Методика поверки «Датчик пульсаций давления пьезоэлектрический ЛХ-604» (ЛХ-604 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Горшенин 2015 г.

Датчик пульсаций давления пьезоэлектрический ЛХ - 604

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ЛХ-604 МП

Вводная часть

• 1 Операции поверки

• 2 Средства поверки

• 3 Требования безопасности

• 4 Условия поверки

• 5 Подготовка к поверке

• 6 Проведение поверки

• 7 Оформление результатов поверки

Приложение А

Настоящая методика по поверке распространяется на датчик пульсаций давления пьезоэлектрический ЛХ - 604, предназначенный для измерения пульсаций давления в жидких и газообразных средах.

• 1.1 При проведении поверки должны выполняться операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

• 1.2 При получении отрицательного результата при проведении любой операции поверка прекращается.

• 2.1 При проведении поверки рекомендуется применять средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2

Продолжение таблицы 2

• 2.2 Допускается замена средств поверки, указанных в таблице 2, другими средствами поверки с равным или более высоким классом точности.

• 3.1 При проведении поверки необходимо соблюдать общие требования безопасности по ГОСТ 12.3.019-80 и требования на конкретное поверочное оборудование.

• 4.1 Все операции при проведении поверки, если нет особых указаний, должны проводиться в нормальных климатических условиях:

• - температура воздуха от 15 до 35 °C;

• - относительная влажность воздуха от 45 до 75 %;

• - атмосферное давление от 8,6-10⁴ до 10,6-10⁴ Па (от 645 до 795 ммрт.ст.).

Примечание -Последующие испытания датчиков в НКУ проводить по истечение не менее 2-х часов, если предыдущие испытания проводились в климатических условиях, отличных от нормальных.

• 4.2 Датчик должен устанавливаться в посадочное гнездо испытательного оборудования с моментом затяжки не более 3,5 кгс-м, обеспечивающим герметичность соединения «датчик -посадочное гнездо».

Не допускаются перегибы кабельной перемычки радиусом менее 30 мм на расстоянии не менее 40 мм от места его заделки.

• 5.1 Перед проведением поверки испытательные установки, стенды, аппаратура и электроизмерительные приборы должны иметь формуляры (паспорта) и соответствовать стандартам или техническим условиям на них.

• 5.2 Не допускается применять средства поверки, срок обязательных поверок которых истек.

• 5.3  Предварительный прогрев контрольно-измерительных приборов должен соответствовать требованиям технических описаний и инструкций по эксплуатации на них.

• 5.4 Контрольно-измерительные приборы должны быть надежно заземлены с целью исключения влияния электрических полей на результаты измерений.

• 5.5 Все операции по поверке, если нет особых указаний, проводить после прогрева датчика напряжением питания в течение 5 мин.

• 5.6 В процессе поверки датчика менять средства измерений не рекомендуется.

• 5.7 Время выдержки в камерах тепла и холода при заданном температурном режиме отсчитывать с момента достижения установившегося заданного значения температуры.

• 5.8 К работе с датчиками допускаются инженерно-технические работники и испытатели с квалификацией не ниже 4-го разряда, знающие их устройство, ознакомившиеся с правилами техники безопасности при работе с электроприборами и на установках высокого давления, действующими на предприятии-изготовителе.

• 6 Проведение поверки

• 6.1.1 Контроль внешнего вида датчика проводить:

а) царапины и вмятины - индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм;

б) отдельные мелкие дефекты любой формы, глубина которых превышает 0,02 мм на наружной поверхности мембраны - по образцам шероховатости.

Допускаются:

• -  наличие на корпусе технологического номера, выполненного маркировкой электрокарандашом;

• - цвета побежалости и потемнения некоррозионного характера наружной поверхности датчика согласно ОСТ 92-1114-80.

На поверхности датчика не должно быть:

• - вмятин, царапин, забоин глубиной более 0,4 мм на плоскостях шестигранника;

• - отдельных мелких дефектов любой формы, глубина которых превышает 0,02 мм на наружной поверхностимембраны;

• - трещин, пор, пузырей и отслоений на наружной поверхности трубки кабельной перемычки;

• - отслоений покрытий на поверхности разъёма.

• 6.1.2 Контроль габаритных и установочных размеров: 600±50 мм; M18xl,5 - 6g проводить по ЛХ-604СБ измерительными средствами с точностью ±1 мм и резьбовыми калибрами «Пр» (проходной) и «Не» (непроходной) на соответствие степени точности 6g ГОСТ 24939-81.

