Принципиальная схема. Печатная плата. Расчет надежности устройства

3 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

Принципиальная схема мигающие лампочки приведена на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 – Принципиальная схема «мигающие лампочки»

Принципиальная схема устройства выполнена в программе SPlan согласно ГОСТу.

 

4 ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Печатная плата мигающих лампочек  приведена на рисунке 4.1

Рисунок 4.1 – Печатная плата принципиальной схемы «мигающие лампочки»

Во время практики печатная плата была выполнена по принципиальной схеме устройства с помощью программы SPRINTLAYOUT, после чего была изготовлена и проверена на работоспособность.

5 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ УСТРОЙСТВА

Надежностью называют свойство устройства выполнять заданные функции, сохраняя свои характеристики в установленных пределах в течение определенного времени при определенных режимах и условиях эксплуатации, технического обслуживания, хранения и транспортировки.

Надежность является комплексной величиной и характеризуется целым рядом параметров, основными из которых являются безотказность и ремонтоспособность. Надежность устройства зависит от надежности элементов этого устройства. Понятие надежности тесно связано с теорией вероятности.

Законы распределения случайных величин (интервалов между отказами и сбоями, временем восстановления и т.д.) представляют исчерпывающую информацию о потоках и сбоев. Все эти величины являются случайными, но они могут быть спрогнозированы.

При расчете надежности устройства рассчитываются следующие основные показатели надежности.

 - общая интенсивность отказов устройства;

 - среднее время наработки на отказ;

 - вероятность безотказности работы.

Схема устройства, для которого выполняется расчет надежности приведена на рисунке 3.1

Расчет общей интенсивности отказов электронного прибора λ_общ., 1/час, выполняется по формуле

,                       (5.1)

где n – количество типов элементов по назначению, ед.;

N_i – количество элементов данного типа, ед.;

λ_i – интенсивность отказа элемента данного типа, 1/час.

При расчете интенсивности отказов устройства принимаются во внимание все элементы схемы, включая пайки и переключатели.

Результаты расчёта общей интенсивности отказов устройства для удобства занесены в таблицу 5.1

Таблица 5.1 - Результаты расчёта общей интенсивности отказов устройства

Наименование элемента	Интенсивность отказа элементов, *10-6, 1/час	Количество элементов, ед.	Интенсивность отказов элементов данного типа, *10-6, 1/час
Резисторы МЛТ-0,125	0,008	4	0.032
Транзисторы КТ315А (кремниевый Р до 150 мВт )	0,84	2	1,68
Лампы накаливания 6,3 В 20 мА	1,8	2	3.6
Конденсатор К53-4	0,07	1	0,07
Пайка печатного монтажа	0,01	38	0,38
Плата печатной схемы	0,7	1	0,7
Батарея одноразрядная	30	1	30
λобщ.			36,462

Рассчитанная общая интенсивность отказов схемы составляет 36,4621/час.

Среднее время наработки на отказ T_о, час, рассчитывается по формуле

  T_о=1/λ_общ,                                         (5.2)

где λ_общ. – общая интенсивность отказов, 1/час.

T_о  часов

Вероятность безотказной работы, Р – показатель надежности устройства, схемы или отдельного элемента, который оценивает возможность сохранения устройством работоспособности в определенном интервале времени. Вычисляется по формуле

,

где T_о – среднее время наработки на отказ, час;

 t – интервал времени, час.

Для данного случая значение интервала времени t принимается от 1000 до 52200 часов работы и вычисляется вероятность безотказной работы для каждого из этих значений.

Вероятность безотказной работы устройства при увеличении интервала времени работы уменьшается.

Результаты расчетов вероятности безотказной работы для наглядности располагаются в таблице 5.2

Таблица 5.2 - Результаты расчета вероятности безотказной работы устройства

Интервал времени, час.	Вероятность безотказной работы
1000	0,964
5000	0,833
10000	0,694
20000	0,482
25000	0,402
30000	0,335
35000	0,279
40000	0,233
45000	0,194
52200	0,149

В общем случае интервалы времени для определения вероятности безотказной работы определяются в пределах рассчитанного среднего времени наработки на отказ (Tо).

ВЫВОДЫ

За время работы на практике ознакомились с принципом построения печатной платы с помощью программы SPRINT LAYOUT и разработали печатную плату в данной программе. Узнали о технологии изготовления печатной платы, нанесении рисунка печатной платы на фольгированный стеклотекстолит, подобрали детали по принципиальной схеме индивидуального задания для изготовления печатной платы, научились изготавливать (сверлить, травить и паять) и ремонтировать печатные платы.

Узнали о разновидности паяльников, припоев и флюсов, измерительных приборов, ознакомились с радиоматериалами, которые используются при производстве радиоаппаратуры, получили информацию об их маркировке.

Освоили практическую работу с паяльником с помощью пайки радиоэлементов на печатную плату.

Научились находить ошибки в работе, отлаживать и регулировать устройства для их нормального функционирования. Рассчитали надежность изготовленного устройства.