Определение межповерочных интервалов для средств измерений

Определение межповерочных интервалов для средств измерений – это функция организаций, проводящих их поверку. Рекомендуется устанавливать межповерочные интервалы либо в часах наработки, либо в календарном времени (в месяцах), используя следующий ряд чисел: 1; 1.5; 2; 3; 4; 5; 9; 12; 18; 24 и 36. Определение межповерочных интервалов рекомендуется производить на основе статистической обработки, интерполяции данных, накопленных в период эксплуатации, и поверки средств измерений. В случае отказа средств измерений их направляют в ремонт и на последующую поверку независимо от установленного межповерочного интервала.

Для определения межповерочных интервалов средств измерений обрабатывают статистические данные по основным показателям надежности в конкретных условиях эксплуатации, которыми являются: вероятность безотказной работы в течение определенного промежутка времени t (межповерочного интервала) ; интенсивность отказов ; наработка на отказ .

Накопление статистической информации осуществляют метрологические службы предприятий для изучения и определения межповерочных интервалов.

При определении межповерочных интервалов средств измерений выполняют следующие операции:

· формируют "однородные" группы средств измерений;

· назначают первый межповерочный интервал для каждой группы средств измерений;

· собирают и обрабатывают статистическую информацию о поведении средств измерений каждой "однородной" группы в конкретных условиях эксплуатации в течение назначенного межповерочного интервала и определяют статистические данные по показателям надежности;

· оценивают правильность ранее назначенного межповерочного интервала и, в случае необходимости, его корректируют (увеличивают или уменьшают интервал);

· собирают и обрабатывают статистическую информацию о поведении каждой "однородной" группы в конкретных условиях коммутации и оценивают правильность ранее назначенного межповерочного интервала после каждой периодической поверки всех средств измерений "однородной" группы на протяжении всего периода их эксплуатации.

"Однородные" группы средств измерений формируют из не менее чем 30 шт на основании общности следующих факторов: показателей надежности (типа, назначения, завода-изготовителя, года выпуска, класса точности, наличия вибрации и т.д.); интенсивности эксплуатации; допускаемой вероятности безотказной работы.

Первый межповерочный интервал (как и скорректированные), если известны значения показателей надежности, устанавливают расчетом - один для всех средств измерений, входящих в "однородную" группу. Если полностью отсутствуют какие-либо исходные данные о числовых значениях показателей надежности, то первый межповерочный интервал принимают равным периодичности поверок, установленных в настоящий момент на предприятии.

Расчет межповерочных интервалов по показателям надежности производят двумя методами - по или .

По _i межповерочные интервалы рассчитывают в тех случаях, когда по каким-либо причинам затруднен учет времени наработки. В этом случае первый межповерочный интервал при принятом экспоненциальном законе распределения времени безотказной работы определяют по формуле:

(108)

где t₁ - первый межповерочный интервал; - интенсивность отказов; P_доп - допускаемая вероятность безотказной работы (P_доп = 1 - Q_доп, где Q_доп - допускаемая вероятность отказа).

Допускаемую вероятность безотказной работы P_доп для рабочих средств измерений выбирают в пределах 0,85 - 0,99 в зависимости от степени ответственности измерений. Для ответственных измерений, например, измерений выходных параметров основных изделий, рекомендуется принимать P_доп в пределах 0,95-0,99.

Значение P_доп определяют при отработке конкретного технологического процесса, а также при анализе его экономической эффективности. Для средств измерений, не участвующих непосредственно в технологическом процессе, значение P_доп устанавливает метрологическая служба предприятия.

Если имеются сведения о значении показателя ,то расчет межповерочного интервала производят по формуле:

.

Накопление (сбор) статистической информации осуществляют с целью определения количественных значений показателя надежности и установления количества забракованных средств измерений n_i от общего количества однородной группы N_i в течение межповерочного интервала t. При обработке статистических данных учитывают только "скрытые" отказы, выявленные при очередной поверке, которые не могут быть обнаружены при эксплуатации средств измерений. К ним относятся погрешность, вариация, нестабильность нуля и т.п. Явные отказы, т.е. когда отказ можно обнаружить без поверки, при расчетах учитывать не следует.