Габаритные и установочные размеры датчика должны соответствовать требованиям ЛХ-604ГЧ:

а) длина датчика с кабельной перемычкой (600±50) мм;

б) установочная резьба Ml 8x1,5 - 6g.

• 6.1.3 Контроль маркировки датчика проводить визуальным осмотром. На каждом датчике должно быть отчётливо выгравировано:

• - индекс датчика;

• - заводской номер.

• 6.2.1 Контроль электрического сопротивления изоляции проводить тераомметром Е6-13А с испытательным напряжением (10±1) В между штырями разъема 1и4;1иЗ;Зи4.

• 6.2.2 Контроль изменения чувствительности от изменения температуры и проверку электрического сопротивления изоляции при температурах 200 и минус 196 °C проводить в следующей последовательности:

а) собрать схему в соответствии с рисунком 1

• - испытуемый датчик установить в посадочное гнездо термостата установки температурных испытаний Вт 2.828.003;

• - испытуемый датчик подключить к милливольтметру;

  

Рисунок 1 - Схема определения изменения чувствительности от изменения температуры измеряемой среды

б) подготовить аппаратуру к работе согласно соответствующим инструкциям по эксплуатации;

в) установить нагрузочную емкость на магазине емкости Р 544, равную 30000 пФ, уменьшенную на величину емкости присоединительного кабеля, входной емкости милливольтметра и начальной емкости магазина емкости;

г) создать в пульсаторе ЛХ-53П статическое давление (30±5) кгс/см²;

д) включить пульсатор и подвергнуть датчик воздействию амплитуды переменного давления с частотой (47±3) Гц;

е) измерить выходное напряжение с датчика при температуре (25±10) °C. Форма сигнала должна быть синусоидальной, при визуальном контроле с помощью осциллографа типа С1-83 при первом измерении. Результаты измерений записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А. 1;

ж) выключить пульсатор и уменьшить амплитуду переменного давления до нуля;

и) повторить работы по пп. 6.2.2 д) - 6.2.2 ж) для ряда значений температур измеряемой среды 50; 100; 150; 200 °C;

к) Контролировать электрическое сопротивление изоляции при температуре 200 °C по методике п.6.2.1. Результаты проверки записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А.1.

Электрическое сопротивление изоляции датчика между штырями разъема 1 и 3; 1 и 4;3 и 4 должно быть не менее:

а) 0,9-10⁹ Ом - при температуре (25±10) °C;

б) 1 ■ 10⁶ Ом - при температуре 200 °C;

л) заменить термостат на криостат и выполнить работы по пп.6.2.2 д) - 6.2.2 ж) для температур измеряемой среды: (25±10), минус 70и минус 196 °C;

м) контролировать электрическое сопротивление изоляции при температуре минус 196 °C по методике п.6.2.1. Результаты проверки записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А. 1.

Электрическое сопротивление изоляции датчика между штырями разъема 1 и 3; 1 и 4;3 и 4 должно быть не менее 0,9-10⁹ Ом - при температуре минус 196 °C;

н) рассчитать изменение чувствительности от повышенной (пониженной) температуры измеряемой среды Y_Ti на 10 °C по формуле:

где Т. - температура измеряемой среды, Т,= (50; 100; 200; минус 196) °C;

Тн-температура при нормальных условиях, Тн= (25±10)°С;

Ut- выходное напряжение при z-x значениях температуры, мВ,

Ut_m- выходное напряжение, определенное при температуре Тн, мВ.

Результаты определения изменения чувствительности от изменения температуры записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А. 1.

Значения изменения чувствительности от изменения температуры должны соответствовать требованию п.6.2.3.

• 6.2.3 Изменение чувствительности на 10 °C в диапазоне температур от (25±10) до 200 °C должно быть от минус 2 до 5% и в диапазоне температур от (25±10) до минус 196 °C должно быть от минус 5% до 0 относительно чувствительности при (25±10)°С.

Примечание - Изменение чувствительности на 10 °C в диапазоне температур от (25±10) до минус 196 °C определяется по требованию заказчика и согласованию с заводом-изготовителем.

