doma » Trženje » Metode za določanje zanesljivosti rea in p Metode za povečanje zanesljivosti rea

Metode za določanje zanesljivosti rea in p Metode za povečanje zanesljivosti rea

442 kb.20.12.2006 23:51 236 kb.28.12.2006 17:04 284 kb.20.12.2006 23:45 252 kb.20.12.2006 23:41 194 kb.20.12.2006 23:39 213 kb.20.12.2006 23:36 190 kb.15.05.2010 14:48 6 kb.15.05.2010 17:45 5 kb.15.05.2010 13:26 6 kb.15.05.2010 16:24 8 kb.15.05.2010 16:28 6 kb.15.05.2010 16:31 6 kb.15.05.2010 16:34 6 kb.15.05.2010 16:38 7 kb.15.05.2010 16:44 6 kb.15.05.2010 16:48 5 kb.15.05.2010 16:55 6 kb.15.05.2010 17:00 6 kb.15.05.2010 17:03 6 kb.15.05.2010 17:07 6 kb.15.05.2010 17:10 6 kb.15.05.2010 17:14 6 kb.15.05.2010 17:17 6 kb.15.05.2010 17:20 6 kb.15.05.2010 17:26 6 kb.23.05.2010 21:03 12 kb.15.05.2010 16:20 6 kb.15.05.2010 13:42 5 kb.15.05.2010 13:26 5 kb.14.05.2010 23:50 39 kb.15.05.2010 00:38 4 kb.14.05.2010 23:45

lec06.doc

PROJEKTIRANJE RADIO ELEKTRONSKE GEOFIZIČNE OPREME

Razvoj in izdelava geofizikalnih instrumentov. Zaščita opreme pred mehanskimi vplivi

Tema 6: ZAŠČITA OPREME

OD MEHANSKIH UDARA IN MOTEROV

Pri svetovanju smo vsi pametni, ko pa se izogibamo napakam, nismo nič drugega kot otroci.

Menander. Grški pesnik in komik. IV stoletje pr.

Ker nasveti temeljijo na posploševanju, napaka pa je vedno specifična.

Valery Samoilin. Uralski geofizik in radijski inženir. XX stoletje

Spodaj vzdržljivost načrtovanje je razumljeno kot sposobnost opreme, da opravlja funkcije in vzdržuje parametre po uporabi mehanskih vplivov. Trajnost strukture - sposobnost REA, da ohrani funkcije in parametre v procesu mehanskih obremenitev.

Odziv ali reakcija strukture na mehansko obremenitev se imenuje transformacija in transformacija energije mehanskega vzbujanja. Sem spadajo mehanske napetosti v konstrukcijskih elementih, premikanje konstrukcijskih elementov in njihovi trki, deformacije in uničenje konstrukcijskih elementov, spremembe lastnosti in parametrov konstrukcije.

Mehanski vplivi lahko povzročijo medsebojne premike delov in sklopov, deformacije pritrdilnih elementov, nosilnih in drugih konstrukcijskih elementov ter njihovo trčenje. Pri nepomembnih mehanskih vplivih se v konstrukcijskih elementih pojavijo elastične deformacije, ki ne vplivajo na delovanje opreme. Povečanje obremenitve vodi do pojava trajne deformacije in pod določenimi pogoji do uničenja konstrukcije. Zlom se lahko pojavi tudi pri obremenitvah, ki so veliko nižje od mejnih vrednosti statične trdnosti materialov, če je konstrukcija izpostavljena izmeničnim obremenitvam.

Napake strojne opreme so obnoviti po odstranitvi ali oslabitvi mehanske obremenitve (sprememba parametrov komponent, pojav električnega hrupa) in nepopravljivo(prekinitve in kratki stiki električnih povezav, luščenje vodnikov tiskanih vezij, kršitev pritrdilnih elementov in uničenje nosilnih konstrukcij).

Med delovanjem na transportno elektronsko opremo vplivajo tresljaji, udarne obremenitve in linearni pospeški. ^ Harmonične vibracije za katero so značilni frekvenca, amplituda, pospešek. Udarne obremenitve Zanje je značilno število posameznih udarcev ali njihova serija (običajno je določeno največje število udarcev), trajanje udarnega impulza in njegova oblika, trenutna hitrost ob udarcu in gibanje trkajočih se teles. Linearni pospešek za katerega so značilni pospešek, trajanje, znak pospeševalnega udarca.

Preobremenitve, ki nastanejo zaradi tresljajev, udarcev in pospeškov, ocenjujemo z ustreznimi faktorji. Za zmanjšanje učinkov tresljajev in udarcev je oprema nameščena na amortizerje ali se uporabljajo blažilni materiali.

Učinek linearnih pospeškov je enak povečanju mase opreme in ob znatnem trajanju izpostavljenosti zahteva povečanje trdnosti konstrukcije. Amortizerji praktično ne ščitijo pred linearnimi preobremenitvami.

Kot kažejo izkušnje z uporabo transportirane elektronske opreme, imajo vibracije največji uničujoč učinek na konstrukcijo. Praviloma zasnova aparata, ki je vzdržala vpliv vibracijskih obremenitev v določenem frekvenčnem območju, zdrži udarne obremenitve in linearne pospeške z velikimi vrednostmi ustreznih parametrov.

Koncept odpornosti proti vibracijam in odpornosti proti vibracijam. V zvezi z zasnovo elektronske opreme ločimo dva koncepta: odpornost proti vibracijam in vibracijska moč.

^ Odpornost proti vibracijam - lastnost predmeta pri dani vibraciji, da opravlja določene funkcije in ohranja vrednosti svojih parametrov v normalnem območju. Odpornost proti vibracijam- moč pri dani vibraciji in po njenem prenehanju.

Vpliv prometnih sunkov sestavljajo udarci in tresljaji. Uvedba blažilnikov med CEA in objektom kot medijem, ki zmanjšuje amplitudo prenesenih tresljajev in udarcev, zmanjšuje mehanske sile, ki delujejo na CEA, vendar jih ne uniči popolnoma. V nekaterih primerih resonančni sistem, ki nastane z uvedbo blažilnikov, povzroči nastanek nizkofrekvenčne mehanske resonance, kar vodi do povečanja amplitude nihanj CEA.

Koncept togosti in mehanske trdnosti konstrukcije. Pri razvoju zasnove elektronske opreme je treba zagotoviti potrebno togost in mehansko trdnost njenih elementov.

^ Strukturna togost je razmerje med delujočo silo in deformacijo konstrukcije, ki jo povzroči ta sila. Spodaj strukturna trdnost razumeti obremenitev, ki jo lahko konstrukcija prenese brez trajne deformacije ali uničenja. Povečanje trdnosti strukture elektronske opreme je povezano z okrepitvijo njene konstrukcijske osnove, uporabo ojačitev, zaklepanjem vijačnih spojev itd. Posebno pomembno je povečanje trdnosti nosilnih konstrukcij in njihovih sestavnih delov. z metodami prelivanja in ovoja. Polnjenje s peno vam omogoča, da enoto naredite monolitno z rahlim povečanjem teže.

Konstrukcija kot nihajni sistem. V vseh primerih se ne sme dovoliti nastajanja mehanskega nihajnega sistema. To velja za pritrditev inštalacijskih žic, mikrovezij, zaslonov in drugih delov, vključenih v CEA.

Glavni parametri katere koli konstrukcije v smislu reakcije na mehanske obremenitve so masa, togost in mehanska odpornost (blaženje). Pri analizi vpliva tresljajev na zasnovo modulov so slednji predstavljeni kot sistem z zbranimi parametri, v katerem je masa izdelka m, ojačevalni element v obliki vzmeti in element mehanske odpornosti v obliki podana sta loputa, za katero sta značilna parametra k in r.

Če morate zgraditi bolj zapletene modele, na primer ploščo z nameščenimi moduli, lahko uporabite model, prikazan na sl. 1 in z dovolj velikim številom celic dobimo model sistema z porazdeljenimi parametri.

riž. 6.1.1.
Najpomembnejši kazalnik mehanskega sistema je število stopenj svobode, ki v vsakem trenutku določajo položaj sistema v prostoru. Upoštevano število stopenj svobode strukture je odvisno od stopnje njene poenostavitve, to pomeni, da mora model v določeni meri odražati realno strukturo in biti dovolj preprost za raziskovanje.

V sistemu z eno stopnjo svobode bodo zunanji sili F (t) v vsakem trenutku nasprotovale vztrajnostne sile mase F m, togosti F k in dušenja Fr:

F (t) = F m + F r + F k. (6.1.1)

F m = m d 2  / dt 2, F r = r d / dt, F k = k .

Kje je premik sistema iz ravnotežnega položaja pod vplivom sile F (t).

Linearna diferencialna enačba, ki opisuje stanje sistema v vsakem trenutku:

M d 2  / dt 2 + r d / dt + k F (t). (6.1.2)

Enačbo naravnih vibracij sistema lahko dobimo tako, da F (t) enačimo na nič in dobimo (brez upoštevanja začetne faze):

  exp (-t) sin  o t

Kjer je  o - začetna amplituda nihanja;  = g / (2m) - koeficient dušenja;  o =
= 2f o - frekvenca lastnih vibracij sistema z dušenjem.

V resničnih mehanskih sistemih v vsakem ciklu nihanja pride do izgube energije in dušenja nihanj.

Rešitev diferencialne enačbe prisilnih nihanj sistema (pri F (t) = F m sin t)  ima obliko:

  exp (-r o t) sin  o t + A do sin t.

Prvi izraz opisuje lastne vibracije sistema s frekvenco, drugi - prisilne vibracije, kjer je   in A in - amplitudo naravnih in prisilnih vibracij. Ko je frekvenca naravnih nihanj sistema blizu frekvenci prisilnih tresljajev, se v vibrirajočem sistemu pojavi pojav mehanske resonance, ki lahko povzroči poškodbe konstrukcije.

Amortizacija konstrukcije CEA . Ena od učinkovitih metod za povečanje stabilnosti konstrukcije, tako transportirane kot mirujoče, na vibracije ter udarne in linearne obremenitve je uporaba amortizerjev. Delovanje blažilnikov temelji na dušenju resonančnih frekvenc, torej na absorpciji dela vibracijske energije. Opremo, nameščeno na amortizerjih, je v splošnem primeru mogoče predstaviti v obliki mehanskega nihajnega sistema s šestimi stopnjami svobode: niz sklopljenih nihanj, sestavljen iz linearnih premikov, in rotacijskih nihanj vzdolž vsake od treh koordinatnih osi. .

Za učinkovitost dušenja je značilen dinamični ali transmisijski koeficient, katerega številčna vrednost je odvisna od razmerja med frekvenco delovnih vibracij f in frekvenco dušenega sistema f o.

Pri razvoju sheme dušenja je treba stremeti k temu, da ima sistem minimalno število lastnih frekvenc in da so 2-3 krat nižje od najnižje frekvence moteče sile.

Pri amortizirani opremi je treba naravno frekvenco čim bolj zmanjšati, pri neamortizirani opremi pa, nasprotno, povečati in jo približati zgornji meji motečih vplivov oziroma jo preseči.

