Надежность устройства

Значительный интерес представляет конструкция дисперсионной линии задержки (ДЛЗ), в которой используются многоэлементные отражательные структуры, в частности типа «елочки» ( 4.16). Волна, излучаемая входным преобразователем, достигает выходного преобразователя после двукратного переотражения в отражательной структуре, элементы которой расположены о неравномерным шагом. Уровень ложных сигналов в подобных устройствах значительно меньше, чем в аналогичных устройствах с ВШП. Другим важным преимуществом ДЛЗ с отражательными структурами является двукратное увеличение перепада задержек сигнала по сравнению о обычной линией при сохранении линейных размеров звукопровода. Отражательные структуры в силу специфики своей работы менее чувствительны к технологическим дефектам, что позволяет повысить надежность устройств и увеличить выход годных при массовом производстве.

Кроме того, должны быть обеспечены меры по устранению наводок, исключению самовозбуждения и отводу теплоты. В связи с этим при конструировании аппаратуры стремятся применять ГИС с возможно большей степенью интеграции, даже если это приводит к более сложным схемотехническим решениям. При таком подходе повышается надежность устройств, улучшаются их эксплуатационные характеристики, уменьшаются масса и габаритные размеры. На 3.1 приведены конструкции корпусов наиболее распространенных серий ГИС.

Все шире используется в электропитании интегральная схемотехника, что, наряду с улучшением массогабаритных показателей, также повышает надежность устройств. Отечественная промышленность выпускает миниатюрные интегральные линейные стабили-* заторы К142ЕН и управляющие устройства к ключевым стабилизаторам К142ЕП; этими работами руководит К- П. Полянин.

По мере развития техники в системах автоматики все большее значение приобретают устройства хранения и преобразования дискретной информации. Для хранения дискретной информации основным средством остаются и по имеющимся прогнозам будут оставаться в ближайшее десятилетие МОЗУ — магнитные оперативные запоминающие устройства, в которых для хранения информации используются матрицы тороидальных магнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса. В устройствах преобразования информации все большее применение получают полупроводниковые элементы, и особенно интегральные микросхемы. Однако наряду с развитием полупроводниковой микроэлектроники происходят существенные сдвиги и в технике устройств преобразования информации, выполненных на магнитных элементах. Прежде всего это связано с прогрессом в области создания ферромагнитных материалов, развитием и совершенствованием технологии производства ферритовых и микронных ленточных сердечников. Характеристики и параметры выпускаемых в настоящее время магнитных сердечников, а также существующая технология производства элементов позволяют уменьшать число витков во входных обмотках магнитных сердечников до одного и оставлять в элементах после заливки компаундом отверстия для нанесения входных обмоток в процессе сборки узла методом прошивок. Это создает предпосылки для уменьшения числа паек, унификации проектируемых устройств и узлов (основное разнообразие переносится в схемы прошивок), автоматизации процессов сборки. Соответственно снижается стоимость и повышается надежность устройств. Известны особенности магнитных элементов, которые в ряде случаев применения позволяют отдать им предпочтение: способность хранить информацию при отключенных источниках питания, высокая радиационная стойкость, высокая помехозащищенность. Для переключения магнитного сердечника требуется энергия, в 100—1000 раз большая, чем энергия переключения элемента в полупроводниковой микросхеме. Это позволяет, с одной стороны, упростить проектирование соединений внутри узлов, накладывая менее жесткие ограничения на длину и характер прокладки соединительных проводников, с другой стороны, позволяет применять устройства в условиях сравнительно высокого уровня внешних помех (цех, станок,

В строках «Стоимость» и «Надежность?» устройств в числителе дано место при повышенных требованиях к точности и помехоустойчивости (например, при погрешности 6^1 %), а в знаменателе — без повышенных требований.

На первом этапе развития радиоэлектроники использовались электровакуумные и ионные приборы. Качественным скачком явилось появление полупроводниковых приборов, позволяющих существенно уменьшить габаритные размеры и повысить надежность устройств.

В 60-х годах нашего столетия начинается производство интегральных микросхем. При этом удалось существенно уменьшить стоимость и повысить надежность устройств полупроводниковой электроники, значительно уменьшить их массу и габаритные размеры формированием всех пассивных и активных элементов интегральных микросхем в едином технологическом процессе, а также в результате конструктивной интеграции.

тельство и удлиняло его продолжительность, снижало качество и надежность устройств, требовало много времени на их наладку.

Ранее многие КУ разрабатывались потребителями, в частности распределительные устройства (в особенности высоковольтные) разрабатывались строительными организациями применительно к конкретным случаям, а отдельные аппараты поставлялись «россыпью» и монтировались на строительных площадках. Это требовало отдельных электротехнических помещений, значительно удорожало строительство и удлиняло его продолжительность, снижало качество и надежность устройств, требовало много времени на их наладку.

Надежность устройств энергетической электроники, как и устройств другого назначения, зависит от того, насколько допустимая нагрузочная способность больше реальной нагрузки. Последняя определяется режимом работы потребителей, подключенных к данному устройству, напряжением питающей сети, климатическими условиями, изменениями мощности нагрузки и т. д. Допустимая нагрузочная способность преобразовательных устройств зависит от выбора вентилей, схемы преобразователя, параметров используемого трансформатора, устройств защиты и т. д.

