仪器与系统可靠性结课论文
2024年仪器分析与总结范文(2篇)

2024年仪器分析与总结范文一、引言仪器分析是一门应用化学的基础科学,通过测量和分析样品中的化学成分和结构,从而得出相关的信息和结论。
随着科学技术的不断发展和进步,仪器分析的方法和技术也在不断更新和完善。
____年,我国的仪器分析领域取得了很多重要的突破和进展,本文将对这些突破和进展进行总结和分析。
二、仪器分析方法的改进____年,我国在仪器分析方法方面取得了重要的进展。
首先,传统的仪器分析方法在原理和技术上进行了改进和优化,提高了测量的准确性和精确度。
其次,新型的仪器分析方法得到了广泛应用,如质谱分析、红外光谱分析、核磁共振分析等。
这些方法具有快速、准确、高灵敏度等特点,可以对复杂的样品进行深入分析和研究。
此外,光谱分析和电化学分析等方法也得到了进一步的发展和应用。
这些仪器分析方法的改进与应用,大大推动了我国的科技发展和实验室研究。
三、仪器分析技术的创新____年,仪器分析技术在我国也取得了显著的创新。
首先,微型化仪器设备的研发和应用取得了重要突破。
微型化仪器设备具有小体积、高灵敏度、快速响应等特点,可以进行实时监测和分析。
例如,微型质谱仪和微型色谱仪等设备应用于环境监测、食品安全等领域,取得了良好的效果。
其次,智能化仪器设备的研发也取得了重要进展。
智能化仪器设备具有数据处理、自动控制等功能,可以实现快速、准确、自动化的分析操作。
这些技术的创新使得仪器分析科学在我国得到了进一步的推广和应用。
四、仪器分析应用的拓展____年,仪器分析在我国的应用范围得到了进一步的拓展。
首先,在食品安全领域,仪器分析发挥了重要的作用。
通过仪器分析,可以对食品中的农药残留、重金属等进行快速、准确的检测,确保食品安全。
其次,在环境监测领域,仪器分析也发挥了重要的作用。
通过仪器分析方法,可以对大气污染物、水质污染物等进行实时、连续的监测,为环境保护和治理提供科学依据。
此外,仪器分析也在医药领域、材料科学等领域得到了广泛应用,推动了相关科学研究和技术开发的进展。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计1. 引言仪器仪表的可靠性和抗干扰性是影响仪器性能的重要指标。
在工业生产和科学研究中,仪器仪表的准确性和稳定性对实验结果和生产工艺的控制至关重要。
本文将探讨仪器仪表的可靠性分析和抗干扰设计,以帮助提高仪器仪表的性能。
2. 仪器仪表的可靠性分析可靠性在仪器仪表设计中是一个重要的指标,它描述了仪器在一定工作条件下正常操作的概率。
可靠性分析可以通过以下步骤来进行:步骤1:收集试验数据。
通过对仪器在现实工作环境中进行长时间观察和数据收集,获取仪器的故障发生率,工作寿命等信息。
步骤2:统计分析数据。
根据收集到的数据,进行故障率、失效模式和可用性等统计分析,以了解仪器的性能。
步骤3:评估可靠性。
根据统计分析结果,评估仪器的可靠性,包括失效率、平均无故障时间(MTTF)、平均失效间隔时间(MTBF)等指标。
步骤4:分析关键零部件。
识别仪器中的关键零部件,并进行故障分析,找出故障发生的原因和机制。
步骤5:改进设计。
根据分析结果,对仪器的关键零部件和设计进行优化改进,提高仪器的可靠性和使用寿命。
3. 仪器仪表的抗干扰设计仪器仪表在工作过程中常常面临各种干扰源,如电磁干扰、电源波动、温度变化等。
为了保证仪器仪表的准确性和稳定性,需要采取一系列的抗干扰设计措施:措施1:屏蔽设计。
对仪器仪表的关键部件和电路进行屏蔽设计,减少外界干扰的影响。
可以采用金属屏蔽罩、屏蔽接地等方式实现。
措施2:滤波设计。
对电源进行滤波处理,以减少电源的波动和噪声对仪器仪表的影响。
可以使用滤波电路和滤波器来实现。
措施3:地线设计。
合理设置仪器仪表的地线,减少地线干扰对信号的影响。
