Программа дисциплины «Методы и устройства испытания ЭВС»

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Факультет «Радиоэлектроники и телекоммуникаций»

Программа дисциплины «Методы и устройства испытания ЭВС»

для специальности 220500 «Проектирование и технология ЭВС» подготовки специалиста.

Автор программы:

, к. т.н., профессор, *****@***ru, *****@***ru

Одобрена на заседании кафедры Радиоэлектроники и телекоммуникации «___»____________ 2012 г

Зав. кафедрой

Рекомендована секцией УМС [Введите название секции УМС «___»____________ 2012 г

Председатель [Введите ]

Утверждена УС факульте «Радиоэлектроники и телекоммуникаций» «___»_____________2012 г.

Ученый секретарь [Введите ] ________________________ [подпись]

Москва, 2012

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

1.  Цели и задачи дисциплины.

1.1.  Изучение влияния внешних и внутренних факторов, воздействующих на ЭВС, при их эксплуатации, транспортировании и хранении с целью обоснованного выбора конструктивных мер защиты от внешних воздействующих факторов на этапах проектирования и испытания.

1.2.  Изучение принципов и задач испытаний ЭВС и их теоретическое обоснование на основе классических положений теоретической механики, термодинамики и аэрогидромеханики позволяющих обеспечивать эффективность и качество проектируемых ЭВС.

1.3.  Изучение методов и средств испытаний широкого класса ЭВС на тепловые и механические воздействия с учетом назначения и условий эксплуатации, взаимного влияния конструктивных и электрических параметров, требований нормативно-технической документации, включая отраслевые стандарты.

1.4.  Изучение инженерных методов тестового диагностирования ЭВС, статистической обработки результатов испытаний, проведение инженерных оценок систем вибро и тепло защиты и комплексного анализа тепловых и вибрационных характеристик, основанном на электротепловом и электромеханическом моделировании с применением ЭВМ и САПР.

1.5.  Овладение практическими навыками в области испытаний ЭВС, автоматизации тестового диагностирования ЭВС, разработки документации по результатам проведения испытаний на надежность, измерения параметров воздействующих факторов, тепловых и механических поверочных расчетов с использованием нормативно-технической и справочной документации, отраслевых стандартов и др.

1.6.  Овладение практическими навыками в области планирования испытаний ЭВС.

2.  Требования к уровню освоения содержания дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

2.1. Основные знания, приобретаемые студентами при изучении дисциплины.

·  виды внешних и внутренних дестабилизирующих факторов и характер их воздействия на ЭВС при их эксплуатации, транспортировании и хранении;

·  методы испытаний ЭВС на действие внешних и внутренних дестабилизирующих факторов;

·  методы и средства испытаний ЭВС и их теоретическое обоснование, основанное на классических положениях теоретической механики, термодинамики и теории планирования эксперимента;

·  управление результатами обработки ипытаний, анализ и выводы направленные на реализацию конструктивных мер по обеспечению защиты ЭВС от тепловых и механических воздействий с учетом взаимного влияния конструкционных и электрических параметров;

·  методы автоматизации тестового диагностирования ЭВС

2.2. Основные умения, приобретаемые студентами при изучении дисциплины.

·  умение анализировать параметры внешних и внутренних воздействующих факторов, обосновывать выбор конструктивных мер защиты ЭВС, выполнив соответствующие конструктивные оценки;

·  умение проводить испытания ЭВС на различные виды воздействующих факторов, включая механические и тепловыес использованием современных измерительных средств и испытательного оборудования;

·  умение обрабатывать результаты испытаний используя основные положения теории вероятностей, теоретической механики и термодинамики с применением электротеплового и электромеханического моделирования; умение испрользовать в проведении испытаний и обработке результатов ЭВМ и элементы САПР;

·  умение сопоставлять результаты испытаний с требованиями ISO и других станрдартов;

·  умение практически использовать результаты испытаний и на их основе разрабатывать нормативно-техническую и конструктивно-технологическую документацию с использованием стандартов ISO, ОСТов, ГОСТов и др.

