Методика поверки «Станции автоматические метеорологические Vantage Pro2» (МП 254-0113-2021)

Федеральное государственное унитарное предприятие

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

ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

Государственная система обеспечения единства измерений

Станции автоматические метеорологические Vantage Рго2

Методика поверки

МП 254-0113-2021

И.о. руководителя научно-исследовательского отдела госэталонов в области аэрогидрофизичесжих параметров ФГУП «ВНИИМим<^И. Менделеева» ______/    ---А.Ю. Левин

Руководитель лаборатории испытаний в целях утверждения типа средств измерений аэрогидрофизических параметров

Менделеева»

П.К. Сергеев

г. Санкт-Петербург 2021 г.

1 Общие положения

Настоящая методика поверки распространяется на станции автоматические метеорологические Vantage Рго2 (далее - станции Vantage Рго2), предназначенные для автоматических измерений метеорологических параметров: скорости и направления воздушного потока, температуры воздуха, относительной влажности воздуха, атмосферного давления, количества атмосферных осадков, энергетической освещенности и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверки.

Методикой поверки должна обеспечиваться прослеживаемость станций Vantage Рго2 к государственному первичному специальному эталону единицы скорости воздушного потока (ГЭТ 150-2012), государственному первичному эталону единицы температуры в диапазоне 0,3 ... 273,16 К (ГЭТ 35-2021) и государственному первичному эталону единицы температуры в диапазоне от 0 до 3200 °C (ГЭТ 34-2020), государственному первичному эталону единиц относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея (ГЭТ 151-2014) и государственному первичному эталону единицы давления для области абсолютных давлений в диапазоне Г10"¹ + 1 • 10⁷ (ГЭТ 101-2019), государственному первичному эталону единиц радиометрических и спектрорадиометрических величин в диапазоне длин волн от 0,2 до 25,0 мкм (ГЭТ 86-2017), государственному первичному эталону единицы массы - килограмма (ГЭТ 3-2020).

Методы, обеспечивающие реализацию методики поверки:

• - непосредственное сличение - при проверке измерений скорости и направления воздушного потока, относительной влажности воздуха, температуры воздуха, атмосферного давления, энергетической освещенности;

• - косвенные измерения - при проверке измерений количества атмосферных осадков.

Станции Vantage Рго2 подлежат первичной и периодической поверке. Методикой поверки предусмотрена, по заявке владельца СИ, поверка для меньшего числа измерительных каналов, с обязательным занесением данной информации в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

2 Перечень операций поверки средства измерений Таблица 1

2.1 При отрицательных результатах одной из операций поверка прекращается.

• 3 Требования к условиям проведения поверки

При поверке должны быть соблюдены следующие условия: -температура окружающего воздуха, °C                    от +15 до +25;

-относительная влажность воздуха, %                      от 30 до 90;

-атмосферное давление, гПа                               от 800 до 1100.

• 4 Требования к специалистам, осуществляющим поверку

  • 4.1 К проведению поверки допускаются лица, изучившие настоящую методику и эксплуатационную документацию (далее ЭД), прилагаемую к станциям Vantage Рго2.

5 Метрологические и технические требования к средствам поверки Таблица 2

• 5.1 Средства поверки должны быть поверены, эталоны - аттестованы.

• 5.2 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих

определение метрологических характеристик с требуемой точностью.

• 6 Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

  • 6.1 При поверке необходимо соблюдать требования: -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»;

• - в целях обеспечения безопасности работ и возможности выполнения процедур поверки достаточно одного специалиста.

• 7 Внешний осмотр средства измерений

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие станции Vantage Рго2 следующим требованиям:

• - соответствие внешнему виду СИ описанию типа СИ;

• - наличию знака утверждения типа в месте, указанном в описании типа СИ;

• - комплектность должна соответствовать эксплуатационной документации на данную станцию Vantage Рго2;

• - соединения в разъемах питания станции Vantage Рго2 должны быть надежными;

• - маркировка станции Vantage Рго2 должна быть целой, четкой, хорошо читаемой;

• - станция Vantage Рго2 не должна иметь дефектов, способных оказать влияние на безопасность проведения поверки и на результаты поверки.

• 8 Подготовка к поверке и опробование средства измерений

  • 8.1 Подготовка к поверке

  • 8.2 Проверить комплектность станции Vantage Рго2.

