仪表与系统可靠性_第8、9讲_仪表可靠性设计.ppt.ppt

讲课内容 1、可靠性设计的原则 2、原器件的筛选与降额设计 3、漂移设计 4、热设计(自学) 5、电磁兼容设计（自学） 概 述 仪表是由许多电子元器件及机械零部件组成的，当元器件质量指标较低时，采用提高可靠性的设计方法显得特别重要。 可靠性设计方法包括安全系数与降额使用的选择、冗余设计、漂移设计．还要考虑在恶劣的环境条件下仪表能正常工作的措施，这就是所谓的三防设计与耐环境设计。 随着自控系统的大型化，由变送器、传输线、记录仪、巡回检测装置等构成的多路检测回路需要进行集中控制。这类检测系统往往受周围环境的电磁场干扰，不能稳定工作，因此还要考虑抗电磁干扰的设计。 另外所有的仪表都必须经由包装、运输途径送到用户手中，运输过程则是典型的随机冲击振动。如：汽车在崎岖不平的道路上行驶时，最大冲击力可达到100g。经统计仪表受到20g以下的冲击值的概率为90％。故设计时，就需要考虑耐冲击振动的设计措施，来应付这种高概率的冲击作用。 有些仪表在炎热的环境中，需要采用电扇强行冷却才能正常工作。如果在仪表设计之初就采取一定的措施，即为“热设计”。 第一节 可靠性设计的原则 第一节 可靠性设计的原则（续） 2、考虑明确产品的使用条件及工作环境 因为产品的可靠性，是针对一定的工作条件而言的，这种工作条件包括两个方面：一是使用条件，主要是指现场操作条件及维护条件，二是工作环境条件，包括工作地点的温度、湿度；水分、灰尘、腐蚀介质……等等。 3、系统设计 系统设计首先确定系统的组成及系统类型。当系统类型确定之后，系统可靠性设计方式有两种：一是根据零件(元件)或子系统可靠性预测结果计算系统可靠性指标，即系统可靠性预测，预测结果满足指标要求即可，二是当预测结果没有满足规定的指标时，应进行可靠性分配，把系统的可靠性指标，分配到子系统甚至分配到零件上。 提高系统可靠性，也是从两方面着手，一是采用贮备系统，比如并联系统，表决系统，旁联系统等；二是提高元件或零件的可靠性；实际上采用哪种方法提高系统可靠性要作具体分析，视具体情况而定。 第一节 可靠性设计的原则（续） 4、采用标准件，选用外购件 为保证所设计的产品的可靠性高，易于维修，应尽量采用标准化零件。对于外购件、外协件，应选用经过考验的厂家生产的高质量产品，而且对外购件、对外协作要提出可靠性要求，产品进厂时要进行抽验，以确保系统的可靠性。 5、方案简化，结构简单 从可靠性角度出发，产品在满足要求情况下，组成系统的单元越少，结构设计越简单越好。对于新材料、新技术、新结构的应用，要有充分的把握，有的需经过试验并经一段时间试用证明确有保证时，再大批使用。 第一节 可靠性设计的原则（续） 第一节 可靠性设计的原则（续） 7、维修性设计 所谓维修性设计，就是在设计时应考虑产品的故障容易发现，易于检查，便于尽快修复，甚至在未出现故障时，就·采取必要的措施加以预防或消除故障于未然。进行维修性设计，主要考虑以下几点， (1)在满足要求情况下，结构尽量简单。零件数目尽量少，调整环节简便。 对于易发生故障件、故障发生影响大或故障部位不易发现处，应设置故障诊断、检测及指示装置，以便能快速判别故障并报警。 (2)可达性设计。即对于容易出故障的部位或零部件，能够容易接近，装拆及更换。 (3)尽可能采用独立的结构单元。分离方便，使整个单元进行迅速更换，这有利于提高设 备的有效度及维修度，替换下的结构单元采用事后维修，更容易保证维修质量。 (4)尽量采用标准零部件。加强互换性，还应考虑使用标准维修工具。 (5)尽量设法减少或避免因某一零件更换需装拆其相邻的零件。 (6)要考虑维修人员作业方便与安全。 第一节 可靠性设计的原则（续） 8、人--机工程设计 由人操纵或控制的系统，不少故障发生是由于人的失误所致。工程心理学认为人犯技术 错误的概率为10-2一10-5，一般为10-3。 要减少人的差错，可以从两个方面着手解决，一是人的可靠性问题，其中包括人员责任感、人员技术水平及人所处的工作环境；另一方面是考虑人机关系。人员操作错误的原因与人本身、机器及环境有关，为了减少人犯差错的概率，就应在人一机工程设计上下功夫。 具体内容包含： （1）人的操作可靠性 人--机系统可靠度为：