GB/T 46568.1-2025 智能仪器仪表可靠性 第1部分：可靠性试验与评估方法

　　ICS 25. 040 CCS N 10

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46568. 1—2025

　　智能仪器仪表可靠性

　　第 1 部分:可靠性试验与评估方法

　　Intelligentinstrumentsreliability—

　　Part1: Reliabilitytestand evaluation methods

　　2025-10-31发布 2026-05-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46568. 1—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 可靠性指标及目标值 2

　　4. 1 可靠性指标 2

　　4. 2 可靠性目标值 2

　　5 故障判据 3

　　5. 1 关联故障 3

　　5. 2 非关联故障 3

　　5. 3 故障判据的制定原则 3

　　5. 4 仪表故障判据 3

　　6 可靠性试验方法 4

　　6. 1 概述 4

　　6. 2 试验方法选择 5

　　6. 3 可靠性增长试验 5

　　6. 4 可靠性强化试验 5

　　6. 5 可靠性验证试验 5

　　6. 6 可靠性现场试验 13

　　6. 7 可靠性测定试验 14

　　6. 8 加速试验 16

　　7 可靠性试验实施与评估 19

　　7. 1 试验准备 19

　　7. 2 试验实施 19

　　7. 3 试验数据处理与评估 19

　　附录 A (资料性) 可靠性验证试验分析案例 20

　　A. 1 概述 20

　　A. 2 案例 20

　　附录 B (资料性) 可靠性现场试验相关表格 21

　　附录 C (资料性) 可靠性测定试验分析案例 23

　　C. 1 概述 23

　　C. 2 案例 23

　　Ⅰ

　　GB/T 46568. 1—2025

　　附录 D (资料性) 典型仪器仪表可靠性试验案例 25

　　D. 1 涡街流量计 25

　　D. 2 压力变送器 27

　　D. 3 温度变送器 29

　　参考文献 32

　　Ⅱ

　　GB/T 46568. 1—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 46568《智能仪器仪表可靠性》的第 1部分 。GB/T 46568已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :可靠性试验与评估方法 ;

　　— 第 2部分 : 电气系统可靠性强化试验方法 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国机械工业联合会提出 。

　　本文件由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)归 口 。

　　本文件起草单位 :机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 、西南大学 、中石化安全工程研究院 、重庆科技检测中心 、北京卫星环境工程研究所 、重庆赛宝工业技术研究院有限公司 、广电计量检测集团股份有限公司 、深圳万讯自控股份有限公司 、哈尔滨理工大学 、电子科技大学 、中国电器科学研究院股份有限公司 、绵阳市维博电子有限责任公司 、中国计量大学 、杭州沃镭智能科技股份有限公司 、浙江万胜智能科技股份有限公司 、重庆工业自动化仪表研究所有限责任公司 、浙江省质量科学研究院 、合肥金星智控科技股份有限公司 、汇中仪表股份有限公司 、深圳市特安电子有限公司 、金卡智能集团股份有限公司 、天信仪表集团有限公司 、美卓伦仪表(常州)有限公司 、烟台东方威思顿电气有限公司 、北京首科实华 自动化设备有限公司 、无锡市亚迪流体控制技术有限公司 、广东科鉴检测工程技术有限公司 、华测检测认证集团股份有限公司 、上海铭控传感技术有限公司 、胜利油田东强机电设备制造有限公司 、山东华瑞达工业装备有限公司 、成都玖锦科技有限公司 、麦克传感器股份有限公司 、西安奥华电子仪器股份有限公司 、青岛汇赢科技有限公司 、普立默智能科技(上海)有限公司 、扬州电力设备修造厂有限公司 、北京杰易特科技发展有限公司 、厦门宇电自动化科技有限公司 、新疆金牛能源物联网科技股份有限公司 、肯佐控制设备(上海)有限公司 、特加安(上海)科技有限公司 、开封大学 、开封宋仪测业科技发展有限公司 。

　　本文件主要起草人 :王成 城 、王 春 喜 、曹 德 舜 、秦 泰 春 、周 雪 莲 、闫 江 宝 、刘 枫 、袁 菲 、李 强 、赵 可 沦 、齐佳 、魏坤仑 、刘宇 、李东 、洪涛 、郭斌 、胡晓峰 、陈炎 、李娜 、代思洋 、徐昌鸿 、黄成军 、孙永全 、夏侯唐凡 、彭正红、潘从元、陈辉、闫晗、林明星、陶朝建、刘潇、屠彬彬、杨迪、王东昌、潘涤平、朱荣挺、方子敏、陈前勇、陈庆荣、高京伟 、刘乃玉 、袁胜丽 、桂永波 、李长星 、毕增亮 、朱昌益 、蔡军 、张全利 、周宇 、孙长江 、唐晓峰 、张楠 、朱跃峰 、吕玉湖 。

　　Ⅲ

　　GB/T 46568. 1—2025

　　引 言

　　高稳定 、高可靠 、高智能是现代仪器仪表发展的主要趋势 。通过可靠性试验及评估 ,可以明确智能仪器仪表的可靠性水平 ,揭露智能仪器仪表设计存在的薄弱环节和隐患 , 为决策和改进提供方向 。 “智能仪器仪表可靠性 ”系列标准为智能仪器仪表进行可靠性试验与评估提供统一的目标 、规范化的试验与评估程序和具体的操作方法 ,保证试验及评估过程的科学性 、完整性和可操作性 。

　　由于智能仪器仪表可靠性试验的类型较多 ,且方法差异较大 , 因此由 GB/T 46568《智能仪器仪表可靠性》对不同类型的智能可靠性试验与评估方法进行规定 。拟由四个部分构成 。

　　— 第 1部分 :可靠性试 验 与 评 估 方 法 。 目 的 在 于 规 定 通 用 的 智 能 仪 器 仪 表 可 靠 性 试 验 与 评 估方法 。

　　— 第 2部分 : 电气系统可靠性强化试验方法 。 目的在于对新引入的可靠性强化试验方法的参与和要求进行详细规定 。

　　— 第 3部分 :系统可靠性评估方法 。 目的在于对较为复杂的智能仪器仪表 ,提供系统性的可靠性评估方法规定 。

　　— 第 4部分 :故障诊断与健康管理方法 。 目的在于规定智能仪器仪表的故障诊断和健康管理方法 , 以提升全生命周期下仪表的质量与可靠性 。

　　GB/T 46568针对智能仪 器 仪 表 的 特 点 、基 本 功 能 与 技 术 性 能 而 制 定 。 对 于 同 类 智 能 非 仪 器 仪表 ,可参照 GB/T 46568相关部分进行可靠性试验与评估 。

　　Ⅳ

　　GB/T 46568. 1—2025

　　智能仪器仪表可靠性

　　第 1 部分:可靠性试验与评估方法

　　1 范围

　　本文件规定了智能仪器仪表可靠性试验与评估的可靠性指标及目标值 、故障判据 ,描述了可靠性试验方法 、可靠性试验实施与评估方法 。

　　本文件适用于智能仪器仪表的可靠性试验与评估 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 2900. 99—2016 电工术语 可信性

