4. Метрологическая надежность средств измерений. Межповерочный и межкалибровочный интервал

В процессе эксплуатации средства измерений (их внутренние параметры) претерпевают серьезные изменения, которые приводят к отказам (метрологическим и неметрологическим).

Неметрологическими являются отказы, которые никоим образом не не связаны с метрологическими характеристиками.

Метрологическими будут называться отказы, вызванные выходом из допустимых границ метрологических характеристик. Этот вид отказов проявляется у СИ достаточно часто.

Метрологические отказы подразделяются на внезапные и постепенные. Внезапные отказы носят скачкообразный характер, и предусмотреть их невозможно. Постепенные отказы характеризуются монотонным изменением одной или нескольких метрологических характеристик. По характеру проявления эти отказы являются скрытыми и могут быть выявлены только по результатам систематического контроля.

Состояние СИ, при котором все нормируемые метрологические характеристики соответствуют требованиям научно-технической документации, называется метрологической исправностью.

Метрологической надежностью будет способность СИ сохранять установленные метрологические характеристики в течение заданного времени в установленных пределах.

Одна из основных форм поддержания СИ в метрологически исправном состоянии является его периодическая поверка или калибровка. Поверка и калибровка проводятся метрологическими службами согласно установленным правилам, а их периодичность должна согласовываться с требованиями надежности данного СИ. В настоящее время существует три основных пути определения межповерочного интервала:

- на основе статистики отказов,

- на основе экономического критерия,

- произвольное назначение первоначального межповерочного интервала с последующей корректировкой в течение всего срока службы СИ.

Выбор конкретного метода определения продолжительности межповерочного интервала 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 метрологических характеристик средств измерений. При известных параметрах моделей межповерочный интервал определяется моментом выхода погрешности за нормируемый для данного СИ допуск. Однако большой разброс параметров и характеристик процессов старения СИ приводит к большой погрешности расчета межповерочного интервала с помощью таких моделей.

Применение методов расчета межповерочного интервала, основанных на характеристике скрытых и явных отказов, требует наличия большого количества экспериментальных данных по процессам изменения во времени метрологических характеристик СИ 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, проводится средняя наработка до отказа, средний или гамма-процентный ресурс и срок службы. Этого явно недостаточно для расчета межповерочного интервала.

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 межповерочного интервала 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 экплуатацию СИ со скрытыми метрологическими отказами в виде функций потерь того или иного вида.

Для определения межповерочного интервала по экономическому критерию можно использовать рекомендации МИ 2187-92.

Наиболее простым является метод, состоящий в произвольном назначении межповерочного интервала 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 межповерочный интервал выбирается в соответствии с рекомендациями нормативных документов государственных и ведомственных метрологических служб.

Последующие значения межповерочного интервала определяются путем корректировки первого интервала с учетом результатов проведенных поверок большого числа однотипных СИ.

Данный метод рассмотрен в рекомендации МИ 1872-88 и в международном стандарте ИСО 10012-1, содержащем требования, гарантирующие качество измерительного оборудования.