×
24.07.2020
220.018.35e7

СПОСОБ ОЦЕНКИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЗАПАСОВ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002727310
Дата охранного документа
21.07.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к контролю электронных устройств. В способе оценки и обеспечения параметрических запасов работоспособности электронных устройств воздействуют на электронное устройство, воспроизводят отклонения этих воздействий и фиксируют отклики выходных параметров. Используя результаты эксперимента, оценивают возможные отклонения выходных параметров в условиях каждого опыта. Рассчитывают в каждом опыте запас работоспособности как разность между возможными минимальными и максимальными отклонениями параметров и допустимыми отклонениями. Затем заменяют элементы электронных устройств и изменяют их размещение в пределах конструкции. Изменяют электрические режимы элементов, а затем отдают предпочтение варианту реализации электронных устройств, обладающему необходимыми запасами работоспособности. Повышается надежность работы устройств. 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Способ оценки и обеспечения параметрических запасов работоспособности электронных устройств (ЭУ) относится к способам контроля параметров ЭУ и актуален для контроля параметров ЭУ (ПЭУ), используемых в аппаратах и системах с длительным сроком эксплуатации.

Пусть имеется ЭУ, обеспечивающее преобразование входных сигналов хвх в параметр ПЭУ. Известны также ограничения на ПЭУ по минимально и максимально допустимым отклонениям в эксплуатационных условиях (Пminдоп, Пmaxдоп). Тогда для каждой реализации ЭУ разности и - запас работоспособности ЭУ по отношению к нижнему и верхнему ограничениям соответственно.

Наличие параметрических запасов работоспособности - обязательное условие для обеспечения надежного функционирования ЭУ, так как при изменении входных сигналов хвх в установленных пределах, а также других воздействий (факторов), влияющих на функционирование ЭУ (температура, питающие и др. напряжения), происходит изменение ПЭУ. При наличии запаса работоспособности ΔП такие изменения не сказываются на работе систем (приборов и др. устройств), использующих ЭУ.

Известны способы оценки и обеспечения запасов работоспособности, которые для оценки запасов работоспособности предлагают использовать метод рабочих областей (см. Маслов А.Я., Татарский В.Ю. «Повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры». - М., «Советское радио», 1972), а для обеспечения длительной безотказной работы ЭУ конструктивными (введение регулировок) и другими методами устанавливать при изготовлении ЭУ уровни ПЭУ на равном удалении от нижнего и верхнего ограничений, т.е. Однако такая слишком общая рекомендация не учитывает случайного характера сочетаний указанных ранее факторов, а также того обстоятельства, что в составе системы такие сочетания возникают при эксплуатации с разными вероятностями, что практически невозможно с необходимой полнотой воспроизвести методом рабочих областей.

Известен также способ математического планирования эксперимента (МПЭ), основанный на воспроизведении в процессе исследований предусмотренных в матрице планирования (МП) возможных отклонений воздействий (см. Барабащук В.И., Креденцер Б.П., Мирошниченко В.И. «Планирование эксперимента в технике». - Киев: «Техника», 1984). Способ позволяет, воспроизводя возможные отклонения воздействий, которым подвержено ЭУ в эксплуатационных условиях, фиксировать отклики выходных параметров ЭУ на указанные отклонения. Однако способ не предполагает оценку запасов работоспособности.

Для заявленного способа выявлены общие с прототипом существенные признаки: экспериментальное воздействие на ЭУ совокупности факторов, которым оно подвержено в эксплуатационных условиях, воспроизведение в N опытах над ЭУ возможных отклонений этих воздействий, предусмотренных в МП для эксперимента, и фиксирование откликов выходных параметров ЭУ.

Технической проблемой предлагаемого способа является повышение надежности работы ЭУ.