·  осуществлять сбор, отработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по вопросам испытания ЭВС;

·  изучать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области испытаний ЭВС;

·  осуществлять разработку методик испытания новых ЭВС;

·  проводить экспериментальные исследования конструкций ЭВС с целью их модернизации или создания новых конструкций;

·  технические характеристики и экономические показатели лучших отечественных и зарубежных образцов конструкций ЭВС;

·  технические требования, предъявляемые к готовой продукции;

·  специальную научно-техническую и патентную литературу по тематике исследований и разработок;

3.  Объем дисциплины и вид учебной работы.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
7	8	9	10
Общая трудоемкость дисциплины	160	54	88
Аудиторные занятия
Лекции (Л)	72	36	36
Практические занятия (ПЗ)	18		18
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	36	18	18
И (или) другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа
Курсовой проект (работа)		18
Расчетно – графические работы
Реферат
И (или) другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточного контроля (контрольная работа)		1	1
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Зачет Экзамен	Зачет	Экзамен

(В первой графе таблицы указываются виды аудиторных и самостоятельных занятий студентов. Во второй графе указывается общая трудоемкость дисциплины в соответствии с ГОС ВПО, объем аудиторных и самостоятельных занятий – в соответствии с примерным учебным планом. В третьей графе указываются номера семестров, в которых предусматривается каждый вид учебной работы и вид итогового контроля по дисциплине).

4.  Содержание дисциплины

4.1.  Разделы дисциплины и виды занятий

		Аудиторные занятия
№п/п	Раздел дисциплины	лекции	ПЗ (или С)	ЛР
1.	Факторы, воздействующие на электронные средства. Проблемы испытаний.	10	2
2.	Основы теории испытаний электронных средств.	6
3.	Испытания электронных средств и механические воздействия.	14	4	12
4.	Испытания электронных средств и климатические воздействия.	16	4	12
5.	Испытания на биологические, коррозионно-активные и технологические воздействия.	6		8
6.	Испытания электронных средств на воздействие космической среды и радиационные воздействия.	6	2
7.	Испытания электронных средств на надежность.	6	2	4
8.	Статистическая обработка результатов испытаний электронных средств.	4	2
9.	Автоматизация и обеспечение испытаний электронных средств. Автоматизированная система испытаний и ее информационная модель.	4	2

(В таблице названия разделов указываются в соответствии с обязательным минимумом содержания, изложенным в ГОС ВПО. В графах, обозначающих предусмотренные виды занятий проставляется «*»)

4.2.  Содержание разделов дисциплины (указывается название каждого раздела, количество часов, отводимое на изучение, и его содержание).

