Разработка программируемого термостабилизатора
3.4 Расчет эксплуатационных характеристик
Произведем расчет надежности программируемого термостабилизатора.
Надежность - свойство объекта выполнять требуемые функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в течение заданного периода времени. Надежность представляет собой комплексное свойство, сочетающее в себе:
Работоспособность - представляет собой состояние ОБ, при котором он способен выполнять свои функции.
Безотказность - свойств ОБ сохранять свою работоспособность в течение определенного времени. Событие, нарушающее работоспособность ОБ, называется отказом. Самоустраняющийся отказ называется сбоем.
Долговечность - свойство ОБ сохранять свою работоспособность до предельного состояния, когда его эксплуатация становится невозможной по техническим, экономическим причинам, условиям техники безопасности или необходимости капитального ремонта.
Ремонтопригодность - определяет приспособляемость ОБ к предупреждению и обнаружению неисправностей и отказов и устранению их путем проведения ремонтов и технического обслуживания.
Сохраняемость - свойство ОБ непрерывно поддерживать свою работоспособность в течение и после хранения и технического обслуживания.
Рассчитаем один из основных количественных показателей надежности - интенсивность отказов. Этот параметр иногда называют - характеристикой и определяют по формуле:
(3.4)
где n(t) - количество элементов, которые вышли из строя в рассматриваемый промежуток времени t;
N(t) - количество элементов в исправном состоянии к началу промежутка времени t.
Величина (t) показывает, какая часть элементов выходит из строя в единицу времени.
Теперь выполним необходимые расчеты для определения надежности программируемого термостабилизатора. Для того, чтобы упростить процесс расчет надежности, его выполним в следующем порядке:
Выполним разделение проектируемого устройства на группы однотипных элементов и подсчитаем количество элементов Ni в каждой из групп.
Затем вычислим величину интенсивности отказов ин для каждого элемента или группы однотипных элементов.
И после вычислим интенсивность отказов для каждой группы элементов по следующей формуле:
Ni ин (3.4.1)
Результаты расчетов представлены в таблице 3.4.1
Таблица 3.4.1 - Результаты расчёта интенсивности отказов
Наименование и тип элементов |
Количество Ni, шт. |
Интенсивность отказов, *10-5, 1/ч |
||
ин10-6 1/час |
Niин10-6 1/час |
|||
ИМС |
4 |
0,02 |
0,08 |
|
Резисторы |
8 |
0,5 |
4 |
|
Конденсаторы |
2 |
2,4 |
4,8 |
|
Соединения пайкой |
89 |
0,01 |
0,89 |
|
Симисторы |
2 |
2 |
4 |
|
Печатная плата |
1 |
0,7 |
0,7 |
|
Кварцевый резонатор |
1 |
0,6 |
0,6 |
Таким образом основываясь на данных таблицы 3.4.1 определим суммарную интенсивность отказов проектируемого устройства по следующей формуле:
KЭ Ч Ч ИС, (3.4.2)
где Кэ - коэффициент учета воздействий условий эксплуатации на надежность устройства (принимаем Кэ=1, так как расчет выполняется без учета условий эксплуатации).
1*(0,08+4+4,8+0,89+4+0,7+0,6)*10-5= 15,07* 10-5 (1/час)
Среднее время безотказной работы проектируемого устройства определим по формуле:
, час (3.4.4)
Tср = = 6635,7 час (3.4.5)
Поскольку расчет выполняется без условий эксплуатации, то время Тср на порядок выше, чем при эксплуатации устройства в реальных условиях.
Вероятность безотказной работы программируемого терморегулятора определяется по формуле:
P(t)= (3.4.6)
Где е - основание натуральных логарифмов e 3;
t - промежуток времени, для которого определяется вероятность безотказной работы устройства, час.
Пусть t=5000 час., тогда:
= (3.4.7)
Таким образом, из проведенных выше расчетов видно, что разработанный программируемый терморегулятор, имеет достаточный параметр надежности.