JJF1024-1991计量器具的可靠性分析原则技术规范.pdf

'i中华人民共和国国家计量技术规范JJF1024-1991计量器具的可靠性分析原则ReliabilityAnalysisPrincipleforMeasuringInstruments1991一03一04发布1991一12一01实施国家技术监督局发布 JJF1024-1991计量器具的可靠性分析原则又-心0，。乙.。-技术规范乙今.IJJF1024-1991。0.?乙仑TechnicalNormofReliabilityAnalysis勺子.乞.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，.‘，PrincipleforMeasuringInstruments本技术规范经国家技术监督局于1991年03月04日批准，并自1991年12月01日起施行。归口单位:中国计量科学研究院起草单位:中国计量科学研究院本规程技术条文由起草单位负责解释 dTF1024-1991本规范主要起草人:刘智敏(中国计量科学研究院) JJF1024-1991目录范围目的⋯(1)名词···⋯⋯(1)可靠性表示(1)可靠性评定(5) JJF1024-1991计盘器具的可靠性分析原则技术规范1范围目的本规范提出计量器具可靠性的基本概念、特征和分析法，以保证量值的准确可靠。2名词2.1可靠性(reliabilityorreliabilitypreformance)计量器具在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。2.2可靠度(reliability)计量器具在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。2.3失效(failure)计量器具丧失规定的功能，表现为其不确定度超过允许值或功能失常(对可修复器具，也称故障)。2.4早期失效(earlyfailure)计量器具由于设计制造上的不应有的缺陷等因素而发生的失效。老化筛选可剔除早期失效。2.5偶然失效(randomfailure)计量器具由于偶然因素发生的失效。2.6耗损失效(wear-outfailure)计量器具由于老化、磨损、损耗、疲劳等因素引起的失效。3可靠性表示3.1可靠度函数R(t)在规定条件下，于规定时间t内，完成规定功能的概率R(t)0镇R(t)簇1鞠:1000台仪器，开始工作至500h(d、时)有1台失效，工作至1000h，共有10台失效，则可靠度函数的估计值:1000一1狡(500h)==0.99910001000一10左(1000h)==0.9910003.2失效分布函数F(t)及失效分布密度f(t)F(t)二1一R(t) JJF1024-1991d。f(t)=-rtt)dt失效时间t为一个随机变量，f(t)为的失效(概率)分布密度。3.3失效率函数A(t)工作到某时刻t尚未失效的计量器具，在该时刻后单位时间内发生失效的概率一1dR(t)f(t)几(t)二R(t)dtR(t)它的估计值为:(t,t+△约内发生失效的器具数，除以△t及在t时刻为止尚未出现失效的器具数之积。4平均寿命0对可修复器具为平均无故障工作时间MTBF，对不可修复器具为平均失效前工作时间MTTFa。一丁厂tf(t)d/一{,0}R(t)dtB为失效时间t的数学期望B=Eta当实验得到计量器具n个样品的寿命为ti,t2,⋯，t=，则0的估计值8一t一镇t;3.5可靠寿命tR给定可靠度R，满足R(t妇=R的tR称可靠度R的可靠寿命。R=0.5的可靠寿命to又称为中位寿命。3.6寿命标准差失效时间t的标准差。一VJn(‘一0)zf(t)dt当实验得到计量器具n个样品的寿命为，，，t2,，一，to，则。的估计值用贝塞尔法时为=V=n11}("一t,23.7失效分布常用的为指数分布，其 .UF1024-1991f(t)=le-AtR(t)二eatF(t)一1一e-At几(t)二1(常数)1一-、可靠度R下的可靠寿命1一1nR1走一-k门曰R之RtR=下石一二k二如表R0.9990.990.950.900.50e一tkR0.00100.01010.05130.10540.69311由表可见，中位寿命4}50=0.69316，平均寿命0为可靠度R=e-"-0.368的可靠寿命。计量器具常在偶然失效期使用，此时失效率近于常数，故本规范用指数分布。可靠性中还用威布尔分布等。3.8截尾实验寿命计算3.8.1无替换:样品个数二，失效后无替换，实验结束前测到:次失效，得失效时间t,钱t2毛二毛t,定数截尾:做到r个失效停止，则平均寿命估计值、一1I宝‘、(、一二):，t1定时截尾:实验到时间:结束，则平均寿命估计值一告{r=tt,+(n一r)t例:某器具在无替换定时‘=20h截尾下，实验n=88台，得表2数值。失效时间/h0.320.761.442.364.529.7319.60失效数221214918 JJF1024-1991于是={0.32x2+0.76x2+⋯+19.60x18+(88一48)x20}/48=27.33h3.8.2有替换:样品个数n，一旦某个样品发生失效，有好样品替补，实验结束前测到:次失效，得失效时间tj镇t2簇⋯镇t".定数截尾:做到r个失效停止，则平均寿命估计值。一-1rn，二定时截尾:实验到时问t结束，则平均寿命估计值0一工，例:某器具在有替换定时t=70h截尾下实验7台，实验结束前测得8次失效，则平均寿命估计值0二1x7x70一61.25h吕9加速实验寿命计算为减少实验时间，可作加速实验。对阿仑尼斯法，可靠寿命为二100十bIT式中:a,b—常数;T—应力。则1gt=a+b/T按已有(t;,毛)用代数法或最小二乘法求出a,b，据此得出正常应力T。下的寿命to例:测得某计量器具在温度T;下平均寿命t、如下:T1=463K,t,=5900hT2=493K,t2=2600hT3=513K,t3=1600hT4=533K,t4=1040h则温度T与平均寿命t的关系式Ig，一。、。T1 I.IF1024-1991中的常数由最小二乘法算得为(n为i的个数).lgti1/.1/?:山下一万、山Ti)k山.r"i1z1一钊n(艺Ti`2=2663一n1(lEigt*一。艺_T1i)一‘.984可命性评定4.1检定周期4.1.1依据原则在可靠性达到要求的前提下，年检定耗费最少。4.1.2考虑因素a.要求的不确定度;b.由于计量器具失效引起的后果;c.使用程度与严酷性;d.磨损与漂移趋势;e.环境条件;f.制造厂建议;9.内部检查校准频率与方式;h.与其他基准比对频率;i，已有检定数据趋势;j.维护使用记录史。4.1.3首次检定首次检定周期由有经验专业人员根据国内外同类器具资料确定，以后再调节。4.1.4可靠度函数法确定可靠度函数R(t)及平均寿命0，由t二6卜1nR(t)}决定工作时间t，再根据平均工作时间，决定检定周期。例:某示波器0二5000h，取R(t)=0.95,得t=256h，此示波器平均工作时间50hi月，故取检定周期为5个月。4.1.5统计计算法对某类型器具可统计下列之一:a任一支的T。年变化;b.若干支的T。年变化。若超差的概率等于0.05(取可靠度0.95)，则To年为检定周期。5 JJF1024-1991例:某器具每年变化如下(To=1，共20个)n曰0.00.80，一0.20.90.0，0.2,0.90.00.1n划0.s4.0.1〔)。10.3，0.2.0.10.1要求允差1.0，则一年超过概率为1/20故周期为1年。4.2联合设备可靠性4.2.1串联:n个设备独立一起工作可靠度R(t)=ITR,(t)若各2;相同，则MTBF=MTBF,/n4.2.2并联:n个设备独立一起工作可靠度R(t)一1一H(1一R(，))若各几相同，则11-2++一入4丁召F一MTBF,(‘+n'