Sheme postavitve amortizerjev. Zasnova sistema za amortizacijo elektronske opreme se običajno začne z izbiro vrste blažilnikov in njihove postavitve. Izbira blažilnikov je narejena na podlagi dovoljene obremenitve in mejnih vrednosti parametrov, ki označujejo pogoje delovanja. Ti parametri vključujejo: temperaturo okolice, vlažnost, mehanske obremenitve, prisotnost oljnih hlapov v ozračju, dizelsko gorivo itd.

riž. 6.1.2.
Izbira razporeditve blažilnikov je odvisna predvsem od lokacije opreme na nosilcu in pogojev dinamičnega delovanja. Na sl. 2 prikazuje osnovno postavitev blažilnikov. Možnost " a "precej pogosto se uporablja za dušenje razmeroma majhnih blokov. Takšna razporeditev blažilnikov je primerna z vidika splošne razporeditve blokov na objektu. Vendar je pri tej razporeditvi blažilnikov v osnovi nemogoče dobiti naključje težišče (CG) s središčem mase (CM) in ne dobimo racionalnega sistema. Enako lahko rečemo o možnosti namestitve " b ". Možnost namestitve" v "omogoča, da dobite racionalen sistem, vendar taka razporeditev amortizerjev ni vedno priročna, če je nameščena na mestu. G "in" d "je različica" v "in se uporablja, če se sprednja plošča enote nahaja v bližini blažilnika, ki se nahaja na dnu. Postavitev blažilnikov" e "Uporablja se v opremi regala, ko je višina elektronske opreme veliko večja od globine in širine stojala. Za oslabitev tresljajev omare okoli osi x in y sta na vrhu nameščena dva dodatna blažilnika stojalo.

Trdnost konstrukcijskih elementov. Mehansko trdnost konstrukcijskih elementov se preverja z metodami odpornosti materialov in teorijo elastičnosti za najpreprostejše konstrukcije z porazdeljenimi in mešanimi obremenitvami. V večini praktičnih primerov ima zasnova elektronskih komponent bolj zapleteno konfiguracijo, zaradi česar je težko določiti napetosti v njih. V izračunih se zapleten del nadomesti s poenostavljenim modelom: žarek, plošča, okvir.

Tramovi vključujejo telesa prizmatične oblike, katerih dolžine znatno presegajo vse druge geometrijske dimenzije konstrukcije. Konci nosilcev so stisnjeni (z varjenjem, spajkanjem), podprti s tečajno premično (vgradnja v vodila) ali zgibno-nepremično (enojni vijačni spoj). Plošče se štejejo za pravokotna telesa, katerih debelina je majhna v primerjavi z dimenzijami osnove. Takšne strukture vključujejo tiskana vezja, stene ohišij instrumentov, stojala, plošče in druge podobne strukture. Togo pritrditev roba plošč se izvede s spajkanjem, varjenjem, vpenjanjem, vijačno povezavo; pritrditev tečajev - namestitev plošč v vodila, ženski konektor. Strukture okvirja simulirajo večpinske komponente: mikrovezja, releje itd.

Pri načrtovanju strukture izvedite:

Verifikacijski izračuni, ko so znane oblika in dimenzije dela (razkrite med projektiranjem);

Projektni izračuni, ko dimenzije nevarnih odsekov niso znane in so določene na podlagi izbranih dovoljenih napetosti;

Izračuni dovoljenih obremenitev za znane nevarne odseke in dovoljene napetosti.

Pri izvajanju verifikacijskih izračunov za elastične vibracije ob upoštevanju smeri izpostavljenosti vibracijam ločimo dele in vozlišča z največjimi deformacijami, izberemo računske modele, izračunamo lastne frekvence, določimo obremenitve in primerjamo dobljene vrednosti z končne trdnosti izbranih materialov, po potrebi odločitev za povečanje trdnosti konstrukcije.

Za povečanje vibracijske trdnosti v strukturi posameznih elementov se uvajajo dodatni pritrdilni elementi, rebra in togostni reliefi, prirobnice, ekstruziji, uporabljajo se materiali z visokimi dušilnimi lastnostmi, dušilni premazi.

Zunanji vibracijski vplivi so pogosto nastavljeni v precej ozkem frekvenčnem območju. Pri pravilno zasnovani opremi naravna frekvenca f o konstrukcije ne sme biti v frekvenčnem spektru zunanjih vplivov. Čeprav ima vsaka struktura več vrednosti naravnih frekvenc, se izračun izvede le za najnižje vrednosti f o, saj bodo deformacije konstrukcij v tem primeru največje. Če je v obseg zunanjih vplivov vključena najnižja vrednost lastne frekvence, se zasnova spremeni za povečanje f o in izstop iz frekvenčnega spektra zunanjih vplivov.

Togost konstrukcije se razume kot sposobnost sistema (elementa, dela), da vzdrži delovanje zunanjih obremenitev z deformacijami, ki ne dopuščajo motenj njegovega delovanja. Kvantitativno je togost ocenjena s togostnim koeficientom  = P / , kjer je P delujoča sila;  največja deformacija. Konstrukcijo lahko predstavimo kot zbirko elementov (delov), od katerih vsak deluje kot žarek določene dolžine in preseka, pritrjen na enem ali obeh koncih. Znano je, da se togost nosilca, vpetega na enem koncu, pod vplivom koncentrirane obremenitve, izračuna z izrazom EF / l, ko nosilec deluje na napetost ali stiskanje, in z izrazom 3EJ / 1 3, ko greda je v upogibu (E je modul elastičnosti materiala nosilca; F - površina prereza; J - aksialni vztrajnostni moment; l - dolžina nosilca). Višji kot je modul elastičnosti materiala, večja je togost nosilca. Togost konstrukcije je odvisna od dolžine, oblike in dimenzij prečnega prereza žarka.

V tabeli so prikazani parametri materialov, uporabljenih za konstrukcije elektronske opreme. Specifična trdnost in togost materialov se izračuna z naslednjimi izrazi:

Za kovine:  p utripov = [] p / ,  in utripov = [] in 2/3 / , E utripov = E / 

Za nekovine:  p utripov = [] p / ,  in utripov = [] in 2/3 / ,

Kjer je p gostota snovi.

Parametri gradbenega materiala

Material	Blagovna znamka	 p, MPa	E, GPa	 g / cm2	Specifična trdnost in togost
Material	Blagovna znamka	 p, MPa	E, GPa	 g / cm2	 p ud 	 in oud	E ud
Ogljikovo jeklo	St10	334	203	7,85	42,5	12	26
Ogljikovo jeklo	St45	600	200	7,85	76,5	18	25,5
Zlitina jekla	39ХГСА	490	198	7,85	62	,7	25,3
Aluminijeve zlitine	AD-1	58	69	2,7	21	7,7	26
Aluminijeve zlitine	B-95	275	69	2,8	96	21	24
Magnezijeve zlitine	MA2-1	255	40	1,8	142	27	23
Magnezijeve zlitine	MA2-8	275	40	1,8	154	29	22
Bakrene zlitine	L-63	294	103	8	35	11	12
Bakrene zlitine	Br-B2	392	115	8	48	13	14
Titanove zlitine	VT1-0	687	113	4,5	152	28	25
Titanove zlitine	VTZ-1	1176	113	4,5	218	41	25
Fenoplast	K-21-22	64	8,6	1,4	38	46	6,2
Material za tisk	AG-4S	245	34	1,8	273	136	19
Getinax	II	98	21	1,4	49	70	15
Tekstolit	PTK	157	10	1,4	70	112	7
Laminat iz steklenih vlaken	VFT-S	245	-	1,85	180	132	-
Fluoroplastika	4A	14	0,44	2,2	10	6,2	0,2
Fiberglass	SVAM-ER	687	21	2	221	343	10,3
stiropor	PS-1	-	0,15	0,35	14	-	0,45

Vibracije, usmerjene pravokotno na ravnino tiskano vezje, ga izmenično upognite in vplivate na mehansko trdnost mikrovezij in komponent, nameščenih na njem. Če se komponente štejejo za toge, se bodo njihovi vodi upognili. Večina okvar sestavnih delov je posledica lomljenja spajkanih nožic na plošči. Najmočnejši udarci se pojavijo v sredini plošče, pri pravokotnih ploščah pa tudi, ko je telo elementa orientirano ob kratki strani plošče. Lepljenje komponent na ploščo močno izboljša zanesljivost spajkalnih spojev. Zaščitni premaz z debelino 0,1 ... .0,25 mm togo pritrdi komponente in poveča zanesljivost elektronske opreme.

Mehanske obremenitve na spajkalnih spojih zaradi tresljajev je mogoče zmanjšati s: povečanjem resonančnih frekvenc, kar zmanjša upogibanje plošče; povečanje premera kontaktnih blazinic, kar poveča moč oprijema kontaktne ploščice s ploščo; upogibanje in polaganje vodnikov elementov na kontaktno ploščico,
kar poveča dolžino in moč oprijema spajkanega spoja; z zmanjšanjem faktorja kakovosti plošče pri resonanci z dušenjem z večslojnim premazom laka.

Eksperimentalni podatki o naravnih frekvencah tiskanih vezij

PP dimenzije, mm	35	70	140	Debelina PP, mm
PP dimenzije, mm	Naravna frekvenca, Hz			Debelina PP, mm
25	2780	2070	2260	1,0
25	5100	3800	3640	1,5
50	1400	690	520	1,0
50	2600	1270	955	1,5
75	1120	450	265	1,0
75	2030	830	490	1,5

Zgornja tabela prikazuje eksperimentalne podatke o naravnih frekvencah SP glede na njihove linearne dimenzije. Material plošč je steklena vlakna, namestitev elementov je dvostranska, pritrditev plošče je vzdolž celotnega oboda. Da bi naravne frekvence presegle meje zgornjega frekvenčnega območja zunanjih vplivov, je potrebno povečati debelino ali zmanjšati širino (dolžino) plošče.

Pritrjevanje pritrdilnih elementov. Pri izpostavljenosti tresljajem je možno odviti pritrdilne elemente, za preprečevanje tega se uvedejo sponke, povečajo se sile trenja, pritrdilni elementi se namestijo na barvo itd. udarci; hitrost povezave, njeni stroški; posledice okvare povezave; življenska doba.

Upoštevati je treba možnost zamenjave obrabljenih ali poškodovanih delov, namesto parov vijakov je treba uporabiti hitro spojne elemente: tečaje, zapahe, zapestnice itd. vijaki so na mestu. Priporočljivo je uporabiti več velikih pritrdilnih elementov namesto velikega števila majhnih. Število vrtljajev, potrebnih za privijanje ali popuščanje vijaka, mora biti najmanj 10.

Življenjska doba konstrukcije. Ko se v konstrukcijah pojavijo vibracije, nastanejo izmenične napetosti in strukture se lahko porušijo pod obremenitvami, ki so veliko nižje od končne statične trdnosti materialov zaradi pojava mikrorazpok, na rast katerih vplivajo značilnosti kristalne strukture materialov, napetosti. koncentracija na vogalih mikrorazpok in okoljske razmere. Ko se razvijejo mikrorazpoke prečni prerez podrobnosti so oslabljene in na neki točki dosežejo kritično vrednost - struktura je uničena.

Če masa izdelka ni kritičen dejavnik, se konstrukcija okrepi z materiali z robom, pri čemer se izognemo vnašanju lukenj, prekomernih zarez, zvari, izvedite izračune konstrukcij po metodi najslabšega primera.

Strukturno celovitost opreme in zaščito pred mehanskimi vplivi zagotavlja gradbeni material, ki mora ustrezati določenim mehanskim in fizične lastnosti, imajo enostavno obdelavo, odpornost proti koroziji, nizke stroške, imajo največje razmerje med trdnostjo in težo itd. Nosilna konstrukcija je glede na zahtevnost izvedena kot en del ali sestavljena, vključno z več deli, združenimi v enojna struktura, snemljivi ali enodelni priključki. V sodobni opremi z uporabo mikrovezij masa nosilnih konstrukcij doseže 70% celotne mase elektronske opreme. Glavni način za zmanjšanje teže izdelkov je olajšati nosilne konstrukcije, hkrati pa zagotoviti njihove zahteve glede trdnosti in togosti.

Življenjska doba konstrukcije pod vibracijami je določena s številom ciklov do uničenja, ki jih konstrukcija lahko prenese pri določeni stopnji mehanske obremenitve. Utrujevalne lastnosti materialov so razkrite na skupini vzorcev pri izmeničnem ponavljajočem se obremenitvi.

