5.9. Знакосинтезирующие индикаторы - 5. МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ

Это продолжение увлекательной статьи про .

...

температура перегрева контактов по ТУ при максимальной токовой нагрузке, по ТУ tп = 10…30 ºС;

tокр – температура окружающей среды, ºС;

КН – коэффициент электрической нагрузки по току.

Значения коэффициента, учитывающего влияние на надежность соединителя количества задействованных контактов N, могут быть рассчитаны как

(5.16)

Значения коэффициента, учитывающего влияние на надежность соединителя количества сочленений–расчленений n, рассчитываются по модели

(5.17)

Значения коэффициента Кt для радиочастотных соединителей могут быть получены по выражению

(5.18)

где tраб – рабочая температура радиочастотного соединителя, ºС. Температуру tраб определяют как [11, 12]

tраб = tокр + 5, ºС, (5.19)

где tокр – температура окружающей среды, ºС.

5.9. Знакосинтезирующие индикаторы

Значения коэффициента КР для полупроводниковых индикаторов определяют по модели (5.8) точно так же, как и для излучающих диодов инфракрасного диапазона.

Значения коэффициента Кt для вакуумных люминесцентных индикаторов с зеленым люминофором могут быть рассчитаны по формуле

Кt = exp[0,00923(tокр – 25)], (5.20)

где tокр – температура окружающей среды, ºС.

Для других цветов люминофора Кt принимается равным единице [10–12].

5.10. Трансформаторы

Значения коэффициента КР рассчитывают по модели

(5.21)

где tм – температура максимально нагретой точки обмотки трансформатора, характеризуется классом изоляции;

A, G, Тм – постоянные модели (табл. 5.18).

Таблица 5.18 Значения постоянных модели (5.21)

Максимально допустимая температура по ТУ tmax, ºС (класс изоляции)	A	G	Tм	Максимально допустимая температура по ТУ tmax, ºС (класс изоляции)	A	G	Tм
70…85 (А)	0,81	15,6	329	95…105 (В)	0,891	14	352

Температуру tм определяют как

tм = tокр + tп, (5.22)

где tокр – температура окружающей среды, ºС; tп – температура перегрева, ºС.

Значения tп для частоты питающей сети f = 50 Гц рассчитывают по формуле

tп  0,25tп.ТУ (3Кн2 1) , (5.23)

для f > 50 Гц:

tп  0,5tп.ТУ (Кн2 1), (5.24)

где tп.ТУ – максимальная температура перегрева по ТУ, ºС;

КН – коэффициент электрической нагрузки трансформатора по мощности. Для трансформаторов питания РЭС: tmax = 85 ºС; tп.ТУ ≈ 55 ºС.

5.11. Прочие элементы и компоненты

Дроссели, катушки индуктивности. Значения коэффициента КР примерно могут быть рассчитаны с помощью математической модели:

Таблица 5.19 Значения коэффициентов модели (5.26)

Максимально допустимая температура реле по ТУ	Вид нагрузки		Значения коэффициентов
		A	NT	G	NS	H
До 85 ºС включительно	Активная	0,1951	352	15,7	0,8	2
	Индуктивная				0,4
> 85 ºС до 125 ºС	Активная	0,1919	377	10,4	0,8	2
	Индуктивная				0,4

Значения коэффициента КF в зависимости от числа коммутаций реле в час F при работе в составе РЭУ могут быть определены как

КF = 0,1 при F ≤ 1, КF = F/10 при F > 1. (5.27)

Значения коэффициента КК, учитывающего влияние на надежность реле количества задействованных контактов N (для негерметичных реле):

КК = 0,42 + 0,24N. (5.28)

Значение (БL) и коэффициент КР(L) определяют, как для дросселей.

Пьезоэлектрические приборы. Усредненные значения коэффициента Кt можно рассчитать по модели

Kt  exp[0,017(tокр  25)], (5.29)

где tокр – температура окружающей среды, ºС.

Предохранители, соединения, многослойные платы с металлизированными сквозными отверстиями. Значения коэффициента Кt рассчитывают по модели

Кt = 0,061tокр – 0,525, (5.30)

где tокр – температура окружающей среды, ºС.

Кабели, шнуры, монтажные провода. Усредненное значение коэффициента Кt определяют по математической модели:

(5.31) 

где Е – коэффициент, определяемый материалом изоляции кабельного изделия, может быть принят [11, 12]: 4570 – для монтажных проводов; 9862 – для радиочастотных кабелей, проводов; 11233 – для шнуров питания;

tр – рабочая температура, ºС.

Температура tр складывается из двух составляющих:

tр = tокр + tп, (5.32)

где tп – перегрев, обусловленный теряемой в кабеле (проводе) электрической или электромагнитной энергии.

tокр – температура окружающей среды;

Значения tп для шнуров питания и монтажных проводов могут быть найдены как

tп  (tmax 25)KН2 , (5.33)

где tmax – максимальная рабочая температура шнура, провода по ТУ, ºС; КН – коэффициент электрической нагрузки.

