儀器與系統(tǒng)可靠性

內(nèi)容概要

　　本書(shū)主要論述了與電子系統(tǒng)相關(guān)的可靠性設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，可靠性建模、預(yù)計(jì)與分配方法，電子儀器中常用電路的故障樹(shù)分析方法，故障模式影響及危害性分析方法，以及可靠性試驗(yàn)方法，著重對(duì)電子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了闡述。本書(shū)是作者在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上撰寫(xiě)而成的。書(shū)中強(qiáng)調(diào)了基本理論的系統(tǒng)性與工程實(shí)用性的結(jié)合，突出理論聯(lián)系實(shí)際的內(nèi)容，并提出了一些實(shí)際的電子系統(tǒng)可靠性案例。
　　本書(shū)可用作高等院校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生教材，也可供廣大從事可靠性工程工作的工程技術(shù)人員和相關(guān)企業(yè)管理人員參考。

書(shū)籍目錄

前言
第1章可靠性設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
1.1概述
1.2可靠性的基本概念
1.3可靠性特征量
1.3.1可靠度與不可靠度
1.3.2失效率
1.3.3可靠度函數(shù)的一般表達(dá)式
1.3.4故障前平均工作時(shí)間
1.3.5平均故障間隔時(shí)間
1.4可靠性壽命分布
1.4.1指數(shù)分布
1.4.2威布爾分布
1.4.3正態(tài)分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布
1.4.4不同分布中可靠性特征量的選取原則
1.5習(xí)題
第2章可靠性模型
2.1可靠性框圖
2.2模型的建立
2.3幾種典型結(jié)構(gòu)的可靠性模型
2.3.1串聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.3.2并聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.3.3K/N結(jié)構(gòu)
2.4三態(tài)系統(tǒng)的可靠性模型
2.4.1三態(tài)系統(tǒng)的概念
2.4.2串聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.4.3并聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.5習(xí)題
第3章可靠性預(yù)計(jì)與分配
3.1可靠性預(yù)計(jì)
3.1.1元器件的可靠性預(yù)計(jì)
3.1.2系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì)
3.2可靠性分配
3.2.1指數(shù)分布的情況
3.2.2等分配法
3.2.3再分配法
3.2.4AGREE分配法
3.2.5拉格朗日乘子法
3.3可靠性分配案例
3.4習(xí)題
第4章故障模式影響及危害性分析
4.1基本術(shù)語(yǔ)
4.2故障模式影響分析
4.2.1故障影響分析
4.2.2電子元器件的故障模式、失效機(jī)理和故障分析
4.2.3故障檢測(cè)方法分析
4.2.4補(bǔ)償措施分析
4.2.5故障模式影響分析的實(shí)施
4.3危害性分析
4.3.1定性分析法
4.3.2定量分析法
4.3.3繪制危害性矩陣
4.4故障模式影響和危害性分析結(jié)果
4.4.1FMECA分析程序
4.4.2FMECA報(bào)告
4.5FMECA案例
第5章故障樹(shù)分析
5.1故障樹(shù)概念
5.2故障樹(shù)常用事件及其符號(hào)
5.2.1故障樹(shù)的事件符號(hào)
5.2.2故障樹(shù)的邏輯門(mén)符號(hào)
5.3故障樹(shù)的建立
5.3.1原始故障樹(shù)的建造
5.3.2故障樹(shù)的規(guī)范化
5.3.3故障樹(shù)的簡(jiǎn)化和模塊分解
5.4故障樹(shù)定性分析
5.4.1求最小割集的方法
5.4.2定性評(píng)定故障樹(shù)中的底事件
5.5故障樹(shù)定量分析
5.5.1利用結(jié)構(gòu)函數(shù)計(jì)算事件發(fā)生的概率
5.5.2求頂事件發(fā)生概率的近似值
5.5.3故障樹(shù)的數(shù)學(xué)描述
5.6重要度分析
5.6.1概率重要度
5.6.2關(guān)鍵重要度
5.6.3結(jié)構(gòu)重要度
5.7故障樹(shù)分析報(bào)告的主要內(nèi)容
5.8故障樹(shù)分析案例
5.9習(xí)題
第6章電子系統(tǒng)的可靠性
6.1電子元器件的可靠性
6.2不同元器件的失效機(jī)理
6.2.1電阻
6.2.2電容
6.2.3電感
6.2.4繼電器
6.2.5半導(dǎo)體器件
6.2.6集成電路
6.3元器件的正確使用
6.3.1分立半導(dǎo)體器件的使用
6.3.2固定電阻和電位器
6.3.3電容的選用
6.3.4集成芯片的選擇
6.4潛在電路分析
6.4.1潛在分析類(lèi)型
6.4.2網(wǎng)絡(luò)樹(shù)的構(gòu)造
6.4.3潛電路設(shè)計(jì)規(guī)則
6.4.4案例研究
6.5降額設(shè)計(jì)
6.5.1降額的目的
6.5.2降額方法的使用