В ПТК должна применяться современная малопотребляющая (не требующая принудительного охлаждения) элементная база. Устройства ПТК по надежности должны соответствовать ГОСТ 4.145—85 и ГОСТ 27.003—90 (рассматривается надежность устройств как самостоятельных изделий, без учета влияния надежности внешних цепей датчиков и цепей внешних источников электроснабжения).

Импульсное и цифровое представление сигналов широко применяют в цифровой измерительной технике. Устройства, с помощью которых формируются и обрабатываются импульсные сигналы, работают, как правило, в ключевом (импульсном) режиме. Ключевой режим работы усилительных приборов имеет ряд существенных преимуществ перед активным режимом, применяемым в аналоговых схемах. Основное преимущество — высокий, близкий к 90. ..95%, КПД импульсных устройств. В ключевом режиме достигается достаточно большая мощность во время действия импульсов при малом значении средней мощности, расходуемой в схеме. Поэтому импульсные и цифровые устройства обладают меньшими массой и габаритами. Транзисторы в импульсных и цифровых схемах либо закрыты, либо полностью открыты (насыщены), поэтому на них рассеивается незначительная мощность и надежность устройств очень высока. При этом аналоговый сигнал, отражающий реальный физический процесс, преобразуется в последовательность импульсных сигналов, пригодных для обработки цифровыми устройствами.

кого значения линейного напряжения сети. При значительных мощностях очень ценно, что регулирование в таких широких пределах осуществляется без замыкания или размыкания контактов. Это существенно увеличивает надежность устройства.

ки одного или нескольких свойств, составляющих надежность устройства. Показатель надежности, относящийся к одному из свойств, составляющих надежность, называют единичным, а относящийся к нескольким свойствам — комплексным. Показатели надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых устройств различны.

Применение упругой муфты, имеющей упругий элемент, обеспечивает передачу момента, пропорционального силе упругой деформации этого элемента, зависящей от угла закручивания муфты. В такой муфте при разности угловых скоростей ротора ЭДН и привода происходит накопление энергии упругой деформации, которая по окончании переходного процесса в цикле передается ротору ЭДН. Здесь выше КПД, но ниже надежность устройства из-за более сложной конструкции муфты. Тип применяемой муфты влияет на характер приращения энергии, передаваемой от привода ротору ЭДН, dWMeyi. В слагаемое dWa значение dWMn входит со знаком «минус»: dW& = dW^ + dWR — dWM^. Энергия, поступающая из привода, способствует сохранению частоты вращения ротора ЭДН.

кого значения линейного напряжения сети. При значительных мощностях очень ценно, что регулирование в таких широких пределах осуществляется без замыкания или размыкания контактов. Это существенно увеличивает надежность устройства.

ного значения линейного напряжения сети. При значительных мощностях очень ценно, что регулирование в таких широких пределах осуществляется без замыкания или размыкания контактов. Это существенно увеличивает надежность устройства.

Воздействие отрицательных и положительных температур может снизить надежность устройства. Различают параметрическую надежность, характеризуемую постепенным отклонением выходных параметров от номинальных значений, и надежность, характеризуемую интенсивностью внезапных (катастрофических) отказов. Причинами постепенных отказов, вызванных тепловыми воздействиями, являются: снижение изоляционных свойств материалов; увеличение токов утечки; снижение пробивного напряжения; изменение коэффициента усиления и нулевого тока коллектора транзистора; изменение параметров магнитных сердечников (снижение индуктивности насыщения при повышении температуры или пропадание магнитных свойств при достижении точки Кюри); изменение емкости конденсаторов, электрической прочности, потерь; изменение сопротивлений резисторов; увеличение тепловых шумов в резисторах и транзисторах и т. д. Все эти явления могут привести к искажению сигналов до уровня, при котором нормальное функционирование РЭС становится невозможным.

2. Блочный принцип. Блок — это самостоятельная крупная схема на уровне функционального узла (разряд счетчика, сумматора). При применении этого принципа конструирования уменьшается число разъемных соединений, что повышает надежность устройства. Недостаток данного принципа состоит в том, что при выходе из строя одной детали приходится менять весь блок. Блочный принцип применяется для конструирования сложных устройств (ЦВМ).

Основные достоинства приборов электромагнитной системы — простота и надежность устройства, высокая перегрузочная способность (сечение провода для катушки может быть взято с запасом), дешевизна и возможность использования для измерений в цепях постоянного и переменного тока.

В настоящее время проводятся исследования возможности применения элементов с ППГ в логической части устройств релейной защиты и автоматики, несмотря на необходимость использования специальных источников тактовых импульсов, что несколько усложняет и снижает надежность устройства. Это объясняется тем, что сами элементы с ППГ по сравнению с диодами и транзисторами более надежны. Поэтому при питании от одного источника импульсов, начиная с определенного числа элементов, общая надежность устройства повышается по сравнению с другими схе-

Проведенное рассмотрение показало, что надежность устройства в значительной степени зависит от надежности входящих в его» состав элементов. Отсюда ясно, что одним из способов снижения отказов является повышение долговечности деталей — транзисторов, диодов, ламп, резисторов, конденсаторов, переключателей, контактных разъемов и пр., а также рациональное конструирование,, имеющее целью уменьшение количества компонентов; с этой точки» зрения целесообразно использование интегральных схем, надежность которых значительно выше, чем аналогичных блоков, выполненных на дискретных элементах.

Основные достоинства приборов электромагнитной системы - простота и надежность устройства, высокая перегрузочная способность (сечение провода для катушки может быть взято с запасом), дешевизна и возможность использования для измерений в цепях постоянного и переменного тока.