Методика поверки «ГСИ. Преобразователи давления и уровня измерительные Cerabar, Deltabar я Waterpilot, производства фирмы «Endress+Hauser GmbH+CoJKG», Германия» (МП 41560-09)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

(ВНИИМС)

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений.

Преобразователи давления и уровня измерительные Cerabar, Deltabar и Waterpilot, производства фирмы «Endress+Hauser GmbH+Co.KG», Германия

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Ж -рд

Москва

2009

Настоящая рекомендация распространяется на измерительные преобразователи давления типа Cerabar, Deltabar и Waterpilot (далее - преобразователи), выпускаемые по технической документации фирмы «Endress+Hauser GmbH+Co.KG», Германия, и устанавливает методику первичной и периодической поверок измерительных преобразователей давления Cerabar, Deltabar и Waterpilot.

Преобразователи Cerabar и Deltabar предназначены для непрерывного преобразования значений измеряемого параметра - избыточного, абсолютного давления, а также разности давлений газа, жидкости или пара в унифицированный аналоговый или цифровой выходные сигналы.

Преобразователи Waterpilot предназначены для измерения гидростатического давления воды и вычисления уровня.

Преобразователи, измеряющие гидростатическое давление (для определения уровня) должны обеспечивать возможность подачи задаваемого давления на вход преобразователя. Как правило, это обеспечивается специальным адаптером.

Преобразователи, не имеющие выходных сигналов и цифровой индикации должны комплектоваться специальным модемом и программным обеспечением для связи с компьютером.

Межповерочный интервал:

• - 4 года для моделей, настроенных на верхний предел измерений (у которых «span» равен «range»), при условии корректировки нуля раз в 6 месяцев в соответствии с описанием типа средства измерений. При этом все корректировки «нуля» должны фиксироваться либо в процессоре преобразователя, либо в эксплуатационной документации.

• - 3 года для остальных преобразователей Cerabar и Deltabar,

• - 2 года для всех остальных преобразователей Waterpilot.

• 1.1. При проведении первичной и периодической поверок должны быть выполнены следующие операции:

Внешний осмотр - п.5.1.

Опробование - п.5.2.

Определение основной погрешности преобразователя - п.5.3.

Определение вариации выходного сигнала преобразователя - п.5.4.

• 2.1. При проведении поверки применяют средства, указанные в табл.1.

Таблица 1

• 2.2. Эталоны, применяемые при поверке, должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке. Вспомогательные средства измерений должны иметь действующее свидетельство о поверке или клеймо, удостоверяющее ее проведение.

• 2.3. Допускается применять средства поверки, не предусмотренные перечнем, приведенным в табл.1, при условии обеспечения ими характеристик не хуже приведённых в таблице 1.

• 3.1. При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности по работе с приборами для измерений давления и с электроизмерительными приборами, а также требования по безопасности эксплуатации применяемых средств поверки, указанных в НТД на эти средства.

• 4.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

  1. Температура окружающего воздуха, С:	20±2
  2. Относительная влажность окружающего воздуха, %:	30... 80

(в соответствии с инструкцией по эксплуатации)

• 5. Сопротивление нагрузки, включая эталонное сопротивление, не должно превышать значений, указанных в руководстве по эксплуатации.

Рабочая среда для преобразователей с верхними пределами до 2,5 МПа включительно -воздух или нейтральный газ, более 2,5 МПа - жидкость; допускается использовать жидкость при поверке преобразователей с верхними пределами измерений от 0,4 до 2,5 МПа при условии обеспечения тщательного заполнения системы жидкостью.

Допускается использовать воздух или нейтральный газ при поверке преобразователей давления с верхними пределами измерений более 0,25 МПа при условии обеспечения соответствующих правил безопасности.

Колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны и магнитные поля, кроме земного, влияющие на работу преобразователя, должны отсутствовать.

Импульсную линию, через которую подают измеряемое давление, допускается соединять с дополнительными емкостями, вместимость каждой из которых должна находиться в пределах от 1 до 50 литров.

Пульсация напряжения не должна превышать ±0,5% значения напряжения питания.

