计量仪器可靠性试验考试题目及答案

计量仪器可靠性试验考试题目及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题干后的括号内。）1.下列哪个指标主要描述系统在规定时间和条件下成功执行其功能的概率？（）A.可用度B.可靠度C.可维护性D.可靠性增长2.计量仪器通常要求高精度和稳定性，这主要影响其可靠性指标中的（）。A.平均故障间隔时间（MTBF）B.平均修复时间（MTTR）C.固有可靠度D.使用可用度3.在可靠性试验中，为了在有限时间内暴露尽可能多的故障，常采用（）。A.定时截尾寿命试验B.定数截尾寿命试验C.恒定失效率试验D.加速寿命试验4.对计量仪器进行环境应力筛选（ESS）的主要目的是（）。A.提高仪器的平均无故障工作时间B.暴露由于制造工艺缺陷引起的早期故障C.对仪器进行精度检定D.增加仪器的可维护性5.分析计量仪器故障模式、影响及危害性，最常用的方法是（）。A.故障树分析（FTA）B.威布尔分析C.回归分析D.可靠性实验设计6.当怀疑产品失效率随时间增加时，通常需要采用（）进行分析。A.指数分布B.正态分布C.威布尔分布D.二项分布7.可靠性增长试验的核心思想是通过（），使产品的可靠性水平得到提高。A.施加应力B.故障检测与纠正C.增加测试时间D.选择更优设计8.对于需要精确量值的计量仪器，进行可靠性评定时，通常更关注其（）。A.总体失效率B.平均故障率C.在规定工作条件下的可靠度D.平均修复时间9.下列哪个术语描述的是产品从开始使用到发生第一次故障所经历的时间？（）A.平均故障间隔时间（MTBF）B.可用度C.失效率D.平均故障前时间（MTTF）10.在进行加速寿命试验时，必须确保（）。A.试验结果能外推到正常使用条件B.试验样品数量足够多C.加速应力与正常使用应力无关D.不需要考虑试验成本二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上。）1.可靠性是产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的______。2.可用度是系统在需要工作时刻能够______的概率，是可靠性和可维护性的综合体现。3.故障树分析（FTA）是一种自上而下演绎推理的分析方法，用于识别系统的______并确定其原因。4.指数分布是描述______的常用模型，其失效率是恒定的。5.加速寿命试验通过提高______，在短时间内加速产品的老化过程，以预测其正常使用条件下的寿命。6.计量仪器的可靠性试验不仅要关注其______，还要考虑其性能稳定性和量值保持能力。7.环境应力筛选（ESS）通常采用高于正常使用水平的______对产品进行筛选，以剔除早期失效单元。8.可靠性增长试验通常包括______、分析与改进、再确认等阶段。9.选择可靠性试验方法时，需要考虑试验目的、产品特点、______、成本等多种因素。10.计量仪器检定规程中可能包含对仪器______的要求或评定方法。三、名词解释（每题3分，共12分。请给出每个名词的definição。）1.失效率（FailureRate）2.平均修复时间（MeanTimeToRepair,MTTR）3.可靠性增长（ReliabilityGrowth）4.序贯寿命试验（SequentialLifeTest）四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述可靠性试验与计量仪器检定的主要区别。2.简述进行可靠性数据收集的主要方法和目的。3.简述恒定失效率试验（CRB）的基本原理和适用条件。4.简述环境应力筛选（ESS）的基本流程和目的。五、论述题（10分。请就以下问题展开论述。）结合计量仪器的特点，论述在为其制定可靠性试验方案时，应重点考虑哪些因素，并说明原因。六、计算题（12分。请根据题意，列出计算公式并给出计算结果。）某计量部门对一批共10台某型号测温仪进行了恒定失效率试验。在200小时的试验期间，共发生3次故障。假设该产品服从指数分布。（1）试估计该批测温仪的平均无故障工作时间（MTBF）的点估计值。（2）若要求该产品的失效率低于0.005/h，基于此试验数据，能否认为该批产品满足要求？（请说明判断依据，并计算相应的统计量）试卷答案一、选择题1.B2.A3.B4.B5.A6.C7.B8.C9.D10.A二、填空题1.能力2.可用3.主要故障模式4.可靠寿命（或：失效率恒定的寿命）5.加速应力（或：应力水平）6.可靠性7.环境应力（或：温度、湿度、振动等）8.计划试验（或：可靠性鉴定试验）9.资源10.可靠性（或：固有可靠性）三、名词解释1.失效率（FailureRate）：描述产品在给定时间间隔内发生故障的频繁程度，通常定义为单位时间内发生故障的平均次数。