Методика поверки «Преобразователи давлении измерительные гидростатические серий SG, РС-28Р, SP-50» (МП 207.2-013-2017)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора метрологии «ВНИИМС»

В. Иванникова

€'3________2017 г.

Преобразователи давлении измерительные гидростатические серий SG, РС-28Р, SP-50

Методика поверки

МП 207.2-013-2017

Настоящая методика распространяется на преобразователи давления измерительные гидростатические серий SG, РС-28Р, SP-5O, изготавливаемые по технической документации фирмы APLISENS S.A, Польша.

Преобразователи давления измерительные гидростатические серий SG, РС-28Р, SP-5O, (далее - преобразователи), предназначены для измерения избыточного давления в жидкости (гидростатического давления), вычисления на его основе глубины погружения или уровня жидкости и преобразования её в унифицированный аналоговый выходной сигнал постоянного тока или постоянного напряжения и/или в цифровой сигнал.

Рекомендация устанавливает методику первичной (до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта) и периодической (в процессе эксплуатации) поверок преобразователей.

Рекомендованный интервал между поверками 5 лет.

• 1.1 При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр - 5.1;

• - опробование - 5.2;

• - проверка идентификационных данных программного обеспечения - 5.3;

• - определение основной погрешности преобразователя - 5.4.

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

Таблица 1

• 2.2 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

• 3.1 При проведении поверки соблюдают общие требования безопасности при работе с преобразователями давления (см., например ГОСТ 22520-85), а также требования по безопасности эксплуатации применяемых средств поверки, указанные в технической документации на эти средства.

• 4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• -  температура окружающего воздуха от +15 до +25 °C;

• -  относительная влажность окружающего воздуха не более 80 %;

• -  давление в помещении, где проводят поверку (далее - атмосферное давление), в пределах от 84 до 106,7 кПа или от 630 до 800) мм рт. ст;

• -  напряжение питания постоянного тока в соответствии с технической документацией на преобразователь. Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания - в соответствие с технической документацией на преобразователь. Отклонение напряжения питания от номинального значения не более ±1 %, если иное не указано в технической документации на преобразователь;

• -  сопротивление нагрузки при поверке - в соответствии с технической документацией на преобразователь;

• -  рабочая среда - воздух или нейтральный газ при поверке преобразователей с верхними пределами измерений, не превышающими 2,5 МПа, и жидкость при поверке преобразователей с верхними пределами измерений более 2,5 МПа. Допускается использовать жидкость при поверке преобразователей с верхними пределами измерений от 0,4 до 2,5 МПа при условии тщательного заполнения жидкостью всей системы поверки. Допускается использовать воздух или нейтральный газ при поверке преобразователей с верхними пределами измерений более 2,5 МПа при условии соблюдения соответствующих правил безопасности;

• -  колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны, магнитные поля и другие возможные воздействия на датчик при его поверке не должны приводить к выходу за допускаемые значения метрологических характеристик;

• -  импульсную линию, через которую подают измеряемое давление, допускается соединять с дополнительными сосудами, емкость каждого из которых не более 50 л.

• 4.2 Перед проведением поверки преобразователей выполняют следующие подготовительные работы:

• -  выдерживают преобразователь не менее 3 ч при температуре, указанной в п. 4.1, если иное не указано в технической документации на преобразователь;

• -  выдерживают преобразователь не менее 0,5 ч при включённом питании, если иное не указано в технической документации;

• -  устанавливают преобразователь в рабочее положение с соблюдением указаний технической документации;

• -  проверяют па герметичность в соответствии с п.п. 4.3.1 - 4.3.4 систему, состоящую из соединительных линий для передачи давления, эталонов и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемой величины.

• 4.2.1 Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, проводят при значениях давления (разрежения), равных верхнему пределу измерений (ВПИ) поверяемого преобразователя.

