Оценка коэффициентов вариации ресурса резисторов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ГЛАВА 5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЕФЕКТОСКОПИИ, ИСПЫТАНИЙ И СЕРТИФИКАЦИИ

УДК 621.396.6, 621.8.019.8 Лушпа И.Л.

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Москва, Россия

ОЦЕНКА КОЭФФИЦИЕНТОВ ВАРИАЦИИ РЕСУРСА РЕЗИСТОРОВ

Введение

Современная радиоэлектронная аппаратура (РЭА) характеризуется повышенными требованиями к показателям качества, таким как помехозащищенность, стойкость, надежность и др. Одним из свойств надежности является долговечность, показатели которой определяются характеристиками долговечности электрорадиоизделий (ЭРИ). Поэтому одним и способов повышения точности расчетной оценки показателей долговечности РЭА является уточнение характеристик ресурса комплектующих ее ЭРИ.

В методике расчета показателей долговечности РЭА, приведенной в ОСТ 4.012.013 [1], для расчета значений минимальной наработки ЭРИ (TМ.н) приведена следующая формула:

Тм н =

(1 - у -/0.999) (1 - V-Ху)

- Т,

русп ,

(1)

где: х0, 999 - квантиль нормального распределения для вероятности 0,999; Ху - квантиль нормального распределения для вероятности у; TpYCп - гамма-процентный ресурс, V - коэффициент вариации.

Значения х0, 999 и хY определяются по нормированной функции Лапласа:

,2

Ф (X ) =

1

Х

-•¡2 - п

е

dz

График функции Ф(х) приведен на рисунке 1.

ад

4-3-2

Рисунок 1 ■

-10 12 3 1)

Гра фи к нормиров энной фун кции Лапласа

Как следует из (1) и значения Tp

и Тн

значительной степени определяются величиной v. Кроме того, из (1) также следует, что ресурс ЭРИ представляет собой случайную величину, распределенную по нормальному закону с параметрами m(tp.Cп) и о^р.Сп).

График плотности вероятности нормального распределения приведен на рисунке 2.

ДГр-Си)

Тр\лсп т(Гр.сп) tp.cn

Рисунок 2 - Плотность вероятности нормального распределения

Параметр т(^) по терминологии ГОСТ 27.003 [2] представляет собой средний ресурс, значение которого можно определить из уравнения:

(2)

Трусп = (1 -V-Ху)■ т(грсп) ,

где: tp - ресурс ЭРИ; ожидание ресурса ЭРИ.

Значение о(Ъ ния:

математическое

) можно определить из уравне

(г )

У р сп)

V = -

т

(г ) ,

V р сп!

(3)

где: о(^.сп) - среднеквадратичное отклонение ресурса ЭРИ

В ОСТ 4.012.013 [1] рекомендовано значение коэффициента вариации, равное 0,15 для любого класса ЭРИ. Вместе с тем, в таблицах «Характеристика надежности и справочные данные отдельных типов ЭРИ» справочника «Надежность ЭРИ» [3] приведены численные значения Y, Тр^п и ТМ.Н. Тогда, разрешив (1) относительно V получим формулу для расчета коэффициента вариации по справочным данным [4, 5]:

V = -

Т - Т

М .Н русп

(4)

ТМ.Н ' ХУ Трусп ' Х0,999

Рассмотрим оценку коэффициента вариации ЭРИ по формуле (4) для класса «Резисторы». Результаты расчёта уникальных (неповторяющихся) значений коэффициентов вариации резисторов различных технологических групп и подгрупп приведены в таблице 1.

