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江蘇省電氣裝備電磁兼容工程實(shí)驗(yàn)室電子式電能表可靠性
預(yù)計(jì)分析方法江蘇省電氣裝備電磁兼容工程實(shí)驗(yàn)室第一章:可靠性概述1.1可靠性介紹1.2可靠性工程的組成第二章:基本概念2.1可靠性定義2.2可靠度定義2.3失效率定義2.4失效率浴盆曲線2.5MTTF(平均壽命)2.6可靠壽命分析江蘇省電氣裝備電磁兼容工程實(shí)驗(yàn)室第三章:電能表可靠性預(yù)計(jì)模型第四章:可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)的對(duì)比和選擇4.1各預(yù)計(jì)手冊(cè)特點(diǎn)和局限性4.2GJB/Z299C和Telcordia
SR-332手冊(cè)的對(duì)比4.3可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)選擇第五章:TelcordiaSR-332可靠性預(yù)計(jì)方法介紹
第六章:預(yù)計(jì)實(shí)例及分析6.1預(yù)計(jì)實(shí)例6.2電能表可靠性預(yù)計(jì)的意義及提高可靠性的措施江蘇省電氣裝備電磁兼容工程實(shí)驗(yàn)室一、可靠性介紹隨著電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,其可靠性備受關(guān)注。電子產(chǎn)品的發(fā)展與可靠性密切相關(guān)。(1)電子產(chǎn)品的復(fù)雜程度在不斷增加。
電子產(chǎn)品的可靠性決定于所用元器件的可靠性,一般說(shuō)來(lái),電子制造設(shè)備所用的元器件數(shù)量越多,其可靠性問(wèn)題就越嚴(yán)重,為保證設(shè)備或系統(tǒng)能可靠地工作,對(duì)元器件可靠性的要求就非常高、非??量?。(2)對(duì)電子產(chǎn)品的使用環(huán)境要求日益嚴(yán)酷。
現(xiàn)已從實(shí)驗(yàn)室到野外,從熱帶到寒帶,從陸地到深海,從高空到宇宙空間,經(jīng)受著不同的環(huán)境條件,除溫度、濕度影響外,海水、鹽霧、沖擊、振動(dòng)、宇宙粒子、各種輻射等對(duì)電子元器件的影響,導(dǎo)致產(chǎn)品失效的可臺(tái)皂性增大。(3)電子制造設(shè)備的裝置密集度不斷增加。
電子產(chǎn)品正朝小型化、微型化方向發(fā)展,其結(jié)果導(dǎo)致裝置密度的不斷增加,從而使內(nèi)部溫升增高,散熱條件惡化。而電子元器件將隨環(huán)境溫度的增高,降低其可靠性,因而元器件的可靠性引起人們的極大重視。1.1可靠性的重要性可靠性已經(jīng)列為產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標(biāo)加以考核和檢驗(yàn)。長(zhǎng)期以來(lái),人們只用產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)作為衡量電子產(chǎn)品質(zhì)量好壞的標(biāo)志,這只反映了產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個(gè)方面,還不能反映產(chǎn)品質(zhì)量的全貌。因?yàn)?,如果產(chǎn)品不可靠,即使其技術(shù)性能再好也得不到發(fā)揮。從某種意義上說(shuō),可靠性可以綜合反映產(chǎn)品的質(zhì)量。
本次講座以電子式電能表為例介紹可靠性預(yù)計(jì)和分析方法。
1.2可靠性工程的組成可靠性設(shè)計(jì)可靠性工程可靠性試驗(yàn)可靠性預(yù)計(jì)可靠性分析硬件可靠性軟件可靠性二、可靠性基本概念2.1可靠性定義
可靠性:可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間、規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的能力??煽啃砸?guī)定條件產(chǎn)品工作的環(huán)境條件產(chǎn)品工作的負(fù)荷條件產(chǎn)品的工作方式規(guī)定時(shí)間
保持產(chǎn)品良好狀態(tài)保證產(chǎn)品產(chǎn)品壽命規(guī)定功能產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品對(duì)性能的承諾2.2可靠度可靠度,它是描述可靠性的定量指標(biāo)。通常用R(t)表示,其數(shù)學(xué)公式可表示為:式中,P表示概率;T表示電子式電能表發(fā)生失效前的工作的時(shí)間,即電能表的壽命;t表示系統(tǒng)規(guī)定工作的時(shí)間??煽慷鹊母怕室饬x為:產(chǎn)品發(fā)生失效前工作時(shí)間大于規(guī)定工作時(shí)間的概率。2.3失效率失效是指它喪失完成規(guī)定功能的事件。失效率又稱故障率,是產(chǎn)品可靠性的一個(gè)重要指標(biāo),其定義為:在規(guī)定條件下,產(chǎn)品在某時(shí)刻后的單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率,一般表示為:電能表故障率的國(guó)際慣用單位是菲特(FIT:FailuresInTime),它表示每十億產(chǎn)品小時(shí)內(nèi)的失效數(shù),每10億小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)一次故障即為1FIT。2.4失效率的浴盆曲線電子產(chǎn)品的失效率隨時(shí)間變化可劃分為浴盆曲線中的三個(gè)階段:早期失效期、偶然失效期和耗損失效期。失效率是時(shí)間的函數(shù),一般情況下,失效率隨時(shí)間變化的關(guān)系可由下圖所示的浴盆曲線表示。電子產(chǎn)品在不同時(shí)期內(nèi)的失效率特點(diǎn)和失效原因:早期失效期,也稱為老煉期,此階段產(chǎn)品剛開(kāi)始使用,失效率較高,但是隨著使用時(shí)間增加失效率迅速降低。此時(shí)失效原因大多由于設(shè)計(jì)、原材料和制造過(guò)程中的缺陷以及運(yùn)輸、調(diào)試啟動(dòng)不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻?。偶然失效期,也稱為使用壽命期,此階段的特點(diǎn)是失效率較低且較為穩(wěn)定,往往可以近似看作常數(shù)。此時(shí)是產(chǎn)品的良好使用階段,偶然失效主要原因是質(zhì)量缺陷、材料弱點(diǎn)、環(huán)境和使用不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐傻?。耗損期,也稱為衰老期,此階段的失效率隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)而急速增加,這段的失效主要是由于元器件持續(xù)置于運(yùn)行和環(huán)境應(yīng)力的影響下開(kāi)始老化,產(chǎn)生老化失效,失效率較高。浴盆曲線特點(diǎn)分析2.5MTTF(平均壽命)MTTF是R(t)的無(wú)窮積分。電子產(chǎn)品的可靠性特征量指標(biāo)規(guī)定為平均壽命,對(duì)可修理的產(chǎn)品,其壽命用MTBF(meantimebetweenfailure)表示;對(duì)不可修理的產(chǎn)品用MTTF(meantimetofailure),電子式電能表的可靠性特征量規(guī)定為MTTF,它指電能表失效前工作時(shí)間的平均值。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
MTTF(平均壽命)可見(jiàn),指數(shù)分布下的電子式電能表使用壽命達(dá)到MTTF的概率為0.368。電子式電能表是典型的電子產(chǎn)品,可靠度服從指數(shù)分布:根據(jù)上式,可以得到MTTF與失效率的關(guān)系:電能表使用壽命到達(dá)MTTF的概率為:2.6可靠壽命分析對(duì)使用壽命達(dá)到MTTF的概率為0.368,從概率統(tǒng)計(jì)學(xué)角度可做如下解釋:
1)對(duì)于批量電能表而言,運(yùn)行時(shí)間可到達(dá)MTTF的產(chǎn)品比例只有36.8%;
2)對(duì)于單臺(tái)電能表而言,其工作時(shí)間可達(dá)到MTTF的概率是36.8%;
3)該批電能表工作時(shí)間可達(dá)到MTTF的置信水平是36.8%。
可靠壽命分析以一塊電子式電能表為例,假設(shè)其系統(tǒng)失效率為7038FIT,依據(jù)公式:計(jì)算可得其平均壽命MTTF為142086小時(shí),即16.22年。
按此計(jì)算,則此塊電能表的實(shí)際能用16.22年的概率僅為36.8%;相同型號(hào)的同一批電能表使用壽命可以達(dá)到16.22年的僅36.8%,顯然不是我們想要的。
所以我國(guó)電能表行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)習(xí)慣使用MTTF來(lái)描述電能表的壽命,實(shí)際上是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>
國(guó)外的電能表可靠性研究起步較早,英國(guó)燃?xì)夂碗娏κ袌?chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)(OFGEM)將可靠度下降到97%時(shí)的使用時(shí)間定義為民用電能表的可用壽命。
國(guó)內(nèi)的JB/T50070-2002《電能表可靠性要求及考核方法》規(guī)定了電能表可靠性考核的試驗(yàn)方法,據(jù)此推算國(guó)內(nèi)電能表的可靠度不能低于93.0%;按照DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》和DL/T830-2002《精致式單相交流有功電能表使用導(dǎo)則》推算,國(guó)內(nèi)運(yùn)行中電能表的可靠度不能低于87.5%。
可靠壽命分析
此處建議,將可靠度下降到90%的使用時(shí)間作為我國(guó)電子式電能表的壽命指標(biāo)。
現(xiàn)舉例說(shuō)明如下:
按可靠度下降到90%的可靠壽命作為我國(guó)電子式電能表的可靠壽命指標(biāo),若要達(dá)到國(guó)網(wǎng)公司對(duì)智能電表可用壽命為10年的規(guī)定,則依據(jù)下公式計(jì)算:可靠壽命分析
可得,電子式電能表的系統(tǒng)失效率需要小于1202.76FIT,即平均壽命MTTF至少應(yīng)為94.9年才能滿足國(guó)網(wǎng)公司對(duì)智能電表可用壽命為10年的要求。三、電能表可靠性預(yù)計(jì)模型
依據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)的IEC62059-41《電能計(jì)量設(shè)備可靠性-第41部分可靠性預(yù)計(jì)》和JJF1024-2006《儀器測(cè)量可靠性分析》對(duì)電子產(chǎn)品展開(kāi)預(yù)計(jì)時(shí),其基本設(shè)想是系統(tǒng)各組成部分同等重要,任何一部分的失效都假定會(huì)引起系統(tǒng)的失效,對(duì)電能表的預(yù)計(jì)同樣沿用了這個(gè)思想。
對(duì)電子式電能表進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)時(shí),其系統(tǒng)模型仍采用串聯(lián)模型,整表系統(tǒng)失效率等于子單元或元器件失效率的加和。
電能表可靠性預(yù)計(jì)模型以DDZY71型智能電表的為例,可靠性串聯(lián)模型可依據(jù)其主要的單元結(jié)構(gòu)劃分為七個(gè)單元,可靠性串聯(lián)模型如下:該模型中未考慮表殼、銘牌、導(dǎo)線、螺釘、PCB板、焊點(diǎn);未考慮電能表軟件的可靠性。默認(rèn)為在達(dá)到電能表使用壽命之前,這些部分不會(huì)影響電能表的可靠性。四、預(yù)計(jì)手冊(cè)對(duì)比和選擇電子式電能表作為一種電能計(jì)量設(shè)備,適合它的可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)有很多種,如:美國(guó)軍用手冊(cè)MIL-HDBK-217F、美國(guó)的可靠性研究中心的PRISM和美國(guó)可靠性信息中心的217PLUS、貝爾實(shí)驗(yàn)室的TelcordiaSR-332、法國(guó)的FIDES、國(guó)際電工委員會(huì)的IEC/TR-62380、德國(guó)西門(mén)子公司的SN29500,還有我國(guó)的國(guó)軍標(biāo)GJB/Z299C-2006。選擇預(yù)計(jì)手冊(cè)時(shí),首先要較全面的了解各預(yù)計(jì)手冊(cè)的特點(diǎn),然后依據(jù)產(chǎn)品所屬行業(yè),預(yù)計(jì)產(chǎn)品所處的階段和預(yù)計(jì)的目的等因素選擇合適的預(yù)計(jì)手冊(cè)。根據(jù)應(yīng)用行業(yè)不同,預(yù)計(jì)手冊(cè)可分為軍用標(biāo)準(zhǔn)和民用標(biāo)準(zhǔn),軍用標(biāo)準(zhǔn)為應(yīng)用于軍事領(lǐng)域而制定,制定較為嚴(yán)格;商用標(biāo)準(zhǔn)制定寬松,適用于商用電子產(chǎn)品。4.1各預(yù)計(jì)手冊(cè)特點(diǎn)和局限性
不同預(yù)計(jì)手冊(cè)失效率模型均有差別,所取的修正因子也各不相同,基本失效率和修正因子也由不同的行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)而來(lái),所以適用的行業(yè)也各不相同。對(duì)這些預(yù)計(jì)手冊(cè)的特點(diǎn)和局限性進(jìn)行比較,用于選擇一部最適用于電子式電能表可靠性預(yù)計(jì)的手冊(cè)。
1)TelcordiaSR-332
特點(diǎn):由世界多家知名電子產(chǎn)品企業(yè)共同起草,由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室提出,該手冊(cè)綜合考慮了元器件計(jì)數(shù)法、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)失效數(shù)據(jù)等信息,提供了3種預(yù)計(jì)方法,還提出了置信水平的計(jì)算方法,是目前最適合于電子產(chǎn)品可靠性預(yù)計(jì)的方法。局限性:預(yù)計(jì)溫度限于30℃到65℃,低于30℃的按照30℃預(yù)計(jì),65℃的要有對(duì)應(yīng)的溫度因子方程計(jì)算溫度因子,比較繁瑣。
2)MIL-HDBK-217F
特點(diǎn):美國(guó)國(guó)防部編制,標(biāo)準(zhǔn)幾乎涵蓋所有類型的電子元器件的可靠性預(yù)計(jì)模型,是世界上最廣泛的軍用預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)方法包括元器件應(yīng)力法和元器件計(jì)數(shù)法。局限性:軍表的制定比較嚴(yán)格,用來(lái)預(yù)計(jì)商用電子商品的失效率會(huì)導(dǎo)致失效率偏高,目前已停止更新。
3)PRISM
特點(diǎn):美國(guó)系統(tǒng)可靠性中心開(kāi)發(fā),綜合考慮了各種外界因素,包括生產(chǎn)、管理、工藝和各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)。局限性:該方法僅應(yīng)用于軟件,預(yù)計(jì)模型中沒(méi)有考慮到元器件的失效機(jī)理和失效模式。各預(yù)計(jì)手冊(cè)特點(diǎn)和局限性
4)217PLUS
特點(diǎn):由美國(guó)可靠性信息分析中心發(fā)布,是PRISM的升級(jí)版,該標(biāo)準(zhǔn)考慮了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、管理水平甚至軟件的因素。局限性:系統(tǒng)級(jí)的可靠性預(yù)計(jì)太過(guò)復(fù)雜,適于復(fù)雜系統(tǒng)。
5)FIDES
特點(diǎn):法國(guó)國(guó)防協(xié)會(huì)與商業(yè)航空公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)提出,該方法較充分地考慮了產(chǎn)品內(nèi)部和外部的各種引起失效的因素,通常是由過(guò)程評(píng)分的方法得到基本失效率。局限性:該方法較新,使用經(jīng)驗(yàn)不足,分析用時(shí)冗長(zhǎng),分析效率低。各預(yù)計(jì)手冊(cè)特點(diǎn)和局限性
6)IEC/TR62380
特點(diǎn):國(guó)際電工委員會(huì)提出,支持占空任務(wù)剖面極其應(yīng)用階段,可計(jì)算PCB板失效率。局限性:失效率預(yù)計(jì)模型非常復(fù)雜,分析效率低下,在國(guó)際上尚未廣泛推廣。
7)SN29500
特點(diǎn):德國(guó)西門(mén)子公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)器件的失效率和參數(shù)更新比較及時(shí),元器件類別全面,也提供了元器件應(yīng)力法和計(jì)數(shù)法。局限性:西門(mén)子企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),一般只對(duì)西門(mén)子內(nèi)部及其相關(guān)公司開(kāi)放。
8)GJB/Z299C
特點(diǎn):我國(guó)國(guó)軍標(biāo),參照MIL-HDBK-217F標(biāo)準(zhǔn)制定,元器件類型全面,包括國(guó)內(nèi)和國(guó)外多種器件的可靠性預(yù)計(jì),提供了元器件應(yīng)力法和計(jì)數(shù)法。局限性:軍用標(biāo)準(zhǔn)制定比較嚴(yán)格,用來(lái)預(yù)計(jì)商用電子產(chǎn)品的失效率結(jié)果偏高。各預(yù)計(jì)手冊(cè)特點(diǎn)和局限性4.2GJB/Z299C和Telcordia
SR-332手冊(cè)的對(duì)比國(guó)內(nèi)并沒(méi)有適用于可靠性預(yù)計(jì)的商用標(biāo)準(zhǔn),目前國(guó)內(nèi)運(yùn)用最多的可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)是國(guó)軍標(biāo)GJB/Z299C,該手冊(cè)包含的元器件類型全面,包括國(guó)內(nèi)和國(guó)外多種器件的可靠性預(yù)計(jì),提供了元器件應(yīng)力法和計(jì)數(shù)法。但是軍用標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)于商用電子產(chǎn)品過(guò)于嚴(yán)格,用來(lái)預(yù)計(jì)商用電子產(chǎn)品的失效率結(jié)果偏高。
TelcordiaSR-332預(yù)計(jì)手冊(cè)的制定針對(duì)于商用電子產(chǎn)品,相對(duì)寬松,還提出了置信水平的計(jì)算方法。雖然手冊(cè)中對(duì)溫度因子規(guī)定:當(dāng)工作溫度低于30℃時(shí)按照30℃預(yù)計(jì),通過(guò)對(duì)比各預(yù)計(jì)手冊(cè)表明:當(dāng)溫度低于30℃時(shí),溫度因子變化很小,基本可以忽略,只有溫度上升超過(guò)30℃時(shí),其溫度因子變化才逐漸明顯。GJB/Z299C和Telcordia
SR-332手冊(cè)的對(duì)比
此處應(yīng)用分別應(yīng)用SR-332和GJB/Z299C對(duì)一款單相費(fèi)控智能電能表展開(kāi)預(yù)計(jì),其中SR-332的置信度選為90%,預(yù)計(jì)結(jié)果如下表?!煽慷认陆档?5%時(shí)的可靠壽命?!煽慷认陆档?0%時(shí)的可靠壽命。4.3可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)的選擇可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)的選擇主要考慮以下幾個(gè)方面:手冊(cè)適用的行業(yè)、數(shù)據(jù)提出的日期和來(lái)源、預(yù)計(jì)產(chǎn)品所處的階段、預(yù)計(jì)手冊(cè)所包含的元器件類型和環(huán)境類型、可利用資源等??紤]到電子式電能表的商用特點(diǎn)、預(yù)計(jì)操作性的可行性、預(yù)計(jì)手冊(cè)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),還有電表廠家可提供的設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造等信息的因素,對(duì)比以上各預(yù)計(jì)手冊(cè),總結(jié)出目前最適用于電子式電能表可靠性預(yù)計(jì)的預(yù)計(jì)手冊(cè)是TelcordiaSR-332。五、TelcordiaSR-332
可靠性預(yù)計(jì)方法介紹
TelcordiaSR-332預(yù)計(jì)手冊(cè)不僅提供了失效率、標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算方法,還給出了置信度水平的計(jì)算方法。該預(yù)計(jì)手冊(cè)為所有元器件提供了統(tǒng)一的應(yīng)用環(huán)境下的失效率預(yù)計(jì)模型,計(jì)算公式為:其中:—元器件通用是效率;—元器件質(zhì)量因子;—元器件工作電應(yīng)力因子;—元器件工作溫度應(yīng)力因子;—元器件工作環(huán)境因子;TelcordiaSR-332
可靠性預(yù)計(jì)方法介紹標(biāo)準(zhǔn)差也稱均方差,它能反映一個(gè)數(shù)據(jù)集合的離散程度。此處標(biāo)準(zhǔn)差可理解為預(yù)計(jì)的失效率偏離其真實(shí)值的程度。元器件對(duì)應(yīng)的失效率標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式為:以上相應(yīng)的個(gè)參數(shù),都可依據(jù)電子元器件的基本信息,從于SR-332手冊(cè)中查詢得到?!骷ㄓ脴?biāo)準(zhǔn)差;其中:TelcordiaSR-332可靠性預(yù)計(jì)方法介紹
TelcordiaSR-332預(yù)計(jì)手冊(cè)還提供了系統(tǒng)失效率的置信度水平的計(jì)算方法。該手冊(cè)假設(shè)失效率服從G(伽馬)分布,G分布的形狀參數(shù)(shapeparameter)和尺度參數(shù)(scaleparemeter)如求法下:—系統(tǒng)失效率;其中:—系統(tǒng)失效率的標(biāo)準(zhǔn)差;TelcordiaSR-332可靠性預(yù)計(jì)方法介紹當(dāng)形狀參數(shù)不大于100時(shí),采用如下公式計(jì)算置信度:當(dāng)形狀參數(shù)大于100時(shí),采用如下公式計(jì)算置信度:TelcordiaSR-332可靠性預(yù)計(jì)方法介紹在TelcordiaSR-332失效模型的環(huán)境因子中較為敏感的是電應(yīng)力因子。標(biāo)準(zhǔn)中給出了大多數(shù)元器件的通用穩(wěn)態(tài)失效率數(shù)據(jù)列表。對(duì)于電阻、電容等元器件,可直接依據(jù)其材質(zhì)的類別和阻值容量等信息查得其基本失效率。而對(duì)于集成電路,可以依據(jù)其類別的晶體管數(shù)目、容量大小、邏輯門(mén)數(shù)及有源器件類型等信息計(jì)算相應(yīng)的失效率。此處以江蘇林洋電子股份有限公司的DDZY71型單相費(fèi)控智能電能表進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì),并對(duì)各單元進(jìn)行分析其的可靠性,為提高電能表可靠性水平提供了技術(shù)依據(jù)。對(duì)DDZY71型智能電表進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì),所需的電能表元器件詳細(xì)清單、技術(shù)設(shè)計(jì)以及制造工藝均由生產(chǎn)廠家提供??煽啃灶A(yù)計(jì)是根據(jù)RS-332中不同元器件的失效率預(yù)計(jì)模型,結(jié)合元器件的質(zhì)量等級(jí)、制造工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)以及工作時(shí)所承受的電、熱、環(huán)境等應(yīng)力,并考慮該型號(hào)電能表的使用環(huán)境,求得各個(gè)元器件的失效率。
六、預(yù)計(jì)實(shí)例及分析江蘇林洋電子股份有限公司生產(chǎn)的DDZY71型單相費(fèi)控智能電能表作為可靠性預(yù)計(jì)的對(duì)象,該型號(hào)電能表的規(guī)格為“單相、5(60)A、220V、50Hz、1200imp/kWh、2.0級(jí)”。該表的可靠性串聯(lián)模型可依據(jù)其主要的單元結(jié)構(gòu)劃分為以下七個(gè)單元:6.1預(yù)計(jì)實(shí)例
DDZY71型單相費(fèi)控智能電能表各電路單元可靠性預(yù)計(jì)結(jié)果見(jiàn)下表。預(yù)計(jì)實(shí)例DDZY71型單相費(fèi)控智能電能表各單元的失效率所占比重如下圖。預(yù)計(jì)實(shí)例失效率最高的是按鍵與顯示單元,其次是時(shí)鐘、存儲(chǔ)和ESAM單元,以及電源單元。
1)按鍵與顯示單元:該單元的失效率主要來(lái)自LCD顯示器,它的失效率遠(yuǎn)高于其他元器件。雖然該型號(hào)電能表采用了防紫外線的高性能LCD顯示器,但它是電能表中最薄弱的元器件之一,使用環(huán)境中的塵埃、溫度、濕度、腐蝕、紫外線、震動(dòng)等多重外界因素都會(huì)縮短它的使用壽命,其主要失效模式表現(xiàn)為:斷碼、缺碼、殘碼、黑屏等。預(yù)計(jì)實(shí)例
2)時(shí)鐘、存儲(chǔ)和ESAM單元:該單元的失效率主要來(lái)自鋰電池和集成電路。鋰電池也是電能表可靠性最薄弱的環(huán)節(jié)之一
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