可以使用单点接地和星形接地等方式来提高信号的质量。
措施4:温度补偿设计。
在仪器仪表的设计中考虑温度变化对性能的影响,并采取补偿措施,保证仪器仪表的准确性。
措施5:模拟抗干扰设计。
对模拟信号进行抗干扰设计,采用差分传输、辐射抑制等技术,减少模拟信号的干扰。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表是现代工业自动化、电力、通信、医疗、军工等领域必不可少的设备。
在实际应用中,仪器仪表的可靠性和抗干扰能力是评价其性能的重要指标。
本文将分析仪器仪表可靠性的原因和常见故障,探讨抗干扰设计的方法。
1. 设备结构复杂仪器仪表通常由多个部件和组件构成,因此在设计和制造过程中可能有一些结构上的缺陷,以及材料和工作磨损等问题,导致设备运行不稳定或出现故障。
2. 环境因素影响温度、湿度、气压、震动等环境因素都会对仪器仪表的性能和寿命产生影响。
如果设备在恶劣的环境中使用,可能会导致设备失效或出现故障。
3. 维护保养不到位仪器仪表的保养和维修工作极为重要。
设备需要定期检查、清洗和维修,以确保其正常运行和延长使用寿命。
如果没有做好保养和维修工作,会导致设备故障率和失效率的上升。
4. 设备老化随着使用时间的增加,仪器仪表的内部电子元件和机械部件会逐渐老化,从而导致设备运行不稳定或出现故障。
1. 电路设计在电路设计方面,可以采取以下策略来提高仪器仪表的抗干扰能力:(1)采用屏蔽技术使用屏蔽技术可以有效地减少外界电磁干扰对信号的影响。
例如,在设计模拟电路时,可以采用电源绕线技术来避免电源线对信号干扰;在布线时,可以采用星型结构布线来减少互相影响。
(2)选择合适的滤波器在设计数字电路时,可以采用滤波器来抑制高频噪声。
不同类型的滤波器具有不同的特性,可根据具体的应用场合进行选择。
2. 机械设计(1)结构设计设备的结构设计应符合工程要求,并具有稳定性和可靠性。
例如,使用壳体材料的厚度和结构设计,可以有效地减少设备受机械振动的影响。
(2)隔离设计通过隔离设计,可以防止外部振动和电磁干扰对设备造成损害。
设备应采用适当的隔离材料和隔离结构,以降低对设备的影响。
综上所述,仪器仪表的可靠性和抗干扰能力是评价其性能的重要指标。
在设计和使用中,应考虑各种因素的影响,并采取相应的措施进行加强和提高。
仪器仪表的可靠性和抗干扰设计不仅关系到设备的正常运行,同时也关系到生产效率和设备的使用寿命。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计一、引言仪器仪表在现代工业生产中起着至关重要的作用,它们可以帮助人们监测和控制各种工艺参数,确保生产过程的稳定性和高效性。
仪器仪表一旦出现故障或者受到干扰,就会对生产过程产生不良影响。
保证仪器仪表的可靠性和抗干扰性是非常重要的。
本文将对仪器仪表的可靠性分析和抗干扰设计进行讨论和总结。
二、仪器仪表的可靠性分析1. 可靠性概念可靠性指的是一个系统在规定的时间内,在规定的条件下完成规定的功能的能力。
对于仪器仪表来说,可靠性主要包括其稳定性、准确性和寿命等方面。
2. 可靠性分析方法在对仪器仪表的可靠性进行分析时,可以采用多种方法,如故障模式效应分析(FMEA)、故障树分析(FTA)等。
这些方法可以帮助工程师找出潜在的故障原因,并采取相应的措施加以解决。
3. 评估指标评估仪器仪表的可靠性可以通过多个指标来进行,如平均无故障时间(MTBF)、平均修复时间(MTTR)、故障率(FR)等。
这些指标可以帮助人们了解仪器仪表性能的稳定程度和寿命情况。
4. 提高可靠性的方法为了提高仪器仪表的可靠性,可以采取一些措施,如合理的设计、优质的零部件选择、严格的工艺控制等。
在使用过程中,及时的维护和保养也是非常重要的。
三、仪器仪表的抗干扰设计1. 干扰来源在工业生产中,仪器仪表容易受到各种干扰,如电磁干扰、机械振动、温度波动等。