  • 8.3 Проверить электропитание станции Vantage Рго2.

  • 8.4 Подготовить к работе и включить станцию Vantage Рго2 согласно ЭД.

  • 8.5 Опробование

    • 8.5.1  Включите станцию.

    • 8.5.2  Убедитесь, что измерительная информация поступает и отображается на устройствах отображения, сообщения об ошибках - отсутствуют.

• 9 Проверка программного обеспечения средства измерений

  • 9.1 Идентификация встроенного «VPConsole» и автономного ПО осуществляется путем проверки номера версии.

  • 9.2 Включите модуль центрального устройства и зажмите кнопки «DONE» и «+», после этого в бегущей строке на экране Считайте номер версии встроенного ПО «VPConsole» станции Vantage Рго2.

  • 9.3 Для проверки номера версии автономного ПО запустите программу WeatherLink и откройте диалоговое окно About WeatherLink Software. Считайте номер версии автономного ПО «WeatherLink» станции Vantage Рго2.

  • 9.4 Результаты идентификации программного обеспечения считают положительными, если считанные данные о ПО соответствуют таблице 3.

Таблица 3

• 10 Определение метрологических характеристик

  • 10.1 Проверка диапазона и определение погрешности каналов измерений температуры воздуха:

    • 10.1.1 Поместите в климатическую камеру модуль измерительный станции Vantage Рго2, и эталонный термометр, по возможности ближе к первичному измерительному преобразователю температуры и влажности воздуха).

    • 10.1.2 Подключите эталонный термометр к МИТ согласно ЭД.

    • 10.1.3 Задавайте значения температуры в климатической камере в пяти точках, равномерно распределенных по диапазону измерений.

    • 10.1.4 Фиксируйте показания T_iaM станции Vantage Рго2 первичного преобразователя температуры и влажности на модуле центрального устройства и показания t_3T эталонного термометра.

    • 10.1.5 Вычислите абсолютную погрешность измерений температуры воздуха, At °C, по формуле:

At ⁼ tli3M “ t3T

• 10.1.6 Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность измерений температуры воздуха не превышает ±0,5 °C.

• 10.2 Проверка диапазона и определение погрешности каналов измерений относительной влажности воздуха с выполняется в следующем порядке:

  • 10.2.1 Поместите в климатическую камеру модуль измерительный станции Vantage Рго2 и гигрометр Rotronic, по возможности ближе к первичному измерительному преобразователю температуры и влажности воздуха.

  • 10.2.2 Задавайте значения относительной влажности воздуха в пяти точках равномерно распределенных по диапазону измерений.

  • 10.2.3 Фиксируйте показания (р_ИЗм первичного преобразователя температуры и влажности на экране станции Vantage Рго2, а эталонные значения влажности (р_эт фиксируйте с помощью гигрометра Rotronic.

  • 10.2.4 Вычислите абсолютную погрешность измерений влажности воздуха, Аф, %, по формуле:

Аф ⁼ физм--фзт

• 10.2.5 Результаты считаются положительными, если погрешность измерений влажности воздуха не превышает ±3 % в диапазоне от 10 % до 90 % включительно, и ±4 % в диапазоне свыше 90 % до 98 %.

• 10.3 Проверка диапазона и определение погрешности канала измерений скорости воздушного потока выполняется в следующем порядке:

  • 10.3.1 Первичная и периодическая поверка канала измерений скорости воздушного потока станции Vantage Рго2 выполняется в следующем порядке:

  • 10.3.2 Закрепите первичный измерительный преобразователь скорости и направления воздушного потока станции Vantage Рго2 в рабочей зоне аэродинамической измерительной установки (далее-эталон).

  • 10.3.3 Включите станцию Vantage Рго2.

  • 10.3.4 Перед определением погрешности измерений скорости воздушного потока проведите технологический прогон станции Vantage Рго2 при скорости воздушного потока (10±1) м/с в течение 5 минут.

  • 10.3.5 Задавайте эталоном значения скорости воздушного потока в пяти точках, равномерно распределенных по диапазону измерений.

  • 10.3.6 На каждой заданной скорости воздушного потока V_3T фиксируйте показания первичного преобразователя скорости и направления воздушного потока на экране станции Vantage Pro2 У_изм.

