Методика поверки «Датчики давления SmartLine серий ST 700 и ST 800» (Код не указан!)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

Настоящая рекомендация распространяется на датчики давления SmartLine серий ST 700 и ST 800, изготавливаемые Honeywell System Sensor de Mexico, S. de R. L. de С. V., Мексика и ООО «Теплоприбор-Сенсор» 454047, г. Челябинск, и устанавливает методику первичной и периодической поверок.

Поверка датчиков осуществляется органами государственной метрологической службы и в метрологических службах юридических лиц.

Межповерочный интервал 5 лет

Датчики давления SmartLine серий ST 700 и ST 800 (далее датчики) предназначены для измерений давления путем непрерывного преобразования значения измеряемого параметра - давления избыточного, абсолютного, разрежения, давления-разрежения, разности давления в унифицированный токовый и цифровой выходные сигналы.

1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

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

Таблица 1.

• 1.2 Результаты поверки считаются положительными, если предъявленный к поверке датчик соответствует требованиям всех перечисленных пунктов таблицы 1.

• 1.3 Поверка прекращается в случае обнаружения несоответствия поверяемого датчика хотя бы одному из перечисленных пунктов таблицы 1.

При проведении первичной поверки датчик возвращается изготовителю с изложением причин возврата для проведения мероприятий по их устранению и повторного предъявления. При проведении периодической поверки датчик возвращается представителю эксплуатационной службы с изложением причин возврата для проведения мероприятий по их устранению и повторного предъявления.

2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки применяют средства, указанные в табл.2. Таблица 2

• 2.3. Допускается применять средства поверки, не предусмотренные перечнем, приведенным в табл.1, при условии обеспечения ими условий и проведения поверки в соответствии с разд. 4 и 5.

• 3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

  • 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. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

4.1 Поверка датчика проводится квалифицированным персоналом лабораторий, аккредитованных в установленном порядке.

4.2 Поверку датчика должен выполнять поверитель, прошедший инструктаж по технике безопасности, освоивший работу с датчиком и используемыми эталонами, изучивший настоящую методику. Поверитель должен быть аттестован в соответствии с ПР 50.2.012-94 «ГСИ. Порядок аттестации поверителей средств измерений».

• 5. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

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

• 1. Температура окружающего воздуха, °C                                      23+2

В процессе выдержки в лабораторных условиях и измерений температура окружающего воздуха должна оставаться постоянной или изменяться не более 1 °C в час.

• 2. Относительная влажность окружающего

воздуха, %                                                             от 30 до 80

• 3. Давление в помещении, где проводят поверку, (далее - атмосферное давление),

кПа (мм.рт.ст.)                                            от 84 до 106,7 (от 630 до 800)

• 4. Напряжение питания постоянного тока (в соответствии с инструкцией по

эксплуатации), В                                                         от 9 до 42,4

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

Рабочая среда для датчиков с верхними пределами до 2,5 МПа включительно - воздух или нейтральный газ, более 2,5 МПа - жидкость; допускается использовать жидкость при поверке датчиков 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 датчиков 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 датчика, 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 датчиков разности давления значение измеряемого параметра устанавливают при сообщении минусовой камеры с атмосферой и подаче соответствующего избыточного давления в плюсовую камеру датчика разности давлений. При поверке датчиков этих видов на малые пределы измерений в случаях, когда это позволяют конструкции поверяемого датчика и эталона, влияние изменений давления окружающего воздуха может быть существенно уменьшено, если камеры поверяемого датчика 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.

• 5.2. 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 датчика перед началом испытаний после включения питания должна быть не менее 0,5 часа;

• - преобразователи должны быть установлены в рабочее положение с соблюдением указаний инструкции 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.

• 5.2.1. Проверка герметичности системы для поверки датчиков 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 датчика.

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

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

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

• 5.2.2. При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков, указанных в п. 4.2.1, на место поверяемого датчика устанавливают датчик, 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.

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

В системе с вакууметром для измерений малых абсолютных давлений создают давление не более 0,07 кПа. Предварительно на место подключаемого датчика 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 предела измерений поверяемого датчика.

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

• 5.3 Перед проведением периодической поверки необходимо:

- проверить наличие в паспорте необходимых записей, подписей и удостоверяющих печатей;

• - проверить наличие действующих свидетельств о метрологической поверке средств

измерений, используемых при поверке датчика;

• - подготовить средства измерений к работе в соответствии с их эксплуатационной

документацией.

• 6.ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ.

• 6.1. Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие датчиков следующим требованиям:

• - с преобразователем на поверку должна поставляться инструкция 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 прилагаемой инструкции 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.

• 6.2. Опробование.

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

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

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

• 6.2.3. 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 датчика) проверяют наличие изменения выходного сигнала в противоположную сторону на всех выходных устройствах.

• 6.2.4. Проверку герметичности датчика рекомендуется совмещать с операцией определения основной погрешности (п.5.3.8).

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

• 1. Изменение давления или разрежения определяют по изменению выходного сигнала или показаний поверяемого датчика, включенного в систему (п.4.2.2).