После поверки всех средств измерений "однородной" группы производят обобщение информации и расчет показателей надежности. Статистические значения вероятности безотказной работы P_i, интенсивности отказовl и наработки на отказ T₀ определяют по формуле:

(109)

где N_i - количество средств измерений "однородной" группы; n_i - количество средств измерений, забракованных по "скрытым" отказам в течение межповерочного интервала t; T_0i - наработка на отказ i-го средства измерений в "однородной группе". Результаты расчета по формулам заносят в табл.23.

 

Таблица 23

Номер группы	Наименование средств измерений, тип и характеристика	Количество средств измерений "однородной группы"	Количество отказавших средств измерений	Вероятность безотказной работы	Интенсивность отказов	Примечание
1	2	3	4	5	6	7

Наработку на отказ каждого средства измерений определяют отношением суммарной наработки средств измерений к количеству "скрытых" отказов:

где t -наработка, т.е. время исправной работы между (i-1) и i-ми отказами (принимают, что "скрытый" отказ произошел в середине межповерочного интервала; n'_i - количество "скрытых" отказов для данного средства измерения).

Учет данных об отказах осуществляют по форме, приведенной в табл.24.

 

Таблица 24

Завод изготовитель	Заводской номер	Год выпуска	Тип или система	Пределы измерения	Класс точности, основная погрешность
.	№ 60328	1989	В3-20	0,0075-300	не более-1,5

 

Результаты поверки				Наработка меж поверками		Наработка на отказ	Примечание
Дата очередной поверки	Годен или брак	Отказ		Общая	Исправного прибора
		Вид	Причина
09.01.90	Годен	--	--	--	--	--	Введен в эксплуат.
25.08.90	Годен	--	--	1100	1100	--	.
12.01.91	Годен	--	--	620	620	--	.
10.08.91	Брак	Скрытый	Погрешность допуска на пределе 100В	1060	530	--	.
14.01.92	Годен	--	--	610	610	--	.
23.03.92	Брак	Скрытый	Погрешность допуска на пределе 300В	680	340	1900	.
28.08.92	Годен	--	--	660	660	--	.
01.11.92	Годен	--	--	630	630	--	.
18.03.93	Брак	Скрытый	Погрешность допуска на пределе 10В	640	320	1810	.
27.09.93	Годен	--	--	630	630	--	.

Оценку правильности ранее назначенного межповерочного интервала производят с доверительной вероятностью 0,80, используя следующее неравенство:

(110)

где P_i^* - статистическое значение вероятности безотказной работы.

При выполнении этого соотношения межповерочный интервал оставляют до очередной поверки неизменным. Если отмеченное условие не выполняется, то корректируется очередной межповерочный интервал в соответствии с уравнением:

t₂=C*t₂

где С - коэффициент коррекции;

C= ln P_доп / ln P_i= ln (1-Q_доп) / ln (1-Q_i). (111)

Зависимость коэффициента коррекции C от полученных статистических значений P_i^* при P_доп = 0,85; 0,90; 0,95; 0,99 приведена в таблице 25.

 

