Ремонт планшетного сканера

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Выбор контрольно-измерительных приборов

Для ремонта планшетного сканера применяются следующие контрольно-измерительные приборы: осциллограф,тестерилогический пробник.

Рисунок 2.1 Осцилограф

Осциллограф - прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи; такжеизмерения) амплитудных и временных параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране либо записываемого на фотоленте.

Первый осциллограф был изобретён французским физиком Андре Блонделем в 1893 году.Современные осциллографы позволяют разворачивать сигнал гигагерцовых частот. Для разворачивания более высокочастотных сигналов можно использовать электронно-оптические камеры.

Используются в прикладных, лабораторных и научно-исследовательских целях, для контроля/изучения электрических сигналов -- как непосредственно, так и получаемых при воздействии различных устройств/сред на датчики, преобразующие эти воздействия в электрический сигнал.

По назначению и способу вывода измерительной информации:

- Осциллографы с периодической развёрткой для непосредственного наблюдения формы сигнала на экране (электронно-лучевом, жидкокристаллическом и т. д.);

-Осциллографы с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовый осциллограф).

По способу обработки входного сигнала:

-Аналоговый;

-Цифровой.

По количеству лучей: однолучевые, двулучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16-ти и более (n-лучевой осциллограф имеет nное количество сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов).

Осциллограф также может существовать не только в качестве автономного прибора, но и в виде приставки к компьютеру (подключаемой через какой-либо порт: LPT, COM, USB, вход звуковой карты).

Современные осциллографы всё в большей степени переходят (как и вся техника визуализации - телевизоры, мониторы и тп.) на отображение информации на экране ЖК-дисплеев.

Именно экран осциллографа использовался как дисплей для одной из первых видеоигр Tennis For Two представляющий из себя виртуальный вариант тенниса. Игра работала на аналоговой вычислительной машине и управлялась специальным игровым контроллером paddle.

Осциллографы разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и т. д. каналов на входе). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно сравнивать сигналы между собой (формы, амплитуды, частоты и пр.)

Цифровые мультиметры

Мультиметр (тестер, от англ. test -- испытание, авометр, комбинированный электроизмерительный прибор) -- измерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций (рисунок 2.2).

В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.

Наиболее простые цифровые мультиметры имеют разрядность 2,5 цифровых разряда (точность обычно около 10 %). Наиболее распространены приборы с разрядностью 3,5 (точность обычно около 1,0 %). Выпускаются также чуть более дорогие приборы с разрядностью 4,5 (точность обычно около 0,1 %) и существенно более дорогие приборы с разрядностью 5 и выше. Точность последних сильно зависит от диапазона измерения и вида измеряемой величины, поэтому оговаривается отдельно для каждого поддиапазона. Точность таких приборов может превышать 0,01 %, несмотря на портативное исполнение.

Рисунок 2.2 Цифровой мультиметр

Разрядность цифрового измерительного прибора«3,5» означает, что дисплей прибора показывает 3 полноценных разряда, с диапазоном от 0 до 9, и 1 разряд -- с ограниченным диапазоном. Так, прибор типа «3,5 разряда» может, например, давать показания в пределах от 0,000 до 1,999, при выходе измеряемой величины за эти пределы требуется переключение на другой диапазон (ручное или автоматическое).

Количество разрядов не определяет точность прибора. Точность измерений зависит от точности АЦП, от точности, термо- и временной стабильности применённых радиоэлементов, от качества защиты от внешних наводок, от качества проведённой калибровки.

Электрические тестеры предоставляют возможность проводить измерения напряжения и силы тока, а также проверку целостности цепи. Приборы позволяют измерять постоянное и переменное напряжение, технология измерения тока позволяет проводить измерения силы тока до 100 A без разрыва цепи.

Логический пробник

Логический пробник (рисунок 2.3) предназначен специально для тестирования логических состояний и импульсов в цифровых схемах. Он не требует никакой интерпретации напряжений. При правильном подключении к схеме светодиоды логического пробника покажут наличие Н-уровня (High), L-уровня (Low) или импульсов (Pulse). Имеется переключатель для работы с ТТЛ- или с МОП-микросхемами. Есть также переключатель, с помощью которого можно обнаружить импульсы разных типов.

Рисунок 2.3 Логический пробник

Установка переключателя на Pulse показывает наличие потока импульсов, а установка на MEM определяет одиночный импульс и сохраняет его.

Для считывания состояний логическим пробником его необходимо подключить к схеме двумя проводниками, так как он должен учитывать тип измеряемого напряжения. Большинство микросхем имеет напряжение питания + 5 В, поэтому чаще всего логический пробник подключается именно к этому напряжению. Однако иногда напряжение питания составляет +15В, и логический пробник следует подключить к этому напряжению. При неправильном подключении показания логического пробника будут неправильными, так как он будет определять Н- и L-уровни, пропорциональные неправильному напряжению. При подключении двух проводников к компьютеру логический пробник становится схемой компьютера и получает питание от его блока питания.