• 2. В случае обнаружения не герметичности системы с поверяемым преобразователем следует проверить отдельно систему и датчик;

• 6.3. Определение основной погрешности.

• 6.3.1. Основную погрешность определяют следующими способами:

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

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

• 6.3.2. Схема включения датчиков для измерения выходного сигнала при проведении поверки по способам 1 и 2 (п. 5.3.1) приведены в приложениях 1-4.

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

• 6.3.3. Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

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

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

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

• 6.3.4. 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;

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

Значения у_к и а_р выбирают по табл. 3 п. 5.3.5 в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

• 6.3.5. Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых датчиков осуществляют, исходя из технических возможностей и технико-экономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки п. 5.3.3 и таблицы 3.

Таблица 3

Параметры и критерии достоверности поверки

Примечание:    Табл.З составлена в соответствии с принятыми в п.5.3.3 критериями

достоверности поверки согласно МИ 187-86 ТСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки " и МИ 188-86 ’ТСИ. Установление значений параметров методик поверки".

• 6.3.6. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого датчика для каждой поверяемой точки должны быть соблюдены следующие условия:

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

>100< уа_р

здесь:

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

Ртах - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого датчика, 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 датчика, (%) нормирующего значения.

За нормирующее значение принимают: для датчиков давления-разрежения - сумму абсолютных значений верхних пределов измерений избыточного давления и разрежения; для остальных датчиков - 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:

Ар j А» j ^R

Р U — IJ R

•*max '“'max о ^об ,

здесь:

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

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

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

U_max-U₀ - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мВ, В;

Ц™ = 4_ах^х^,мВ

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

Ro6 - значение эталонного сопротивления, Ом;

• 3. При поверке показывающих устройств датчиков:

здрсъ:

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

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

• 6.3.7. Расчетные значения выходного сигнала поверяемого датчика в миллиамперах (1р) для заданного номинального значения поверяемого параметра (Р) в килопаскалях или мегапаскалях для датчиков определяют по формулам:

-0+4               (4)

''max

Ртах

здесь:

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

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

Ртах - верхний предел измерений, МПа; кПа;

Imax и 1₀-- соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мА;

Расчетные значения выходного сигнала U 4р 0, выраженные в напряжении постоянного тока, определяют по формуле:

U_p=I_pxR_o6>MB\                        (5)

• 6.3.8. 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 датчиков давления-разрежения - 50-100% верхнего предела измерений избыточного давления;

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

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

При периодичсеской 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 датчика.

• 6.3.9. 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 датчик выдерживают в течение I мин под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра, соответствующего предельному значению выходного сигнала.

Допускается выдержку датчиков 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:

Уо <Y_K*Y

При поверке датчиков 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 Pg,

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 mm Hg= 0,0001333 МПа.

Основную погрешность датчиков 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 датчиков абсолютного давления с верхними пределами измерений от 0,1 до 0,25 МПа.

• 6.3.10. Определение основной погрешности датчиков 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 датчик поверяют на точках: при разрежении в пределах от 0,90Р до 0,95Р при значениях избыточного давления Р_ИЗб max, определяемом по формуле (7), и при трех промежуточных значениях давления

Р = Р - А

изб .max    * абс.тах

где:

Рабо тах - верхний предел измерений абсолютного давления, равный Р_тах, МПа; А-0,1 МПа;

• 6.3.11. Определение основной погрешности датчиков 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 1₀;

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

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

  

  (4>ах “4)⁺¹0

  (8)

где К = 0,1 МПа.

• 6.3.12. Основную погрешность у_д в % нормирующего значения вычисляют по формулам:

- при поверке по способу 1 (п.5.3.1)

I-I

у_д =----Х100

I -I

и_тах-С/„

p-p„

Z =---— xlOO

p -p

* max о

здесь:

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

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

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

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

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

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

Ы^К^хг|               (12)

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

|/о|>к^х/|                    (13)

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

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

\Уо\> |(^„ )во.max ^Х/|                  (14)

или при втором цикле

Ы>|п^х>'1

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

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

• 6.4. Определение вариации.

• 6.4.1. 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).

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

для способа 1 (п.5.3.1)

U‘-U

u_max -U_o

здесь:

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.

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

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

7. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 7.1. Положительные результаты первичной поверки измерительных датчиков давления оформляются соответствующими записью и клеймом в паспорте (Руководстве по эксплуатации) или на данный экземпляр измерительного датчика давления SmartLine серий ST 700 и ST 800 или оформляется свидетельство о поверке заверенное поверителем и удостоверенное оттиском клейма.

• 7.2. Положительные результаты периодической поверки измерительных датчиков давления SmartLine серий ST 700 и ST 800 оформляют выдачей свидетельства о поверке.

• 7.3. При отрицательных результатах поверки измерительные преобразователи давления SmartLine серий ST 700 и ST 800 бракуют. При периодической поверке выдают извещение о непригодности.

  Исполнитель:

А.И.Гончаров, нач. отдела 202 ИЦ ФГУП «ВНИИМС».

13