　　GB/T 3358—2009(所有部分) 统计学词汇及符号

　　GB/T 5080. 4—1985 设备可靠性试验 可靠性测定试验的点估计和区间估计方法(指数分布) GB/T 18271. 1—2017 过程测量和控制装置 通用性能评定方法和程序 第 1部分 :总则

　　GB/T 39844—2021 可靠性增长 统计试验和评估方法

　　GB/T 34986—2017 产品加速试验方法

　　GB/T 46568. 2—2025 智能仪器仪表可靠性 第 2部分 : 电气系统可靠性强化试验方法

　　JB/T 6214—2014 仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900. 99—2016和 GB/T3358—2009(所有部分)界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 3. 1

　　智能仪器仪表 intelligentinstrumentation

　　以微处理器或微型计算机为基础而设计的 ,具有数据采集 、处理 、组态 、诊断 、控制和(或) 通信等功能的数字化仪表 。

　　3.2

　　可靠性评估 reliability evaluation

　　依据产品 自身的试验数据 ,运用统计学数值估计理论 ,求得可靠性参量的取值估计 。 3.3

　　可靠性特征量 reliability characteristicvalue

　　衡量产品可靠性的定量化尺度 ,描绘产品可靠性特性的参数 。

　　3.4

　　可靠性指标 reliabilityindexes

　　产品在规定的条件下对可靠性特征量的定量要求 。

　　1

　　GB/T 46568. 1—2025

　　3.5

　　可靠性指标体系 reliabilityindexessystem

　　产品在其逐步完善的过程中不断提高的可靠性要求指标的集合 。

　　3.6

　　可靠性目标值 reliabilitytargetvalue

　　产品成熟状态时达到的可靠性指标 。

　　3.7

　　最低可接受值 minimum acceptablevalue

　　合同或任务书中规定的进行考核或验证要达到的可靠性指标 。

　　3. 8

　　故障判据 faultcriteria

　　判断仪器仪表是否构成故障的界限值 。

　　3.9

　　可靠性增长试验 reliabilitygrowth test

　　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许水平而进行的可靠性试验 。

　　3. 10

　　可靠性测定试验 reliabilitydetermination test

　　为确定产品的可靠性特征量而进行的试验 。

　　3. 11

　　可靠性验证试验 reliability compliance test

　　为确定产品的可靠性特征量是否达到所要求的水平而进行的试验 。

　　4 可靠性指标及目标值

　　4. 1 可靠性指标

　　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 平 均 故 障 间 隔 时 间(MTBF)和平均故障前时间(MTTF) , 由于大多数仪器仪表为可维修设备 ,本文件采用 MTBF作为可靠性指标 ,不可维修仪器仪表可采用 MTTF替换 MTBF。本文件中约定仪器仪表的失效分布符合指数分布 。

　　MTBF按公式(1)计算 。

　　MTBF …………………………( 1 )

　　式中 :

　　— 总有效试验时间 ;

　　r — 累积故障数 。

　　4.2 可靠性目标值

　　优先采用仪器仪表制造商和用户商议确定的可靠性目标值 ,如无明确的可靠性指标要求 ,则推荐采用表 1规定的可靠性目标值 。

　　2

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　　表 1 推荐的仪器仪表可靠性目标值

　　可靠性目标值

　　推荐指标

　　MTBF

　　500 h、1 000 h、5 000 h、1× 104 h、2× 104 h、5× 104 h、1× 105 h、2× 105 h、4×105 h

　　分析仪表推荐的可靠性目标值不低于 500 h,测量仪表和执行仪表推荐的可靠性目标值不低于 2× 104 h。

　　在实验室开展试验比较困难的情况下 , 可通过现场试验对仪器仪表进行可靠性评估 ,具体方法见6. 6。

　　5 故障判据

　　5. 1 关联故障

　　仪器仪表在试验或工作状态由于非外部因素所产生的机械部件 、电子元器件的破裂 、损坏 、丧失规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故障 ,应作为故障统计 。

　　5.2 非关联故障

　　仪器仪表由于试验设备 、测试条件或其他外部因素引起的故障为非关联故障 ,不作为故障统计 。

　　5.3 故障判据的制定原则

　　按以下原则制定仪器仪表的故障判据 :

　　a) 由产品设计任务书(或合同)规定的要求制定 ;

　　b) 由产品执行的相关标准(或规范)制定 ;

