原子钟的可靠性预测方法及装置制造方法及图纸

本申请提出一种原子钟的可靠性预测方法及装置，该原子钟包括串联的铯束管、光学模块、微波模块、电路模块及电源模块，该方法包括：通过元器件应力分析可靠性预计法分别确定铯束管、光学模块、微波模块、电路模块及电源模块各自的子失效率；根据原子钟所处的环境确定铯束管、光学模块、微波模块、电路模块及电源模块各自的子失效率所对应的质量系数；根据铯束管、光学模块、微波模块、电路模块及电源模块各自的子失效率及对应的质量系数，通过元器件计数可靠性预测法计算原子钟的总失效率。本申请采用元器件计数可靠性预测法和元器件应力分析可靠性预测方法相结合的方式，以实现对串联型的磁选态

【技术实现步骤摘要】
原子钟的可靠性预测方法及装置


[0001]本申请属于原子钟
，具体涉及一种原子钟的可靠性预测方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，可靠性工程现在已成为一门涉及面十分广泛的综合性新兴边缘学科。可靠性工程的目的是在给定的性能、体积、重量、费用、研制周期及其它计划的约束条件下，努力实现和保持系统或各单元的最大可靠性，可靠性预测是实现这一目的的重要手段之一。
[0003]可靠性预测，是在系统(待预测可靠性的产品)的可靠性模型的基础上，利用系统的元器件固有的失效率数据，及其他信息来预测系统及其各单元所能达到的可靠度，或其它相应的可靠性特征量。通常，在系统设计阶段，会进行多次可靠性预测的过程，其也是设计合理化的过程，是把对系统或各单元高可靠性要求的主观愿望与客观设计、制造水平统一起来的过程。
[0004]我国关于可靠性工程的研究起步较晚，可靠性技术在工业、企业中的应用尚不广泛，特别在国内原子钟系统上的应用相对空白。