Показания логического пробника (рисунок 2.5) видны на светодиодах, но некоторые из пробников имеют также звуковой выход.

Когда один из тонов назначен Н-уровню, а другой L-уровню, вы можете не смотреть на светодиоды, а сосредоточиться на правильной работе с зондом пробника. Такой способ оказывается быстрее и безопаснее. Вероятность соскальзывания зонда и короткого замыкания уменьшается.

1.2 Оборудование рабочего места

Рабочее место является частью производственно-технологической структуры предприятия (организации), оно предназначено для выполнения части технологического (производственного) процесса и определяется на основе трудовых и других действующих норм и нормативов.

Для техника-электроника необходимо:

- Столы и стулья;

Стул любой, только не слишком жесткий, не слишком мягкий. Стол типа письменного, размерами приблизительно 1,8 x 1,2 метра или больше, покрытый легкоочищаемым материалом, не боящимся «ожогов». Использовать в качестве покрытия лист специального пластика. А также вспомогательный столик рядом, например, для установки части испытуемого оборудования.Рабочее место должно быть оборудовано достаточным количеством ящиков, для хранения приборов, мелкого инструмента и запчастей.

К каждому рабочему месту должно быть подведено электричество (1-2 розетки). Необходимо закрепить на каждом столе многорозеточный сетевой фильтр с защитой от короткого замыкания:

- Стеллажи для хранения оборудования, для оперативного хранения ремонтируемой техники;

Рисунок 2.4 Рабочее место техника-электроника

- Отдельный верстак для слесарных работ.

Для отворачивания мелких винтов в глубине монтажа необходима отвертка с длинным лезвием порядка 250 мм и шириной жала 5 - 6 мм.

Для отворачивания крупных винтов, имеющих резьбу М5 - М6, понадобится отвертка с шириной жала 10 - 12 мм с толстым лезвием и ручкой диаметром 30 - 40 мм.

Плоскогубцы и круглогубцы бывают, необходимы для формирования выводов радиодеталей перед их установкой на монтажную плату, а также для изгиба жестких монтажных проводов под прямым углом или с закруглением изгиба.

Плоскогубцами также пользуются для выпрямления одножильного монтажного провода путем вытягивания, для закрепления или демонтажа трансформаторов или дросселей, которые крепятся к шасси загибом или поворотом крепежных лапок.

Необходимы небольшие слесарные тиски с длиной губок 100 - 120 мм. Требуется такие инструменты, как плоские личные напильники, круглые и трехгранные напильники, набор надфилей, кернер, зубило, наборы метчиков и плашек с воротками. Из слесарных материалов нужны полотняная шкурка, машинное масло, технический вазелин, а также универсальный паяльник для разгерметизации бункера лазерного картриджа.

Рисунок 2.5 Универсальный (паяльник)

Для выполнения ремонтных работ необходимо иметь различные материалы, в первую очередь припой. Наилучшим припоем считается ПОС-61, который дает блестящую и ровную поверхность пайки и требует сравнительно низкой температуры при пайке.

Для выполнения пайки микросхем необходимо иметь электрический паяльник мощностью 25Вт. Жало паяльника содержат в чистоте, остро заточенным и залуженным.

По мере износа жало следует затачивать в холодном состоянии напильником с последующим залеживанием оловянным припоем с применением канифольного флюса.

Если работа с персональным компьютером во многом регламентирована законодательно, то этого нельзя сказать об остальном оборудовании, используемом в офисе. При использовании принтера не требует постоянного присутствия работника, напряжения внимания и т.п. Вся работа с принтером сводится к его включению и выключению, добавлению бумаги и изыманию отпечатков.

Любой принтер является сложным электроприбором, поэтому при работе с ним необходимо выполнять стандартные требования пожарной и электробезопасности.

Также в любом принтере имеются движущиеся части, а некоторые элементы могут нагреваться в процессе работы до высокой температуры (в лазерных принтерах - специальные нагревательные валы). Исходя из этого, необходимо дополнительно соблюдать следующие правила:

- необходимо исключить возможность попадания посторонних предметов в приемный лоток принтера. Чаще всего такими предметами являются металлические скрепки и скобы, другие мелкие канцелярские принадлежности. Проходя через тракт подачи бумаги, эти предметы послужат причиной выхода из строя принтера или картриджа;