При поверке преобразователей разности давления значение измеряемого параметра устанавливают при сообщении минусовой камеры с атмосферой и подаче соответствующего избыточного давления в плюсовую камеру преобразователя разности давлений. При поверке преобразователей этих видов на малые пределы измерений в случаях, когда это позволяют конструкции поверяемого преобразователя и эталона, влияние изменений давления окружающего воздуха может быть существенно уменьшено, если камеры поверяемого преобразователя и эталона, соединяющиеся с атмосферой, следует соединить между собой. При использовании в качестве эталонов задатчиков с опорным давлением следует подавать в минусовую камеру опорное давление.

• 4.2. Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• - преобразователи должны быть выдержаны при температуре, указанной в п.4.1, не менее 3 час.

• - выдержка преобразователя перед началом испытаний после включения питания должна быть не менее 0,5 ч;

• - преобразователи должны быть установлены в рабочее положение с соблюдением указаний руководства по эксплуатации;

• - система, состоящая из соединительных линий, эталона и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемого параметра должна быть проверена на герметичность в соответствии с пп.4.2.1 - 4.2.4.

• 4.2.1. Проверка герметичности системы для поверки преобразователей давления, разности давлений, разрежения с верхними пределами измерений менее 100 кПа, абсолютного давления с верхними пределами измерения более 0,25 МПа приводится при значениях давления или разрежения, равных верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя.

Проверку герметичности системы для поверки преобразователей давления-разрежения проводят при давлении, равном верхнему пределу измерений избыточного давления.

Проверку герметичности системы для поверки преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа проводят при разрежении, равном 0,9 - 0,95 значения атмосферного давления.

Примечание: Проверку герметичности системы для поверки преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений менее 0,25 МПа проводят по методике и при давлении по п.4.2.3.

• 4.2.2. При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, указанных в п.4.2.1, на место поверяемого преобразователя устанавливают преобразователь, герметичность которого проверена, или любое другое средство измерений, имеющее погрешность (приведенную к значениям давления, указанным в п.4.2.1) не более 2,5% и позволяющее заметить изменение давления 0,5% заданного значения давления.

Создают давление, указанное в п.4.2.1, и отключают источник давления. Если в качестве образцового СИ применяют грузопоршневой манометр, его колонку и пресс также отключают.

Систему считают герметичной, если после трехминутной выдержки под давлением, равным верхнему пределу измерений, в течение последующих 2 мин в ней не наблюдают падение давления (разрежения).

Допускается изменение давления (разрежения), обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и изменением температуры измеряемой среды.

• 4.2.3. Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений 0,25 МПа и менее, осуществляют следующим образом.

В системе с вакуумметром для измерений малых абсолютных давлений создают давление не более 0,07 кПа. Предварительно на место подключаемого преобразователя устанавливают средство измерений, отвечающее тем же требованиям, что и при поверке по п.4.2.2. Поддерживают указанное давление в течение 2-3 мин. Отключают устройство, создающее абсолютное давление, и, при необходимости, образцовое СИ (колонки грузопоршневого манометра). После выдержки системы в течение 3 мин изменение давления не должно превышать 0,5% верхнего предела измерений поверяемого преобразователя.

• 4.2.4. Если система предназначена для поверки преобразователей с разными значениями верхних пределов измерений, проверку герметичности рекомендуют проводить при давлении (разрежении), соответствующем наибольшему из этих значений.

• 5.1. Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие преобразователей следующим требованиям:

• - с преобразователем на поверку должно поставляться руководство по эксплуатации с указанием предела измерений (span), предела допускаемой основной погрешности, диапазона измерений, предела возможной настройки (range), информативного параметра выходного сигнала (аналоговый токовый, цифровой с протоколом HART или Foundation Fieldbus);

• - определяется наличие аналоговых электрических и цифровых показывающих выходных устройств;

• - на преобразователе должна быть табличка с маркировкой, соответствующей прилагаемом руководстве по эксплуатации;

• - по всем выходным устройствам должна быть обеспечена возможность регулировки нуля (механически или программно);

• - модели, не имеющие выходных сигналов и цифровой индикации, должны комплектоваться специальным модемом и программным обеспечением для связи с компьютером.

• 5.2. Опробование.

• 5.2.1. При опробовании проверяют работоспособность преобразователя, функционирование корректора нуля (по всем выходным устройствам), герметичность преобразователя.

• 5.2.2. Работоспособность преобразователя проверяют, изменяя измеряемое давление от нижнего предельного значения до верхнего. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала на всех выходных устройствах.

