Методика поверки «ГСИ. Весы аэродинамические внутримодельные шестикомпонентные тензометрические 6ТВ-300-1» (МП 4.28.005-2017)

Федеральное государственное унитарное предприятие «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени профессора Н.Е. Жуковского»

ФГУП «ЦАГИ»

УТВЕРЖ,

главный

невич

17 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Весы аэродинамические внутримодельные шестикомпонентные тензометрические 6ТВ-300-1

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Заместитель начальника НИО

Начальник сектора № 3 НИО-7

Инженер НИО-7

Инженер НИО-7

2017 г.

Настоящая методика разработана в соответствии с положениями рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 51-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения», распространяется на весы аэродинамические внутримодельные шестикомпонентные тензометрические 6ТВ-300-1 (далее - весы), предназначены для измерения сил и моментов сил действующих на модели летательных аппаратов или других объектов при проведении исследований в аэродинамических трубах, и устанавливает методику первичной и периодической поверки весов.

Интервал между поверками - 12 месяцев.

• 1.1 При проведении первичной и периодической поверки весов выполняют следующие операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

• 1.2 При получении отрицательного результата любой из операций по таблице 1 поверку весов рекомендуется прекратить; последующие операции поверки проводят, если отрицательный результат предыдущей операции не влияет на достоверность поверки последующего параметра.

• 1.3 По письменному заявлению владельца допускается поверять весы только по диапазонам и измерительным каналам, которые необходимы в процессе эксплуатации владельцу весов. При этом в протоколе и свидетельстве о поверке необходимо сделать соответствующую запись.

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

Таблица 2 - Средства поверки

Примечание - Допускается применять средства поверки, не приведенные в перечне, но обеспечивающие определение (контроль) метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

• 3.1 В качестве персонала, выполняющего поверку, допускаются лица с высшим образованием и (или) дополнительным профессиональным образованием в области обеспечения единства измерений в части проведения поверки (калибровки) средств измерений.

• 3.2 Персонал, выполняющий поверку, должен иметь опыт практической работы со средствами измерений механических величин.

• 3.3  К работам по поверке допускаются лица, ознакомившиеся с эксплуатационной документацией на весы и прошедшие инструктаж по технике безопасности и безопасной работе с электрооборудованием напряжением до 1000 В.

• 4.1 Помещения, в которых располагаются весы, средства измерений и другие технические средства, должны соответствовать требованиям, изложенным в ПОТ РМ-016-2001.

• 4.2 При проведении поверки в помещении, где располагаются весы, средства измерений и другие технические средства, персоналу, участвующему в поверке надлежит соблюдать требования безопасности, указанные в следующих документах:

• - эксплуатационная документация весов, используемого оборудования и средств поверки;

• - инструкции по охране труда при эксплуатации ПЭВМ и другого оборудования вычислительной техники;

• - Правила пожарной безопасности в РФ 1111Б 01-03, утвержденные приказом от 18 июня 2003 года № 313.

• 5.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

Температура воздуха, °C............................................................от 18 до 22

Изменение температуры в течение 0,5 часа, °C...............................не более 0,1

Относительная влажность воздуха, %..........................................от 30 до 80

Атмосферное давление, кПа..................................................от 98,3 до 104,3

Напряжение сети переменного тока, В............................................от 209 до 231

Частота сети, Гц...............................................................................50 ±10

• 5.2 Воздух в помещении не должен содержать вредных примесей и газов, вызывающих коррозию элементов весов.

Перед выполнением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• 6.1 Проверить наличие всех деталей и узлов, необходимых для установки весов на стенд и базового устройства.

• 6.2 Выдержать весы и средства поверки в помещении, где будут производиться поверка, не менее 12 часов.

• 6.3 Произвести замеры сопротивления изоляции весов и соединительных кабелей. Значение по каждому измерению не должно превышать 5ГОм.

• 6.4 Весы должны быть подлечены к номинальному напряжению питания постоянного тока не менее чем за 30 минут до начала проведения поверки.

• 7 Проведение поверки

• 7.1.1  Внешний осмотр проводится путем наружного осмотра без применения дополнительных средств.

При внешнем осмотре весов проверяют:

• - комплектность и маркировку весов на соответствие эксплуатационной документации;

• - отсутствие механических повреждений и коррозии на конструкции весов;

• - отсутствие забоин, трещин, царапин и других дефектов, влияющих на эксплуатационные качества.