　　c) 由供 、需双方协商制定 。

　　5.4 仪表故障判据

　　5.4. 1 通则

　　根据功能 ,仪器仪表分为测量和控制仪表 、分析仪表及执行器 。 当试验过程中出现以下现象时 ,应判定为出现故障 ,故障判据的类型包括但不限于以下内容 。

　　a) 功能故障 。产品不能工作或不能实现研制任务书(或技术规格书)规定的功能 。

　　b) 指标超差 。产品参数检测 、输出结果超出规定的偏差 。

　　c) 软件故障 。产品的软件功能出现故障 。

　　d) 通信故障 。产品的通信功能失常 。

　　e) 结构故障 。材料变质 、变形 , 出现产品结构损坏 。

　　5.4.2 测量和控制仪表

　　测量和控制仪表的故障判据包括但不限于表 2所示 。

　　3

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　　表 2 测量和控制仪表故障判据

　　故障判据

　　故障现象

　　功能故障

　　无输出信号 、不能报警 、无显示 、掉电等

　　指标超差

　　零点漂移 、输出信号不稳 、输出信号超出量程等

　　软件故障

　　死机 、卡死 、闪退 、无响应等

　　通信故障

　　有线或无线通信中断 ,传输时延 、丢包率和误码率不达标

　　结构故障

　　非安装原因导致的结构部件松动 、破裂 、断裂或者损坏等

　　5.4.3 分析仪表

　　分析仪表从原理上可分为光谱 、质谱 、色谱 、电化学分析类等 ,故障判据包括但不限于表 3所示 。

　　表 3 分析仪表故障判据

　　故障判据

　　故障现象

　　功能故障

　　光谱仪无法激发 、质谱仪无法点火等

　　指标超差

　　检出限 、重复性等性能超出规范允许范围

　　软件故障

　　死机 、卡死 、闪退 、无响应等

　　通信故障

　　PCB板间通信失败 、下位机和上位机通信失败等

　　结构故障

　　非安装原因导致的结构部件松动 、破裂 、断裂或者损坏等

　　5.4.4 执行器

　　执行器可分为电动 、气动 、液动 、电液联动 、气液联动等类型 ,故障判据包括但不限于表 4所示 。

　　表 4 执行器故障判据

　　故障判据

　　故障现象

　　功能故障

　　无输出信号 、不能报警 、无显示 、掉电 、指令失调等

　　指标超差

　　零点漂移 、输出信号不稳 、输出信号超出精度等

　　软件故障

　　死机 、卡死 、闪退 、无响应等

　　通信故障

　　通信中断 ,传输时延 、丢包率和误码率不达标

　　结构故障

　　结构部件机械故障如部件出现形变 、卡涩 、松动 、破裂 、损坏 ,密封故障(泄漏)等

　　6 可靠性试验方法

　　6. 1 概述

　　仪器仪表可靠性试验与评估的目的是通过试验 、分析 、评估 ,找出影响可靠性的薄弱环节 ,为改进提高可靠性提供依据 。

　　可靠性试验方法有可靠性增长试验 、可靠性强化试验 、可靠性验证试验 、可靠性现场试验 、可靠性测

　　4

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　　定试验 、加速试验 。

　　仪器仪表可靠性试验条件应符合 GB/T 18271. 1—2017中 6. 1规定的试验环境条件要求 。

　　6.2 试验方法选择

　　仪器仪表可靠性试验评估方法的选择由具体产品的可靠性试验目的与要求确定 :

　　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长试验 ;

　　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靠性强化试验 ;

　　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 的可靠性测定试验 ;

　　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 ;

　　e) 实验室进行可靠性试验比较困难 ,而现场仪表使用量大 、管理比较规范的情况下宜采用现场试验数据统计分析 ;

　　f) 长寿命 、批量较小的产品宜采用加速试验 。

　　6.3 可靠性增长试验

　　可靠性增长试验的目的是有计划地激发故障 、分析故障和改进设计并证明改进的有效性 。试验方法应符合 GB/T 39844—2021的要求 。

　　6.4 可靠性强化试验

　　可靠性强化试验的目的是通过施加逐步增大的环境和工作应力 ,主动激发产品故障 ,暴露设计和工艺的薄弱环节 ,试验方法应符合 GB/T 46568. 2—2025的要求 。

　　6.5 可靠性验证试验

　　6.5. 1 概述

　　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的过程 ,可靠性验证试验分析案例见附录 A。

　　如果要求在可靠性验证试验后再提供 MTBF 的估计值 ,可采用可靠性测定试验按 6. 6. 4 的分析方法进行估计 。

　　6.5.2 MTBF指标确定

　　试验前确认仪器仪表可靠性指标 MTBF 的最低可接受值θ1 。

　　6.5.3 定时截尾统计试验方案

　　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费用 ,一般推荐仪表选用定时截尾试验方案 。

　　根据产品质量状况 、风险承受能力 、验证成本代价等因素 ,可依据表 5选取定时截尾统计方案 。

　　统计方案包括以下 5个参数 。

　　a) 生产方风险 α:指批质量符合要求却被拒收的风险 ,记作 α。 当受试样机 MTBF真值大于检验上限θ0 时 ,判定 MTBF真值小于检验上限θ0 的最大概率 。

　　b) 使用方风险 β:指批质量不符合要求却被接受的风险 ,记作 β。 当受试样机 MTBF真值小于检

　　5

　　GB/T 46568. 1—2025

　　验下限θ1 时 ,判定 MTBF真值大于检验下限θ1 的最大概率 。

　　c) MTBF检验下限值θ1 :若受试样机的 MTBF 的真值不大于检验下限值 θ1 ,则设备被接受的概率至多为 100β% 。MTBF检验下限值θ1 即为 MTBF 的最低可接受值 。

　　d) MTBF检验上限值θ0 :若受试样机的 MTBF真值不小于检验上限值 θ0 ,则受试样机被接受的概率至少为 100(1-α) % 。

　　和生产方风险一起构成统计方案的基本参数 ,鉴别比越大 ,试验做出判决就越快 ,但是鉴别比

　　e) 鉴别比 D :MTBF 的检验上限值θ0 与检验下限值θ1 的比值 D=θ0/θ1 。鉴别比与使用方风险

　　过大 ,会使设计难以实现 ,鉴别比过小会导致试验时间过长 。

　　表 5 推荐的定时截尾统计方案

　　方案序号

　　方案的特征

　　截尾时间 T (θ1 倍数 m)

　　m 1 )

　　判决故障数 r

　　风险标称值/%

　　鉴别比D=θ0 /θl

　　拒收(≥)

　　接收(≤)

　　生产方风险

　　α

　　使用方风险β

　　1

　　10

　　10

　　21. 85

　　2. 30

　　1

　　0

　　2

　　20

　　20

　　7. 22

　　1. 61

　　1

　　0

　　3

　　20

　　20

　　3. 63

　　2. 99

　　2

　　1

　　4

　　20

　　20

　　3. 00

　　4. 30

　　3

　　2

　　5

　　30

　　30

　　3. 37

　　1. 20

　　1

　　0

　　6

　　30

　　30

　　2. 22

　　2. 44

　　2

　　1

　　要求在较短的时间内尽快作出合格与否的判决时 α、β、D 可取较大值 ,对受试设备的 MTBF值要作精确估计时 α、β、D 可取较小值 ; 当生产方和使用方都不愿承担高风险率时 ,又要求试验时间较短 ,则α、β可选较小值而 D 可选较大值 。

　　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。

　　6.5.4 有效试验时间

　　6.5.4. 1 总有效验证时间

　　试验开始前 ,需确定总有效验证时间及单台有效验证时间 。

　　依据选取的统计方案 ,查表 5 可得到总有效验证时间是平均故障间隔时间 θ1 的 m 倍 , 由公式(2)求得总有效验证时间 ,具体要求如下 :

　　= θ1 × m …………………………( 2 )

　　式中 :

　　— 总有效验证时间 ,单位为小时(h) ;

　　θ1 —MTBF 的最低可接受值 ,单位为小时(h) ;

　　m —θ1 的倍数 。

　　6.5.4.2 单台有效验证时间

　　确定受试样机数量(k)后 ,平均每台有效验证时间计划从公式(3)求得 :

　　t=θ1 ×m/k …………………………( 3 )

　　6

　　GB/T 46568. 1—2025

　　式中 :

　　t — 每台样机平均有效验证时间 ,单位为小时(h) ;

　　— 总有效验证时间 ,单位为小时(h) ;

　　m —θ1 的倍数 ;

　　k — 受试样机数量 。

　　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商定 ,无具体规定时 ,一般应至少 2 台产品受试 ,每台产品的试验时间不应低于所有受试产品平均试验时间的一半 。

