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衡器耐久性的准确理解与恰当评价


  来源: 计量科学与技术 时间:2021-11-30 编辑:仪器仪表WXF
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0引言

耐久性(durability)概念的提出,起初是为适应军工产品的高可靠性需求。近年来衡器的耐久性也开始日益受到重视,OIML制订发布的国际建议中有关衡器的共有8个,其中:关于称重传感器(R60)[1]和非自动衡器(R76)[2]的各1个,关于各类自动衡器(R50[3]、R51[4]、R61[5]、R106[6]、R107[7]、R134[8])的6个,都已陆续增添了耐久性条款。但其中只有R76规定了耐久性的试验和评价方法,且其规定欠妥。


衡器界采纳耐久性概念的时间还不太久,在讨论耐久性试验方法时所提的一些方案往往与衡器自身的特点脱节,不能真正起到检验衡器耐久性的作用。准确把握衡器耐久性概念的实质,将有助于制订恰当的衡器耐久性试验与评价标准。


1耐久性的基本涵义与区别性特征

1.1耐久性的一般定义及其特征

国内外的许多标准文件都有耐久性的定义,下面摘录若干例。


1)我国的国家标准《可靠性、维修性术语》之3.3条的定义是:“产品在规定的使用与维修条件下,直到极限状态前完成规定功能的能力。产品的极限状态可以由使用寿命的终止、经济和技术上已不适等来表征。”


2)我国的国家军用标准《可靠性维修性保障性术语》之2.1.3.10条的定义是:“产品在规定的使用、储存与维修条件下,达到极限状态之前,完成规定功能的能力,一般以寿命度量。极限状态是指由于耗损(如疲劳、磨损、腐蚀、变质等)使产品从技术上或从经济上考虑,都不宜再继续使用而必须大修或报废的状态。”


3)国际电工委员会标准《国际电工技术词汇(IEV)?第192部分:可信性》[11]之192-01-21条的定义是:“abilitytoperformasrequired,undergivenconditionsofuseandmaintenance,untiltheendofusefullife.(在给定的使用和维修条件下,直到使用寿命结束前,按要求工作的能力。)”


4)美国军用标准《机械设备和子系统的完整性大纲》之3.13条的定义是:“Durabilityistheabilityofthesystemorcomponenttoresistdeterioration,wear,cracking,corrosion,thermaldegradation,andtheeffectofforeignobjectdamage,foraspecifiedperiodoftime.(耐久性是指系统或构件在规定的时段内抵抗退化、磨损、开裂、腐蚀、热变,以及外物损坏的能力。)”


5)俄罗斯国家标准《工程中的可信性基本概念、术语和定义》之1.3条的定义是:“Долговечность?Свойстовобъектасохранятьработоспособноесостояниедонаступленияпредельногосостоянияприустановленнойсистеметехническогообслуживанияиремонта.(耐久性是产品在规定的技术维护和修理制度下保持工作能力直到极限状态的一种属性)。”


6)OIMLV1《国际法制计量术语汇编(VIML)》之5.15条的定义是:“abilityofthemeasuringinstru-menttomaintainitsperformancecharacteristicsoveraperiodofuse(计量器具贯穿某个使用时期内维持其工作特性的能力)。”

上列条文虽然在表述上不尽相同,但从收录耐久性概念的标准文本所涵盖的范围和涉及的内容可知,耐久性的基本属性是一个可靠性和可信性范畴。通过对不同表述的比较分析、求同存异,可以归纳出它们有如下几个基本共同点:

1)反映能否在规定时段内持续可靠地实现所要求的功能;

2)查证“工作能力”和“防耗止损能力”等固有属性;

3)考量的是耗损性失效模式,它以“耐久性失效”或“极限状态”作为判断准则;

4)与“适用寿命”有关,可以是指须报废时的“总寿命”,也可以是指由经济或技术上已不适宜等因素相关的“可靠寿命”或“经济寿命”。


1.2稳定性与耐久性的区别

稳定性(stability)这个术语在衡器界应用得比耐久性要早很多,两者定义的字面上似乎又相仿,常易误认为耐久性就是(长期)稳定性。虽然稳定性不佳会使耐久性变差,然而耐久性差未必一定是由稳定性的问题造成的。两者有着某些关系,但并不能相互替代。


1)首先从两个术语的英文词源上来看,虽然耐久性与稳定性的英文后半部分都是ability,即两者反映的都是某种能力;但从有差别的前半部分分辨它们时,可发现前者与durable,duration及endure,endurance等词同源,后者与stable或stationary等词同源。可见,耐久性强调的是持续时间,而稳定性关注的是有无改变。


2)再从稳定性的定义来看,也可以发现两者的差别。

OIMLV2-JCGM200《国际计量学词汇?基础通用的概念及相关术语(VIM)》[15]之4.19条是:“propertyofameasuringinstrument,wherbyitsmetrologicalpropertiesremainconstantintime(测量仪器保持其计量特性恒定不随时间变化的属性)。”因此,某一计量特性的时间漂移实际上反映的就是稳定性。然而计量特性的时间飘移不仅可能随时间改变,还会因其他条件(温度、湿热等)发生变化,例如皮带秤零流量的温度影响,考察的也是稳定性。


3)还可以从这两个概念实际使用的场合来辨别。

计量器具的稳定性指标通常用来考察某个局部性能的非希望变化量。例如,R50中皮带秤的零点稳定性,R60中称重传感器的量程稳定性、灵敏度的时间漂移和温度漂移等等。


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