Оформление расчетной работы №2 1 страница

ЦЕЛЬ: научиться выполнять уточненный расчет надежности элементов устройства с учетом режимов работы.

ХОД РАБОТЫ

Приводиться схема и ее описание.

Составляется СЛС, как в разделе 1.

Указывается температура окружающей среды (расчетная температура принимается на 10…15˚С выше), время работы (часов с сутки), механические воздействия, влажность и атмосферное давление.

1. Определяем Rгр,

Мощность самого маломощного резистора составляет 125 мВт →

Таким образом, коэффициент нагрузки резисторов, сопротивление которых больше 12 кОм, меньше 0,1.

Следовательно, такие элементы в расчете режима не нуждаются.

2.Заносим в таблицу 1 обозначение, тип, номинал и количество одинаковых элементов.

Таблица 2.1 – Расчет коэффициентов нагрузки.

Наименование элементов	Обозначение	N	Фактическое значение, по которому определяется коэффициент нагрузки	Номинальное значение параметра	Кнг
Резисторы
R1	МЛТ-0,125-470к-5%		-	Р = 0,125 Вт	< 0,1
R2	МЛТ-0,125-2к-10%		I = 12/(r2+r3+r4) = 12/(2+3+0.2) = 2.3mA, U = 2.3*2=4.6B, P = 2.3*4.6 = 10.6 мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R3	МЛТ-0,125-3к-10%		I = 12/(r2+r3+r4) = 12/(2+3+0.2) = 2.3mA, U = 2.3*3=6.9B, P = 2.3*6.9 = 16 мВт	Р = 0,125 Вт	0,13
R4	МЛТ-0,125-200-5%		I = 12/(r2+r3+r4) = 12/(2+3+0.2) = 2.3mA, U = 2.3*0.2=0.446 B, P = 2.3*0,446 = 1.03 мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R5	СП-1-47к-10%		-	Р = 1 Вт	<0,1
R6	МЛТ-0,125-10к-5%		I = 12В/r6=1.2 мА, U = 12B, P = 12*1.2 = 14.4 мВт	Р = 0,125 Вт	0,12
R7	МЛТ-0,125-3к-10%		I = 12В/(r7+r8+r9)= 0,240мА, U=0.240*3=0.7B, P = 0.7*0.24=0.17мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R8	СП-1-47к-10%		-	Р = 1 Вт	<0,1
R9	МЛТ-0,125-300-5%		I = 12В/(r7+r8+r9)= 0,240мА, U=0.240*0,3=0.07B, P = 0.07*0.24=0.017мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R10	МЛТ-0,125-10к-5%		I=Uпит/(R10+R11+R12) = 12/60 = 0,2мА, U = 0.2*10=2B, P = 2*0.2=0.4 мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R11	МЛТ-0,125 —20к-10%		-	Р = 0,125 Вт	<0,1
R12	МЛТ-0,125-30к-5%		-	Р = 0,125 Вт	<0,1
R13	МЛТ-0,125-1,5к-10%		U = Uпит/2 = 6В, I = 6/1.5 = 4мА, Р = 4*6=24мВт	Р = 0,125 Вт	0.2
R14	МЛТ-0,125-47-5%		Поскольку ток будет делиться между R14 и R16, можно считать,что Кнг будет меньше 0,1	Р = 0,125 Вт	0.1
R15	МЛТ-0,125-2к-10%		Ur15 = Ur18+0.3 = 0.3+0.36=0.66В, I = 0.66/2=0.33mA, P = 0.33*0.66 = 0.2 мВт	Р = 0,125 Вт	0,1
R16	МЛТ-0,125-15к-10%		-	Р = 0,125 Вт	<0,1
R17	МЛТ-0,125-2к-10%		UR17 = Uпит – UV4 = 12-1 = 11 B, IR17 = 11/2 = 5.5 мА, Р = 5,5*11=60,5 мВт	Р = 0,125 Вт	0.5
R18	МЛТ-0,125-36-10%		Ir18 = 10 мА, Ur18=10*36=0.36 В, Р = 0.36*10 = 3.6 Вт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R19	МЛТ-0,125 —20к-10%			Р = 0,125 Вт	<0,1
