ГОСТ Р 8.734-2011
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственная система обеспечения единства измерений
ДАТЧИКИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ И СИСТЕМЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ
Методы метрологического самоконтроля
State system for ensuring the uniformity of measurements. Intelligent sensors and intelligent measuring systems. Methods of metrological self-checking
ОКС 17.020
Дата введения 2012-09-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им.Д.И.Менделеева" (ФГУП "ВНИИМ им.Д.И.Менделеева")
2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 ноября 2011 г. N 592-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на интеллектуальные датчики и интеллектуальные измерительные системы, разрабатываемые и применяемые в Российской Федерации, и устанавливает основные методы метрологического самоконтроля интеллектуальных датчиков и интеллектуальных измерительных систем, а также требования к ним.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.009 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений
ГОСТ Р 8.596 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
ГОСТ Р 8.673 Государственная система обеспечения единства измерений. Датчики интеллектуальные и системы измерительные интеллектуальные. Основные термины и определения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 8.673, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1
измерительный преобразователь (measuring transducer): Устройство, используемое при измерении, которое обеспечивает на выходе величину, находящуюся в определенном соотношении с входной величиной. [VIM, JCGM*, 2008 [1], статья 3.7] |
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
3.2
измерительная система (measuring system): Совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. [РМГ 29-99 [2]*, статья 6.14] |
________________
* Заменены на РМГ 29-2013.
3.3
измерительный канал измерительной системы (измерительный канал ИС): Конструктивно или функционально выделяемая часть ИС, выполняющая законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерений, выражаемого числом или соответствующим ему кодом, или до получения аналогового сигнала, один из параметров которого - функция измеряемой величины. |
3.4
метрологический отказ средства измерений: Выход метрологических характеристик средства измерений за установленные пределы. [РМГ 74-2004 [3], подраздел 3.1, 4-е определение] |
3.5 форсированные испытания: Испытания, обеспечивающие интенсификацию деградационных процессов.
Примечание - Для того чтобы при форсированных испытаниях изделия механизм деградационных процессов оставался таким же, как и при эксплуатации в рабочих условиях, значения воздействующих величин должны быть ограничены соответствующими пределами.
3.6 тестовый режим метрологического самоконтроля: Режим метрологического самоконтроля, осуществляемый путем подключения (по отдельной команде) встроенного дополнительного измерительного преобразователя, встроенной меры или путем подачи тестового сигнала, связь которого с измеряемой величиной или ее изменением известна с требуемой точностью.
Примечание - Тестовый режим, как правило, прерывает процесс измерений.
3.7 поле измеряемой или влияющей величины: Множество значений измеряемой или влияющей величины в совокупности точек рассматриваемого пространства.
Примечание - Каждое из множества значений может быть представлено в виде скаляра, вектора или тензора.
3.8 выравнивание параметров поля величины: Обеспечение условий, при которых различие значений величины во всех точках рассматриваемого пространства (в течение заданного интервала времени) не превышает допускаемого.
3.9 остаточный метрологический ресурс: Прогнозируемая наработка от момента проверки метрологической исправности до метрологического отказа.
3.10 самовосстановление интеллектуального датчика или интеллектуальной измерительной системы: Автоматическая процедура ослабления метрологических последствий возникновения дефекта.
Примечание - В технической документации могут быть установлены особые допускаемые пределы метрологических характеристик после выполнения процедуры самовосстановления.
4 Общие положения
4.1 Цели метрологического самоконтроля интеллектуальных датчиков и интеллектуальных измерительных систем, встраиваемых в оборудование для обеспечения контроля технологических процессов и управления ими, заключаются в следующем:
- снижении вероятности получения недостоверной измерительной информации в течение межповерочного или межкалибровочного интервала, т.е. снижении риска возникновения необнаруженного метрологического отказа и обусловленных этим отказом последствий;
- обосновании изменения межповерочного или межкалибровочного интервала в зависимости от остаточного метрологического ресурса;
- сокращении эксплуатационных затрат за счет уменьшения числа поверок или калибровок, а также снижении затрат на устранение последствий нарушения технологических процессов, вызванных метрологическими отказами.
