Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розробка друкованого вузла плати слухового апарату для людей зі зниженою чутливістю слуху (надалі пристрій).
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Дипломна робота
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
1. Розрахунково - технічна частина
1.1. Технічне завдання на проектування конструкції підсилювача відеосигналу для відеомонітора охоронних систем.
1.1.1. Назва, шифр і підстава для виконання роботи.
Назва – розробка друкованого вузла плати слухового апарату для людей зі зниженою чутливістю слуху (надалі пристрій).
Шифр роботи “Диплом ”
Підставою для виконаня роботи є завдання на дипломний проект.
1.1.2. Мета виконання роботи
Метою розробки є розроблення конструкції і технології виготовлення друкованого вузла слухового апарату, який призначений для людей зі зниженою чутливістю слуху.
Техніко-економічне обгрунтування
Відсутність на ринку вітчизняного виробництва, ускладнює процес купівлі у зв’язку з закупівлею їх за кордоном. Впровадження у виробництво розроблюваного пристрою забезпечить хворим які погано чують краще відчувати звуки навколишнього простору і збільшить кількість робочих місць в промисловості.
1.1.4. Технічні вимоги
1.1.4.1. Слуховий апрат повинен забезпечити підсиленя чутливості звуку в межах 40 дБ.
1.1.4.2. Кліматичне виконання вузлів приладу – УХЛ 4.2 згідно ГОСТ 15150-69;
1.1.4.3. Вимоги до механічних дій – група 1 згідно ГОСТ 11478-88
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
1.1.4.4. Номінальні параметри плати повинні відповідати таблиці 1.1, гранично допустимі режими експлуатації згідно таблиці 1.2.
Таблиця 1.1 Номінальні параметри плати.
Таблиця 1.2 Гранично допустимі режими експлуатації.
1.1.4.5. Габаритні розміри друкованої плати повинні бути не більше:
– довжина – 85 мм
– ширина – 60 мм
– висота – 18 мм
1.1.4.6. Вимоги до надійності:
– середнє напрацювання на відмову повинно бути не менше 3500 годин;
– друкований вузол повинен бути відновлювальним;
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
1.1.4.7. Спеціальні вимоги до стандартизації та уніфікації не ставляться.
1.1.4.8. Техніко-економічні показники:
орієнтовна потреба на 2006 рік – 1000 шт. на подальші роки – 1200 шт.
лімітна розрахункова ціна пристрою на момент підписання ТЗ становить 36 грн.;
1.1.5. Терміни виконання проекту:
– початок роботи 11.04.2005 р.
– закінчення роботи 15.06.2005 р.
1.1.6. Порядок приймання проекту:
Проект приймається державною екзаменаційною комісією технічного коледжу НУ “Львівська політехніка”. Для комісії готується:
Схема електрична принципова з переліком елементів;
Креслення друкованої плати;
Складальне креслення друкованого вузла відеопідсилювача;
Таблиці економічних розрахунків;
Пояснююча записка.
1.2. Опис схеми електричної принципової
Опис принципу роботи друкованого вузла слухового апарату ведеться по схемі електричній принциповій.
Даний апрат призначений для людей зі зниженою чутливістю слуху.Від інших аналогів його відрізняють невисока ціна невибагливість у користуванні,широкий асортимент застосовуваних комплектуючих.Крім того,у пристрої застосовано систему автоматичного регулювання підсилення та індикатор розрядженості батареї.Зібрати і налагодити такий апрат може навіть початківець.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Принципова схема пристрою містить 4 мікросхеми операційних підсилювачів з малим струмом споживання [1].Перша з них ,DA 1,виконує функцію попереднього підсилювача звукової частоти. Акустичний сигнал приймається чутливим електретним мікрофоном ВМ 1 типу МКЭ 3 від портативного магнітофона і надходить на інвертуючий вхід підсилювача DA 1 – КР140УД1208. Коло R10C7 призначене для фільтрації напруги живлення мікрофона. Коло R12C8R13 фільтрує і ділить навпіл напругу живлення та подає її на неінвертуючий вхід (вивід 3) операційного підсилювача DA 1. Резистори R7, R11, R16, R18 встановлюють необхідні струми споживання для кожної з мікросхем DA 1 – DA 4 [1]. Підстроювальний резистор R1 дозволяє регулювати чутливість слухового апарату в широких межах.
