Методика поверки «Датчики давления XMLR производства завода HUBA CONTROL AG, Швейцария» (MП 202-011-2018)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора твенной метрологии ВНИИМС»

. В. Иванникова

апреля 2018 г.

Датчики давления XMLR

производства завода HUBA CONTROL AG, Швейцария

МП 202-011-2018

Настоящая методика распространяется на датчики давления XMLR, изготавливаемые по технической документации завода HUBA CONTROL AG, Швейцария.

Датчики давления XMLR (далее - датчики) предназначены для непрерывных измерений и преобразования избыточного давления жидких, газообразных сред в унифицированный аналоговый выходной сигнал и/или сигнал управления.

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

Рекомендованный интервал между поверками 3 года.

1 Операции поверки

При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр -5.1;

• - опробование - 5.2;

• - определение основной погрешности преобразователя - 5.3.

2 Средства поверки

• 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 Требования безопасности

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

4 Условия поверки и подготовка к ней

• 4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• -   температура окружающего воздуха от +21 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;

• -   напряжение питания постоянного тока в соответствии с технической документацией на датчик. Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания - в соответствии с технической документацией на датчик. 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 датчик;

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 датчиков выполняют следующие подготовительные работы:

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

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

устанавливают датчик в рабочее положение с соблюдением указаний технической документации;

• -   проверяют на герметичность в соответствии с п. 4.3 систему, состоящую из соединительных линий для передачи давления, эталонов и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемой величины.

• 4.3 При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков, на место поверяемого датчика устанавливают заведомо герметичный датчик или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более ± 2,5 % от ВГ1И, 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 датчика, не наблюдают падения давления в течение последующих 2 мин. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

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

Допускается изменение давления в системе, обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и рабочей среды.

5 Проведение поверки

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре датчика 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 датчик;

наличие на корпусе датчика таблички с маркировкой, соответствующей паспорту или документу, его заменяющему;

• -   наличие РЭ датчика, паспорта или документа, его заменяющего.

• 5.2 Опробование

  • 5.2.1  При опробовании проверяют герметичность и работоспособность датчика, функционирование устройства корректора «нуля».

  • 5.2.2 Работоспособность датчика 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» проверяют наличие изменения выходного сигнала на всех выходных устройствах. Затем сбрасывают измеряемую величину и при атмосферном давлении на входе в датчик корректором «нуля» вновь устанавливают выходной сигнал (показания индикатора) в соответствии с исходными значениями.

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

Методика проверки герметичности датчика (п. 4.3) имеет следующие особенности:

• - изменение давления определяют по изменению выходного сигнала, включенного в систему;

• - в случае обнаружения не герметичности системы с установленным поверяемым датчиком следует раздельно проверить герметичность системы и датчика.

5.3 Определение основной погрешности

• 5.3.1 Основную погрешность датчика определяют по одному из способов:

• 1)   По эталону на входе датчика устанавливают номинальные значения входного давления, а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения) и (или) цифрового сигнала.

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

Примечания:

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

• 2. При поверке датчиков с цифровым выходным сигналом необходимо рассчитывать основную погрешность ЦПВУ (цифровое показывающее выходное устройство).

Как правило, ЦПВУ поверяются одновременно с поверкой аналоговых устройств датчиков. При отдельной поверке ЦПВУ, должны быть выполнены все позиции данной методики, предшествующие определению основной погрешности.

Основная погрешность ЦПВУ, уа, у которых предел допускаемой основной абсолютной погрешности не превышает на данном пределе измерений и в данных единицах измерений 20 % от значения единицы младшего разряда ЦПВУ, определяется следующим образом:

• - для каждой поверяемой точки диапазона на входе ИПД по эталонному прибору устанавливают измеряемый параметр, равный номинальному Р_н;

• - считывают с ЦПВУ показания поверяемого прибора Ра;

• - рассчитывают основную погрешность в % по формуле:

  

  max

  (1)

  где Р_мах- нормирующее значение (зависит, от вида измеряемого давления) Вариация таких ЦПВУ определяется в % по формуле:

  (2)

max

Основная погрешность ЦПВУ, у которых предел основной допускаемой абсолютной погрешности - 20% < уа < 100% значения единицы младшего разряда ЦПВУ, определяется следующим образом:

• - для каждой поверяемой точки диапазона на ЦПВУ устанавливают значение измеряемого параметра равное номинальному, Л;

• - в момент установления единицы младшего разряда номинального значения давления на ЦПВУ датчика, по эталонному прибору давления, соединенного со входом датчика, определяют действительное значение давления, Ра;

• - по формуле (1) рассчитывают значение основной погрешности; Вариация может быть рассчитана по формуле (2);

Оформление результатов поверки проводится в соответствии с разделом 6.

