Методика поверки «ГСИ. Станции погодные автоматические WS - UMB» (МП 2551-0131-2014)

Федеральное государственное унитарное предприятие

«Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» ФГУП «ВНИИМ им.Д.И.Менделеева»

УТВЕРЖДАЮ

Государственная система обеспечения единства измерений СТАНЦИИ ПОГОДНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ WS - UMB МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 2551-0131-2014

(С ИЗМЕНЕНИЯМИ № 1)

Руководитель лаборатории

«ВНИИМ им.Д.И.Менделеева»

В.П.Ковальков

Инженрр лаборатории

• 1 и1мьД И.Менделеева»

Ю. Левин

г. Санкт-Петербург 2018 г.

Настоящая методика поверки распространяется на станции погодные автоматические WS -UMB (далее - станции WS - UMB), предназначенные для автоматических измерений метеорологических параметров: температуры воздуха, внешней температуры, относительной влажности воздуха, скорости и направления воздушного потока, атмосферного давления, количества атмосферных осадков, энергетической освещенности и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверки.

Интервал между поверками 1 год.

По письменному обращению владельца СИ возможна периодическая поверка в ограниченном диапазоне измерений с обязательным занесением данной информации в свидетельство о поверке. (Измененная редакция, Изм. №1)

1 Операции поверки Таблица 1

1.1 При отрицательных результатах одной из операций поверка прекращается.

2 Средства поверки Таблица 2

Продолжение таблицы 2

• 2.1 Средства поверки должны иметь действующие свидетельства о поверке, эталоны - действующие свидетельства об аттестации.

• 2.2 Допускается применение аналогичных средств поверки обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых станций WS-UMB с требуемой точностью.

• 3 Требования безопасности и требования к квалификации поверителя.

  • 3.1 К проведению поверки допускаются лица, прошедшие специальное обучение и имеющие право на проведение поверки, изучившие настоящую методику и эксплуатационную документацию (далее ЭД), прилагаемую к станциям WS - UMB.

  • 3.2 При проведении поверки должны соблюдаться:

• - требования безопасности по ГОСТ 12.3.019, ГОСТ 12.3.006;

• - требования безопасности, изложенные в эксплуатационной документации;

• - «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей»;

• - «Правила ТБ при эксплуатации электроустановок потребителей».

• 4 Условия поверки

При поверке должны быть соблюдены следующие условия:

-температура воздуха, °C                            от +10 до +40;

-относительная влажность воздуха, %                от 40 до 90;

-атмосферное давление, гПа                         от 600 до 1100.

• 5 Подготовка к поверке

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• 5.1 Проверка комплектности станции WS - UMB.

• 5.2 Проверка электропитания станции WS - UMB.

• 5.3 Подготовка к работе и включение станции WS - UMB согласно ЭД (перед началом проведения поверки станция WS - UMB должна работать не менее 20 минут).

• 5.4 Подготовка к работе средств поверки и вспомогательного оборудования согласно ЭД.

• 6 Проведение поверки

  • 6.1 Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие станции WS - UMB следующим требованиям:

• 6.1.1 Станция WS - UMB, вспомогательное и дополнительное оборудование не должны иметь механических повреждений или иных дефектов, влияющих на качество их работы.

• 6.1.2 Соединения в разъемах питания станции WS - UMB должны быть надежными.

• 6.1.3 Маркировка станции WS - UMB должна быть целой, четкой, хорошо читаемой.

6.2.Опробование

Опробование станции WS - UMB должно осуществляться в следующем порядке:

• 6.2.1 Включите станцию WS - UMB.

• 6.2.2 Проведите проверку работоспособности станции WS - UMB.

• 6.2.3 Контрольная индикация должна указывать на работоспособность станции WS - UMB.

• 6.3 Подтверждение соответствия программного обеспечения

Подтверждение соответствия программного обеспечения производится в следующем порядке:

• 6.3.1 Идентификация встроенного ПО «WS-UMB» осуществляется путем проверки номера версии и контрольной суммы.

• 6.3.2 Номер версии и контрольная сумма отображаются при вводе команды «info» в командную строку ПО «HyperTerminal» после установки соединения со станцией.