Оскільки підсилювач DA 1 визначає чутливість пристрою, то коло R14 C9 додатково здійснює фільтрацію напруги живлення мікросхеми, що зменшує рівень зовнішніх завад і усуває вплив інших каскадів підсилення. Підсилений звуковий сигнал з виходу (вивід 6) DA 1 розгалужується на дві незалежні ланки: підсилювач систем автоматичного регулювання підсилення (DA 2) та підсилювач потужності звукової частоти (DA 3).
Для зменшення шумів та нелінійних спотворень мікрофон і вивід 2 підсилювача DA 1 зєднані між собою неелектролітичним конденсатором конденсатором С6 типу К73-3, К73-9 чи подібним. Цьому ж сприяє виключення з сигнального кола конденсатора та гальванічне зєднання між собою виводу 6 DA 1 з виводом 3 DA 3. Це стало можливим завдяки тому, що на виводі 6 DA 1 присутня постійна складова, що дорівнює половині напруги живлення (встановлюється дільником напруги R12R13) і створює необхідне
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
зміщення робочої точки на неінвертуючих входах (виводи 3) мікросхем DA 2, DA 3.
Чутливысть слуху у людей похилого віку зменшується на високих частотах звукового діапазону [2]. Тому, щоб збільшити підсиленя пристрою на середніх і високих частотах, використано частотну корекцію, яка у найпростішому випадку здійснюється шляхом зменшення ємності розділового конденсатора С6 у десять разів у порівнянні зі звичайним номіналом (1...10мкФ) [3, 4]. Цьому ж сприяє й те, що у мікрофона залишено два отвори. При такому вдосконалені сигнал стає більш чітким (дещо „металічним”) та високочастотним.
Підсилювач потужності звукової частоти виконаний на операційному підсилювачі DA 3, транзисторах VT2, VT3, які виконують роль двохтактного емітерного повторювача. Зміщення на транзистори подається з резисторів R5, R6, а його рівень визначається діодами VD 6, VD7 і становить приблизно 1.2 В. При цьому струм спокою кінцевого каскаду при напрузі 6 В близький до 3 мА.
За рахунок того, що для встановлення зміщення транзисторів використовується напів провідникові діоди, опір яких залнжить від температури, відбувається термостабілізація робочої точки вихідного каскаду. При зростані температури навколишнього середовища чи нагрівані транзисторів VT2, VT3 струм, що протікає через них, зростає. Нагріваються також розміщені поряд з транзисторами діоди VD6, VD7, опір який зменшується при підвищені температури. Внаслідок цього зменшується напруга зміщення вихідних транзисторів, вони починають закриватися, а струм ─ зменшуватися доти, доки не встановиться режим рівноваги, коли струм спокою залишатиметься практично не змінним.
Опори резисторів R5,R6 мають бути одинаковими, а до точки їх зєднання підключено одним кінцем конденсатор; інший кінець було під’єднано до виходу підсилювача. Таке підключення є волбтдобавкою і дозволяє збільшити вихідну напругу в 1.5 рази. Негативний зворотній зв’язок здійснюється за допомогою змінного резистора R3, яким регулюють гучність сигналу. Та каналом стік – витік польового тразистота VT1, який увімкнуто у коло автоматичного регулювіння підсилння. При збільнні опору резистора R3 гучність сигналу зростає.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
На мікросхнмі DA2 виконано неінвертуючий підсилювач системи автоматичного регулювання підсилення. Яка запозичена з [3, 4]. Поріг спрацювання системи визначеється опором підстроювального резистора R3: чим він більший, тим при менших рівнях вхідного сигналу спрацьовуватиме автоматичне регулювання, а отже, тим сильніше зменшуватиме сигнал на виході кінцевого підсилювача.