Решение поставленных задач достигается способом оценки и обеспечения параметрических запасов работоспособности ЭУ, заключающимся в проведении эксперимента, при котором на электронное устройство (ЭУ) воздействуют совокупностью факторов, которым оно подвержено в эксплуатационных условиях. В соответствии с методологией МПЭ воспроизводят в N опытах над ЭУ возможные отклонения этих воздействий, предусмотренные в МП для эксперимента, и фиксируют отклики выходных параметров ЭУ. Согласно заявленному изобретению N опытам по фиксированию откликов выходных параметров подвергают выборку k электронных устройств и, используя результаты эксперимента с выборкой, оценивают возможные отклонения выходных параметров ЭУ в условиях каждого опыта. Рассчитывают в каждом опыте запас работоспособности как разность между возможными минимальными и максимальными отклонениями параметров ЭУ и допустимыми отклонениями. Полученные результаты используют как количественные параметрические показатели запаса работоспособности, а также для обеспечения необходимых запасов работоспособности ЭУ. Исходя из длительности функционирования ЭУ и возможного изменения их параметров вследствие деградационных процессов, производят замену элементов ЭУ (например, транзисторы, интегральные микросхемы и др.) и изменяют их размещение в пределах конструкции, изменяют электрические режимы элементов, а затем отдают предпочтение варианту реализации ЭУ, обладающему необходимыми запасами работоспособности.

Предлагается способ оценки и обеспечения параметрических запасов работоспособности ЭУ, заключающийся в экспериментальном воздействии на выборку k ЭУ совокупности факторов, которым они подвержены в эксплуатационных условиях; в проведении, в соответствии с методологией МПЭ, N опытов над каждым ЭУ по фиксированию откликов их выходных параметров при воспроизведении возможных отклонений этих воздействий, предусмотренных в МП для эксперимента; в определении значений параметров ЭУ в каждом опыте и оценки параметрических запасов работоспособности относительно заданных ограничений на ПЭУ по минимально и максимально допустимым отклонениям как разности между величиной ограничений и полученными значениями параметров соответственно.

Порядок реализации способа.

Пусть ЭУ (фиг. 1) претерпевает воздействие входных (хвх), внешних (хвнш) и внутренних (хвнт) факторов, где

- хвх - входные сигналы, подлежащие функциональному преобразованию, пройдя через ЭУ;

- хвнш - условия внешней среды (эксплуатационные условия) - температура, влажность, давление и др., в которых функционирует ЭУ;

- хвнт - разброс параметров комплектующих, взаимовлияние элементов внутри ЭУ и др. различные от образца к образцу ЭУ факторы, влияющие на выходные параметры (отклики) ЭУ.

При экспериментальной отработке ЭУ последние подвержены испытаниям, которые это допускают, например, на двух уровнях xmin (-) и xmax (+) в соответствии с МП для МПЭ с одним образцом ЭУ - фиг. 2.

В МП, например, х1 - входное воздействие, х2 - питающее напряжение, х3 - температура окружающей среды. Каждому набору воздействий, опыту (строки МП) соответствует уровень ПЭУ.

Удобно результаты МПЭ для одного образца ЭУ согласно МП представить в виде графика (факторограммы) - фиг. 3, где по оси абсцисс - номера опытов (1, 2, 3, 4, …, 8), по оси ординат - результаты измерения ПЭУ (точки П1, П2, П3, П4, …, П8 условно соединены для наглядности) и заданные ограничения на ПЭУ по минимально и максимально допустимым отклонениям (Пminдоп, Пmaxдоп).

Так как влияние хвнт не может быть достигнуто варьированием, его моделируют, подвергая испытаниям некоторое количество образцов ЭУ. При этом результаты МПЭ для этих образцов ЭУ согласно МП образуют коридор откликов - фиг. 4, где k - количество образцов, подвергнутых МПЭ.

Так как k всегда ограничено и не может отражать свойства генеральной совокупности (малая выборка), используют методы математической статистики, чтобы оценить возможные разбросы отклонений ПЭУ, например, толерантные пределы ( и - нижний и верхний пределы соответственно).

Пtср±ktS(N), где

- Пt - толерантные пределы ПЭУ в каждом опыте ( и - нижний и верхний соответственно);

- Пср - среднее значение ПЭУ по результатам МПЭ;

- kt - табулированный толерантный коэффициент;

- S(N) - оценка среднеквадратичных отклонений ПЭУ в каждом опыте.

Тогда, располагая полученными данными и ограничениями на по минимально и максимально допустимым отклонениям (Пminдоп, Пmaxдоп), можно оценить запас работоспособности относительно указанных ограничений как и в пределах каждого опыта (фиг. 4). С учетом разбросов отклонений ПЭУ в пределах каждого опыта указанные величины ( и ) получают разбросы от ΔПmin до ΔПmax.

