2250

Достоверность диагностирования также характеризуется величиной доверительной вероятности. Квадрат величины σ называется дисперсией ошибки. Кроме указанных могут применяться другие показатели точности измерений. Соотношения между различными показателями точности в случае распределения ошибок по нормальному закону представлены в табл. 5.1 /34/.

Таблица 5.1

Соотношения между показателями точности измерений в случае распределения ошибок по нормальному закону

Общая ошибка измерения представляет собой алгебраическую сумму δ сл и δ сист с различными весовыми коэффициентами. Значения весовых коэффициентов зависят от применяемой диагностической системы и условий, в которых производят диагностирование.

Если при подготовке прибора к измерению диагностических параметров выявлены неустранимые случайные ошибки результатов, для учета погрешностей измерений и внесения соответствующих поправок используют методы математической статистики /7, 31, 34/.

5.2. Выбор числа измерений диагностического параметра

Существует много рекомендаций по выбору числа измерений диагностических параметров в серии измерений. С увеличением числа измерений уменьшается ошибка в определении оценок математического ожидания и дисперсии. Задаваясь допустимыми погрешностями этих величин, можно определить необходимое число измерений диагностического параметра /7, 34/.

Очевидно, необходимое число измерений n можно также связать с точностью используемых измерительных средств. Например, если при из-

120

мерении данным прибором ошибка равна δ , нет смысла уменьшать ее за счет увеличения числа замеров.

Если из предварительных исследований известно ориентировочное

значение σ (найденное хотя бы по 15...25 измерениям), то вычисляют отношение

g= δ /σ ,

азатем по этой величине и принятой надежности выборки числа измерений

αиз табл. 5.2 находят необходимое число измерений.

Таблица 5.2

Необходимое число измерений диагностического параметра с учетом принятой надежности выборки α

Если возможная ошибка не указана на шкале или в формуляре, то по значению ее можно принять равной минимальному делению шкалы прибора.

Выполняя оценку полученных значений параметра в одной серии измерений, прежде всего, не следует учитывать заведомо неверные результаты или результаты, содержащие грубые ошибки. Грубые ошибки возникают вследствие нарушения условий диагностирования или в результате невнимательности оператора-диагноста (плохое освещение шкалы прибора, ошибка в записи значения параметра, необоснованное округление измеренной величины параметра). Внешним признаком результата, содержащего грубую ошибку, является его существенное отличие по величине от результатов других измерений. Такие численные значения следует сразу исключить из серии измерений непосредственно в процессе диагностирования, что обеспечит самый эффективный и надежный способ браковки неверных результатов. На таком сравнении основаны и вероятностные методы исключения грубых ошибок по их величине.

121

5.3. Методы исключения грубых ошибок измерения

Как было указано, при получении результата, существенно отличающегося от других результатов в одной серии измерений, необходимо выполнить проверку на возможность его исключения как грубой ошибки измерения.

При известном значении величины σ используют следующий метод исключения грубых ошибок /34/. Подсчитывают среднее арифметическое

значение величины x в серии измерений, исключив значение величины, содержащее предполагаемую грубую ошибку x* ,

x = x1 + x2 +... + xn n

и сравнивают абсолютную величину разности x* − x с величиной

подсчитывается вероятность 1–2Ф(t) c использованием таблицы величин, связанных с интегралом вероятностей Ф(t). Если подсчитанная вероятность окажется достаточно малой, то предполагаемая грубая ошибка не включается в серию измерений. В практике, в зависимости от требования к точности решаемой задачи диагностирования, назначают один из трех уровней α малых вероятностей (табл. 5.3).

Таблица 5.3

Уровни малых вероятностей α для исключения предполагаемых

грубых ошибок в серии измерений

При выбранном уровне α малых вероятностей значение x* считают содержащим грубую ошибку, если для соответствующего отношения t ве-

роятность 1– 2Ф(t) < α . Принято считать, что значение x* содержит грубую ошибку измерения с надежностью вывода Р = 1 – α .

Значение t = t(Р), для которого 1– 2Ф(t) = α и, значит, 2Ф(t) = Р, называют критическим значением отношения (5.1) при надежности Р. Так, если α = 0,01 (1%-ный уровень), то Р = 0,99, критическое значение t = =t(Р) = 2,576 – по таблице величин, связанных с интегралом вероятностей Ф(t). Как только отношение (5.1) станет больше критического значения,

предполагаемая грубая ошибка x* может исключаться из серии измерений с надежностью вывода 0,99.

При неизвестном значении величины σ используют метод исключения грубых ошибок /34/, когда величина σ оценивается приближенно с увеличением числа получаемых результатов в серии измерений. То есть вместо нее применяют эмпирический стандарт

При этом абсолютную величину разности x* − x делят на эмпирический стандарт и полученное отношение

сравнивают с критическими значениями tп(Р) (табл. 5.4).