		Аудиторные занятия
№п/п	Раздел дисциплины и его содержание	лекции	ПЗ (или С)	ЛР
Раздел 1. Факторы, воздействующие на электронные средства. Проблемы испытаний.
1.	Общие сведения о воздействующих факторах на ЭВС.	2
2.	Классификация воздействий. Виды и классификация воздействующих факторов.	2
3.	Классификации внешних воздействующих факторов и требования действующих стандартов.	2
4.	Механические, климатические, радиационные, электромагнитные и др. воздействующие фактор. Причины образования и характеристики.	2
5.	Необходимость и проблемы испытаний ЭВС.	2	2
Раздел 2. Основы теории испытаний электронных средств.
1.	Некоторые понятия теории вероятностей, применяемые при испытаниях ЭВС	2
2.	Выборочный метод испытаний. Основные характеристики. Классификация испытаний.	2
3.	Проведение лабораторных и стендовых испытаний. Программа испытаний ЭВС. Методика испытаний.	2
Раздел 3. Испытания электронных средств и механические воздействия.
1.	Основные характеристики и виды механических воздействующих факторов. Основные принципы защиты ЭВС от механических воздействий.	2		4
2.	Анализ основных требований, предъявляемых к ЭВС при вибрационных воздействиях.	2
3.	Анализ частотной зависимости амплитуды колебаний ЭВС и разработка практических рекомендаций. Методика оценки ЭВС на виброустойчивость.	2
4.	Испытания на вибропрочность и виброустойчивость. Обзор методов и средств защиты ЭВС от вибрационных воздействий.	2	2	4
5.	Воздействие ударной нагрузки. Методы оценки удароустойчивости ЭВС с применение различных средств защиты. Испытания на ударопрочность и удароустойчивость.	2
6.	Воздействие линейной нагрузки. Унифицированные и неунифицированные виброизоляторы. Виды, типоразмеры, области применения и условия эксплуатации.	2		4
7.	Воздействие акустического шума. Методы и средства испытаний на акустические воздействия.	2	2
Раздел 4. Испытания электронных средств и климатические воздействия.
1.	Методология климатических испытаний. Внешние и внутренние тепловые воздействия. Принципы обеспечения заданных тепловых режимов ЭВС.	2		4
2.	Воздействие пониженной и повышенной температуры среды. Изменение температуры и термоудар.	2
3.	Основы проектирования способов и средств защиты ЭВС от термических воздействий. Виды теплопередачи. Основные законы тепло-массообмена в ЭВС.	2	2	4
4.	Методы оценки эффективности средств обеспечения заданного теплового режима. Рекомендации по использованию средств обеспечения заданного теплового режима.	2	2	4
5.	Воздействие повышенной влажности. Воздействие повышенного и пониженного атмосферного давления.	2
6.	Воздействие солнечного излучения. Воздействие песка и пыли. Воздействие атмосферы содержащей агрессивные среды.	2
7.	Воздействие повышенного гидростатического давления. Испытания на герметичность	2
8.	Комплексные климатические воздействия. Основы методологии проведения комплексных климатических испытаний.	2
Раздел 5. Испытания на биологические, коррозионно-активные и технологические воздействия.
1.	Биологические воздействия на ЭВС. Испытания на грибоустойчивость. Методы испытаний и оборудование.	2
2.	Коррозионно-активное воздействие на ЭВС. Испытания на коррозионно-активное воздействие. Оценка коррозионной стойкости.	2		4
3.	Технологические воздействия на ЭВС. Испытания на воздействие газовых сред заполнения. Испытания на теплостойкость при пайке узлов ЭВС.	2		4
Раздел 6. Испытания электронных средств на воздействие космической среды и радиационные воздействия.
1.	Воздействие криогенных и высоких температур на элементы конструкций ЭВС. Воздействие потоков корпускулярных частиц на покрытия космических ЭВС.	2
2.	Радиационные пояса Земли. Защита ЭВС от действия радиационных поясов Земли. Специальные виды космических испытаний.	2
3.	Радиационные воздействия на ЭВС. Воздействие на ЭВС радиоактивного излучения. Количественные характеристики радиоактивного излучения. Организация защиты от радиационных излучений. Радиационные испытания ЭВС.	2	2
Раздел 7. Испытания электронных средств на надежность.
1.	Количественные показатели надежности. Средняя наработка изделия до отказа и вероятность безотказной работы. Интенсивность отказов.	2
2.	Планирование испытаний на надежность. План контроля. Планирование по приемочному и браковочному уровням.	2
3.	Методы планирования испытаний на надежность. Параметры-критерии годности при испытании на надежность. Испытания на долговечность и сохраняемость. Ускоренные испытания.	2	2	4
Раздел 8. Статистическая обработка результатов испытаний электронных средств.
1.	Влияние точности измерительных средств на результаты испытаний. Критерии исключения выбросов ПКГ при статистической обработке результатов испытаний. Графические методы представления экспериментальных данных.	2
2.	Аттестация средств испытаний. Цели и задачи аккредитации испытательных лабораторий. Основополагающие стандарты по испытаниям изделий на воздействие внешних факторов. Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов.	2	2
Раздел 9. Автоматизация и обеспечение испытаний электронных средств. Автоматизированная система испытаний и ее информационная модель.
1.	Принцип построения центральной испытательной станции. Разработка автоматизированной системы испытаний.	2
2.	Техническое, математическое, программное, информационное и организационное обеспечение АСИ. Экономическая эффективность применения АСИ.	2	2

4.3.  Понедельный план проведения занятий - лекционных и практических.

