Методика поверки «ГСИ. Балансомеры ПЕЛЕНГ СФ-08-21» (МП 254-0106-2021)

ОТ 17 МАЯ

2021 г.

П.К. Сергеев

1      Общие положения

Данная методика поверки распространяется на балансомеры ПЕЛЕНГ СФ-08-21 (далее - балансомеры), предназначенные для измерений радиационного баланса исследуемой поверхности в естественных условиях, то есть разности значений энергетической освещенности (радиации), создаваемой потоками солнечного и теплового излучений, поступающими на его приемные поверхности, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверки.

Методикой поверки должна обеспечиваться прослеживаемость балансомеров к государственному первичному эталону единицы радиометрических и спектрорадиометрических величин в диапазоне длин волн от 0,2 до 25,0 мкм (ГЭТ 86-2017).

Методикой поверки не предусмотрена поверка на меньшем числе поддиапазонов измерений и отдельных автономных блоков.

Методы, обеспечивающие реализацию методики поверки - непосредственное сличение.

Балансомеры подлежат первичной и периодической поверке.

2      Перечень операций поверки средства измерений

Таблица 1

При отрицательных результатах одной из операций поверка прекращается.

• 3      Требования к условиям проведения поверки

При поверке должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура воздуха, °C                                  от +15 до +25;

• - относительная влажность воздуха, %                       от 25 до 90;

• - атмосферное давление, гПа                                от 860 до 1060.

При проведении поверки в соответствии с п. 10.2.2 данной методики дополнительно должны быть соблюдены следующие условия:

• - высота Солнца над горизонтом, не менее                   10°.

Солнечное излучение должно быть устойчивым. На диске солнца и в пределах угла 5° в любом направлении от линии визирования на солнце не должно быть следов облаков. В воздухе не должно быть пыли, дыма, тумана или дымки.

• 4      Требования к специалистам, осуществляющим поверку

  • 4.1 К проведению поверки допускаются лица, допущенные к работе в качестве поверителей, изучившие настоящую методику и эксплуатационную документацию (далее ЭД), прилагаемую к балансомерам.

5 Метрологические и технические требования к средствам поверки Таблица 2

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

• 5.2 Допускается применение аналогичных средств поверки обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых балансомеров с требуемой точностью.

• 6 Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

  • 6.1 При поверке должны необходимо соблюдать требования:

- требования безопасности по ГОСТ 12.3.019;

- 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 балансомера следующим требованиям:

• - соответствие внешнему виду СИ описанию типа СИ;

• - черное матовое покрытие приемных поверхностей балансомера должно быть ровным без отклонений и наплывов;

• - четкость и хорошая различимость маркировок на корпусе преобразователя (входит в состав балансомера);

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

• -  в зависимости от исполнения комплектность должна соответствовать эксплуатационной документации на балансомер;

• - балансомеры не должны иметь дефектов, способных оказать влияние на безопасность проведения поверки и на результаты поверки.

• 8 Подготовка к поверке и опробование средства измерений

  • 8.1 Проверьте балансомер.

  • 8.2 Проверьте электропитание балансомера.

  • 8.3 Подготовьте к работе и включить балансомер согласно ЭД.

  • 8.4 Опробование

    • 8.4.1 Опробование балансомера должно осуществляться в следующем порядке:

      • 8.4.1.1 Включите балансомер.

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

      • 8.4.1.3 При поверке измеренные значения фиксируются на блоке электронном или в программном обеспечении Peleng Meteo.

• 9      Проверка программного обеспечения средства измерений

  • 9.1 Запустите автономную программу Peleng Meteo в пункте меню “Справка”. Подменю “Вызов справки” содержит пункты для вызова справочной информации (помощи) по работе с программой. Подменю “О программе” содержит сведения о версии программы и ее разработчике.

  • 9.2 Балансомер считается прошедшим проверку по данному пункту с положительными результатами, если проверяемые параметры ПО соответствуют данным, представленным в таблице 3.

Таблица 3

• 10 Определение метрологических характеристик средства измеренийОпределение сопротивления термобатареи

Проведите определение сопротивления термобатареи путем измерения сопротивления между выводами термобатареи при помощи вольтметра с напряжением не более 4 В. Измерьте значение сопротивления с точностью до 1 Ом. Результаты считаются положительными, если сопротивление термобатареи лежит в пределах от 35 до 135 Ом.

• 10.2 Определение разности коэффициентов преобразования сторон (асимметрии преобразователя)

Проведите определение разности коэффициентов преобразования сторон (асимметрии преобразователя) на установке актинометрической ПО-4 путем сравнения с эталонным актинометром либо в естественных условиях по Солнцу путем сличений с эталонным актинометром.