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

• 5.3.2 Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Рвам - наибольшая вероятность, при которой любой дефектный экземпляр датчика может быть ошибочно признан годным;

(8м) ва ~ отношение возможного наибольшего модуля основной погрешности экземпляра датчика, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной погрешности.

5.3.3. Устанавливают следующие параметры поверки:

т - число поверяемых точек в диапазоне измерений, ш>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), п = 1. В обоснованных случаях и в соответствии с технической документацией на датчик допускается увеличивать число наблюдений в поверяемых точках до 3 или 5, принимая при этом среднеарифметическое значение результатов наблюдений за достоверное значение в данной точке;

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

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

Значения у к и а? выбирают по таблице 2 (5.3.4) в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

• 5.3.4 Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых датчиков осуществляют, исходя из технических возможностей и технико-экономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки и в соответствии с таблицей 2.

  Таблица 2 - Параметры и критерии достоверности поверки
  	0,2	0,25	0,33	0,4	0,5
  	0,94	0,93	0,91	0,82	0,70
  Рвам	0,20	0,20	0,20	0,10	0,05
  (Зм)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= (5м)ва - а_р). При этом, для проверки условия Р_вам < 0,20, проверяют выполнения условия у_к < 1- 0,28 а_р.

• 5.3.5. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого датчика (в каждой поверяемой точке) соблюдают следующие условия:

• 1) При поверке датчиков с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют непосредственно в мА

? _t А, '

Р I -I

где Л_р - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входную величину (давление), кПа, МПа;

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

Ai - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной сигнал датчика, мА;

Л, 1т ~ соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала датчика, мА;

у - предел допускаемой основной приведённой погрешности поверяемого датчика, % 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 датчиков с выходным аналоговым сигналом постоянного напряжения U расчетные значения выходного сигнала определяют по формулам, структура которых идентична структурам формул для датчиков с выходным аналоговым сигналом постоянного тока I раздела 5.3 с заменой обозначений постоянного тока на соответствующие обозначения постоянного напряжения Up, U_o, U_m.

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

  (4)

где А_р, Р_т - то же, что в формуле (3);

А_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_3m - значение эталонного сопротивления, Ом;

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

Um~Im ' Rjm И Ъо = Io ' Рэт

• 3) При поверке датчиков с выходным цифровым сигналом

•100<а_р

• 5.3.6. Расчётные значения выходного сигнала поверяемого датчика для заданного номинального значения входной измеряемой величины определяют по формулам (3 - 8).

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

т п

где 1_Р - расчетное значение выходного сигнала постоянного тока (мА);

Р - номинальное значение входной измеряемой величины; для датчиков давления-разрежения значение Р в области разрежения подставляется в формулу (6) со знаком минус;

Р_п - нижний предел измерений датчика.

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

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

U_P = R_3m-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 (6).

• 3) 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;

№, No - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного информационного сигнала преобразователь в цифровом формате.

• 5.3.8 Основную погрешность определяют при т значениях измеряемой величины (5.3.3.), 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 т = 5 (основной вариант поверки); 40 % диапазона измерений при т - 4 и 60 % диапазона измерений при т = 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 (5.3.5) вычисляют по приведённым ниже формулам:

- При поверке датчиков по способу 1 (5.4.1):

_Zd=2z^-.1OQ                               (9)

*о

у_д =------100.                                 (10)

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 номинальнохм значении входной измеряемой величины (давления), мВ или В;

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

- При поверке преобразователей по способу 2 (5.3.1):

Р-Р

у_д =------100,

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_т - верхний предел измерений, кПа, МПа.

• 5.5 Результаты поверки преобразователей.

Результаты поверки считают положительными, если основная погрешность у а не более значения пределов допускаемой основной приведенной погрешности, указанной в паспорте на датчик.

• 5.6 Допускается вместо вычислений по экспериментальным данным значений основной погрешности уа контролировать ее соответствие предельно допускаемым значениям.

6 Оформление результатов поверки

• 6.1 Положительные результаты первичной поверки оформляют записью в паспорте, удостоверенной подписью поверителя и нанесением знака поверки или выдают свидетельство о поверке в установленной форме в соответствии с приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении свидетельства о поверке».

• 6.2  Положительные результаты периодической поверки оформляют выдачей свидетельства о поверке по установленной форме в соответствии с приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

• 6.3 При отрицательных результатах поверки средство измерений к дальнейшему применению не допускают, свидетельство о поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности с указанием причин в соответствии с Приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений,

8