№	Теория	Практикум	Контроль	Консультации
нед	Разделы	Часы	Вид	Часы	Вид	Часы	Вид	Часы
Тема 1 Факторы, воздействующие на электронные средства. Проблемы испытаний
1	Общие сведения о воздействующих факторах на ЭВС.	2.0
2	Классификация воздействий. Виды и классификация воздействующих факторов	2.0
3	Классификации внешних воздействующих факторов и требования действующих стандартов.	2.0
4	Механические, климатические, радиационные, электромагнитные и др. воздействующие фактор. Причины образования и характеристики.	2.0	Семинар №1	2.0
5.	Необходимость и проблемы испытаний ЭВС.	2.0
Тема 2 . Основы теории испытаний электронных средств.
6	Некоторые понятия теории вероятностей, применяемые при испытаниях ЭВС	2.0
7	Выборочный метод испытаний. Основные характеристики. Классификация испытаний.	2.0
8	Проведение лабораторных и стендовых испытаний. Программа испытаний ЭВС. Методика испытаний.	2.0
Тема 3 Испытания электронных средств и механические воздействия.
9	Основные характеристики и виды механических воздействующих факторов. Основные принципы защиты ЭВС от механических воздействий.	2.0
10	Анализ основных требований, предъявляемых к ЭВС при вибрационных воздействиях.	2.0
11	Анализ частотной зависимости амплитуды колебаний ЭВС и разработка практических рекомендаций. Методика оценки ЭВС на виброустойчивость.
12	Испытания на вибропрочность и виброустойчивость. Обзор методов и средств защиты ЭВС от вибрационных воздействий.		Семинар №2	2.0
13	Воздействие ударной нагрузки. Методы оценки удароустойчивости ЭВС с применение различных средств защиты. Испытания на ударопрочность и удароустойчивость.
14	Воздействие линейной нагрузки. Унифицированные и неунифицированные виброизоляторы. Виды, типоразмеры, области применения и условия эксплуатации.		Семинар №3	2.0
15	Воздействие акустического шума. Методы и средства испытаний на акустические воздействия.
Тема 4 Испытания электронных средств и климатические воздействия
16	Методология климатических испытаний. Внешние и внутренние тепловые воздействия. Принципы обеспечения заданных тепловых режимов ЭВС.	2.0
17	Воздействие пониженной и повышенной температуры среды. Изменение температуры и термоудар.	2.0	Семинар №4	2.0
18	Основы проектирования способов и средств защиты ЭВС от термических воздействий. Виды теплопередачи. Основные законы тепло-массообмена в ЭВС.	2,0
19	Методы оценки эффективности средств обеспечения заданного теплового режима. Рекомендации по использованию средств обеспечения заданного теплового режима.	2.0	Семинар №5	2.0
20	Воздействие повышенной влажности. Воздействие повышенного и пониженного атмосферного давления.	2.0
21	Воздействие солнечного излучения. Воздействие песка и пыли. Воздействие атмосферы содержащей агрессивные среды.	2.0
22	Воздействие повышенного гидростатического давления. Испытания на герметичность	2.0
23	Комплексные климатические воздействия. Основы методологии проведения комплексных климатических испытаний.	2.0
Тема 5. Испытания на биологические, коррозионно-активные и технологические воздействия.
24	Биологические воздействия на ЭВС. Испытания на грибоустойчивость. Методы испытаний и оборудование.	2.0
25	Коррозионно-активное воздействие на ЭВС. Испытания на коррозионно-активное воздействие. Оценка коррозионной стойкости.	2.0
26	Технологические воздействия на ЭВС. Испытания на воздействие газовых сред заполнения. Испытания на теплостойкость при пайке узлов ЭВС.	2.0
Тема 6. Испытания электронных средств на воздействие космической среды и радиационные воздействия.
27	Воздействие криогенных и высоких температур на элементы конструкций ЭВС. Воздействие потоков корпускулярных частиц на покрытия космических ЭВС.	2.0				2.0
28	Радиационные пояса Земли. Защита ЭВС от действия радиационных поясов Земли. Специальные виды космических испытаний.	2.0	Семинар №6	2.0
29	Радиационные воздействия на ЭВС. Воздействие на ЭВС радиоактивного излучения. Количественные характеристики радиоактивного излучения. Организация защиты от радиационных излучений. Радиационные испытания ЭВС.	2.0
Тема 7. Испытания электронных средств на надежность.
30	Количественные показатели надежности. Средняя наработка изделия до отказа и вероятность безотказной работы. Интенсивность отказов.	2.0
31	Планирование испытаний на надежность. План контроля. Планирование по приемочному и браковочному уровням.	2.0	Семинар №7	2.0
32	Методы планирования испытаний на надежность. Параметры-критерии годности при испытании на надежность. Испытания на долговечность и сохраняемость. Ускоренные испытания.	2.0
Тема 8 Статистическая обработка результатов испытаний электронных средств.
33	Влияние точности измерительных средств на результаты испытаний. Критерии исключения выбросов ПКГ при статистической обработке результатов испытаний. Графические методы представления экспериментальных данных.	2.0
34	Аттестация средств испытаний. Цели и задачи аккредитации испытательных лабораторий. Основополагающие стандарты по испытаниям изделий на воздействие внешних факторов. Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов..	2.0	Семинар №8	2.0
Тема 9 Автоматизация и обеспечение испытаний электронных средств. Автоматизированная система испытаний и ее информационная модель.
35	Принцип построения центральной испытательной станции. Разработка автоматизированной системы испытаний.	2.0
36	Техническое, математическое, программное, информационное и организационное обеспечение АСИ. Экономическая эффективность применения АСИ.	2.0	Семинар №9	2.0
					Зачет
					Экзамен

Семинар №1 «Виды воздействующих факторов. Методы испытаний

Семинар №2 «Приобретение заряда космическим летательным аппаратом и защита от него.