Уникальные значения коэффициентов вариации резисторов

Таблица 1

2

№ п/п Технологическая подгруппа Значение коэффициента вариации

1 2 3

1 Резисторы постоянные непроволочные

1.1 Металлодиэлектрические (кроме прецизионных) 0,217391304

0,178571429

0,186915888

0,131578947

0,284974093

1.2 Металлодиэлектрические прецизионные 0,217391304

0,236686391

0,239726027

0,264423077

0,178571429

0,25

1.3 Металлизированные 0,281690141

0,277777778

0,217391304

0,25

0,196078431

0,290178571

1.4 Композиционные пленочные (постоянные непроволочные) 0,178571429

0,217391304

1.5 Композиционные объемные (постоянные непроволочные) 0,217391304

0,243902439

2 Резисторы постоянные проволочные и фольговые

2.1 Нагрузочные 0,25

0,217391304

0,25974026

0,243902439

2.2 Прецизионные, особостабильные и фольговые 0,294117647

0,25974026

0,23255814

0,189328744

0,267175573

0,217391304

3 Резисторы переменные непроволочные

3.1 Металлоокисные 0,163934426

3.2 Керметные 0,239726027

0,25974026

0,217391304

0,201005025

0,163934426

0,178571429

0,131578947

0,243902439

0,186915888

3.3 Композиционные пленочные (переменные непроволочные) 0,178571429

3.4 Композиционные объемные (переменные непроволочные) 0,217391304

3.5 Потенциометры 0,217391304

0,277777778

0,243902439

4 Резисторы переменные проволочные

4.1 Подстроечные 0,163934426

0,236686391

0,217391304

0,287869784

0,239726027

4.2 Регулировочные. 0,217391304

0,287769784

0,239726027

5 Терморезисторы

5.1 Терморезисторы 0,163934426

0,217391304

0,243902439

0,287769784

6 Микросхемы резисторные пленочные

6.1 Микросхемы резисторные пленочные 0,217391304

0,178571429

0,25

0,094339623

7 Наборы резисторов

7.1 Наборы резисторов. 0,186915888

0,217391304

0,178571429

8 Резисторные сборки

8.1 Резисторные сборки | 0,217391304

9 Поглотители

9.1 Поглотители 0,217391304

0,163934426

0,186915888

0,25974026

1

Как видно из таблицы 1, значения коэффициентов ресурса резисторов изменяются в диапазоне от 0,094 до 0,29.

Значения коэффициентов вариации для технологических групп (подгрупп) резисторов рассчитываются по формуле:

N.

(5)

. п=1

где: N1 - количество уникальных коэффициентов вариации в 1-той группе.

Результаты расчета коэффициентов вариации для технологических подгрупп резисторов приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, значения коэффициентов вариации ресурса технологических подгрупп резисторов изменяются в диапазоне от 0,163

V =- > V ,

ргр. N

(подгруппа 3.1) до 0,252 (подгруппа 1.3), а технологических групп - от 0,185 (группа 6) до 0,243 (группа 2).

Кроме того, среднее значение коэффициента вариации ресурса для класса «Резисторы» составило 0,22912451, что существенно отличается от рекомендованного в ОСТ 4.012.013 [1]. Очевидно, что использование рекомендованного в ОСТ 4.012.013 [1] значения коэффициента вариации для расчета среднего ресурса резисторов неизбежно приведет к погрешности, причем эта погрешность будет тем больше, чем сильнее отличается значение коэффициента вариации резистора, рассчитанного по формуле (4) от 0,15 [6].

Поэтому, использование данных по коэффициенту вариации ЭРИ из ОСТ 4.012.013 [1] может привести к погрешности при оценке среднего ресурса

и др. характеристик долговечности ЭРИ, а, сле- довательно, и РЭА в целом.

Значения средних коэффициентов вариации технологических групп/подгрупп Таблица 2

В п/п Наименование технологической группы/подгруппы Значение коэффициента вариации

1 2 3

1 Резисторы постоянные непроволочные 0,222366729

1.1 Металлодиэлектрические (кроме прецизионных) 0,199886332

1.2 Металлодиэлектрические прецизионные 0,231133038

1.3 Металлизированные 0,252186038

1.4 Композиционные пленочные 0,197981366

1.5 Композиционные объемные 0,230646872

2 Резисторы постоянные проволочные и фольговые 0,243071889

2.1 Нагрузочные 0,242758501

2.2 Прецизионные, особостабильные, фольговые 0,243385278

3 Резисторы переменные непроволочные 0,201756772

3.1 Металоокисные 0,163934426

3.2 Керметные 0,202529527

3.3 Композиционные пленочные 0,178571429

3.4 Композиционные объемные 0,217391304

3.5 Потенциометры 0,246357174

4 Резисторы переменные проволочные 0,238698646

4.1 Подстроечные 0,229101587

4.2 Регулировочные 0,248295705

5 Терморезисторы 0,228249488

6 Микросхемы резисторные пленочные 0,185075589

7 Наборы резисторов 0,194292874

8 Резисторные сборки 0,217391304

9 Поглотители 0,206995470

Заключение стик долговечности резисторов, но и РЭА в це-

Таким образом, по результатам проведенных лом. исследований можно сделать вывод о том, что Кроме того, полученные в результате исследо-