^ 6.2. Zaščita OPREME pred motnjami

Zanesljivost in zanesljivost delovanja elektronske opreme in sistemov sta odvisna od njihove odpornosti na motnje glede na zunanje in notranje, naključne in redne motnje. Od pravilna odločitev Naloge zagotavljanja odpornosti proti hrupu elementov in sklopov elektronske opreme so odvisne tako od časa razvoja izdelave in prilagajanja elektronske opreme kot tudi njenega normalnega delovanja med delovanjem.

Narava motenj. Interferenca za opremo je zunanji ali notranji vpliv, ki vodi do popačenja analognih ali diskretnih informacij v izdelku med shranjevanjem, preoblikovanjem, obdelavo ali prenosom. Motnje so signal, ki ni predviden v zasnovi elektronske opreme, ki lahko moti njeno delovanje. Ker so signali v elektronski opremi električne narave, je treba pri načrtovanju upoštevati motnje enake narave kot najverjetnejši viri popačenja informacij. Motnje so lahko napetosti, tokovi, električni naboji, jakost polja itd. Viri motenj so po fizični naravi različni in jih delimo na notranje in zunanje.

Notranje motnje se pojavijo v delujoči opremi. Viri električnega hrupa so predvsem napajalniki in tokovna distribucijska vezja. Viri magnetnih motenj so transformatorji in dušilke. V prisotnosti pulzacij izhodne napetosti sekundarnih napajalnikov distribucijskega tokokroga je treba taktna in sinhronizacijska vezja obravnavati kot vire elektromagnetnih motenj. Elektromagneti, elektromotorji, releji in elektromehanske naprave povzročajo znatne motnje. Notranje motnje so tudi motnje zaradi neusklajenosti valovnih impedanc komunikacijskih vodov z vhodnimi in izhodnimi impedancami modulov, ki povezujejo te linije, pa tudi motnje, ki izhajajo iz ozemljitvenih vodil.

Zunanje motnje se razumejo kot motnje iz napajalnega omrežja, varilni stroji, motorji ščetk, oddajna elektronska oprema itd., kot tudi motnje, ki jih povzročajo razelektritve statične elektrike in atmosferski pojavi. Fizična narava učinka zunanjih motenj na opremo je podobna učinku notranjih motenj.

Interferenčni sprejemniki so zelo občutljivi ojačevalniki, komunikacijske linije, magnetni elementi. Motnje vstopajo v opremo neposredno preko žic ali prevodnikov (galvanske motnje), preko električnega (kapacitivne motnje), magnetnega (induktivne motnje) ali elektromagnetnega polja. Številni vodniki, ki so del katere koli opreme, se lahko štejejo za oddajne in sprejemne antenske naprave, ki sprejemajo ali oddajajo elektromagnetna polja.

Galvanska povezava nastane kot posledica pretoka tokov in padcev napetosti na električnih povezavah, ki so pogoste v napajalnih tokokrogih. Zato so vodniki, ki povezujejo module v enoten sistem, morajo biti čim krajši, njihovi prerezi pa čim večji, kar vodi do zmanjšanja aktivnega upora in induktivnosti žic. Radikalen način za odpravo galvanskih motenj je odstranitev vezij, ki prenašajo kombinirane napajalne in ozemljitvene tokove tako na šum občutljivih vezij kot sorazmerno močnih vezij.

Zaščita pred motnjami postaja vse pomembnejša iz naslednjih razlogov.

1. Energetska raven informacijskih signalov se nagiba k zniževanju, energetska raven zunanjih motenj pa se nenehno povečuje.

2. Povečanje medsebojnega vpliva elementov zaradi zmanjšanja skupnih dimenzij aktivnih elementov in komunikacijskih linij med njimi ter povečanje gostote njihove postavitve.

3. Povečanje stopnje motenj zaradi zapletenosti sistemov in širitve uporabe zunanjih naprav z velikim številom elektromehanskih sklopov.

4. Izvajanje REA na vseh področjih človekove dejavnosti.

riž. 6.2.1. Razvrstitev motenj v elektronski opremi
Razvrstitev motenj. Interferenco lahko razvrstimo po razlog za kazanje, naravo manifestacije in načini distribucije(slika 6.2.1).

Glavni razlogi, ki povzročajo popačenje signalov, ko prehajajo skozi vezja CEA, so naslednji:

A) odboji od neusklajenih obremenitev in od različnih nehomogenosti v komunikacijskih vodih;

B) poslabšanje front in zamude, ki nastanejo pri vklopu obremenitev z reaktivnimi komponentami;

B) zamude v liniji, ki jih povzroča končna hitrost širjenja signala;

D) preslušavanje;

E) motnje zunanjih elektromagnetnih polj.

Stopnja vpliva vsakega od zgornjih dejavnikov popačenje signalov je odvisno od značilnosti komunikacijskih vodov, logičnih elementov in signalov ter od zasnove izvedbe celotnega sistema elementov in povezav.

Načini za zmanjšanje motenj. Električna povezava logičnih in drugih elementov elektronske opreme se izvaja s povezavami dveh vrst:signalizacija in napajalni tokokrogi... Preko signalnih povezav se informacije prenašajo v obliki napetostnih in tokovnih impulzov. Električna vodila se uporabljajo za oskrbo celic z energijo iz nizkonapetostnih virov enosmerne napetosti.

Motnje v signalnih vodnikih. Povezave med elementi elektronske opreme se izvajajo na različne načine: za relativno počasne naprave - v obliki tiskanih ali visečih vodnikov; v napravah s povečano hitrostjo delovanja - v obliki tiskanih trakov, "zvitih parov" (bifilar).

Ko so elementi združeni v vozlišča in bloke, se pojavi veliko število električnih " kratek"In električno" dolga»Povezave.

Električno "kratka" se imenuje komunikacijska linija, pri kateri je čas širjenja signala veliko manjši od sprednjega roba impulza, ki se prenaša vzdolž linije. Signal, ki se odbije od neusklajenih obremenitev v tej komunikacijski liniji, doseže vir, preden se vhodni impulz spremeni. Lastnosti takšne linije lahko opišemo z pavširanimi upori, kapacitivnostjo in induktivnostjo.

Za električno "dolgo" komunikacijsko linijo je značilen čas širjenja signala, ki je veliko večji od fronte impulza. V tej liniji signal, ki se odbije od konca linije, prispe na njen začetek po koncu impulzne fronte in popači njeno obliko. Takšne črte je treba obravnavati kot porazdeljene parametre.

IC, celice in komunikacijski moduli imajo običajno električno "kratke" linije. V večjih strukturnih enotah so elektronska oprema predvsem električno »dolge« linije. Delež »dolgih« povezav se povečuje s kompleksnostjo opreme.

Vmešavanje v "kratke" povezave. Pri analizi procesov prenosa signalov lahko električno "kratko" komunikacijsko linijo predstavimo v obliki ekvivalentnega vezja (slika 6.2.2), ki vsebuje pavšalno induktivnost L in kapacitivnost C (omski upor je zanemarjen), ki "vlečeta" signal. fronte in s tem ustvariti zamude pri odzivu poznejših shem.

riž. 6.2.2.
Odvisno od geometrijskih dimenzij prečnih prerezov vodov, njihove dolžine, dielektričnih lastnosti izolacijskih materialov lahko prevlada en ali drug parameter proge in ima večji vpliv na procese prenosa signala kot vsi drugi. Za zmanjšanje zamude v linijah z induktivno naravo komunikacije je treba povečati vhodno upornost elementa E 2, s kapacitivno naravo pa zmanjšati izhodno upornost elementa E 1.

Motnje pri povezovanju elementov z "dolgimi" vezmi. Električno "dolga" komunikacijska linija se obravnava kot enotna linija z porazdeljeno kapacitivnostjo C o in induktivnostjo Lo. Prehodni procesi v takih progah so odvisni od narave padca napetosti u in na vhodu linije in razmerja med valovno impedanco linije z 0, izhodno impedanco zr generatorja impulzov in vhodno impedanco zn elementa naložen na koncu linije (slika 6.2.3).

riž. 6.2.3.
Če je linija z karakteristično impedanco z 0 obremenjena na upor z n in z 0 = z n, se taka črta imenuje dogovorjen,če je z 0 z n, se premica imenuje nedosleden... V tem primeru se napetostni val, ki doseže konec linije, odbije od njega. Odbit val, ko doseže začetek črte, upada pri z z = z 0. Če je z г z 0, se val ponovno odbije od začetka črte.

Proces izmeničnega odboja napetostnega vala z obeh koncev komunikacijskega voda se oslabi in se nadaljuje, dokler se amplituda odbitega vala ne zmanjša na nič. Odbiti napetostni valovi se prekrijejo z vpadnimi valovi, zaradi česar je valovna oblika vhodne napetosti lahko znatno popačena. Podobni pojavi se pojavljajo pri tokovnem valu. Odsevi napetostnih in tokovnih valov so lahko ne le od neprimerljivih obremenitev na koncih vodov, temveč tudi od različnih heterogenosti v sebi.

Znano je, da ima inducirani napetostni impulz najmanjšo amplitudo in trajanje le, ko sta obe liniji popolnoma usklajeni. Neusklajenost linijskega sprejemnika na enem od njegovih koncev vodi do povečanja amplitude in trajanja inducirane motnje.

Metode ožičenja "dolgih" komunikacijskih vodov. V sistemih za visoke hitrosti, pri katerih je zakasnitev določena le z zamudami v komunikacijskih tokokrogih, je lahko glavni problem način vodenja vodov med posameznimi IC. Trenutno obstajajo trije načini usmerjanja: radialni, z vmesnimi vejami, kombinirani.

Pri radialni način ožičenja vsaka obremenitev IC je povezana z IC vira signala s posamezno povezavo, IC vira signala pa mora imeti izhodno impedanco enako z 0 / n, kjer je n število IC, ki so naložene nanjo. Velik n bo zahteval vir signala IC z nedosegljivo nizko izhodno impedanco. Druga pomanjkljivost radialne metode je potreba po ločeni komunikacijski liniji za vsako obremenitev. Zato je radialna metoda priporočljiva le za majhno število obremenitev.

Pri način usmerjanja z vmesnimi pipami Obremenitve IC so preko kratkih prevodnikov povezane na hrbtenico in nato na IC vira signala, medtem ko morajo imeti obremenitvene IC visoke vhodne impedance, sicer bodo preobremenile komunikacijske linije.

^ Kombinirana metoda zagotavlja koordinacijo na kateri koli točki komunikacijske linije z usmerjanjem signalov do bremen, nameščenih v različnih smereh. V tem primeru je število prevodnikov manjše kot pri radialni metodi, izhodna upornost vira signala pa je dovoljena relativno visoka. Če sta na povezavi samo dve obremenitvi, lahko IC vira signala označite kjer koli vzdolž povezave.

Opozorilo na napajalne tokokroge in metode njihovega zmanjšanja. Pri uporabi enega vira napetosti se napajanje elementom dovaja z dvema prevodnikoma: naprej in nazaj. Pogosto je treba na elemente dovajati napetost iz več virov z različnimi ocenami. V tem primeru se za zmanjšanje števila električnih vodil povratni vodniki združijo v eno vodilo, ki je povezano s telesom izdelka in se imenuje vodilo " zemljišče". V statičnem stanju skozi napajalna vezja tečejo stacionarni tokovi.

Za zmanjšanje motenj, povezanih s padcem napetosti na vodilih za napajanje in "ozemljitvijo" ter prehodnimi pojavi v njih, uporabite različne metode.

Uporaba posameznih izravnalnih kondenzatorjev (ISK). ISK je nameščen med električnimi vodili in "ozemljitvijo" neposredno v bližini priključkov elektronskih naprav na ta vodila. ISK je tako rekoč posamezen napajalnik za vezje, ki mu je fizično čim bližje. V mikroelektronski opremi se uporabljata dve vrsti ISK, nameščeni neposredno na vsako mikrovezje in nameščeni na skupini mikrovezij znotraj ene celice, modula.