• 6.3.3 Результаты идентификации программного обеспечения считают положительными, если считанные данные о ПО не ниже приведенных в таблице 3.

Таблица 3

6.4.Определение метрологических характеристик

• 6.4.1 Поверка канала измерений скорости воздушного потока станции WS - UMB выполняется в следующем порядке:

• 6.4.1.1 Закрепите станцию WS - UMB на поворотном координатном столе рабочего участка ТЭТ 150-2012. Подключите станцию WS - UMB (через комплекс ADAM-4000) к ноутбуку.

• 6.4.1.2 Разместите станцию WS - UMB в зоне равных скоростей рабочего участка ТЭТ 150-2012.

• 6.4.1.3 Запустите ПО «Hyper Terminal» на ноутбуке. Все используемые далее команды вводятся с клавиатуры ноутбука, а ответные сообщения отображаются на его экране.

• 6.4.1.4 Перед определением погрешности измерений скорости воздушного потока проведите технологический прогон станции WS - UMB при скорости воздушного потока (10±1) м/с в течение 10 минут.

• 6.4.1.5 Последовательно установите скорости воздушного потока в рабочем участке ТЭТ 150-2012 равные (0,3, 10, 30, 40, 60, 65) м/с, (0,3, 10, 30) м/с для станции WS601-UMB. На каждой скорости воздушного потока фиксируйте показания на экране ноутбука.

• 6.4.1.7 Вычислите допустимую абсолютно и относительную погрешность измерений скорости воздушного потока в по формулам:

AV=(Vh3m.-V_3t.), в диапазоне от 0,3 до 6 м/с включительно;       (1)

6V - СТЛ ’^100%’ ^в диапазоне свыше 6 до 65 м/с            (2)

где Уэт - значение скорости воздушного потока в измерительном участке ГЭТ 150-2012, м/с, Уизм. - значения скорости воздушного потока измеренные станцией WS - UMB.

• 6.4.1.8 Погрешность измерений скорости воздушного потока для станций WS-UMB должна удовлетворять условию:

|ДУ| < 0,3 м/с, в диапазоне от 0,3 до 6 м/с включительно;

|5V| < 5 %, в диапазоне свыше 6 до 65 м/с.

• 6.4.2 Поверка канала измерений направления воздушного потока станции WS - UMB выполняется в следующем порядке:

• 6.4.2.1 Закрепите станцию WS - UMB на поворотном координатном столе рабочего участка ГЭТ 150-2012.

• 6.4.1.2 Разместите станцию WS - UMB в зоне равных скоростей рабочего участка ГЭТ 150-2012.

• 6.4.2.3 Перед определением погрешности измерений направления воздушного потока проведите технологический прогон станции WS - UMB при скорости воздушного потока (10±1) м/с в течение 10 минут, при этом координатный стол со станцией WS - UMB установите на нулевую отметку. На экране ноутбука должны отобразиться показания (0±3) градуса.

• 6.4.2.4 Поверните поворотный координатный стол на 90 градусов.

• 6.4.2.5 Установите скорость воздушного потока в рабочем участке ГЭТ 150-2012 равную 10 м/с и следите за показаниями на экране ноутбука. Показания на экране должны установиться на значениях (90±3) градуса.

• 6.4.2.6 Поверните поворотный координатный стол на 180 градусов по отношению к продольной оси воздушного потока.

• 6.4.2.7 Установите скорость воздушного потока в рабочем участке ГЭТ 150-2012 равную 10 м/с и следите за показаниями на экране ноутбука. Показания на экране ноутбука должны установиться на значении (180±3) градуса.

• 6.4.2.8 Поверните поворотный координатный стол на 270 градусов по отношению к продольной оси воздушного потока.

6.4.2.11 Установите скорость воздушного потока в рабочем участке ГЭТ 150-2012 равную 10 м/с и следите за показаниями на экране ноутбука. Показания на экране ноутбука должны установиться на значении (270±3) градуса.

