ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ
ВНИИМС

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
НИИТЕПЛОПРИБОР

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений
Теплосчетчики и счетчики количества
теплоносителя. Методика установления и
подтверждения межповерочных интервалов.

МИ 2594-2000

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

РАЗРАБОТАНА Государственным научно-исследовательским институтом энергетического приборостроения «НИИтеплоприбор»

ИСПОЛНИТЕЛИ Звенигородский Э.Г., Звягинцев А.М., Лебедев С.М., Никитин Б.И.

УТВЕРЖДЕНА ВНИИМС мая 2000 г.

ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ВНИИМС мая 2000 г.

ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая рекомендация распространяется на средства измерений тепловой энергии (теплосчетчики) и счетчики количества теплоносителя (водосчетчики), используемые при взаиморасчетах энергоснабжающей организации с потребителем (далее - теплосчетчики), и устанавливает общие требования к методикам определения значений их межповерочных интервалов (МПИ).

Теплосчетчики, как правило, имеют в своем составе следующие функциональные блоки (ФБ) - самостоятельные приборы:

- преобразователи расхода или счетчики количества теплоносителя (объемные или массовые), устанавливаемые на подающем и/или на обратном трубопроводах системы теплоснабжения;

- термопреобразователи сопротивления или комплект, состоящий из двух подобранных по метрологическим характеристикам термопреобразователей сопротивления, устанавливаемых в прямом и обратном трубопроводах системы теплоснабжения;

- тепловычислители, предназначенные для определения тепловой энергии по поступающим на его вход сигналам от преобразователей расхода (или счетчиков количества теплоносителя) и термопреобразователей сопротивления.

От стабильности работы ФБ зависит достоверность показаний теплосчетчиков и их межповерочные интервалы (МПИ).

В настоящей рекомендации приведены методы определения значений первоначальных МПИ для теплосчетчиков при их разработке, а также даны рекомендации по корректировке значений МПИ для теплосчетчиков и функциональных блоков в эксплуатации по результатам их поверок.

Допускается использование других методов установления МПИ, не предусмотренных настоящей рекомендацией.

При разработке рекомендации использован ГОСТ 8.565-99 «ГСИ. Порядок установки и корректировки межповерочных интервалов эталонов».

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Межповерочным интервалом (МПИ) называют календарный промежуток времени между двумя последовательными поверками.

1.2. Различают первоначальный МПИ, определяемый в соответствии с разделом 3, и последующие МПИ, определяемые или корректируемые в процессе эксплуатации приборов в соответствии с разделом 4 настоящей рекомендации.

1.3. При назначении величины первоначального МПИ на этапе разработки теплосчетчиков или на этапе освоения их серийного производства наиболее предпочтительными являются испытания партии теплосчетчиков с целью оценки их нестабильности. Такие испытания могут быть проведены специально, совмещены с контрольными испытаниями на надежность или проведены в ходе подконтрольной эксплуатации первых партий теплосчетчиков, выпущенных из производства.

При отсутствии возможности проведения таких испытаний можно использовать имеющуюся информацию о результатах испытаний на нестабильность отдельных элементов или входящих в комплект теплосчетчика функциональных блоков (ФБ), При отсутствии такой информации первоначальный МПИ может быть, назначен экспертным методом, исходя из опыта эксплуатации аналогичных приборов или из опыта и знаний разработчиков теплосчетчиков.

1.4. При определении первоначального МПИ теплосчетчика сначала определяют значения первоначального МПИ для каждого из ФБ, входящих в комплект теплосчетчика. При этом учитывают следующие факторы:

- изменение метрологических характеристик (MX) преобразователей расхода и счетчиков теплоносителя без подвижных элементов происходит в результате старения используемых в них радиоэлементов и конструктивных материалов;

- изменение MX счетчиков теплоносителя с подвижными элементами (крыльчатых и турбинных водосчетчиков) является следствием износа трущихся пар (осей крыльчатки или турбинки и их опор - втулок, подпятников и т.п.);

- изменение MX термопреобразователей сопротивления или комплекта, состоящего из двух подобранных по MX термопреобразователей, происходит в результате старения исходного материала и проявления скрытых в нем дефектов;

- изменение MX тепловычислителя проявляется в результате старения используемых в нем радиоэлементов.

