3 Конструкторские расчеты.

1. Расчет потребляемой мощности УЧПУ 4СК.

Потребляемая мощность является важным конструктивным параметром любого устройства. Особенно важным является значение показателя мощности в цифровой импульсной технике. Так даже незначительное отклонение напряжения питания от номинала на 5% и более, влечет за собой неминуемые сбои во всей схеме. Полная потребляемая мощность УЧПУ 4СК определяется, как сумма мощностей, потребляемых каждым элементом в отдельности.

Таблица 21

№п/п	Наименование элементов	Количество ( шт. )	Мощность Р0 (Вт)	Общая мощность Р0 n (Вт)
1	Микросхемы
2	КР1810ВМ86	1	0,9	0,9
3	Резистор	3	0,125	0.375
4	Конденсатор	1	0,22	0.22
5	АЛ307БМ	3	0,042	0.126
6	Диод	1	0,0032	0,0032
Итого:				1.7

P0 – мощность одного элемента

n – количество элементов в схеме

Робщ. = = 0,9×1=0,9

^{Вывод: как видно из таблицы мощность устройства долговременного хранения информации составила около 1,7Вт.}

3.2 Расчет надежности

Надежность – особое свойство, заключающееся в способности устройства сохранять свои технические параметры во времени. Это свойство характеризуется безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.

Обеспечение высокого качества и надежности изделия, является комплексным многоэтапным процессом.

Надежность закладывается при проектировании изделий, она зависит от прогрессивности и совершенства конструктивной схемы, прочности и износостойкости применяемых материалов и ряда других факторов. Требуемая надежность обеспечивается в процессе производства изделий. Она определяется совершенством и стабильностью технологического процесса изготовления, качеством сборки, долговечностью контроля отдельных деталей и изделия в целом.

В расчет надежности входит:

1. Расчет вероятности безотказной работы;

2. Расчет средней наработки до отказа;

3. Расчет интенсивности отказов.

Согласно ГОСТ 27.002 – 89 дадим определения:

Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Средняя наработка до отказа – это математическое ожидание наработки объекта до первого отказа.

Интенсивность отказов – это условная плотность вероятности возникновения отказа объекта определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возникнет.

Требуется рассчитать Р_изд.(t) на рисунке 1, вероятность безотказной работы УЧПУ 4СК в течении времени (t) и среднюю наработку на отказ Т_ср., приведём структурную схему

Схема состоит:

1. Батарея – 1 шт.;

2. Диод – 3 шт.;

3. Светодиод –3шт.;

4. Конденсаторы –3шт.;

5. Микросхемы –1 шт.;

6. Резисторы –3 шт.;

7. Разъем – 1шт.;

8. Соединение пайкой – 36 шт. ;

9. Печатный монтаж – 6 шт.

На основании анализа статистических материалов установлены и приведены в справочной литературе значения интенсивности отказов, отдельных элементов λ₀, 1/ч. Воспользуемся этими данными.

Для удобства ведения расчетов все данные сведем в таблицу 22:

Таблица 22-интенсивность отказов элементов схемы

Наименование элемента	Констр-я характеристика	Обозначение по схеме	Кол-во шт.	Интенсивность отказов 0,1/r	Интенсивность отказов;0*n;1/r * 10-6
Резисторы	постоянные	R	3	0.2	0.6
Конденсаторы	Электрический
	Керамический	С1C2	2	0,01	0,02
Батарейки		GB1	1	0.5	0.5
Микропроцесор КР1810ВМ86	аналогый	U1	1	0.9	0.9
ЖК индикатор	аналоговый		1	0.5	0.5
Печатная плата			6	0,00005*10-4	2.400*10-4
Пайка			36	0,0005*10-6	1.440*10-6
Итого					6.54

Согласно формуле средние наработки до отказа определяет:

Тср. =

Переведем Тср. в года, для чего разделим его на время работы две смены t=16ч. и на количество рабочих дней в году ровно 247 дней, получаем Тср. в годах:

Тср.==32 лет

Вероятность безотказной работы изделия за время t определяем по формуле:

Ризд.(t) = 1-изд.*t = 1-*16=0,0010

где Ризд.(t) – вероятность безотказной работы

Вывод. Расчет надежности устройства долговременного хранения информации, проверки большой интегральной схемы показал, что изделие надежно, вероятность безотказной работы изделия равна 0,0010 а средняя наработка до отказа равна 32 годам.