Метрологическая надежность и межповерочные интервалы

Одной из основных форм поддержания СИ в метрологически исправном состоянии является его периодическая поверка. Она проводится метрологическими службами согласно правилам, из­ложенным в специальной нормативно-технической документации. Периодичность поверки должна быть согласована с требования­ми к надежности СИ. Поверку необходимо проводить через опти­мально выбранные интервалы времени, называемые межповерочцными интервалами (МПИ).

Момент наступления метрологического отказа может выявить только поверка СИ, результаты которой позволят утверждать, что отказ произошел в период времени между двумя последними по­верками. Величина МПИ должна быть оптимальной, поскольку частые поверки приводят к материальным и трудовым затратам на их организацию и проведение, а редкие — могут привести к повышению погрешности измерений из-за метрологических от­казов.

Межповерочные интервалы устанавливаются в календарном времени для СИ, изменение метрологических характеристик кото­рых обусловлено старением и не зависит от интенсивности эксплу­атации. Значения МПИ рекомендуется выбирать из следующего ряда: 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 9; 12; 6К месяцев, где К — целое положи­тельное число. Для СИ, у которых изменение MX является след­ствием износа его элементов, зависящего от интенсивности эксп­луатации, МПИ назначаются в значениях наработки.

При нахождении МПИ выбирается MX, определяющая со­стояние метрологической исправности средства измерений. В ка­честве таких характеристик, как правило, используются основная погрешность, СКО случайной составляющей погрешности и не­которые другие. Если состояние метрологической исправности оп­ределяют несколько MX, то из них выбирается та, по которой обеспечивается наибольший процент брака при поверках.

Вопросу обоснованного выбора продолжительности МПИ по­священо большое число работ, обзор которых дан в. В настоящее время существуют три основных пути их определения:

• на основе статистики отказов;

• на основе экономического критерия;

• произвольное назначение первоначального МПИ с последу­
ющей корректировкой в течение всего срока службы СИ.

Выбор конкретного метода определения продолжительности МПИ зависит от наличия исходной информации о надежности и стабильности СИ. Первый способ является эффективным при ус­ловии, что известны показатели метрологической надежности. Наиболее полная информация такого рода содержится в моделях, описывающих изменение во времени MX средств измерений. Эти модели рассмотрены в п. 4.3. При известных параметрах моделей МПИ определяется моментом выхода погрешности за нормируе­мый для данного СИ допуск. Однако большой разброс параметров и характеристик процессов старения СИ приводит к большой погрешности расчета МПИ с помощью таких моделей.

Применение методов расчета МПИ, основанных на статистике скрытых и явных отказов, требует наличия большого количества экспериментальных данных по процессам изменения во времени MX средств измерений различных типов. Такого рода исследования весьма трудоемки и занимают значительное время. Этим объясняет­ся тот факт, что опубликованных статистических данных о процес­сах старения приборов различных типов крайне мало. В технических описаниях СИ, как правило, приводится средняя наработка до от­каза, средний или гамма-процентный ресурс и срок службы. Этого явно недостаточно для расчета МПИ.

Определение межповерочного интервала по экономическому критерию состоит в решении задачи по выбору такого интервала, при котором можно минимизировать расходы на эксплуатацию СИ и устранять последствия от возможных ошибок, вызванных погрешностями измерения. Исходной информацией для опреде­ления МПИ служат данные о стоимости поверки и ремонта СИ, а также об ущербе от изъятия его из эксплуатации и от использо­вания метрологически неисправного прибора. Основная сложность применения этого метода состоит в следующем. Затраты на ре­монт и поверку СИ достаточно легко определяются по норматив­ным документам. В отличие от них потери из-за использования приборов со скрытым метрологическим отказом на практике, как правило, неизвестны. Приходится прибегать к приближенным мо­делям, описывающим затраты на эксплуатацию СИ со скрытыми метрологическими отказами в виде функции потерь того или иного вида [12; 37; 43].

Для определения МПИ по экономическому критерию можно использовать рекомендации МИ 2187—92.

Наиболее простым является метод, состоящий в произволь­ном назначении МПИ с последующей корректировкой его вели­чины. В этом случае при минимальной исходной информации на­значается первоначальный интервал, а результаты последующих поверок являются исходными данными для его корректировки.

Первый МПИ выбирается в соответствии с рекомендациями нормативных документов государственных и ведомственных мет­рологических служб.

Последующие значения МПИ определяются путем корректив ровки первого интервала с учетом результатов проведенных повё- iрок большого числа однотипных СИ.

Данный метод рассмотрен в рекомендации МИ 1872—88 й ffjмеждународном стандарте ИСО 10012—1, содержащем требова-jния, гарантирующие качество измерительного оборудования.