Шпаргалка. Шпагалка по АИУ. Расчт наджности. Основные формулы. Вероятность безотказной работы. Интенсивность отказов

• Название: Расчт наджности. Основные формулы. Вероятность безотказной работы. Интенсивность отказов
• Анкор: Шпаргалка
• Дата: 25.02.2022
• Размер: 6.7 Mb.
• Имя файла: Шпагалка по АИУ.docx
• Тип: Документы; #373315

1. 
   Расчѐт надѐжности. Основные формулы. Вероятность безотказной работы. Интенсивность отказов.
   

Надежность – это способность изделия выполнять заданные функции в соответствии с техническим паспортом на изделие. Если параметр выходит за пределы, то изделие считается не исправным.

1. 
   Параметрическая надежность (Изделие остается работоспособным но параметры в течении времени изменяются).
   
2. 
   Надежность по катастрофическим отказам (Изделие становится неработоспособной)
   

Вероятность безотказной работы P(t) – это вероятность того, что в заданном интервале времени не произойдет отказа. Для вероятности безотказной работы справедливы следующие очевидные соотношения:



Интенсивность отказов (t) есть отношение числа отказавших изделий за некоторый промежуток времени к числу работоспособных изделий в начале этого промежутка:

2. 
   Уменьшение погрешностей методом образцовых мер. Основные формулы.
   

Метод образцовых сигналов (образцовых мер) состоит в определении в каждом цикле измерения реальной функции пре образования СИ с помощью образцовых сигналов (мер).

Цикл, включает в себя измерение физической величины, поступающей на вход СИ, поочередное измерение одной или нескольких мер, подключаемых вместо измеряемой физической величины на вход СИ, и решение системы уравнений с помощью вычислительного устройства, из которого определяется значение измеряемой физической величины.



Р- распределитель, включающий поочередно к входу СИ измеряемое значение х и образцовые сигналы х01 и х02; ВУ –вычислительное устройство.

В случае линейного СИ можно записать для первого, второго и третьего измерений соответственно:



где а1 и а2 –коэффициенты характеристики преобразования СИ. Решив эту систему уравнений можно найти значение входной величины:

Как видно из этого выражения, значение х не зависит от изменяющихся параметров характеристики преобразования. Таким способом уменьшается как аддитивная так и мультипликативная погрешности СИ. Это дает хорошие результаты когда значение х и коэффициентов а1 и а2 не изменяются за время, необходимое для получения одного результата измерений.

3. 
   Расчѐт шумов. Основные формулы. Виды шумов.
   

Дробовой шум — беспорядочные флуктуации напряжений и токов относительно их среднего значения в цепях радиоэлектронных устройств, обусловленные дискретностью носителей электрического заряда — электронов. Грубо говоря, прибытие каждого электрона сопровождается всплеском тока в цепи.

Шумовой ток:



Фликкер шум (1/f –шум)

Причина: изменение скорости движения электронов в полупроводниках что обусловлено дефектами в структуре полупроводниках



Тепловой шум (или джонсоновский) — равновесный шум, обусловленный тепловым движением носителей заряда в проводнике, в результате чего на концах проводника возникает флуктуирующая разность потенциалов.

4. 
   Автоматические приборы со статической характеристикой.
   

Различают два вида приборов

- приборы со статической характеристикой

- приборы с астатической характеристикой

В приборе со статической характеристикой компенсация цепи ОС происходит с использованием напряжения и тока. Входная и выходная величины замкнутой части структурной схемы однородны, поэтому функции ОП сводятся в основном к изменению масштаба выходной величины.

5. 
   Автоматические приборы с астатической характеристикой.
   

Астатический прибор – автоматический регулятор, поддерживающий одно и то же значение регулируемой величины при любом значении внешнего воздействия на систему регулирования. Астатические приборы широко применяются в различных автоматизированных системах



В приборах с астатической характеристикой компенсация происходит за счет механического перемещения вала электродвигателя

Автоматический прибор с астатической характеристикой КСП -4

Быстродействие приборов невысокое и составляет от 1 до 10 с

6. 
   Поиск неисправностей в электронных устройствах. Общие сведения об основных методах поиска.
   

1. 
   Поиск неисправностей в электрических схемах начинается с проверки блока питания.
   
2. 
   Проверяется исправность всех электролитических конденсаторов (визуально)
   

Емкость электролитических конденсаторов можно проверить без выпаивания если использовать измеритель емкости с тестовым напряжением 0,5В

Неисправность конденсатора можно определить пропуская ограниченный по величине переменный ток по цепи с конденсаторами и измеряя его величину на разных участках печатного проводника

3. 
   Определение неисправности блока
   

Подавая на вход блока тестовый сигнал и измеряя выхнодной сигнал с каждого участка блока

4. 
   На печатной плате неисправные элементы можно обнаружить визуально или по температуре(отказавшие элементы сильно греются или же вообще не греются)
   

Наиболее часто отказывают следующие элементы: интегральные микросхемы с большой степенью интеграции, мощные транзисторы и диоды, контактные элементы и разъемы (происходит окисление контактов)

Кварцевые и пьезокерамические резонаторы могут отказать из –за механических ударов.