4.2 Метрологический самоконтроль обеспечивает оценку метрологической исправности интеллектуального датчика (далее - датчик) или интеллектуальной измерительной системы (далее - измерительная система) с определением статуса результата измерений.
4.3 Метрологический самоконтроль должен опираться на дополнительные данные, получаемые за счет пространственной (структурной), временной, информационной (функциональной) избыточности, имеющейся или сформированной в датчике и/или измерительной системе.
Объем дополнительных данных может быть увеличен путем комбинации этих видов избыточности.
4.4 Структурная избыточность датчика предполагает использование дополнительных элементов - мер и/или измерительных преобразователей (как правило, первичных), число которых при осуществлении самоконтроля превышает минимально необходимое для выполнения измерений.
Дополнительные элементы занимают в корпусе датчика дополнительное пространство.
Структурная избыточность измерительной системы предполагает использование дополнительных элементов - мер и/или измерительных каналов, число которых при осуществлении самоконтроля превышает минимально необходимое для выполнения измерений.
4.5 Временная избыточность датчика или измерительной системы предполагает использование дополнительных операций измерений, проводимых с интервалом времени, меньшим минимально необходимого, и/или в полосе частот, большей максимально необходимой, для осуществления контроля технологических процессов и/или управления ими с учетом их инерционности.
4.6 Функциональная избыточность датчика предполагает использование дополнительной зависимости между измеряемой величиной и одним из параметров выходного сигнала.
Функциональная избыточность измерительной системы предполагает использование дополнительной зависимости между значениями поля величины или величин, которые измеряют различными измерительными каналами системы.
4.7 Методы метрологического самоконтроля датчиков и измерительных систем подразделяют на методы метрологического прямого и методы метрологического диагностического самоконтроля.
Каждый из этих методов подразделяют на методы, основанные на структурной, временной, функциональной избыточности или комбинации этих видов избыточности.
Дополнительно методы метрологического самоконтроля измерительных систем подразделяют на поэлементные и комплектные.
4.8 Метрологический самоконтроль может быть реализован в режиме, не прерывающем процесс измерений, или в тестовом режиме.
4.9 Метрологический прямой самоконтроль обеспечивает автоматический контроль погрешности в рабочих условиях.
Метрологический прямой самоконтроль по технико-экономическим причинам, как правило, может быть реализован только в ограниченных областях диапазона измерений и/или динамических характеристик датчиков и измерительных систем.
4.10 Метрологический диагностический самоконтроль обеспечивает автоматический контроль критической составляющей погрешности в рабочих условиях.
Метрологический диагностический самоконтроль при сравнительно небольших затратах, как правило, может быть реализован во всем диапазоне измерений и/или динамических характеристик датчиков и измерительных систем.
4.11 Результаты метрологического самоконтроля могут служить основанием для следующих действий:
- оценки остаточного метрологического ресурса;
- изменения межповерочного или межкалибровочного интервала датчиков и измерительных систем в установленном порядке;
- коррекции функции преобразования измерительного преобразователя датчика или измерительных преобразователей измерительной системы.
Как правило, для введения коррекции должен быть известен вид критической составляющей погрешности (например, преимущественно мультипликативная или, напротив, аддитивная).
5 Выбор метода метрологического самоконтроля
5.1 Метод метрологического самоконтроля должен быть выбран из методов, перечисленных в 4.7, при разработке датчика или измерительной системы.
5.2 Выбор метода метрологического самоконтроля должен опираться на результаты анализа составляющих погрешности датчика или измерительных каналов измерительной системы.
5.3 Анализ составляющих погрешности должен включать в себя:
- выявление вероятных источников погрешности и обусловленных ими составляющих погрешности;
- определение критической составляющей погрешности.
5.3.1 Выявление вероятных источников погрешности
Возникновение погрешности в процессе эксплуатации, в основном, обусловлено:
