Поверка сошлась, а канал уехал
Обе термопары честно прошли поверку, каждая в своих трёх точках и каждая внутри допуска. А потом я посчитал разницу между ними в момент, когда они обязаны были показать одно и то же, и увидел, что за год они тихо разъехались на два с лишним градуса.
Задача
На ответственном участке стоит резервная пара: два термопреобразователя в одной защитной гильзе, канал А рабочий, канал Б горячий резерв. По регламенту оба поверяются раз в год, и оба последнюю поверку прошли: в точках 0, 300 и 600 °C каждый уложился в свой допуск ±1,5 °C. Бумага чистая у обоих.
Пришли с другим вопросом. Автоматика переключилась с А на Б без видимой причины, и при переключении уставка «подпрыгнула» на полтора градуса. Меня спросили, который из двух каналов врёт. Правильный ответ оказался «оба и ни один».
Как мерил
Абсолютную правду по такой гильзе взять неоткуда: эталона в рабочей точке у меня нет, а поверка уже сказала, что оба в допуске. Поэтому я стал мерить не значение, а разницу Δ = А − Б - величину, для которой эталон не нужен, потому что в правильном мире она равна нулю.
Разницу в рабочем режиме смотреть бесполезно: по гильзе идёт градиент, и даже две исправные термопары в сантиметре друг от друга покажут немного разное. Нужен момент, когда градиента нет и обе видят одно и то же тело. Такой момент бывает раз в месяц - длинная остановка участка, когда гильза остывает до цехового воздуха и держит его часами.
Я поднял архив за одиннадцать таких остановок, с марта по январь, и в каждой взял Δ на установившемся участке.
| Остановка | Канал А, °C | Канал Б, °C | Δ = А − Б, °C |
|---|---|---|---|
| март | 24,3 | 24,2 | 0,1 |
| май | 21,8 | 21,3 | 0,5 |
| июль | 27,6 | 26,7 | 0,9 |
| сентябрь | 23,1 | 21,6 | 1,5 |
| ноябрь | 19,4 | 17,3 | 2,1 |
| январь | 18,0 | 15,6 | 2,4 |
Что оказалось неправдой: «поверен - значит верен»
Молчаливое допущение было такое: раз оба прибора прошли поверку, их показаниям можно верить, а расхождение при переключении - случайность автоматики. Поверка действительно прошла. Но она отвечает на вопрос «врёт ли прибор в точках 0, 300 и 600 градусов сегодня», а не на вопрос «сколько прибор набрал дрейфа с прошлого раза и куда он уедет к следующему».
Между двумя годовыми поверками канал Б медленно терял чувствительность - скорее всего, деградация спая, обычная история для рабочей термопары. В точках поверки это ещё укладывалось в допуск, потому что допуск широкий, а дрейф за год не успел его выбрать. Но взаимная разница копила этот дрейф без всякого допуска, и к январю он стал виден невооружённым глазом.
Чем разделил
Версий было две: либо уехал один из каналов, либо это нормальный разброс, который я принял за тренд. Разделяет их знак и форма Δ. Разброс дал бы облако вокруг нуля без направления; дрейф одного спая даёт монотонный уход в одну сторону. Одиннадцать точек подряд в одну сторону - это уже не разброс.
Который из двух каналов уехал, инвариант сам по себе не говорит: он видит только разницу. Но тут помогла арифметика поверки. У канала А отклонения в точках за два последних цикла почти не менялись, у канала Б в верхней точке подросли с −0,4 до −1,3 °C - в ту же сторону и того же порядка, что и накопленная Δ. Сходятся два независимых признака, и оба показывают на Б.
Вывод
Поверка проверяет прибор в своих точках и в день поверки. Она честно ловит грубую ошибку, но почти слепа к медленному дрейфу между поверками - именно потому, что допуск шире годового ухода. Этот дрейф ловит не прибор, а инвариант процесса: две величины, которые обязаны совпасть в известный момент, и их разница, снятая серией.
С тех пор у каждой резервной пары я веду один служебный тег - Δ в остановках - и смотрю не на его значение, а на наклон. Величина простит, наклон нет. Это тот же приём, которым я потом ловил замерший канал: там признаком жизни был шум, здесь - неподвижность разницы, и оба раза решение принимал не по одной пробе, а по форме ряда.
Связанные записи
- Канал, который замер и не сознавался - когда ровная линия означает не стабильность, а смерть.
- Расходомер, который считал воздух - ещё один прибор, пойманный там, где ответ известен заранее.
- Инструменты и подход - правила замера, на которые ссылается этот разбор.