• 6.4.2.13 Вычислите абсолютную погрешность измерений направления воздушного потока ДА, градус, по формуле:

ДА = Аизм^-Аэт                                  (3)

где А_эт - значение направления воздушного потока в измерительном участке эталона, градус, Аизм. - значение направления воздушного потока, измеренное станцией WS - UMB, градус.

• 6.4.2.14 Погрешности измерений направления воздушного потока должна удовлетворять условию:

| ДА| < 3 градуса

• 6.4.3 Поверка канала измерений количества атмосферных осадков станции WS - UMB производится в следующем порядке:

Для модификаций станций WS100/WS400/WS600-UMB:

(Измененная редакция, Изм. №1)

6.4.3. Остановите станцию WS-UMB на ровную плоскую поверхность и включите её.

• 6.4.3.2 Подключите станцию WS-UMB (через комплекс ADAM-4000) к ноутбуку.

• 6.4.3.3 Установите устройство каплеобразования (далее - устройство) над станцией WS-UMB согласно схеме приведенной в приложении А, так чтобы центр устройства совпадал с центром метеостанции.

• 6.4.3.4 Наполните цилиндр «КНп» водой до отметки в 10 мл, что соответствует количеству осадков 0,2 мм (приложение Б).

• 6.4.3.5 Наполните устройство водой из цилиндра «КНп».

• 6.4.3.6 Откройте задвижку на устройстве, вода начнет капать на метеостанцию.

• 6.4.3.7 По истечению всей воды из устройства, зафиксируйте показания станции WS-UMB.

• 6.4.3.8 Повторите измерения не менее 3 раз.

• 6.4.3.9 Повторите операции с п. 6.4.3.4 - 6.4.3.8 наполняя устройство водой 50 мл, 100 мл, 200 мл, 1000 мл, 2000 мл, что соответствует 1,1 мм; 2,1 мм; 4,1 мм; 20,7 мм; 41,3 мм.

• 6.4.3.10 Вычислите абсолютною погрешность измерений количества атмосферных осадков AL, по формуле:

=                                                   (4)

Где, Ьэт ^— значение количества атмосферных осадков измеренное эталоном, мм

Ьизм — значение количества атмосферных осадков измеренное станцией WS100-UMB/WS400-UMB/WS600-UMB, мм.

• 6.4.3.11  Погрешность измерений количества атмосферных осадков для станции WS100/WS400/WS600-UMB должна удовлетворять условию:

|AL| < (0,1 + 0,05М), где М - измеренное количество осадков.

• 6.4.3.12 Для остальных модификации WS-UMB:

• 6.4.3.13 Измерьте диаметр приемной камеры внешнего преобразователя количества атмосферных осадков станций WS-UMB с помощью штангенциркуля ЩЦ1 -400-0.1, занесите полученное значение измерения в протокол. Диаметр приемной камеры внешнего преобразователя количества осадков должен быть 164 ± 1 мм.

• 6.4.3.14 Установите станцию WS-UMB на ровную твердую поверхность.

• 6.4.3.15 Подготовьте к работе цилиндр 2-го класса точности «КНп».

• 6.4.3.16 Налейте в цилиндр «КНп» 5 мл воды, что эквивалентно количеству осадков 0,21 мм (приложение В).

• 6.4.3.17 Влейте воду тонкой струей в приемную камеру внешнего преобразователя количества атмосферных осадков станций WS-UMB.

• 6.4.3.18 Фиксируйте показания преобразователя на экране ноутбука.

• 6.4.3.19 Налейте в цилиндр «КНп» 10 мл воды, что эквивалентно количеству осадков 0,47 мм (приложение В).

• 6.4.3.20 Влейте воду тонкой струей в приемную камеру преобразователя.

• 6.4.3.21 Фиксируйте показания преобразователя на экране ноутбука.

• 6.4.3.22 Повторите операции 6.4.3.16 - 6.4.3.21 с количеством воды 25 мл, 50 мл, 100, 250 мл, 500 мл, 1000 мл, 2000 мл, что эквивалентно количеству осадков 1,18 мм, 2,36 мм, 4,73 мм, 11,84 мм, 23,68 мм, 47,36 мм, 94,73 мм.(приложение В)

• 6.4.3.23 Вычислите абсолютною погрешность измерений количества атмосферных осадков AL, по формуле:

Л 7. = L - L                                           (5)

Где, Ьэт ^- значение количества атмосферных осадков измеренное эталоном, мм

Ьизм — значение количества атмосферных осадков измеренное станцией WS-UMB, мм.