- поднимать защитные крышки над каретками матричных и струйных принтеров для замены картриджей только тогда, когда принтер не выполняет и не готовится к выполнению печати. Конструкция матричных и некоторых струйных принтеров не блокирует подачу бумаги и движение каретки при поднятой крышке, в результате чего возможно получение травмы от движущихся или нагретых элементов принтера, а также поломки принтера при попадании внутрь постороннего предмета. В лазерных принтерах имеется встроенная блокировка, отключающая принтер при поднятии крышки, некоторые элементы долгое время остаются горячими;

- в лазерных принтерах для получения изображения на бумаге используется тонер - мелкодисперсный порошок черного цвета. Тонер может раздражать слизистые оболочки и кожу, содержать канцерогенные вещества. При вдыхании этот порошок может привести к несчастным случаям или стать причиной заболевания. Поэтому осторожно обращаться с отработанными картриджами;

- нельзя включать лазерный принтер в разобранном состоянии. В лазерном принтере для формирования изображения на светочувствительном барабане используется лазерный луч, невидимый человеческим глазом. Прямой или отраженный лазерный луч при попадании в глаза может безвозвратно повредить зрение;

- работа лазерных принтеров существенно влияет на параметры воздуха в помещении. При формировании изображения на фоточувствительном барабане, нагреве бумаги и запекании тонера на ней в воздух выделяются различные вредные вещества.

Во время работы лазерных принтеров в воздухе помещения повышается содержание озона, оксида азота, оксида углерода, а также возможно выделение таких вредных веществ, как трихлорэтан, изооктан, толуол, бензол, ксилол, газообразных соединений кадмия и селена. Вследствие этого стоит позаботиться о наличии вентиляции в помещениях с установленными лазерными принтерами или о регулярном проветривании и влажной уборке (клининг) таких помещений;

- не подключать лазерные принтеры к источникам бесперебойного питания, так как потребляемая мощность принтера в момент печати значительно превышает мощность стандартного персонального компьютера, на который рассчитан источник.