1.5. Комплекту теплосчетчика присваивают значение МПИ, равное минимальному значению МПИ, определенному для любого из входящих в комплект ФБ. Следовательно, процесс определения МПИ теплосчетчиков сводится к определению МПИ для каждого из ФБ.

1.6. Критерием при определении значения МПИ является допускаемая вероятность Е метрологического отказа (МО) поверяемого прибора за время между двумя последовательными поверками.

1.7. Значение Е рекомендуется принимать:

0,05 - для особо ответственных измерений;

0,05 - 0,1 - для образцовых приборов;

0,1 - 0,2 - для рабочих приборов;

до 0,3 - для бытовых приборов.

Рекомендуемые значения Е выбирают в зависимости от условий эксплуатации и последствий, вызванных МО.

1.8 Величину МПИ определяют таким образом, чтобы выполнялось условие

                                                        (1)

где Р_мо - вероятность безотказной работы прибора в течение времени t по отношению к МО;

t - продолжительность МПИ.

Если известны вероятности безотказной работы по внезапным МО и по постепенным МО раздельно, то рекомендуется МПИ устанавливать с учетом внезапных МО.

1.9. Величину МПИ рекомендуется выражать целым числом месяцев и выбирать из ряда: 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21; 24; 30 и далее через 6 месяцев.

1.10. В случае, если расчетное значение МПИ ,

где  и - ближайшие к t большее и меньшее значения из ряда по п. 1.9, то значение МПИ округляют до ближайшего значения из ряда по правилу

                                             (2)

1.11. Обоснование выбора первоначального МПИ проводит предприятие - разработчик теплосчетчика (водосчетчика и входящих ФБ).

1.12. Значения первоначальных МПИ для теплосчетчиков и входящих в них ФБ рекомендуется приводить в руководстве по эксплуатации в разделе «Техническое обслуживание» в соответствии с ГОСТ 2.601.

1.13. Значения последующих МПИ устанавливают путем корректировки первоначальных МПИ в соответствии с разделом 4 настоящей рекомендации по результатам проведенных поверок приборов.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА МПИ

2.1. Исходными данными для расчета (определения) первоначального МПИ, вносимого в техническую документацию могут быть:

2.1.1. Вид функции Р_мо(t) вероятности безотказной работы прибора в течение времени t по отношению к МО.

2.1.2. Последовательности экспериментальных значений погрешности каждого испытываемого теплосчетчика и ФБ теплосчетчиков в требуемых сечениях диапазона измерений, а также значения границ зоны допуска.

2.1.3. Соотношение между явными отказами и МО (доля МО в общем числе отказов).

2.1.4. Значения параметров безотказности, установленные в технической документации на теплосчетчики (на входящие в него ФБ) или приведенные в справочной литературе.

2.2. Исходными данными для определения или корректировки МПИ в процессе эксплуатации являются:

- даты поверок приборов;

- результаты поверок приборов ( по отсутствию или наличию МО).

3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫХ МПИ

3.1 Если известна функция  (п. 2.1.1), последовательные значения продолжительности МПИ (t₁, t₂ ... t_к), могут быть вычислены для упомянутых приборов на основании рекуррентного соотношения

                       (3)

где  - вероятность безотказной работы прибора в течение времени t после k-ой поверки (время t отсчитывают от момента k-ой поверки);

 - вероятность безотказной работы в течение времени t до первой поверки;

 - вероятность отказа на интервале ;

 - i-ый МПИ

,  - моменты i-ой и (i-1)-ой поверок.

