智能仪器仪表可靠性 第1部分：可靠性试验与评估方法 征求意见稿

5GB/T5080.4—1985设备可靠性试验可靠GB/T18271.1—2017过程测量JB/T6214—1992仪器仪表可靠性验证试验及测定试验（指3.13.23.3可靠性特征量reliabilitycharact3.463.53.63.73.83.9为暴露产品的可靠性薄弱环节，并证明改进措施能防止可靠性薄弱环节再现或使其出现率低于容3.10可靠性测定试验reliabilitydete3.11可靠性验证试验reliabilityco根据智能仪器仪表（以下简称仪器仪表）是否可维修，可靠性指标可分为MTBF和MTTF，由于大多数仪器仪表为可维修设备，本标准采用MTBF作为可靠性特征指标，不可维修仪器仪表可采用MTTF平均故障间隔工作时间MTBF的计算按式（1）。MTBF=........................................................74.2可靠性指标500h、1000h、5000h、1×104h、2×104h、5×104h、1×105h、定功能或参数超出指标范围；软件缺陷或错误导致不能完成规定功能或输出参数超出指标范围为关联5.2非关联故障5.3故障判据的制定原则a)由产品设计任务书（或合同）规定的要896.2试验方法选择a)新产品在样机研制阶段为达到规定的可靠性要求宜采用可靠性增b)新产品在样机研制阶段中需要通过加大工作应力暴露可靠性问题和改进产品设计的宜采用可c)样机在鉴定或定型时为确定可靠性水平，宜采用平均故障间隔工作时间MTBF的可靠性测定d)定型产品在定型及批生产中为验证是否达到了规定的可靠性要求，宜采用平均故障间隔工作时间MTBF的可靠性验证试验；6.4可靠性强化试验艺的薄弱环节，试验方法应符合GB/TXXXX可靠性验证试验是以一定置信水平或置信区间验证仪器仪表可靠性特征量是否达到所要求的水平可靠性验证试验常用定时/定数截尾试验方案、序贯截尾试验方案。通常要考虑总试验时间及试验b)使用方风险β：指批质量不符合要求却被拒收(≥)接收(≤)αβ110210321432510621要求在较短的时间内尽快作出合格与否的判决时α、β、D可取较大根据选取的统计方案，可确定验证所需总时间要求(θ1倍数m）及对应的允许判决故障数r。=θ1×m.....................................................................tΣ——总有效验证时间，单位h；t=tΣ/k=θ1×m/k..............................................................................(3)tΣ——总有效验证时间，单位h；在保证各台样机有效验证时间累积达到总有效验证时间要求的前提下，各台受试样机的实际有效验证时间可因验证中样机的故障情况做出一定的调整。试验所需样机数量应按合同或承制方与订购方//5注：当仪器仪表管路中含有流体无法在0℃条件下工作时，则采用5℃。对应规定的条件进行验证；当送检方缺乏环境条件规定时，可按表6进行规定并按6.4.5.2~6.4在Ⅰ类环境条件下使用的仪器仪表推荐采取在温度湿度可控的实验室内进行平均故障间隔时间验温度范围控制在20℃~25℃范围内或产品规定的温度范围内。在Ⅱ类环境条件下使用的仪器仪表，推荐采取图1试验周期图将受试样机放置在实验室的试验设备温度℃+55℃+55℃40+3540+25℃第1循环施加露点温度+25℃第1循环施加20+5℃120480960120480时间/min-20℃第1、5、9、13、…、4n-3循环施加（时间/min-20℃冷浸应冷浸力2上限值4n-22上限值4n-3/\标称值134n-14n-3/\\:\:4n下限值44n960时间/min注2：温变率采用试验设备最大温变率,不在Ⅲ类（无振动）环境条件下使用的仪器仪表，推荐采取图2试验周期图将受试样机放置在实验室的试验设备中进行平均故障间隔时间验证。典型常温25℃部分对应的验证时间可在温度可控的实验室温度℃▲60+55℃4040第1循环施加+25℃露点温度第1循环施加+25℃20n-3循环施加+0n-3循环施加120120循环施加（n=1,2,3,…电应力-20℃电应力冷浸上限值24n-24n-3/\标称值134n-14n-3/\… \电应力施加循环…下限值44n注：温变率采用试验设备最大温变率在Ⅲ类（有振动）环境条件下使用的仪器仪表，推荐采取图3试验周期图将受试样机安装在实验室的试验设备中进行平均故障间隔时间验证。典型常温25℃部分对应的验证时间可在温度可控的实验室内进行。图3中给出的振动谱型图是典型模拟运输振动谱。