技术实现思路

[0005]本申请提出一种原子钟的可靠性预测方法及装置，采用元器件计数可靠性预测法和元器件应力分析可靠性预测方法相结合的方式，以实现对串联型的磁选态
‑
光检测铯束原子钟的可靠性进行分析。
[0006]本申请第一方面实施例提出了一种原子钟的可靠性预测方法，所述原子钟包括串联的铯束管、光学模块、微波模块、电路模块及电源模块，所述方法包括：
[0007]通过元器件应力分析可靠性预计法分别确定所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率；
[0008]根据所述原子钟所处的环境确定所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率所对应的质量系数；
[0009]根据所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率及对应的质量系数，通过元器件计数可靠性预测法计算所述原子钟的总失效率。
[0010]可选地，所述根据所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率及对应的质量系数，通过元器件计数可靠性预测法计算所述原子钟的总失效率，包括：
[0011]据所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率及对应的质量系数，按照可靠性预计标准手册规定的下述元器件计数可靠性模型计算所述原子钟的总失效率：
[0012][0013]其中，λ
s
表示原子钟的总失效率，N
i
表示原子钟的第i个模块，λ
Gi
表示第i个模块的子失效率，π
Qi
表示第i个模块的子失效率对应的质量系数。
[0014]可选地，所述质量系数按照所述可靠性预计标准手册中规定的地面一般环境的标准进行选择。
[0015]可选地，所述通过元器件应力分析可靠性预计法分别计算所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率，包括：
[0016]对于所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块的各个元器件，确定所述元器件是否属于可靠性预计标准手册记载的元器件；
[0017]若是，则按照可靠性预计标准手册规定的元器件应力分析可靠性预计模型计算各元器件的工作失效率；若否，则基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数计算各元器件的工作失效率。
[0018]可选地，所述根据所述原子钟所处的环境确定所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率所对应的质量系数，包括：
[0019]根据所述原子钟所处的环境，查找所述可靠性预计标准手册，确定所述原子钟所处的环境下，所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率所对应的质量系数。
[0020]可选地，所述元器件包括第一混合集成电路，且所述第一混合集成电路不属于所述可靠性预计标准手册记载的元器件；
[0021]所述基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数计算各元器件的工作失效率，包括：
[0022]基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数，按照下述公式计算所述混合集成电路的工作失效率：
[0023]λ
p1
＝λ
b1
π
E1
π
Q1
π
T1
[0024]其中，λ
p1
表示所述第一混合集成电路的工作失效率，λ
b1
表示所述第一混合集成电路所用材料的基本失效率，π
E1
表示所述第一混合集成电路的环境系数，π
Q1
表示所述第一混合集成电路的质量系数，π
T1
表示所述第一混合集成电路的温度应力系数。
[0025]可选地，所述元器件还包括第一进口单片集成电路，且所述第一进口单片集成电路不属于所述可靠性预计标准手册记载的元器件；
[0026]所述基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数计算各元器件的工作失效率，包括：
[0027]基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数，按照下述公式计算所述进口单片集成电路的工作失效率：
[0028]λ
P2
＝(C
21
π
T2
+C
22
π
E2
)π
Q2
[0029]其中，λ
p2
表示所述第一进口单片集成电路的工作失效率，C
21
表示该所述第一进口单片集成电路的电路复杂度失效率，C
22
表示所述第一进口单片集成电路的封装复杂度失效率，π
E2
表示所述第一进口单片集成电路的环境系数，π
Q2
表示所述第一进口单片集成电路的质量系数，π
T2
表示所述第一进口单片集成电路的温度应力系数。
[0030]可选地，所述元器件还包括第一电阻，且所述第一电阻不属于所述可靠性预计标准手册记载的元器件；
[0031]所述基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数计算各元器件的工作失效率，包括：
[0032]基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数，按照下述公式计算所述第一电阻的工作失效率：
[0033]λ
P3
＝λ
b3
π
E3
π
Q3
π
R3
[0034]其中，λ
p3
表示所述第一电阻的工作失效率，λ
b3
表示所述第一电阻所用材料的基本失效率，π
E3
表示所述第一电阻的环境系数，π
Q3
表示所述第一电阻的质量系数，π
R3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原子钟的可靠性预测方法，其特征在于，所述原子钟包括串联的铯束管、光学模块、微波模块、电路模块及电源模块，所述方法包括：通过元器件应力分析可靠性预计法分别确定所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率；根据所述原子钟所处的环境确定所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率所对应的质量系数；根据所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率及对应的质量系数，通过元器件计数可靠性预测法计算所述原子钟的总失效率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率及对应的质量系数，通过元器件计数可靠性预测法计算所述原子钟的总失效率，包括：据所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率及对应的质量系数，按照可靠性预计标准手册规定的下述元器件计数可靠性模型计算所述原子钟的总失效率：其中，λ
s
表示原子钟的总失效率，N
i
表示原子钟的第i个模块，λ
Gi
表示第i个模块的子失效率，π
Qi
表示第i个模块的子失效率对应的质量系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述质量系数按照所述可靠性预计标准手册中规定的地面一般环境的标准进行选择。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过元器件应力分析可靠性预计法分别计算所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率，包括：对于所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块的各个元器件，确定所述元器件是否属于可靠性预计标准手册记载的元器件；若是，则按照可靠性预计标准手册规定的元器件应力分析可靠性预计模型计算各元器件的工作失效率；若否，则基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数计算各元器件的工作失效率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述原子钟所处的环境确定所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率所对应的质量系数，包括：根据所述原子钟所处的环境，查找所述可靠性预计标准手册，确定所述原子钟所处的环境下，所述铯束管、所述光学模块、所述微波模块、所述电路模块及所述电源模块各自的子失效率所对应的质量系数。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述元器件包括第一混合集成电路，且所述第一混合集成电路不属于所述可靠性预计标准手册记载的元器件；所述基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数计算各元器件的工作失效率，包括：
基于所述元器件应力分析可靠性预计模型及预设的工艺系数，按照下述公式计算所述混合集成电路的工作失效率：λ
p1
＝λ
b1
π
E1
π
Q1
π
T1
其中，λ
p1
表示所述第一混合集成电路的工作失效率，λ
b1
表示所述第一混合集成电路所用材料的基本失效率，π
E1
表示所述第一混合集成电路的环境系数，π
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延辉，刘畅，
申请(专利权)人：北京大学天津滨海新一代信息技术研究院，
类型：发明
国别省市：