Метрологическая надежность средств измерений

Цель работы: 1.Изучение основных понятий теории метрологической надежности.

2.Изучение факторов, вызывающих изменения метрологических характеристик.

3.Изучение методов определения продолжительности межповерочных интервалов средств измерений.

Методы изучения:

1) практический – в лаборатории кафедры;

2) теоретический – по учебной литературе.

Задание

Лабораторное задание выполняется в лаборатории университета

1. Ознакомиться, пользуясь теоретическими положениями темы, с основными понятиями теории метрологической надежности.

2. Изучить методы прогнозирования метрологических отказов средств измерения при эксплуатации.

Домашнее задание

1. Оформить отчет в соответствии с заданием.

2. По учебной литературе и конспекту лекций изучить соответствующий раздел.

3. Решить тестовые задания по рассматриваемой теме (Приложение 1,тема №3), представленные в приложении данных методических указаний.

4. Ответить на контрольные вопросы:

4.1.Что такое отказ средства измерения? Чем отличается метрологический отказ от неметрологического?

4.2.Сформулируйте определение метрологической исправности средства измерения.

4.3.Что такое метрологическая надежность средств измерения?

4.4.Дайте определение стабильности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости средств измер6ений.

4.5.Чем вызвано изменение во времени метрологических характеристик средств измерений? Каким образом могут быть математически описаны эти измерения?

4.6.Назовите основные показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости средств измерений.

4.7.Что называется межповерочным интервалом?

4.8.Какие способы выбора межповерочных интервалов существуют?

4.9.Задача: для электромеханических приборов магнитоэлектрической системы класса точности 0,5 глубина ремонта составляет с=0,3 …0,4; частота метрологических отказов на момент изготовления ω₀=0,11 год^-1, ускорение процесса старения а=0,19 год^-1. Определите срок службы таких приборов и общее число отказов.

Библиографический список

1. Сергеев А.Г, Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учеб. пособие. – Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Логос, 2005. – с. 177 - 191.

2. Шустов Ю.С., Плеханова С.В. Основы метрологии и измерительные приборы в текстильной промышленности. Учеб. пособие. – М.: МГТУ им. Косыгина, 2005. – 141 с.

Основные теоретические положения для освоения материала темы

1. Основные понятия теории метрологической надежности

В процессе эксплуатации метрологические характеристики и параметры средств измерений претерпевают изменения. Эти изменения носят случайный монотонный или флуктуирующий характер и приводят к отказам, т.е. невозможности средством измерения выполнять свои функции. Отказы делятся на неметрологические и метрологические.

Неметрологические отказы – отказы, обусловленные причинами, не связанными с изменением метрологических характеристик средства измерения. Они носят главным образом явный характер, проявляются внезапно и могут быть обнаружены без проведения поверки.

Метрологические отказы – отказы, вызванные выходом метрологических характеристик из установленных допустимых границ. Они происходят значительно чаще, чем неметрологические.

Метрологические отказы подразделяют на внезапные и постепенные.

Внезапные метрологические отказы – отказы, характеризующиеся скачкообразным изменением одной или нескольких метрологических характеристик. Эти отказы в силу их случайности невозможно прогнозировать. Их последствия (сбой показаний, потеря чувствительности и т.п.) легко обнаруживаются в ходе эксплуатации прибора, т.е. по характеру проявления они являются явными. Их особенностью является постоянство во времени их интенсивности. Это дает возможность применять для анализа этих отказов классическую теорию надежности.

Постепенные метрологические отказы – отказы, характеризующиеся монотонным изменением одной или нескольких метрологических характеристик. По характеру проявления постепенные отказы являются скрытыми и могут быть выявлены только по результатам периодического контроля средств измерения.

Метрологическая исправность средства измерения – состояние средства измерения, при котором все нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям.

Метрологическая надежность средства измерения – способность средства измерения сохранять метрологическую исправность в течение заданного времени при определенных режимах и условиях эксплуатации.

Современная теория надежности ориентирована на изделия, обладающие двумя характерными состояниями: работоспособное и неработоспособное.

Понятие метрологического отказа является в известной степени условным, поскольку определяется допуском на метрологические характеристики, который в общем случае может меняться в зависимости от конкретных условий. Зафиксировать точное время проявления отказа невозможно, в то время как явные отказы, с которыми оперирует классическая теория надежности, могут быть обнаружены в момент их возникновения.

Метрологическая надежность средства измерения является обобщенным понятием, включающим стабильность, безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Стабильность средства измерения – качественная характеристика, отражающая неизменность во времени его метрологических характеристик. Она описывается временными зависимостями параметров закона распределения погрешности. Стабильность несет информацию о постоянстве метрологических свойств средства измерения. Это как бы его «внутреннее» свойство.

Метрологическая надежность – является «внешним» свойством, поскольку зависит как от стабильности, так и от точности измерений и значений используемых допусков.

Безотказность средства измерения – свойство средства измерения непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени. Она характеризуется двумя состояниями: работоспособным и неработоспособным. Отказ является случайным событием, связанным с нарушением или прекращением работоспособности средства измерения.

Долговечность средства измерения – способность средства измерения сохранять свое работоспособное состояние до наступления предельного состояния.

Работоспособное состояние средства измерения – это такое состояние средства измерения, при котором все его метрологические характеристики соответствуют нормированным значениям.

Предельное состояние средства измерения – состояние средства измерения, при котором его применение недопустимо.

Ремонтопригодность средства измерения – способность средства измерения к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, восстановлению и поддержанию его работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта. Оно характеризуется затратами времени и средств на восстановление средства измерения после метрологического отказа и поддержание его в работоспособном состоянии.

Процесс изменения метрологических характеристик идет непрерывно и независимо от того, используется ли средство измерения или оно хранится на складе.

Сохраняемость средства измерения – способность средства измерения сохранять значение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.