　　6.5.5 试验环境条件及应力

　　6.5.5. 1 仪器仪表环境条件分类

　　仪器仪表按使用条件和运输流通条件分为以下 4个基本类别 :

　　a) Ⅰ 类 :环境温度和湿度控制在规定范围内 ,通常指具有空调设备的可控环境 ;

　　b) Ⅱ类 :仅将环境温度控制在规定范围内 ,通常指具有一般保温供暖及通风的室内环境 ;

　　c) Ⅲ类 :环境温度和湿度都不受控制 ,通常指无保温和供暖 、通风等的无控制的室内环境 ;

　　d) Ⅳ类 :环境温度和湿度都不受控制的较恶劣环境 ,通常指有遮蔽或无遮蔽的室外环境 。

　　各个类别的推荐环境条件见表 6。

　　表 6 仪器仪表常见环境条件分类

　　类别

　　非工作低温极限

　　℃

　　工作低温极限℃

　　非工作高温极限

　　℃

　　工作高温极限℃

　　Ⅰ 类

　　—

　　20

　　—

　　25

　　Ⅱ类

　　-20

　　5

　　55

　　35

　　-20

　　10

　　55

　　30

　　Ⅲ类

　　-20

　　0 或 5

　　55

　　40

　　Ⅳ类

　　-40

　　-10

　　70

　　55

　　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 ℃ 。

　　当仪器仪表制造商提供了规定的环境应力时 ,可优先采用仪器仪表制造商规定的环境条件应力 ,可参照 6. 5. 5. 2~ 6. 5. 5. 6 部分的方法 , 修改为其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. 5. 5. 2~ 6. 5. 5. 6进行验证 。

　　6.5.5.2 Ⅰ 类试验验证环境条件

　　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证 。温度范围控制在 20 ℃ ~ 25 ℃范围内或产品规定的温度范围内 。

　　6.5.5.3 Ⅱ 类试验验证环境条件

　　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中进行平均故障间隔时间验证 。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 。

　　7

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　　注 1: 根据环境条件的不同 ,5 ℃可替换为 10 ℃ ,35 ℃可替换为 30 ℃ ;

　　注 2: 温变率采用试验设备最大温变率 ,不低于 1 ℃/min。

　　注 3: 带流体无法在 0 ℃下工作时 ,温度应力替换为 5 ℃ 。

　　注 4: ▼表示测试点 。

　　图 1 在 Ⅱ 类环境条件下使用的仪器实验室平均故障间隔时间验证试验周期图

　　6.5.5.4 Ⅲ类试验验证环境条件

　　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内进行 。

　　8

　　GB/T 46568. 1—2025

　　注 1: 温变率采用试验设备最大温变率 ,不低于 1 ℃/min。

　　注 2: 带流体无法在 0 ℃下工作时 ,温度应力替换为 5 ℃ 。

　　注 3: ▼表示测试点 。

　　图 2 在 Ⅲ类(无振动)环境条件下使用的仪器实验室平均故障间隔时间验证试验周期图

　　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振动谱型图 。 当不具备实测条件时 ,优先采用图 3 中的振动谱型图施加振动 。

　　9

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　　注 1: 温变率采用试验设备最大温变率 ,不低于 1 ℃/min。

　　注 2: 带流体无法在 0 ℃下工作时 ,温度应力替换为 5 ℃ 。

　　注 3: ▼表示测试点 。

　　图 3 在 Ⅲ类(有振动)环境条件下使用的仪器实验室平均故障间隔时间验证试验周期图

　　6.5.5.5 Ⅳ类试验验证环境条件

　　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 。

　　10

　　GB/T 46568. 1—2025

　　注 1: 温变率采用试验设备最大温变率 ,不低于 1 ℃/min。

　　注 2: 带流体无法在 0 ℃下工作时 ,温度应力替换为 5 ℃ 。

　　注 3: ▼表示测试点 。

　　图 4 在 Ⅳ类环境条件下固定安装使用的仪器实验室平均故障间隔时间验证试验周期图

　　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 。 图 5 给出的振动谱型图为典型运输振动谱 , 当具备实测条件时 ,优先采用实测结果施加振动谱型图 。

　　11

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　　注 1: 温变率采用试验设备最大温变率 ,不低于 1 ℃/min。

　　注 2: 带流体无法在 0 ℃下工作时 ,温度应力替换为 5 ℃ 。

　　注 3: ▼表示测试点 。

　　图 5 Ⅳ类(移动使用)环境条件下使用的仪器实验室平均故障间隔时间验证试验周期图

　　6.5.5.6 试验应力

　　为了模拟设备在使用中遇到的实际环境 ,应优先使用实测应力(特别是温度和振动) ,也可使用估计应力 ,在得不到上述应力的情况下 ,可参考使用本文件提供的应力 , 或按本文件中的方法确定的应力 。试验周期图如图 1~ 图 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 表示第 n个应力循环) ,每个工作循环内间隔 8 h测试温度 1 次(见图 1~ 图 5 中测试点) 。

　　a) 电应力 :每个工作循环内电应力值不变 ,按 4n-3标称值 、4n-2上限值 、4n-1标称值 、4n下限值的顺序为 1个应力循环周期交替变化 。

　　b) 温度应力 :1个应力循环周期包括 4个温湿度循环 ,在非工作低温极限(冷浸)下保持 2 h(不通电) ,冷浸仅在第 1个工作循环进行 ;非工作高温极限(热浸) 时间从升温到保温持续 2 h(不通电) ,热浸在第 4n-3个工作循环施加即每隔 4个工作循环施加 1 次 。

　　c) 湿度应力 :仅在每一循环中的高温阶段期间注入湿气 ,从非工作高温极限阶段开始保持露点温度 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 。

　　d) 振 动 应 力 : 施 加 运 输 随 机 振 动 频 谱 , 频 率 范 围 10 Hz~ 200 Hz, 量 级 (加 速 度 总 均 方 根 值)

　　1. 04g,持续时间 30 min,施加时刻如图 3 和图 5。

　　12

　　GB/T 46568. 1—2025

　　6.6 可靠性现场试验

　　6.6. 1 概述

　　在可靠性现场试验过程中 ,受试产品应当处于正常工作状态 ,并符合本文件规定的对试验条件 、受试产品的性能监测 、试验时间以及收集现场数据的要求 。

　　可靠性现场试验的应用类型如下 。

　　a) 用于可靠性验证的现场试验 。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 6. 5 的要求 ,现场试验时温度范围控制在 20 ℃ ~ 25 ℃范围内或产品规定的温度范围内 。

　　b) 用于补充实验室试验的现场试验 。产品已经开展了实验室可靠性试验 , 为了解其在真实使用环境下的可靠性水平 ,通过现场试验对其可靠性进一步的验证或评估 。此时现场试验数据是对实验室试验的补 充 ,试 验 时 间 无 严 格 规 定 。 现 场 试 验 应 在 其 典 型 使 用 地 点 和 使 用 条 件 下开展 。

　　c) 用于可靠性测定的现场试验 。产品不具备开展实验室可靠性试验的条件时 , 可通过现场试验对其可靠性水平进行测定 ,试验方法应符合 6. 7 的要求 。 现场试验应在其典型使用地点和使用条件下开展 ,试验时间无严格规定 。

　　6.6.2 试验条件

　　可靠性现场试验条件应与产品正常工作条件和环境因素一致 ,如不具备模拟条件 ,经试验相关方一致同意 ,可合理地选择典型工作条件和环境因素严酷度的极限 。对产品可靠性有影响的不可忽视的因素应予以保留 。

