1.5. Чинники, що впливають на показники надійності.
На надійність апаратури впливає ціла серія чинників. Їх умовно можна розбити на дві групи: суб'єктивні чинники і об'єктивні чинники.
До суб'єктивних чинників відносяться чинники в тій чи іншій мірі залежні від діяльності людини. Це, перш за все заходи, пов'язані з проектуванням і конструюванням апаратури, вибором матеріалів і елементів, забезпеченням режимів роботи, організацією техобслуговування.
До об'єктивних чинників відносяться чинники, пов'язані з кліматичними, метеорологічними, біологічними, механічними, космічними і ін. діями на апаратуру.
По характеру дії чинники, що впливають на надійність ділять на дві групи:
а) конструктивно-виробничі;
б) експлуатаційні.
До першої групи відносяться чинники, пов'язані з розробкою, проектуванням і виготовленням апаратури.
До експлуатаційних відносяться чинники, що впливають на надійність апаратури в процесі її експлуатації.
Розглянемо стисло деякі з конструктивно-виробничих і експлуатаційних чинників.
Серед конструктивно-виробничих чинників вагоме місце займають електричні режими роботи апаратури. Робота елементів при граничних електричних навантаженнях різко скорочує термін їх служби, знижує надійність апаратури. Зменшення електричних навантажень до оптимальних збільшує надійність апаратури.
Електричні режими роботи оцінюють по величині коефіцієнта навантаження по потужності або по напрузі:
,
або
.
Тут KP (KU ) – коефіцієнт електричного навнтаження об’єкта по потужності (напрузі);
Рр (Up ) – робоче електричне навантаження об’єкта по потужності (напрузі);
Pн (Uн ) – номінальне електричне навантаження об’єкта по потужності (напрузі);
При проектуванні апаратури зазвичай приймають коефіцієнт електричного навантаження 0,4–0,6.
Серед експлуатаційих чинників вагоме місце займають температура і вологість навколишнього середовища, забрудненість повітря і механічні навантаження.
Несприятливо діють на надійність як негативні так і позитивні значення температури. Так, наприклад, при збільшенні температури з +20 до +85оС інтенсивність відмов германієвих транзисторів збільшується в три рази, а у інтегральних мікросхем в 2-3 рази. Для експлуатації апаратури нормальною вважається температура +(25 ±10)о по Цельсію.
Вельми помітно на надійність апаратури впливає і вологість. Підвищена вологість приводить до погіршення електричних характеристик діелектриків зі всіма витікаючими з цього наслідками.
Інтенсивність відмов апаратури із збільшенням вологості збільшується згідно виразу:
λ в = λнв кв ,
де λв - інтенсивність відмов апаратури з урахуванням підвищеної вологості;
λнв - інтенсивність відмов апаратури при нормальній вологості;
кв – поправочний коефіцієнт, який враховує вплив вологості на інтенсивність відмов апаратури.
Деякі значення кв приведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1
Вологість, % |
Температура, оС |
Значення коефіцієнта кв |
60-70 |
20-40 |
1 |
90-98 |
20-25 |
2 |
90-98 |
30-40 |
2,5 |
Нормальною вважається відносна вологість (60-65)%.
На надійність апаратури помітно впливає також забрудненість повітря як механічними, так і хімічними домішками.
Механічні навантаження (удари і вібрації) приводять до порушення цілісності паянь, контактів, обривам монтажних проводів і тому подібне. Механічну дію на надійність апаратури прийнято оцінювати за значенням створюваного прискорення.
Практика показує, що найбільш небезпечними є вібрації з частотами 10-150 Гц і 175-500 Гц.
Унаслідок вібрації і ударів параметр потоку відмов в апаратурі збільшується в 10-100 разів.
Для захисту апаратури від ударів і вібрацій застосовують різні амортизатори.