这些干扰会导致仪器仪表性能下降,甚至出现误差,严重影响生产过程。
2. 抗干扰设计原则要提高仪器仪表的抗干扰能力,需要遵循一些设计原则,如信号处理的合理布局、屏蔽性能的提高、输入端的过滤和滤波等。
3. 抗干扰技术针对不同的干扰,可以采用不同的抗干扰技术。
在电磁干扰方面,可以采用绝缘互感器和屏蔽罩等措施;在机械振动方面,可以采用吸振器和减振骨架等技术。
4. 抗干扰性能测试在设计完成后,需要对仪器仪表的抗干扰性能进行测试。
这可以通过模拟实际场景下的干扰条件,检验仪器仪表的稳定性和准确性。
仪器分析与总结范文(2篇)

仪器分析与总结范文第一章绪论1.环境监测的分类按监测目的1.监视性监测2.特定目的监测3.研究性监测共三类2.环境污染的特点有哪些空间分布性时间分布性环境污染与污染物含量污染因素的综合效应环境污染的社会评价环境监测的特点有哪些综合性连续性追踪性3.什么是环境标准。
环境标准是判断环境质量和衡量环保工作优劣的准绳,是为防治环境污染,促使生态良性循环,对有关环境工作的各项工作所作的工作4.环境标准分为哪几级几类分类“三级六类”标准体系1、三级:国家级、地方级、行业级;2、六类环保标准。
包括环境质量标准、污染物排放标准、环境基础标准、环境方法标准、环境标准物质标准、环保仪器设备标准。
5.什么是环境质量标准。
环境质量标准。
是以环境质量基准为依据,并考虑社会、经济、技术等因素,对环境中有害物质和因素所作的限制性规定6.《地表水环境质量标准》将地表水分为几类,每类使用什么水体。
依据地表水水域环境功能和保护目标,控制功能高低依次划分为____类,p127.《污水综合排放标准》将排放的污染物按性质和控制方式分为两类,第一类污染物(金属),在车间或车间处理设施排放口采样第二类污染物(有机物),在排污单位排放口采样8.环境污染是指主要源于人类活动引起的环境质量下降而有害于人类(及其它生物)正常生存和发展的现象9.环境监测就是通过对影响环境质量因素的代表值的测定,确定环境质量或污染程度及其变化趋势。
第二章水和废水监测1.水质污染酸化学型污染碱有机物无机物水体污染物理型污染色度浊度悬浮固体热污染放射性污染生物型污染____/11/15生活污水医院污水3水体自净:污染物质进入水体后,首先被稀释,随后进行一系列复杂的物理、化学变化和生物转化,如挥发、凝聚、水解、络合、氧化还原及微生物降解等,使污染物浓度降低,该过程称为水体自净。
水污染:当污染物排入量超过水体自净能力时,就会造成污染物积累,水质不断恶化,造成水污染。
2.化学需氧量(cod)氧化____升水样中还原性物质消耗的氧化剂的量,以氧的mg/l来表示。
《仪器分析》课程论文

《仪器分析》课程论文•相关推荐《仪器分析》课程论文本文论述了《仪器分析》(含实验)课程教学体系的建设与改革。
我们以激发全体学生的学习兴趣,培养综合性、研究性与创新性人才为基本目标,强调理论联系实际,倡导启发式教学,通过改革使教学结构更趋于合理,体现出仪器分析教学计划的科学性和教学内容的先进性及教学手段的连贯性。
分析化学是一门对物质的组成、结构和状态进行系统测量与表征的科学,是人们认识物质世界的重要手段之一。
[1]它包括化学分析和仪器分析两大部分,两者相辅相成,缺一不可。
《仪器分析》课程是综合性大学和高等师范院校中一门新颖的交叉学科。
[2,3]《仪器分析》(含实验)课程目前是我校化学与材料科学学院应用化学、环境科学和工程以及化学教育专业本科生的主干基础课程。
仪器分析是一门集化学、物理学、生物化学、数学和计算机科学等多学科为一体的综合性学科。
[4]由单纯提供分析测试数据,上升到从原始的分析测试数据中最大限度地获取有价值的静态和动态物质信息,以解决自然科学各领域中的关键问题。
