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Wie zuverlässig sind magnetische Drehgeber?

Die RM22, RE22, RM36, RE36 Systeme basieren allesamt auf gängiger Hall-Sensor-Technologie. Die Zuverlässigkeit dieser Sensoren wurde anhand von Lebensdauertests mit erhöhten Beanspruchen, wie unten beschrieben, berechnet.

40, auf kleinen Leiterplatten installierte Sensoren wurden verschiedenen Belastungstests ausgesetzt, bei denen Temperatur, Dauer und Spannung verändert wurden.Alle Chips wurden zwischen den Belastungstests überprüft.

Belastungstest:

  • Anzahl geprüfter Teile = 40
  • Gesamtzeit unter Belastung = 1932 Stunden
  • Ausfälle = 0

Einzelschritte des Testverfahrens:

 

Schritt

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Temperatur [°C]

125

140

150

160

170

140

150

160

170

160

Versorgungsspannung [V]

5

5

5

6

6

6

5

5

5

5

Zeit [Stunden]

95

21

22

22

114

168

166

164

160

1000

 

Zuverlässigkeit – statistische Berechnungen

Annahmen:

  • Die beiden häufigsten Gründe für Leistungseinbußen:
    • Verschlechterung der Oxidschicht (Aktivierungsenergie = 0,5 eV)
    • Verringerung der Metallisierung (Aktivierungsenergie = 1 eV)
  • Die Gründe für Leistungseinbußen der Chips bleiben bei allen Belastungszyklen unverändert.

 

 

Ausfälle / 105 Jahre

Wahrscheinlichkeit

60%

90%

Aktivierungsenergie

0.5 eV

1 eV

0.5 eV

1 eV

Temperatur bei Belastung

85 °C

673

39

1691

100

125 °C

3381

1025

8532

2584

 

Mittlere Lebensdauer (MTTF)) Jahre / Ausfall

Wahrscheinlichkeit

60%

90%

Aktivierungsenergie

0.5 eV

1 eV

0.5 eV

1 eV

Temperatur bei Belastung

85 °C

149

2564

59

1000

125 °C

30

98

12

39

 

Zum Beispiel:

Im schlimmsten Fall können wir mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % prognostizieren, dass bei einer Aktivierungsenergie von 1 eV und einer Temperatur von 125 °C ungefähr 2 584 Betriebsausfälle in 100 000 Jahren eintreten werden. Die mittlere Lebensdauer MTTF (Mean Time To Failure) ergibt bei denselben Parametern einen möglichen Ausfall in 39 Jahren.

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