R20	МЛТ-0,125-510-5%		UR20 = Uvt7-Uд = 0.3-0.7 = 0.4B, IR20 =0.4/510 = 10 mA, P = 10*0.4 = 4мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R21	МЛТ-0,125-4,3к-10%		IR21 = Uпит / (R21+R22) = 12/8,6 = 1,5мА, UR21 =6B Р = 6*1,5 = 9мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R22	МЛТ-0,125-4,3к-10%		IR21 = Uпит / (R21+R22) = 12/8,6 = 1,5мА, UR21 =6B Р = 6*1,5 = 9мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R23	МЛТ-0,125-430-10%		Ur23=0.3B, Ir26=0.3/430 = 0.7mA, P = 0.7*0.3=0.021мВт	Р = 0,125 Вт	<0,1
R24	МЛТ-0,125-27-10%		IR24 = (UR19 +0,3д – 0,3-0,3)/((R24+R25)||(R27+R28)) = 0,1/45.8 = 2mA, Ur24 = 2*27 = 0,054 В, Р =2*0,054=0.108 мВт	Р = 0,125 Вт	0.1
R25	МЛТ-0,125-27-10%		IR25 = (UR19 +0,3д – 0,3-0,3)/((R24+R25)||(R27+R28)) = 0,1/45.8 = 2mA, Ur25 = 2*27 = 0,054 В, Р =2*0,054=0.108 мВт	Р = 0,125 Вт	0.1
R26	МЛТ-0,125-430-10%		Ur26=0.3B, Ir26=0.3/430 = 0.7mA, P = 0.7*0.3=0.021мВт	Р = 0,125 Вт	0.1
R27	МЛТ-0,125-150-5%		I = 10/(R27+Rнг)= 10/370 = 27mA,U = 33 * 150 = 4 В, P = 4*27 = 108мВт	Р = 0,125 Вт	0,86
R28	МЛТ-0,125-150-5%		I = 10/(R27+Rнг)= 10/370 = 27mA,U = 33 * 150 = 4 В, P = 4*27 = 108мВт	Р = 0,125 Вт	0,86
Транзисторы
VT1	ГТ309А		U=Uпит/2 = 6В, I = 4mA, P = 6*4=24 мВт	P=50 мВт	0.5
VT2,	ГТ309А		U = Uпит/2 = 6В, I= 4мА, Р =6*4=24мВт	P=50 мВт	0.5
VT3	ГТ309А		U=Uпит/2=6, I=4mA, P = 4*6=24мВт	P=50 мВт	0,5
VT5	МП38А		I = 10mA, U = (12 – Ur18-Uд-Ur19-Ur20) = (12-0.36-1.5-0.2-0.4)=9, 54, P=10*9,54=95,4мВт	P=150 мВт	0.7
VT7	МП41А		I = 10mA, U = (12 – Ur18-Uд-Ur19-Ur20) = (12-0.36-1.5-0.2-0.4)=9, 54, P=10*9,54=95,4мВт	P=150 мВт	0.32
VT8	МП41А		U=(12-Ur26-Ur21-Ur24-Ur27)/2=(12-0.3-0.3-2*1.3)/2=4.9B, I=IVT10 / h21min + Ir23 =45/50+0.7=1,6 mA, P=4.9*2.2=11 мВт	P=150 мВт	0.1
VT9	МП38А		U=(12-Ur26-Ur21-Ur24-Ur27)/2=(12-0.3-0.3-2*1.3)/2=4.9B, I=IVT11 / h21min + Ir26 =45/50+0.7=1,6 mA, P=4.9*1,6=8 мВт	P=150 мВт	0.1
VT10	ГТ404Б		U=6В I = 6/220=27мА, Р = 6*27=162 Вт	P=0,6 Вт	0.3
VT11	ГТ402Б		U=6В I = 6/220=27мА, Р = 6*27=162 Вт	P=0,6 Вт	0.3
Конденсаторы
С1	К50-16-50мк*15В-10%		U=12B	Кп = 10% U = 15 B	0,8
С2	К50-16-5мк*15В-10%		U=12B	Кп = 10% U = 15 B	0,8
С3	К21-7-3900-10%		-	U=250В	0,3
С4	К21-7-0,022мк-10%		-	U=250В	0,3
С5	К50-16-1мк*15В-10%		U=6 B	Кп = 10% U=15B	0,4
С6	К21-7-0,05мк-10%		-	U=250В	0,3
С7	К21-7-0,5мк-10%		-	U=250В	0,3
С8	К50-16-30мк*15В-10%		U = -12+2=10B	Кп = 10% U=15B	0,7
С9	К50-16-100мк*10В-10%		U=6B	Кп = 10% U=10B	0,6
С10	К22У-1-300-10%		-	U=100В	0,3
С11	К21-7-51-10%		U=0.3B	U=250В	0,3
С12	К50-16-200мк*10В-10%		U=Ur22 = 6B	U=10	0.6
С13	К50-16-500мк*15В-10%		Fн=300Гц, t=1/600=1.7мс, dU=Iнг*t/C = 90*1.7/500 = 0.3B,	Кп = 10%	0,3
Диод
V6	Д9Б		I = 10mA	Iпр = 125мА, Uобр = 8 В	<0,1
Стабилитрон
V4	КС107А		I = 6mA	Iпр = 100мА, Uобр = 1 В	<0,1

Возьмем температуру на 10⁰-15⁰С больше, чем температура окружающей среды. Значение коэффициента α2 для конденсаторов примем от 0,5 до 10 в зависимости от номинального напряжения и емкости.