Семинар №3 «Испытания на вибропрочность и виброустойчивость. Защита ЭВС от механических воздействий.

Семинар №4 «Температурные испытания. Оценка тепловых режимов полупроводниковых узлов (теплоотвод-полупроводниковый прибор).

Семинар №5 «Методы оценки эффективности средств обеспечения заданного теплового режима ЭВС».

Семинар №6 «Защита ЭВС от действия радиационных поясов Земли. Специальные виды космических испытаний».

Семинар №7 «Практика проведения испытаний на надежность. Планирование испытаний»

Семинар №8 «Стандарты и практика испытаний ЭВС на воздействие внешних факторов».

Семинар №9 «Основы метрологии при испытаниях ЭВС. Приборы, стенды и оборудование».

5.  Лабораторный практикум.

№п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ
1.	3	Исследование тепловых режимов конструкций блоков ЭВС. Испытания ЭРЭ на тепловые воздействия.
2.	3	Исследование основных принципов защиты ЭВС от вибрационных воздействий. Испытания ЭВС на вибрационные воздействия.
3.	3	Изучение воздействия ударных нагрузок на конструкции ЭВС. Испытания ЭВС на ударные воздействия.
4.	4	Исследование усталостных характеристик выводов ЭРЭ ЭВС.
5.	4	Исследование эффективности конструкций теплоотводов при охлаждении полупроводниковых приборов.
6.	5	Исследование процесса теплопередачи.
7.	5	Исследование влияния конструкций теплоотводов на тепловой режим полупроводниковых приборов.
8.	7	Исследование эффективности средств охлаждения элементов и узлов ЭВС.

6.  Учебно–методическое обеспечение дисциплины.

6.1.  Рекомендуемая литература.

а) Основная литература:

Учебно-методическое обеспечение дисциплины включают конспект лекций на машинном носителе, выполненный в виде гипертекстового документа и методические указания к лабораторно-конструкторскому практикуму.

б) Дополнительная литература:

, "Технология испытаний микроэлементов радиоэлектронной аппаратуры и интегральных микросхем". М. Радио и связь, 1980. "Методы и устройства испытаний РЭВС и ЭВС". М. Радио и связь,1991. , , "Испытания радиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование". М. Радио и связь, 1987. "Контроль и испытания радиоаппаратуры". М. Радио и связь, 1970. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т..- М, Машиностроение,1978 Карпушин и удары в радиоаппаратуре.-М, Сов. радио,1971. Ильинский РЭА и прецизионного оборудования от динамических воздействий,-М, Радио и связь,1982. Суровцев радиоэлектронной аппаратуры,-М, Сов. радио,1974. ,,Фролрв воздействия и защита радиоэлектронной аппаратуры,-М, Радио и связь,1984. Дульнев - и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре:Учебник для вузов,-М, Высшая школа,1984. ,Спокойный тепловых режимов при конструировании РЭА,-М, Сов. радио,1976. , Тарновский режимы электронной аппаратуры, М, Энергия,1971. Краус электронного оборудования,- М, Энергия, 1971. , Михеева теплопередачи,-М, Энергия,1973. ,Чепиженко радиационной стойкости аппаратуры связи,-М. Радио и связь,1983. , Бриджест Дж. Э., Майлетта Дж. Электромагнитный импульс и методы защиты: Пер. с англ.,-М. Атомиздат,1979. Грачев водействия и защита космической РЭА,-М, изд. МИЭМ,1985. Испытания радиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование: под ред. ,-М, Радио и связь,1987.

6.2.  Средства обеспечения дисциплины включают в себя:

·  текст лекций для сетевых технологий обучения в виде HTML-документа;

·  программы по расчету тепловых режимов полупроводниковых узлов и типовых конструкций блоков.

7.  Материально – техническое обеспечение дисциплины реализовано в специализированной учебной лаборатории «Защита от дестабилизирующих воздействий и испытания ЭВС».

8.  Методические рекомендации по организации изучения дисциплины (включаются в программу по усмотрению разработчиков).

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности) 654300 Проектирование и технология электронных средств