3.1.1. Вычисление последовательных значений продолжительности МПИ ((t₁, t₂ ... t) по 3.1 проводят с помощью вычислительных средств по программе, разработанной в НИИтеплоприборе, реализующей вычисление последовательных значений МПИ для функции , подчиненной усеченному нормальному распределению времени безотказной работы.

3.1.2. Если функция  подчинена экспоненциальному закону,

                                                             (4)

где  - интенсивность МО, то, используя условие (1) п. 1.8, определяют продолжительность МПИ, величина которого будет постоянна и вычисляется по формуле

                                                            (5)

3.1.3. Если функция  подчинена закону нормального распределения, вычисления проводят по формуле

                                                     (6)

где  ; m(t) - математическое ожидание;

 - среднее квадратичное отклонение.

3.1.4. Порядок вычисления МПИ для этого случая приведен в приложении 1.

3.2. Если известны данные по п. 2.1.2, расчет МПИ основывают на представлении процесса изменения контролируемого параметра в виде нестационарного случайного процесса и описания его моделью авторегрессии проинтегрированного скользящего среднего (АРПСС) в виде уравнения

                                               (7)

где:  - экспериментальная последовательность дискретных значений погрешности в момент времени t;

 - последовательность независимых нормально распределенных случайных величин с конечной дисперсией () и нулевым средним («белый шум»);

Р, q - соответственно порядок процессов авторегрессии и скользящего среднего;

 - коэффициент авторегрессии i-го порядка;

 - коэффициент скользящего среднего j-го порядка.

3.2.1. При расчете МПИ принимают, что изменение во времени погрешности прибора является случайным процессом.

При эксперименте наблюдаемые значения погрешности составляют единичную случайную реализацию на множестве возможных исходов этого процесса. Вероятность выхода этого случайного процесса за допускаемую зону определяется как потенциальная возможность осуществления такого события на множестве возможных исходов, которые наблюдались бы при многократных экспериментах на теплосчетчике (или на ФБ).

Информация, содержащаяся в такой реализации, достаточна для установления параметров математической модели случайных процессов измерений во времени погрешности этого прибора по формуле (7) п. 3.4.

3.2.2. Множество возможных исходов (ансамбль реализаций) наблюдалось бы в случаях, если бы эксперимент на рассматриваемом теплосчетчике (или на его ФБ) можно было бы повторить требуемое количество раз без последствий.

3.2.3. Оценку параметров случайного процесса изменения во времени погрешности приборов проводят по результатам испытаний, проводимых в лабораторных условиях на серийных образцах (опытных образцах или макетах) приборов.

3.2.4. При испытаниях выполняют измерения контролируемого параметра (погрешности прибора) через равные интервалы времени.

3.2.5. В каждой точке проводят одно измерение контролируемого параметра.

3.2.6. Испытаниям подвергают не менее трех образцов каждого прибора.

3.2.7. Измерения контролируемого параметра могут проводиться в нескольких фиксированных точках диапазона измерений приборов как при прямом, так и при обратном подходе к выбранной точке.

3.2.8. Для корректного определения модели АРПСС и обеспечения необходимой точности оценки МПИ каждая экспериментальная последовательность значений контролируемого параметра должна состоять не менее, чем из 40 измерений (N) за время испытаний (Т);интервал между измерениями (Dt) определяют соотношением

                                                                    (8)

3.2.9. Продолжительность испытаний (Т) принимают равной 1/3 - 1/2 от значений МПИ для средств измерений - аналогов. При отсутствии таких аналогов продолжительность испытаний принимают равной одному году.

3.2.10. Длительность испытаний по оценке метрологической надежности ФБ (и теплосчетчика в целом) определяют следующими факторами:

- необходимостью получения информации о случайном процессе (временном ряде), достаточной для идентификации процесса, т.е. оценки его порядка р и q и определения параметров  и ;

- возможностью обоснованной экстраполяции процесса на длительное время.