Таблица 25

	С при					С при
	0,85	0,90	0,95	0,99		0,85	0,90	0,95
0,01	16,20	10,500	5,100	1,000	0,26	0,54	0,348	0,169
0,02	8,10	5,250	2,550	0,500	0,27	0,51	0,333	0,160
0,03	5,40	3,500	1,700	0,330	0,28	0,49	0,320	0,155
0,04	3,95	2,560	1,244	0,244	0,29	0,47	0,307	0,149
0,05	3,18	2,058	1,00	0,196	0,30	0,45	0,294	0,142
0,06	2,60	1,690	0,820	0,161	0,31	0,43	0,283	0,137
0,07	2,24	1,450	0,708	0,138	0,32	0,42	0,272	0,132
0,08	1,95	1,265	0,614	0,120	0,33	0,400	0,262	0,127
0,09	1,72	0,117	0,540	0,106	0,34	0,389	0,252	0,122
0,10	1,54	1,000	0,485	0,096	0,35	0,375	0,243	0,118
0,11	1,39	0,940	0,439	--	0,36	0,363	0,235	0,114
0,12	1,26	0,820	0,396	--	0,37	0,350	0,227	0,110
0,13	1,16	0,755	0,367	--	0,38	0,338	0,219	0,106
0,14	1,07	0,695	0,337	--	0,39	0,327	0,212	0,103
0,15	1,00	0,648	0,315	--	0,40	0,317	0,205	0,099
0,16	0,93	0,603	0,293	--	0,41	0,306	0,198	0,095
0,17	0,87	0,564	0,274	--	0,42	0,297	0,192	0,093
0,18	0,82	0,530	0,297	--	0,43	0,289	0,186	0,090
0,19	0,76	0,497	0,241	--	0,44	0,279	0,181	0,087
0,20	0,72	0,470	0,228	--	0,45	0,270	0,175	0,085
0,21	0,65	0,444	0,216	--	0,46	0,262	0,170	0,082
0,22	0,65	0,423	0,205	--	0,47	0,255	0,165	0,080
0,23	0,62	0,402	0,195	--	0,48	0,247	0,160	0,077
0,24	0,59	0,363	0,185	--	0,49	0,240	0,156	0,075
0,25	0,56	0,364	0,177	--	0,50	0,233	0,151	0,073

 

 

Пример 1. Расчет на основе показателя l. Для однородной группы средств измерений (N_i =100 шт.) необходимо назначить межповерочный интервал t₁. Допускаемая вероятность безотказной работы P_доп = 0,85. установленная при испытаниях интенсивность отказов аналогичных средств измерений

l_i=1 / 9 *ГОД^-1

Зная, что:

t₁= ln P_доп / l_i= -9 *ln 0,85=1,5

Поскольку l для приведенного расчета имела ориентировочное значение, то t₁ было принято равным 1 году.

По истечении установленного срока (t₁ = 1 год) все средства измерений "однородной" группы были подвергнуты поверке, при этом из 100 шт. проведенных приборов было забраковано 20 шт., т.е. N_i = 100; n_i = 20.

Согласно формуле (109) определяем статистическое значение:

P_i^*=(N_i - n_i) / N_i=(100-20)/100=0,80

Согласно соотношению (110) определяем необходимость корректировки межповерочного интервала t:

Статистическое значение P_i^* = 80 выходит за пределы полученных границ. Следовательно, первый межповерочный интервал (t₁ = 1 год) был назначен неверно и по результатам проведенной поверки подлежит коррекции.

По формуле (111) определяем коэффициент коррекции:

C= ln P_доп / ln P_i= ln 0,85 / ln 0,80=0,162/0,223=0,7

Межповерочный интервал с учетом коэффициента коррекции определяем по формуле:

t₂=t₁*C

Взяв за основу полученный результат и проанализировав признаки, по которым производилось формирование группы, принимаем решение назначить t₂ = 6 мес.

 

Пример 2. Расчет на основе показателя T₀. С учетом признаков, указанных ранее, сформирована "однородная" группа из следующих средств измерений: ВЗ-20 - 1 шт.; ВЗ-3 - 5 шт.; ВЗ-7 - 6 шт.; ВЗ-4 - 6 шт.

За время эксплуатации средств измерений с 1991 по 1995 гг. проведен сбор статистической информации. Для ВЗ-20 собранные статистические данные представлены в табл.25.

Наработка на отказ для ВЗ-20, ч рассчитана по формуле:

T₀=(1100 + 620 + 530 + 610 + 340 + 660 + 630 + 320) / 3 = 1810

Для других средств измерений "однородной" группы получены следующие значения наработки на отказ, ч: 1840, 1870, 1850, 1840, 1865,1830, 190, 1850, 1820, 1860, 1875, 1860, 1850, 1800, 1845, 1870. Наработку на отказ для "однородной" группы, ч,

T₀=(1810+1840+1870+1850+1840+1865+1830+1790+1850+

+1820+1860+1875+1860+1855+1800+1845+1870)/19 = 1840

Межповерочный интервал для "однородной" группы, ч,

t₁= -1840*ln 0,8 = -1840*(-0,223) = 410