• 7.2.1 При опробовании весы размещают на поверочной или разметочной плите.

• 7.2.2 Подключить кабель весов к усилителю измерительному MGCplus согласно СФЦА.467239.015 Э4 «Элемент тензометрический. Схема электрических соединений».

• 7.2.3 Включить ML38 и прогреть в течении 30 минут. В настройках ML38 установить требуемое напряжение питания весов 5 В и сверить нулевые сигналы измерительных тензомостов. Допустимое отклонение ±0,2 мВ/В.

• 7.2.4 После 30 мин прогрева весов и измерительной аппаратуры, выполнить однократною нагрузку ладонью руки по каждому из компонентов, проверить наличие сигналов по каждому измерительному каналу.

• 7.3 Определение «нулевых» показаний весов.

Определение «нулевых» показаний в проводят с помощью усилителя измерительного MGCPlus в комплекте с измерительным модулем ML38 (далее - ML38).

Весы разместить на поверочной или разметочной плите. Весы не должны подвергаться механическим воздействиям.

Подключить кабель весов к ML38 согласно СФЦА.467239.015 Э4 «Элемент тензометрический. Схема электрических соединений». В настройках ML38 установить напряжение питания весов 5 В.

Прогреть 30 мин.

Для определения «нулевых» показаний весов выполнить однократное считывание сигналов по каждому измерительному каналу, данные занести в протокол.

• 7.4 Определение часового и температурного дрейфа показаний весов

Для определения часового дрейфа выполнять отсчеты в течение одного часа, причем первые 20 минут отсчеты регистрировать через 5 минут, затем через 10-15 мин.

Определить величину часового временного дрейфа измерительных каналов за последние 30 минут. Результат привести к временному интервалу в один час.

Результаты поверки считаются положительными, если значения часового дрейфа сигналов по каждому измерительному каналу не превысит 10 мкВ/час.

Для определения температурного дрейфа установить весы в климатическую камеру. Время выдержки на каждой ступени нагрева должно быть не менее 1 часа. Шаг температуры нагрева не должен превышать 10 °C, количество степеней не менее 4, верхний предел температуры нагрева должен быть не менее 50 °C. На каждой ступени нагрева фиксировать значения показаний измерительных каналов.

• 7.5 Определение рабочего диапазона измерений по каждому измерительному каналу

Определение рабочего диапазона измерений по каждому измерительному каналу проводится с помощью стенда градуировочного шестикомпонентного 6ГС-20 (далее - 6ГС-20), ML38 и квадранта оптического КО-60.

С использованием переходных приспособлений установить весы на 6ГС-20, контролируя показания по каждому измерительному каналу. Показания не должны превышать 10 мВ (напряжение питания 5 В).

Установка на стенд весов должна обеспечивать приложение нагрузок в начале координат весов («Весы аэродинамические внутримодельные шестикомпонентные тензометрические. Формуляр» СФЦА.467239.015 ФО п. 3.3).

Квадрант оптический КО-60 установить на специально отведенное место установочного приспособления. Выставить весы в горизонтальное положение. Отклонение от горизонтального положения не должно превышать ±1°.

Для определения рабочего диапазона измерений по каждому измерительному каналу выполнить следующую последовательность изолированных нагружений с фиксацией показаний в протоколе:

Примечание: допускаемое отклонение задания силы на каждой ступени нагружения, не более - 50 Н; допускаемое отклонение задания момента силы на каждой ступени нагружения, не более - 20 Н-м.

Превышение верхней границы диапазона измерений силы весов более чем на 10 Н не допускается.

Превышение верхней границы диапазона измерений моментов силы весов более чем на 7 Н не допускается.

• 7.6 Определение обращенных формул, абсолютной погрешности и СКО приведенной к размаху рабочего диапазона измерений абсолютной погрешности

Выполнить подготовительные операции согласно п. 7.5.

• 7.6.1 Определение обращенных формул весов

Выполнить изолированные нагружения в объеме 7.6 Если п. 7.6 был выполнен ранее, то допускается использовать полученные ранее данные. Данные занести в протокол.