3.2.11. Порядок определения МПИ для этого случая изложен в приложении 2.

3.2.12. Расчет МПИ для ФБ и теплосчетчика в целом проводят с помощью вычислительных средств по программе, разработанной в НИИтеплоприборе.

3.3. При наличии данных по п. 2.1.3 продолжительность МПИ вычисляют следующим образом:

3.3.1. Если известна величина P(t) - вероятность безотказной работы за время t и m - доля МО в общем числе отказов , то МПИ определяют по формуле

                                                       (9)

где 0 < m < 1.

3.3.2. Если известна интенсивность отказов l и доля МО m в общем числе отказов, то МПИ определяют по формуле

                                                            (10)

где 0 < m £ 1.

3.3.3. Если известна наработка на отказ  и доля МО m в общем числе отказов, то МПИ определяют по формуле

                                                       (11)

где 0 < m £ 1.

3.4. При наличии данных по п. 2.1.4, продолжительность МПИ вычисляют следующим образом:

3.4.1. Если известна вероятность безотказной работы P(t) за время «t» , то МПИ определяют по формуле

                                                          (12)

3.4.2. Если известна интенсивность отказов  то МПИ определяют по формуле

                                                          (13)

3.4.3. Если известна наработка на отказ , то МПИ определяют по формуле

                                                        (14)

Примечание. Рассчитанные по п.п. 3.4.2. и 3.4.3 МПИ будут занижены, т.к. при их вычислениях не исключены воздействия явных отказов. Для уточнения значений МПИ необходима последующая корректировка.

3.4.4. Если известна наработка на отказ  и коэффициент технического использования , то МПИ определяют по формуле

                                                       (15)

Примечания:

1. Коэффициент технического использования выбирают равным 1,0 ,что соответствует круглосуточной работе.

2. Расчет МПИ по формуле (15) проводят только в том случае, если возникновение МО происходит в процессе работы ФБ (и теплосчетчика в целом).

3.5. Допускается проводить расчет МПИ ФБ (и теплосчетчика в целом) по показателям надежности используемых комплектующих элементов, влияющих на изменение метрологических характеристик ФБ (и теплосчетчика в целом).

Порядок расчета для этого случая приведен в приложении 3.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КОРРЕКТИРОВКА МПИ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1. Для определения и корректировки МПИ используются графики, порядок построения которых приведен в приложении 4 ( для Е = 0,05; 0,15; 0,2 и 0,3).

4.1.1. При определении и корректировке МПИ по результатам поверок после каждой поверки на график наносят точку с координатами ;  при I = 1, 2, 3, ... к, где:

 - количество ФБ одного назначения, прошедших i-ую поверку;

 - количество ФБ одного назначения, забракованных при i-ой поверке по МО.

Примечание. Значение  рекомендуется корректировать с учетом опыта эксплуатации данных теплосчетчиков и их аналогов. Методика корректировки приведена в приложении 5.

4.1.2. Если точка (;) попадает в контрольную зону E ± 2j, то значение МПИ не меняют, т.е.  для I = 1, 2, 3 ... k.

4.1.3. Если точка (;) окажется вне контрольной зоны, то назначают новый МПИ.

4.1.3.1. Если точка (;) лежит ниже границы контрольной зоны (E - 2j), то значение МПИ увеличивают, т.е.  для i = 1, 2, 3 ... k.

4.1.3.2. Если точка (;) лежит выше границы контрольной зоны (E + 2j), то значение МПИ уменьшают, т.е.  для i = 1, 2, 3 ... k.