• 4.2.2 При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, на место поверяемого преобразователя устанавливают заведомо герметичный преобразователь или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более 2,5 % от ВПИ, и позволяющее зафиксировать изменение давления на величину 0,5 % от заданного значения давления. Далее в системе создают давление, установившееся значение которого соответствует ВПИ, после чего отключают источник давления. Если в качестве эталона применяют грузопоршневой манометр, то его колонку и пресс также отключают.

Систему считают герметичной, если после 3-х мин выдержки под давлением, равным или близким верхнему пределу измерений преобразователей, не наблюдают падения давления в течение последующих 2 мин. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

При проверке основной погрешности датчика систему считают герметичной, если за 30 с спад давления не превышает 0,3 % от верхнего предела измерений поверяемого преобразователя.

Допускается изменение давления в системе, обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и рабочей среды в пределах ±(от 0,5 до 1) °C.

• 4.2.3 Проверку герметичности системы рекомендуется проводить при давлении, соответствующем наибольшему давлению из ряда верхних пределов измерений поверяемых преобразователей.

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре преобразователя устанавливают:

• -  соответствие его внешнего вида технической документации и отсутствие видимых дефектов;

• -  наличие клеммных колодок и (или) разъемов для внешних соединений, устройства для регулировки «нуля», клемм контроля выходного сигнала и др.;

• -  наличие дополнительных выходных устройств - цифровых индикаторов и (или) других устройств предусмотренных технической документацией на преобразователь;

• -  наличие на корпусе преобразователя таблички с маркировкой, соответствующей паспорту или документу, его заменяющему;

• -  наличие РЭ, если это предусмотрено при поверке преобразователя, паспорта или документа, его заменяющего.

• 5.2 Опробование

  • 5.2.1 При опробовании проверяют герметичность и работоспособность преобразователя, функционирование устройства корректора «нуля». Для преобразователей серий SG следует убедиться, что соединение с атмосферой с помощью воздухопровода, находящегося внутри соединительного шланга, установлено.

  • 5.2.2 Работоспособность преобразователя проверяют изменяя измеряемую величину от нижнего до верхнего предельных значений. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала и индикации на дополнительных выходных устройствах преобразователя.

  • 5.2.3 Функционирование корректора «нуля» проверяют, задавая одно (любое) значение измеряемой величины в пределах, оговоренных руководством по эксплуатации. Корректором «нуля» проверяю наличие изменения выходного сигнала на всех выходных устройствах. Затем сбрасывают измеряемую величину и при атмосферном давлении на входе в преобразователь корректором «нуля» вновь устанавливают выходной сигнал (показания индикатора) в соответствии с исходными значениями.

  • 5.2.4 Проверку герметичности преобразователя рекомендуется совмещать с операцией определения его основной погрешности.

Методика проверки герметичности преобразователя аналогична методике проверки герметичности системы (4.2.1 - 4.2.3), но имеет следующие особенности:

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

• -  в случае обнаружения негерметичности системы с установленным поверяемым преобразователем следует раздельно проверить герметичность системы и преобразователя.

5.3 Проверка идентификационных данных программного обеспечения

• 5.3.1 В качестве идентификатора программного обеспечения (далее - ПО) принимается идентификационный номер ПО. Методика проверки идентификационного номера ПО преобразователя заключается в установлении версии ПО прибора, которую можно установить при помощи HART-коммуникатора, подключенного к преобразователю.

Подробное меню преобразователя с указанием пункта об идентификационном номере ПО представлено в Руководстве по эксплуатации.

• 5.3.2 Преобразователи считаются прошедшими поверку с положительным результатом, если идентификатор ПО соответствует значению, указанному в паспорте на преобразователь. Если данные требования не выполняются, то преобразователь считается непригодным к применению, к эксплуатации не допускается, выписывается свидетельство о непригодности, дальнейшие пункты методики не выполняются.

• 5.4 Определение основной погрешности

• 5.4.1  Основную погрешность преобразователя определяют по одному из способов:

• 1) По эталону на входе преобразователя устанавливают номинальные значения входной измеряемой величины (например, давления), а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения). При поверке преобразователя по его цифровому сигналу к выходу подключают приемное устройство, поддерживающее соответствующий цифровой коммуникационный протокол для считывания информации при установленных номинальных значениях входной измеряемой величины.