Prva vrsta ISK je zasnovana tako, da zgladi impulzni šum v času preklopa mikrovezja zaradi lokalizacije vezja pretoka tokovnih sunkov v vezju mikrovezja - ISK. Kot taki ICC se običajno uporabljajo keramični kondenzatorji z nizko intrinzično induktivnostjo. Zmogljivost ISK je izbrana na podlagi pogoja enakosti naboja, ki ga kondenzator nabere med preklopnim časom mikrovezja, naboja, ki ga nosi trenutni udar med preklopnim časom elementa.

Druga vrsta ISK, nameščena na skupini mikrovezij, je zasnovana za kompenzacijo tokovnih sunkov v napajalnem sistemu. Običajno so to elektrolitski kondenzatorji velike zmogljivosti, ki zagotavljajo odpravo resonančnih pojavov v napajalnih tokokrogih.

riž. 6.2.4.
Interferenčni filtri. Učinkovito sredstvo vezja za dušenje zunanjega hrupa v napajalnih omrežjih je uporaba filtrov za dušenje hrupa.

Za filtre sta značilna mejna frekvenca in filtrirni koeficient, ki je enak razmerju signala na vhodu in izhodu filtra. Poznavanje frekvenčnega spektra uporabnega signala in motenj ter nastavitev določenega slabljenja motenj (v idealnem primeru - na nič), načrtujte ustrezna filtrska vezja.

Omrežni filtri so zasnovani za prenos na izhod (na napravo) samo frekvenco omrežne napetosti in zatiranje motenj iz napajanja. Za zaščito opreme pred prenapetostjo se v tokokrog omrežnega filtra običajno vnesejo plinski praznniki, varistorji, zener diode, varovalke.

Uporaba pločevine kot "zemlja". Ta metoda je uporabna za elemente druge stopnje strukturne hierarhije elektronske opreme (podenote, bloki, plošče) in je sestavljena iz vgradnje sorazmerno debele pločevine v te konstrukcijske elemente, na katere so povratne žice iz vseh fiksnih celic ali modulov. spajkane.

Uporaba trdnih kovinskih distančnikov kot napajalnih tirnic. Ta metoda je uporabna v primeru uporabe večplastnih tiskanih vezij za ultrahitro elektronsko opremo. V takšnih ploščah so posamezne plasti izdelane z največ veliko območje kovine in jih uporabljajo kot napajalna vodila, te plasti so nameščene znotraj večplastne plošče. Pri uporabi trdnih kovinskih plasti se poveča intrinzična induktivna upornost električnih vodil, skupni odseki tokovnega toka različnih elementov in medsebojna kapacitivnost med močnostnimi vodili.

Uporaba zaslonov v REA. Ko močni signali prehajajo skozi komunikacijska vezja, slednji postanejo viri elektromagnetnih polj, ki lahko s prečkanjem drugih komunikacijskih tokokrogov povzročijo dodatne motnje v njih. Viri elektromagnetnih motenj so lahko tudi močne industrijske instalacije, prometne komunikacije, motorji itd. Naprave, ki so občutljive na statična magnetna polja (na primer magnetni elementi z odprtim magnetnim vezjem), lahko delujejo nestabilno tudi v šibkih poljih, kot je zemeljsko magnetno polje.

Zasloni so vključeni v zasnovo, da zmanjšajo neželeno moteče polje v določeni omejeni prostornini na sprejemljivo raven ali, kjer je mogoče, lokalizirajo delovanje vira polja. Obstajata dve možnosti za zaščito. V prvem primeru je zaščitena oprema nameščena znotraj zaslona, vir motenj pa je zunaj njega, v drugem primeru je vir motenj zaščiten, oprema, ki jo je treba zaščititi pred motnjami, pa se nahaja zunaj zaslona. Prva možnost se običajno uporablja za zaščito pred zunanjimi motnjami, druga - za notranje.

V elektronski opremi funkcije ščitov najpogosteje opravljajo ohišja, plošče in pokrovi naprav blokov in regalov, katerih pri izbiri materialov in izračunu debeline je treba poleg upoštevanja učinkovitosti zaščite upoštevati zahteve za zagotavljanje mehanske trdnosti, togosti in zanesljivosti povezave posameznih elementov.

Odprtine in reže v ščitih zmanjšujejo učinkovitost zaščite, zato jih je treba odpraviti ali zmanjšati. Vendar se jih je nemogoče popolnoma znebiti. V ohišje so vstavljene luknje za namestitev konektorjev, krmilnih elementov, indikacije, ki zagotavljajo normalne toplotne pogoje. Učinkovitost zaslona se ne bo poslabšala, če se v njegovi strukturi naredijo luknje, katerih največje dimenzije ne presegajo 1/2 najmanjše valovne dolžine zaslonskega signala. Da bi preprečili prodiranje motenj skozi prezračevalne luknje, je mogoče na notranjih površinah ohišja z luknjami pritrditi kovinsko mrežo.

Po principu delovanja ločimo elektrostatično, magnetostatsko in elektromagnetno zaščito.

Kot zasloni lahko služijo deli podvozja in okvirjev, obloge regalov, plošč, podenot, kaset, posebna tesnila iz pločevine na montažni strani plošč, blokov, podenot itd.

Za izboljšanje zaščite vezij, ki so posebej občutljiva na motnje (na primer za prenos sinhronizacijskih impulzov) na obeh straneh tiskanega vezja, se signalni in ozemljeni zaščitni vodniki izmenjujeta tako, da ozemljeni vod na drugi strani plošče je vedno nasproti signalne črte, ki poteka z ene strani plošče. V tem primeru je vsak signalni vod obkrožen s tremi ozemljenimi linijami, zaradi česar se ne doseže le učinkovita zaščita signalne linije pred zunanjimi motnjami, temveč je za uporabni signal zagotovljen tudi valovodu podoben krog od vira do obremenitve. .

Oklop se uporablja tudi za vhodne in izhodne vodove, v večini primerov pa zadostuje, da se ekranizira samo vhodno vezje. Za odpravo galvanskih motenj na tleh morajo biti ščiti žic na eni točki ozemljeni. Pri izvajanju daljnovodov s tiskanjem se uvajajo zaščitne poti, ki se preklapljajo z vodilom ničelnega potenciala in opravljajo funkcije žičnih ščitov.

Magnetostatična zaščita. Problem zaščite je zmanjšati ali popolnoma odpraviti induktivno sklopko med virom in sprejemnikom motenj. Če magnetni tok prečka zanko, ki jo tvori prevodnik, se v zanki inducira šum. Za popolno odpravo ali zmanjšanje napetosti motenj, ki nastanejo v vezju, je potrebno:

Postavite obris na zaslon;

Usmerite ga tako, da magnetne silnice polja ne sekajo konture, ampak gredo vzdolž nje;

Zmanjšajte območje konture.

Magnetni ščiti so izdelani iz feromagnetnih in nemagnetnih kovin. Feromagnetni materiali z visoko magnetno prepustnostjo imajo nizko upornost, zaradi česar bodo linije magnetnega polja ranžirane z zaščitnim materialom in magnetno polje ne bo vplivalo na prostor znotraj ščita. Večja kot je magnetna prepustnost zaslona in debelejši je zaslon, učinkovitejša je magnetna zaščita. Pri izbiri materiala zaslona je treba upoštevati, da se magnetna prepustnost zmanjšuje z naraščajočo frekvenco polja, kar vpliva na učinkovitost presejanja. Feromagnetni materiali učinkovito ščitijo opremo v frekvenčnem območju od 0 do 10 kHz.

Delovanje zaslona iz nemagnetne kovine temelji na premikanju zunanjega magnetnega polja iz notranjega prostora naprave z materialom zaslona. Zunanje izmenično magnetno polje v zaslonu ustvarja indukcijske vrtinčne tokove, katerih magnetno polje je usmerjeno proti zunanjemu polju znotraj zaslona. Pri zaslonih iz nemagnetnih kovin se učinkovitost presejanja povečuje s povečanjem debeline in prevodnosti zaslonskega materiala. Magnetno polje s frekvenco nad 10 MHz je dovolj zanesljivo zaščiteno, če se na dielektrično ohišje nanese bakrena ali srebrna prevleka z debelino največ 100 mikronov. Debelina nemagnetnega ščita je lahko večkrat večja od debeline feromagnetnega, kar zagotavlja enako dušenje pri fiksni frekvenci. Uporaba feromagnetnega materiala lahko znatno zmanjša težo zaslona. Pri zaščiti magnetnega polja ozemljitev ščita ni potrebna, saj ne vpliva na kakovost zaščite.

Pred načrtovanjem zaslona pa je treba poskrbeti za vse ukrepe, da se motenj znebimo na enostavnejši in cenejši način. Na primer, zmanjšanje površine vezja, ki ga prečkajo črte magnetnega polja, dosežemo s polaganjem signalnih žic neposredno preko ozemljenih montažnih plošč modulov.

Elektromagnetna zaščita pokriva frekvenčno območje od 1 kHz do 1 GHz. Delovanje elektromagnetnega ščita temelji na odboju elektromagnetne energije na mejah dielektričnega ščita in njenem slabljenju v debelini ščita. Oslabitev v zaslonu je razložena s toplotnimi izgubami zaradi vrtinčnih tokov v materialu zaslona, odboj - z neskladjem med valovnimi parametri materiala zaslona in okoljem. Za spodnjo mejo frekvenčnega območja je izjemnega pomena odboj, za zgornjo mejo - absorpcija elektromagnetne energije.

Elektromagnetno zaščito izvajamo tako z nemagnetnimi kot z magnetnimi kovinami. Nemagnetne kovine z visoko prevodnostjo se lahko učinkovito uporabljajo v nizkofrekvenčnem delu spektra, feromagnetni materiali z visoko magnetno prepustnostjo in električno prevodnostjo - v celotnem frekvenčnem območju elektromagnetnega polja. Debelina zaslona mora biti čim večja. Pri frekvencah pod 1 MHz dajejo dobre rezultate bakreni in aluminijasti ščiti, pri frekvencah nad 1 MHz pa jekleni ščiti. Najboljše rezultate pa je mogoče doseči z uporabo večplastnih zaslonov - zaporedoma izmeničnih plasti magnetnih in nemagnetnih kovin. Možne so različne možnosti za materiale plasti: baker - permaloj - baker, permaloj - baker, baker - jeklo - baker itd. Uvedba zračnih rež med sloji (20-40 % celotne debeline zaslona) bo izboljšala učinkovitost zaščite. . Pri zaščiti opreme pred zunanjim poljem je material z nizko magnetno prepustnostjo nameščen zunaj, z visoko - znotraj. Če zaslon ščiti vir elektromagnetnega polja, mora biti material z nizko magnetno prepustnostjo notranja plast, z visoko pa zunanja.

Nemagnetni ščitni materiali

Material	gostota, kg/m3	odpor, Ohm mm 2 / m	Relativno Cena
aluminij	2700	0,028	0,29
Medenina	8700	0,06	0,85
baker	8890	0,0175	0,6
magnezija	1740	0,042	0,36
Srebrna	10500	0,018	34,0
Cink	7140	0,059	0,17

V tabelah so prikazane lastnosti nemagnetnih in magnetnih kovin. Od nemagnetnih materialov ima magnezij najboljše lastnosti z vidika minimalnih stroškov in teže, vendar zlahka korodira, oblikovana oksidna plast pa poslabša stik zaslona s telesom izdelka. Cink je cenejši od bakra, ima manjšo gostoto, vendar je mehak. Medenina po svojih parametrih zavzema povprečen položaj v razponu materialov, vendar se zaradi odličnih protikorozijskih lastnosti in stabilnosti električne kontaktne upornosti lahko priporoča za široko uporabo kot zaslonski material.