Выполнить нагружения с подгрузкой в следующей последовательности:

- канал измерения силы вдоль оси OY

- канал измерения силы вдоль оси OZ

- канал измерения момента силы относительно оси OX (MX)

- канал измерения момента силы относительно оси OY (MY)

- канал измерения момента силы относительно оси OZ (MZ)

На основании полученных данных рассчитываются обращенные формулы весов, которые используются для определения нагрузок, действующих на весы по измеряемым сигналам:

1=1            1=1             p=lq=p+l

где Nj - сигналы i-го компонента, мВ, и_пИт⁼10 В; i=l,2, ,6;

Ni=Nx, N2=(Nmh+Nmi₂)/2, N3=(Nm2i-Nm2₂)/2,

N4⁼Nmx, N5=(Nm₂₁+Nm₂₂)/2, N6=(Nmi2-Nmu)/2,

Xj - нагрузки j-го компонента, H и Нм;

Bjj, Bj.ii, Bj,_pq,- коэффициенты при сигналах каналов Nj, ,Nj², N_p*N_q; n - количество компонентов весов.

Полученные обращенные формулы весов занести в формуляр.

7.6.2 Определение абсолютной погрешности и СКО приведенной к размаху рабочего диапазона измерений абсолютной погрешности

Провести контрольные нагружения по следующему плану:

Абсолютную погрешность измерений для каждой ступени нагружения определять как разность между результатом измерения и заданным с помощью 6ГС-20 действительным значением силы или момента силы по формуле 2.

А/, = (Y/, - Y/э, ), (2)

где

i - порядковый номер измерения;

j - измерительный канал (X, Y, Z, MX, MY, MZ);

А/, - абсолютная погрешность весов;

I .        ~

' - действительный размер измерительного интервала штриховой меры, мм; Xj_t - результат измерения j-ro компонента на i-й ступени нагружения;

Xjs, - заданное с помощью эталона значение j-ro компонента на i-й ступени нагружения.

СКО приведенной к размаху рабочего диапазона измерений абсолютной погрешности для каждой ступени определять по формуле 3.

где

Y_Mm - размах диапазона измерений;

о/, - приведенная к размаху рабочего диапазона измерений погрешность.

Абсолютная погрешность измерений весов по каждой из компонент не должна превышать:

• - силы вдоль оси OX (X) ± 9 Н;

• - силы вдоль оси OY (Y) ± 45 Н;

• - силы вдоль оси OZ (Z) ± 9 Н;

• - момента силы относительно оси OX (MX) ± 3 Н м;

• - момента силы относительно оси OY (MY) ± 2 Н м;

• - момента силы относительно оси OZ (MZ) ± 7 Н м.

7.7 Определение деформационных характеристик весов

Для измерения деформационных характеристик весов от действия нагрузок по компонентам Y, MX и MZ:

• - установить оптический квадрант на установочный столик совместив ось чувствительности квадранта с направлением углового перемещения весов;

• - зарегистрировать показания квадранта;

• - задать нагрузку по соответствующей компоненте в рабочем диапазоне измерений не менее чем в 3 равномерно распределенных по диапазону измерений точках;

• - на каждой ступени нагружения зарегистрировать показания квадранта.

Результатом измерений угла деформации весов являются показания квадранта.

Для измерения деформационных характеристик весов от действия нагрузок по компонентам Z, MY:

• - установить на жестких устойчивых опорах две головки измерительные Digico 1, используя в качестве базовой поверхности поверхность весов;

• - отрегулировать показания головок измерительных Digico 1 в середине диапазона измерений;

• - зарегистрировать показания головок измерительных Digico 1;

• - задать нагрузку по соответствующей компоненте в рабочем диапазоне измерений не менее чем в 3 равномерно распределенных по диапазону измерений точках;

• - на каждой ступени нагружения зарегистрировать показания квадранта.

Угол деформации весов определять как отношение разности показаний головок измерительных Digico 1 к расстоянию между точками измерения (контактами наконечников головок измерительных Digico 1). Расстояние между точками измерений измерить с помощью дальномера лазерного GLM 150.

Результаты поверки оформляют в соответствии с установленными требованиями:

• - при положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке. В формуляре вносится соответствующая запись. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в виде оттиска клейма.

• - при отрицательных - извещение о непригодности.

Результаты поверки заносят в протокол. Протокол оформляется в произвольной форме.

-1 г