• 6.4.3.24 Погрешность измерений количества атмосферных осадков для остальных модификаций станций WS-UMB должна удовлетворять условию:

|AL| < (0,2 + 0,05М), где М - измеренное количество осадков

• 6.4.4 Поверка канала измерений температуры воздуха станции WS - UMB выполняется в следующем порядке:

• 6.4.4.1 Поместите в климатическую камеру станцию WS - UMB и эталонный термометр ЭТС-100.

• 6.4.4.2 Подключите станцию WS - UMB (через комплекс ADAM-4000) к ноутбуку.

• 6.4.4.3 Последовательно задавайте значения температуры в климатической камере в пяти точках равномерно распределенных по диапазону измерений. Повторите измерения в каждой точке не менее 3 раз.

• 6.4.4.4 Фиксируйте показания станции WS - UMB и показания эталонного термометра на экране ноутбука.

• 6.4.4.5 Определите абсолютную погрешность измерений температуры воздуха, ДТ °C, по формуле:

ДТ — Тэт ^— Тизм                                              (6)

Где - Тэт - значение температуры воздуха эталонное, измеренное термометром ЭТС-100°С Тизм - значение температуры воздуха измеренное станцией WS - UMB, °C.

• 6.4.4.6 Погрешность измерений температуры воздуха для станции WS - UMB должна удовлетворять условию:

|ДТ| < 0,2 °C в диапазоне свыше минус 20 до плюс 50 °C включительно;

| ДТ| < 0,5 °C в диапазоне от минус 50 до минус 20 °C включительно и в диапазоне свыше плюс 50 до плюс 60 °C

• 6.4.5 Поверка канала измерений внешней температуры для станции WS - UMB выполняется в следующем порядке:

• 6.4.5.1 Поместите в климатическую камеру преобразователь внешней температуры станции WS - UMB и эталонный термометр ЭТС-100.

• 6.4.5.2 Подключите станцию WS - UMB и эталонный термометр ЭТС-100 (через комплекс ADAM-4000) к ноутбуку.

• 6.4.5.3 Последовательно задавайте значения температуры в камере в пяти точках равномерно распределенных по всему диапазону измерений.

• 6.4.5.4 Фиксируйте показания преобразователя внешней температуры и эталонного термометра ЭТС-100 на экране ноутбука.

• 6.4.5.5 Повторите измерения в каждой точке не менее 3 раз.

• 6.4.5.6 Вычислите абсолютную погрешность измерений внешней температуры, ДТвнешняя °C, для станции WS - UMB по формуле:

ДТвнешняя ⁼ Тэт ^— Тизм                                        (7)

Где - Тэ_Т - значение температуры воздуха эталонное, измеренное термометром ЭТС-100;

Тизм - значение температуры воздуха, измеренное внешним преобразователем температуры станции WS - UMB;

• 6.4.5.7 Погрешность измерений внешней температуры для станции WS - UMB должна удовлетворять условию:

| ДТвнешняя | — 1 °C

• 6.4.6 Поверка канала измерений влажности воздуха станции WS - UMB выполняется в следующем порядке:

• 6.4.6.1 Поместите в климатическую камеру станцию WS - UMB и термогигрометр ИВА-6Б. 6.4.6.2Подключите станцию WS - UMB (через комплекс ADAM-4000) к ноутбуку

• 6.4.6.3 Последовательно задавайте значения относительной влажности воздуха в пяти точках равномерно распределенных по диапазону измерений. Повторите измерения в каждой точке не менее 3 раз.

• 6.4.6.4 Фиксируйте показания станции WS - UMB на экране ноутбука, а эталонные значения влажности снимайте с экрана термогигрометра ИВА-6Б.