Feromagnetni ščitni materiali

V REA so se zasloni iz jekla in permaloje razširili. Jekleni ščiti z nizko začetno magnetno prepustnostjo zagotavljajo majhno, a trajno zaščito tako pri nizkih kot pri frekvencah do deset kilohercev. Zasloni iz permaloje z visoko začetno prepustnostjo omogočajo učinkovito presejanje, vendar v ozkem frekvenčnem območju od nič do nekaj sto hercev. Z naraščajočo frekvenco se povečujejo vrtinčni tokovi zaslona, ki izpodrivajo magnetno polje iz debeline zaslona in zmanjšujejo njegovo magnetno prevodnost, kar vpliva na učinkovitost zaslona.

O opaženih tipkarskih napakah in predlogih za dodatke: davpro@yandex.ru.

Trenutna stran: 9 (skupaj ima knjiga 14 strani) [na voljo odlomek za branje: 10 strani]

11.5. Zaščita pred prahom

Prah je mešanica majhnih trdnih delcev, suspendiranih v zraku. Ločimo naravni ali naravni prah, ki je vedno prisoten v zraku, in tehnični prah, ki je posledica obrabe opreme, ravnanja z materialom, zgorevanja goriva itd.

Pri relativni zračni vlažnosti nad 75 % in normalni temperaturi se poveča število prašnih delcev, njihova koagulacija, poveča se verjetnost, da se prah pritegne na nepremične površine. Pri nizki vlažnosti so prašni delci električno nabiti, nekovinski - pozitivno, kovinski - negativno. Naboj delcev je najpogosteje posledica trenja.

Onesnaženost zraka s prahom zmanjšuje zanesljivost elektronske opreme. Vdor prahu v maziva in lepljenje na drsne površine delov elektromehanskih sklopov vodi do njihove pospešene obrabe. Pod vplivom prahu se spremenijo parametri in značilnosti magnetnih trakov, disket, magnetnih glav, magnetna plast se opraska in postane neuporabna. Prah v kontaktnih režah preprečuje zapiranje kontaktov releja.

Prah, ki se odlaga na površino nekaterih kovin, je nevaren zaradi svoje higroskopnosti, saj prah znatno poveča stopnjo korozije tudi pri relativno nizki vlažnosti. Prah s kislinskimi raztopinami, ki jih absorbira, dovolj hitro uniči tudi zelo dobre barve. V tropskih državah je prah pogost vzrok za rast plesni.

Prah, ki se nabira med dolgotrajnim delovanjem na površini komponent, zmanjšuje izolacijsko upornost, zlasti v pogojih visoke vlažnosti, vodi do pojava tokov puščanja med sponkami, kar je zelo nevarno za mikrovezja. Dielektrična konstanta prahu je višja od dielektrične konstante zraka, kar določa precenjevanje kapacitivnosti med sponkami komponent in posledično povečanje kapacitivnih motenj. Prah, ki se usede, zmanjša učinkovitost hlajenja izdelka, tvori prevodne mostove med vodniki na površinah tiskanih vezij, ki niso zaščitene z lakom.

Zaščito pred prahom elektronske opreme ali njenih posameznih naprav je mogoče doseči z vgradnjo v zaprta ohišja. Hkrati pa se stroški elektronske opreme povečujejo in slabšajo. temperaturni režim delo. Če je ohišje radijske elektronike izdelano s perforacijami, bo prah skupaj z zrakom prodrl v radijsko elektroniko naravno ali skupaj z zračnimi tokovi iz ventilatorjev. Vdor prahu v elektronsko opremo je mogoče zmanjšati z vgradnjo finih mrežastih mrež in filtrov za prah na prezračevalne odprtine.

11.5.1. Oprema za tesnjenje

CEA tesnjenje je zanesljivo sredstvo za zaščito pred prahom, vlago in škodljivimi okoljskimi snovmi.

Konstrukcijske module prve stopnje zaščitimo z lakiranjem, prelivanjem z epoksidno smolo, impregnacijo, predvsem zvitih izdelkov, tlačnim testiranjem s tesnilnimi masami na osnovi organskih (smole, bitumen) ali anorganskih (aluminijevi fosfati, kovinski metafosfati) snovi. Tesnjenje s spojinami izboljša električne in mehanske lastnosti modula. Vendar pa nizka toplotna prevodnost večine spojin poslabša odvajanje toplote in onemogoča popravilo.

Najboljše je popolno tesnjenje s postavitvijo izdelka v zaprto ohišje učinkovit način zaščita, a tudi draga. V tem primeru je treba razviti posebna ohišja, metode tesnjenja zunanjih električnih priključkov, krmilnih in prikazovalnih elementov. Stene izdelkov, ki jih je treba zapečatiti, morajo vzdržati znatne sile zaradi razlike v tlaku znotraj in zunaj izdelka. Zaradi povečanja togosti konstrukcije se povečata njena masa in dimenzije.

Obstaja veliko različnih metod tesnjenja. Elastična tesnila se pogosto uporabljajo za vse strukturne elemente po obodu izdelka. Prehod zraka skozi tesnila, ko je tesnilo stisnjeno za 25 ... 30% svoje prvotne višine, nastane le zaradi difuzije. Kot material za tesnila se uporablja guma, ki ima visoko elastičnost, upogljivost in sposobnost prodiranja v najmanjše vdolbine in nepravilnosti. Vlaga sčasoma prežema vse organske materiale, zato izdelki z organskimi podlogami zagotavljajo zaščito pred vodno paro le nekaj tednov.

Konstantnost relativne vlažnosti v določenih mejah v zaprti napravi je mogoče doseči z vnosom v izdelek snovi, ki aktivno absorbirajo vlago. Takšne snovi so silikagel, kalcijev klorid, fosforjev anhidrid. Absorbirajo vlago do določene meje. Na primer, silikagel absorbira približno 10 % vlage iz suhe snovi.

V posebnih primerih se kot tesnilni material uporablja baker in nerjaveče jeklo z aluminijastim ali indijevim premazom. Takšna tesnila so najpogosteje izdelana cevasto z zunanjim premerom 2–3 mm in debelino stene 0,1–0,15 mm. Sila stiskanja pri tesnjenju s kovinskimi tesnili je 20 ... 30 kg na 1 cm dolžine tesnila.

S strogimi zahtevami glede tesnosti telesa izdelka se tesnjenje izvede z varjenjem ali spajkanjem po celotnem obodu telesa. Zasnova telesa izdelka mora omogočati ponavljajoče se postopke razbremenitve / tesnjenja. V vdolbino ohišja je nameščeno toplotno odporno gumijasto tesnilo, na katerega je položena jeklena žica s kositranjem, ki je spajkana na telo in tvori šiv. Ko je izdelek brez tlaka, se šiv segreje in spajka skupaj z žico se odstrani.

Med tesnjenjem je notranja prostornina opreme, ki jo je treba zatesniti, napolnjena z inertnim plinom (argon ali dušik) z rahlim nadtlakom. Plin se črpa v telo skozi ventile-cevi z naknadnim tesnjenjem. Izpiranje z dušikom poskrbi, da je telesna votlina očiščena vodne pare.

Krmilni in indikacijski elementi so zatesnjeni z gumijastimi pokrovi, membranami, električnimi konektorji - z namestitvijo na tesnila, polnjenjem s spojinami.

Izbira metode tesnjenja je odvisna od pogojev delovanja, uporabljenih materialov in premazov ter zahtev za električno napeljavo. Končna odločitev o izbiri metode tesnjenja se sprejme po opravljenih terenskih preizkusih elektronske opreme v vlažnih komorah.

Kontrolna vprašanja

1. Vpliv podnebnih dejavnikov na strukturo.

2. Naštej vrste varovanja OVE.

3. Toplotni pogoji delovanja opreme.

4. Načini zaščite pred izpostavljenostjo prahu.

5. Za kaj se uporablja tesnjenje opreme?

12. poglavje. Zaščita pred mehanskimi obremenitvami

12.1. Vrste mehanskih vplivov na elektronsko opremo

Mehanski vplivi na elektronsko opremo se pojavijo pod vplivom zunanjih obremenitev (vibracije, udarci, pospeški, zvočni hrup) in se lahko pojavijo tako v delujoči elektronski opremi, če je nameščena na premikajočem se objektu, kot tudi med njenim transportom v nedelujočem stanju. .

Mehanski vplivi potekajo v delujoči elektronski opremi, če je nameščena na premičnem objektu ali le med njenim transportom v nedelujočem stanju, kot pri stacionarni in nekaterih vrstah premične elektronske opreme. Količina prenesene energije določa stopnjo in naravo spremembe zasnove. Dovoljene stopnje mehanskih sprememb v konstrukciji so določene z njeno trdnostjo in odpornostjo na mehanske obremenitve.

Spodaj vzdržljivost načrtovanje je razumljeno kot sposobnost opreme, da opravlja funkcije in vzdržuje parametre po uporabi mehanske obremenitve. Trajnost strukture - sposobnost elektronske opreme za vzdrževanje funkcij in parametrov v procesu mehanskih obremenitev.

Mehanski vplivi lahko povzročijo medsebojne premike delov in sklopov, deformacije pritrdilnih elementov, nosilnih in drugih konstrukcijskih elementov ter njihovo trčenje. Pri nepomembnih mehanskih vplivih se v konstrukcijskih elementih pojavijo elastične deformacije, ki ne vplivajo na delovanje opreme. Povečanje obremenitve vodi do pojava trajne deformacije in pod določenimi pogoji do uničenja konstrukcije. Do okvare lahko pride tudi pri obremenitvah, ki so veliko nižje od mejnih vrednosti statične trdnosti materialov, če je konstrukcija izpostavljena izmeničnim obremenitvam.

Elektronska oprema, nameščena na premikajočih se predmetih, je med delovanjem izpostavljena tresljajem, udarnim obremenitvam in linearnim pospeškom. Harmonične vibracije za katero so značilni frekvenca, amplituda, pospešek. Udarne obremenitve Zanje je značilno število posameznih udarcev ali njihova serija (običajno je določeno največje število udarcev), trajanje udarnega impulza in njegova oblika, trenutna hitrost ob udarcu in gibanje trkajočih se teles. Linearni pospešek za katerega so značilni pospešek, trajanje, znak pospeševalnega udarca. Preobremenitve, ki nastanejo zaradi tresljajev, udarcev in pospeškov, ocenjujemo z ustreznimi faktorji. Za zmanjšanje učinkov tresljajev in udarcev je oprema nameščena na amortizerje ali se uporabljajo blažilni materiali.

Učinek linearnih pospeškov je enak povečanju mase opreme in ob znatnem trajanju izpostavljenosti zahteva povečanje trdnosti konstrukcije.

Kot kažejo izkušnje z uporabo transportirane elektronske opreme, imajo vibracije največji uničujoč učinek na konstrukcijo. Zasnova naprave, ki je vzdržala vpliv vibracijskih obremenitev v določenem frekvenčnem območju, praviloma zdrži udarne obremenitve in linearne pospeške z velikimi vrednostmi ustreznih parametrov (za vesoljsko radioelektronsko opremo - do 12 g, g je gravitacijski pospešek).

12.2. Koncept odpornosti proti vibracijam in odpornosti proti vibracijam

V zvezi z zasnovo elektronske opreme ločimo dva koncepta: odpornost proti vibracijam in vibracijska moč.

Odpornost proti vibracijam- lastnost predmeta pri dani vibraciji, da opravlja določene funkcije in ohranja vrednosti svojih parametrov v normalnem območju. Odpornost proti vibracijam- moč pri dani vibraciji in po njenem prenehanju.

Koncept togosti in mehanske trdnosti konstrukcije. Pri razvoju zasnove elektronske opreme je treba zagotoviti potrebno togost in mehansko trdnost njenih elementov.