4.1.4. Новый МПИ рассчитывают следующим образом:

4.1.4.1. Вычисляют точечное значение вероятности МО, полученное на интервале ;

                                                        (16)

4.1.4.2. Определяют верхнюю доверительную границу оценки по формуле

 для I = 1, 2, 3 ... к,                                     (17)

где                                              (18)

4.1.4.3. Вычисляют верхнюю доверительную границу интенсивности отказов за межповерочный интервал , по формуле

 для I = 1, 2, 3 ... к.                               (19)

4.1.4.4. Вычисляют новый МПИ:

                                                    (20)

4.1.4.5. Величину  для I = 1, 2, 3 ... k, вычисленную по формуле (20), округляют до ближайшего значения из ряда, указанного в п. 1.9, в соответствии с правилами, приведенными в п. 1.10.

4.2. При малом числе наблюдений корректировку проводят при объединении статистических данных по всем i-ым МПИ (I = 1, 2, 3, ... k) или же при объединении статистических данных типов ФБ (или теплосчетчиков в целом), объединенных в одну однородную для типа (конструктивную) группу.

4.2.1. Точечное значение вероятности МО по всем интервалам рассчитывают по формулам

 при                                          (21)

 при                                   (22)

4.2.2. Если выполняется условие

                                                 (23)

где                                                      (24)

то значение МПИ, определенное ранее, не изменяют.

Если , то значение МПИ уменьшают.

Если , то значение МПИ увеличивают.

4.2.3. Новый МПИ рассчитывают по формулам (16) - (20) п. 4.1.4.

4.2.4. В приложении 6 даны примеры определения и корректировки МПИ для различных исходных данных.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Порядок вычисления МПИ для случая, приведенного в п. 2.1.1

Порядок расчета последовательных МПИ при условии, что функция  подчинена нормальному закону распределения времени безотказной работы, следующий:

1. Составляют программу вычисления МПИ на ЭВМ.

2. В качестве исходной информации в ЭВМ вводят:

2.1. Функцию распределения Лапласа

в формате

2.2. Входные величины ( в порядке следования):

NN - число испытываемых теплосчетчиков;

N - число отказавших теплосчетчиков;

TISP - время проведения испытаний;

Т - начальное значение МПИ;

EPS - допустимая вероятность МО.

2.3. Последовательность  - моментов фиксации наступления МО.

3. В качестве выходной информации на печать выдают:

3.1. Точечное значение и среднее квадратическое отклонение средней наработки на отказ.

3.2. Параметры исходного нормативного распределения.

3.3. Окончательные (откорректированные) параметры.

3.4. Вероятность безотказной работы на каждом интервале контроля .

3.5. Номер интервала, на котором может наступить отказ или сообщение о том, что МПИ можно увеличить.

Примечание: Способ ввода программного обеспечения и исходных данных определяется верхней операционной системой.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Порядок определения МПИ для случая, приведенного в п. 2.1.2

1. Процедура определения МПИ состоит из четырех основных этапов:

- обработка результатов индивидуальных испытаний каждого теплосчетчика с целью определения параметров модели АРПСС;

- искусственное генерирование ансамбля реализации случайного процесса, имитирующего процесс изменения погрешности конкретного теплосчетчика;

- оценка МПИ для каждого прибора;

- определение показателей стабильности метрологических характеристик для типа теплосчетчика.

2. Содержанием первого этапа является:

- выявление с помощью статистического критерия стационарности тренда во временном ряду или d-ой разности его членов (вида , где d £ 2);

- идентификация порядка модели путем анализа автокорреляционной функции временного ряда и использования статистических критериев идентификации;

- определение параметров модели, проводимое в две стадии - получение предварительных оценок параметров и их уточнение с помощью метода наименьших квадратов.

Результатом расчета является набор параметров (; I = 1, 2, 3 ... Р; ; j = 1, 2, 3 ... q) модели АРПСС, описывающей экспериментальный временной ряд.

3. Содержанием второго этапа является:

- генерирование последовательности «белого шума» ( с помощью генератора случайных чисел;

- моделирование процесса изменения погрешности теплосчетчика, которое проводят с помощью уравнения

                                          (2.1)

где  - смоделированная последовательность дискретных значений погрешности;

 и  - параметры, определенные на предыдущем этапе;

 - числа, которые берут из сгенерированной последовательности.