　　如果要求达到的可靠性水平不应低于某一规定值时 ,应选择具有相应规范中规定的最严格的试验条件的地点 。

　　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 ,应选择试验条件最典型的试验地点 。

　　如果要求提供可以比较的可靠性资料时 ,应选择试验条件相同的或标称一致的试验地点 。

　　6.6.3 试验条件监测和受试产品性能监测

　　在试验过程中最好是能连续监测试验条件 ,如果在现场使用条件下达不到 ,可以采用定时监测 。

　　应对操作 、维修人员进行培训 ,并严格执行工作环境的设置和正常规定的操作及维修计划 。

　　当试验条件超出规定范围时 ,如果可能 ,应中断试验 ,并分析研究是否已经影响产品的可靠性 。如果有影响 ,则在超出规定范围期间所发生的失效和试验时间应算作非关联失效 ,做好记录 ,但不计入试验结果 。

　　可靠性现场试验应规定监测受试产品性能的时间间隔和程序 ,所有的故障都应报告 。

　　6.6.4 数据收集要求

　　可靠性现场试验数据收集要求如下 。

　　a) 产品技术状态确定 ,在现场数据收集期间不应更改仪器仪表软硬件技术状态 ;

　　b) 测试和监测用仪器仪表满足要求 ,精度优于被测参数容差的三分之一 ,且处于计量有效期内 ;

　　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 ,并对收集的数据进行确认 ,不准许对数据进行修正或篡改 ;

　　d) 仪器仪表现场的工作环境 ,工作方式需体现其典型应用场景 ;

　　13

　　GB/T 46568. 1—2025

　　e) 收集的数据在时间上应连续 、完整 ,对数据收集期间的所有运行数据及故障均做记录 。

　　6.6.5 数据收集实施

　　6.6.5. 1 确定现场数据收集方案

　　现场可靠性数据收集前应明确收集方案 ,主要包括 :

　　a) 确定现场仪器仪表的型号 、编号 、数量 、技术状态 ;

　　b) 确定现场仪器仪表的工作方式及检测时机 ;

　　c) 确定数据收 集 起 始 时 间 和 结 束 时 间 , 若 需 要 使 用 历 史 运 行 数 据 , 则 需 要 对 数 据 进 行 严 格 审查 ,确保数据真实有效 ;

　　d) 明确仪器仪表的故障判据 ,可根据第 5 章制定被试仪器仪表适用的故障判据 ;

　　e) 明确数据收集工作中各方人员职责和数据收集表格 。

　　6.6.5.2 数据收集表格

　　数据收集表格主要用于记录仪器仪表的运行时间及故障情况 ,是现场可靠性评估的原始资料 ,表格应明确 :仪器仪表的产品信息如型号 、编号等 ,现场运行环境条件 、运行时间 、主要工作内容及故障情况 。可参照附录 B 的表 B. 1 编制产品适用的数据收集表 。

　　6.6.5.3 数据记录

　　数据收集人员按数据收集表格的要求记录仪器仪表的运行时间及故障情况 。具体要求如下 。

　　a) 运行时间记录 :可安排专人记录仪器仪表现场运行时间 ;有开关机自动记录功能的产品 ,可依据其开关机日志数据确定运行时间 ;仪器仪表配合其他装置协同工作的 ,可通过查询其协同装置的运行数据来间接确定仪器仪表的运行时间 。

　　b) 故障记录 :如果仪器仪表现场发生故障 ,应在故障记录表(见表 B. 2)中及时记录故障时间和故障现象 ,并根据故障判据确定是否为关联责任故障 ,故障件排故完成后可继续投入现场试验 。

　　6.6.5.4 数据确认

　　现场数据收集汇总后 ,第三方检测机构应联合用户单位对收集的数据进行核实确认 , 确保数据真实 、准确 。

　　6.6.6 数据处理

　　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 6. 6. 4 的方法对仪器仪表可靠性进行 MTBF点估计或区间估计 。

　　6.7 可靠性测定试验

　　6.7. 1 概述

　　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的过程 ,可靠性测定试验分析案例见附录 C。

　　6.7.2 试验方案

　　可靠性测定试验推荐 2种方案 :

　　a) 定时有替换截尾试验 ;

　　b) 定时无替换截尾试验 。

　　14

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　　可靠性测定试验采用与可靠性验证试验相同的试验条件 、试验方式 、环境条件及应力 、试验观测及试验程序 。

　　6.7.3 置信区间和置信水平的选择

　　为了获得 MTBF观测值的区间估计 ,应当规定置信区间 ,选取(1-β)100%作为单侧置信水平 。 当使用方风险为 10%时选用 80%的置信区间 ,其单侧置信区间为 95% 。

　　6.7.4 分析方法

　　6.7.4. 1 MTBF的点估计

　　按 GB/T 5080. 4—1985确定可靠性测定试验的点估计 。

　　a) 累积故障数 r=0,MTBF 的点估计值见M(公)B(F(4))=: ( 4 )

　　式中 :

　　— 总有效验证时间 。

　　b) 累积故障数 r≠0,按公式(1)计算 MBF。

　　6.7.4.2 MTBF的区间估计

　　6.7.4.2. 1 查表法

　　根据累积故障数和规定的置信 区 间 , 查 表 7、表 8, 得 到 对 应 的 置 信 上 限 系 数 CU 和 下 限 系 数 CL 。用查得的系 数 分 别 乘 以 MBF, 得 到 MTBF 上 限 值 MBFU [见 公 式 (5)] 和 下 限 值 MBFL [见公式(6)] :

　　MBFL = MBF× CL …………………………( 6 )

　　MBFU = MBF× CU …………………………( 5 )

　　表 7 MTBF双侧或单侧的置信限系数 CL、CU (接收时用)

　　累计故障数 r

　　置信区间

　　40%双侧

　　60%双侧

　　80%双侧

　　90%双侧

　　70%单侧下限

　　70%单侧上限

　　80%单侧下限

　　80%单侧上限

　　90%单侧下限

　　90%单侧上限

　　95%单侧下限

　　95%单侧上限

　　1

　　0. 410

　　2. 804

　　0. 334

　　4. 481

　　0. 257

　　9. 478

　　0. 211

　　19. 417

　　2

　　0. 553

　　1. 823

　　0. 4674

　　2. 426

　　0. 376

　　3. 759

　　0. 317

　　5. 626

　　3

　　0. 630

　　1. 568

　　0. 544

　　1. 954

　　0. 449

　　2. 722

　　0. 387

　　3. 670

　　4

　　0. 679

　　1. 447

　　0. 595

　　1. 742

　　0. 500

　　2. 293

　　0. 437

　　2. 927

　　5

　　0. 714

　　1. 376

　　0. 632

　　1. 618

　　0. 539

　　2. 055

　　0. 476

　　2. 534

　　15

　　GB/T 46568. 1—2025

　　表 8 MTBF双侧或单侧的置信限系数 CL、CU (拒收时用)

