Уважаемые метрологи и измерители!
У меня к Вам очень важный для меня вопрос.

Мы меряем температуру с помощью платинового термометра сопротивления ТСПН-4М. При этом он подвергается довольно жестким термоударам в диапазоне от комнаты до 77,4 К (температура кипения азота). Ясно, что это должно как-то сказываться на его стабильности. В паспорте по этому поводу сказано:".. Вероятность безотказной работы при термоциклировании ... не менее 0,85..."
Сама погрешность нормирована для вероятности 0,95 и составляет 0,01 К.

Как рассчитать погрешность с учетом ухудшения надежности ?
Заранее благодарен.

Я бы посоветовал для оценки погрешности датчика проводить его периодическую калибровку в реперных точках которые находятся в измеряемом Вами диапазоне.
Убежден, что это будет значительно точнее чем искать связь между погрешностью и вероятностью безотказной работы (я лично о такой зависимости никогда не слышал). Тем более, что если Вы будете только контролировать состояние датчика (погрешность в норме или его надо уже заменить) то достаточно будет двух (возможно и одной) точек калибровки.

Оценить ухудшение точности с течением времени - это вряд ли. Время безотказной работы дает вам "оценочное время", в течении которого погрешность будет лежать в заданных пределах. Про исытания на "время безотказной работы" можно посмотреть много где (РД 50-690, ГОСТ 27.410, google и т.д.)

Тогда другой вопрос: а зачем в паспорте говорится об уменьшении вероятности безотказной работы ? Если необходимо его поверять, то выходит необходимо повторять ту же работу, которую проводили производители при надежностных испытаниях
Неужели их усилия никак нельзя использовать ?




Но самое главное сомнение в том, что я подозреваю, что резкие термоудары могут привести к неким флуктуациям сопротивления из-за невоспроизводимости механических напряжений в чувствительном элементе (Pt проволке). Если это так, то при температуре льда, к которой мы будем подходить плавно, мы этого можем и не заметить.
Есть ли у Вас аргументы для развеивания этих фантазий ?



У меня тут идея не дает покоя:

Если без термоударов погрешность 0,01 К при вероятности 0,95, при термоударах погрешность (если нет отказа) 0,01К, но уже при вероятности 0,85. То могу ли я допустить, что распределение норальное рассчитать погрешность, соответствующую 0,95. Она очевидно будет больше, что и соответствует здравому смыслу (по-моему ) Вот если бы все это да обнаружить в каком-нибудь ГОСТе

Что Вы обо всем этом думаете ?

В теории надежности встречаются два понятия (http://www.spc-consulting.ru/app/intro_rely.htm):
1. Вероятность безотказной работы - вероятность того, что в данном интервале времени или впределах заданной наработки не произойдет отказа изделия.
2. Гарантированный срок службы - время, в течение которого товар с гарантией производителя сохраняет свои параметры качества.
Мне кажется, что Вы их объединили.

Я думаю, что эти термоудары действительно приведут как к флуктуациям сопротимления, так и к флуктуациям чувствительности, которые будут накапливатся в процесе эксплуатации, и для их определения необходимо проводить периодическое калибрование термометра. Каким должен быть период я затрудняюсь ответить, но думаю, что он то как раз и должен быть связан с вероятностью безотказной роботы.
При температуре таяния льда Вы сможете заметить флуктуации R0, для определения флуктуаций чувствительности придется делать калибровку в другой точке (желательно поближе к нижнему пределу диапазона озмерения).

Думаю, что не всегда отказы вызваны увеличением погрешности выше нормы

Если Вы так уверенны в своей правоте, то можете выйти с инициативой о написании стандарта

Если бы был уверен - давно бы уже вышел


Это я понял. Я рассуждал не корректно. Но (что удивительно), я бы получил оценку погрешности "сверху", поскольку остальные отказы снижают вероятность, а не увеличивают!
Мне никто не поверит

Спасибо за соображения конечно,
Но как же мне рассчитать погрешность эксперимента с учетом термоударов ?
Может есть у кого-нибудь хоть какая-нибудь ссылка, где сталкивались с такой проблемой?

Я убежден, что эта оценка будет сродни фразы "Ни одна балерина не весит больше 500 кг"
Попробуйте прошерстить публикации IЕЕE http://ieeexplore.ieee.org/xpl/periodicals.jsp

Во-первых, НЕ путайте понятия вероятности отказа и доверительной вероятности, погрешность никогда не нормировалась ДЛЯ вероятности безотказной работы!
Во-вторых, эксплуатируйте прибор в соответствии с ТО на него, и тогда не будет возникать ненужных вопросов.
Если эксплуатация прибора производиться не в соответствии с тех. документацией, то Вам надо провести индивидуальную метрологическую аттестацию по индивидуальной программе и методике МА во время проведения которой вы и выясните необходимые Вам погрешности.
Вероятность безотказной работы никак не влияет на ЗНАЧЕНИЕ погрешности.

А разве я собираюсь использовать датчик не в соответствии с тех. документацией ?
Нигде не сказано, что нельзя использовать датчик в условиях термоциклирования.

Как Вы думаете, какую информацию для пользователя (которому, как правило, нужно знать ТОЛЬКО то, с какой точностью проводятся измерения) несет значение вероятности безотказной работы?
Зачем этот параметр вообще нужен в измерительном приборе если он не имеет отношения к точности?

1. Для пользователя этот параметр несет следующую информацию (для данного случая): если пользователь погрузит термометр в азот и тот там будет дальше жить, то с какой-то вероятностью (которую возможно не указывают) термометр доживет до своих гарантированных, например, 10000 часов работы; если термометр будут дергать по пути азот-комната, вероятность того что он доживет до гарантированного времени наработки уменьшается и равна 0,85.
Коротко, с точки зрения термометра, это говорит о том, что если будИшь пользовать меня в режиме термоцеклирования, то я, возможно, слАмаюсь быстрее.
2. Если, режим термоциклирования влияет на погрешность, ТО в тех. опис. на него, кроме основной абсолютной погрешности должна указываться ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ погрешность, например, для случая скачкообразного изменения рабочей температуры в каких-то пределах и т.п.

Похоже, Вы правы.
Что же делать? Не можем же мы проводить исследования эталонной платины, которая досталась нам по наследству случайно и неизвестно производится ли сейчас и сколько стоит !
Может написать, что дополнительной погрешностью можна пренебречь (ведь производители даже не предоставили ее значение) ?

Я думаю, что подходить необходимо формально, т.е.:
а) Производитель не привел дополнительную погрешность связанную с таким режимом работы - значит ее нет;
б) Приведя вероятность безотказной работы в режиме термоциклирования производитель косвенно указал на то, что прибор может эксплуатироваться в этом режиме.
в) Если в ТО указаны еще какие-то погрешности кроме основной - читать ТО внимательно, сопоставлять с методикой измерений которую вы используете и добавлять к основной погрешности заявленные производителем дополнительные погрешности, если по сИрезному подходить к делу, то у вас должна быть согласованная с органом Госстандарта методика выполнения измерений т.д. и т.п.

И САМОЕ ГЛАВНОЕ - ПРИБОР ДОЛЖЕН БЫТЬ ПОВЕРЕН!

ЗЫ. А вероятность отказа или не отказа равна 0,5 в любом случае, остальное все от лукавого