Таблица 2.1

Основные неисправности сканера и методы их устранения

Неисправность	Причина	Устранение
Ошибки сканирования
1. На отсканированном изображении видны царапины и пятна	Поврежден сканируемый оригинал Царапины и пятна имеются на внешней или внутренней поверхности стекла экспонирования. Испачкан сенсор монитора.	Очистить поверхность стекла экспонирования Очистить сенсор сканера
2. Часть изображения размыта	Оригинал не был плотно прижат к поверхности сканера	Прижать плотно.
3. На сканированном изображении отсутствуют края оригинала	Оригинал неправильно размещен на стекле экспонирования сканера	Убедитесь, что оригинал полностью попадает в диапазон действия линейки ПЗС сканера
4. Отсканированное изображение лишено содержания	Удостоверьтесь, что оригинал изображения был сориентирован правильной стороной относительно сканирующей головки планшетного устройства или правильно вложен в приемный лоток страничного сканера
5. Полученное в результате сканирования изображение расплывчато или искажено	Проконтролируйте плотность прилегания оригинала документа к рабочей стеклянной поверхности сканера; убедитесь также, что крышка сканера закрыта
6. Качество получаемых сканируемых изображений не удовлетворительное	Проверьте, соответствуют ли параметры настроек для типа изображения параметрам вашего сканирующего устройства и его программного обеспечения.
7. Полученное изображение содержит незначительные погрешности - немного перекошено не центрировано, слишком темное или, наоборот, слишком светлое	Используйте программное обеспечение сканера или другую программу редактирования графических изображений и устраните эти погрешности изображения
8. Полученное изображение имеет зеленоватый, красноватый, желтоватый или синеватый оттенок.	В программном обеспечении EPSON TWAIN Pro в диалоговом окне ColorBalance (Цветовой баланс) настроить интенсивность баланса нужного цвета, затем заново отсканировать (если это невозможно, то воспользуйтесь программой AdobePhotoshop - меню Изображение>Коррекция>Цветовой баланс).
Ошибки видимые пользователю
1. Открыта крышка лампы. (Защелка с датчиком не закрыта) Ошибка сохраняется, даже когда крышка закрыта.	1. Крышка сломана. 2. Сломана защелка с датчиком. 3. Штифт переключателя поврежден. 4. Отсутствие питания в линии +24V.	1. Заменить крышку 2. Заменить защелку с датчиком 3. Заменить штифт переключателя 4. Проверить электрические соединения
2. Не обеспечивается устойчивая связь сканера с ПК (сканер подключен к компьютеру через параллельный порт)	Сканер и принтер “мешают” друг другу	Установите определенный порядок включения питающих напряжений (сначала сканер, затем принтер, ПК -последним) или установите коммутатор параллельного порта.
3. Штанга стабилизатора оптической головки сканера не перемещается вдоль исходного документа	Штанга стабилизатора заблокирована	Ее необходимо разблокировать. (Блокирующий узел планшетного сканера обычно расположен у основания.)
4. Не выходит получить изображение со сканера	Проблемы с TWAIN-драйвером.	Переустановите его TWAIN-драйвер.
5. Операция сканирования идет очень медленно, а в качестве интерфейса используется параллельный порт	Порт не сконфигурирован	Убедитесь, что порт сконфигурирован либо как расширенный параллельный порт (ЕРР), либо как порт с расширенными возможностями (ЕСР).
6. Операция сканирования выполняется очень медленно (независимо от типа подключения)	Мал размер файла подкачки или количество оперативной памяти	Увеличьте размер файла подкачки в системе или установите большее количество оперативной памяти.
7. Неисправности лампы.	1. Зеркало находится в неправильном положении. 2. Неправильное выравнивание.	1. Изменить положение зеркала 2. Изменить выравнивание
8. Открыта крышка податчика документа.	1. Переключатель замка крышки поврежден. 2. Штифт переключателя замка крышки поврежден.	1. Заменить переключатель замка крышки. 2. Заменить штифт переключателя замка крышки.
9. Застревание бумаги.	1. Сепаратор поврежден. 2. Кромки барабана бумагоподающего механизма повреждены. 3. Блок выхода бумаги поврежден. 4. Моторы подачи бумаги и протяжки бумаги повреждены. 5. Датчик выхода бумаги поврежден.	1. Заменить сепаратор 2. Заменить барабан бумагоподающего механизма. 3. Устранить повреждение. 4. Замена моторов подачи 5. Заменить датчик выхода бумаги.
10. Ошибки при подаче бумаги.	1. Сепаратор поврежден. 2. Датчик бумаги поврежден.	1. Отремонтировать или заменить сепаратор 2. Отремонтировать или заменить датчик бумаги
11. Ошибки стола податчика бумаги.	1. Датчик положения стола документа поврежден. 2. Фиксатор подвижного стола документа поврежден. 3. Мотор подачи неисправен. 4. Стол документа неисправен.	Отремонтировать или заменить: 1. Датчик положения стола документа 2. Фиксатор подвижного стола документа Заменить: 3. Мотор подачи 4. Стол документа
Системные ошибки
1. Ошибки памяти.	1. Ошибки чтения\записи 2. Ошибка значения EPROM. 3. Ошибка переполнения памяти.
2. Ошибки позиционирования оригинала. Эта ошибка диагностируется, когда сканер не может определить положение оригинала.	Загрязнение датчика определения положения оригинала.	Очистить датчик.
5. Ошибки теней.	1. Зеркало находится вне рабочего положения. 2. Некорректное выравнивание. 3. Лампа повреждена. 4. Загрязнение линзы фотодиода.	1. Переместить зеркало в рабочее положение 2. Выровнять 3. Заменить лампу 4. Прочистить линзу фотодиода
6. Ошибки начального положения. Эта ошибка диагностируется, если датчик начального положения не может определить исходное положение каретки.	1. Поврежден мотор сканера. 2. Штифт микропереключателя мотора сканера поврежден. 3. Поврежден датчик начального положения. 4. Штифт сенсора начального положения поврежден.	Отремонтировать или заменить: 1. Мотор сканера 2. Штифт микропереключателя мотора сканера 3. Датчик начального положения 4. Штифт сенсора начального положения

1.3 Технология ремонта

Тестирование сканера. Если в выявлении источников проблем в работе сканера возникают трудности, то лучше всего отыскивать их и устранять последовательно. По этой причине, первая вещь, которую следует сделать - это провести всестороннее тестирование сканера и определить источник проблем.

У многих сканеров имеется режим "самотестирования", при помощи которого можно проверить работоспособность всего устройства. Кроме того, в комплект поставки некоторых сканеров входит набор диагностических программ (утилит).

Ниже приводится последовательность действий, которую следует выполнить при тестировании сканера.

1 Включите сканер и запустите утилиту получения изображения или другое соответствующее программное обеспечение.

2 Поместите черно-белую фотографию на стеклянную рабочую поверхность изображением вниз (лицевой стороной к стеклу). (Если используется страничный сканер, вставьте черно-белый документ в лоток с механизмом автоподачи листа исходного изображения и удостоверьтесь, что он правильно ориентирован!)

3 При помощи программного обеспечения для сканера получите изображение.

4 Если окажется, что отсканированное изображение лишено содержания (либо все черное, либо наоборот - все белое), удостоверьтесь, что исходная фотография или документ были сориентированы нужной стороной к считывающей головке устройства, а также проверьте, в тот ли лоток подачи бумаги был помещен документ со сканируемым изображением. (Возможно, была отсканирована обратная сторона фотографии!)

