Випробування (техніка)

Випро́бування, тестува́ння (англ. test — тест) — експериментальне визначення, оцінювання або контроль кількісних та (або) якісних характеристик властивостей об’єкта випробувань за результатом впливу зовнішньої дії під час його функціонування або моделювання об’єкта і (чи) дії на нього. На відміну від ширшого англ. Testing , ця категорія не містить поняття тестування в ІТ, медицині, фармакології, освіті та інших (нетехнічних) галузях.

Зміст

Основні визначення

Об’єктом випробувань є прилади, устаткування, матеріали, конструкції та інша продукція, що підлягає випробуванням.

Безпосередньо випробуванням піддають увесь виріб або його частину (пробу) чи дослідний зразок, модель (виріб, процес, явище, математичну модель тощо), макет, що спрощено відтворює об’єкт випробувань.

Результат випробувань — оцінка ступеня відповідності визначених характеристик об’єкта нормативно затвердженим чи прогнозованим. Сукупність чинників, що діють на об’єкт, і режимів функціонування об’єкта під час випробувань визначають умови випробувань. Нормальними є умови випробувань, встановлені нормативно-технічною документацією для цього виду продукції.

Залежно від виду і умов використання продукції обирають метод випробування, який встановлює правила застосування певних принципів і засобів визначення характеристик (тип випробувального обладнання).

Випробувальне обладнання — технічний пристрій (стенд, устаткування, апаратура) для відтворення умов випробувань.

Організаційно-методичні умови випробувань встановлюють методика, програма і (за необхідністю) план випробувань. Методика випробувань містить опис методу, умови та засоби випробувань, правила добору і (чи) виготовлення зразків, алгоритми виконання операцій для визначення однієї чи декількох взаємопов’язаних характеристик властивостей об’єкта, форми подання даних, оцінювання точності та вірогідності результатів, вимоги техніки безпеки та охорони навколишнього середовища. У разі проведення випробувань групи однорідної продукції використовують типову методику випробувань.

Програма випробувань визначає об’єкт мету випробувань, види, послідовність та обсяг здійснюваних експериментів, порядок, умови, місце і терміни виконання випробувань, забезпечення та звітність про них, а також відповідальність за безпеку проведення випробувань.

План випробувань визначає сукупність даних про їхні вид, обсяг партії продукції, що випробовується, вибірок чи проб, контрольні параметри та правила прийняття рішень.

За результатами випробувань оформлюють у відповідному порядку протокол, що містить необхідні відомості про об’єкт випробувань, застосовувані методи, засоби та умови випробувань, їхні результати, а також висновок відповідно до вказаних результатів.

Класифікація випробувань

Випробування в техніці класифікують за такими основними ознаками.
1. За методами: прямі фізичні дослідження або моделювання (фізичне, математичне тощо).

2. За умовами і місцем проведення:
а) стендові (випробування об’єкта, які проводять на випробувальному обладнанні);
б) лабораторні (проводять у лабораторних умовах);
в) полігонні (на випробувальному полігоні);
г) натурні (випробування об’єкта в умовах, що відповідають умовам його використання згідно з прямим призначенням із безпосереднім оцінюванням чи контролем визначуваних характеристик властивостей об’єкта);
ґ) швартові та ходові — для морської техніки;
д) наземні та польотні — для авіаційної техніки.

3. За призначенням:
а) контрольні — випробування з контролю якості об’єкта, що поділяють на кваліфікаційні (випробування установчої серії чи промислової партії для оцінки готовності підприємства до випуску продукції цього типу в заданому обсязі); типові — випробування продукції, що проводять з метою оцінки ефективності та доцільності впроваджуваних змін у конструкцію, рецептуру чи технологічний процес; сертифікаційні — випробування продукції, що проводять з метою встановлення відповідності характеристик її властивостей індивідуальним і (чи) міжнародним нормативним документам;
б) періодичні — контрольні випробування продукції, що проводять в обсягах та в терміни, установлені нормативними документами, з метою контролю стабільності якості продукції та можливості продовження її виготовлення;
в) дослідні — випробування, що проводять для вивчення певних характеристик властивостей об’єкта;
г) порівнювальні — випробування аналогічних за характеристиками або однакових об’єктів, що проводять в ідентичних умовах для порівняння характеристик їхніх властивостей;
ґ) визначальні — випробування, що проводять для визначення значень характеристик об’єкта із заданими значеннями показників точності та (чи) вірогідності.