Strukturna togost je razmerje med delujočo silo in deformacijo konstrukcije, ki jo povzroči ta sila. Spodaj strukturna trdnost razumeti obremenitev, ki jo lahko konstrukcija prenese brez trajne deformacije ali uničenja. Povečanje trdnosti strukture elektronske opreme je povezano z okrepitvijo njene konstrukcijske osnove, uporabo ojačitev, zaklepanjem vijačnih spojev itd. Posebno pomembno je povečanje trdnosti nosilnih konstrukcij in njihovih sestavnih delov. z metodami prelivanja in ovoja. Polnjenje s peno vam omogoča, da enoto naredite monolitno z rahlim povečanjem teže.

Konstrukcija kot nihajni sistem. V vseh primerih se ne sme dovoliti nastajanja mehanskega nihajnega sistema. To velja za pritrditev inštalacijskih žic, mikrovezij, zaslonov in drugih delov, vključenih v CEA.

riž. 12. Oscilatorni model mehanskega sistema

Glavni parametri katere koli konstrukcije z vidika reakcije na mehanske obremenitve so masa, togost in mehanska odpornost (blaženje). Pri analizi vpliva tresljajev na konstrukcije modulov so slednji predstavljeni kot sistem z zbranimi parametri, v katerem je masa izdelka m, ojačevalni element v obliki vzmeti in element mehanske odpornosti v obliki podani so blažilnik, za katerega sta značilna parametra k in r,.

Ko je frekvenca naravnih nihanj sistema blizu frekvenci prisilnih tresljajev, se v vibrirajočem sistemu pojavi pojav mehanske resonance, ki lahko povzroči poškodbe konstrukcije.

Amortizacija strukture CEA. Ena od učinkovitih metod za povečanje stabilnosti konstrukcije, tako transportirane kot mirujoče, na vibracije ter udarne in linearne obremenitve je uporaba amortizerjev. Delovanje blažilnikov temelji na dušenju resonančnih frekvenc, torej na absorpciji dela vibracijske energije. Opremo, nameščeno na amortizerjih, je v splošnem primeru mogoče predstaviti v obliki mehanskega nihajnega sistema s šestimi stopnjami svobode: niz sklopljenih nihanj, sestavljen iz linearnih premikov, in rotacijskih nihanj vzdolž vsake od treh koordinatnih osi. .

Pri razvoju sheme dušenja je treba stremeti k temu, da ima sistem minimalno število lastnih frekvenc in da so 2-3 krat nižje od najnižje frekvence moteče sile.

Pri amortizirani opremi je treba naravno frekvenco čim bolj zmanjšati, pri neamortizirani opremi pa, nasprotno, povečati in jo približati zgornji meji motečih vplivov oziroma jo preseči.

riž. 13. Razporeditev blažilnikov

Izbira postavitve blažilnika je odvisna od lokacije opreme na nosilcu in pogojev dinamičnega udarca. Na sl. 13 prikazuje osnovno razporeditev blažilnikov.

Možnost " a "precej pogosto se uporablja za dušenje razmeroma majhnih blokov. Takšna razporeditev blažilnikov je primerna z vidika splošne razporeditve blokov na objektu. Vendar je pri tej razporeditvi blažilnikov v osnovi nemogoče dobiti naključje težišče (CG) s središčem mase (CM) in ne dobimo racionalnega sistema. Enako lahko rečemo o možnosti namestitve " b ". Možnost namestitve" v "omogoča, da dobite racionalen sistem, vendar taka razporeditev amortizerjev ni vedno priročna, če je nameščena na mestu. G "in" d "je različica" v "in se uporablja, če se sprednja plošča enote nahaja v bližini blažilnika, ki se nahaja na dnu. Postavitev blažilnikov" e "Uporablja se v opremi regala, ko je višina elektronske opreme veliko večja od globine in širine stojala. Za oslabitev tresljajev omare okoli osi x in y sta na vrhu nameščena dva dodatna blažilnika stojalo.

Trdnost konstrukcijskih elementov. Mehansko trdnost konstrukcijskih elementov se preverja z metodami odpornosti materialov in teorijo elastičnosti za najpreprostejše konstrukcije z porazdeljenimi in mešanimi obremenitvami. V večini praktičnih primerov imajo zasnove elektronskih komponent bolj zapleteno konfiguracijo, zaradi česar je težko določiti napetosti v njih. V izračunih se zapleten del nadomesti s poenostavljenim modelom: žarek, plošča, okvir.

Pri načrtovanju konstrukcije se izvede modeliranje, pri katerem:

- verifikacijski izračuni, ko so znane oblika in dimenzije dela (določene med projektiranjem);

- projektne izračune, ko dimenzije nevarnih odsekov niso znane in so določene na podlagi izbranih dovoljenih napetosti;

- izračune dovoljenih obremenitev za znane nevarne odseke in dovoljene napetosti.

Pri izvajanju verifikacijskih izračunov za elastične vibracije, ob upoštevanju smeri izpostavljenosti vibracijam, se identificirajo deli in vozlišča z največjimi deformacijami, izberejo se projektni modeli, izračunajo se lastne frekvence, določijo obremenitve in dobljene vrednosti primerjajo z končne trdnosti izbranih materialov, po potrebi pa se odloči za povečanje trdnosti konstrukcije.

Za povečanje vibracijske trdnosti pri oblikovanju posameznih elementov se uvajajo dodatni pritrdilni elementi, rebra in togostni reliefi, prirobnice, ekstruziji, uporabljajo se materiali z visokimi dušilnimi lastnostmi, dušilni premazi.

Togost konstrukcije se razume kot sposobnost sistema (elementa, dela), da prenese delovanje zunanjih obremenitev z deformacijami, ki preprečujejo motnje njegovega delovanja. Togost je kvantificirana s koeficientom togosti

kjer je P delujoča sila; δ - največja deformacija.

Togost konstrukcije je odvisna od dolžine, oblike in dimenzij prečnega prereza žarka.

Vibracije, usmerjene pravokotno na ravnino tiskanega vezja, jo izmenično upognejo in vplivajo na mehansko trdnost mikrovezij in komponent, nameščenih na njej. Če se komponente štejejo za toge, se bodo njihovi vodi upognili. Večina okvar sestavnih delov je posledica lomljenja spajkanih nožic na plošči. Najmočnejši udarci se pojavijo v sredini plošče, pri pravokotnih ploščah pa tudi, ko je telo elementa orientirano ob kratki strani plošče. Lepljenje komponent na ploščo močno izboljša zanesljivost spajkalnih spojev. Zaščitni premaz z debelino 0,1 ... 0,25 mm togo pritrdi komponente in poveča zanesljivost elektronske opreme.

Mehanske obremenitve na spajkalnih spojih zaradi vibracij je mogoče zmanjšati: s povečanjem resonančnih frekvenc, kar omogoča zmanjšanje upogiba plošče; povečanje premera kontaktnih blazinic, kar poveča moč oprijema kontaktne ploščice s ploščo; upogibanje in polaganje vodnikov elementov na kontaktno ploščico, kar poveča dolžino in moč oprijema spajkanega spoja; z zmanjšanjem faktorja kakovosti plošče pri resonanci z dušenjem z večslojnim premazom laka.

Pritrjevanje pritrdilnih elementov. Ko so izpostavljeni tresljajem, je možno odviti pritrdilne elemente, za preprečevanje katerih vnašajo sponke, povečujejo sile trenja, namestijo pritrdilne elemente na barvo itd. Pri izbiri načinov pritrditve pritrdilnih elementov je treba upoštevati naslednje: zagotavljanje trdnosti priključka pod danimi obremenitvami in podnebnimi vplivi; hitrost povezave, njeni stroški; posledice okvare povezave; življenska doba.

Upoštevati je treba možnost zamenjave obrabljenih ali poškodovanih delov, namesto vijačnih parov je treba uporabiti hitro spojne elemente: tečaje, zapahe, zapestnice itd. , vijaki so na mestu. Priporočljivo je, da namesto velikega števila majhnih uporabite nekaj velikih pritrdilnih elementov. Število vrtljajev, potrebnih za privijanje ali popuščanje vijaka, mora biti najmanj 10.

Življenjska doba konstrukcije. Pri vibracijah v konstrukcijah nastanejo izmenične napetosti in strukture se lahko porušijo pod obremenitvami, ki so veliko nižje od končne statične trdnosti materialov zaradi pojava mikrorazpok, na rast katerih vplivajo posebnosti kristalne strukture materialov, koncentracija napetosti. na vogalih mikrorazpok in okoljskih razmerah. Ko se razvijejo mikrorazpoke, je presek dela oslabljen in na neki točki doseže kritično vrednost - struktura je uničena.

Če masa izdelka ni kritičen dejavnik, se konstrukcija okrepi z materiali z robom, prepreči se vnos lukenj, zarez, zvarov, izračuni konstrukcij pa se izvedejo po metodi najslabšega primera.

Zaščito pred mehanskimi obremenitvami zagotavlja konstrukcijski material, ki mora izpolnjevati določene mehanske in fizikalne lastnosti, biti enostaven za obdelavo, odporen proti koroziji, nizki stroški, imeti maksimalno razmerje med trdnostjo in težo itd., vključno z več deli, združenimi v enotna konstrukcija s snemljivimi ali enodelnimi povezavami. Glavni način za zmanjšanje teže izdelkov je olajšati nosilne konstrukcije, hkrati pa zagotoviti njihove zahteve glede trdnosti in togosti.

Življenjska doba konstrukcije pod vibracijami je določena s številom ciklov pred uničenjem, ki jih konstrukcija lahko prenese pri določeni stopnji mehanske obremenitve. Utrujevalne lastnosti materialov so razkrite na skupini vzorcev pri izmeničnem ponavljajočem se obremenitvi.

Naloge povečanja mehanske trdnosti konstrukcij je treba rešiti ob upoštevanju optimizacije namestitve elektronske opreme v nosilnih predelkih.

Kontrolna vprašanja

1. Naštej vrste mehanskih vplivov na CEA.

2. Podajte pojma odpornost proti vibracijam in odpornost proti tresljajem.

3. Koncept togosti in mehanske trdnosti konstrukcije.

4. Amortizacija strukture CEA.

5. Naštej vrste blažilnikov.

Metode za spremljanje elektronske opreme v proizvodnem procesu

Proizvodnja sodobne elektronske opreme je nepredstavljiva brez visoko usposobljenega tehničnega nadzora. Tako deli kot bloki bi morali biti predmet takega nadzora v tovarni. lastna proizvodnja kot tudi podrobnosti, ki prihajajo iz podjetij sorodnih panog.

Zanesljivost izdelanih izdelkov je odvisna od sredstev, metod in sistemov nadzora izdelkov.

Idealna kontrola je 100 % preverjanje vseh parametrov delov v vseh proizvodnih operacijah. Vendar pa v tem primeru nastanejo velike ekonomske in tehnične težave zaradi potrebe po uporabi velikega števila krmilnikov in drage merilne opreme. Zato je v proizvodnem procesu predvideno preverjanje skladnosti vseh kupljenih izdelkov Tehnične specifikacije, medoperativno preverjanje po diagramih poteka in risbah in preverjanje končni izdelki(nadzor izhoda).

Pri proizvodnji elektronske opreme se uporabljajo naslednje vrste krmiljenja:

nadzor dela (RK);

preventivni nadzor (PC);

krmiljenje nastavitve (KN);

nadzor načinov (KR);

selektivni nadzor (VC);

statistični nadzor (čl. K).

Razmislite o glavnih vrstah nadzora, ki se izvajajo v podjetju.

