传感器可靠性分析(课堂PPT)

(1)早期失效期，失效率曲线为递减型。 (2)偶然失效期，失效率曲线为恒定型。 (3)耗损失效期，失效率是递增型。
ˆ(t) r(t)
n(t)t
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5.失效率、可靠度与失效（寿命）概率密度f(t)
R(t )1F(t )
F(t) r(t) N
R(t) n(t) N
(t) r(t) 1 dr(t)
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n(t)t n(t) dt
dr(t) NdR(t)
dt
dt
(t )dtdR(t )
R(t )
R(t)ex pt[(t)d]t 0
(当 为常数时）
R(t)et(记住)
（常用的指数分布可靠度函数）
F(t)1et
f(t)dF (t)dR (t)
dt
dt
(t )t f (t )
R(t )
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6.平均寿命
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标定方法（静态）
• （1）将传感器全量程分成若干等间距点； • （2）由小到大逐渐一点一点的输入标准量值，
并记录下与各输入值对应的输出值。 • （3）将输入值由大到小一点一点的减少下来，
同时记录下与各输入值对应的输出值。 • （4）按（2）、（3）所述过程，对传感器进行
正、反行程往复循环多次测试，将得到的输出— —输入测试数据用表格列出或画成曲线； • （5）对测试数据进行处理，确定传感器的线性 度、灵敏度、滞后和重复性等静态特性指标。
f(t)dF (t)dR (t)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱdt
dt
经分部积分后也可求得
R(t) et
t0 R(t)d t0 etd t1 (掌)握
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7.可靠寿命
• 给定可靠度所对应的时间称为可靠寿命。
R(tr)r
R(tr)etr r
7
例：某电子产品有一恒定的失效率
0 .0 0 1 失 效 /年
试计算该产品十年使用期内的可靠度和失效前平均时 间。
可靠性分析
1.可靠性的经典定义：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定 功能的能力。
规定条件：一般指的是使用条件,环境条件。包括应力、温度、湿 度、尘砂、腐蚀等，也包括操作技术、维修方法等条件。
规定时间：是可靠性区别于产品其他质量属性的重要特征， 一般也可认为可靠性是产品功能在时间上的稳定程度。
规定功能：要明确具体产品的功能是什么，怎样才算是完成 规定功能。产品丧失规定功能称为失效，对可修复产 品通常也称为故障。 因此，规定功能是表征产品完成任务的 各参量即性能指标。
平均寿命：平均寿命是寿命的平均值，对不可修复产品
常用失效前平均时间，一般记为MTTF，对可修复产品则常
用 平 均 无 故 障 工 作 时 间 ， 一 般 记 为 MTBF 。 它 们 都 表
示无故障工作时间T的期望E（T）或简记为t。
如已知C产品寿命T的寿命概率密度函数f（t），
则
t E(t) 0 tf(t)dt
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4.失效率和失效率曲线
失效率：失效率是工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位 时间内发生失效的概率。一般记为λ,它也是时间t的函数, 故也记为λ(t),称为失效率函数,有时也称为故障率函数 或风险函数.
按上述定义,失效率是在时刻t尚未失效产品在t+△t的单位时间内 发生失效的条件概率.即
1
(t) lim P (t T tt|T t) t 0 t
它反映t时刻失效的速率,也称为瞬时失效率.
失效率的观测值是在某时刻后单位时间内失效的产品数与工作到
该时刻尚未失效的产品数之比,即
ˆ(t) r(t)
n(t)t
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失效率曲线:典型的失效率曲线 失效率（或故障率）曲线反映产 品总体寿命期失效率的情况。如图所示为失效率曲线的典型情况，
有时形象地称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期：
R ( t) e t R ( 1 0 ) e 0 .0 0 1 1 0 0 .9 9
t R (t)d t e td t 1 1 1 0 0 0 年
0
0
0 .0 0 1
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传感器的标定
• 传感器的标定分为静态标定和动态标定。 • 静态标定的目的是确定传感器静态特性指标：
线性度、灵敏度、滞后和重复性等。 • 动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数：
频率响应、时间常数、固有频率等。
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标定方法（静态）
• 1.静态标准条件：所谓静态标准是指没有加速度、
振动、冲击（除非这些参数本生就是被测物理量）
及环境温度一般为室温（20±5 于5％，大气压力为7kPa的情况。
),相C对湿度不大
• 2.标定仪器设备精度等级的确定 对传感器进行标 定，是根据试验数据确定传感器的各项性能指标， 实际上是确定传感器的测量精度，所以在标定传 感器时，所用的测量仪器的精度至少要比被标定 传感器的精度高一个等级。
1
2.可靠度: 是产品在规定条件下和规定时间内，完成规 定功能的概率，一般记为R。它是时间的函数，故也记 为R（t）,称为可靠度函数。
3.累积失效概率：累积失效概率是产品在规定条件 下和规定时间内未完成规定功能（即发生失效）的 概率，也称为不可靠度或寿命分布函数。一般记为F 或F（t）。
F(t)1R(t)