4. За стадіями життєвого циклу продукції:
а) доводочні (дослідні випробування, що проводять під час розроблення продукції з метою оцінки впливу внесених у неї змін для досягнення заданих значень показників її якості);
б) попередні (контрольні випробування дослідних зразків і (чи) дослідних партій продукції з метою визначення можливості їх пред’явлення на приймальні випробування);
в) приймальні (контрольні випробування дослідних зразків, дослідних партій продукції чи виробів одиничного виробництва, що проводять для визначення доцільності впровадження цієї продукції у виробництво та (чи) використання за призначенням).

5. За тривалістю:
а) прискорені (випробування, методи і умови проведення яких забезпечують отримання необхідної інформації про характеристики механічних властивостей об’єкта за істотно коротший час, ніж за нормальних випробувань);
б) нормальні (випробування, методи та умови проведення яких забезпечують одержання необхідного обсягу інформації про характеристики властивостей об’єкта в такому ж інтервалі часу, як і в передбачених умовах експлуатації);
в) скорочені (випробування, що проводять за скороченою программою).

6. За рівнем проведення:
а) відомчі (заводські) — випробування, що проводить комісія з представників зацікавленого міністерства чи відомства;
б) міжвідомчі — випробування, що проводить комісія з представників декількох зацікавлених міністерств і (чи) відомств, або приймальні випробування встановлених видів продукції для приймання складових частин об’єкта, розробленого спільно декількома відомствами;
в) державні — випробування встановлених найважливіших видів продукції, що проводить головна організація державних випробувань, чи приймальні випробування, що проводить державна комісія або випробувальна організація, якій надано право їхнього проведення.

7. За видом зовнішніх впливів — випробування у природному чи штучному навколишніх середовищах, впливу якого можуть зазнати зразки, з метою оцінки їхніх робочих характеристик під час експлуатації, транспортування, зберігання, в умовах яких вони можуть опинитися на практиці.

Ці випробування бувають наступних видів:
а) механічні — випробування на дію механічних чинників: статичних (розтягування, стиснення, згинання, кручення, зріз, вдавлювання) та динамічних (удар, лінійні сталі прискорення, вібрації, акустичний шум, гідравлічні випробування);
б) електричні (на дію електричної напруги, струму чи поля);
в) електромагнітні (на дію електромагнітних полів);
г) радіаційні (на дію радіаційних чинників);
ґ) магнітні (на дію магнітного поля);
д) хімічні — випробування на дію спеціальних (хімічних) середовищ;
е) кліматичні (на дію кліматичних чинників);
є) біологічні (на дію біологічних чинників).

8. За результатами впливу:
а) руйнівні — випробування із застосуванням руйнівних методів контролю;
б) неруйнівні (із застосуванням неруйнівних методів контролю);
в) випробування на стійкість (проводять для контролю здатності виробу виконувати свої функції та зберігати значення параметрів у межах установлених норм під час дії на нього певних чинників);
г) випробування на міцність (проводять з метою встановлення значень впливових чинників, які викликають вихід значень характеристик властивостей об’єкта за окреслені межі чи його руйнування).

9. За іншими характеристиками об’єкта:
а) випробування на надійність виконують для визначення чи контролю показників надійності в заданих умовах;
б) граничні випробування проводять для визначення залежності між гранично допустимими значеннями параметрів об’єкта і режимом експлуатації; в) технологічні випробування проводять під час виготовлення продукції з метою оцінки її технологічності;
г) функціональні випробування проводять з метою встановлення значень показників призначення об’єкта;
ґ) атестаційні випробування проводять для оцінки якості продукції під час її атестації за категоріями якості;
д) випробування на витривалість — випробування пристрою за певних умов роботи, протягом певного часу, з певною метою;
е) випробування на довговічність проводять для перевірки на тривалість роботи за нормальних умов якого-небудь компонента чи пристрою.

Випробуванням підлягають дослідні зразки (партії) і продукція серійного, масового та одиничного виробництва. Дослідний зразок або дослідну партію піддають попереднім і приймальним випробуванням (перевіркам) за спеціально розробленими програмами.

Попередні випробування проводять для визначення відповідності продукції технічним завданням, вимогам стандартів, технічної документації і для вирішення питання про можливість представлення її на приймальні випробування.

Приймальні випробування проводять з метою: визначення відповідності продукції технічним завданням, вимогам стандартів та технічній документації, оцінкою технічного рівня; визначення можливості постановки продукції на виробництво; вироблення рекомендацій по встановленню категорії якості.

Для контролю якості та приймання виготовленої продукції встановлюють приймально-здавальні або періодичні категорії випробувань.