Для преобразователей давления-разрежения работоспособность проверяют только при избыточном давлении, для преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа - при изменении разрежения до значения, равного не менее чем 0,9 атмосферного давления.

• 5.2.3. Функционирование корректора нуля проверяют, задав одно (любое) значение измеряемого давления. Воздействуя на корректор нуля, проверяют наличие изменения выходного сигнала на всех выходных устройствах. Возвращая корректор нуля в прежнее положение (если это допускает конструкция преобразователя) проверяют наличие изменения выходного сигнала в противоположную сторону на всех выходных устройствах.

• 5.2.4. Проверку герметичности преобразователя рекомендуется совмещать с операцией определения основной погрешности (п.5.3.8).

Методика проверки герметичности преобразователя аналогична методике проверки герметичности системы (пп.4.2.1 -4.2.4) со следующими особенностями:

• - изменение давления или разрежения определяют по изменению выходного сигнала или показаний поверяемого преобразователя, включенного в систему (п.4.2.2).

• - в случае обнаружения не герметичности системы с поверяемым преобразователем следует проверить отдельно систему и преобразователь.

• 5.3. Определение основной погрешности.

• 5.3.1. Основную погрешность определяют следующими способами:

• 1. По эталону на входе преобразователя устанавливают номинальные значения входного параметра (давления), а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного параметра (тока или напряжения). У преобразователей, имеющих показывающие выходные устройства, значения выходного параметра считываются с соответствующего показывающего выходного устройства.

• 2. В обоснованных случаях по эталону на выходе преобразователя устанавливают номинальные значения выходного параметра (тока или напряжения), а по другому эталону измеряют значения соответствующего входного параметра (давления). У преобразователей, имеющих показывающие выходные устройства, значения выходного параметра устанавливаются по соответствующему показывающему выходному устройству.

• 5.3.2. Схема включения преобразователей для измерения выходного сигнала при проведении поверки приведена в Руководстве по эксплуатации.

Эталоны давления включаются в схему поверки в соответствии с их руководством по эксплуатации.

• 5.3.3. Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Рвам - наибольшая вероятность ошибочно признанного годным любого в действительности дефектного экземпляра преобразователя;

(5м)ва - отношение наибольшего возможного модуля основной погрешности экземпляра преобразователя, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной погрешности.

Допускаемые значения критериев достоверности поверки принимают равными: Рвам=0,20; (5м)ва max =1,25.

• 5.3.4. Устанавливают следующие параметры поверки:

m - число проверяемых точек в диапазоне измерений, ш>=5;

п - число наблюдений при экспериментальном определении значений погрешности в каждой из проверяемых точек при прямом и обратном ходах, п=1;

у_к - абсолютное значение отношения контрольного допуска к пределу допускаемой основной погрешности;

ос_р - отношение предела допускаемого значения погрешности эталонов, применяемых при поверке, к пределу допускаемого значения основной погрешности поверяемого преобразователя.

Значения у_к и ос_р выбирают по табл. 2 п.5.3.5 в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

• 5.3.5. Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых преобразователей осуществляют, исходя из технических возможностей и технико-экономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки п. 5.3.3 и таблицы 2.

Таблица 2

Параметры и критерии достоверности поверки

Примечание:

Табл.2 составлена в соответствии с принятыми в п.5.3.3 критериями достоверности поверки согласно МИ 187-86 "ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки" и МИ 188-86 "ГСИ. Установление значений параметров методик поверки".

• 5.3.6. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого преобразователя для каждой поверяемой точки должны быть п соблюдены следующие условия:

• 1. При поверке по способам 1 и 2 (п.5.3.1) и определении значений выходного сигнала в мА

•{-------+--------- X 100 < у сс_р                                        (1),

IPmax   Imax-Io J

где:

Др - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входной параметр, кПа, МПа;

Ртах - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

Д1 - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной параметр, мА;

Imax и Io - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мА; у - предел допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя, (%) нормирующего значения.

За нормирующее значение принимают: для преобразователей давления

- разрежения - сумму абсолютных значений верхних пределов измерений избыточного давления и разрежения; для остальных преобразователей - разницу между верхним и нижним пределом измерений выходного параметра.