Наиболее часто отказывают элементы в блоках питания, что может привести к повышению пульсаций блока питания.

В трансформаторах наиболее часто происходит межвитковые замыкания.

7. 
   Схема генератора с мостом Вина , основные формулы
   

8. 
   АЧХ инвертирующего и неинвертирующего операционных усилителей. Схемы, графики
   

Инвертирующая схема включения ОУ



Для коэффициента усиления Ku=1:



АЧХ



Неинвертирующая схема включения ОУ

Коэффициент усиления:



Для коэффициента усиления Ku=2:



АЧХ



С увеличением коэффициента усиления полоса пропускания усилителя уменьшается

9. 
   АЧХ фильтров нижних и верхних частот. Схемы, графики
   

Фильтр нижних частот



Схема фильтра нижних частот:



АЧХ фильтра



Фильтр верхних частот

Схема фильтра верхних частот:

10. 
    Аттенюаторы, схемы, расчѐтные формулы.
    

Аттенюатор – это набор однотипных ячеек, представляющих собой симметричные четырехполюсники П- и Т-типов. Равенство и постоянство входных и выходных сопротивлений ячеек аттенюаторов облегчает согласование звеньев канала, через которые проходит преобразуемый сигнал. Затухание (коэффициент деления) в аттенюаторах можно изменять либо, изменяя количество включенных ячеек (аттенюаторы с постоянными параметрами звеньев), либо изменяя параметры входящих в ячейки элементов (аттенюаторы с переменными параметрами звеньев).



Рис. 2.3. Аттенюатор

В электронных вольтметрах, как правило, применяются аттенюаторы с постоянными параметрами звеньев, в качестве которых используются П-образные четырёхполюсники.



Рис 2.4. Четырехполюсники аттенюатора

Коэффициент затухания i-го четырехполюсника K_i определяется как отношение его выходного напряжения U_i к входному U_i+1:



Коэффициент затухания K аттенюатора равен произведению коэффициентов затухания четырёхполюсников:



где n – число четырёхполюсников.

Значение коэффициента затухания i-го звена K_i находится как:



Сопротивление части схемы, находящейся слева от точки 1, согласно теории аттенюаторов, равно R₀:



Решая совместно полученные уравнения, получим:

11. 
    Структурная схема вольтметра постоянного тока. Основные характеристики.
    

12. 
    Структурная схема вольтметра переменного тока. Основные характеристики.
    

13. 
    Расчѐт погрешностей, вносимых операционным усилителем, расчѐтные формулы
    

Реальные микросхемы операционных усилителей характеризуются большим количеством параметров. Часть этих параметров можно использовать для определения аддитивных погрешностей, т.е. таких погрешностей, которые не связаны с наличием входного сигнала, а часть - для определения мультипликативных погрешностей, т.е. таких, которые проявляются лишь при наличии входного сигнала. К числу параметров, используемых для расчета аддитивных погрешностей, относятся: напряжение смещения UСМ, входные токи ОУ IВХ1, IВХ2 и их разность IВХ=(IВХ1-IВХ2), напряжение входных шумов EШОУ, шумовые токи IШОУ1 и IШОУ2 и т. д. К числу параметров, используемых для расчета мультипликативных погрешностей, относятся: коэффициент усиления K, входные и выходные сопротивления RВХ и RВЫХ, частота единичного усиления f1, скорость нарастания ОУ  и т.д.

Для расчета аддитивных погрешностей используется метод, при котором ОУ считается идеальным за исключением того параметра, погрешность от которого мы хотим учесть при расчетах. При этом можно использовать принцип “мнимой земли”. При расчете мультипликативных погрешностей целесообразно учитывать конечное значение одного параметра, полагая, что другие параметры такие, как у идеального ОУ, исключая конечное значение коэффициента усиления. В этом случае принцип “мнимой земли” использовать нельзя.





Влияние температуры на выходное напряжение









Спектральное напряжение шума, вызываемое E_Ш.ОУ и I_Ш.ОУ можно рассчитать по формулам, полученным для U_СМ и I_ВХ

14. 
    Расчѐт температурных погрешностей, вносимых резисторами с известным значением ТКС, формулы.
    

Температурный коэффициент сопротивления резистора



ΔT- изменение температуры

ΔR –изменение сопротивления

Rн –номинальное сопротивление

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — это величина, характеризующая относительное изменение сопротивления на один градус Кельвина или Цельсия. ТКС характеризует обратимое изменение сопротивления резистивного элемента вследствие изменения температуры окружающей среды.

15. 
    Структурная схема универсального вольтметра, перечень его основных характеристик.
    

16. 
    Анализаторы спектра с параллельным и последовательным анализом, структурные схемы.
    

17. 
    Измеритель нелинейных искажений, структурная схема.
    

18. 
    Активные фильтры на операционных усилителях, основные виды ( см. лекцию).
    

19. 
    Измерительный мост переменного тока, условие уравновешивания моста переменного тока, пример.