Располагая полученными оценками запасов работоспособности для каждого варианта реализации ЭУ разработчик, исходя из длительности функционирования ЭУ и возможного изменения их параметров вследствие деградационных процессов, может стабилизировать некоторые воздействия для получения нужных уровней запасов работоспособности, производить замену элементов ЭУ и изменять их размещение в пределах конструкции (для минимизации взаимовлияния), изменять электрические режимы элементов, а затем выбирать оптимальную реализацию для достижения необходимых запасов работоспособности в опытах, имеющих большую вероятность при эксплуатации.

Таким образом, техническим результатом заявленного способа является определение значений параметров ЭУ в каждом опыте и получение оценок параметрических запасов работоспособности в эксплуатационных условиях при массовом производстве, а также использование результатов этих оценок для выбора оптимального варианта реализации ЭУ, внесения изменений в реализацию ЭУ, позволяющих обеспечить необходимые запасы работоспособности.

Данная совокупность признаков, предложенная авторами, не была обнаружена при проведении поиска аналогов для решения поставленных задач и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Рассмотренный способ можно использовать в аппаратах и системах с длительным сроком эксплуатации, где требуется массовое производство ЭУ.

Способ оценки и обеспечения параметрических запасов работоспособности электронных устройств, заключающийся в том, что проводят эксперимент, при котором на электронное устройство (ЭУ) воздействуют совокупностью факторов, которым оно подвержено в эксплуатационных условиях, воспроизводят в N опытах над ЭУ возможные отклонения этих воздействий, предусмотренные для эксперимента, и фиксируют отклики выходных параметров ЭУ, отличающийся тем, что N опытам по фиксированию откликов выходных параметров подвергают выборку k электронных устройств и, используя результаты эксперимента с выборкой, оценивают возможные отклонения выходных параметров ЭУ в условиях каждого опыта, рассчитывают в каждом опыте запас работоспособности как разность между возможными минимальными и максимальными отклонениями параметров ЭУ и допустимыми отклонениями и полученные результаты используют как количественные параметрические показатели запаса работоспособности, а также, исходя из длительности функционирования электронных устройств и возможного изменения их параметров вследствие деградационных процессов, производят замену элементов электронных устройств и изменяют их размещение в пределах конструкции, изменяют электрические режимы элементов, а затем отдают предпочтение варианту реализации электронных устройств, обладающему необходимыми запасами работоспособности.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 193 items.
27.06.2015
№216.013.5815

Способ защиты командно-измерительной системы космического аппарата

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления подвижными объектами, в частности космическими аппаратами (КА), и, более конкретно, к способам защиты командно-измерительной системы космического аппарата от несанкционированного вмешательства, возможного со стороны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554090
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5824

Способ эскплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата, эксплуатирующегося на низкой околоземной орбите

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей в автономных системах электропитания космических аппаратов, эксплуатируемых на низкой околоземной орбите. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554105
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.08.2015
№216.013.6960

Способ коррекции орбитального движения космического аппарата

Изобретение относится к управлению движением космического аппарата (КА) с помощью реактивного двигателя коррекции (ДК). Способ включает приложение к КА тестового и корректирующего воздействий. При каждом из них определяют темпы нагрева стенки камеры сгорания ДК. По тестовым данным (тяге и темпу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558529
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6961

Способ резервирования космического аппарата на геостационарной орбите

Изобретение относится к управлению движением геостационарных космических аппаратов (КА) в периоды резервирования и оперативного ввода в эксплуатацию. На этапе пассивного дрейфа КА из стартовой позиции резервирования (СПР) в рабочую орбитальную позицию (точку «стояния») минимизируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558530
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6b09

Способ мониторинговой коллокации на геостационарной орбите

Изобретение относится к управлению движением группы (кластера) космических аппаратов (КА), преимущественно геостационарных спутников Земли. Согласно способу линии узлов и линии апсид орбит мониторингового КА (МКА) и смежных КА (СКА) поддерживают ортогональными. Сумма эксцентриситетов орбит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558959
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6b0a

Держатель

Изобретение относится к средствам временной фиксации различных устройств на космическом аппарате (КА), в частности панелей солнечных батарей. Держатель имеет корпус, из которого выступает стягивающий штырь (2), удерживающий элементы (4.1-4.n). Для блокировки-разблокировки оголовка штыря служат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558960
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6ca4