З виходу підсилювача (вивід 6 мікросхем DA2) сигнал через розділовий конленсатор C11 надходить на двопівперіоднийвипрамляч VD3, VD4, виконаний на германійових діодах типу Д9. Германієві діоди мають меншу напругу відкривання (0,15В) на відміну від кремнієвих (0,6В). При цьому робота системи автоматичного регулювання стає більш „м’якою”, і сигнал на виході підсилювача має менший динамічний діапазон, що менше подразнює звук. Випрямлена і відфільтрована конденсатором C5 напруга позитивної полярності подається на затвор польового тразистора VT1 типу КП103К. При зростані цієї напруги транзистор починає закриватися, зростає опір його каналу стік ─
витік, підсилення підсилювача потужності зменшується, атже канал цього транзистора ввімкнено в коло зворотнього зв’зку підсилювача DA3. Коло R8VD5 призначене для змншення спотворень сигналу при великому йому рівні.
При знижені напруги живлення праметри слухового апарату погіршується, тому у схему введено пристрій для контролю джерела живлення. Його виконано на операційному підсилювачі DA4, увімкнено як
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
кумпаратор. На інвертуючий вхід (ввід 2) мікросхеми DA4 подано зразкову напругу, яка створюється колом з діодів VD1, VD2 та резистора R17, На інший неінвертуючий, вхід, (вивід ) мікросхеми DA4 подано напругу з підстроювального резистора R4. Ним вставляють поріг спрцювання компаратора. В даному випадку це напруга +5В. Обидва кінці кіл: верхній вивід діода VD1 та верхній за схемою вивід резистора R4 під’єднані до джерела живлення вища за встановлену ( 5В ) опором R4, то на вижолі ( вивід 6) мікросхеми DA4 відсутня напруга.
При знижені напруги нище встановленого рівня +5В компаратор переходити у інший стійкий стан, і на його виході встановлюється напруга, що нуближаться до напруги живлення ( близько +3В ). В результаті цього відкривається діод VD8 і закривається транзистор VT1. Вихідний підсилювач «закривається», і звуковий сигнал відсутній на виході, Це служить «повідомленням»про те,що потрібно замінити в слуховому апараті замінити батерейку чи підзарядити акамулятор.
На відміну від слухового апарату, описанного в [2], такий принцип роботи індикації розряду джерела живлння є більш доцільним, оскільки при використанні на виході комаратора DA4 світлодіода людина не завжди може послідкувати за йогостаном ( світить чи ні ), так як пристрій майже весь час знаходиться в кішені. Звуковий сигналізатор для цієї мети ( як у мобільному телефоні ) не використовується, бо це б ускладнило схему і збільшили розміри аппарату, хоча принципових труднощів при його ведені у коло компаратора немає.
Основними перевагами даного прилада є:
малий коефіцієнт виділення тепла (завдяки поверхневим елементам, що входять до складу плати);
низька ціна;
висока надійність.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
1.3 Вибір, обгрунтування та розрахунок конструкції приладу
Основними факторами, що визначають конструкцію проектованого вузла є необхідність забезпечення функціональних характеристик приладу в заданих умовах експлуатації (виконання умов ТЗ), технологічність виготовлення (можливість дрібносерійного виготовлення проектованого приладу в умовах певного підприємства з наявністю бази технологічного устаткування), забезпечення ремонтоздатності.
Корпус слухового апарату повинен забезпечувати вимоги експлуатаційної технологічності. Можливість максимально просто і розташованих всередині є вихідною умовою конструкторського гічності.
Конструктивно вузол виконананий в корпусі прямокутної форми. Корпус складається з двох частин (основного блоку і задньої кришки). В основний блок прикріплена плата з регуляторами, а до кришки мікрофон.
Корпус приладу виготовлений з удароміцної пластмаси.
На задній панелі монітору знаходиться отвір для під’єднання живлення і відсік для встановлення плавкого запобіжника. Всередині корпуса розміщений монітор, до якого підключається плата відеопідсилювача.
1.3.1. Вибір типу монтажу
Елементи електричної схеми вузла слухового апарату розміщені на одній двосторонній друкованій платі.