6.3.1. Контроль изменения чувствительности от статического давления проводить в следующей последовательности:

а) собрать схему в соответствии с рисунком 2;

б) установить испытуемый датчик в посадочное гнездо пульсатора Вт 4302;

в) подготовить аппаратуру к работе согласно соответствующим инструкциям по эксплуатации;

г) установить величину нагрузочной емкости на магазине емкости Р 544, равную 30000 пФ, уменьшенную на величину емкости присоединительного кабеля, входной емкости милливольтметра и начальной емкости магазина емкости;

д) рассчитать выходное напряжение с контрольного датчика ЛХ-619 по формуле:

U . ₌ ^aPcmi                             ₍₂₎

вЫХ1       |                            W

где и_выхГ эффективное значение выходного напряжения с контрольного датчика при i-х значениях статического давления, соответствующих ряду: 30; 50, 200; 300; 400; 500; 600 кгс/см², мВ;

o'pcmr чувствительность контрольного датчика, указанная в формуляре при z-x значениях статического давления, мВ/кгс-см'²;

АР - амплитуда пульсации давления, равная 5 кгс/см²;

е) создать в пульсаторе Вт 4302 статическое давление Р_ст, равное 30 кгс/см². Контроль давления проводить с помощью образцового манометра;

Рисунок 2 - Схема определения изменения чувствительности от статического давления

ж) подвергнуть датчик воздействию пульсации давления, значением А Р = 5 кгс/см². Контроль пульсации давления проводить по показанию милливольтметра, подключенного к контрольному датчику, путем плавного увеличения амплитуды колебаний стола вибростенда. Значение выходного напряжения датчика должно соответствовать значению, определенному по формуле (2). Форма сигнала должна быть синусоидальной. Контроль формы сигнала осуществлять визуально с помощью осциллографа типа С1-83 при первом испытании.

Результаты измерений выходного напряжения с контрольного датчика записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А.2;

и) измерить выходное напряжение с испытуемого датчика и записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А.2;

к) уменьшить амплитуду колебаний стола вибростенда до нуля;

л) провести испытания по методике пп. 6.3.1 е) - 6.3.1 к) при значениях статических давлений, соответствующих ряду: 50; 200; 300; 400; 500; 600 кгс/см²;

м) определить изменение чувствительности от статического давления y_cmi по формуле:

где U_{cm H0M} - выходное напряжение с датчика при номинальном статическом давлении, равном 50 кгс/см²;

и_ст.г выходное напряжение с датчика при z-x значениях статического давления, мВ.

Результаты контроля изменения чувствительности от статического давления записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А.2.

Изменение чувствительности от статического давления должно соответствовать требованию п.6.3.2.

• 6.3.2 Изменение чувствительности в диапазоне статических давлений от 30 до 600 кгс/см²должно быть в пределах, указанных в таблице 3.

Таблица 3

• 6.4.1 Контроль чувствительности проводить в следующей последовательности:

а) собрать схему согласно рисунку 2;

б) выполнить работы пп.6.3.1 б), в), г);

в) рассчитать выходное напряжение с контрольного датчика ЛХ-619 по формуле:

где U-эффективное значение выходного напряжения с контрольного датчика при i-

х значениях пульсаций давления, мВ,/= 1,2, 3 ...п, п=9;

<Ур -чувствительность контрольного датчика, указанная в формуляре (амплитудное значение), при номинальном статическом давлении равном 50 кгс/см², мВ/кгс-см’²;

ДТ’-значение пульсации давления, равное 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 50 кгс/см²;

• 1,41 - коэффициент перевода амплитудного значения выходного напряжения в эффективное;

г) задать в пульсаторе Вт 4302 номинальное статическое давление, равное      50

кгс/см² прессом грузопоршневого манометра МП-600. Контроль давления осуществлять с помощью образцового манометра;

д) подвергнуть датчик воздействию пульсации давления, значением ДР = 5 кгс/см² на частоте (120±50) Гц. Контроль пульсации давления проводить по показанию милливольтметра, подключенного к контрольному датчику, путем плавного увеличения амплитуды колебаний стола вибростенда. Величина выходного напряжения датчика должна соответствовать значению, определенному по формуле (4). Форма сигнала должна быть синусоидальной. Контроль формы сигнала осуществлять визуально с помощью осциллографа С1-83 при первом испытании;

е) измерить выходное напряжение с испытуемого датчика и записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А.З;

ж) провести испытания по методике пп.6.4.1 д), 6.4.1 е) со значениями пульсаций давления 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45кгс/см²;

и) рассчитать чувствительность датчика при /- х значениях пульсаций давления по формуле:

где ст, - чувствительность датчика при/- х значениях пульсаций давления, мВ/кгс см ²;/= 1, 2, 3 ...п, п=9;

Uj - значение выходного напряжения испытуемого датчика при действии пульсаций давления А/’, мВ;

• 1,41  - коэффициент перевода эффективного значения выходного напряжения в

амплитудное;

л) рассчитать чувствительность датчика по формуле:

и

и*.