　　累计故障数 r

　　置信区间

　　40%双侧

　　60%双侧

　　80%双侧

　　90%双侧

　　70%单侧下限

　　70%单侧上限

　　80%单侧下限

　　80%单侧上限

　　90%单侧下限

　　90%单侧上限

　　95%单侧下限

　　95%单侧上限

　　1

　　0. 801

　　2. 804

　　0. 621

　　4. 481

　　0. 434

　　9. 478

　　0. 334

　　19. 417

　　2

　　0. 820

　　1. 823

　　0. 668

　　2. 426

　　0. 514

　　3. 759

　　0. 422

　　5. 626

　　3

　　0. 830

　　1. 568

　　0. 701

　　1. 954

　　0. 564

　　2. 722

　　0. 476

　　3. 670

　　4

　　0. 840

　　1. 447

　　0. 725

　　1. 742

　　0. 599

　　2. 293

　　0. 516

　　2. 927

　　5

　　0. 849

　　1. 376

　　0. 744

　　1. 618

　　0. 626

　　2. 055

　　0. 546

　　2. 534

　　6.7.4.2.2 公式计算法

　　对于表 7、表 8 中 没 有 列 出 的 数 值 可 采 用 公 式 计 算 法 , 从 表 9 中 查 出 MTBF 的 计 算 公 式 , 计 算MTBF 的区间估计值 。

　　表 9 MTBF的区间估计公式

　　试验方式

　　双侧置信区间

　　单侧置信下限

　　定时截尾

　　注 :

　　χ2 —χ2 分布的下侧分位数 ,可查 GB/T 4086. 2 的 χ2 分布分位表 ;

　　C — 置信水平 ;

　　— 总有效验证时间 ,tt0

　　n — 参加试验的仪器仪表数 ;

　　ti — 第 i台受试仪表的故障时刻 ;

　　t0 — 定时截尾试验的截止时间 。

　　定时有替换截尾

　　定时无替换截尾

　　;

　　6. 8 加速试验

　　6. 8. 1 概述

　　通过提高产品试验应力水平 ,使产品在模拟试验环境条件下加速故障 ,缩短试验时间 ,运用加速模型 ,估计出仪器仪表在正常工作应力下的 MTBF。

　　6. 8.2 试验流程

　　6. 8.2. 1 确定产品使用应力

　　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性 。

　　根据仪器仪表多数时间(超过 50%)所处的工作条件 ,确定产品使用应力作为加速试验基准 。

　　16

　　GB/T 46568. 1—2025

　　6. 8.2.2 选取加速模型

　　根据仪器仪表特点和使用应力 ,分析主要失效模式 ,确定敏感因素 ,选取加速模型 。典型加速方式包括时间压缩 、事件压缩 、提高温度应力加速 、提高振动应力加速 、提高温湿度综合应力加速等 ,选用原则如下 。

　　a) 对于工作应 力 及 其 累 积 损 伤 明 显 高 于 其 他 工 作 模 式(非 工 作 状 态 或 者 备 用 状 态) 的 仪 器 仪表 ,推荐采用时间压缩试验 ,通过增加 “开机时间 ”和减少 “停机时间 ”的方式进行加速 ,实施原则参考 GB/T 34986—2017。

　　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次来实现加速 ,实施原则参考 GB/T 34986—2017。

　　c) 对温度应力敏感的仪器仪表 ,推荐采用阿伦尼斯模型 ,通过提高试验温度实现加速 ,实施原则参考 GB/T 34986—2017。加速因子可由公式(7)计算 :

　　AT = exp

　　式中 :

　　AT — 温度应力加速因子 ;

　　Ea — 激活能 ,单位为电子伏特(eV) ,一般取值为 0. 6 eV~0. 8 eV;

　　kB — 玻尔兹曼常数(8. 617385×10-5eV/K) ;

　　TUse — 使用环境下的绝对温度 ,单位为开尔文(K) ;

　　TTest — 试验环境下的绝对温度 ,单位为开尔文(K) 。

　　d) 对振动应力敏感的仪器仪表 , 推荐采用逆幂率模型 , 通过提高试验振动量值实现加速 。 加速因子可由公式(8)和公式(9)计算 :

　　AVib m …………………………( 8 )

　　AVib m …………………………( 9 )

　　式中 :

　　AVib — 振动应力加速因子 ;

　　WUse— 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值(加速度谱密度) ,单位为 g2/Hz;

　　gUse — 使用环境下的正弦振动量值(峰值加速度) , % ;

　　gTest— 试验环境下的正弦振动量值(峰值加速度) , % ;

　　m — 振动加速幂指数 , 随机振动 m 取值一般为 4, 随机振动 m 取值一般为 6。

　　e) 对温湿综合应力敏感的仪器仪表 ,推荐采用派克模型 ,通过提高试验温湿度实现加速 。加速因子可由公式(10)计算 :

　　ATH hexp

　　式中 :

　　ATH — 温湿应力加速因子 ;

　　RHUse— 使用环境下的相对湿度 , % ;

　　RHTest— 试验环境下的相对湿度 , % ;

　　h — 湿度加速幂指数 ,一般取值为 2. 3;

　　Ea — 激活能 ,单位为电子伏特(eV) ,一般取值为 0. 6 eV~0. 8 eV;

　　17

　　GB/T 46568. 1—2025

　　kB — 玻尔兹曼常数(8. 617385×10-5eV/K) ;

　　TUse — 使用环境下的绝对温度 ,单位为开尔文(K) ;

　　TTest — 试验环境下的绝对温度 ,单位为开尔文(K) 。

　　f) 对温度应力 、振动 应 力 均 敏 感 的 仪 器 仪 表 , 或 对 温 湿 度 综 合 应 力 、振 动 应 力 均 敏 感 的 仪 器 仪表 ,加速因子可由公式(11)和公式(12)计算 :

　　A …………………………( 11 )

　　A …………………………( 12 )

　　式中 :

　　A— 整机加速因子 。

　　推荐优先确定温度(或温湿度)应力 ,计算温湿度加速因子 。然后选择合适的振动加速应力 ,使温度(或温湿度)加速因子和振动加速因子相同 ,此时整机加速因子见公式(13) :

　　A =ATH =AVib …………………………( 13 )

　　6. 8.2.3 确定加速应力水平

　　为保证加速试验中失效机理一致 ,推荐常用加速应力水平如表 10所示 。

　　表 10 常用加速应力水平的取值

　　序号

　　加速应力类型

　　加速应力水平

　　1

　　温度

　　应低于仪器仪表的高温破坏极限 ,建议不超过 125 ℃

　　2

　　电应力

　　取额定电压与额定电流

　　3

　　湿度

　　应与其正常工作湿度应力水平一致 ,建议在 20%RH~ 85%RH 之间选取

　　4

　　振动

　　应低于仪器仪表的振动工作应力极限 ,建议总均方根加速度不超过其正常工作振动应力的 3倍

　　6. 8.2.4 确定试验剖面

　　根据仪器仪表使用应力剖面(可参考可靠性验证试验剖面) 、加速模型和加速应力水平 ,制定加速试验剖面 。加速试验时间采用公式(14)计算 :

　　tAcc …………………………( 14 )