6.6可靠的電路設(shè)計(jì)
6.6.1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化
6.6.2采用標(biāo)準(zhǔn)部件和電路
6.6.3瞬態(tài)和過(guò)應(yīng)力保護(hù)
6.7電路的容差分析
6.7.1產(chǎn)生容差問(wèn)題的原因
6.7.2容差設(shè)計(jì)及分析方法
6.8熱設(shè)計(jì)
6.8.1熱設(shè)計(jì)的一般過(guò)程
6.8.2常用冷卻方法及選擇
6.8.3元器件的部件與安裝
6.8.4印制電路板的熱設(shè)計(jì)
6.9習(xí)題
第7章可靠性試驗(yàn)
7.1可靠性試驗(yàn)的分類(lèi)
7.2環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)
7.3可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)
7.3.1可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的方式
7.3.2可靠性增長(zhǎng)模型
7.4可靠性鑒定試驗(yàn)
7.5可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)
7.5.1可靠性驗(yàn)收方案的確定
7.5.2可靠性試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析與處理
7.6習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   6.3 元器件的正確使用 系統(tǒng)的徹底失效都是以元器件的失效構(gòu)成的。所以，在設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)時(shí)，合理地選擇和使用元器件，是保障系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)。合理使用元器件一方面是指設(shè)計(jì)階段根據(jù)應(yīng)用條件選擇合適的器件及其工作點(diǎn)；另一方面是指研制階段對(duì)器件進(jìn)行篩選，使用可靠的元器件。 在檢測(cè)、調(diào)試等操作過(guò)程中，由于測(cè)試不當(dāng)或測(cè)量?jī)x器接地不當(dāng)，也會(huì)對(duì)元器件產(chǎn)生電應(yīng)力損傷。 6.3.1 分立半導(dǎo)體器件的使用 在電路設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)分立器件主要從電應(yīng)力、工作頻率、型號(hào)互換等方面考慮。其中電應(yīng)力主要包括電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力。 從電壓應(yīng)力方面考慮，半導(dǎo)體器件均有其耐壓的極限值，當(dāng)所加的電壓大于半導(dǎo)體器件的極限電壓值時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)擊穿或永久性擊穿，前者引起元器件電參數(shù)的變化，后者會(huì)使元器件產(chǎn)生突發(fā)性失效。除了明顯的設(shè)計(jì)和調(diào)試錯(cuò)誤外，元器件的連鎖反應(yīng)和感性負(fù)載等都是造成元器件意外擊穿的因素。 元器件的電流應(yīng)力是指元器件所承受的最大電流。半導(dǎo)體器件工作時(shí)，因其自身電阻的存在，必然產(chǎn)生熱量，在溫度和電流的綜合作用下，器件內(nèi)溫度可能會(huì)超過(guò)其極限而導(dǎo)致器件失效。與電流應(yīng)力密切相關(guān)的因素是工作溫度，所以當(dāng)元器件的工作溫度較高時(shí)，應(yīng)考慮采取良好的散熱措施或降低元器件的參數(shù)等級(jí)。對(duì)于功率器件，功率、溫度、散熱等始終是設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮的因素。 由于PN結(jié)的電容效應(yīng)，半導(dǎo)體器件有其工作頻率的限制，一般多考慮的是上限頻率的影響，若工作頻率超過(guò)該極限，則器件的性能將下降甚至失效。另外也不宜用高頻器件代替低頻器件，因?yàn)闀?huì)增大噪聲系數(shù)。 最后需要考慮的因素是型號(hào)互換，因?yàn)樵骷绻哂谢Q性，則會(huì)有利于提高平均修復(fù)時(shí)間指標(biāo)。元器件互換時(shí)主要考慮參數(shù)的匹配，如額定工作電壓、電流、功率、工作頻率范圍等。同樣類(lèi)型功能的分立電路，由于具有互換性，其平均修復(fù)時(shí)間要低得多。 6.3.2 固定電阻和電位器 固定電阻和電位器可按照其制造材料分類(lèi)，如合金型（線(xiàn)繞、合金箔）、薄膜型（碳膜、金屬膜）和合成型（合成實(shí)芯、合成薄膜、玻璃釉）等，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，新型品種也不斷出現(xiàn)。 在使用固定電阻和電位器時(shí)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面加以考慮： 1.阻值的穩(wěn)定性 電阻的阻值會(huì)因其材料的“老化”而變化，這是一個(gè)緩變的過(guò)程。

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