它是衡量产品可靠性的一项重要指标，常用λ表示，单位为1/小时（FIT或1/h）。2.平均修复时间（MeanTimeToRepair,MTTR）：指可修复产品从发生故障开始，到修复完毕恢复正常工作为止所消耗的平均时间。它是衡量产品可维护性的重要指标。3.可靠性增长（ReliabilityGrowth）：指产品可靠性水平随着时间推移，通过实施可靠性增长管理活动（如：试验、分析、设计改进、生产过程控制等）而逐渐提高的过程。4.序贯寿命试验（SequentialLifeTest）：一种非截尾的寿命试验方法，试验进行中，根据逐个或逐批产品发生故障的顺序，实时判断产品的可靠性是否达到预定要求，决定是否停止试验。四、简答题1.简述可靠性试验与计量仪器检定的主要区别。*目的不同：可靠性试验主要目的是评估和预测产品的可靠性水平、暴露产品故障、改进产品可靠性；而计量仪器检定主要目的是确定仪器的计量特性（如示值误差等）是否满足规定要求，判断其合格与否，确保量值准确传递。*依据不同：可靠性试验依据可靠性理论和标准（如GB/T3187系列）；检定依据计量检定规程。*关注点不同：可靠性试验关注产品在规定条件下的故障行为和寿命；检定关注产品在标准条件下或实际使用条件下的示值准确度。*对软件的处理不同：可靠性试验可能需要考虑软件的可靠性；检定主要关注硬件的计量性能。*结果表述不同：可靠性试验结果通常是可靠性指标（如MTBF、失效率、可靠度）的估计值和外推；检定结果是合格/不合格的判断或示值误差等量值数据。2.简述进行可靠性数据收集的主要方法和目的。*主要方法：故障报告系统（主动收集用户或试验中发现的故障信息）；现场数据分析（收集产品在实际使用中的故障数据）；试验数据（收集各种可靠性试验中记录的故障数据）；维护记录分析（分析维修数据中的故障信息）；使用问卷调查或访谈（了解用户使用情况和故障感知）。*目的：为可靠性评定提供依据（计算可靠性指标）；为故障分析提供素材（识别故障模式、原因）；为可靠性设计改进提供输入（指导设计优化、改进生产工艺）；为制定可靠性试验方案提供参考；支持产品认证或市场准入。3.简述恒定失效率试验（CRB）的基本原理和适用条件。*基本原理：假设一批产品在试验期间所处的环境条件、工作应力是恒定且理想的，产品内部的缺陷或早期故障已被暴露，之后产品将以一个恒定的失效率（即达到其固有可靠度水平）运行。通过在规定试验时间内观察产品发生的故障次数，来估计其失效率或可靠度。*适用条件：适用于产品已基本稳定、早期故障期已过、或假设产品在整个试验期间失效率恒定的情形；通常用于可靠性鉴定或验收试验；要求试验条件能够代表产品正常使用环境或更严苛的环境；样本量需要根据要求的置信水平和置信度预先确定。4.简述环境应力筛选（ESS）的基本流程和目的。*基本流程：1)选择一种或多种高于产品正常使用水平的环境应力（如：温度、湿度、振动、冲击、电压等）；2)将产品暴露于选定的应力条件下；3)持续监控或定期检查产品状态，记录故障信息；4)去除应力，修复或剔除发生故障的产品。*目的：主要目的是通过施加高于正常使用水平的应力，激发和暴露产品中潜在的设计缺陷、制造缺陷或工艺问题引起的早期故障，从而剔除这些早期失效单元，提高产品批次的出厂质量和可靠性水平，确保只有性能稳定的个体进入市场或投入使用。五、论述题结合计量仪器的特点，论述在为其制定可靠性试验方案时，应重点考虑哪些因素，并说明原因。在为计量仪器制定可靠性试验方案时，应重点考虑以下因素：1.计量性能要求与稳定性：这是计量仪器的核心。试验方案必须能评估仪器在规定条件下的计量特性（如示值误差、精度、稳定性、漂移等）随时间的变化情况。原因：用户最关心的是仪器的测量结果是否准确可靠，稳定性直接关系到量值传递的准确性。试验应包含长期运行测试，监控其性能是否超差。2.工作环境条件：计量仪器往往需要在特定的环境条件下（如温度、湿度、气压、电磁兼容性等）工作。试验方案必须考虑模拟这些实际或严苛的工作环境应力。原因：环境因素是导致计量仪器性能变化和故障的重要原因，模拟环境可以评估仪器的适应性和鲁棒性，预测其在不同环境下的可靠性。3.量值传递链中的位置与影响：仪器在量值传递链中的作用不同，其可靠性要求也不同。高等级仪器的可靠性直接影响下级仪器的量值准确性。试验方案应考虑其对整个计量体系的影响。原因：确保高可靠性的仪器是维持量值准确、稳定传递的基础，避免因仪器故障导致量值失准或传递中断。4.关键部件与故障模式：识别仪器的关键电子元器件、机械结构或软件模块，分析可能的故障模式及其对计量性能的影响。试验方案应有针对性地设计测试项目，覆盖这些关键部件和常见故障模式。原因：通过针对性的测试，可以更有效地暴露与核心功能或精度相关的潜在问题，提高试验的效率和有效性。5.试验资源与成本：可靠性试验通常需要投入较多的人力、物力和时间，并可能产生一定的成本。试验方案应在确保试验有效性的前提下，合理平衡试验投入与预期收益。原因：需要考虑实