Таблица 5.4

Критические значения tп(Р) отношения (5.2) для исключения значений x* из серии измерений для числа n приемлемых результатов

Если при данном числе n приемлемых результатов отношение (5.3) оказывается между двумя критическими значениями при надежностях Р1 и Р2 (Р2 > Р1), то с надежностью вывода, большей Р1, считается, что значение

x* содержит грубую ошибку, и его исключают из серии измерений. Следует указать, что если надежность вывода окажется недостаточной,

то это свидетельствует не об отсутствии грубой ошибки, а лишь об отсутствии достаточных оснований для исключения x* из серии измерений.

5.4. Метрологическое обеспечение технического диагностирования

Все технические устройства, используемые при измерении диагностических параметров в соответствии с действующими государственными стандартами, должны иметь нормируемые метрологические характери-

стики. Датчики, АЦП, средства анализа и отображения информации диагностического устройства имеют ряд метрологических характеристик (табл. 5.5) /22/.

Нормативные метрологические характеристики представляются в виде формул, таблиц, графов или чисел в абсолютных или относительных единицах.

Средства диагностирования (диагностическое оборудование), как и любое измерительное оборудование, должны подвергаться аттестации первично, периодически, а также в случае необходимости (подвергаться внеочередной проверке).

Таким образом, чтобы выявить возможные неисправности измерительной системы и предупредить возникновение ошибок, систематически проводят тарировку аппаратуры. Тарировкой (калибровкой) называют проверку диагностического прибора во всем диапазоне измеряемых величин с помощью эталонов. Если в результате тарировки измерительной системы выявлена систематическая ошибка, производят регулировку прибора

125

или другие действия, направленные на ее устранение. В случае неустранимой систематической ошибки результаты тарировки учитывают при обработке результатов измерений – вводят соответствующую поправку.

Первичная метрологическая аттестация проводится с целью выясне-

ния способности диагностического оборудования измерять необходимые параметры с требуемой точностью и стабильностью в течение определенного срока. Кроме того, необходимо установить действительные значения нормативных характеристик (характеристик точности), погрешностей диагностирования и регистрации параметров, а также обеспечить выполнение требований безопасности и охраны окружающей среды.

Периодическая метрологическая аттестация диагностического обо-

рудования проводится в процессе его эксплуатации один раз в три – пять лет (для мотор-тестеров, комплекса автомобильной диагностики КАД-300

– один год).

Внеочередная метрологическая аттестация диагностического обору-

дования проводится при введении его в эксплуатацию после транспортирования, хранения, ремонта или модернизации.

Общая погрешность ∆0 средства диагностирования определяется вы-

ражением

где ∆сист– систематическая составляющая погрешности; ∆сл – случайная составляющая погрешности, вызываемая гистерезисом.

Контрольные вопросы к пятой главе

1.Какой показатель используют в качестве меры точности технического диагностирования?

2.От каких факторов зависит точность и достоверность технического диагностирования?

3.В чем заключается оценка точности результатов на этапах технического диагностирования?

4.В чем заключается сущность оценки качества прогнозирования с использованием показателя kПР ?

5.От каких параметров зависит относительная погрешность измерения δ ?

6.Как определить относительную погрешность измеренияδ в % ?

7.Как классифицируются ошибки, возникающие при измерении диагностических параметров по видам?

8Как учесть влияние случайной погрешности на результат технического диагностирования?

126

9 Какая величина характеризует достоверность технического диагностирования?

10. Какие соотношения характеризуют показатели точности измерений в случае распределения ошибок по нормальному закону?

11 Как определить необходимое число измерений диагностического параметра с учетом принятой надежности их выборки?

Какие методы позволяют обоснованно исключить грубые ошибки из серии измерений?

12.Какие уровни малых вероятностей α рекомендуются для исключения предполагаемых грубых ошибок в серии измерений диагностического параметра?

13.Какие нормируемые метрологические характеристики могут иметь средства технического диагностирования?

14.Какой порядок установлен для метрологической аттестации средств технического диагностирования?

127

Заключение

Теоретические основы технической диагностики СДКМ рассматриваются при изучении дисциплин «Эксплуатация ПТСДМ», «Техническая эксплуатация СДКМ», «Техническая эксплуатация ТТМ», «Диагностика СДКМ» по специальностям «Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование», «Сервис транспортных, технологических машин и оборудования».

Перечень учебников и учебных пособий, отвечающих известным предъявляемым требованиям и изданных за последние годы по изложенным в пособии вопросам, крайне ограничен.