作为自然科学研究领域中物质的信息科学,仪器分析的发展被寄予越来越大的期望,并提出越来越高的要求。
因此,作为本科生的仪器分析理论与实验课程体系的教学,也越来越显示其重要性。
结合目前的化学领域发展现状和教学要求,我们深刻认识到仪器分析课程的教学涉及面较广且综合性较强,在课堂教学中既要传授各种现代仪器分析方法的基本原理,又要介绍仪器的基本结构、测试原理和定性定量的分析方法,尤其是各种方法的特点及其应用范围。
而就目前我校的仪器分析课程教学现状来看,尚与国内其他院校存在一定的差距,无论是教学内容,还是教学方法,都缺乏及时更新,这本身与仪器分析方法的飞速发展是相矛盾的。
因此,通过对《仪器分析》课程体系进行改革和实践,更新教学思想、改革教学方式、采用多媒体教学手段、理论与实验密切结合等途径,合理优化课程的内容和结构,对培养综合性、研究与创新性人才具有十分重要的意义。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表是现代工业中不可缺少的设备之一,在各种工业环境中被广泛应用。
仪器仪表的可靠性和精度对于工业生产过程的控制和安全具有重要意义,因此在仪器仪表的设计中必须考虑到可靠性和抗干扰性。
可靠性分析可靠性是指仪器仪表在规定条件下能够按照要求进行工作的概率,它是仪器仪表设计中最基本的要求之一。
因此,在仪器仪表设计中必须考虑各种故障和失效的原因,采取相应的措施来防止或减小故障和失效的可能性。
在可靠性分析中,首先需要进行故障模式和效应分析(FMEA),即对仪器仪表各个部件进行分析,找出可能的故障模式和效应,以便采取措施来减少故障的发生概率。
其次,需要对故障率进行计算,并采取措施来提高设备的可靠性。
最后,需要进行可靠性试验和验证,以确保设备的可靠性符合要求。
抗干扰设计在工业生产环境中,仪器仪表可能会受到来自外部环境的各种干扰,例如电磁辐射、电磁干扰、电压波动等。
这些干扰可能会引起仪器仪表发生误动作、误测、误报等故障,因此在仪器仪表设计中必须考虑抗干扰性,采取相应的措施来减小外界干扰的影响。
在抗干扰设计中,首先需要进行干扰源分析,找出可能产生的干扰源和干扰的类型。
其次,需要根据干扰源的特点,采取相应的抗干扰措施,例如采用屏蔽措施、滤波器、隔离电源等。
最后,需要进行抗干扰试验和验证,以确保设备在外界干扰下能够正常工作。
总结可靠性和抗干扰性是仪器仪表设计中非常重要的两个方面,直接关系到设备的工作性能和使用寿命。
在进行设备设计时,应该充分考虑这两个方面,并采取相应的措施来提高设备的可靠性和抗干扰性。
同时,还应该注意设备的维护和保养,及时发现和排除故障,以确保设备的正常工作。
探究仪器仪表可靠性设计及应用

探究仪器仪表可靠性设计及应用摘要:仪器仪表是工业生产发展过程中的关键设备和组件,其可靠性设计应用对于工业企业的长远发展有重要意义。
本文通过对仪器仪表设计应用现状的分析,提出科学的可靠性设计及应用策略,为工业生产经营提供参考。
关键词:仪器仪表;可靠性设计引言随着经济进步以及科技发展,工业生产面临着新的发展挑战和机遇。
可靠性工程的研究是当前工业发展过程中的关键环节,对于工业行业、产业、企业的长远建设有重要意义。
依靠仪器仪表可靠性设计,能够为工业制造和生产提供科学的设备支持,提升我国的工业能力,对于经济进步以及人民生活水平的提升有重要意义。
因此,相关企业在经营发展过程中,需要重视仪器仪表设计应用,积极优化设计应用方式,提升仪器仪表的可靠性。
一、仪器仪表可靠性设计及应用的意义在经济建设过程中,依靠仪器仪表可靠性设计及应用,能够保障仪器仪表应用满足生产建造需求降低数据显示和信息监管风险,以及推动工业发展契合时代和市场需求,对于我国工业发展以及社会建设有积极作用。
1.仪器仪表可靠性设计及应用能够保障仪器仪表应用满足生产建造需求依靠仪器仪表可靠性设计,能够提升仪器仪表在不同工业生产活动中的适用性,从而满足企业的生产建造需求。
