Виды испытаний в метрологии

В метрологии испытанием считается экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик объекта испытаний как результата воздействия на него при его функционировании, а также при моделировании объекта и (или) воздействий.

Испытания применяются для получения объективных данных о свойствах продукции, материалов, оборудования и систем в контролируемых условиях.

По итогам испытаний устанавливается истинное значение параметра (характеристики) в номинальных условиях, которые задаются программой испытаний. При этом реальные условия практически неизбежно отличаются от номинальных, поскольку параметры воздействия невозможно воспроизвести абсолютно точно.

Следовательно, результат испытания всегда содержит погрешность. Она формируется не только погрешностью определения искомой характеристики, но и ошибками установления и поддержания номинальных условий испытания.

Выбор вида испытаний, корректная постановка условий и учет источников погрешности напрямую влияют на достоверность выводов и управленческие решения по результатам испытаний.

Классификация испытаний

Классификация испытаний строится вокруг нескольких направлений:

• Назначение – отвечает на вопрос «зачем проводится проверка».
• Условия – определяют «при каких воздействиях».
• Характер воздействия – показывает «как именно испытывают объект».

Отдельно учитывается степень сохранности объекта и место испытаний в жизненном цикле продукции.

Именно сочетание этих признаков позволяет выбрать адекватный вид испытаний, а не просто «провести проверку для галочки».

По назначению

По назначению испытания делятся на:

• исследовательские
• контрольные,
• сравнительные
• определительные.

Исследовательские – используются для получения новых данных об объекте и уточнения закономерностей.

Контрольные – подтверждают соответствие установленным требованиям.

Сравнительные – позволяют сопоставить несколько вариантов, материалов или решений при одинаковых условиях.

Определительные – направлены на установление конкретных значений характеристик, важных для дальнейших расчетов или нормирования.

По уровню проведения испытаний

Государственные испытания выделяют по уровню проведения. Это категория, где акцент делается на регламентированности процедур, статусе результатов и повышенных требованиях к документированию и воспроизводимости.

По этапам разработки

В соответствии с этапами разработки продукции выделяют доводочные, предварительные и приемочные испытания. Доводочные помогают отработать конструкцию и устранить «детские болезни». Предварительные подтверждают готовность к приемке и корректность выбранных решений. Приемочные фиксируют соответствие требованиям и дают основание для перехода к следующему этапу жизненного цикла.

По испытаниям готовой продукции

Для готовой продукции используется более детальная группа: квалификационные, предъявительские, приемосдаточные, периодические, инспекционные, типовые, аттестационные, сертификационные испытания. 

Здесь различия в первую очередь связаны с задачей контроля качества в производстве и подтверждением соответствия на уровне партии, серии, типа или системы требований. 

Например, приемосдаточные ориентированы на подтверждение качества выпускаемой продукции, периодические– на стабильность характеристик во времени, инспекционные– на внешний контроль, сертификационные– на подтверждение соответствия требованиям, необходимым для допуска на рынок или в регулируемую сферу.

По условиям и месту проведения испытаний

По условиям и месту проведения выделяют:

• Лабораторные.
• Стендовые.
• Полигонные.
• Натурные.
• Испытания с использованием моделей.
• Испытания эксплуатационные.

Этот признак определяет степень приближения к реальной среде применения и возможности управлять параметрами воздействия.

Лабораторные и стендовые дают высокий контроль условий, полигонные и натурные– высокую приближенность к реальности, эксплуатационные– данные о поведении объекта в фактической работе.

По продолжительности испытаний

В зависимости от продолжительности выделяют:

• Нормальные.
• Ускоренные.
• Сокращенные.

Нормальные – моделируют реальную длительность воздействий.

Ускоренные – позволяют быстрее выявить потенциальные отказы и деградацию.

Сокращенные – используются, когда требуется подтвердить ключевые параметры при ограниченных ресурсах и времени.

При выборе ускоренных и сокращенных испытаний критична корректность эквивалентности воздействий, иначе результат будет статистически «быстрым», но сомнительным.

По виду воздействия

Испытания, в зависимости от вида воздействия, подразделяются на:

• Механические.
• Климатические.
• Радиационные.
• Электрические.
• Электромагнитные.
• Магнитные.
• Химические.
• Биологические.

Этот признак отвечает на вопрос, какие факторы проверяются и какие механизмы отказа или изменения свойств могут быть задействованы.

По результату воздействия

По результату воздействия выделяют:

• Неразрушающие.
• Разрушающие.
• Испытания на прочность.
• Испытания на устойчивость.

Здесь акцент смещается на то, сохраняется ли объект после испытаний и какой итог воздействия считается целевым: установление предела, проверка запаса или подтверждение сохранности.

По определяемым характеристикам объекта

Функциональные испытания, испытания на надежность, безопасность, транспортабельность, граничные и технологические испытания применяются по определяемым характеристикам объекта.

Эта группа помогает связать программу испытаний с тем, что именно требуется подтвердить: способность выполнять функции, сохранять работоспособность во времени, быть безопасным для людей и среды, переносить транспортирование, выдерживать предельные режимы, быть пригодным к изготовлению и технологическим операциям.

Вопросы и ответы

Чем испытания отличаются от измерений?

Измерения фиксируют значение параметра, испытания показывают поведение объекта при воздействии условий.

Можно ли считать результат испытаний абсолютно точным?

Нет. Любое испытание имеет погрешность, связанную с измерениями и отклонением реальных условий от номинальных.

Обязательны ли разрушающие испытания?

Только если это требуется нормативами или целями безопасности.

Можно ли объединять разные виды испытаний?

Да, если это предусмотрено программой и не искажает результаты.

Кто отвечает за выбор вида испытаний?

Разработчик, изготовитель или заказчик – в зависимости от этапа жизненного цикла и требований документации.

Список источников

• ГОСТ 16504-81 «Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения».
• Федеральный закон от 26.06.2008 N 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».
• Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. «Метрология, стандартизация и технические средства измерений».
• Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. «Основы метрологии».