Джерела

1. ДСТУ 2226-93. Автоматизовані системи. Терміни та визначення. Київ : Український науково-дослідний інститут стандартизації, сертифікації і інформатики, 1994. 92 с.
2. ДСТУ 2681-94. Метрологія. Терміни та визначення. Київ : Український науково-дослідний інститут стандартизації, сертифікації і інформатики, 1994. 68 с.
3. ДСТУ 3021-95. Випробування і контроль якості продукції. Терміни та визначення. Київ : Держстандарт України, 1995. 71 с.
4. ГОСТ 15.309-98. Система розроблення та поставлення продукції на виробництво. Випробування і приймання продукції. Основні положення. Мінськ : Міждержавна рада стандартизації, метрології і сертифікації, 1998.

Література

1. Аврутов В. В., Аврутова І. В., Попов В. М. Випробування приладів і систем. Види випробувань та сучасне обладнання. Київ : Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», 2009. 64 с.

Що таке пристрій захисту від перенапруг (ПЗІП)?

В результаті розрядів атмосферної електрики або включення енергоспоживачів великої потужності в електричних мережах спостерігається різке стрибкоподібне підвищення різниці потенціалів (перенапруження), що триває частки секунди, але здатне принести непоправної шкоди не тільки самої мережі, але і підключеним до неї приладів. Уникнути серйозних наслідків від таких стрибків допоможе УЗИП – пристрій захисту від перенапруг.

Принцип дії пристрій захисту від перенапруг (ПЗІП)

Основним чутливим елементом УЗИП є особливий напівпровідниковий модуль (варістор), опір якого різко зменшується, якщо напруга, яке протікає через нього, перевищує номінальні встановлені значення.

Принцип роботи УЗИП для приватного будинку можна розглянути на прикладі лампи, включеної в однофазну електричний ланцюг.

Слід пам’ятати, що один полюс УЗИП підключається до фазного провідника після автоматичного вимикача, а другий полюс до контуру заземлення.

Якщо напруга в мережі не перевищує верхню межу допустимих коливань, встановлених ГОСТ 29322-92, варістор захисного пристрою має високий опір і тому електричний струм безперешкодно надходить до навантаження, минаючи УЗИП.

Коли, з якої-небудь причини, напруга в мережі різко зростає, опір напівпровідникового елемента УЗИП миттєво падає до мінімальних значень. В результаті цього ток починає надходити через захисний пристрій на контур заземлення, створюючи штучне коротке замикання, яке провокує спрацьовування автоматичного вимикача і знеструмлення мережі. Після того, як напруга знизиться до допустимих меж, опір варистора зросте і ланцюг продовжить роботу в звичайному режимі.

УЗИП: класи

Такі пристрої, в залежності від конструкції і цільової захисту, підрозділяються на три класи.

УЗИП I класу є дієвим захистом від перенапруг, причиною яких є розряд блискавки. Пристрої цього класу встановлюються на вводах напруги живлення в енергоємні виробничі цехи, великі адміністративно-побутові будівлі, торговельні та розважальні комплекси тощо.
УЗИП II каса оберігають побутову техніку та електричну проводку від імпульсів перенапруги, що виникають через включення або відключення обладнання великої потужності. Пристрій УЗИП II класу монтуються в розподільні щити, встановлені в під’їздах багатоквартирних будинків.
УЗИП III класу найбільш чутливі і реагують на миттєві перепади напруги, причиною якого є коротке замикання в мережі. Такі пристрої необхідні для захисту високоточної і дорогого електронного обладнання, в тому числі медичного.
На деяких моделях УЗИП може стояти інша маркування, наприклад ОПС (обмежувач перенапруг мережі) або ОИН (обмежувач імпульсних напруг). Однак яку б назву не мало такий пристрій, завдання у нього одна – захист від імпульсних перенапруг.

Базові характеристики УЗИП

Вибір УЗИП для будинку або для захисту промислової мережі повинен грунтуватися на базових характеристиках пристрою. Для зручності і полегшення підбору пристрої захисту від імпульсних перенапруг вони друкарським способом наносяться на його корпус:

номінальне і максимальне напруження мережі живлення – напруга, на яке розраховане пристрій;
номінальний і максимальний струм розряду – імпульс струму, який навіть при багаторазовому проходженні через пристрій не приведе до його виходу з ладу;
рівень напруги захисту – гранична величина напруги, при якому пристрій не спрацьовує;
клас випробувань;
індикатор стану варистора – зелений (робочий), а червоний (пристрій вийшов з ладу).
Колірна індикація стану варистора дозволяє помітити, що він знаходиться в неробочому стані, і вчасно замінити його на новий.