测量设备及自动化系统可靠性理论PDF电子书下载

目录 1

前言 1

1．导论 1

1.1 可靠性的意义 1

1.2 可靠性的定义 4

2．概率计算 5

2.1 随机事件 5

2.2 事件发生的频率 7

2.3 联合事件的概率 8

2.4 合并事件的概率 9

2.5 布尔函数的简化 11

2.6 串联线路有效及失效概率 14

2.7 并联线路有效及失效概率 15

2.8 串并联线路的有效和失效概率 16

2.9 独立及非独立（相关）故障的区分 17

2.10 拒动作和误动作的区分 18

3.1 概念 20

3.1.1 密度分布函数与累积分布函数 20

3．分布函数 20

3.1.2 分布的矩 22

3.1.3 寿命分布 25

3.2 二项分布 28

3.3 泊松分布 32

3.3.1 由二项分布导出泊松分布 33

3.3.2 由泊松过程导出泊松分布 35

3.3.3 泊松分布的应用；已知参数α，计算事件X的概率 37

3.3.4 已知X时，泊松分布作为参数α的函数 39

3.4.1 密度函数与累积分布函数 40

3.4 高斯分布（正态分布） 40

3.4.2 N（0，1）——标准正态分布 42

3.4.3 正态寿命分布 44

3.4.4 正态分布的平均值和标准偏差的图解法 47

3.4.5 利用正态分布来近似描述二项分布和泊松分布 49

3.5 对数正态分布 51

3.5.1 定义 51

3.5.2 特征值 52

3.5.3 平均值和标准偏差的图解法 55

3.6 指数分布 57

3.6.1 由泊松过程导出指数分布 58

3.6.2 特性 60

3.6.3 图示法 62

3.7 威布尔分布 63

3.7.1 分布函数 63

3.7.2 图示法 64

3.8 独立随机变量和的分布 65

3.8.1 离散随机变量 66

3.8.2 连续随机变量 68

3.8.3 分布相同的随机变量 69

3.8.4 按相同指数分布的随机变量 70

3.9 估计值和置信界限 72

3.9.1 估计值 72

3.9.2 部件失效为正态分布时，平均寿命的置信区间 74

3.9.3 指数寿命分布时故障率的置信区间，定数截尾抽样 77

3.9.4 指数寿命分布时故障率置信区间，定时截尾抽样 80

3.9.5 泊松分布和x2分布之间的关系 82

4．元件故障率 85

4.1 故障类型的区分 85

4.2.1 实验分析 88

4.2 故障率的确定 88

4.2.2 现场使用数据分析 89

4.2.3 新产品故障率 92

4.3 影响故障率的因素 92

4.3.1 预处理和筛选；质量系数 93

4.3.2 学习系数 97

4.3.3 温度影响 98

4.3.4 电负荷 102

4.3.5 环境条件 104

4.4.1 工业标准 105

4.4 故障率数据集 105

4.4.2 美国217军事手册 107

4.4.3 欧洲工业质量与MIL质量 109

4.5 元件质量的鉴定及分级 111

4.5.1 电子元件CECC质量鉴定系统 111

4.5.2 元件质量的分级及检验 111

5．仪器可靠性 113

5.1 功能的保证 113

5.2 负载粗略分析 115

5.4 仪器故障率的计算 118

5.3 运行考验 118

5.5 可识别与不可识别及危险与不危险故障的区分 119

5.5.1 故障等级 119

5.5.2 按故障类别划分总故障率 119

5.6 与安全有关的残存概率和故障概率 122

5.7 考虑维修可用度及不可用度的计算 123

5.7.1 修复率μ 123

5.7.2 可用度和不可用度的计算 124

5.8.1 迟缓或立即识别的故障 127

5.8 考虑故障识别时间 127

5.8.2 可用度及不可用度的计算 129

5.9 与安全有关的可用度及不可用度 130

6．故障效应分析 134

6.1 线性电路故障效应分析 134

6.1.1 故障模式 134

6.1.2 分析的进行 134

6.1.3 结果的处理 137

6.2 数字电路故障效应分析 138

6.2.1 故障模式 139

6.2.2 分析的进行 141

6.2.3 结果的处理 142

7．故障识别 144

7.1 部分功能的连续监视 144

7.2 用检测信号激励；经验方法 145

7.2.1 运行及监测功能的时域分割 145

7.2.2 运行和监测功能的频域分割 149

7.3 用检测信号激励；数字电路最小完整测试集合的确定 150

7.3.1 元件完全故障测试格式 151

7.3.2 由故障矩阵确定逻辑错误的测试格式 156

7.3.3 由逻辑函数确定逻辑错误的测试格式 159

7.4 利用冗余识别故障 162

7.4.1 设备技术性冗余；并行通道的比较 162

7.4.2 分析性冗余；可信度检查 164

7.4.3 信息性冗余 165

7.5 模型识别 166

7.6 故障时安全的部件和系统 166

7.6.1 原则 166

7.6.2 故障时安全的部件 167

7.6.3 故障时安全的磁芯保护系统 170

7.6.4 （2取2）微处理机保护系统 174

7.7 监视单元有效性的计算 175

7.8 多重监视单元的应用 177

7.8.1 总有效性Ctot 177

7.8.2 剩余故障Ctot 177

7.8.3 增加一个监视单元的净灵敏度C1＊的计算 178

7.8.4 平均故障识别时间 178

7.8.5 举例 178

7.8.6 与安全性有关不可用度 179

7.9 监视设备的故障 180

7.10 识别部件中剩余故障的统计测试 183

8．系统的可靠性、可用性及安全性 187

8.1 针对独立故障可通过冗余来保护系统 187

8.1.1 主动冗余的不可维系统 187

8.1.2 被动冗余不可维系统 193

8.1.3 可维冗余系统 195

8.1.3.1 部件修复和系统修复的区别 195

8.1.3.2 部件修复、系统不修复情况 196

8.1.3.3 部件与系统均可修复情况 201

8.1.4 与安全有关的故障概率和不可用度 203

8.2 通过空间分隔，电气隔离和多样化避免相关故障 204

8.2.1 相关故障的原因 205

8.2.2 空间分隔 207

8.2.3 电气隔离 208

8.2.4 多样化 208

8.3 保护系统设计的一般注意事项 210

8.3.1 保护系统与运行系统的分隔 210

8.3.2 不只是面向安全所采取的措施 210

8.3.3 部件保护及设备保护 211

8.3.5 可测试性和可操纵性 212

8.3.4 安全措施的手动或自动启动 212

8.3.6 人为因素 213

9．故障树分析 215

9.1 原理 215

9.2 故障树举例 217

9.3 计算机辅助故障树计算 220

9.4 故障树分析结果 221

附录：表A1至A16 222

参考文献 238