Коэффициент КН определяют как отношение

КН = j/jmax, (5.34)

где j – рабочая плотность тока в проводе, jmax – максимально допустимая по ТУ плотность тока.

Плотность тока jmax в случае недостаточности данных может быть принята равной 3,5 А/мм2 [17].

Должно выполняться условие tр ≤ tmax. В противном случае величина КН должна быть уменьшена.

Значения максимальной рабочей температуры tmax для кабельных изделий РЭА широкого применения выбираются из табл. 5.20.

Таблица 5.20

Максимальная рабочая температура кабелей, шнуров, монтажных проводов (tmax)

	Группа кабельного изделия		Значение tmax, ºС		Суммарное сечение токопроводящих жил, мм2
	1. Монтажные и соединительные низковольтные провода с поливинихлоридной (ПВХ) изоляцией		70		0,08; 0,12, 0,20; 0,35; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5
2. Монтажные и соединительные низковольтные провода с изоляцией из хлопчатобумажной пряжи или шелка и поливинихлорида		70		0,08; 0,12; 0,14; 0,20; 0,35; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5
3. Монтажные и соединительные низковольтные провода с полиэтиленовой (ПЭ) изоляцией		85		0,08; 0,12; 0,20; 0,35; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5
4. Монтажные и соединительные низковольтные провода с двухслойной шелковой полиэтиленовой (ПЭ) изоляцией		100		0,08; 0,12; 0,20; 0,35; 0,5; 0,75; …
5. Шнуры питания с ПВХ изоляцией		70		0,35; 0,5; 0,75
6. Шнуры питания с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке		70		0,5; 0,75; 1,0; 1,5
7. Шнуры питания гибкие с изоляцией и в оболочке из кремнийорганической резины		100		0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0
8. Кабели радиочастотные со сплошной ПЭ изоляцией и в ПЭ или ПВХ оболочке		85		–

5.12. Значения коэффициента КЭ

В табл. 5.21 приводится классификация групп наземной аппаратуры в зависимости от условий эксплуатации, сделанная авторами пособия с учетом справочников и стандартов по надежности России, США и Китая [10–13, 15]. Указывается также примерное соответствие выделенных групп военному стандарту России и справочнику по надежности США. Для сравнения наземной аппаратуры с аппаратурой других категорий в табл. 5.21 приводится (последние две строки) характеристика условий эксплуатации, а в дальнейшем указываются значения КЭ для бортовой, в частности самолетной аппаратуры.

Таблица 5.21

Классификация аппаратуры по условиям ее эксплуатации

	Условное обозначение группы аппаратуры		Характеристика аппаратуры и условий ее эксплуатации		Примерное соответствие группе по документам других стран
					ГОСТ РВ 20.39.304-98 (Россия)		MILHDBK- 217F (США)
	З		Наземная (эксплуатируемая на земле) аппаратура, общее обозначение		1		G
	ЗР		Стационарная аппаратура, эксплуатируемая в лабораторных условиях, капитальных жилых помещениях, помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями		1.1		GB
	ЗЧР		Стационарная аппаратура, эксплуатируемая в нерегулярно отапливаемых помещениях (объемах), в производственных, в том числе вентилируемых подземных помещениях (шахтах); возможно частичное регулирование климатических условий		1.1		GB,GMS
	ЗОВ		Стационарная аппаратура, эксплуатируемая под навесом или в неотапливаемых помещениях (объемах), где климатические условия близки к условиям открытого воздуха		1.2		GF
ЗПН		Переносная аппаратура, эксплуатируемая в режиме стационарного применения в любых помещениях или под навесом (в условиях эксплуатации аппаратуры групп ЗР, ЗЧР и ЗОВ)		1.10		GF
ЗМ		Мобильная аппаратура (носимая, подвижная), эксплуатируемая в любых помещениях, в том числе в кузовах и прицепах автомобилей, палатках или на открытом воздухе		1.3–1.9		GM
ЗМД		Мобильная аппаратура, эксплуатируемая на железнодорожном транспорте, в кузовах и салонах автомашин и других механических транспортных средств		1.3–1.9		GM
Б		Аппаратура самолетов и вертолетов, эксплуатируемая в воздушном пространстве (бортовая аппаратура), общее обозначение		3		A
БСК		Аппаратура грузовых и пассажирских самолетов, эксплуатируемая в отсеках (салонах, кабинах), где находятся люди		3.2		AIC

В табл. 5.22 приводятся приближенные (усредненные) значения коэффициента КЭ, для групп аппаратуры, указанных в табл. 5.21. Усреднение значений КЭ сделано по данным справочников СССР [10] и России [11, 12] с учетом стандарта Китая [15].