3. Определим λ_раб по формуле

λраб = Λтабл * α1* α2

4. Примем λоткл = 0,1* λраб

5. Расчетное значение λ_рас примем

6. Интенсивность отказа устройства будет, рассчитаем как

7.Коэффициенты отказов, которые показывают влияние каждого типа комплектующих на общую надежность устройства, определяем по формуле:

8. Среднее время восстановления устройства равно:

T_восст = K_откл i* MTTR_i = 0,495 ч

9. Все рассчитанные показатели сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Уточненный расчет надежности.

Наименование элементов	Обозначение	N	Фактическое значение, по которому определяется коэффициент нагрузки	Номинальное значение параметра	Кнг	α1	α 2	λтаблi, 10^-6, 1/час	λрабi, 10^-6, 1/час	λотклi, 10^-6, 1/час	λрасчi, 10^-6, 1/час	λрасч * N 10^-6, 1/час	Котказа	MTTR, ч	Котказа*MTTR, ч
Резистор
R1	МЛТ-0,125-470к-5%		-	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27		0,07	0,0189	0,007	0,011	0,011	0,002	0,4	0,00079
R2	МЛТ-0,125-2к-10%		P = 10.6 мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R3,	МЛТ-0,125-3к-10%		P = 16 мВт	Р = 0,125 Вт	0,13	0,28	0,6	0,07	0,0118	0,007	0,0086	0,0086	0,0015	0,4	0,00062
R4	МЛТ-0,125-200-5%		P = 1.03 мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R5	СП-1-47к-10%		-	Р = 1 Вт	0,1	0,27	0,7	0,5	0,0945	0,05	0,0648	0,0648	0,0117	0,5	0,00583
R6,	МЛТ-0,125-10к-5%		P = 14.4 мВт	Р = 0,125 Вт	0,12	0,28	0,6	0,07	0,0118	0,007	0,0086	0,0086	0,0015	0,4	0,00062
R7	МЛТ-0,125-3к-10%		P = 0.17мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R8	СП-1-47к-10%		-	Р = 1 Вт	0,1	0,27	0,7	0,5	0,0945	0,05	0,0648	0,0648	0,0117	0,5	0,00583
R9	МЛТ-0,125-300-5%		P = 0.017мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R10	МЛТ-0,125-10к-5%		P = 0.4 мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R11,	МЛТ-0,125 —20к-10%		-	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R12	МЛТ-0,125-30к-5%		-	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R13	МЛТ-0,125-1,5к-10%		Р = 24мВт	Р = 0,125 Вт	0.2	0,37	0,6	0,07	0,0155	0,007	0,0098	0,0098	0,0018	0,4	0,00071
R14	МЛТ-0,125-47-5%		Поскольку ток будет делиться между R14 и R16, можно считать,что Кнг будет меньше 0,1	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R15	МЛТ-0,125-2к-10%		P = 0.2 мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R16	МЛТ-0,125-15к-10%		-	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R17	МЛТ-0,125-2к-10%		Р = 60,5 мВт	Р = 0,125 Вт	0.5	0,6	0,6	0,07	0,0252	0,007	0,0131	0,0131	0,0024	0,4	0,00094
R18	МЛТ-0,125-36-10%		Р = 3.6 Вт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R19	МЛТ-0,125 —20к-10%			Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R20	МЛТ-0,125-510-5%		P = 4мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R21	МЛТ-0,125-4,3к-10%		Р = 9мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R22	МЛТ-0,125-4,3к-10%		Р = 9мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,6	0,07	0,0113	0,007	0,0084	0,0084	0,0015	0,4	0,00061