• 10.2.1 На установке актинометрической ПО-4 проведите измерения в следующим образом:

• 10.2.1.1 Включите светоизмерительную лампу, установите на ней напряжение, обеспечивающее в плоскости измерений энергетическую освещенность не ниже 0,4 кВт/м², и выдержите во включенном состоянии не менее 30 мин. До конца поверки напряжение на светоизмерительной лампе поддерживайте постоянным с погрешностью не более ±0,2 В.

• 10.2.1.2 Установите эталонный актинометр нормально к направлению светового потока, подключите его к вольтметру, выдержите освещенным не менее 2 мин. Затените затеняющим экраном и через 1 мин снимают отсчет no.

• 10.2.1.3 Уберите затеняющий экран и не менее чем через 2 мин снимите три отсчета Uoi.

• 10.2.1.4 Снимите эталонный актинометр и установите поверяемый балансомер стороной 1 к светоизмерительной лампе перпендикулярно оптической оси установки актинометрической ПО-4 таким образом, чтобы центр ее приемной поверхности расположился в той же точке пространства, что и эталонного актинометра.

• 10.2.1.5 Поверяемый балансомер выдержите освещенным не менее 2 мин, затените и через 1 мин снимите отсчет n1, мВ.

• 10.2.1.6 Уберите затеняющий экран и не менее, чем через 2 мин, снимите 10 значений напряжения Umi, из которых вычислите среднее арифметическое значение й_т1.

• 10.2.1.7 Установите преобразователь стороной 2 к светоизмерительной лампе и аналогичным образом выполните измерения при затененном и освещенном преобразователе, затем получите для стороны 2 значения ni и и_т2.

• 10.2.1.8 Установите эталонный актинометр, аналогично указанному в пунктах 10.2.1.2,

• 10.2.1.3 проведите измерения при закрытом и открытом эталонном актинометре, повторно получив значения no и Uoi.

• 10.2.1.9 Из двух серий измерений по эталонному актинометру найдите среднее

арифметическое U_o, мВ по формуле:

Uo

• 10.2.1.10 Вычислите значения стороны преобразователя, мВ м²/кВт, по формулам

К1 = Ко (й_т1 - Щ) / йо,                                  (2)

К2 = Ко (и_т2 - П₂) / йо,                                    (3)

где Ко - значение коэффициента преобразования эталонного актинометра, мВ м²/кВт; й_о - значение, полученное по формуле (5) по эталонному актинометру, мВ; й_т1, й_т2 - средние арифметические отсчеты при освещении сторон преобразователя, мВ.

n1, n2 — отсчеты при затенении сторон 1 и 2 преобразователя, мВ.

• 10.2.1.11  Вычислите значение коэффициента преобразования К как арифметическое К1 и К2.

• 10.2.1.12 Вычислите разницу коэффициентов преобразования сторон ДК (асимметрию преобразователя), %, по формуле:

Д/< = ^(К1-К2) • 100 %,                                         (4)

/С

где К - среднее значение коэффициента преобразования преобразователя, мВ м²/кВт.

• 10.2.1.13 Результаты считаются положительными, если значения коэффициентов преобразования преобразователя составляют не менее 7 мВ м²/кВт, а значение асимметрии не превышает ±5 %.

• 10.2.2 Определение коэффициента преобразования преобразователя в естественных условиях приведите путем сличения его показаний с эталонным актинометром при отсутствии облаков в телесном угле радиусом не менее 5° от центра солнечного диска. Высота солнца над горизонтом должна быть не менее 10°. Во время сличений в атмосфере не должно быть заметных глазом дыма, пыли и тумана.

Выполните измерения в следующем порядке:

• 10.2.2.1 Установите преобразователь, пользуясь переходным кольцом, в трубу ПО-11 стороной 1 вверх. На нижний конец трубы наденьте насадку. Подключите преобразователь и эталонный актинометр к вольтметру. Открывают трубу ПО-11 и эталонный актинометр, сняв с них крышки, нацеливают на солнце и выдерживают 2 мин, корректируя нацеливание.

• 10.2.2.2 Закройте эталонный актинометр и трубу ПО-11 крышками и через 1 мин снимите показания вольтметра для преобразователя щ и эталонного актинометра п₀.

• 10.2.2.3 Откройте трубу ПО-11 и эталонный актинометр, нацельте их на Солнце. Через 1 мин, корректируя нацеливание, снимите синхронные показания преобразователя (Umi) и эталонного актинометра (U0i), мВ.