  • 10.3.7 Вычислите абсолютную погрешность измерений скорости воздушного потока AV в диапазоне от 0,5 до 20 м/с включительно, м/с, и относительную погрешность измерений скорости воздушного потока 6V в диапазоне свыше 20 до 60 м/с, %, по формулам:

А V = V изм " Var,

<57 =         ₁₀0%

Уэт

• 10.3.8 Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность измерений скорости воздушного потока не превышает ±1 м/с в диапазоне от 0,5 до 20 м/с включительно, а относительная ±5 % в диапазоне свыше 20 до 60 м/с.

• 10.4 Допускается проведение периодической поверки канала измерений скорости воздушного потока станции Vantage Рго2 выполняется в следующем порядке:

  • 10.4.1 Присоедините раскручивающие устройство из состава комплекта поверочного портативного КПП-4 к первичному измерительному преобразователю скорости и направления воздушного потока станции Vantage Рго2.

  • 10.4.2 Установите на пульте управления КПП-4 значения частоты вращения оси раскручивающего устройства в пяти точках равномерно распределенных по диапазону измерений (соответствие частоты вращения и скорости воздушного потока указано в таблице 3.

Таблица 3

• 10.4.3 На каждой имитируемой скорости воздушного потока фиксируйте значения, измеренные станцией Vantage Рго2, У_Юм и значения эталонные, У_этиз таблицы 3 в зависимости от установленной на пульте КПП-4 частоты вращения.

• 10.4.4 Вычислите абсолютную погрешность измерений скорости воздушного потока ДУ в диапазоне от 0,5 до 20 м/с включительно, м/с, и относительную погрешность измерений скорости воздушного потока 5V в диапазоне свыше 20 до 60 м/с, %, по формулам:

ДУ = Уизм - У_эт,

5V = VK3M-V,_{T 100%}

*эт

• 10.4.5 Результаты считаются положительными, если погрешность измерений скорости воздушного потока не превышает ±1 м/с в диапазоне от 0,5 до 20 м/с включительно, а относительная ±5 % в диапазоне свыше 20 до 60 м/с.

• 10.5 Проверка диапазона и определение погрешности канала измерений направления воздушного потока:

  • 10.5.1 Первичная и периодическая поверка канала измерения направления воздушного потока станции Vantage Рго2 выполняется в следующем порядке:

  • 10.5.2 Установите первичный измерительный преобразователь скорости и направления на лимб из состава комплекса поверочного портативного КПП-4 так, чтобы показания станции Аизм составляли (0± 1)° и соответствовали значению 0 на лимбе.

  • 10.5.3 Разместите лимб с первичным преобразователем скорости и направления в рабочей зоне аэродинамической измерительной установки (далее - эталон) навстречу потоку. Включите станцию Vantage Рго2.

  • 10.5.4 Установите скорость воздушного потока в рабочей зоне эталона равную 1 м/с и следите за показаниями на экране модуля центрального устройства. Показания на экране станции должны установиться на значении (0 ± 6)°.

  • 10.5.5 Повторите операцию по п. 10.5.4 на скорости воздушного потока 30 м/с. Показания на экране модуля центрального устройства должны установиться на значении (0 ± 6)°.

  • 10.5.6 Повторите п. 10.5.4 задавая лимбом значения направления воздушного потока в четырех точках, равномерно распределенных по диапазону измерений.

  • 10.5.7 На каждом заданном значении фиксируйте показания первичного преобразователя скорости и направления воздушного потока на экране станции Vantage Рго2 А_Нзм и значения Ф_эт, заданные лимбом.

  • 10.5.8 Вычислите абсолютную погрешность ДФ измерений направления воздушного потока по формуле:

ДФ = Физу - Ф_эт,

• 10.5.9 Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность измерений направления воздушного потока не превышает ± 6°.

• 10.6 Допускается проведение периодической поверки канала измерения направления воздушного потока станций Vantage Рго2 выполняется в следующем порядке:

  • 10.6.1 Установите первичный измерительный преобразователь скорости и направления на лимб из состава комплекса поверочного портативного КПП-4 так, чтобы показания станции Аизм составляли (0±1)° и соответствовали значению 0 на лимбе.

  • 10.6.2 Задайте лимбом значения направления воздушного потока в пяти точках равномерно распределённых по всему диапазону измерений.