　　式中 :

　　t — 可靠性验证试验或可靠性测定试验定时截尾时间 ;

　　tAcc— 加速试验时间 。

　　6. 8.2.5 确定试验样品和数量

　　试验所需样机数量应按合同或承制方与订购方商定 ,无具体规定时 ,一般应至少 2 台产品受试 ,每台产品的试验时间不应低于所有受试产品平均试验时间的一半 。

　　6. 8.2.6 安装和调试试验设备

　　根据试验要求安装和调试试验设备 ,确保设备精度和稳定性 。

　　6. 8.2.7 施加加速应力

　　在试验过程中 ,按照设定的加速应力水平对试验样品进行施加 ,并记录相关数据 。

　　18

　　GB/T 46568. 1—2025

　　需要严格控制试验条件和操作过程 ,确保数据的准确性和可靠性 。

　　6. 8.2. 8 数据分析

　　对以验证可靠性为目的的试验 ,采用 6. 5 的方法进行分析 。

　　对以测定可靠性为目的的试验 ,将加速试验时间乘以加速因子 ,折算至未加速状态 ,并采用 6. 7 的方法进行分析 。

　　7 可靠性试验实施与评估

　　7. 1 试验准备

　　可靠性试验前应根据任务要求制定试验方案 、编写试验实施计划 ,按实施计划中的要求进行试验前的准备工作 ,主要包括以下方面 :

　　a) 根据试验目的和要求 , 明确故障判据 ;

　　b) 根据制定的试验方案 ,确定试验的基本方法和步骤 ;

　　c) 分析环境条件 ,准备试验样机和测试设备 ;

　　d) 明确规定试验中应测量的参数和监测内容 , 以及设置监测周期或监测点 ;

　　e) 准备试验记录表格和相应的函数表 、概率表等 。

　　7.2 试验实施

　　按照确定的试验方案实施 。典型仪器仪表的可靠性试验案例见附录 D。

　　7.3 试验数据处理与评估

　　7.3. 1 数据处理

　　数据处理包括 :

　　a) 计算累积故障数 :根据制定的故障判据表对关联故障进行加权后的故障数处理 ;

　　b) 确定故障发生时间 :有自动监测装置的 , 以 自动记录到的时间计算 ; 采用定时测试时 , 不在测试时刻发生的故障按 JB/T 6214—2014中 7. 5. 3 的规定确定故障时间 ;

　　c) 对试验数据进行统计分析 ,估计参数 。

　　7.3.2 结果评估

　　评估依据 :试验时间 、试验中发生的责任故障数及所用统计试验方案的统计标准 。

　　评估结论 :作出合格与否的结论 。

　　7.3.3 可靠性试验评估报告

　　仪器仪表可靠性试验结束后 ,可由具有可靠性评估资质的单位出具可靠性试验评估报告 ,并作出结论意见 。

　　试验评估报告编写内容如下 :

　　a) 确定试验对象 、条件 、要求和目的 ;

　　b) 确定试验项目 、应测试的参数和测试周期 、故障的判别准则 ;

　　c) 明确和审查试验记录 、故障记录和故障报告的编制要求 。

　　记录试验计划的进展情况并对试验数据进行统计分析 。

　　19

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　可靠性验证试验分析案例

　　A. 1 概述

　　本附录提供了采用定时定数截尾试验方案的可靠性验证试验的分析案例 。

　　A.2 案例

　　经供需双方协商确定 ,按规定的最低可接受值 MTBF接 受 = 5 000 h,采用定时截尾有替换试验方案

　　分析步骤如下 。

　　的可靠性目标(对某仪器仪表)M(进)TBF(行可)15(性)0(鉴)00h(定验),试(收),验样机数为 30(选取生产方风)台(险)α。= 20% ,使用方风险 β= 20% 。 已知该仪器仪表

　　a) 选取试验统计方案 :

　　由已知 α= 20%、β= 20% ,查表 5选取统计方案 4。

　　计算鉴别比 :DMTBF=MTBF/MTBF接 受 = 3;

　　b) 计算试验时间 :

　　c) 确定判定原则 :

　　则每台仪器仪表的试验时间为(由方案 4得到总试验时间即总)有:t30(试)716(时间)7:th(∑)。=4. 3 MTBF接 受 = 21 500 h;

　　d) 结论(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. 7 h截止 ,若累积故障数不大于 2 则接收这批产品 ,反之则拒收 。

　　20

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　　附 录 B

　　(资料性)

　　可靠性现场试验相关表格

　　可靠性现场试验相关表格见表 B. 1 和表 B. 2。

　　表 B. 1 可靠性现场试验数据收集表

　　产品名称

　　型号 、规格

　　产品编号

　　制造 日期

　　现场使用

　　情况

　　安装形式

　　可移动程度 : □固定 □可移动 □携带

　　安装位置 : □管道 □仪表盘 □其他 :

　　环境情况

　　工作场所 : □室内 □掩蔽场所 □户外 □其他 :

　　大气状态 : □空调控温 □砂尘 □盐雾 □湿热 □其他 :

　　特定环境 : □振动冲击 □电磁干扰 □噪声 □其他 :

　　工作方式

　　□连续 □间歇(按需工作) □间歇(周期性工作)

　　现场其他说明 :

　　故障判据

　　序号

　　日期

　　温湿度范围

　　运行时长h

　　主要工作内容

　　运行情况

　　(正常 ,或故障现象)

　　现场

　　记录人员

　　1

　　2

　　3

　　4

　　5

　　6

　　… …

　　备注 :

　　生产单位

　　第三方检测机构/用户单位

　　21

　　GB/T 46568. 1—2025

　　表 B.2 故障记录表

　　产品名称

　　型号 、规格

　　产品编号

　　生产单位

　　发现产品故障的时间

　　月 日 时

　　产品所处状态

　　□ 在工作中 □ 预防性维护时

　　故障时环境条件

　　故障现象 :

　　填表人 : 日期 :

　　故障初步分析 :

　　填表人 : 日期 :

　　生产单位

　　第三方检测机构/用户单位

　　22

　　GB/T 46568. 1—2025

　　附 录 C

　　(资料性)

　　可靠性测定试验分析案例

　　C. 1 概述

　　本附录提供了采用无替换定时截尾试验方案的可靠性测定试验的分析案例 ,评估产品的平均寿命 。

　　C.2 案例

　　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 = 500 h 停止 ,共发生 r= 5 次故障 。故障时刻分别为 110h、180h、300h、410h、480h。估计该产品平均寿命的点估计值和在置信水平为 80%时 ,平均寿命的双侧区间估计和单侧区间估计值 。

