Н. Коваленко надежность устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 379
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
и на интервале и сравниваются с уровнем , на основании чего делаются выводы о выполнимости требований по безотказности.
2.3 Окончательный расчет надежности для периода нормальной эксплуатации относительно внезапных отказов
Уточнённый расчёт надёжности производится для каждого функционального элемента отдельно с учётом температурного и электрического режимов. Для этого интенсивности отказов элементов корректируются с помощью поправочных коэффициентов:
- для микросхем:
, (2.10)
где – коэффициент, учитывающий стойкость микросхемы к разрядам статического электричества, т. е. допустимым значениям статического потенциала Uи определяется по приближённой формуле ;
– коэффициент режима, учитывающий влияние электрического режима (коэффициент нагрузки ) и температуры (определяется по данным таблицы 2.3);
(2.11)
где U – напряжение на микросхеме; Uпроб – напряжение пробоя микросхемы;
для полупроводниковых элементов:
(2.12)
где – коэффициент режима, определяемый по выражению
(2.13)
где
,
- напряжение питания в предельном и нормальном режимах соответственно;
- коэффициент, учитывающий влияние температуры,
(2.14)
Таблица 2.3Значения коэффициентов режима для микросхем
для конденсаторов:
(2.15)
где, – коэффициент режима, зависящий от температуры,
(2.16)
где - – рабочее и номинальное напряжения;
Таблица 2.4. Значения постоянных коэффициентов, используемых при определении коэффициента режима для отдельных групп конденсаторов
– температура окружающей среды, , – постоянные коэффициенты, определяемые по табл. 2.5;
– коэффициент, зависящий от величины емкости (выбирается из табл. 2.5);
Таблица 2.5 Значения коэффициента или его математические модели для отдельных групп конденсаторов
для сопротивлений:
(2.17)
где – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры:
(2.18)
Таблица 2.6 Значения постоянных коэффициентов, используемых при определении коэффициента режима для отдельных групп резисторов
2.3 Окончательный расчет надежности для периода нормальной эксплуатации относительно внезапных отказов
Уточнённый расчёт надёжности производится для каждого функционального элемента отдельно с учётом температурного и электрического режимов. Для этого интенсивности отказов элементов корректируются с помощью поправочных коэффициентов:
- для микросхем:
, (2.10)
где – коэффициент, учитывающий стойкость микросхемы к разрядам статического электричества, т. е. допустимым значениям статического потенциала Uи определяется по приближённой формуле ;
– коэффициент режима, учитывающий влияние электрического режима (коэффициент нагрузки ) и температуры (определяется по данным таблицы 2.3);
(2.11)
где U – напряжение на микросхеме; Uпроб – напряжение пробоя микросхемы;
для полупроводниковых элементов:
(2.12)
где – коэффициент режима, определяемый по выражению
(2.13)
где
,
- напряжение питания в предельном и нормальном режимах соответственно;
- коэффициент, учитывающий влияние температуры,
(2.14)
Таблица 2.3Значения коэффициентов режима для микросхем
Температура, | Коэффициент нагрузки, % | |||||||||
0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
25 | 0,12 | 0,15 | 0,18 | 0,21 | 0,24 | 0,29 | 0,36 | 0,47 | 0,66 | 1,0 |
30 | 0,13 | 0,16 | 0,19 | 0,22 | 0,26 | 0,31 | 0,39 | 0,58 | 0,76 | |
40 | 0,15 | 0,18 | 0,21 | 0,24 | 0,29 | 0,36 | 0,47 | 0,66 | 1,0 | |
50 | 0,17 | 0,20 | 0,23 | 0,28 | 0,34 | 0,43 | 0,58 | 0,76 | | |