= (6) п

где С - чувствительность датчика, мВ/кгс-см’².

Результаты определения чувствительности датчика записать в таблицу, выполненную по форме таблицы А.З.

Чувствительность датчика при температуре (25±10) °C, статическом давлении Рст=50 кгс/см², емкостной нагрузке Сн =30000 пФ ± 1%, входном сопротивлении R_BX> 1 МОм должна быть (40±25) мВ/кгс-см'².

Значение чувствительности ст записать формуляр;

к) изменение чувствительности от формулярного значения при последующих проверках определить по формуле:

СУ-СУт

у =------^/--100%,                           (7)

СУ

где / - изменение чувствительности при последующих проверках, %;

Ф- чувствительность, определенная при последующих проверках, мВ/кгс-см’²;

Изменение чувствительности при последующих проверках от значения, указанного в формуляре должно соответствовать требованию п.6.4.2.

• 6.4.2 Изменение чувствительности при последующих проверках должно быть в пределах ±16% от значения чувствительности, указанного в формуляре.

• 6.5.1 Контроль приведенной погрешности от виброускорения проводить в следующей последовательности:

а) собрать схему в соответствии с рисунком 3;

б) установить датчик и акселерометр на столе вибростенда таким образом, чтобы их продольные оси были перпендикулярны плоскости стола вибростенда;

в) подготовить аппаратуру к работе согласно соответствующим инструкциям по эксплуатации;

Рисунок 3 - Схема контроля погрешности от виброускорения

г) установить величину нагрузочной емкости на магазине емкости Р 544, равную 30000 пФ, уменьшенную на величину емкости присоединительного кабеля, входной емкости милливольтметра и начальной емкости магазина емкости.

д) подвергнуть датчик воздействию виброускорения 20g с частотой 1000 Гц.

Контроль амплитуды виброускорения проводить по выходному напряжению с акселерометра, определенному по формуле:

где и - эффективное значение выходного напряжения с акселерометра при заданной g

амплитуде ускорения, мВ;

где у_в- приведенная погрешность датчика от виброускорения, %;

LY - эффективное значение выходного напряжения с датчика от воздействия виброускорения 20g на заданной частоте, мВ;

АРщах ' максимальная амплитуда пульсации давления, равная 50 кгс/см²;

• 1,41 - коэффициент перевода эффективного значения выходного напряжения в амплитудное.

Приведенная погрешность датчика от виброускорения 200g датчика должна соответствовать требованию п. 6.5.2

• 6.5.2 Приведенная погрешность датчика от виброускорений 200g на частоте 1000 Гц, не должна превышать 0,5% от выходного сигнала при нормальной температуре и максимальной пульсации давления.

• 6.6.1 Основная погрешность определяется по формуле:

- ^Г_т²^Т²^²ре^У^г_в ■                      <¹⁰)

где у_m - погрешность измерения чувствительности, %:

Ym ~ у] Yк + Yмв ’

где у_к - погрешность контрольного датчика, %;

у - погрешность милливольтметра на выходе испытуемого датчика, %;

у_т - изменение чувствительности от изменения температуры, %;

изменение чувствительности от изменения статического давления на 20

где   U_вых1Ж,и_вых5й-   выходные напряжения с испытуемого датчика при

давлении Р_ст - 200 кгс/см²и Р_ст = 50 кгс/см², определённые по п.4.8, мВ;

у_в - приведённая погрешность от виброускорений200 g, определённая по п.4.10, %.

Основная погрешность датчика в условиях эксплуатации при условии определения чувствительности перед каждым измерением и учета поправочных коэффициентов должна быть в пределах ±10 %.

• 7.1 Результаты поверки оформить в соответствии с ПР 50.2.006-94.

• 7.2 Поверительные клейма наносятся в соответствии с ПР 50.2.007-94.

Формы таблиц для регистрации результатов испытаний

Таблица А.1 - Результаты контроля изменения чувствительности от изменения температуры и проверки электрического сопротивления изоляции

Таблица А.2 - Результаты определения изменения чувствительности от статического давления               

Таблица А.З - Результаты определения чувствительности

12