　　分析步骤如下 。

　　a) 计算总有效试验时间 :

　　= (110+ 180+ 300+ 410+ 480) + (20- 5) × 500 = 8 980h

　　b) 平均寿命 MTBF 的点估计 :

　　由公式(1)得 :

　　c) MTBF 的双侧区间估计 :

　　采用查表法 。

　　已知累积故障数 r= 5、置信水平为 80% ,查表 7,得到对应的置信上限系数 CU = 2. 055和下限

　　系数 CL=0. 539。

　　由公式(5) 、公式(6)得到 MTBF上限值 MBFU 和下限值 MBFL :

　　MBFU = MBF× CU = 1 796× 2. 055= 3 691h MBFL = MBF× CL = 1 796× 0. 539= 968h

　　则产品的双侧置信区间为 :968≤MTBF≤3 691h。

　　d) MTBF 的单侧置信下限估计 :

　　采用公式法 。

　　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 4086. 2 的χ2分布分位表 ,得 :

　　χ2(2r+2,C) =χ2(12,0. 9) = 18. 549

　　根据表 9 的公式得产品的单侧置信下限为 :

　　23

　　GB/T 46568. 1—2025

　　e) 结论 :

　　该产品 MTBF 的真值落在区间(968h~ 3 690 h)的概率为 80% ; 同样也表明有 90%的概率使该产品 MTBF真值大于或等于 968h,但也可能有 10%的概率 ,产品 MTBF真值小于968h。

　　24

　　GB/T 46568. 1—2025

　　附 录 D

　　(资料性)

　　典型仪器仪表可靠性试验案例

　　D. 1 涡街流量计

　　D. 1. 1 故障判据

　　根据试验目的和要求 ,按表 D. 1制定具体产品的故障判据 。

　　表 D. 1 智能涡街流量计故障判据

　　序号

　　试验项 目

　　故障判据

　　1

　　基本性能检测

　　通电后管道无流量 、仪表有输出信号(探头灵敏度过高)

　　通电后管道无流量 、仪表有输出信号(前置放大器增益过大)

　　通电后管道无流量 、仪表有输出信号(接地不良)

　　通电通流后 ,仪表无输出信号(探头失灵)

　　通电通流后 ,仪表无输出信号(探头机械卡死)

　　通电通流后 ,仪表无输出信号(信号转换电路故障)

　　仪表输出信号不规则不稳定(探头受潮)

　　仪表输出信号不规则不稳定(探头接液面脏污)

　　仪表输出信号不规则不稳定(探头灵敏度过高)

　　仪表输出信号不规则不稳定(信号转换电路故障)

　　仪表测量误差增大

　　显示表无显示或显示不正确 ,但实际信号正确

　　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>Δ

　　2

　　智能功能检测

　　组态功能失常

　　自诊断功能失常

　　显示功能失常

　　信息管理功能失常

　　通信功能失常

　　初始信息设定功能失常

　　断电保护功能失常

　　25

　　GB/T 46568. 1—2025

　　表 D. 1 智能涡街流量计故障判据 (续)

　　序号

　　试验项 目

　　故障判据

　　3

　　绝缘电阻

　　δ<Δ

　　4

　　绝缘强度

　　击穿或飞弧

　　5

　　耐压强度与密封性

　　破损

　　渗漏

　　6

　　外观

　　不合格

　　注 : 表中“δ”为实测值 ,“Δ”为相应测试项目的技术指标 。

　　D. 1.2 试验接线图

　　智能涡街流量计可靠性试验接线示意图如图 D. 1。

　　标引序号说明 :

　　阀门 1 — 上游阀门 ;

　　阀门 2 — 下游阀门 ;

　　1 — 标准流量计 ;

　　2、3、… 、n — 试验流量计 。

　　图 D. 1 智能涡街流量计可靠性试验接线示意图

　　D. 1.3 试验条件及试验设备

　　参照 JB/T 9249或企业标准规定的要求准备 :

　　a) 在水或空气流量试验管线上进行试验 ;

　　b) 试验时可把 1 台或多台智能涡街流量计串联安装在流量试验管线上 ,如图 D. 1所示 ;

　　c) 在试验管线上安装标准流量计 、上游阀门和下游阀门 ;

　　d) 标准流量计与上游阀门的距离 、试验流量计与标准流量计的距离以及试验流量计之间的距离 ,符合流量计对上 、下游直管段长度的要求 ;标准流量计经过质检部门检测且精度高于试验流量计的 1/4;

　　e) 试验时上游阀门全开 ,下游阀门用作流量调节阀 。

　　D. 1.4 测试方法

　　用于试验的样机经出厂项目检验合格后才能进行寿命试验 ,检验项目按被试仪表的相关标准要求和方法进行 。在出厂项目检验过程中出现的故障可进行修理 、调整 ,其结果不计入关联故障数内 。试验

　　26

　　GB/T 46568. 1—2025

　　开始前 ,可进行预热 、调整 、校准和初始化整定 。

　　具体测试内容如下 :

　　a) 智能涡街流量计在长期运行时 ,可将流量调节到量程的 30% ~80%之内 ;

　　b) 智能涡街流量计在规定的测试周期内 ,参照 JJG 1029或企业标准的要求对流量基本误差 、输出电流误差 、总量误差进行测试和数据的分析 。并进行智能功能的检测 ;

　　c) 分别对流量量程的 20%、50%、90%每个测试点进行 3 次测量 ,取其平均值 ;

　　d) 智能涡街流量计在规定的测试周期内 ,观测 、记录其输出或显示的变化 ,并按要求最大限度检测其相关智能功能 ;

　　e) 智能涡街流量计开始试验后的前 3 天每隔 24 h 测试 、观测一次数据 , 以后可视试验时间的长短间隔进行 ;

　　f) 智能涡街流量计在长期运行结束后 ,每台试验样机按相关标准规定的出厂项目进行测试 ,此时故障数计入累积故障数内 。

　　D. 1.5 试验数据处理与评估

　　数据处理包括 :

　　a) 统计试验中的关联故障 ;

　　b) 按本文件规定确定故障发生时间 ;

　　c) 对试验数据进行统计分析 ,估计参数 。

　　智能涡街流量计可靠性试验结束后 , 由具有可靠性评估资质的单位出具可靠性试验评估报告 ,并作出结论意见 。

　　D.2 压力变送器

　　D.2. 1 故障判据

　　根据试验目的和要求 ,按表 D. 2制定具体产品的故障判据 。

　　表 D.2 智能压力变送器故障判据

　　序号

　　试验项 目

　　故障模式

　　1

　　基本性能检测

　　元器件损坏使仪表模拟信号无输出

　　元器件损坏使仪表数字信号无输出

　　显示表无显示或显示不正确 ,但实际信号正确

　　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)