CC BY
59
Министерство образования и науки РФ
Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет
АадижУ{%шсж
ТРУДЫ
МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА
НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО
II то^
ПЕНЗА 2015
УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78
Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:
T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.
Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.
Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.
Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :
Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015
13. Критерии и показатели безопасности / Дедков В.К., Северцев Н.А., Петухов Г.Б., Тихон Н.К. // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 1999. № 1. С. 33-54.
14. Баранов, Н.А. Управление состоянием готовности системы безопасности к отражению угрозы / Н.А. Баранов, Н.А. Северцев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 8-10.
15. Дедков, В.К. Компьютерное моделирование характеристик надежности нестареющих восстанавливаемых объектов / В.К. Дедков, Н.А. Северцев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 368-370.
16. Кочегаров И.И. Методы контроля дисперсности порошков / Кочегаров И.И., Трусов В.А., Юрков Н.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 475-477.
УДК 629.73.08
Панасик Д.С., Иванов И.А., Семененко А.Н., Увайсов С.У. НИУ ВШЭ, Москва, Россия
ЗАВИСИМОСТЬ КОНТАКТНОГО ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТ СИЛЫ ПРИЖИМА ТЕРМОПАРЫ К ЭЛЕКТРОРАДИОЭЛЕМЕНТУ
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 14-07-00422)
На сегодняшний день проблема обеспечения надежности и качества аппаратуры является наиболее актуальной при производстве электрорадиоэлементов (ЭРЭ). Одним из дестабилизирующих факторов, влияющих на работоспособность электронного средства (ЭС), является температура.
Существуют различные методы контроля температур, среди которых можно выделить контактный и бесконтактный. При измерении температуры бесконтактным методом используются пирометры и тепловизоры, которые обладают высокой точностью измерения и способны отображать температурную карту рабочих режимов изделия. Однако ими невозможно измерить температуру внутри закрытого блока, т.е. контролировать температуры отдельных ЭРЭ внутри блока, не разрушая его. Поэтому в таких случаях более рационально применять контактный метод определения температуры с использованием различных температурных датчиков, например, термопары.
Однако и тут разработчики встречаются с рядом проблем, связанных с недостаточной точностью результатов измерений, вызванной неучитываемым контактным тепловым сопротивлением (КТС) между рабочим концом термопары и исследуемым ЭРЭ и многое другое.
Для того, чтобы компенсировать систематическую погрешность и повысить точность измерения температур, необходимо определять КТС.
Согласно ОСТ4 Г0.012.014 (Расчет контактного теплового сопротивления элементов и узлов) КТС определяется по следующему выражению:
где:
Яфк - тепловое сопротивление фактического
г м2- С
контакта в газовой или жидкой среде,[ -] ;
Вт
Кср - тепловое сопротивление межконтактной
г м2- С
газовой или жидкой среды, [ -].
Вт
Тепловое сопротивление фактического контакта равно:
«ФК = ^фк0 ' Ш=1 = ^ФК0 ' ^Р ' ' ^Н ' , (2)
Кр (у) Р (х), [Н/мл2]
15 1000000
12,5 1250000
10 1700000
7,5 2250000
5 ЗЗООООО
2,5 5800000
2 7000000
1,5 9000000
1 14500000
0,75 21500000
где: Кфк0 = 0,815-10 4 - базовое значение теплово-
л, г м2- С
го сопротивления фактического контакта, [ -];
Вт
Кр - коэффициент, зависящий от контактного давления;
Кя - коэффициент, зависящий от приведенного коэффициента теплопроводности материалов контактирующей пары. Приведенный коэффициент теплопроводности определяется по формуле: Я= 2 ^1^2 ; я1+я2;
- коэффициент, зависящий от суммарной величины микровыступов контактирующих материалов;
^ - коэффициент, зависящий от предела прочности менее твёрдого материала контактной пары;
Тепловое сопротивление межконтактной газовой среды, согласно ОСТ4 Г0.012.014, равно:
«СР = ^ср0 ' Ш=1 = ^ср0 ' ^Н ' ^ ' *яСР , (3)
где: Кф0 = 4,375- 10-4 - базовое значение теплового сопротивления межконтактной газовой среды, [
м2 •°С _ Вт ] ;
- коэффициент, зависящий от суммарной величины микровыступов контактирующих материалов;
^ - коэффициент, который зависит от температуры газовой среды;
КЯср - коэффициент, зависящий от коэффициента теплопроводности межконтактной газовой среды.
Рисунок 1 - Зависимость коэффициента KP от контактного давления Р (ОСТ4 Г0.012.014)
Рисунок 2 - Зависимость коэффициента КЕ от контактного давления Р
Для конкретного типа контакта и при определенных условиях коэффициенты Kj, Кн, Ка, КН, Ktr КАсе являются постоянными величинами. Поэтому задача сводится к определению коэффициента КР. Для того, чтобы определить его, в ОСТ4 Г0.012.014 дан график зависимости КР от контактного давления (рис.1) . Однако трудность заключается в том, что для точного вычисления КТС необходимо с большой достоверностью определить функцию, по которой данный график был построен. Для решения этой проблемы нам необходимо провести аппроксимацию данной зависимости.
В настоящий момент существует много программ для выполнения таких задач, однако наиболее доступной и простой в использовании является MS Office Excel. Программа MS Office Excel производит аппроксимацию функций по методу наименьших квадратов.
Создав таблицу, в которой перечислены координаты точек, определяемых по графику зависимости КР от контактного давления Р, строим точеч-
ную диаграмму. На точечной диаграмме необходимо выделить одну из точек и через нее провести линию тренда. Данная линия и будет нашей искомой функцией, так как для нее выводится уравнение, по которому она построена, и достоверность аппроксимации Я2.
Для КР мы составили таблицу и получили следующее значение аппроксимации. Результаты показаны на рисунке 2:
Можно заметить, что полученный график практически идентичен графику на рисунке 1.
Как видно из рисунка 2 достоверность аппроксимации R2 составляет 0,995, что подтверждает точность результата данной операции. Коэффициент вычисляется по следующей формуле: КР = 24,372 • 106 • Р-1'0304 . Получив функцию, описывающую зависимость КР от контактного давления можем уточнить значение контактного теплового сопротивления и, таким образом, повысить точность измерения температуры с помощью термопары.
ЛИТЕРАТУРА
1. Увайсов С.У. Высокоточный транзисторный датчик температуры / Громов В.С., Шестимеров С.М., Увайсов С.У. // Датчики и системы - М.: 2010. № 11. С. 19 - 22.
2. Uvaysov S.U., Ivanov I. A method of ensuring controllability of electronics based on diagnostic modeling of heterogeneous physical processes // World Applied Sciences Journal. 2013. Vol. 24. P. 196-201.
3. Увайсов С.У., Кофанов Ю.Н., Сотникова С.Ю. Программный комплекс моделирования физических процессов при автоматизированном проектировании источников вторичного электропитания для сложных бортовых систем // Динамика сложных систем. 2012. № 3. С. 80-84.
4. Иванов И.А., Увайсов С.У., Кошелев Н.А. Методика обеспечения диагностируемости электронных средств космических аппаратов по ранговому критерию на ранних этапах проектирования // Качество. Инновации. Образование. 2012. № 1. С. 60-62.
5. Увайсов С.У., Иванов И.А. Информационная модель процесса проектирования контролепригодных радиоэлектронных средств // Информационные технологии. 2011. № 12. С. 41-45.
6. Увайсов С.У., Иванов И.А., Гольдберг О.Д., Иванов О.А. Обеспечение качества характеристик источников бесперебойного питания в условиях помех, вызванных нелинейной нагрузкой // Технологии электромагнитной совместимости. 2013. № 3. С. 55-64.
7. Применение системы АСОНИКА при проектировании радиоэлектронных средств / А.Н. Семененко [и др.] // Динамика сложных систем - XXI век. - 2013. - Т.7, № 1. - С. 35 - 41.
8. Методика применения системы АСОНИКА при моделировании тепловых процессов блоков и печатных узлов / А.Н. Семененко [и др.] // Динамика сложных систем - XXI век. - 2014. - Т.8, № 5 - С. 3-9.
9. ОСТ4 Г0.012.014. Расчёт контактного теплового сопротивления элементов и узлов.
10. Увайсов С.У., Юрков Н.К., Сулейманов С.П. Метод теплового диагностирования латентных технологических дефектов радиоэлектронной аппаратуры, и ее тепловая диагностическая модель // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2013. № 4 (28). - С. 109 -119.
11. Увайсов С.У., Агеева Л.М., Калоев О.М. Экспериментальные исследования возможности компенсации температурной погрешности, вносимой термодатчиком при контактном методе контроля тепловых режимов электронных средств // В кн.: Надежность и качество-2 012: труды Международного симпозиума: в 2-х т. / Под общ. ред.: Н. К. Юркова. Т. 2. Пенза: Пензенский государственный университет, 2012. -С. 452 - 454.
12. Увайсов С.У., Сотникова С.Ю., Кофанов Ю.Н. Разработка метода комплексирования физической модели с моделями протекающих электрических, тепловых и механических процессов // В кн.: Инновационные информационные технологии. Материалы международной научно-практической конференции / отв. ред.: И. Иванов, Л. Агеева, Д. Дубоделова, В. Еремина; под общ. ред.: С. У. Увайсова. М.: МИЭМ, 2012. - С. 434 - 436.
13. Увайсов С.У., Юрков Н.К. Методика обеспечения тепловой контролепригодности радиотехнических устройств на этапе проектирования // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки (Российская Федерация). 2012. № 7. - С. 16 - 22.
14. Масленникова Я.Л., Иванов И.А., Быстрова М. С. Автоматизация измерения температур элементов печатных узлов электронных средств / Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий: Материалы научно-практической конференции / под ред. В.Г. Домрачева, С.У. Увайсова - М.: МИЭМ, 2009.
УДК 629.7.05
Лисицвин И.Ю., Свиридов А.С., Колганов А.А., Увайсов С.У. НИУ ВШЭ, Москва, Россия
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ЗАЩИТЕ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ БОРТОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПОЛЕЙ ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ
В эпоху цифровых электронных систем в современной авиации неуклонно растет количество бортового оборудования отличающегося высокой чувствительностью к воздействию электромагнитных полей различной природы и интенсивности. Кроме того, эти бортовые системы предъявляют высокие требования к качеству электропитания, что делает бортовые системы питания более сложными и в свою очередь также чувствительными к воздействию электромагнитных полей.
Система питания (Рис.1) одна из самых сложных систем на борту, она состоит из: источников электрической энергии, системы передачи и распределения электрической энергии, преобразователей электрической энергии.
Источники электрической энергии включают в себя: авиационные генераторы, оборудование обеспечения работы генераторов и аккумуляторные батареи.
