仪器仪表可靠性说明——U乐国际数智

产品的可靠性是与“规定的功能”紧密相联的。“规定的功能”就是产品的性能指标，如仪器仪表的精度、灵敏度、线性度、重复性等静态指标和幅颇特性、相频特性等动态指标。又如电阻器的阻值、功率、温度系数、精度；电容器的容量、损耗角正切、绝缘电阻、耐压、精度；晶体管的放大倍数、反向漏电流；电子计算机的运算速度、字长、容量、指令数；雷达的距离分辨力，测角和测速数显角度测量仪精度、脉冲峰值功率、跟踪速度；通信机的频率范围、输出功率、通信距离、调制度、信道、失真度、保彩性、兼容性、机动性等。产品的可靠性可以针对产品完成某种功能而旨，也可以针对其多种功能综合而言。如果产品不能完成规定的功能，则称产品发生故障或失效，相应的各项性能指标称为故障判据或失效判据。因此，在讨论具体产品的可靠性时，必须对产品的故障判据标准加以明确规定。

在可靠性中所研究的产品是各种各样的，需要用不同的数量指标，在同定量地研究仪器仪表工作性能时，需要用量程、分辨率、线性度等数量指标一样。用于度量产品可靠性高低的数量指标称为可靠性特征量。常用的可靠性持征量有可靠度、失效分布函数、失效密度、失效率以及平均寿命、寿命标准差等。

有了可靠性待征量，对各种产品的可靠性就有了明确的要求。在设计和制造产品时，可以利用各种数学方法计算印预计它们的可靠性。在产品制造出来后，可以按一定的试验方法，通过一些持征量定量地评定产品的可靠性，可以准确地对产品的可靠性进行定量比较。

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可靠性特征量的理论值称为真值，它完全由失效的数学模型所决定，它是客观存在的，却是未知的。我们只能通过有限个观测数据，经一定的计算得到其估计值，称此为可靠性特征量的观测值。可靠性是评价产品质量的—项重要标准，按国标GB 3187—82，可靠性是产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。

产品的可靠性首先受“规定的条件”的制约。显然，环境条件(温度、湿度、气压、振动、噪声等)、负载条件(工作电压、电流、应力)、工作方式(连续工作、间断工作、状态转换)，贮存条件和维护条件都直接影响产品的可靠性。对有人参与工作的产品，人的技术操作，即“人机关系”也影响着产品的可靠性，人的技能越差，情绪波动越大，可靠性就越低。

产品的可靠性是与“规定的时间”相关的。—‘般说来，仪器仪表中的电器元件经过老化筛选，机械零部件经过跑合，整机经过调试者炼，产品经过一段较长时间的稳定使用后，其可靠性水平便随时间的增长而降低。时间越长，可靠性越差，故障(失效)越多。所以一定的可靠性是对一定时间而言的，有些产品的可靠性虽然不是与时间相关，但也可以用某种类似时间的单位，如开关、继电器的动作次数，材料承受交变应力的循环次数等，作为广义时间来理解。

可靠度是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。对不可修复产品，把它从开始工作到首次失效前的工作时间了称为寿命，对可修复产品，它的寿命是指两次相邻故障之间的工作时间，也称无故障工作时间。由于产品发生失效是一随机事件，所以寿命T是一个随机变量。设规定的时间为‘，显然以下三个随机事件是等价的：“产品在‘内完成规定的功能”，“产品在时间‘内无故障”，“产品的寿命7大于‘”，于是产品的可靠性特征量一般都是未知的，为了解一批产品的可靠性特征量，需要进行寿命试验，但可靠性寿命试验常常是破坏性的，所以只能从这批产品中随机拙取部分产品进行试验。如果随机抽取丁付个产品，测得其寿命分别为了小“，T”，称这N个数据是大小为川的‘个随机样本，由于样本的抽取是随机的，因此每个7＼都可以看成随机变量，对某次抽样观测得到了的一组确定值心，称为样本观测值。

在早期失效期，产品失效率高，失效率随时间增加迅速下降。当剔除早期废次品之后，失效率很快趋于稳定。早期失效率主要由元器件、材料缺陷和生产工艺不良引起，也可能由于生产设备故障，操作人员粗心大意，质量检验不严格等原因。新研制产品的早期失效率一般比老产品高，设计者的主要任务是找出失效原因，消除大部分早期失效因素，提高产品的可靠性。

在偶然失效期，产品的失效率低而且稳定，近似为常数，持续时间较长。产品的偶然失效期就是产品可靠工作的时期，这个时期的失效是偶然因索引起的，通常是产品设计裕度不够，造成产品的随机失效。研究这一时期的失效因素，对提高产品的可靠性具有重要意义。耗损失效期出现在产品使用的后期，由于老化，疲劳，损耗等引起产品的耗损失效，失效率随时间的增加而上升，故这时期又称为“衰老期”。若能事先估计耗损失效开始时间，当某种元器件失效率已超过允许值时，就进行更换或维修，推迟耗损失效期的到来。另“类常用的可靠性特征量”与失效时间有关，通称为寿命持征量，其中最常用的是平均寿命。