В зв’язку з відсутністю на платі елементів з значним розсіюванням потужності, вимоги до відводу тепла не ставляться.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
1.3.2. Вимоги до форми і розмірів друкованої плати.
Друкована плата – це матеріал основи вирізаний по розміру, має необхідні отвори і щонайменше один провідний малюнок.Ця електрична конструкція складається з плоских провідників у вигляді ділянок металізованого покриття, що розміщені на діелектричній основі і забезпечують електричне з’єднання ланок.
Одностороння друкована плата – це друкована плата на одній стороні якої виконаний провідний малюнок. Цей тип плат виконують на шаровій пресовані, або рельєфній литій основі без металізації чи з металізацією.
Двостороння друкована плата – це друкована плата,що має одну діелектричну основу на двох сторонах якої виконаний провідний малюнок і всі необхідні міжшарові з’єднання. Електричний зв’язок шарів друкованого монтажу здійснюється за допомогою металізації отворів.
Багатошарова друкована плата- це друкована плата яка складається з почергових з шарів ізоляційного матеріалу і провідного малюнку, з’єднаних клеєвими прокладками в монолітну конструкцію шляхом пресування.
З метою підвищення механічної жорсткості плати (друкована плата, яка складається з матеріалів з різними коефіцієнтами температурного розширення) необхідно, щоб відношення її довжини до ширини не перевищувало 4:1.
Вихідним параметром при конструюванні друкованих плат є крок координатної сітки. За допомогою координатної сітки регламентуються основні геометричні розміри друкованих плат. Як правило центри всіх видів отворів на друкованих платах розміщуються в вузлах координатної сітки. Її основний крок 1,25мм, та 2,5мм.
При компоновці друкованої плати намагаються досягнути максимального заповнення її поверхні навісними елементами і розмістити їх так, щоб забезпечити найкоротші зв’язки між ними, виконані друкованими провідниками.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Одночасно потрібно пам’ятати, що друкована плата виконує роль шассі, і потрібно обмежити її габарити з метою досягнення заданої міцності. Розміри плати визначаються ГОСТами. За даними цих документів максимальний розмір друкованої плати не повинен перевищувати 470 х 470 мм2. При виборі типорозмірів друкованої плати постає питання про вибір конструкції блоку з більшою кількістю плат малого розміру, або меншої кількості плат великого розміру.
Перевага при розробці віддається малогабаритним платам, так як крупногабаритні друковані плати мають малу механічну міцність, погіршується теплообмін елементів в центрі плати і ускладнюється пошук несправних елементів при ремонті.
Розміри проектованої плати 856015 мм.
Товщина плати, як правило, відповідає товщині фольгованого діелектрика і вибирається в залежності від вимог, висунутих до конструкції виробу, методу виготовлення плати, маси і габаритів встановлених елементів і не перевищує 3 мм.
Друкована плата виготовлена з склотекстоліту марки СФ2-50Г-1,5 (товщина мідної фольги 50 мкм, товщина склотекстоліту 1,5 мм).
1.3.3. Вимоги до розташування і розмірів отворів друкованої плати.
Центри всіх отворів на друкованій платі необхідно розташовувати в вузлах координатної сітки. Для запобігання виникнення тріщин в ДП, не рекомендується використовувати отвори складної форми з кутами менше 90о, а також вузькі і довгі прямокутні отвори.
Вибір розміру отвору повязаний з діаметром виводу елемента у співвідношені:
для виводів з d = 0,4-0,8 мм, dотв. ≥ 0,4 мм.
для виводів з d = 0,8 мм і більше, dотв. ≥ 0,6 мм.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Вибір розміру отвору також пов’язаний з товщиною друкованої плати(особливо для металізованих отворів).
Оптимальне співвідношення між діаметром отвору і товщиною друкованої плати є наступні:
для гетинаксу dmin ≥ 0,6h
для склотекстоліту dmin ≥ 0,4h
де: h-товщина плати.
Діаметри монтажних і перехідних металізованих отворів моють бути вибрані з наступного ряду: 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 2,0 мм
Монтажні отвори зі сторони фольги повинні мати контактні ланки, що є переходом від виводу елемента до друкованого провідника.
Контактні площадки 1-го виводу багатовивідного елемента (мікросхеми) виконують по формі, яка відрізняється від форми інших контактних площадок (так званий “ключ”).
Площа контактних площадок потрібно максимально збільшувати, передбачаючи формування кільцевого поясу навколо отвору в місці з”єднання друкованого провідника з контактною площадкою. Збільшення площі контактних площадок запобігає відриванню їх в процесі виготовлення плат і покращує якість паяних з’єднань.
Діаметр контактних площадок можна порахувати за формулою:
dк.п.min= dотв.+2b (1), де:
dотв- діаметр монтажних отворів
b- 0,2 мм (мінімальна ширина гарантійного пояска)
Монтажні отвори і контактні площадки вибирати згідно таблиці 1.3 в залежності від dотв
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Таблиця 1.3. Діаметри отворів і контактних площадок.
1.3.4 Вимоги до друкованих провідників.
Згідно ГОСТ 23751-86 друковані плати поділяються на п’ять класів точності, в залежності від мінімальної ширини друкованого провідника(t) та мінімальної відстані між друкованими провідниками(s). Для даної плати відеопідсилювача пропонується 3-й клас точності виготовлення друкованих провідників, який включає наступні вимоги:
Мінімальна ширина друкованого провідника – 0,25мм
Мінімальна відстань між друкованими провідниками – 0,25мм
Мінімальна ширинагарантійного пояска – 0,1мм
Найважливішим параметром друкованого провідника є його ширина, що залежить від допустимої густини струму, що протікає по провіднику та допустимої температури перегріву провідника при заданому струмі навантаження.
Густина струму визначається: EMBED Equation.3 (2)
Допустима густина струму мідного друкованого провідника не повинна перевищувати 20 А/мм2.
Товщину фольги вибираємо 50мкм.
Визначаємо мінімально допустиму ширину друкованого провідника:
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
у ділянках зі струмом до 50 мА:
EMBED Equation.3 ; (3)
EMBED Equation.3
де: I - струм ланки ;
jmax - максимальна густина струму;
hф – товщина фольги.
Для технологічності виготовлення друкованої плати виберемо ширину доріжки 1 мм.
Вибираємо ширину друкованих провідників:
у вільних місцях – 2 мм,
у вузьких місцях – 1 мм.
При трасуванні плати потрібно досягнути мінімальної довжини друкованого провідника для запобігання завад. Друковані провідники повинні бути якомога коротшими, оскільки паразитні ємності і індуктивності пропорційні довжині друкованих провідників.
1.3.5. Вимоги до розташування радіоелементів на друкованій платі.
При друкованому монтажі встановлення елементів проводиться шляхом пропускання виводів елементів в отвори друкованої плати з наступним їх паянням. Виключення становлять елементи з планарними виводами, що розпаюються зверху контактної площадки без кріпіжних оворів.
Також необхідно врахувати теплові та електромагнітні параметри цих елементів. Елементи необхідно розташовувати паралельно чи перпендикулярно одні до одних, а також паралельно до поверхні друкованої плати. Необхідно передбачити екранування активних електромагнітних елементів одне від одного, або розташовувати їх якнайдалі чи перпендикулярно, для зменшення взаємовпливу.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Найбільш важкі елементи розташовуються ближче до країв плати в місцях кріплення її до шасі несучої конструкції.
Найбільш тепловиділяючі елементи розташовуються в місцях, в яких забезпечений доступ протікаючого повітря, або на встановлюються на спеціальних теплопоглинаючих радіаторах.
Електричний і механічний контакт забезпечується пайкою виводу із сторони друкованих провідників до контактної площадки. Відстань між краями плати і корпусами елементів повинна становити не менше 1мм, а між виводом і краєм плати не менше 2мм. Формовка виводів радіоелементів здійснюється згідно чинних стандартних варіантів установки згідно ОСТ4.010.030-81, РД 107.460000.019-90 та складальних креслень друкованих вузлів.