同时,可靠性设计能够保障仪器仪表的质量,推动企业经营安全和规范性,避免生产制造方案落实不彻底。
对于工业企业经营发展有重要意义。
2.仪器仪表可靠性设计及应用能够降低数据显示和信息监管风险依靠仪器仪表可靠性设计和应用,能够在工业活动中降低信息数据管理风险,充分提升工业数据收集的科学性以及精准性。
同时,在工业企业经营管理过程中,仪器仪表是产业升级以及技术研发的关键工具。
依靠可靠性设计,能够大大提升技术创新的安全性、效率和质量,保障企业经营的顺利展开,为工业生产提供支持。
3.仪器仪表可靠性设计及应用能够推动工业发展契合时代和市场需求仪器仪表可靠性设计和应用在当前时代背景下,能够充分地契合市场发展,有效地促进工业企业经营科学性的提升。
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电子信息与自动化学院《仪器与系统可靠性》课程结课论文姓名:班级:学号:专业:院系:电子信息与自动化学院2015年6月仪器系统可靠性原理及分析方法目录摘要 (1)一、可靠性设计基础 (2)(一)可靠性的基本概念 (2)(二)可靠性的发展过程 (2)1. 过程系统趋向大型化、复杂化 (3)2.仪表使用环境条件日益严酷 (3)3. 新材料、新工艺越来越多的采用 (3)4. 经济效益要求 (3)(四)可靠性学科研究的基本内容与应用 (3)二、系统可靠性的分析方法 (4)(一)可靠度 (4)(二)故障率 (5)1.故障率概念 (5)2.故障率函数曲线 (6)(三)平均寿命 (7)(四)维修度 (8)(五)有效度 (8)(六)重要度 (9)结论 (9)参考文献 (9)[摘要] 随着集成电路、微电子技术在各类仪器中的广泛运用,电子仪器的复杂程度越来越高,传统的仪器只能完成测量、显示功能,而现代的智能仪器往往具有只能诊断、智能学习能力。
因此,在应用系统中,电子仪器起的作用也越来越大,电子仪器能否可靠地完成其任务,也逐渐成为人们越来越关注的问题。
可靠性设计在军事、航空航天以及核工业等行业中尤为重要,在这些行业中使用的仪器,其可靠性设计必须放在首位,否则会产生非常严重的后果。
对于某些应用于军事方面的电子仪器,其可靠性不仅会影响仪器的正常使用,而且有时会对战争的胜利起到关键作用;对于某些应用于航空航天的电子仪器,其可靠性非常重要。
本文就仪器系统可靠性原理以及分析方法进行介绍说明。
[关键词] 可靠性仪器仪表分析方法一、可靠性设计基础(一)可靠性的基本概念仪表是人们进行科学实验和实现生产过程参数自动检测和自动控制的重要技术工具,因此对它的可靠性要求愈益显得重要。
衡量产品的质量,通常包括两类性质的指标:一是产品的性能指标是否达到满足功能要求;二是在工作中能否连续满足功能要求,即技术指标保持的程度和产品损坏情况。
前者是产品的性能问题,后者就是产品的可靠性问题。
产品的技术性能与可靠性的关系是极为密切的,无数事例说明,如果产品不可靠,它的技术指标再好,也难以发挥作用,譬如一台仪表,尽管其测量准确度、灵敏度等指标都很高,但却常出故障(即产品容易丧失规定的功能),那么其测量值也就不可信了,甚至不能被实际使用。
因此,可以说产品的可靠性是产品质量的基础。
没有可靠性这个基础,理论上再先进、技术指标再高的产品也是没有多少使用价值的。
(二)可靠性的发展过程可靠性是衡量机械产品质量的重要指标一之。
20世纪40年代是可靠性萌芽时期, 1943年美国成立了电子管研究委员会专门研究电子管的可靠性问题;1951年ARINC开始了最早的一个可靠性改进计划;1952年美国国防部成立了电子设备可靠性咨询组(AGREE);1955年AGREE开始实施从设计、试验、生产到交付、储存和使用的全面的可靠性发展计划,并于1957年发表了《军用电子设备可靠性》的研究报告,从9个方面阐述了可靠性设计、试验及管理的程序及方法,确定了美国可靠性工程的发展方向,成为可靠性发展的奠基性文件,标志着可靠性已经成为一门独立的学科,是可靠性工程发展的重要里程碑。
20世纪60年代~70年代,是可靠性工程全面发展和步入成熟的阶段。
美国在许多武器装备中推行可靠性工程,美军形成了一系列较完善的标准20世纪80年代以来,可靠性向更广泛和更深入的方向发展,并以武器装备的效能为目标,将可靠性、维修性和保障性有机的综合在一起,形成可靠性系统工程我国从20世纪80年代,才真正在武器装备中开展可靠性工程;21世纪初,可靠性工程在我国全面深入的研究与应用(三)仪表可靠性研究的必要性1.过程系统趋向大型化、复杂化随着生产过程自动化水平的提高,过程控制系统的规模越来越大,越来越复杂。
例如年产30万吨乙烯的大型装置,检测点多达2500个,调节回路有460多个,其中除常规的PID调节外,尚有均匀、分程、串级、选择等复杂调节,整个系统使用仪表数以千计。
它们对生产过程起着监和控制作用,确保生产安全和高产优质。
对于如此庞大的系统,假如每台仪表平均每年出现一次故障(即平均故障率约为1%/千小时),那么,该系统每天将会出现数次故障;如果平均故障率为10%/千小时,则每天将出现数十次的故障,这无疑将影响生产的正常进行,甚至造成严重事故。
系统越复杂,出现故障的机会就越大,使系统的可靠性降低。
因此,随着系统复杂程度的增加,对它的可靠性提出了更高的要求。
2.仪表使用环境条件日益严酷生产的发展和科学技术的进步,促使自动检测和自动控制的领域和对象逐渐扩大,仪表的应用范围越来越广,从实验室到工厂、从室内到野外,从热带到寒带、从山谷到高原,从地面到天空和海洋,各种仪表的使用环境条件日益严酷。
例如在高温、腐蚀性气氛、振动、辐射等恶劣环境下,仪表的故障率将会增加。
为了使仪表能适应各种环境条件,也必须提高其可靠性。
3.新材料、新工艺越来越多的采用产品越先进,采用的新材料、新工艺也越来越普遍,而尚未注意到的地方、没有研究开发的领域也增多。
所有这些都是产生不可靠、不安全的因素。
因此更需要加强可靠性的研究。
4.经济效益要求产品设计既要保证质量、提高可靠性,同时又要降低成本,获得较大的经济效益。
由于现代化仪表在生产和科学实验中所处的特殊地位,一旦出了故障,造成的影响和经济损失有时是相当严重的。
以每秒轧制30多米钢材的高速轧钢机为例,假若其中某一台关键的仪表出现故障,轻则控制偏差增大,造成次品,重则发生生产事故,停机停产,甚至酿成设备损坏,人员伤亡等严重后果,经济损失已远远超出一台仪表原有的价值。
由此可见,仪表结构功能越复杂,仪表使用环境越恶劣,要求仪表使用寿命越长,可靠性,问题就越尖锐突出。
为了解决这些问题,对仪表必须进行可靠性研究工作。
(四)可靠性学科研究的基本内容与应用可靠性学科所涉及的内容相当广泛,大致可分为三个方面:可靠性理论基础、可靠性工程、可靠性管理。
可靠性理论基础包括可靠性数学及可靠性物理(又称故障物理)。
可靠性工程包括系统和零部件的可靠性设计、制造的可靠性、可靠性试验、使用及维修的可靠性等方面。
可靠性管理包括可靠性计划,组织可靠性设计评审,进行可靠性认证,制订可靠性标准、可靠性增长、确定可靠性指标等等。
根据仪表专业的学习内容和学时要求,对上述内容不可能全部介绍。
主要讲述有关可靠性基础及其在仪表可靠性设计、分析、试验过程中的应用。
通过此课程的学习能够在今后的仪表设计、制造以及生产管理中能运用可靠性知识去解决一些实际问题。
可靠性应用(主要有以下几个方面)1)方案论证、2)设计研制、3)生产及试验、4)现场使用二、系统可靠性的分析方法为了评价机械零部件、机器、系统等的可靠性、必须对可靠性制定一些行之有效的指标,并加以数量化。
衡量可靠性的尺度主要有可靠度、故障率、平均寿命、维修度,有效度、重要度等。
从以上衡量指标可知可靠性尺度具有以下特点:(1)可靠性尺度具有多指标性。
