Надійність, довговічність і збереженість резисторів.
Під надійністю резисторів розуміється їх властивість зберігати свою працездатність (провідність, контактування, плавність регулювання) і параметри (опір, рівень шумів і ін.) В межах встановлених норм при певних умовах експлуатації (або випробувань) протягом заданого часу.
Надійність оцінюється за допомогою кількісних показників, для опису яких використовуються методи математичної статистики. Основними параметрами, що характеризують надійність виробу електронної техніки, є ймовірність безвідмовної роботи P (t) на заданий час t і інтенсивність відмов # 955; (t).
Імовірність безвідмовної роботи - це ймовірність того, що в певному режимі експлуатації (або випробувань) протягом заданого часу відмова не відбудеться. Практично ця величина може бути визначена за результатами випробувань резисторів на надійність як відношення числа резисторів N-ni. залишилися справними в інтервалі часу випробувань ti до загальної кількості резисторів N, поставлених на випробування в даному режимі: Pi ≈ (N-ni) / N, де ni - число відмовили резисторів за час ti.
Ступінь надійності резисторів в кожен даний момент часу характеризується інтенсивністю відмов, яка наближено визначається як число відмов # 916; ni за проміжок часу # 916; ti. віднесене до числа резисторів, що залишилися справними до початку аналізованого проміжку часу: # 955; (t) ≈ # 916; ni / [(N-ni) * # 916; ti], де ni - число відмовили резисторів до початку аналізованого проміжку часу. По суті, інтенсивність відмов - це ймовірність відмови в одиницю часу.
Під відмовою резистора розуміється як повне порушення його працездатності, так і погіршення основних параметрів понад встановлених норм. Відповідно до цього відмови класифікуються на повні і умовні (параметричні).
Повна відмова виникає в результаті порушення електричної або механічної міцності резистора і характеризується значним стрибкоподібним зміною його основних параметрів. Зокрема, критеріями повної відмови є перегорання (обрив) струмопровідного елемента, поломка підстави і висновків, втрата контакту між середнім виводом і проводять елементом. Умовний відмова резистора може проявлятися у вигляді догляду одного з параметрів (найчастіше опору) за норми, встановлені в якості критеріїв придатності.
Оскільки ступінь допустимих змін параметрів резисторів, що призводять до порушення працездатності електронної апаратури, різна і залежить від вимог до конкретної електронній схемі, умовні відмови не мають єдиних чисельних критеріїв. Справді, зміна опору резистора в прецизійної апаратури, наприклад, на ± 2% може привести до відмови, але практично не позначиться на роботі схем, де резистори використовуються в якості гасять елементів.
Кількісні показники надійності резисторів, отримані на підставі інформації про їх відмовах в процесі експлуатації електронної апаратури і в результаті спеціальних випробувань статистично обґрунтованих вибірок з продукції, що випускається, мають усереднений характер і є досвідченими значеннями. Отримана таким чином експериментальна оцінка надійності визначена з деякою заданою вірогідністю, т. Е. Ймовірністю того, що показник, що характеризує надійність всієї сукупності резисторів, знаходиться між деякими граничними значеннями, всередині довірчого інтервалу. Розрізняються нижня і верхня довірчі кордону.
Визначення та перевірка параметра надійності резисторів в умовах виробництва здійснюється вибірковим випробуванням в режимі номінальної електричної навантаження при максимальній робочій температурі, при якій технічними умовами допускається розсіювання номінальної потужності. Обсяг вибірки встановлюється в залежності від очікуваного (контрольованого) значень ймовірності безвідмовної роботи, заданих достовірності та очікуваного (приймального) числа відмовили резисторів, які наводяться в документах на поставку (ГОСТ, ТУ). Оскільки параметр надійності визначається з достовірністю, відмінною від 100%, то завжди є ймовірність того, що буде прийнята партія резисторів з рівнем надійності нижче, ніж контрольоване значення (ризик замовника), і буде забракована партія резисторів з рівним або вищим, порівняно з контрольованим значенням, рівнем надійності (ризик постачальника).
Кількісні показники надійності резисторів одного типу, отримані за даними експлуатації та випробувань, неоднакові, Це обумовлено тим, що при експлуатації апаратури на елементи впливає комплекс зовнішніх і внутрішніх факторів, пов'язаних з кліматичними і метеорологічними особливостями експлуатації, реальними режимами роботи систем і умовами їх обслуговування, в той час як при випробуваннях резистори піддаються впливу номінальної електричної і теплової навантажень. Тому вказані в технічних умовах показники надійності резисторів служать для контролю рівня виробництва і не рекомендуються для використання при розрахунку надійності апаратури.
Довговічність резистора - це його властивість довго зберігати працездатність в певних режимах і умовах експлуатації до руйнування або іншого граничного стану. Для визначення встановленої в технічній документації гарантійної напрацювання проводять визначальні випробування резисторів в заданому режимі (зазвичай номінальному) до напрацювання, при якій забезпечується ймовірність безвідмовної роботи не нижче встановленої з заданою вірогідністю. Прийнято обмежувати тривалість випробувань до отримання мінімальної ймовірності безвідмовної роботи не менше 0,8 при достовірності, рівній 0,7-0,9.
Збереженість резисторів - це властивість зберігати задані експлуатаційні показники протягом і після терміну зберігання і транспортування, встановленого в технічній документації. При впливі кліматичних факторів зовнішнього середовища параметри резисторів змінюються і з плином часу можуть перевищити норми, що допускаються технічними умовами. В результаті процесів старіння найбільшому зміни при зберіганні піддаються величина опору і опір ізоляції. Крім того, у дротяних змінних резисторів в результаті корозії може порушуватися контакт рухомий частини з обмоткою.
Кількісно збереженість характеризується гарантованим терміном зберігання. який для більшості типів резисторів становить 12 років. Як критерій при оцінці зберігання може бути прийнята допустима ймовірність відмови за гарантований термін зберігання. Збереженість резисторів в порівнянні з іншими елементами електронної апаратури досить висока. Інтенсивність відмов резисторів при зберіганні на 2-3 порядки нижче, ніж у електровакуумних і напівпровідникових приладів. При цьому більше число відмов припадає, як правило, на композиційні змінні резистори.
Найбільша зміна параметрів резисторів при зберіганні має місце в перший рік зберігання. Подальша зміна, особливо величини опору недротяних резисторів, з певним ступенем точності може бути апроксимувати прямою лінією. Ця обставина дає можливість прогнозувати майбутній стан резисторів. До кінця терміну зберігання зміна величини опору у металодіелектричних резисторів не перевищує 5-6%, у вуглецевих резисторів 10%, у композиційних 10-15% і у дротяних резисторів 1-2. Збереження резисторів на складах проводиться в заводських упаковках. Раніше упаковки виготовлялися з картону і охороняли вони в основному від механічних пошкоджень. В даний час розроблені і впроваджуються у виробництво упаковки з поліетилену та пінопласту, які захищають від впливу вологого середовища. Для тривалого зберігання рекомендується використовувати металеві зупинено коробки.