传感器可靠性分析

r (t ) F (t ) N n(t ) R (t ) N
dR( t ) ( t )dt R( t ) t R(t ) exp[ (t )dt ]
0
(当 为常数时）
R(t ) et (记住)
（常用的指数分布可靠度函数）
dr( t ) dR( t ) N dt dt
试计算该产品十年使用期内的可靠度和失效前平均时 间。
R(t ) e
0
t
R(10) e
t
0.00110
0.99
t R(t )dt
0
1 e dt 1000年 0.001
1
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。
源自文库
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 ), C相对湿度不 大于5％，大气压力为7kPa的情况。

• 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。
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 ) 1 R(t )
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。
r (t ) ˆ (t ) n(t ) t
(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。
5.失效率、可靠度与失效（寿命）概率密度f(t)
R( t ) 1 F ( t )
r (t ) 1 dr (t ) (t ) n(t ) t n(t ) dt
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 t t | T t ) t 0 t

经分部积分后也可求得
R(t ) e
t
t
t R(t )dt e
0 0


dt (掌握 )
1

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 ) e
t r
r
例：某电子产品有一恒定的失效率
0.001失效 / 年
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
r (t ) ˆ (t ) n(t ) t
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：
F( t ) 1 e
t
dF ( t ) dR( t ) f (t ) dt dt f (t ) ( t )t R( t )
6.平均寿命
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 dF ( t ) dR( t ) f (t ) t E(t) tf(t)dt dt dt 0
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。