• 6.4.6.5 Вычислите абсолютною погрешность измерений влажности воздуха, ДН, %, по формуле:

ДН ⁼ Низм — Нэт                                           (8)

где - Нэт - значение влажности воздуха эталонное, измеренное термогигрометром ИВА-6Б, Низм - значение влажности воздуха, измеренное станцией WS - UMB.

• 6.4.6.6 Погрешность измерений влажности воздуха должна удовлетворять условию:

|ДН| < 2 % в диапазоне от 1 до 90 % включительно; |ДН| < 3 % в диапазоне свыше 90 до 100 %.

• 6.4.7 Поверка канала измерений атмосферного давления станции WS - UMB выполняется в следующем порядке

• 6.4.7.1 Поместите станцию WS - UMB в термобарокамеру.

• 6.4.7.2 Подключите станцию WS - UMB (через комплекс ADAM-4000) к ноутбуку.

• 6.4.7.3 Присоедините вакуумные шланги термобарокамеры к барометру образцовому переносному Б0П-1М-2.

• 6.4.7.4 Включите станцию WS - UMB, барометр Б0П-1М-2 и ноутбук. Проведите проверку функционального состояния станции WS - UMB согласно формуляру.

6.4.7.5. Установите значение температуры воздуха в термобарокамере равное минус 50 °C. После выхода термобарокамеры на заданную температуры последовательно установите значения абсолютного давления равные 300, 400, 500, 600,700; 800; 900; 1000; 1100 гПа.

• 6.4.7.6 Фиксируйте показания станции WS - UMB на экране ноутбука, а эталонного барометра с его дисплея.

• 6.4.7.7 Повторите пункты 6.4.7.5, 6.4.7.6 задавая значения температуры равные 30 °C, 60 °C.

• 6.4.7.8 Вычислите абсолютную погрешность измерений атмосферного давления, ДР, для станции WS - UMB по формуле:

ДР ⁼ Ризм ^— Рэт                                          (9)

где, Р_Эт - значение атмосферного давления эталонное, измеренное барометром БОП-1М, гПа, Ризм - значение атмосферного давления, измеренное станцией WS - UMB, гПа.

• 6.4.7.9 Погрешность измерений атмосферного давления должна составлять:

| ДР| < 0,5 гПа при температуре свыше 0 до плюс 40 °C включительно,

|ДР| <1,5 гПа при температуре от минус 50 до 0°С включительно и свыше плюс 40 до плюс 60°С.

• 6.4.8 Проверка диапазона и определение погрешности канала измерений энергетической освещенности станции WS-UMB выполняется в следующем порядке:

• 6.4.8.1 Разместите стол на ровном, открытом участке земли, так чтобы при любом положении солнца не происходило затенения стола (станции WS-UMB и пиранометра). Поставьте станцию WS-UMB и эталонный пиранометр «Пеленг СФ-06» на стол.

• 6.4.8.2 Подключите пиранометр Пеленг СФ-06 посредствам комплекса ADAM-4000 к ноутбуку согласно схемам приведенным в РЭ на пиранометр.

• 6.4.8.3 Производите замеры энергетической освещенности в течении светового дня, снимая показания каждые 30 мин.

• 6.4.8.4 Фиксируйте показания станции WS-UMB по каналу измерений энергетической освещенности G„3M. и показания эталонного пиранометра G_3T на экране ноутбука.

• 6.4.8.5 Вычислите относительную погрешность измерений энергетической освещённости по формуле:

(G -G )

изм эт

< ^эт )

где, G_3T - значение энергетической освещённости, измеренное пиранометром «Пеленг СФ-06», Вт/м²,

Gh3m - значение энергетической освещённости, измеренное станцией WS - UMB, Вт/м².

• 6.4.8.6 Результаты считаются положительными, если погрешность измерений энергетической освещенности составляет:

|AG| < 15%

7. Оформление результатов поверки

• 7.1 Результаты поверки оформляют в протоколе, форма которого приведена в приложении А.

• 7.2 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке установленного образца. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 7.3 При отрицательных результатах поверки оформляют извещение о непригодности установленного образца.