Згідно ОСТ4.010.030-81 встановлюються:
Резистори R9, R12 - по варіанту Іа;
Конденсатори C3, C6 - по варіанту Іа;
Транзистори VT1, VT3…VT6 – по варіанту Vб;
Діоди – по варіанту Іа.
Згідно РД 107.460000.019-90 по варіанту І решта радіоелементів.
1.4. Розрахунок надійності виробу.
Надійністю роботи називається властивість пристрою, елемента або системи виконувати задані функції в певних режимах і умовах експлуатації, технічного обслуговування, ремонту, зберігання та транспортування на протязі заданого часу.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Надійність є складною, комплексною властивістю, яка характеризується наступною групою показників:
безвідмовність;
довговічність;
ремонтоздатність;
зберігаємість.
Під безвідмовністю розуміють властивість пристрою зберігати працездатність в заданих режимах роботи, тобто відповідати вимогам нормативно-технічної чи конструкторської документації в передбачених
умовах на протязі заданого часу .
Довговічність характеризує властивість виробу зберігати працездатність до настання граничного стану, який називається середній термін служби або ресурс, при встановленій системі технічного обслуговування та ремонту. Середній термін служби є величина відновлювана, тобто після проведення середнього або капітального ремонту, коли проводиться профілактична заміна елементів, що виробили свій ресурс і загальний ресурс пристрою відновлюється частково, або повністю. Тому розрізняють середній термін служби до середнього ремонту, середній термін служби до капітального ремонту, та повний термін служби.
Ремонт – це комплекс операцій по відновленню працездатності пристрою. Середній ремонт виконують для відновлення працездатності і часткового відновлення ресурсу шляхом заміни складових частин обмеженої номенклатури.
Капітальний ремонт проводять для повного відновлення пристрою із заміною будь-яких складових.
Також існує такий параметр безвідмовності, як готовність.
Під готовністю розуміють ймовірність зберігання працездатності пристрою в довільний момент часу, що визначається, як безвідмовністю, так і відновлюваністю пристрою.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Під ремонтоздатністю розуміють властивість пристрою в пристосуванні до знаходження та відновлення пошкоджень, а також усунення їх наслідків шляхом проведення технічного огляду та ремонту.
Зберігаємість характеризує властивість виробу зберігати значення параметрів безвідмовності, довговічності і ремонтоздатності на протязі визначеного терміну експлуатації.
Відмовою називається порушення працездатності пристрою, що веде некоректної його роботи, або повного виходу з ладу.
Відмови поділяються на раптові та поступові. Раптові експлуатаційні відмови являють собою відмови повноцінної по надійності апаратури, що виникають в період нормальної експлуатації (коли приробочні відмови вже завершились, а відмови зношування і старіння ще не почались).
Поступові відмови характеризуються тривалою зміною одного чи декількох параметрів за межі допусків.
Поступові відмови визначаються процесами електричного та механічного зношування елементів і їх старіння.
По часу виникнення відмови поділяються на:
приробочні;
експлуатаційні;
зносові.
Перші виникають на початкових етапах, другі в режимі нормальної експлуатації, а треті після відпрацювання ресурсу.
Так як відмова є подією випадковою (місце і час виникнення), то при кількісній оцінці надійності поряд з часовими параметрами враховуються також і ймовірнісні.
До показників безвідмовності належать:
Ймовірність безвідмовної роботи P(t) — ймовірність події, що в границях часу t при визначених умовах експлуатації не виникне жодної відмови. Оцінку ймовірності безвідмовної роботи за інтервал часу t можна дати згідно результатів випробувань достатньо великої кількості зразків:
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
P*= EMBED Equation.3 (4)
де: N0 — кількість зразків поставлених на випробування;
n(t)— кількість зразків, що відмовили протягом часу t.
lim P*(t)=P(t)
Точність зростає із збільшенням No, звідки випливає рівність:
(5)
Інтенсивність відмов (t) — густина ймовірності виникнення відмови для певного моменту часу t.