R23	МЛТ-0,125-430-10%		P = 0.021мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R24,	МЛТ-0,125-27-10%		Р = 0.108 мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R25	МЛТ-0,125-27-10%		Р = 0.108 мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R26	МЛТ-0,125-430-10%		P = 0.021мВт	Р = 0,125 Вт	0,1	0,27	0,3	0,07	0,0057	0,007	0,0066	0,0066	0,0012	0,4	0,00047
R27	МЛТ-0,125-150-5%		P = 108мВт	Р = 0,125 Вт	0,86	1,32	0,3	0,07	0,0277	0,007	0,0139	0,0139	0,0025	0,4	0,001
R28	МЛТ-0,125-150-5%		P = 108мВт	Р = 0,125 Вт	0,86	1,32	0,3	0,07	0,0277	0,007	0,0139	0,0139	0,0025	0,4	0,001
Транзисторы
VT1	ГТ309А		P = 24 мВт	P=50 мВт	0.5	0,4		1,4	0,56	0,14	0,28	0,28	0,0504	0,5	0,02518
VT2,	ГТ309А		Р = 24мВт	P=50 мВт	0.5	0,4		1,4	0,56	0,14	0,28	0,28	0,0504	0,5	0,02518
VT3	ГТ309А		P = 24мВт	P=50 мВт	0,5	0,4		1,4	0,56	0,14	0,28	0,28	0,0504	0,5	0,02518
VT5	МП38А		P = 95,4мВт	P=150 мВт	0.7	0,59		1,4	0,826	0,14	0,3687	0,3687	0,0663	0,5	0,03315
VT7	МП41А		P = 5,4мВт	P=150 мВт	0.32	0,235		1,4	0,329	0,14	0,203	0,203	0,0365	0,5	0,01826
VT8	МП41А		P = 11 мВт	P=150 мВт	0.1	0,07		1,4	0,098	0,14	0,126	0,126	0,0227	0,5	0,01133
VT9	МП38А		P = 8 мВт	P=150 мВт	0.1	0,07		1,4	0,098	0,14	0,126	0,126	0,0227	0,5	0,01133
VT10	ГТ404Б		Р = 162 Вт	P=0,6 Вт	0.3	0,235		1,4	0,329	0,14	0,203	0,203	0,0365	0,5	0,01826
VT11	ГТ402Б		Р = 162 Вт	P=0,6 Вт	0.3	0,235		1,4	0,329	0,14	0,203	0,203	0,0365	0,5	0,01826
Конденсаторы
С1	К50-16-50мк*15В-10%		U=12B	Кп = 10% U = 15 B	0,8	1,26	0,9	0,135	0,1531	0,0135	0,06	0,06	0,0108	0,7	0,00756
С2	К50-16-5мк*15В-10%		U=12B	Кп = 10% U = 15 B	0,8	1,26	0,7	0,135	0,1191	0,0135	0,0487	0,0487	0,0088	0,7	0,00613
С3	К21-7-3900-10%		-	U=250В	0,3	0,08		0,3	0,12	0,03	0,06	0,06	0,0108	0,7	0,00755
С4	К21-7-0,022мк-10%		-	U=250В	0,3	0,08	0,5	0,3	0,012	0,03	0,024	0,024	0,0043	0,7	0,00302
С5	К50-16-1мк*15В-10%		U=6 B	Кп = 10% U=15B	0,4	0,47	0,6	0,135	0,0381	0,0135	0,0217	0,0217	0,0039	0,7	0,00273
С6	К21-7-0,05мк-10%		-	U=250В	0,3	0,08	0,5	0,3	0,012	0,03	0,024	0,024	0,0043	0,7	0,00302
С7	К21-7-0,5мк-10%		-	U=250В	0,3	0,47	0,6	0,3	0,0846	0,03	0,0482	0,0482	0,0087	0,7	0,00607
С8	К50-16-30мк*15В-10%		U = -12+2=10B	Кп = 10% U=15B	0,6667	1,47	0,8	0,135	0,1588	0,0135	0,0619	0,0619	0,0111	0,7	0,0078
С9	К50-16-100мк*10В-10%		U=6B	Кп = 10% U=10B	0,6	0,9		0,135	0,1215	0,0135	0,0495	0,0495	0,0089	0,7	0,00623
С10	К22У-1-300-10%		-	U=100В	0,3	0,08		0,3	0,048	0,03	0,036	0,036	0,0065	0,7	0,00453
С11	К21-7-51-10%		U=0.3B	U=250В	0,3	0,08	1,7	0,3	0,0408	0,03	0,0336	0,0336	0,006	0,7	0,00423
С12	К50-16-200мк*10В-10%		U=Ur22 = 6B	U=10	0.6	0,9	1,1	0,135	0,1337	0,0135	0,0536	0,0536	0,0096	0,7	0,00674
С13	К50-16-500мк*15В-10%		Fн=300Гц, t=1/600=1.7мс, dU=Iнг*t/C = 90*1.7/500 = 0.3B,	Кп = 10%	0,3	0,47	1,3	0,135	0,0825	0,0135	0,0365	0,0365	0,0066	0,7	0,00459
Диод
V6	Д9Б		I = 10mA	Iпр = 125мА, Uобр = 8 В	<0,1	0,92		0,68	0,6256	0,068	0,2539	0,2539	0,0457	0,4	0,01826
Стабилитрон
V4	КС107А		I = 6mA	Iпр = 100мА, Uобр = 1 В	<0,1	0,92			4,6	0,5	1,8667	1,8667	0,3357	0,5	0,16787
пайки								0,01	0,01	0,001	0,004	0,46	0,0827	0,3	0,02482
Сумма											5,1039			26,2

Дата добавления: 2015-04-30