5 Если полученное изображение расплывчато или искажено, проконтролируйте, чтобы исходная фотография или документ плотно прилегали к стеклянной поверхности и крышка сканирующего устройства была надежно закрыта. Кроме того, используя программное обеспечение сканера, возможно также выбрать какой-либо определенный тип исходного документа (скорее всего, там будет предоставлено на выбор что-нибудь наподобие Ч/Б фото (B/WPhoto), Цветное фото (ColorPhoto), Штриховая графика (LineArt) и так далее). Выберите наиболее соответствующий действительности тип изображения.

6 Как только получится хорошее изображение в режиме предварительного просмотра, сохраните результат сканирования на диске. Поэкспериментируйте со сканированием документа при различных разрешающих способностях и параметрах настройки изображения.

7 Далее нужно проверить драйвер TWAIN. Закройте программное обеспечение сканирующего устройства и откройте другую графическую программу, работающую с драйвером TWAIN. Воспользуйтесь менюФайл>Открыть (File>Open или File>Acquire) и в качестве аргумента команды "Выбор источника" укажите Сканер.Выберите тип изображения и посмотрите, получит ли графическая программа соответствующее изображение от вашего сканера.

8 Если графическая программа не может получить изображение со сканера, то необходимо проверить несколько вещей. Во-первых, удостоверьтесь, что она вообще способна работать с драйвером TWAIN; если это не так - используйте другую программу. Во-вторых, если установленный в системе сканер отсутствует в списке команды "Выбор источника" , то, возможно, драйвер TWAIN не установлен; попробуйте переустановить драйвер и снова повторите эту операцию тестирования.

Если все эти многочисленные попытки получить отсканированное изображение: непосредственно из графической программы не увенчались успехом, то всегда возможно при помощи приобретенного со сканером программного обеспечения сохранить отсканированное изображение на жестком диске, а затем обычным способом открыть или импортировать этот файл в свою программу редактирования графики.

Проверка порта и конфигурации. Если сканер подключен через параллельный порт, удостоверьтесь, что этот порт сконфигурирован как расширенный параллельный порт EPP (Enhancedparallelport) или порт с расширенными возможностями ЕСР (Extendedcapabilitiesport). Для работы многих сканеров параллельный порт должен удовлетворять требованиям спецификации ЕРР/ЕСР, обеспечивающей скоростную, двунаправленную шину передачи сигналов для обмена данными с вашим компьютером.

Если Windows "не узнает" подключенный сканер, то лучший способ действий заключается в переустановке сканера (можно даже деинсталлировать соответствующее программное обеспечение перед тем, как выполнять новую установку, хотя это требуется и не всегда.) Если и после повторного подключения Windows не признает сканер, тогда попробуйте отключить его, выключить компьютер, а затем снова подключить и перезагрузиться. измерительный мультиметр планшетный ремонт

Если Windows все еще не распознает сканер, запустите мастер подключения сканеров и видеокамер (ScannerandCameraWizard) - для WindowsXP, или мастер установки оборудования (AddNewHardwareWizard) - для любой версии Windows. Каждый из них поможет вручную установить драйвер сканирующего устройства.

Некоторые сканеры лучше и удобнее всего устанавливать при помощи инсталляционного компакт-диска, входящего в комплект поставки сканирующего устройства. Такие инсталляционные компакт-диски очень часто содержат довольно мощную инсталляционную программу, которая выполняет все - от установки драйверов в конфигурации системы до установки графического программного обеспечения редактирования изображений.

Если система распознала сканер после его инсталляции, но не опознает его при дальнейшем использовании, то, вероятно, она сконфигурирована таким образом, что для нормальной работы сканер должен быть включен перед начальной загрузкой Windows. Выключите компьютер, включите сканер, и снова включите свой компьютер. Когда Windows загрузится, она распознает уже включенный сканер.

Другая проблема возникает, когда сканер располагается слишком далеко от вашего компьютера. Не следует использовать кабель длиннее того, который входит в комплект поставки сканера; длинный кабель не только ухудшает качество сигналов, но может ослабить их настолько, что компьютер будет не в состоянии их принять. Никогда и ни при каких обстоятельствах не удлиняйте кабель между сканирующим устройством и ПК.

Распределение необходимых ресурсов. Для работы сканеров требуется немалое количество системных ресурсов. Мало того, что отсканированные изображения занимают много дискового пространства, но и для работы самих сканеров требуется большой объем оперативной памяти и значительное количество иных системных ресурсов (например, процессорного времени) при считывании изображения.

Если система работает медленнее или даже зависает во время сканирования изображения, то следует рассмотреть следующие способы решения этой проблемы:

- на время сканирования закрыть все ненужные приложения;

- добавить в систему больше оперативной памяти;

- убедиться, что в системе имеется достаточный запас свободного пространства на жестком диске, поскольку большинство сканеров почти полностью занимают файл подкачки для своих нужд; можете также увеличить общий размер файла подкачки Windows (если он был задан принудительно пользователем) для оптимизации работы с большими файлами сканируемых изображений;

- если проблемы продолжают возникать, попробуйте сканировать с более низким разрешением (для меньших изображений требуется меньше ресурсов).