当具备实测条件时，优先采用实测结果施加+25℃ 第1+25℃+0℃+40℃1440露点温度+31℃热浸480第1、5、9、13、…、4n-39601080时间/mi循环施加（n=1,2,3,…）-20℃冷浸动应力96010801440振30min动应力96010801440振30min30min时间/min480上限值▲24n-2/\4n-3/标称值134n-1/\4n-3/…\电应力施加循环…下限值44n960加速度均方根值1.04g 0.00015加速度功率谱密度加速度均方根值1.04g 0.000150.0010.00010.000011410频率 1040500（Hz）0.015频率 1040500（Hz）电应力▲温度℃60+55℃5040电应力▲温度℃60+55℃50403020n-10-20图3在Ⅲ类（无振动）环境条件下使用在Ⅳ类（无振动）环境条件下使用的仪器仪表，推荐采取图4试验周期温度+70℃℃+70℃+55℃+55℃+40℃露点温度+40℃露点温度+31℃热浸4020第1第1循环施加-10℃0℃/min720840/min-10-20循环施加（n=1,2,3,-10-20-30电应力-40冷浸-40℃电应力-40120720min上限值24n-2min/4n-3/\标称值134n-1/4n-3/\…\电应力施加循环…下限值44n在Ⅳ类（有振动）环境条件下使用的仪器仪表，推荐采取图5试验周期的试验设备中进行平均故障间隔时间验证。图5给出的振动谱型图为典型运输振+70℃℃+70℃+55℃+55℃+40℃+40℃+31℃热浸第1第1循环施加▲▲动应力动应力上限值▲2O4n-24n-3\标称值13上限值▲2O4n-24n-3\…下限值44n…下限值44n720加速度功率谱密度（g²/Hz）0.010.0010.00010.00001频率（Hz）加速度均方根值1.04g0.00015频率（Hz）加速度均方根值1.04g0.000151040500图5Ⅳ类（移动使用）环境条件下使用试验周期图如图1~5，以24h为1个工作循环，4个工作循环为1个应力循环周期（图中n表），度+31℃,直到高温工作结束，其他阶段不注入湿气，湿度不加以控制。6.6可靠性现场试验在Ⅰ类环境条件下使用的仪器仪表推荐在温度湿度可控的实验室内进行现场试验，开展平均故障间隔时间验证。试验方法应符合本文件6.5节的要求，现场试验时温度范围控制在20℃~25℃范围内或产应符合本文件6.7节的要求。现场试验应在其典型使用地点和使用条件下开展，试验如果要求达到的可靠性水平不得低于某一规定值时，应该选择具有相应规范中规定的最严格的试如果为了测定适应于正常使用条件的可靠性水平或是为了获得最佳的维修方案时，应该选择试验c)应由第三方检测机构或用户单位根据数据收集表格开展现场可靠性数据收集，并对收集的数b)故障记录：如果仪器仪表现场发生故障，应按附录B中“附表B.2故障记录表”及时记录故障时验证试验按选择的试验方案故障数判决条件判别试验是否通过，评估试验按本标准6.6.4节的方法6.7可靠性测定试验可靠性测定试验是根据试验数据，用统计分析方法按一定置信水平估计仪器仪表可靠性特征量值使用方风险为10%时选用80%的置信区间，其单侧按GB/T5080.4-1985确定可a)累积故障数r=0，MTBF的点估计值：b)累积故障数r≠0，按式（1）计算MBF。的系数分别乘以MBF，得到MTBF上限值MBFU[见式（5）]和下限值MBFL[见式（6）]：MBFU=MBF×CU 1234512345注：x2——x2分布的下侧分位数，可查GB/T4086.2的x2分布分位表；C——置信水平；;6.8加速试验加速试验需要消耗大量时间和资源，需要进行充分的调研和设计，确保试验的有效性和可行b)对循环应力（如开/关循环）敏感的仪器仪表，推荐采用事件压缩试验，通过增加应力重复频参考GB/T34986-2017《产品加ATEa——激活能，单位为电子伏特（eV），一般取值为(0T）；TAAmAUse——使用环境下的随机振动量值（加速度谱密度），单位为g2/Hz；WTest——试验环境下的随机振动量），），），Ea——激活能，单位为电子伏特（eV），一般取值为(0T）；T1234应低于仪器仪表的振动工作应力极限，建议总均方根tAcc——加速试验时间。7.2试验实施按照确定的试验方案实施。典型仪器仪表的7.4可靠度评估方法A.1概述经供需双方协商确定，按规定的最低可接受值MTBF接受=5000可靠性目标MTBF=15000h，试验样机数为30台。计算鉴别比：DMTBF=MTBF/MTBF接受=3。由已知α=20%、β=20%，查表5选取统计方案4。由方案4得到总试验时间即总有效试验时间：tΣ=4.3MTBF接受=21500h则每台仪器仪表的试验时间为：tΣ/30=716.7h。因为该试验为定时截尾试验，由方案4得合格判定数为r−1=2。对30台样机进行定时截尾有替换试验到716.7h截止，若累积故障数不大于2则接收这批产品，反之123456随机抽取n=20台样机进行无替换定时截尾试验，当试验进行到t0=500h停止，共发生r=5次故障。故障时刻分别为110、180、300、410、480。估计该产品平均寿命的点估计值和在置信水平为a)计算总有效试验时间tΣb)平均寿命MTBF的点估计由式(5)、式(6)得到MTBF上限值MBFU和下限值MBFL：U=1796×2.055=3691hL=1796×0.539=968h则产品的双侧置信区间为:968≤MTBF≤3691h因为置信水平为80%，则单侧置信水平为90%。已知累积故障数r=5，查GB/T该产品MTBF的真值落在区间(968h~3690品MTBF真值大于或等于968h，但也可能有10%的产品MTBF真值小于968h。1模拟信号被测参数变化量大于Δ（作简易调整可恢复）数字信号被测参数变化量大于Δ（作简易调整可恢复）模拟信号被测参数变化量大于Δ（不能恢复）数字信号被测参数变化量大于Δ（不能恢复）基本误差、重复性检测的δ>Δ223