Вучебном пособии достаточно подробно и доступно обобщены материалы по теоретическим основам технической диагностики СДМ и автомобилей, нашедшие отражение в различных библиографических источниках за весь период формирования этой области знаний.

Впервую часть учебного пособия не вошли многие вопросы и специальные методы контроля технического состояния машин, прогнозирования их ресурса, поиска и локализации неисправностей, которые заслуживают особого внимания и рассмотрения, например:

–методики технического диагностирования машин по обобщенным и интегральным параметрам с использованием стендов и комплексов технической диагностики;

–описание сканеров, анализаторов, цифровых и аналоговых приборов и специальных тестеров, методик их использования в технической диагностике СДКМ;

–технологии технического диагностирования агрегатов, механизмов, узлов и систем СДКМ;

–описание и принципы использования в системах технической диагностики СДМ и автомобилей CAN интерфейсов;

–принципы построения и использования универсальных линий технического контроля машин;

–тестирование и сертификация специалистов-диагностов.

Очень кратко рассмотрены методы оценки точности и достоверности технического диагностирования. Все эти и другие не менее важные вопросы и практические рекомендации будут рассмотрены при подготовке к изданию второй и третьей частей учебного пособия.

Авторы заранее выражают признательность за конструктивные предложения и замечания сотрудникам академии, направленные на улучшение содержания первой и других двух частей пособия, которые готовятся к изданию.

128

Библиографический список

1.Аринин И.Н., Коновалов С.И., Баженов Ю.В. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебное пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2004. – 320 с.

2.Беднарский В.В. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник.

–Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 448 с.

3.Бельских В.И. Справочник по техническому обслуживанию и диагностированию тракторов. – М.: Россельхозиздат,1986. − 399 с.

4.Биргер И.А. Техническая диагностика. – М.: Машиностроение, 1978. – 240 с.

5.Борц А.Д., Закин Я.Х., Иванов Ю.В. Диагностика технического состояния автомобиля. – М.: Транспорт, 1979. – 158 с.

6.Бочаров B.C., Волков Д.П. Основы качества и надежности строительных машин: Учебник. – М.: Машиностроение-1, 2003. – 255 с.

7.Вентцель Е. С. Теория вероятностей. – М.: Наука, 1964. – 576 с.

8.Волгин В.В. Диагностика неисправностей легковых автомобилей. – М.: ООО

«Издательство АСТ»; ООО «Издательство Астрель», 2003. – 106 с.

9.Гаврилов К.Л. Практическое руководство по диагностике и ремонту электрооборудования легковых и грузовых автомобилей иностранного и отечественного производства. – М.- Ростов н/Д.: ИКЦ «МарТ», 2005. – 224 с.

10.Данов Б.А. Электронное оборудование иностранных автомобилей. Системы управления двигателем. - М.: Транспорт, 1998. − 76 с.

11.Дедков В.К., Северцев Н.А. Основные вопросы эксплуатации сложных систем: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1976. – 406 с.

12.Диагностика ДВС по обобщенным параметрам: Учебный видеофильм / Н.А. Азюков, В.И. Иванов, В.Н. Кузнецова, Е.А. Рыжих. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2004.

13.Диагностика технического состояния механического оборудования и деталей машин/ Э.Ф. Крейчи, М.М.Матлин, И.М. Шандыбина, М.Я. Иткис – Волгоград: Изд-во ВолгГТУ, 2000.

14.Зорин В.А. Основы работоспособности технических систем: Учебник для вузов. – М.: ООО «Магистр-Пресс», 2005. – 536 с.

15.Зорин В.А.. Бочаров B.C. Надежность машин: Учебник. – Орел: Изд-во ОрелГТУ, 2003. – 549 с.

16.Ивашков И.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин: Учебник. – М.: Машиностроение, 1991. – 400 с.

17.Коншин В.М. Методы и средства диагностирования в системе сервиса строительных и дорожных машин: Учебное пособие. – М.: Изд-во МАДИ (ГТУ), 2004. – 118 с.

18.Косенков А.А. Диагностика неисправностей автоматических коробок передач и трансмиссий. – Ростов н/Д: Феникс, 2003. – 224 с.

19.Макаров Р.А., Соколов А.В. Диагностика строительных машин. – М.: Строй-

издат,1984. – 335 с.

20.Мельников А.А. Теория автоматического управления техническими объектами автомобилей и тракторов: Учебное пособие. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 280 с.

21.Михлин В.М. Управление надежностью сельскохозяйственной техники. – М.:

Колос,1984. − 335 с.

22.Набоких В.А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования автомобилей и тракторов: Учебник. – М.: Изд. центр «Академия», 2004. – 240 с.

129