4. Содержанием третьего этапа является:

- регистрация моментов выхода смоделированных процессов за границы допусковой зоны;

- определение среднего значения времени нахождения процессов в допусковой зоне, которое служит оценкой МПИ испытываемого теплосчетчика, по формуле

                                                                (2.2)

где I = 1, 2, 3 ... K;

- определение вероятности нахождения погрешности в допусковой зоне за время, соответствующее «ожидаемому» МПИ, которую рассчитывают по формуле

                                                               (2.3)

где K - общее число смоделированных временных рядов;

L - количество временных рядов, в которых выход погрешности за допусковую зону произошел раньше моментов.

5. Содержанием четвертого этапа является усреднение полученных значений МПИ по всем теплосчетчикам испытываемой выборки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Порядок расчета МПИ по показателям надежности комплектующих элементов, влияющих на изменение метрологических характеристик

1. Проводят анализ принципиальной схемы ФБ, входящего в комплект теплосчетчика, с точки зрения метрологической надежности. Выявляют комплектующие элементы, влияющие на изменение метрологических характеристик приборов, и составляют их перечень.

2. Рассчитывают  комплектующих элементов в рабочих условиях по формуле

                                                               (3.1)

где  - интенсивность отказа i-ых типов элементов;

i = 1, 2, 3, ... K - количество типов элементов, влияющих на изменение метрологических характеристик.

3. Расчет  проводят по формуле

                                                         (3.2)

где  - количество однотипных элементов i-ой группы;

 - интенсивность отказов i-ой группы элементов при испытаниях в режиме номинальной электрической нагрузки и нормальной температуры среды;

 - доля параметрических отказов в общем числе отказов;

K_э - значение коэффициента эксплуатации.

Примечание. Коэффициент  используют в случае, когда отказы типа «короткое замыкание» и «пробой» не приводят к изменению метрологических характеристик прибора.

4. Расчет  может быть проведен также по формуле

                                                            (3.3)

где  - коэффициент режима, учитывающий конкретные значения электрической нагрузки и температуры при эксплуатации.

5. Расчет МПИ проводят по формуле

                                                            (3.4)

где Е - допускаемая вероятность МО.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Порядок построения графиков определения или корректировки МПИ

Для построения графика применяют вероятностную бумагу, а при ее отсутствии строят логарифмическую координатную сетку.

По оси абсцисс откладывают число поверок N, а по оси ординат - число приборов n с погрешностью, превышающей допускаемую.

Так, например, для значения Е = 0,2 на график наносят прямую Е = 0,2, по обе стороны от которой располагается контрольная зона Е ± 2j, т.е. для рассматриваемого случая равная 0,2 ± 2j.

Ординаты точек (N; n), (N; ) и (N; ), расположенных на линии Е = 0,2 и в контрольной зоне Е ± 2j (т.е. 0,2 ± 2j), для рассматриваемого случая соответственно вычисляют по формулам

                                   (4.1)

Величину j вычисляют по формуле

                                                            (4.2)

Для случая Е = 0,2 ординаты точек будут соответственно равны

                                 (4.3)

При этом величина j равна

                                                   (4.4)

Результаты вычислений ординат n,  и  для значений Е, равных 0,05; 0,15; 0,2 и 0,3, сведены в таблицы 4.1 - 4.4.

После заполнения таблиц строят графики (рис. 4.1 - 4.4), по которым определяют и корректируют МПИ.

Результаты вычислений ординат для Е = 0,05

Таблица 4.1

Результаты вычислений ординат для Е = 0,15

Таблица 4.2

Результаты вычислений ординат для Е = 0,2

Таблица 4.3

Результаты вычислений ординат для Е = 0,3

Таблица 4.4

График корректировки МПИ для Е = 0,05

Рис. 4.1.