Оцінка інтенсивності відмов обчислюється за формулою:
EMBED Equation.3 (6)
де: N — кількість працездатних пристроїв на момент часу t,
t — кількість приладів, що вийшли з ладу до моменту часу t,
n(t+t) — кількість приладів, що вийшли з ладу до моменту часу t+t.
Раптові експлуатаційні відмови являють собою раптові відмови повноцінної по надійності апаратури, що виникають в період нормальної експлуатації, коли приробочні відмови вже завершились, а відмови зношування і старіння ще не почались і суттєво не впливають на надійність.
Раптові експлуатаційні відмови обумовлені малоймовірними випадковими факторами:
приховані внутрішні дефекти;
малоймовірні відхилення в режимах роботи;
концентрація зовнішніх навантажень та внутрішніх напружень;
помилки операторів в період експлуатації.
Через перелічені причини поява таких відмов не усувна та імовірна в будь-який момент часу.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
В основу розрахунку надійності по раптовим експлуатаційним відмовам покладено принцип визначення показників надійності по показниках надійності комплектуючих. Це дозволяє проводити попередній розрахунок надійності систем, виходячи з надійності окремих елементів та вузлів.
Виходячи з постійності інтенсивності відмов на великому проміжку часу, формула ймовірності безвідмовної роботи приймає значення EMBED Equation.3 (7)
При цьому EMBED Equation.3 - середній час напрацювання
Для наближеного розрахунку надійності по раптовим експлуатаційним відмовам складемо таблицю 5, використовуючи дані надійності електрорадіоелементів з довідкової літератури.
Вихідними даними для розрахунку є:
Перелік елементів плати і їх кількість;
Фактичне значення параметра, що визначає надійність.
Розрахунок надійності проводимо в наступному порядку:
За даними, що містяться в технічних умовах на радіоелементи, визначаємо значення параметра надійності;
Отримані дані заносимо в розрахункову таблицю.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Таблиця 1.4. Наближений розрахунок надійності
min = 2,2910-6год-1
max =29,6410-6год-1
t = 1000год ;
P min (t)=e -Slmaxt (8) ; P min (t )=0,9712
P max (t)=e -Slmint (9) ; P max (t )=0,9977
EMBED Equation.3 (10) ; Tcер.min =33738 год.
EMBED Equation.3 (11) ; Tcер.max =436681 год.
Продовження табл. 1.4
При наближеному розрахунку надійності не враховувався взаємовплив елементів, електричні і теплові навантаження, зовнішні механічні і кліматичні дії.
Щоб обрахувати значення більш точно необхідно провести уточнений розрахунок надійності по раптовим експлуатаційним відмовам, враховуючи поправочні коефіцієнти.
Kl1 - коефіцієнт, що враховує дію зовнішнього механічного навантаження;
Кl2 - коефіцієнт, що враховує дію зовнішніх кліматичних факторів;
Кl3- коефіцієнт, що враховує зовнішній атмосферний тиск;
α- коефіцієнт, що враховує електричні навантаження елементів і їх реальну температуру.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
За довідниковою таблицею визначаємо значення коефіцієнтів впливу α; з таблиці вибираємо значення lо;
За формулою EMBED Equation.3 обчислюємо значення інтенсивності відмов.
Інтенсивність відмов проектованої плати: lі = Σlі
Таблиця 1.5 Уточнений розрахунок надійності
i = 11,4110-6год-1
P(t) =e -Kl1.Kl2.Kl3.Sli.αi.t (12) ; P(t) = 0,9853
EMBED Equation.3 (13) ; Tсер.напр.=87642 год ;
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Висновок: В даному розділі було розроблено технічне завдання на друкований вузол підсилювача відеосигналу для монітора відеоохоронних систем. Була описана та розрахована схема електрична принципова, вибрано та обгрунтовано конструкцію плати (склотекстоліт СФ-2-50Г-1,5, прямокутної форми, розміром 856015 мм, тип монтажу – друкований), а також розраховано діаметр отворів. Розраховано надійність приладу (Tсер.напр=87642 год).
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора