Разработка биометрического комплекса на основе считывания отпечатка пальца, страница 17

5. Убрать палец с сенсора;

6. Изображение отпечатка пальца можно считать переданным на сервер.

11 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ БИОМЕТРИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

На рисунках 4.2 и 4.3 приведена печатная плата разработанного биометрического комплекса с интерфейсом локальной сети. Проведём расчёт надёжности данного устройства.

Надежность системы есть ее свойство сохранять во  времени в установленных пределах значения всех параметров,  характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных  режимах и условиях эксплуатации.

К основным характеристикам надежности устройства относятся: вероятность безотказной работы P(t), общая интенсивность отказов , среднее время наработки на отказ .

Величина интенсивности отказов рассчитывается по следующей формуле.

,                                                            (11.1)

где   - общая интенсивность отказов, ;

                     - интенсивность отказов единичного элемента, ;

                     - количество элементов одной разновидности;

                     - количество разновидностей используемых элементов.

Значения  и  сведены в таблицу 11.1. Величины интенсивностей отказов отдельных элементов выбраны согласно ОСТ4 ГО.202.014 редакция 1-75. Подставив значения, приведённые в таблице 11.1 в формулу 11.1, получим.

Так как справочные данные по интенсивностям отказов являются точечными оценками, необходимо произвести доверительное оценивание интенсивности отказов, определяя нижнюю   и верхнюю  границы доверительного интервала. Для этого среднеквадратичное отклонение справочных данных определяется ориентировочно по следующей формуле.

,                                                                       (11.2)

где    - среднеквадратичное отклонение от справочных данных;

                          - интенсивность отказов единичного элемента, .

Результаты расчета по формуле 11.2 сведены в таблицу 11.2.

Среднеквадратичное отклонение суммарной интенсивности отказов рассчитывается по следующей формуле.

Доверительные оценки интенсивности отказов рассчитываются по следующим формулам.

Зная величину общей интенсивности отказов можно рассчитать значение среднего времени наработки на отказ.

 (31 год)

Среднее время наработки на отказ составляет 31 год.

Под вероятностью безотказной работы изделия P(t)  понимается вероятность того,  что оно будет сохранять свои параметры в пределах заданных допусков в течение определённого промежутка времени и при определенных условиях эксплуатации. Величина вероятности безотказной работы рассчитывается по следующей формуле.

 ,                                                (11.3)

где   P – вероятность безотказной работы;

                         - общая интенсивность отказов, ;

                        t – время непрерывной работы устройства, час (t = 24 часа).

Рассчитаем  величины вероятностей безотказной работы комплекса за 24 часа на границах доверительного интервала.

В таблице 11.3 приведены значения, отображающие изменение параметра вероятности безотказной работы в течение времени наработки на отказ. По полученным результатам построен график (рисунок 11.1).

Таблица 11.1 - Значения интенсивностей отказа для типовых элементов

Наименование элемента	Количество элементов	Интенсивность отказов единичного элемента	Общая интенсивность отказов
Микроконтроллер	1	0,64	0,64
Датчик FPC1010	1	0,214	0,214
Кварцевый  Резонатор	1	1,9	1,9
Светодиод	2	0,1	0,2
Резистор 0,125 Вт	9	0,007	0,063
Конденсатор керамический	3	0,07	0,21
Кнопка	2	0,007	0,014
Соединитель штепсельный(учитываются все задействованные штыри разъемов)	32	0,0062	0,1984
Печатный монтаж	67	0,001	0,067
Соединительные провода	7	0,001	0,007
Пайки	160	0,001	0,160