• 2. При поверке по способам 1 и 2 (п.5.3.1) и определении значений выходного сигнала в мВ, В по падению напряжения на эталонном сопротивлении:

------- + ——  + -------} х100<уа_р       (2),

IPmax Umax-Uo    Ro6 J

где:

Др - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входной параметр, кПа, МПа;

Ртах - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

Ди - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной параметр, мВ;

Umax-Uo - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мВ, В;

Umax=Imax x Ro6; Uo=Io x Ro6, мВ;

Ar - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Ro6, Ом;

Ro6 - значение эталонного сопротивления, Ом;

• 3. При поверке показывающих устройств преобразователей:

------ Н100<усс_р                 (3),

I Ртах J

где:

Д_р- предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входной параметр, кПа, МПа;

Ртах - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

• 5.3.7. Расчетные значения выходного сигнала поверяемого преобразователя в миллиамперах (1р) для заданного номинального значения поверяемого параметра (Р) в кПа или МПа для преобразователей определяют по формулам:

Р

1р = -------(Imax-Io) + Io                  (4),

Ртах

где:

1р- расчетные значения выходного параметра (эл. тока), мА;

Р - выбранное номинальное значение входного параметра (давления), МПа, кПа;

Ртах - верхний предел измерений, МПа; кПа;

Imax и 1о— соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мА;

Расчетные значения выходного сигнала (Up), выраженные в напряжении постоянного тока, определяют по формуле:

Up=Ip х Ro6, мВ                     (6)

• 5.3.8. Перед определением основной погрешности должны быть соблюдены требования п.4.2 и, в случае необходимости, откорректировано значение выходного сигнала, соответствующее нижнему предельному значению измеряемого параметра. Эта корректировка проводится после подачи и сброса измеряемого параметра, равного:

• - для преобразователей давления-разрежения - 50-100% верхнего предела измерений избыточного давления;

• - для преобразователей абсолютного давления после выдержки их в пределах от 0 до 10% верхнего предела измерений;

• - для остальных преобразователей - 80-100% верхнего предела измерений.

При периодической поверке в случае совмещения проверки герметичности с подачей давления (разрежения) перед корректировкой выходного сигнала выдержка проводится при давлении (разрежении) в соответствии с п.4.2.2.

Установку выходного сигнала следует провести с максимальной точностью, обеспечиваемой устройством корректора и разрешающей способностью эталонов. Погрешность установки (без учета погрешности эталонов) не должна превышать 0,2 предела допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя.

• 5.3.9. Основную погрешность определяют при пяти значениях измеряемой величины, достаточно равномерно распределенных в диапазоне измерений, в том числе при значениях измеряемой величины, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям выходного сигнала. Интервал между значениями измеряемой величины не должен превышать 30% диапазона измерений.

Основную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученной при приближении к нему как от меньших значений к большим, так и от больших к меньшим (при прямом и обратном ходе).

Перед поверкой при обратном ходе преобразователь выдерживают в течение 1 мин под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра, соответствующего предельному значению выходного сигнала.

Допускается выдержку преобразователей давления-разрежения производить только на верхнем пределе измерений избыточного давления.

При периодической поверке основную погрешность определяют в два цикла: до корректировки диапазона изменения выходного сигнала и после корректировки диапазона. Допускается второй цикл не проводить, если основная погрешность

Уд < Ук х у.

При поверке преобразователей с верхним пределом измерений разрежения 0,1 МПа, если атмосферное давление равно или менее 0,1 МПа, максимальное разрежение допускается устанавливать равным 0,90-0,95 Рб, где Рб - атмосферное давление. Расчетное значение выходного сигнала при этом разрежении определяют по формулам (5) и (6). Рб следует привести к тем единицам, в которых выражено Р.

Примечание'. 1 мм рт.ст.= 0,0001333 МПа.

Основную погрешность преобразователей абсолютного давления с верхним пределом измерений выше 0,25 МПа следует определять в соответствии с пп.5.3.10 и 5.3.11. Допускается по методике п.5.3.10 определять основную погрешность преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений от 0,1 до 0,25 МПа.

• 5.3.10. Определение основной погрешности преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений выше 0,25 до 2,5 МПа включительно следует проводить с использованием образцовых СИ разрежения и давления (например, МВП-2,5; МП-6 и МП-60).