Таблица 5.22 Значения коэффициента КЭ

Класс (группа элементов)	Группа аппаратуры в зависимости от условий эксплуатации
	ЗР	ЗЧР	ЗОВ	ЗПН	ЗМ	ЗМД	БСК
1. ИМС	1	1,2	1,5	1,7	2	3	3,5
2. ППП, включая оптоэлектронные:
диоды, кроме диодов СВЧ	1	1,2	1,5	2	3	4	4
стабилитроны, ограничители напряжения	1	1,2	1,7	2,5	4	5	5
диоды СВЧ	1	1,2	1,3	1,5	2	2	3
транзисторы биполярные, кроме СВЧ	1	1,2	1,5	2	4	5	4
транзисторы биполярные СВЧ	1	1,2	2	2,5	4	5	5
транзисторы полевые, тиристоры	1	1,2	1,3	1,5	1,7	2	3
излучатели полупроводниковые (светодиоды), оптопары	1	1,1	1,3	1,5	2	2,5	6
фотодиоды, фоторезисторы, фототранзисторы	1	1,1	1,5	2	3	4	6
3. Знакосинтезирующие индикаторы (вакуумные люминесцентные, вакуумные накаливаемые, газоразрядные, полупроводниковые)	1	1,1	1,3	1,5	2	2,5	6
4. Пьезоэлектрические приборы, электромеханические фильтры	1	1,1	1, 3	1,5	1,7	2	2
5. Резисторы:
постоянные непроволочные	1	1,2	1,5	2	3	5	6
постоянные проволочные и фольговые	1	1,2	1,5	2	3	5	10
переменные непроволочные	1	1,5	2	2,5	4	6	8
переменные проволочные	1	1,5	2	2,5	4	5	5
резисторные микросхемы, сборки	1	1,2	1,5	2	3	5	6
терморезисторы	1	1,2	1,5	2	3	5	6
6. Конденсаторы:
керамические, стеклянные, слюдяные, тонкопленочные с неорганическим диэлектриком	1	1,1	1,3	1,5	3	5	4
с органическим диэлектриком, бумажные	1	1,2	1,3	1,5	3	5	4
оксидно-электролитические	1	1,2	1,5	2	3	5	5
оксидно-пористые	1	1,2	1,5	2	3	5	5
подстроечные	1	1,5	2	2,5	4	6	5
7. Трансформаторы	1	1,3	1,6	2	3	5	10
8. Дроссели, катушки индуктивности	1	1,3	1,6	2	3	5	10
9. Линии задержки	1	1,2	2	3	3	5	10
10. Коммутационные изделия:
тумблеры, кнопки; переключатели кнопочные, галетные, программные и движковые, переключатели на базе герконов	1	1,5	2	2,5	2,7	3	5
микропереключатели	1	1,7	2,5	3	4	5	10
контакты магнитоуправляемые	1	1,7	2,5	5	10	16	50

Окончание табл. 5.22

Класс (группа элементов)	Группа аппаратуры в зависимости от условий эксплуатации
	ЗР	ЗЧР	ЗОВ	ЗПН	ЗМ	ЗМД	БСК
11. Соединители низкочастотные	1	1,2	1,3	1,5	2	3	3
12. Соединители радиочастотные	1	1,2	1,3	1,5	2	3	3
13. Реле:
электромагнитные средней мощности и слаботочные	1	1,5	2,5	4	5	6	8
реле и автоматы защиты, выключатели и переключатели автоматические и т.п.	1	1,1	1,3	1,5	1,7	2	4
14. Электрические кабели, шнуры, провода	1	1	1,2	1,5	2	3	7
15. Соединения (пайка, сварка, скрутка и т.д.)	1	1,2	1,7	2	3	4	5
16. Пайки на платах с металлизированными отверстиями	1	1,2	1,7	2	3	4	5
17. Установочные изделия (предохранители, держатели предохранителей)	1	1,2	1,7	2	4	8	9
18. Прочие элементы:
электронно-лучевые трубки	1	1	1,3	1,5	1,7	2	4
индикаторные лампочки	1	1,2	2	3	3,5	4,5	6

5.13. Значения коэффициента КП

Коэффициентом приемки КП принимаются во внимание следующие виды приемки элементов в условиях производства:

• приемка «1» – приемка отдела технического контроля предприятий: элементы массового применения;
• приемка «3» – приемка отдела технического контроля предприятий:

элементы по заказам министерств и ведомств;

• приемка «5» – общее военное применение (ОВП, ВП);
• приемка «7» – элементы особой стабильности, выпускаемые малыми партиями (ОСМ);
• приемка «9» – элементы особой стабильности и повышенной надежности (ОС);
• коммерческий или неизвестный уровень качества.

Усредненные значения коэффициента КП в зависимости от вида приемки элементов различных классов и групп приведены в табл. 5.23. Для элементов с приемкой «5» значение КП принято равным 1. Для других видов приемки приближенные

продолжение следует...

Продолжение:

Часть 1 5. МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ отечественного производства
Часть 2 5.2. Интегральные микросхемы - 5. МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
Часть 3 5.9. Знакосинтезирующие индикаторы - 5. МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
Часть 4 - 5. МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ отечественного производства