коэффициент вариации резисторов может изменять- ваний среднегрупповые значения коэффициентов

ся в широких пределах, а это сказывается на вариации (см. таблицу 2) , могут быть использо-

точности расчетной оценки их среднего ресурса. ваны для оценки характеристик долговечности ЭРИ

Поэтому при расчетах показателей долговечности для которых в НТД Трусп (и/или ТМ.Н) не приводит-

резисторов необходимо идентифицировать коэффи- ся, а также для ЭРИ иностранного производства. циенты вариации их ресурса по формуле (4), что Численные значения коэффициентов вариации

в совокупности с учетом влияния внешних воздей- резисторов и их технологических групп и под-

ствующих факторов [7, 8], позволит повысить групп будут введены в базу данных по характери-

точность расчетной оценки не только характери- стикам долговечности ЭРИ программы оценки показателей долговечности РЭА [9].

ЛИТЕРАТУРА

1. ОСТ 4.012.013-84. Аппаратура радиоэлектронная. Определение показателей долговечности.

2. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.

3. Справочник «Надёжность ЭРИ». - М.: МО РФ, 2006. - 641 с.

4. Жаднов В.В. Расчетная оценка показателей долговечности электронных средств космических аппаратов и систем. / Надежность и качество сложных систем. - 2014. - № 2. - с. 65-73.

5. Жаднов В.В. Повышение точности расчётной оценки показателей долговечности бортовой космической аппаратуры. / Радиовысотометрия-2 013: Сборник трудов Четвертой Всероссийской научно-технической конференции. / Под ред. А.А. Иофина, Л.И. Пономарева. - Екатеринбург: Форт Диалог-Исеть, 2013. - с. 164-169.

6. Жаднов В.В. Анализ методов определения показателей долговечности электронных средств по справочным данным. / Новые информационные технологии в автоматизированных системах: материалы восемнадцатого научно-технического семинара. - М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2015. - с. 289-294.

7. Карапузов М.А., Полесский С.Н., Жаднов В.В. Влияние внешних воздействующих факторов на долговечность СВЧ-устройств. / T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2014. - № 12. - с. 29-31.

8. Карапузов М.А., Полесский С.Н., Жаднов В.В. Влияние внешних возмущающих факторов на долговечность СВЧ-устройств. / Надежность и качество сложных систем. - 2014. - № 2. - с. 14-21.

9. Шибанов С.В. Обзор современных методов интеграции данных в информационных системах / Шибанов С.В., Яровая М.В., Шашков Б.Д., Кочегаров И.И., Трусов В.А., Гришко А.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 292-295.

10. Кочегаров И.И. Программный пакет моделирования механических параметров печатных плат / Кочегаров И.И., Таньков Г.В. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 334-337.

11. Кулыгин В.Н. Разработка программы оценки показателей долговечности РЭА. / Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов НИУ ВШЭ им. Е.В. Арменского. Материалы конференции. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2015. - с. 101-103.

УДК 62-97/-98

Герасимов О.Н., Голушко Д.А., Затылкин А.В.

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза, Россия ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ БОРТОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ МЕТОДОМ ПЛАВНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Испытание для определения динамических ха- таниях на воздействие одиночных и многократных

рактеристик конструкции проводят с целью опре- механических ударов, а также для динамических

делить динамические свойства изделий и получить расчетов изделий [1]. ГОСТ 30630.1.1-99 при

исходную информацию для выбора методов испыта- испытаниях для определения динамических харак-

ний на вибропрочность, виброустойчивость, на теристик конструкции методом плавного изменения

воздействие акустического шума, для выбора дли- частоты регламентирует значение скорости изме-тельности действия ударного ускорения при испы-