• 2) В обоснованных случаях по эталону устанавливают номинальные значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения) или устанавливают номинальные значения цифрового сигнала преобразователя, а по другому эталону измеряют соответствующие значения входной величины (например, давления).

Примечания:

• 1 При определении основной погрешности преобразователя значения выходного параметра могут считываться с цифрового индикатора (ЖКИ) с разрядностью не менее 4.

• 2 Поверка преобразователей с несколькими выходными сигналами, соответствующими одной и той же входной измеряемой величине, производится по одному из этих сигналов (аналоговому или цифровому), если иное не предусмотрено технической документацией на поверяемый преобразователь.

Эталоны входной величины (давления) включают в схему поверки в соответствии с их руководством по эксплуатации.

• 5.4.2 Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Р_вам - наибольшая вероятность, при которой любой дефектный экземпляр преобразователя может быть ошибочно признан годным;

(8м)_ва - отношение возможного наибольшего модуля основной погрешности экземпляра преобразователя, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной погрешности.

5.4.3. Устанавливают следующие параметры поверки:

m - число поверяемых точек в диапазоне измерений, т>5; в обоснованных случаях и при отсутствии эталонов с необходимой дискретностью воспроизведения измеряемой величины, допускается уменьшать число поверяемых точек до 4 или 3;

п - число наблюдений при экспериментальном определении значений погрешности в каждой из поверяемых точек при изменениях входной измеряемой величины от меньших значений к большим (прямой ход) и от больших значений к меньшим (обратный ход), n = 1. В обоснованных случаях и в соответствии с технической документацией на преобразователь допускается увеличивать число наблюдений в поверяемых точках до 3 или 5, принимая при этом среднеарифметическое значение результатов наблюдений за достоверное значение в данной точке;

7к - абсолютное значение отношения контрольного допуска к пределу допускаемой основной погрешности;

а_р - отношение предела допускаемой погрешности эталонов, применяемых при поверке, к пределу допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя.

Значения у_ки а_р выбирают по таблице 2 (5.4.5) в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

• 5.4.4 Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых преобразователей осуществляют, исходя из технических возможностей и техникоэкономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки (п.5.4.3) и в соответствии с таблицей 2.

  Таблица 2 -

  >Ы и

  ttp	0,2	0,25	0,33	0,4	0,5
  Ук	0,94	0,93	0,91	0,82	0,70
  P вам	0,20	0,20	0,20	0,10	0,05
  (Ьм)ва	1,14	1,18	1,24	1,22	1,20

  

Примечание - Таблица составлена в соответствии с критериями достоверности поверки согласно МИ 187-86 «ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки» и МИ 188-86 «ГСИ. Установление значений параметров методик поверки».

Вместо использования значений таблицы, допускается у_к рассчитывать по формуле 20 из МИ 188-86 (у_к= (5_м)_ва - ос_р). При этом, для проверки условия Р_вам < 0,20, проверяют выполнения условия у_к < 1- 0,28 а_р.

5.4.5. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого преобразователя (в каждой поверяемой точке) соблюдают следующие условия:

• 1) При поверке преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют непосредственно в мА где Д_р - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входную величину (давление), кПа, МПа;

  
  

  •100

  (1)

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

Д| - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной сигнал преобразователя, мА;

Im “ соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала преобразователя, мА;

оср - то же, что в 5.4.3;

у - предел допускаемой основной приведённой погрешности поверяемого преобразователя, % диапазона измерений.

Основная погрешность датчика, выраженная в процентах от диапазона измерений, численно равна основной погрешности, выраженной в процентах от диапазона изменения выходного сигнала датчика с линейной функцией преобразования измеряемой величины.

Для преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного напряжения U расчетные значения выходного сигнала определяют по формулам, структура которых идентична структурам формул для преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока I раздела 5.4 с заменой обозначений постоянного тока на соответствующие обозначения постоянного напряжения U_p, U_o, U_m.

• 2) При поверке преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении в мВ или В

  А₊ ^йи

  Р_т и _т - и₀

  т        т       и

  

  )

  •100 < а_р ■ у

(2)

где Д_р, Р_т - то же, что в формуле (1);

Д_и - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего выходной сигнал преобразователя по падению напряжения на эталонном сопротивлении, мВ или В;

Ar - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Ом;

R_3T - значение эталонного сопротивления, Ом;

U_m, и₀ - соответственно верхнее и нижнее предельные значения напряжений (мВ или В) на эталонном сопротивлении, определяемые по следующим формулам:

Um^-Im ' Rjt          И U_o — I_o • Rjt

• 3) При поверке преобразователя с выходным цифровым сигналом

  •100<а_р

  ■7,

  (3)

где все обозначения те же, что и в формулах (1) и (2).

5.4.6. Расчётные значения выходного сигнала поверяемого преобразователя для заданного номинального значения входной измеряемой величины определяют по формулам (4 - 10).

1) Для преобразователей с линейно возрастающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока (I) от входной измеряемой величины (Р)

(4)

где 1_р — расчетное значение выходного сигнала постоянного тока (мА);

Р - номинальное значение входной измеряемой величины; для преобразователей давления-разрежения значение Р в области разрежения подставляется в формулу (4) со знаком минус;

Р_п - нижний предел измерений для всех преобразователей, кроме преобразователей давления-разрежения, для которых значение Р_п численно равно верхнему пределу измерений в области разрежения Р_т(-) и в формулу (4) подставляется со знаком минус;

I_o, Im, Pm - то же, что и в формуле (1).

Для стандартных условий нижний предел измерений всех поверяемых преобразователей равен нулю.

2) Для преобразователей с линейно убывающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока от входной измеряемой величины

• 3) Для преобразователей с выходным сигналом постоянного тока и функцией преобразования входной измеряемой величины по закону квадратного корня

  

(6)

где Р — входная измеряемая величина — разность давлений (перепад давления) для преобразователей разности давлений, предназначенных для измерения расхода рабочей среды;

Р_т - верхний предел измерений или диапазон измерений поверяемого преобразователя разности давлений. Остальные обозначения те же, что и в формуле (1).

• 4) Для преобразователей с выходным сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении R_3T

U_P = R,_T-I_P,                                        (7)

где Up - расчётное значение падения напряжения на эталонном сопротивлении, В;

1_Р - расчётное значение выходного сигнала постоянного тока (А), определяемое по формулам (4-6).

• 5) Для преобразователей с выходным информационным сигналом в цифровом формате:

- с линейно возрастающей функцией преобразования

= (8)

где N_p - расчетное значение выходного сигнала в цифровом формате;

N_m, N_o - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного информационного сигнала преобразователь в цифровом формате;

Р, Р_т, Р_п - то же, что и в формуле (4);

- с линейно убывающей функцией преобразования

Л'_Р = Л'.-^;у“(/^>-Л)                (9)

¹ /п ¹ п

- с функцией преобразования по закону квадратного корня

где   Р, Р_т - то же, что в формуле (6); остальные обозначения те же, что в формулах (8) и (9).

• 5.4.7 Поверку преобразователей с программным обеспечением выбора функции преобразования входной измеряемой величины в соответствии с одним из видов (4-6, 8-10) производят при программной установке линейно возрастающей зависимости выходного сигнала (4) или (8), если иное не предусмотрено технической документацией на преобразователь.

После выполнения поверки преобразователь может быть перепрограммирован в соответствии с требуемой функцией преобразования входной измеряемой величины.

Перед определением основной погрешности соблюдают требования п.4.3 и, при необходимости, корректируют значения выходного сигнала, соответствующие нижнему и верхнему предельным значениям измеряемой величины. Эту корректировку выполняют после подачи и сброса измеряемой величины, значения которой устанавливают в пределах от 80 до 100 % верхнего предела измерений.

При периодической поверке и в случае ее совмещения с операцией проверки герметичности преобразователя корректировку значений выходного сигнала выполняют после выдержки преобразователя при давлении (разрежении) в соответствии с условиями 4.2.1,4.2.2.

Установку выходного сигнала выполняют с максимальной точностью, обеспечиваемой устройством корректора преобразователя и разрешающей способностью эталонов. Погрешность установки «нуля» (без учёта погрешности эталонов) не должна превышать (0,2...0,3) предела допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя, если иное не указано в технической документации.

• 5.4.8 Основную погрешность определяют при m значениях измеряемой величины (5.4.4.), 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 при m = 5 (основной вариант поверки); 40 % диапазона измерений при m = 4 и 60 % диапазона измерений при m = 3.

Основную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученном при приближении к нему как со стороны меньших значений (при прямом ходе), так и со стороны больших значений (при обратном ходе).

При периодической поверке основную погрешность определяют в два цикла: до корректировки диапазона изменения выходного сигнала и после корректировки диапазона. Второй цикл допускается не проводить, если основная погрешность у_д < у_к • у.

• 5.4.9 Основную погрешность уа в % нормирующего значения (5.4.4) вычисляют по приведённым ниже формулам:

- При поверке преобразователей по способу 1 (5.4.1):

100,

(И)

(12)

(В)

где I - значение выходного сигнала постоянного тока, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины, мА;

U - значение падения напряжения на эталонном сопротивлении, полученное экспериментально при измерении выходного сигнала и номинальном значении входной измеряемой величины (давления), мВ или В;

N - значение выходного сигнала преобразователя в цифровом формате, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины;

Остальные обозначения те же, что в формулах (1,2, 7).

- При поверке преобразователей по способу 2 (5.4.1):

(14) где Р - значение входной измеряемой величины (давления), полученное экспериментально при номинальном значении выходного сигнала, кПа, МПа;

Рном - номинальное значение измеряемой величины при номинальном значении выходного сигнала. кПа. МПа:

Р_П1 - верхний предел измерений, кПа, МПа.

Вычисления уг выполняют с точностью до третьего знака после запятой.

5.5 Результаты поверки преобразователей.

• 5.6.1  Преобразователь признают годным при первичной поверке, если на всех поверяемых точках модуль основной погрешности |у^| < у_к • |у|.

• 5.6.2 Преобразователь признают негодным при первичной поверке, если хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности |у₅| > у_к -|у|.

• 5.6.3 Преобразователь признают годным при периодической поверке, если на всех поверяемых точках при первом или втором цикле поверки выполняется условие, изложенное в п.5.6.1.

• 5.6.4  Преобразователь признают негодным при периодической поверке:

• -  если при первом цикле поверки хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности |у₅| > (8_м)_ватах • |у|;

• -  если при втором цикле поверки хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности |уа| > у_к • |у|.

Обозначения: (8_м)_ватах - по п.5.4.2; у_к - по п.5.4.3; у - по п.5.4.5.

• 5.6.5 Значения пределов допускаемой основной приведенной погрешности приведены на первой странице паспорта на преобразователь.

• 5.6.6 Допускается вместо вычислений по экспериментальным данным значений основной погрешности у<? контролировать ее соответствие предельно допускаемым значениям.

• 6.1 Положительные результаты поверки средств измерений удостоверяются знаком поверки и свидетельством о поверке или записью в паспорте средства измерений, заверяемой подписью поверителя и знаком поверки. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке или в паспорт.

• 6.2 При отрицательных результатах поверки, в соответствии с Приказом № 1815 Минпромторга России от 02 июля 2015 г., оформляется извещение о непригодности. Калибраторы к дальнейшей эксплуатации не допускают.

Начальник НПО 207

Начальник лаборатории

А. А. Игнатов

А.И. Гончаров

И