1.4 Электрические расчеты

В расчетной части дипломного проекта рассчитываются основные показатели ремонтопригодности аппарата в целом как восстанавливаемого объекта, а так же его надежность, то есть суммарную интенсивность отказов, его наработку на отказ и вероятность безотказной работы.

Надежность - это свойство аппаратуры выполнять заданные функций без ухудшения параметров в течение определенного промежутка времени.

Расчет надежности аппаратуры проводиться в следующем порядке:

1 По сводным таблицам статических интенсивностей отказов выбираем л0 для каждого элемента;

2пПо формулам рассчитываются коэффициенты нагрузок для всех элементов схемы:

Р_раб - мощность, фактически рассеиваемая на резисторе, Вт;

Р_доп. - допустимая для данного резистора рассеиваемая мощность, Вт.

3 По графикам К₃ = f (Kн, tє) определяем эксплуатационные коэффициенты интенсивности отказов при t = 35єС;

4 По формуле рассчитываем лn для каждого элемента;

лn = л₀ * K₁ * K₂ * K₃, (2.3)

где л₀ - интенсивность отказов элементов при эксплуатации в нормальных условиях;

K₁ * K₂ * K₃ - эксплуатационные коэффициенты учитывающие влияние различных факторов.

5 Полученные данные сводятся в таблицу;

6 По формуле рассчитывается суммарная интенсивность отказов всех элементов схемы;

л_? = л₁ + л₂ + ….. + л_n, (2.4)

где л_? - суммарная интенсивность отказов;

л₁ + л₂ + ….. + л_n - интенсивность отказов элементов.

7 Определяется средняя наработка на отказ;

8пПо формуле определяется вероятность безотказной работы для различных значений времени t;

Р(t) = , (2.5)

где Р(t) - вероятность безотказной работы блока;

- вероятность безотказной работы элементов.

9 По полученным данным строится зависимость вероятности безотказной работы от времени Р(t).

В схеме применены следующие элементы:

R₁ - R₈ - резистор металлопленочный;

C₁, C₂ - конденсатор электролитический;

VD1 - VD6 - диод кремневый;

VT₁, VT_2, VT₃ - транзистор кремневый, типа КТ820, КТ3102.

Исходные данные для расчета:

л₀- максимальная;

К₁ - коэффициент, зависящий от условий эксплуатаций, для аппаратуры, равен 10;

К₂ - коэффициент, зависящий от механической нагрузки. Для электронных компонентов К₂ = 1.

1 Для резисторов:

л₀ = 0,4 * 10?? 1/час, (2.6)

2 Для конденсаторов:

л₀ = 0,513 * 10?? 1/час, (2.7)

3 Для диода:

л₀ = 0,452 * 10?? 1/час (2.8)

4 Для транзисторов:

л₀ = 0,84 * 10?? 1/час, (2.9)

Рассчитываем коэффициент нагрузок для элементов схемы:

Р_раб.R1 = (7,5 - 5)І / 2700 = 0,0023 Вт;

К_нR1 = 0,0023 / 0,125 = 0,0184;

Р_раб.R2 = (7,5 - 5)І / 4700 = 0,0014 Вт;

К_нR2 = 0,0014 / 0,125 = 0,011;

Р_раб.R3 = (5)І / 1500 = 0,016 Вт;

К_нR3 = 0,016 / 0,125 = 0,128;

Р_раб.R4 = (1,2)І / 4700 = 0,0003 Вт;

К_нR4 = 0,0003 / 0,125 = 0,0024;

Рраб.R5 = (5)І / 68 = 0,37 Вт;

К_нR5 = 0,37 / 0,5 = 0,74;

Р_раб.R6 = (1,2)І / 4700 = 0,0003 Вт;

К_нR6 = 0,0003 / 0,125 = 0,0024;

Р_раб.R7 = (5)І / 10000 = 0,0025 Вт;

К_нR7 = 0,0025 / 0,125 = 0,02;

Р_раб.R8 = (5)І / 4700 = 0,005 Вт;

К_нR8 = 0,005 / 0,125 = 0,04.

Коэффициент нагрузки для конденсаторов:

К_нс = U_р.макс/U_{доп.макс}, (2.10)

где U_р.макс - амплитуда рабочего времени, В;

U_{доп.макс} - максимально допустимая, для конденсатора амплитуда напряжения, В.

К_нс1 = 7,5 / 10 = 0,75;

К_нс2 = 6,5 / 10 = 0,65;

Коэффициент нагрузки для диода:

, (2.11)

гдеIв - действующие значение выпрямленного тока через диод, А;

I в доп. - допустимое действующие значение тока диода, А.

