智能仪器可靠性与可测试性设计.ppt

平均故障间隔时间MTBF或称为平均无故障时间(亦称故障前平均时间)MTTF。前者用来描述可修复的仪器后者用于描述不可修复的仪器一般情况下，都用MTBF来表示，它与可靠率R(t)之间的关系为平均修复时间和可用性其中：N—维修次数ti—第i次修复所用时间第5页,共26页，星期六，2024年，5月可靠性与经济性维修费用可靠率费用总费用使用费用可靠率与经济性的关系第6页,共26页，星期六，2024年，5月二、可靠性的总体考虑（一）设计过程1．系统设计的进程分析设计任务分析提出可靠性方案比较、确定软件设计硬件设计测试、考验试运行设想措施可靠性分析软件措施硬件措施故障评估分析改进措施系统设计进程可靠性考虑方案设想2．生产及使用过程同时第7页,共26页，星期六，2024年，5月（二）、可靠性的分配方法★均等分配法★航空无线电公司分配法①达到的目标是满足下式：式中：—系统总的失效率—分配给各分系统的失效率②根据先验知识预计每个分系统的失效率λi③计算加权因子Wr。加权因子由下式计算：④对每一个分系统分配失效率第8页,共26页，星期六，2024年，5月举例：一个系统由3个分系统组成。已知3个分系统的失效率分别为：=0.003，=0.001，=0.004。

该系统20h的可靠度规定为0.9，试利用航空无线电公司分配法进行可靠性分配。第9页,共26页，星期六，2024年，5月§2可靠性设计一、硬件可靠性设计（一）影响仪器可靠性的因素

元器件的可靠性

工艺

电路结构

环境因素

人为因素使用值额定值λ(t)12第10页,共26页，星期六，2024年，5月（二）提高仪器可靠性的措施◆元器件的选择（电阻器、电容器、集成电路芯片）◆筛选◆降额使用◆可靠的电路设计◆冗余设计包括并联系统和串联系统两种形式第11页,共26页，星期六，2024年，5月并联、串联系统并联系统的可靠度Rp为串联系统的可靠度RS为11121n……21222n…m1m2mn………串并联系统串并联系统的可靠度为第12页,共26页，星期六，2024年，5月11121n…21222n…m1m2mn……并串联系统并串联系统的可靠度RSP为第13页,共26页，星期六，2024年，5月◆环境设计:主要有：温度保护；冲击振动保护；电磁干扰保护；其他环境方面的保护。◆人为因素设计:设计时人为因素考虑不周，造成日后仪器故障频频发生◆对仪器进行可靠性试验:包括：天然暴露试验、高温试验、低温试验、潮湿试验、腐蚀试验、防尘试验、机械试验(包括振动、碰撞、自由跌落与加速度试验)、雷击试验、防爆试验和电磁干扰试验等。第14页,共26页，星期六，2024年，5月提高软件可靠性的方法认真地进行规范设计可靠的程序设计方法程序验证技术提高软件设计人员的素质消除干扰增加试运行时间二、软件可靠性设计第15页,共26页，星期六，2024年，5月§3可测试性概述可测试性与可测试性设计测试性要求测试方案可测试性设计优点第16页,共26页，星期六，2024年，5月可测试性可测试性（Testability）是指产品能够及时准确地确定其自身状态（如可工作，不可工作，性能下降等）和隔离其内部故障的设计特性。可测试性包括三个基本要素:可控制性(Controllability)可观测性(Observability)可预见性(Predictability)一.可测试性与可测试性设计第17页,共26页，星期六，2024年，5月可测试性设计(DesignForTestability—DFT)是一种以提高产品测试性为目的的设计方法学。第18页,共26页，星期六，2024年，5月二.测试性要求在尽可能少地增加硬件和软件的基础上，以最少的费用使产品获得所需的测试能力，简便、迅速、准确地实现检测和诊断。1．定性要求（1）合理划分产品单元。根据维修级别的要求，把系统划分为易于检测和更换的两个单元。（2）合理设置测试点。（3）合理选择测试方法。综合权衡，正确确定测试方案，根