В этом случае преобразователь поверяют на точках: при разрежении в пределах 0,90 -0,95Р - при значениях избыточного давления Ризб шах, определяемом по формуле (10), и при трех промежуточных значениях давления

где:

Рабс.шах - верхний предел измерений абсолютного давления, равный Ртах, МПа;А = 0,1 МПа;

• 5.3.11. Определение основной погрешности преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений свыше 2,5 МПа следует проводить с использованием эталонов избыточного давления следующим образом:

• 1. Корректором нуля при атмосферном давлении установить значение выходного сигнала, равное 1о;

• 2. Провести поверку на прямом и обратном ходе, задавая избыточное давление, численно равное абсошотному давлению, с соблюдением условий, изложенных в п.5.3.8;

• 3. После определения основной погрешности при атмосферном давлении корректором нуля установить значение выходного сигнала 1рн:

К

1рн =------------(Imax - Io) + Io                 (7),

Рабс.шах

где К = 0,1 МПа.

• 5.3.12. Основную погрешность у_д в % нормирующего значения вычисляют по формулам: - при поверке по способу 1 (п.5.3.1)

1-1р

_Уд =-------------х 100

Imax - Io

U-Up

_Уд =----------------х 100

Umax - Uo

Р-Рр

_Уд =------------xioo

Ртах - Ро

где:

I - экспериментально полученное значение выходного сигнала на выходе преобразователя при измерении тока, мА;

U - экспериментально полученное значение выходного сигнала на выходе преобразователя при измерении напряжения, мВ; В;

Р - экспериментально полученное значение выходного давления на показывающих устройствах преобразователя;

Ip, Up - соответственно, расчетные значения тока (мА) и напряжения (В);

Рр - расчетное давление показывающего устройства преобразователя, численно равное номинальному значению входного давления, кПа; МПа;

Преобразователь признают годным при первичной поверке, если во всех проверяемых точках модуль основной погрешности

IУд 1 < Iу_кXу|

Преобразователь признают негодным при первичной поверке, если хотя бы в одной точке модуль основной погрешности

I Уд I > I Ук X у |

Преобразователь признают годным при периодической поверке, если во всех проверяемых точках при первом или втором цикле определения основной погрешности

1у_я I < |у_кху|

Преобразователь признают негодным при периодической поверке, если хотя бы в одной точке при первом цикле определения основной погрешности

I у_д I > | (бм)ва max х у I

или при втором цикле

I Уд I > |у_к х уI

( обозначения у по п.5.3.6; у_к по п.5.3.4).

• 5.3.13. Допускается вместо определения действительных значений погрешности устанавливать соответствие ее предельно допускаемым значениям.

• 5.4. Определение вариации.

• 5.4.1. Вариацию выходного сигнала определяют при каждом проверяемом значении измеряемого параметра, кроме значений, соответствующих нижнему и верхнему пределам измерений, по показаниям, полученным при определении основной погрешности (п.5.3.1).

• 5.4.2. Вариацию выходного сигнала в % нормирующего значения вычисляют по формулам:

-для способа 1 (п.5.3.1)

[ I max - IoJ

[ U max - Uo!

где:

Г и I - экспериментально полученные значения выходного сигнала на одной и той же точке при измерении на выходе тока соответственно при прямом и обратном ходе, мА;

U' и U - экспериментально полученные значения выходного сигнала на одной и той же точке при измерении на выходе падения напряжения на образцовом сопротивлении соответственно при прямом и обратном ходе, мВ; В;

Значения у_г не должны превышать предела ее допускаемого значения.

• 5.4.3. Допускается вместо определения действительного значения вариации осуществлять контроль соответствия ее предельно допускаемым значениям.

• 5.5. По желанию заказчика при поверке могут определяться также составляющие основной погрешности: нелинейность и повторяемость (см. ГОСТ 22520 - 85)

• 6.1. Положительные результаты первичной поверки измерительных преобразователей давления оформляются соответствующими записью и клеймом в паспорте (Руководстве по эксплуатации) или на данный экземпляр измерительного преобразователя давления Cerabar, Deltabar и Waterpilot оформляется свидетельство о поверке, заверенное поверителем, и удостоверенное оттиском клейма.

• 6.2. Положительные результаты периодической поверки измерительных преобразователей давления Cerabar, Deltabar и Waterpilot оформляют выдачей свидетельства о поверке.

• 6.3. При отрицательных результатах поверки измерительные преобразователи давления Cerabar, Deltabar и Waterpilot бракуют. При периодической поверке выдают извещение о непригодности.

Исполнитель: А.И.Гончаров, нач. отдела 202 ВНИИМС.

12