在不同的场合和不同的情况下,可用不同的指标来表示系统的可靠性。
(2)可靠性尺度具有随机性。
研究对象在规定的时间内保持正常功能的可靠性是随机的,一般用概率方法进行定量衡量。
(3)可靠性具有定量表示的时间性,即定量指标多是时间的函数。
(一)可靠度可靠度是指零部件或系统在规定的条件下和规定的时间内,能正常行使功能的概率。
假设E表示上述定义中的对象在诸条件下正常行使功能的事件,则出现该事件的概率即为它的可靠度,即:因可靠度是时间的函数,不同的工作时间其可靠度不同,故它的另一种表述形式为零部件或系统的寿命T不低于规定工作时间t的概率。
与可靠度对立的就是不可靠度,它表示零部件或系统的不可靠程度,即:或可靠度与不可靠度存在下述关系,即R(t)与F(t)互补。
(二)故障率1.故障率概念故障率系指零件、产品、系统工作到t时刻后在单位时间内故障的概率,它反映了研究对象在任一瞬时故障概率的变化趋势。
设有N个零件,从t=0开始工作,到时刻t时故障总数为n(t),则残存数N-n(t),又设在(t+△t)时间内又有△n(t)个零件故障,则定义时刻t的故障率为:故障率与可靠度的关系为:式中:是机械系统或零件的寿命分布概率密度函数。
将系统的故障率λ(t)随时间变化的函数用曲线在坐标λ(t)—t上绘出,则反映了系统工作全过程的故障趋势变化情况。
它反映了系统故障率曲线的不同阶段与工作时间, 见图1.1。
从图中我们可以看出它的形状与浴盆的剖面十分相似,故又称为浴盆曲线,它反映了系统故障的三个特征时间期。
图 11)早期故障期它的特征在于系统一开始工作时故障率较高,但随工作时间的增长呈下降趋势。
通常是由于设计、制造、工艺缺陷或检验等原因引起的,它可以通过筛选、检验、强化试验等方法加以排除。
2)随机故障期它的特征是系统故障率很低且在数值上基本保持恒定,故障处于完全不可预测的状态。
零部件或系统的故障是由偶然原因所引起的,这一时期是零部件或系统的正常工作时期,因此我们总希望其故障率低且持续时间长。
3)耗损故障期它的特征是系统故障率随时间逐渐上升,且上升趋势较快,此种形式多见于机械零件的磨损寿命。
该类型的故障是由零部件或系统的耗损与老化所引起的,一般可以通过“事前维修”来加以防止。
2.故障率函数曲线随着科学技术的发展,数控机械系统、加工中心等现代化机械系统不断出现。
这些精密、大型、数控等结构复杂机械系统的故障规律与传统的浴盆曲线相背离,促使人们对这些机械系统的故障规律进行深入研究。
研究发现,除典型的浴盆曲线外,还有五种故障率曲线,如下图所示。
图 2故障率曲线1显示,系统具有恒定的或者略增的故障率,接着就是磨损期;据统计2%的复杂机械系统遵循该故障率曲线。
图 3故障率曲线2显示,机械系统缓慢增长的故障率,但没有明显的磨损期;据统计约5%的复杂机械系统遵循该故障率曲线。
图 4故障率曲线3显示,新机械系统从刚出厂的低故障率,急剧地增长到一个恒定的故障率,据统计约2.7%的复杂机械系统遵循该故障率曲线图 5故障率曲线4显示,机械系统整个寿命周期内的一个恒定的故障率。
据统计约有14%的复杂机械系统遵循曲线D图 6故障率曲线5显示,开始有高的初期故障率,然后急剧地降低到一个恒定的或者是增长极为缓慢的故障率,据统计不少于68%的复杂机械系统遵循该故障率曲线。
(三)平均寿命平均寿命对不可修与可修的零部件或系统其含义不同。
针对不可修系统是指它的平均无故障工作时间MTTF(Meam Time To Failure),其数学表达式为:式中,N是样品数;ti是第i个零件的无故障工作时间。
对可以修复的系统而言平均寿命系指平均故障间隔时间MTBF(Meam Time Between Failure),其数学表达式为:式中,tij是第i个零件的第j次故障间隔时间;ni是第i个零件的故障数;N 是零件的总数。