Верхняя кривая - Е = 0,05 + 2j

Средняя кривая - Е = 0,05

Нижняя кривая - Е = 0,05 - 2j

График корректировки МПИ для Е = 0,15

Рис. 4.2.

Верхняя кривая - E = 0,15 + 2j

Средняя кривая - Е = 0,15

Нижняя кривая - Е = 0,15 - 2j

График корректировки МПИ для Е = 0,2

Рис. 4.3

Верхняя кривая - Е = 0,2 + 2j

Средняя кривая - Е = 0,2

Нижняя кривая - Е = 0,2 - 2j

График корректировки МПИ для Е = 0,3

Рис. 4.4.

Верхняя кривая - Е = 0,3 +2j

Средняя кривая - Е = 0,3

Нижняя кривая - Е = 0,3 - 2j

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Методика определения количества метрологических отказов с учетом опыта эксплуатации

Определение количества МО с учетом опыта эксплуатации поверяемых ФБ в комплекте теплосчетчика, теплосчетчиков в целом и их аналогов состоит из следующих этапов:

1. Проведение количественного анализа возможных отказов с классификацией этих отказов по вызывающим их причинам.

Классификацию возможных отказов проводит эксперт с учетом опыта эксплуатации этих теплосчетчиков и их аналогов, сведений в технической документации и результатов различных видов испытаний. При этом эксперт должен отличать причины, вызывающие МО.

2. Определение веса (доли) МО от общего числа отказов по каждой причине проведенной декомпозиции.

Определение веса МО проводят на основании статистических данных, полученных при эксплуатации или испытаниях, по формуле

                                                        (5.1)

где j = 1, 2, 3, ... m - количество причин, вызывающих возникновение отказов;

r_nj - вес (доля) отказов по j-ой причине;

n_nj - количество отказов по j-ой причине.

3. Экспертным методом назначают вероятностные коэффициенты каждой причины q_i, вызывающей отказ, характеризующие вероятность предполагаемой опасности отказа по j-ой причине. Значения коэффициентов выбирают в пределах от 1 до 0. Рекомендуемые значения q приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

4. На основании назначенных коэффициентов q_j рассчитывают r_j - вес (долю) опасности отказов по каждой причине по формуле

                                                              (5.2)

5. Определение количества МО (n_i) проводят по формуле

                                                              (5.3)

где r_мо - сумма значений r_j по причинам, вызывающим МО;n_k - количество отказов за МПИ по k-ой причине;

r_k - вес (доля) опасности отказа по k-ой причине.

6. Пример определения количества МО с учетом опыта эксплуатации ФБ (и теплосчетчика в целом).

6.1. Определение количества МО проводят для счетчика горячей воды СКВГ90-3/15 класса точности 3,0. Количество приборов под наблюдением - 91.

6.2. Классификация отказов по причинам, их вызывающих, и количество отказов приведены в таблице 5.2. Значения получены по данным эксплуатации.

6.3. Определение веса (доли) отказов от общего числа отказов проводят по формуле (5.1). Полученные значения приведены в графе 4 таблицы 5.2.

6.4. В графе 5 таблицы 5.2 приведены вероятностные коэффициенты каждой причины, вызывающей отказ. Значение q_j по третьей причине отказов несколько увеличено вследствие того, что около 30 % приборов, забракованных из-за неисправности корректора, могли быть забракованы по выходу основной погрешности за границы допуска.

6.5. В графе 6 таблицы 5.2 приведены значения коэффициентов r_j, рассчитанные по формуле (5.2) с учетом назначенных коэффициентов q_j.

6.6. Количеств МО определяют по формуле (5.3) ( графа 7 таблицы 5.2).

Таблица 5.2

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Примеры

1. Определение МПИ при известной функции

1.1. Исходные данные:  = 0,0065 1/мес.; Е = 0,15.