Кнд1 = 8,5 / 22 = 0,34;

Кнд2 = Кнд1;

Кнд3 = 3 / 12 = 0,25;

Кнд4 = 3 / 12 = 0,25;

Кнд5,6 = Кнд4.

Рассчитываем коэффициент нагрузки для транзисторов:

Так как транзисторы VT2 и VT3 работают параллельно, то коэффициенты нагрузки у них будет одинаковый и расчет достаточно сделать для одного.

Коэффициент нагрузки транзисторов типа КТ820

U_бэ = U_б - U_э , (2.12)

где U_б - напряжение базы, В;

U_э - напряжение эмиттера транзистора, В.

U_бэ = 1,2 - 0,8 = 0,4 В

Из входной характеристики для Uбэ = 0,4 В, находим Iб = 10№ мкА

Зная U между коллектором и эмиттером:

U_кэ = U_к - U_э, (2.11)

где U_к - напряжение коллектора, В;

U_э - напряжение эмиттера транзистора, В.

U_кэ = 1,2 - 0,5 = 0,7 В

И ток базовый Iб = 10№ мкА по выходным характеристикам транзистора КТ820 в схеме с общим эмиттером, найдем ток коллектора Iк = 190 мА.

По формуле находим мощность рассеяния транзистора:

Р_к = I_к * U_кэ, (2.12)

где I_к - ток коллектора, А;

U_э - напряжение между эмиттером и коллектором транзистора, В.

Р_к = 190 * 0,7 = 133 Вт

По формуле:

К_нт = Р_к/Р_{к доп}, (2.13)

где Р_к - мощность рассеиваемая на коллекторе, Вт.;

Р_{к доп} - допустимая мощность рассеивания на коллекторе, Вт.

при Р_{к доп.} = 150 Вт

К_нт = 133 / 150 = 0,8

Коэффициент нагрузки транзисторов типа КТ3102

U_бэ = 1,8 - 1,2 = 0,6 В

Из входной характеристики для Uбэ = 0,6 В, находим Iб = 0,1 мА

Зная U между коллектором и эмиттером:

U_кэ = 6,5 - 1,2 = 5,3 В

И ток базовый Iб = 0,1 мА по выходным характеристикам транзистора КТ3102 в схеме с общим эмиттером, найдем ток коллектора Iк = 10 мА.

По формуле находим мощность рассеяния транзистора:

Р_к = 10 * 5,3 = 53 Вт

По формуле (2.14) рассчитываем коэффициент, при Р_{к доп.} = 250 Вт

К_нт = 53 / 250 = 0,21

4пПо графикам К₃ = f (Kн, tє) определяем эксплуатационные коэффициенты интенсивности отказов при t = 35єС:

Для резистора R₁ = 0,0184 = 0,01;

Для резистора R₂ = 0,011 = 0,01;

Для резистора R₃ = 0,128 = 0,3;

Для резистора R₄= 0,0024 = 0,001;

Для резистора R₅ = 0,74 = 0,62;

Для резистора R₆ = 0,0024 = 0,001;

Для резистора R₇ = 0,02 = 0,1;

Для резистора R₈ = 0,04 = 0,2;

Для конденсатора С₁ = 0,75 = 0,5;

Для конденсатора С₂ = 0,65 = 0,43;

Для диода VD₁ = 0,34 = 0,7

Для диода VD₂ = 0,34 = 0,7

Для диода VD₃ = 0,34 = 0,7

Для диода VD₄ = 0,34 = 0,7

Для диода VD₅ = 0,25 = 0,05

Для диода VD₆ = 0,25 = 0,05;

Для транзистора VT₁ = 0,8 = 0,78;

Для транзистора VT₂ = 0,21 = 0,31;

Для транзистора VT₃ = 0,21 = 0,31.

5 По формуле 2.3 рассчитываем л_n для каждого элемента:

Для резисторов:

л_nR1 = 10 * 1 * 0,01 * 0,4 * 10?? 1/час = 0,04 * 10?? 1/час;

л_nR2 = 10 * 1 * 0,01 * 0,4 * 10?? 1/час = 0,04 * 10?? 1/час;

л_nR3 = 10 * 1 * 0,3 * 0,4 * 10?? 1/час = 1,2 * 10?? 1/час;

л_nR4= 10 * 1 * 0,001 * 0,4 * 10?? 1/час = 0,004 * 10?? 1/час;

л_nR5= 10 * 1 * 0,62 * 0,4 * 10?? 1/час = 2,48 * 10?? 1/час;

л_nR6= 10 * 1 * 0,001 * 0,4 * 10?? 1/час = 0,004 * 10?? 1/час;

л_nR7= 10 * 1 * 0,1 * 0,4 * 10?? 1/час = 0,4 * 10?? 1/час;

л_nR8= 10 * 1 * 0,2 * 0,4 * 10?? 1/час = 0,8 * 10?? 1/час.