  • 10.6.3 На каждом заданном значении фиксируйте показания первичного измерительного преобразователя скорости и направления воздушного потока на экране станции Vantage Рго2 Физм по каналу измерений направления воздушного потока и значения Ф_эт, заданные лимбом.

  • 10.6.4 Вычислите абсолютную погрешность ДФ измерений направления воздушного потока по формуле:

ДФ ⁼ Физм. ~ Фэт,

• 10.6.5  Результаты считаются положительными, если погрешность измерений направления воздушного потока не превышает ±6°.

• 10.7 Проверка диапазона и определение погрешности канала измерений атмосферного давления выполняется в следующем порядке:

  • 10.7.1 Разместите модуль центрального устройства в барокамере.

  • 10.7.2 Подключите барометр РТВЗЗОА к барокамере.

  • 10.7.3 Убедитесь, что значение высоты над уровнем моря станции Vantage Рго2 установлено равное нулю.

  • 10.7.4  Задавайте значения атмосферного давления в пяти точках равномерно распределенных по диапазону измерений.

  • 10.7.5 Фиксируйте показания первичного преобразователя давления станции Vantage Рго2 на дисплее модуля центрального устройства, а эталонного барометра с его дисплея.

  • 10.7.6 Вычислите абсолютную погрешность измерений атмосферного давления, ДР, гПа, для станции Vantage Рго2 по формуле:

ДР ⁼ Р ИЗМ Р эт

• 10.7.7 Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность измерений атмосферного давления не превышает ±1 гПа.

10.8 Проверка диапазона и определение погрешности канала измерений количества осадков выполняется в следующем порядке:

• 10.8.1 Установите модуль измерительный на ровную твердую поверхность

• 10.8.2 С помощью цилиндра 2-го класса точности «К1ш» наполняйте приемную камеру осадкомера водой в пяти точках равномерно распределенных по диапазону измерений, не допуская перелива (соответствие количества жидкости и количества осадков указано в таблице 4):

Таблица 4

• 10.8.3 Фиксируйте показания первичного измерительного преобразователя станции Vantage Рго2 М изм на экране станции.

• 10.8.4 Вычислите абсолютную погрешность измерений количества осадков, АЛ/ в диапазоне от 0,2 до 5 мм включительно, и относительную погрешность измерений количества осадков 5М в диапазоне свыше 5 до 999,8 мм, %, по формулам:

AM Мизм — М?Т

5М = ^М"ЗИ - м_эт . _{100 %}

• 10.8.5 Результаты поверки считаются положительными, если абсолютная погрешность измерений количества осадков не превышает ±0,2 мм в диапазоне от 0,2 до 5 мм, а относительная ±4 % в диапазоне от 5 до 999,8.

• 10.9 Проверка диапазона и определение погрешности канала измерений энергетической освещенности осуществляется в следующем порядке:

• 10.9.1 Разместите стол на ровном, открытом участке земли, так чтобы при любом положении солнца не происходило затемнения стола. Поставьте модуль измерительный станции Vantage Рго2 и эталонный пиргелиометр на стол.

• 10.9.2 Подключите пиргелиометр к вольтметру согласно ЭД.

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

• 10.9.4   Фиксируйте показания первичного измерительного преобразователя энергетической освещенности станции Vantage Рго2 Ghsm, на экране станции и показания эталонного пиргелиометра G_3T.

• 10.9.5  Вычислите относительную погрешность измерений энергетической освещенности 5G, %, по формуле:

SG = ^Сизм ~ ^Сзт • 100 %

Сэт

• 10.9.6  Результаты поверки считаются положительными, если относительная погрешность измерений энергетической освещенности не превышает ±20 %.

• 11 Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям

В результате анализа характеристик, полученных в результате поверки, делается вывод о пригодности дальнейшего использования средства измерений. Критериями пригодности являются соответствие погрешностей средства измерений п. 10.1.6, 10.2.5, 10.3.8-10.4.5, 10.5.9-10.6.5, 10.7.7, 10.8.5, 10.9.6 настоящей методики поверки.

• 12 Оформление результатов поверки

  • 12.1 Сведения о результатах поверки станции Vantage Рго2 передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений в установленном порядке. Знак поверки при необходимости наносится на свидетельство о поверке.

  • 12.2 Протокол оформляется по запросу.

  • 12.3 В процессе поверки пломбировка не нарушается.

9