Регулируемый узел крепления

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в разъемных соединениях. Регулируемый узел крепления содержит болты, сферические шайбы, гайки, втулки с наружной резьбой, углепластиковую площадку со стропами из арамидного волокна, накладку из металлических сплавов, три...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559370
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6ca5

Способ автономной коллокации на геостационарной орбите

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для автономной коллокации на геостационарной орбите. Переводят векторы наклонения и эксцентриситета на границы разнесенных относительно друг друга областей прицеливания, измеряют параметры орбиты каждого космического аппарата...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559371
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6dc7

Способ электрических проверок космического аппарата

Изобретение относится к наземным испытаниям, в т.ч. при изготовлении космических аппаратов (КА). КА содержит систему электропитания с бортовыми источниками: солнечными (СБ) и аккумуляторными (АБ) батареями, а также стабилизированным преобразователем напряжения (СПН) с зарядными и разрядными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559661
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6df0

Многоканальный командный аппарат с электронной коммутацией

Изобретение относится к области электронной техники и автоматики и может быть использовано для формирования импульсов команд управления исполнительными элементами. Техническим результатом является повышение надежности устройства многоканального командного аппарата с электронной коммутацией за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559702
Дата охранного документа: 10.08.2015
Showing 1-9 of 9 items.
20.08.2014
№216.012.ec4b

Способ определения долговечности керамических изделий

Изобретение относится к способам испытаний прочностных свойств изделий из хрупкого материала путем приложения к ним повторяющихся механических, температурных и иных усилий и может использоваться, в частности, для определения долговечности керамических изделий. Сущность: на первом этапе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526299
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.04.2015
№216.013.44d9

Формирователь матричных команд

Изобретение относится к области электронной техники и автоматики и может найти применение в различных системах управления для формирования импульсных команд управления исполнительными элементами командной матрицы. Технический результат заключается в повышении надежности путем исключения условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549123
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.08.2015
№216.013.6df0

Многоканальный командный аппарат с электронной коммутацией

Изобретение относится к области электронной техники и автоматики и может быть использовано для формирования импульсов команд управления исполнительными элементами. Техническим результатом является повышение надежности устройства многоканального командного аппарата с электронной коммутацией за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559702
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.09.2015
№216.013.79b8

Интерфейсный модуль контроля температур

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в многоканальных устройствах для измерения температур с помощью термопреобразователей сопротивления. Интерфейсный модуль контроля температур содержит термопреобразователь сопротивления 1, опорный резистор 2 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562749
Дата охранного документа: 10.09.2015
25.08.2017
№217.015.9a60

Способ моделирования взаимодействия строительных материалов со средой, вызывающей биологические повреждения строительных изделий и конструкций

Изобретение относится к методам испытаний строительных материалов в условиях лабораторий заводов - изготовителей. Способ заключается в погружении образцов строительных материалов в слабоагрессивную среду. В качестве такой среды используют смесь органических кислот: уксусной, лимонной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609863
Дата охранного документа: 06.02.2017
06.07.2018
№218.016.6d3e

Блок управления нагревателями аппаратуры космического аппарата

Изобретение относится к автоматической системе обеспечения теплового режима космического аппарата (КА). В блоке управления нагревателями (БУН) аппаратуры КА отдельные функциональные устройства сгруппированы в унифицированные функционально законченные модули - микропроцессорный модуль управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660098
Дата охранного документа: 04.07.2018
09.06.2019
№219.017.7f65

Способ формирования испытательных тестов электронных устройств

Изобретение относится к способам испытаний электронных устройств различного назначения путем использования испытательных тестов (наборы испытательных воздействий и соответствующих им допустимых отклонений контролируемых параметров устройств), сформированных по результатам математического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002469372
Дата охранного документа: 10.12.2012
10.09.2019
№219.017.c9c7

Многоканальный преобразователь частоты в код

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам преобразования частот в коды. Технический результат - создание более простой структуры многоканального преобразователя частоты в код, позволяющего осуществлять контроль частоты сигналов в m приемниках в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699679
Дата охранного документа: 09.09.2019
17.01.2020
№220.017.f6ec

Способ оценки параметрических запасов работоспособности электронных устройств

Изобретение относится к контролю параметров электронных устройств. Способ оценки параметрических запасов работоспособности электронных устройств, заключающийся в воздействии на электронные устройства совокупностью эксплуатационных факторов по методологии математического планирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711087
Дата охранного документа: 15.01.2020
+ добавить свой РИД