Для конденсаторов:

л_nС1 = 10 * 1 * 0,5 * 0,513 * 10?? 1/час = 2,565 * 10?? 1/час;

л_nС2 = 10 * 1 * 0,43 * 0,513 * 10?? 1/час = 2,21 * 10?? 1/час.

Для диодов:

лnД1 = 10 * 1 * 0,7 * 0,452 * 10?? = 3,2 * 10?? 1/час;

лnД2 = 10 * 1 * 0,7 * 0,452 * 10?? = 3,2 * 10?? 1/час;

лnД3 = 10 * 1 * 0,7 * 0,452 * 10?? = 3,2 * 10?? 1/час;

лnД4 = 10 * 1 * 0,7 * 0,452 * 10?? = 3,2 * 10?? 1/час;

лnД5 = 10 * 1 * 0,05 * 0,452 * 10?? = 0,23 * 10?? 1/час;

лnД6 = 10 * 1 * 0,05 * 0,452 * 10?? = 0,23 * 10?? 1/час.

Для транзисторов:

л_nТ1 = 10 * 1 * 0,2 * 0,78 * 10?? 1/час = 6,4 * 10?? 1/час;

л_nТ2 = 10 * 1 * 0,2 * 0,31 * 10?? 1/час = 2,6 * 10?? 1/час;

л_nТ3 = 10 * 1 * 0,2 * 0,31 * 10?? 1/час = 2,6 * 10?? 1/час.

Полученные данные сводим в таблицу:

Таблица 2. 2

Сводная таблица полученных расчетов

Наименование и тип элемента	Режим работы	Коэф-т нагрузки Кн	Температура окруж. среды, °С	л0 * 10??, 1/час	лn * 10??, 1/час
	факт.	дополн.
1	2	3	4	5	6	7
R1 Резистор -2,7 кOm	0,0023	0,125	0,0184	35	0,4	0,04
R2 Резистор - 4,7 кOm	0,0014	0,125	0,011	35	0,4	0,04
R3 Резистор -1,5 кОm	0,016	0,125	0,128	35	0,4	1,2
R4 Резистор - 47 кOm	0,0003	0,125	0,0024	35	0,4	0,004
R5 Резистор - 68 Оm	0,37	0,5	0,74	35	0,4	2,48
R6 Резистор - 47 кOm	0,0003	0,125	0,0024	35	0,4	0,004
R7 Резистор - 100 кОm	0,0025	0,125	0,02	35	0,4	0,4
R8 Резистор - 47 кОm	0,005	0,125	0,04	35	0,4	0,8
С1 Конденсатор - 470 мк	7,5	10	0,75	35	0,513	2,565
C2 Конденсатор - 22 мк	6,5	10	0,65	35	0,513	2,21
VD1 - Диод	8,5	22	0,34	35	0,452	3,2
VD2 - Диод	8,5	22	0,34	35	0,452	3,2
VD3 - Диод	8,5	22	0,34	35	0,452	3,2
VD4 - Диод	8,5	2	0,34	35	0,452	3,2
VD5- Диод	3	12	0,25	35	0,452	0,23
VD6 - Диод	3	12	0,25	35	0,452	0,23
VT1 Транзистор кремниевый - KT820	133	150	0,8	35	0,84	6,4
VT1 Транзистор кремниевый - KT3102	53	250	0,21	35	0,84	2,6
VT3 Транзистор кремниевый - KT3102	53	250	0,21	35	0,84	2,6

По формуле 2.4 определяем суммарную интенсивность отказов всех элементов схемы:

?л = (0,04 + 0,04 + 1,2 + 0,004 + 2,48 + 0,004 + 0,4 + 0,8 + 2,565 + 2,21 + 3,2 + 3,2 + 3,2 + 3,2 + 0,23 + 0,23 + 6,4 + 2,6 + 2,6) * 10?? = 34,6 *10?? 1/час

8 Определяется средняя наработка на отказ:

Т_ср = 1 / ?л, (2.17)

где Т_ср - средняя выработка схемы на отказ;

?л - суммарная интенсивность отказов всех элементов.

Т_ср = 1 / 34,6 * 10?? = 0,029 * 10?? = 29 000 часов

9 По формуле 2.5 определяется вероятность безотказной работы для различных значений времени t:

;

;

== 0,996;

= = 0,965;

= = 0,708.

10пПо полученным данным строится зависимость вероятности безотказной работы от времени Р(t).

Рисунок 2.6 Зависимость вероятности безотказной работыот времени в линейном масштабе

Рисунок 2.7 Зависимость вероятности безотказной работыот времени в логарифмическом масштабе

Размещено на Allbest.ru