Delavski nadzor zagotavlja kontrolo kakovosti izdelanih izdelkov neposredno na delovnem mestu (stroj, stiskalnica, delovna miza). Preverjanje lahko opravi tako delavec sam kot uslužbenec oddelka za tehnični nadzor (QCD). Nadzor se izvaja vizualno ali s pomočjo orodij in naprav, navedenih v tehnološki zemljevid... Nadzor je lahko 100% ali selektiven. V procesu nadzora se lahko izvede potrebna prilagoditev opreme ali orodja. Oddelku za kakovost je treba predložiti samo ustrezne dele in sklope, ki jih preveri izvajalec sam. Ko se deli ali sklopi zavrnejo, se vrnejo v revizijo.

Preventivni nadzor zagotavlja preverjanje skladnosti s tehnološkim procesom in kakovostjo izdelkov ter preprečevanje množičnega zavržka. Potrebo po preventivnem nadzoru in izbiro njegove metode določa rezultat predhodne statistične analize procesa izdelave opreme. Statistična analiza ne pomaga le pri prepoznavanju in odpravljanju glavnih vzrokov napak, temveč vam omogoča tudi določitev tehnoloških dejavnikov, ki jim je treba posvetiti posebno pozornost pri izvajanju preventivnega nadzora, da se zagotovi proizvodnja visokokakovostnih izdelkov. To vrsto nadzora naj izvajajo usposobljeni delavci, proizvodni mojstri in tehnologi, predstavniki oddelka za nadzor kakovosti. Glavna pozornost tehničnega osebja trgovine mora biti usmerjena v preverjanje stanja glavne opreme in orodja ter preverjanje skladnosti s tehnološkimi režimi. Verifikacijske meritve se izvajajo z natančnimi univerzalnimi in kontrolnimi instrumenti, krmilnimi napravami in napravami.

Vse napake na izdelkih in proizvodnih sredstvih, ugotovljene pri pregledu kršitev tehnološkega procesa, se sestavi in analizira inšpekcijski zapisnik. Na podlagi rezultatov pregleda se sprejmejo ustrezne odločitve in razvijejo ukrepi za odpravo napak. Pri ponavljajočih se pregledih je treba pozornost nameniti izvajanju predhodno odobrenih ukrepov. V primeru množične napake, pa tudi ob večjih spremembah projektne dokumentacije in tehnoloških postopkov, se izvede izredni preventivni nadzor. Za organizacijo in izvajanje preventivnega nadzora so odgovorni vodje trgovin in vodja oddelka za nadzor kakovosti obrata.

Nadzor nastavitve sestoji iz testiranja opreme in se izvaja z uporabo nove opreme ali merilnega kompleksa v procesu izdelave izdelka. Po opravljenem nastavitvenem delu je dolžan nastavitvenik izdelati manjšo serijo delov in jih predložiti v Oddelek za nadzor kakovosti. Včasih se ta vrsta nadzora kombinira z drugimi vrstami nadzora za izboljšanje kakovosti izdelkov (na primer preventivni nadzor, nadzor režima).

Selektivni nadzor, tako dobro, kot statistični nadzor, praviloma se izvajajo samo za obsežno in množično proizvodnjo. Pri selektivni (ali statistični) kontroli se na podlagi rezultatov preverjanja dela izdelkov presoja o ustreznosti vseh predstavljenih izdelkov. Ta vrsta nadzora se izvaja z metodami enkratnega vzorčenja in zaporedne analize.

Metoda posameznega vzorčenja je naslednja. Iz serije končnih izdelkov se poljubno ekstrahira N izdelki. Specifikacija izdelka določa velikost vzorca N in norma števila primernih izdelkov C in skupno vzorčenje. V primeru, ko od N izdelki so se izkazali M okvarjen ali izven specifikacije, če M> S serijo ni sprejeta in zavrnjena, in kdaj M< Serija je priznana kot primerna. Po testiranju se sprejme ena od treh odločitev:

1) sprejme stranko;

2) nadaljevati kontrolo (izvleči enega ali več vzorcev);

3) zavrnite celotno serijo. Zavrnjeno serijo je mogoče pregledati v celoti ali v celoti umakniti in vrniti izvajalcu v sortiranje in popravek.

Glavni dejavniki, ki določajo zanesljivost vzorčenja, so število artiklov, ki jih je treba pregledati, in pogoji pregleda, na podlagi katerih se sprejme odločitev o primernosti serije. Selektivni pregled se evidentira v diagramih tehnološkega procesa v obliki posebne operacije z navedbo dimenzij in parametrov, ki jih je treba preveriti, ter načinov nadzora.

Selektivni nadzor ne more zagotoviti popolne izključitve primerov manjkajoče zakonske zveze.

Popolno jamstvo za kakovost izdelkov je mogoče dati le s popolno (100 %) kontrolo izdelkov. Selektivni nadzor s skrbnim in popoln pregled izdelkov poveča zanesljivost nadzora.

Z dobro organizirano tehnološki proces selektivni pregled se lahko izvaja tako pri vmesnih kot končnih operacijah (končni pregled). Izbira metode nadzora izstopa je odvisna od narave razlogov, ki vodijo do poroke, od temeljitosti ukrepov za preprečevanje poroke in drugih razlogov.

Zanesljivost elektronske opreme je odvisna od številnih dejavnikov. Glavne so bile obravnavane v prejšnjem poglavju. Οʜᴎ se delijo na konstruktivno-proizvodne in operativne.

Visoka zanesljivost objekta v fazi projektiranja je zagotovljena z:

§ izbira vezja in oblikovne rešitve;

§ zamenjava analogne obdelave z digitalno;

§ izbira elementov in materialov;

§ zamenjava mehanskih stikal in krmilnih naprav z elektronskimi;

§ izbira načinov delovanja različnih elementov in naprav;

§ razvoj ukrepov za enostavno vzdrževanje in delovanje;

§ ob upoštevanju zmogljivosti upravljavca (potrošnika) in zahtev ergonomije.

Pri izbiri shematski diagrami prednost imajo vezja z najmanjšim številom elementov, vezja z minimalnim številom krmilnih elementov, ki stabilno delujejo v širokem razponu destabilizirajočih dejavnikov. Hkrati pa je izpolnitev vseh teh pogojev nemogoča, projektant pa mora iskati kompromisno rešitev.

Glavna stvar pri zasnovani opremi je uporaba elementov, katerih zanesljivost ustreza zahtevam za zanesljivost same opreme.

Ker zahteve po zanesljivosti opreme nenehno naraščajo, se postavljajo vse višje zahteve glede zanesljivosti sestavnih delov.

Oblikovalske odločitve vplivajo tudi na zanesljivost elektronske opreme. Konstrukcija velikih blokov je tehnološko zapletena in neprijetna za popravilo. Konstruktivne rešitve morajo zagotavljati potrebne toplotne pogoje elementov elektronske opreme, brezhibno delovanje v pogojih visoke vlažnosti in v pogojih udarnih in vibracijskih obremenitev.

Na povečanje zanesljivosti opazno vpliva prava izbira načini delovanja elementov. Predhodno je bilo navedeno, da optimalne električne obremenitve elementov ne smejo presegati 40-60% oksi nazivne vrednosti.

Vzdrževanje je sklop del za vzdrževanje uporabnosti ali samo uporabnosti predmeta med pripravo in uporabo za predvideni namen, med skladiščenjem in prevozom.

Vzdrževanje CEA vključuje naslednje komponente:

§ nadzor tehničnega stanja;

§ preventivno vzdrževanje;

§ dobava;

§ zbiranje in obdelava rezultatov delovanja.

Za oceno stanja opreme se izvaja spremljanje tehničnega stanja, ᴛ.ᴇ. primerjava dejanskih vrednosti parametrov določene opreme z njihovimi nazivnimi vrednostmi ob upoštevanju toleranc.

Preventivno vzdrževanje, za izvajanje katerega so določeni roki in čas, se imenuje rutinsko vzdrževanje.

Dobava zagotavlja prejem materialov, opreme, naprav, orodij za preventivno vzdrževanje.

Zbiranje in obdelava rezultatov delovanja se izvajata za kvantificiranje operativnih in tehničnih kazalnikov za določeno obdobje delovanja.

Preventivno delo zagotoviti:

§ zunanji pregled in čiščenje opreme;

§ nadzorno-naravnavalna dela;

§ napake pri napovedovanju;

§ sezonska dela, mazanje in pritrjevanje;

§ tehnični pregledi;

§ tehnični pregledi.

Zunanji pregled opreme se opravi za ugotavljanje zunanjih znakov morebitnih okvar, za preverjanje pravilne namestitve krmilnikov, za preverjanje stanja elementov in namestitve. Čiščenje opreme zagotavlja odstranjevanje prahu, vlage in korozije iz nje.

Najzahtevnejši del preventivnega vzdrževanja so nadzorno-naravnavajoča dela in tesno povezana dela za napovedovanje okvar. Testni listi vključujejo nadzor parametrov elektronske opreme glede na uveljavljene tolerance.

Prilagoditvena dela se izvajajo za obnovitev lastnosti ali zmogljivosti, ki jih je oprema izgubila. Za gospodinjsko elektronsko opremo se v tej fazi izvajajo dela za zmanjšanje požarne nevarnosti televizijskih sprejemnikov in obnovitev delovanja kinemaskopov, ki so po dolgotrajnem delovanju izgubili emisijo katod.

Predvidevanje odpovedi je metoda predvidevanja okvar, ki temelji na predpostavki, da je pred pojavom okvar postopna sprememba parametrov predmeta ali elementov. Napovedovanje se izvaja za postopne okvare za pravočasno zamenjavo (prilagoditev popravila) ustreznih elementov, blokov.

Izvajajo se sezonska, mazalna, pritrdilna dela, da se elektronska oprema pripravi za delovanje v določenem letnem času, da se zagotovi delovanje ustreznih delov. Med sezonskim delom se izvajajo ukrepi za zmanjšanje prodiranja vlage v opremo, za izolacijo (pozimi) in hlajenje (poleti) opreme, uporabo posebnih olj za različne letne čase itd. Po sezonskem delu na REA se izvajajo kontrolno-prilagoditvena dela. Pomembno je omeniti, da za sistematično spremljanje tehnično stanje opreme izvaja tehnične preglede in tehnične preglede opreme.

Izum se nanaša na področje informacijske tehnologije in se lahko uporablja pri načrtovanju zapletenih električnih izdelkov na računalniku. Tehnični rezultat je zmanjšanje časa in računalniških virov, porabljenih za načrtovanje takšnih izdelkov, pa tudi povečanje zanesljivosti oblikovanih izdelkov zaradi zgodnjega odkrivanja konstrukcijskih napak pri analizi trajnosti radioelektronske opreme (CEA) in poenoteni elektronski moduli (EM) v svoji sestavi. Metoda za analizo vzdržljivosti elektronske opreme temelji na analizi napetostno-deformacijskega stanja in modelu podrobnega načrtovanja (RM), ki vključuje podrobne modele električnih radijskih izdelkov (ERP) in konstrukcijskih elementov. Analiza vzdržljivosti CEA se izvaja z uporabo toplotnega, deformacijskega in trdnostnega RM REA zaporedno v štirih fazah: pripravljalna faza, stopnja globalne analize, vmesna faza analize in stopnja lokalne analize. Na pripravljalna faza ustvarite termične RM brez podrobnih modelov strukturnih elementov, deformacijske RM s podrobno ERI in strukturne elemente, ki vplivajo na togost konstrukcije, in podrobne trdnostne RM posameznih elementov. V fazi globalne analize se pri uporabi termičnih RM izvede izračun temperatur CEA. Na stopnji vmesne analize se izvede izračun deformacij (premikov) v elektronski opremi glede na rezultate toplotnega izračuna elektronske opreme stopnje globalne analize, pri čemer se izbere določena enota elektronske opreme. se izvaja z uporabo deformacije RM. Nato se izvede lokalna analiza, ko se izračuna napetostno-deformacijsko stanje ERI in strukturnih elementov enote REE, po končanem izračunu napetostno-deformacijskega stanja se izračuna vzdržljivost elementov CEA in trdnost. Uporablja se RM. 2 c.p. f-ly, 3 dwg.