55 | 0,18 | 0,21 | 0,24 | 0,29 | 0,36 | 0,47 | 0,66 | 0,88 | | |
60 | 0,19 | 0,22 | 0,26 | 0,31 | 0,39 | 0,52 | 0,76 | 1,0 | | |
65 | 0,20 | 0,23 | 0,28 | 0,34 | 0,43 | 0,58 | 0,88 | | | |
70 | 0,21 | 0,24 | 0,29 | 0,36 | 0,47 | 0,66 | 1,0 | | | |
75 | 0,22 | 0,26 | 0,31 | 0,39 | 0,52 | 0,76 | | | | |
80 | 0,23 | 0,28 | 0,34 | 0,43 | 0,58 | 0,88 | | | | |
85 | 0,24 | 0,29 | 0,36 | 0,47 | 0,66 | 1,0 | | | | |
90 | 0,26 | 0,31 | 0,39 | 0,52 | 0,76 | | | | | |
95 | 0,28 | 0,34 | 0,43 | 0,58 | 0,88 | | | | | |
100 | 0,29 | 0,36 | 0,47 | 0,66 | 1,0 | | | | | |
105 | 0,31 | 0,39 | 0,52 | 0,76 | | | | | | |
110 | 0,34 | 0,43 | 0,58 | 0,88 | | | | | | |
115 | 0,36 | 0,47 | 0,66 | 1,0 | | | | | | |
120 | 0,39 | 0,52 | 0,76 | | | | | | | |
125 | 0,43 | 0,58 | 0,88 | | | | | | | |
130 | 0,47 | 0,66 | 1,0 | | | | | | | |
135 | 0,52 | 0,76 | | | | | | | | |
140 | 0,58 | 0,88 | | | | | | | | |
145 | 0,66 | 1,0 | | | | | | | | |
150 | 0,76 | | | | | | | | | |
155 | 0,88 | | | | | | | | | |
160 | 1,0 | | | | | | | | | |
для конденсаторов:
(2.15)
где, – коэффициент режима, зависящий от температуры,
(2.16)
где - – рабочее и номинальное напряжения;
Таблица 2.4. Значения постоянных коэффициентов, используемых при определении коэффициента режима для отдельных групп конденсаторов
Группа изделий | | | | | | |
Конденсаторы постоянной емкости керамические, стеклокерамические | 5,909*10-7 | 0,3 | 3 | 14,3 | 398 | 1,0 |
Конденсаторы постоянной емкости стеклянные | 2,426*10-4 | 0,5 | 4 | 16 | 473 | 1,0 |
Конденсаторы постоянной емкости слюдяные | 9,885*10-2 | 0,4 | 3 | 16 | 358 | 1,0 |
Конденсаторы постоянной емкости бумажные | 9,583*10-3 | 0,4 | 5 | 2,5 | 358 | 18 |
Конденсаторы постоянной емкости оксидно-электролитические алюминиевые (кроме импульсных), танталовые | 3,59*10-2 | 0,55 | 3 | 4,09 | 358 | 5,9 |
Конденсаторы постоянной емкости оксидно-полупроводниковые, ниобиевые | 1,05*10-2 | 0,55 | 3 | 5,5 | 398 | 2,5 |
Конденсаторы постоянной емкости с органическим диэлектриком (кроме импульсных) | 9,259*10-3 | 0,44 | 5 | 2,5 | 358 | 18 |
Конденсаторы подстроечные с твёрдым диэлектриком | 5,909*10-7 | 0,3 | 3 | 14,3 | 398 | 1,0 |
– температура окружающей среды, , – постоянные коэффициенты, определяемые по табл. 2.5;
– коэффициент, зависящий от величины емкости (выбирается из табл. 2.5);
Таблица 2.5 Значения коэффициента или его математические модели для отдельных групп конденсаторов
Группа конденсаторов | Математическая модель или значение | Примечание |
Конденсаторы керамические и стеклокерамические | =0,4C0,12 | - емкость, пФ |
Конденсаторы стеклянные | ||
Конденсаторы слюдяные | ||
Конденсаторы бумажные | =0,4C0,14 | - емкость, мкФ |
Конденсаторы с органическим синтетическим диэлектриком | =0,4C0,05 | - емкость, мкФ |
Конденсаторы оксидно-электролитические алюминиевые, танталовые | 1 | мкФ |
2 | мкФ | |
2,5 | мкФ | |
Конденсаторы оксидно-полупроводниковые, ниобиевые | 1 | - |
для сопротивлений:
(2.17)
где – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры:
(2.18)
Таблица 2.6 Значения постоянных коэффициентов, используемых при определении коэффициента режима для отдельных групп резисторов
Группы резисторов | | | | | | | |
Постоянные непроволочные металлодиэлектрические | 0,2600 | 0,5078 | 343 | 9,278 | 0,878 | 1,0 | 0,886 |
Углеродистые | 0,1910 | 0,6310 | 343 | 10,46 | 0,749 | 0,8 | 1,295 |
Постоянные проволочные прецизионные | 0,0985 | 0,4000 | 373 | 8,643 | 0,559 | 1,5 | 1,147 |
Постоянные проволочные нагрузочные | 0,0368 | 1,985 | 373 | 2,331 | 0,556 | 1,0 | 1,115 |