• 10.2.2.4 Повторите измерения при закрытой и открытой трубе ПО-11 (по пунктам

• 10.2.2.2 и 10.2.2.3) 10 раз. Закончите измерениями при закрытой трубе ПО-11.

При этом закройте крышкой эталонный актинометр и снимите по нему отсчет п₀₁, п₀₂ только в начале и в конце серии соответственно, вычислите среднее арифметическое п₀ по

• 10.2.2.5 Установив преобразователь в трубе ПО-11 стороной 2 вверх, выполните измерения в порядке, аналогичном изложенному в пп. 10.2.2.1-10.2.2.4.

• 10.2.2.6 Для каждого отсчета Umi, полученного при открытой трубе по п. 10.2.2.3, вычислите среднее арифметическое п_т из двух соседних значений П[ и щ, между которыми выполнен отсчет Umi по формуле:

П_т =                                        (6)

• 10.2.2.7 Вычислите значения коэффициента преобразования Ki, мВ м²/кВт, для каждого измеренного значения Umi, по формуле:

iz _ 17 ⁽^mi_^m⁾

' =  ⁰ (U_oi-n_o-)

где К_о - коэффициент преобразования эталонного актинометра, мВ м²/кВт;

п_т - среднее арифметическое показание преобразователя при закрытой трубе ПО-11 согласно п. 10.2.2.6;

и₀[ - отсчет по эталонному актинометру, выполненный синхронно с данным отсчетом U_mi по преобразователю при открытой трубе, мВ;

п₀ - среднее арифметическое из двух отсчетов по актинометру, закрытому крышкой, выполненных пп. 10.2.2.2, 10.2.2.4, мВ.

• 10.2.2.8 Вычислите коэффициент преобразования К₁, К₂ каждой стороны, как среднее арифметическое по формулам:

  10

  С _ ^t=1 ^At

  ² = 10

  10 С _ ^t=1 ^At

  ¹ = 10

(8)

• 10.2.2.9 Вычислите коэффициент преобразования К как среднее арифметическое К₁, К₂

• 10.2.2.10 Вычислите разницу коэффициентов преобразования сторон ДК, %, по

  формуле:

Д/< = ^{(/<1 ;<2>} • 100 %,                                           (9)

/С

где К - среднее значение коэффициента преобразования преобразователя, мВ м²/кВт.

• 10.2.2.11 Результаты считаются положительными, если значения коэффициентов преобразования преобразователя составляют не менее 7 мВ м²/кВт, а значение асимметрии не превышает ±5 %.

10.3 Определение относительной погрешности измерений энергетической освещенности

• 10.3.1 Подключите балансомер к блоку электронному согласно ЭД.

• 10.3.2 Подключите к ПК с помощью ПО Peleng Meteo.

• 10.3.3 В настройках ПО выберите поверяемый прибор и установить коэффициент преобразования, вычисленный в 10.2.1.11 или в 10.2.2.9.

• 10.3.4  Установите на лампе мощность, соответствующую энергетической освещенности - 400 Вт/м².

• 10.3.5 Установите эталонный актинометр при помощи штатива на поворотный столик перпендикулярно к направлению светового потока. Подключите к вольтметру и выдержите освещенным не менее 2 мин.

• 10.3.6 Снимите 10 значений напряжения U0i и рассчитайте соответствующие значения энергетической освещенности 1_эт[, из которых вычислить среднее значение /_эт.

• 10.3.7 Снимите эталонный актинометр и установите балансомер перпендикулярно оптической оси установки таким образом, чтобы центр приемной поверхности расположился в той же точке пространства, что и эталонного актинометра.

• 10.3.8 Выдержите его освещенным не менее 2 мин. Снимите 10 измерений /_изм^, из которых вычислить среднее значение 1_изм.

• 10.3.9  Вычислите относительную погрешность измерений энергетической освещенности по формуле:

6/ = /изм^-^ • 100 %,                            (2)

!эт

• 10.3.10  Повторите п. 10.3.5 - 10.3.9, устанавливая значения энергетической освещенности, равномерно распределенных по диапазону.

• 10.3.11 Результаты считать положительными, если выполняются условия:

81 < ±10 %.

• 11 Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям

Процедура обработки результатов, полученных при определении метрологических характеристик, приведена в пп. 10.2.1.6, 10.2.1.9-10.2.1.12, 10.2.2.4, 10.2.2.6-10.2.2.10, 10.3.6, 10.3.8-10.3.9.

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, 10.2.1.13, 10.2.2.11 и

• 10.3.11 настоящей методики поверки.

• 12 Оформление результатов поверки

  • 12.1 Сведения о результатах поверки пиранометров 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.

7