Risbe k patentu RF 2573140

Izum se nanaša na področje informacijske tehnologije in se lahko uporablja pri načrtovanju kompleksnih električnih izdelkov na računalniku. Izvedba izuma omogoča zmanjšanje časa in računskih virov, porabljenih za načrtovanje takšnih izdelkov, pa tudi povečanje zanesljivosti oblikovanih izdelkov zaradi zgodnjega odkrivanja konstrukcijskih napak pri analizi trajnosti radijske elektronske opreme ( REE) in elektronskih modulov (EM) v njegovi sestavi.

Znana metoda za analizo trajnosti EM. (Napovedovanje zanesljivosti radijskih vozlišč in blokov tehnične naprave za vesoljske namene na podlagi modeliranja napetostno-deformacijskih stanj: monografija. / S. B. Suntsov, V.P. Aleksejev, V.M. Karaban, S.V. Ponomarjeva. - Tomsk: Založba Tomsk, država. ne-tisto nadzornih sistemov. in radijska elektronika, 2012. - 114 str.). Podrobnosti pri tem uporabljenega računalniškega modela (RM) so določene z analizo napetostno-deformacijskega stanja (SSS) in praviloma ustrezajo podrobnemu RM EM, ki vključuje: podrobne modele električnih radijskih izdelkov (ERP), lepilni spoji, tesnjenje, spajkanje, tiskani vodniki, vias in njihova metalizacija itd. Ta metoda je vzeta kot prototip.

Ta metoda ima pomembne pomanjkljivosti:

Uporaba enega samega RM EM z visoka stopnja detajliranje vodi do znatnega povečanja časa in računskih virov, potrebnih za izračun;

Uporaba več RM za vsako vrsto analize (toplotna, deformacijska, trdnost) povzroča velike težave pri formalizaciji problema mejnih vrednosti in prenosu rezultatov iz enega RM v drugega zaradi velikega neskladja v številu vozlišč in elementov.

Cilj metode analize trajnosti po izumu je odpraviti zgornje pomanjkljivosti, in sicer:

Zmanjšanje časa, porabljenega za obračune;

Zmanjšanje potrebnih računalniških virov;

Olajšanje formalizacije problema mejnih vrednosti.

Predlaga se, da se analiza trajnosti izvede v štirih fazah, pri čemer:

Uporabite računske modele, optimizirane za določeno analizo;

Uporabite interpolacijo rezultatov analize, da olajšate formalizacijo problema mejnih vrednosti in izboljšate natančnost prenosa rezultatov iz enega RM v drugega.

Problem je rešen zaradi dejstva, da se analiza vzdržljivosti elektronske opreme, ki je sestavljena iz napovedovanja zanesljivosti vozlišč in blokov elektronske opreme za vesoljske namene, izvaja po fazah z uporabo ustvarjene toplote, deformacije in trdnosti. RM elektronske opreme, optimizirane za nadaljnje faze analize vzdržljivosti, medtem ko v pripravljalni fazi izvajajo izdelavo toplotnih RM brez detajliranja modelov osnovnih nosilnih konstrukcij (zaokroževanje, luknje), sklopa tiskanega vezja (električni in radijski izdelki, spajkani priključki, tiskani vodniki, vias in njihova metalizacija), deformacijski RM z detajliranjem specifičnih ERI, osnovne nosilne konstrukcije (kovinski okvir, sklop tiskanega vezja), kot tudi drugi strukturni elementi elektronske opreme (konektorji, vtiči itd. .), ki vplivajo na togost konstrukcije; kot trdnost RM se uporablja podroben (podroben) RM specifičnih elementov EM strukture, pri čemer se upoštevajo spajkanje, tiskani vodniki, metalizacija prehodov; nato se na stopnji globalne analize izračunajo temperature EM kot del CEA, ko se uporabljajo termični RM EM, ob upoštevanju ponovnega sevanja s sosednjih površin EM in prenosa toplote s toplotno prevodnostjo (prevodnostjo) iz sosednjih EM; nato se na stopnji vmesne analize izračunajo deformacije (premiki) v EM glede na rezultate toplotnega izračuna REA faze globalne analize, pri čemer se izbere specifična EM z naknadnim prenosom temperatur z interpolacijo z uporabo deformacija RM EM; nato se izvede lokalna analiza, ko se z interpolacijo rezultatov izračuna EM deformacij (premikov) izračuna na vmesne analize, po izračunu napetostno-deformacijskega stanja izračunajo vzdržljivost EM elementov, pri čemer uporabijo trdnost RM EM.

Bistvo izuma je ponazorjeno s risbami, kjer je na sl. 1 prikazuje algoritem izračuna s pomočjo interpolacije, sl. 2 in 3 prikazujeta slike ravninskih linearnih trikotnih oziroma štirikotnih elementov.

sl. 1 prikazuje algoritem izračuna z interpolacijo, kjer:

Faza 0. Pripravljalna.

Faza 1. Globalna analiza.

Faza 2. Vmesna analiza.

Faza 3. Lokalna analiza.

Izračun je mogoče izvesti z uporabo metode končnih elementov. V tem primeru je računska domena aproksimirana s sistemom elementov. Znotraj elementa je funkcija F (x, y, z) definirana z naslednjim izrazom:

kjer so N i funkcije oblike elementa, f i je vrednost funkcije F in i-to vozlišče element, f i = F (x i, y i, z i).

Če so torej znane oblikovne funkcije elementov in vrednosti vozlišča funkcije, potem je mogoče vrednost funkcije F določiti na poljubni točki x *, y *, z * v računski domeni. Če točka x *, y *, z * sovpada z vozliščem x j, y j, z j, potem:

Izraz (1) se uporablja za definiranje funkcije F (x *, y *, z *) točke x *, y *, z *, ki se nahaja znotraj ali na meji elementa.

Razmislite o metodologiji za določanje funkcije F v točki x *, y *, z * na primeru elementov prvega reda - ravnega trikotnega elementa in ravnega štirikotnega elementa.

1. Ravni linearni trikotni element

Funkcijo F (x, y) na takem elementu (slika 2) predstavlja linearni polinom:

kjer so i koeficienti polinoma. Koeficienti polinoma (2) so določeni iz vrednosti vozlišča funkcije F (x, y). Za to je napisan sistem linearnih algebraičnih enačb:

Po Cramerjevem pravilu:

kje ; ;

Determinante i je mogoče razširiti s stolpcem, ki vsebuje vrednosti vozlišča funkcije:

kjer so d ij ustrezne determinante iz (5).

Če zamenjamo (4) in (6) v polinom (2), dobimo:

Kot rezultat pridemo do izraza (1), kjer imajo funkcije oblike elementa obliko:

S funkcijami oblike (8) elementa in vozlišnimi vrednostmi funkcije je mogoče izračunati vrednost funkcije na poljubni točki znotraj elementa.

2. Ravni linearni štirikotni element

Štirikotni element (slika 3) v prostoru X, Y je preslikan v pravokotnik v prostoru,. Funkcije oblike v prostoru so:

Če so za točko s koordinatami x *, y *, ki leži znotraj štirikotnika, znane ustrezne koordinate *, *, potem lahko z (1) z uporabo (9) določimo vrednost funkcije F (x (,) , y (,)) v tej točki.

Če poznate koordinate, lahko zlahka najdete ustrezne koordinate x, y po formulah:

kjer sta x i, y i koordinate vozlišč štirikotnika. Vendar pa obratni skok:

nima preproste analitične predstavitve. Zato je treba za izvedbo tega prehoda uporabiti numerične metode. Možno je uporabiti metodo, podobno metodi delitve segmenta na polovico. Njegov algoritem vsebuje naslednje korake:

1. Med koordinatami x, y vozlišč štirikotnika so vrednosti X min, X max in Y min, Y max, med katerimi sta vrednosti x * in y *.

2. V prostoru je pravokotnik razdeljen na štiri pravokotnike. Za vsak na novo pridobljen pravokotnik s formulo (10) določimo X min, X max in Y min, Y max.

3. Z vrednostmi X min, X max in Y min, Y max poiščemo pravokotnik, v katerega pade točka s koordinatami x *, y *.

4. Če pogoji:

niso izpolnjeni, se vrnite na 2. korak. Če so pogoji izpolnjeni, pojdite na 5. korak.

5. Koordinata * je določena kot aritmetična sredina koordinat po vseh vozliščih pravokotnika. Koordinata * se določi na enak način.

6. Po formuli:

vrednost funkcije je določena v točki s koordinatami x *, y *.

Metoda za analizo vzdržljivosti elektronske opreme z uporabo avtomatske konstrukcije računalniških modelov v sistemu geometrijskega modeliranja je bila programsko izdelana in razhroščena pri načrtovanju vgrajene elektronske opreme za vesoljska plovila. Praktična uporaba Ta metoda omogoča skrajšanje časa načrtovanja elektronske opreme, kar potrjuje učinkovitost predlagane metode za analizo trajnosti EM elektronske opreme na podlagi računalniške simulacije procesov toplotne trdnosti.

ZAHTEVAJ

1. Metoda za analizo vzdržljivosti elektronske opreme (CEA), ki temelji na analizi napetostno-deformacijskega stanja in podrobnem modelu izračuna (RM), ki vključuje podrobne modele električnih radijskih izdelkov (ERP) in strukturnih elementov, označenih v tem, da se analiza trajnosti CEA izvaja z uporabo toplotnega, deformacijskega in trdnostnega RM REE zaporedno v štirih fazah: pripravljalna faza, stopnja globalne analize, vmesna faza analize in stopnja lokalne analize, medtem ko je v pripravljalni fazi termični RM se ustvarijo brez detajliranja modelov konstrukcijskih elementov, deformacijski RM z detajliranjem ERI in konstrukcijskih elementov, ki vplivajo na togost konstrukcije, in podrobne trdnosti RM posameznih elementov, nato pa v fazi globalne analize temperature elektronske opreme se izračunajo, ko se uporabijo toplotni RM, nato pa se v fazi vmesne analize izračunajo deformacije (premiki) v elektronski opremi glede na rezultate toplotnega izračuna elektronske opreme stopnje. globalna analiza, hkrati se z uporabo deformacije RM izbere določeno vozlišče REE, nato se izvede lokalna analiza, ko se po izračunu napetosti izračuna napetostno-deformacijsko stanje ECE in konstrukcijskih elementov enote CEA. -deformacijsko stanje, se izračuna vzdržljivost elementov CEA z uporabo trdnosti RM.

2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da se analiza trajnosti CEA izvaja z uporabo PM, optimiziranih za specifično globalno, vmesno, lokalno analizo.

3. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da se analiza vzdržljivosti CEA izvede z uporabo interpolacije rezultatov temperatur in deformacij (premikov) CEA.

Metode za določanje zanesljivosti rea in p Metode za povečanje zanesljivosti rea

lec06.doc

Valery Samoilin. Uralski geofizik in radijski inženir. XX stoletje

Koncept togosti in mehanske trdnosti konstrukcije. Pri razvoju zasnove elektronske opreme je treba zagotoviti potrebno togost in mehansko trdnost njenih elementov.

11.5. Zaščita pred prahom

11.5.1. Oprema za tesnjenje

Kontrolna vprašanja

12. poglavje. Zaščita pred mehanskimi obremenitvami

12.1. Vrste mehanskih vplivov na elektronsko opremo

12.2. Koncept odpornosti proti vibracijam in odpornosti proti vibracijam

Kontrolna vprašanja

Metode za spremljanje elektronske opreme v proizvodnem procesu

Risbe k patentu RF 2573140

ZAHTEVAJ

Priljubljeno