Приложение А

Форма протокола поверки

Станция WS -UMB заводской номер_____________

Дата ввода в эксплуатацию «_____»________20__года

Место установки____________________________________________________________________

Результаты поверки

• 1. Внешний осмотр

  • 1.1 Замечания____________________________________________________________________________________

  • 1.2 Выводы_____________________________________________________________________________

• 2. Опробование

  • 2.1 Замечания__________________________________________________________________________________

  • 2.2 Выводы_____________________________________________________________________________

• 3. Определение метрологических характеристик станции.

  • 3.1 Погрешность измерений температуры воздуха.

    • 3.1.1 Результаты измерений___________________________________________._________________________

    • 3.1.2 Выводы___________________________________________________________________________

  • 3.2 Погрешность измерений внешней температуры.

    • 3.2.1 Результаты измерений__________________________________________________________________

    • 3.2.2 Выводы___________________________________________________________________________

  • 3.3 Погрешность измерений относительной влажности воздуха.

    • 3.3.1 Результаты измерений ____________________________________________________________

    • 3.3.2 Выводы___________________________________________________________________________

  • 3.4 Погрешность измерений скорости воздушного потока.

    • 3.4.1 Результаты измерений________________________________________________________________

    • 3.4.2 Выводы___________________________________________________________________________

  • 3.5 Погрешность измерений направления воздушного потока.

    • 3.5.1 Результаты измерений________________________________________________________________

    • 3.5.2 Выводы___________________________________________________________________________

  • 3.6 Погрешность измерений количества осадков.

    • 3.6.1 Результаты измерений________________________________________________________________

    • 3.6.2 Выводы___________________________________________________________________________

  • 3.7 Погрешность измерений энергетической освещенности.

    • 3.7.1 Результаты измерений________________________________________________________________

    • 3.7.2 Выводы___________________________________________________________________________

4.0 Результаты идентификации программного обеспечения___________________________________

На основании полученных результатов станция WS-UMB признается:____________________

Для эксплуатации до «___»_________________20___года.

Поверитель_____________________________________________________________________________

Подпись                       ФИО.

Дата поверки      «____»_________________20__года.

Приложение Б (для модификаций WS100/WS400/600-UMB) Устройство каплеобразования.

Устройство каплеобразования представляют собой сосуды прямоугольной формы, выполненные из оргстекла, в дне устройств просверлены отверстия, так же имеются задвижки.

Размеры устройства каплеобразования: высота 200 ± 1 мм, ширина 220 ± 1 мм, длинна 220 ± 1 мм.

В дне устройства просверлены отверстия диаметром 0,5 мм, отверстия расположены в узлах прямоугольной решетки с шагом 20 мм. Количество отверстий 121.

Уровень воды в устройстве рассчитывается по формуле h = V/S, где V - объем воды наливаемый в устройство, S - площадь основания устройства. При расчете площади устройства допуски не учитываются, так как их вклад в погрешность пренебрежимо мал. Объем воды в устройстве эквивалентен количеству выпадающих осадков.

Таблица 1. Соответствие объема воды в устройстве количеству осадков.

Примечание: под количеством осадков понимается толщина слоя выпавших осадков в миллиметрах.

Рис.1 Схема расположения устройства каплеобразования.

Рис. 2 Общий вид устройств каплеобразования

Приложение В (для остальных модификаций станций WS-UMB)

Расчет соответствия количества осадков и объема жидкости попавшей в приемную камеру станций WS-UMB.

Измеренное количество осадков соответствует толщине слоя жидких осадков, попавших на поперечное (проходное) сечение приемной камеры осадкомера. Толщина этого слоя равняется объему цилиндра, деленому на площадь его основания и выражается формулой:

где М - количество осадков, d - диаметр проходного сечения приемной камеры внешнего преобразователя количества атмосферных осадков, указанный в технической документации изготовителя и составляющий 164 мм, V - объем осадков, попавших в приемную камеру осадкомера.

При использовании для наполнения приемной камеры осадкомера цилиндром «КНп» 2 класса точности, соответствие максимально допустимой погрешности измерений объема жидкости и максимально допустимой погрешности измерений количества осадков приведено в таблице 1.

Таблица 1

11