1.2. По формуле (5) п. 3.2 определяют значение МПИ:

1.3. Округляют полученное значение t до ближайшего значения ряда, приведенного в п. 1.9, применяя правила, приведенные в п. 1.10. Принимают t = 24 мес.

2. Определение МПИ при известном соотношении между явными отказами и МО

2.1. Исходные данные: в результате обработки статистических данных по отказам аналогов установлено, что доля МО в общем числе отказов m = 0,3. Известно из ТУ, что P(t) - вероятность безотказной работы за время t равна Р(2000) = 0,9.

Допускаемая вероятность МО равна Е = 0,15.

2.2. По формуле (9) п. 3.5.1 получают МПИ:

2.3. По пп. 1.9 и 1.10 принимают t = 15 мес.

3. Определение МПИ по заданной в ТУ наработке на отказ Т_ср

3.1. Исходные данные: Т_ср = 5000 час.; Е = 0,2.

3.2. По формуле (14) по п. 3.6.3, получают МПИ:

3.3 Округляют по п.п. 1.9, 1.10 и принимают t = 1,0 мес.

3.4. МПИ с учетом коэффициента технического использования К_ти = 465 и Т_ср = 5000 час. определяют при Е = 0,2 по формуле (15) п. 3.6.4:

3.5. Округляют это значение по пп. 1.9 и 1.10 и принимают t = 3 мес.

4. Расчет МПИ по показателям надежности комплектующих элементов, влияющих на изменение метрологических характеристик

4.1. В качестве примера рассчитан МПИ тепловычислителя.

4.2. В табл. 6.1 приведен перечень комплектующих элементов, влияющих на изменение метрологических характеристик прибора.

4.3. В табл. 6.2 приведены исходные данные для расчета.

4.4. Принимая Е= 0,15, рассчитывают МПИ по формуле (13) п. 3.6.2:

4.5. Округляют по п. 1.10 и принимают из ряда п. 1.9 значение МПИ t = 15 мес.

5. Корректировка МПИ

5.1. Назначен МПИ t₁ = 12 мес. После 12 мес. эксплуатации поверено 52 теплосчетчика, из них 2 забракованы по МО.

5.2 Принимают Е = 0,15 и наносят точку (50; 2) на соответствующий значению Е график приложения 4.

5.3. Точка (50; 2) располагается ниже контрольной границы 0,15 - 2j. В связи с этим в соответствии с п. 4.1.3.1. принимают решение увеличить МПИ.

5.4. По формуле (16) в п. 4.1.4.1. вычисляют точечное значение вероятности метрологического отказа  на интервале  =  = 2/50 = 0,04

5.5. Определяют верхнюю доверительную границу, для чего по формуле (18) п. 4.1.4.2. вычисляют j:

По формуле (17) п. 4.1.4.2 получают

5.6. По формуле (19) п. 4.1.4.3 вычисляют верхнюю доверительную границу интенсивности отказов за МПИ τ_i = 12 мес.:

5.7. По формуле (20) п. 4.1.4.4 определяют значение нового МПИ:

5.8. Округляют величину t₂ до ближайшего значения из ряда п. 1.9 по правилу, приведенному в п. 1.10. Получают значение t₂ = 21 мес.

6. Корректировка МПИ по объединенной информации о результатах поверок

6.1. Исходные данные: t = 12 мес.

По результатам трех очередных поверок установлено:

- количество приборов, прошедших поверки - 56;

- количество приборов, забракованных по МО - 4.

Принимают Е = 0,15.

6.2. По формуле (21) п. 4.2.1 определяют точечное значение вероятности МО:

6.3. По формулам (23) и (24) п. 4.2.2. вычисляют

Следовательно, границы равны:

6.4. В соответствии с условием (23) п. 4.2.2 настоящей рекомендации значение МПИ не изменяют и оставляют равным t = 12 мес.

Таблица 6.1

Таблица 6.2

СОДЕРЖАНИЕ