Методика поверки «ГСИ Магнитометр вибрационный 8604» (МП 123-261-2020)

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии УРАЛЬСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ

- ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИТАРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ ИМ.Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА»

(УНИИМ - филиал ФГУП «ВЕШИМ им. Д.И.Менделеева»)

УТВЕРЖДАЮ

И.о. директора УНИИМ - филиала

Ф ГУ 1Г«ВЙИИМ^Й^И.Менделеева

IgA

В.П, Собина

X I

----//&- •? $//

2020 г.

■■■

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИИ

Магнитометр вибрационный 8604

Екатеринбург

2020

• 1 РАЗРАБОТАНА

Уральским научно-исследовательским институтом метрологии - филиалом Федерального государственного унитарного предприятия «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» (УНИИМ - филиалом ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»),

• 2 ИСПОЛНИТЕЛИ

Зам. зав. лаборатории 261

Мл. науч. сотр. лаб.261

• 3 УТВЕРЖДЕНА

И.о. директора УНИИМ - филиала ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева»

СОДЕРЖАНИЕ

• 1   Общие положения

• 2   Нормативные ссылки

• 3    Перечень операций поверки средств измерений

• 4   Требования к условиям проведения поверки

• 5   Требования к специалистам, осуществляющим поверку

• 6   Метрологические и технические требования к средствам поверки

• 7   Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

• 8   Внешний осмотр средства измерений

• 9    Подготовка к поверке и опробование средства измерений

• 10  Проверка программного обеспечения средства измерений

• 11   Определение метрологических характеристик средства измерений

• 12  Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям

• 13  Оформление результатов поверки

Дата введения в действие « £2»           2020 г.

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) распространяется на магнитометр вибрационный 8604 (далее - магнитометр), изготовленный Lake Shore Cryotronics, США, и устанавливает процедуру его первичной и периодической поверок. Поверка магнитометра должна производиться в соответствии с требованиями настоящей методики.

• 1.2 При проведении поверки должна обеспечиваться прослеживаемость магнитометра к ГЭТ 12-2011 «Государственному первичному эталону единиц магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции» согласно ГОСТ 8.030-2013 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции».

• 1.3 Интервал между поверками - один год.

2 Нормативные ссылки

В настоящей МП использованы ссылки на следующие документы:

3 Перечень операций поверки средств измерении

3.1 При поверке магнитометра выполняют операции, указанные в таблице 1. Таблица 1 - Операции поверки

• 3.2 Если при выполнении той или иной операции выявлено несоответствие установленным требованиям, поверку приостанавливают, выясняют и устраняют причины несоответствия, после этого повторяют поверку' по операции, по которой выявлено несоответствие. В случае повторного невыполнения требований поверка прекращается, магнитометр бракуется и выполняются операции по п. 13 настоящей МП.

• 3.3 Допускается на основании письменного заявления владельца магнитометра проводить периодическую поверку' магнитометра для меньшего числа зазоров электромагнита магнитометра. В свидетельстве о поверке обязательно указывается информация об объеме проведенной поверки.

• 4.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C                            от 15 до 28;

• - относительная влажность воздуха, %, не более                             80.

Вибрация и тряска должны отсутствовать.

• 4.2 Перед проведением поверки магнитометр выдерживают во включенном состоянии не менее 20 минут. Перед началом поверки проводят все необходимые регламентные работы, указанные в эксплуатационной документации (далее - ЭД).

• 5.1 К проведению работ по поверке допускаются лица из числа специалистов, допущенных к поверке, работающих в организации, аккредитованной на право поверки средств магнитных измерений.

• 5.2 К поверке допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроустановками, изучившие ЭД на магнитометр, средства поверки и настоящую МП.

• 6.1 При проведении поверки применяют средства поверки согласно таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

• 6.2 Эталоны, применяемые для поверки, должны быть поверены, если представлены средствами измерений утвержденного типа или аттестованы, если представлены средствами измерений неутвержденного типа, средства измерений - поверены. Стандартные образцы должны иметь действующие паспорта.

• 6.3 При проведении поверки допускается применение не указанных в п. 6.1 средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик магнитометра с требуемой точностью.

• 7.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования Приказа Минтруда России от 24.07.2013 № 328н «Об утверждении Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок», требования ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.2.007.0, а также требования безопасности и меры предосторожности, указанные в ЭД на магнитометр и применяемые средства поверки.

• 8.1 При внешнем осмотре необходимо установить:

• - соответствие внешнего вида магнитометра сведениям, приведенным в описании типа;

• - отсутствие видимых повреждений магнитометра, наличие заземления;

• - соответствие комплектности, указанной в паспорте;

• - четкость обозначений и маркировки.

• 8.2 В случае, если при внешнем осмотре магнитометра выявлены повреждения или дефекты, способные оказать влияние на безопасность проведения поверки или результаты поверки, поверка может быть продолжена только после устранения этих повреждений или дефектов.

• 9.1  Подготовить магнитометр в соответствии с ЭД.

• 9.2  Выполнить измерение намагниченности образца магнитного материала в соответствии с ЭД.

• 9.3  При отсутствии показаний магнитометр признается непригодным к применению, дальнейшие операции не производятся.

• 10.1 Идентификационные данные программного обеспечения (далее - ПО) должны соответствовать указанным в таблице 3. Идентификационное наименование и номер версии ПО проверяют следующим образом: в меню ПО магнитометра нажимают вкладку «Настройки», в результате на экране отобразится идентификационное наименование и номер версии ПО.

Таблица 3 - Идентификационные данные программного обеспечения

• 11.1.1 Проверку относительной погрешности измерения намагниченности проводят по стандартному образцу из состава ГСО 9444-2009 (SRM 2853) (далее - ГСО 9444-2009 или стандартный образец). Стандартный образец поместить в зазор электромагнита № 2 и провести не менее 5 измерений в приложенном магнитном поле напряженностью 398 кА/м (5000 Э). Перед каждым измерением проводить измерение температуры, t, °C, в зазоре электромагнита термометром лабораторным электронным LTA-M (далее - термометр).

• 11.1.2 Повторить операцию 11.1.1 для зазоров №1, №3 и № 5 электромагнита магнитометра.

• 11.2.1 Подготовка измерительной катушки:

• - обмотку измерительной катушки присоединить непосредственно ко входу флюксметра;

• - с помощью источника питания в межполюсном пространстве электромагнита № 1 установить постоянное магнитное поле;

• - измерить значение магнитной индукции в зазоре электромагнита измерителем напряженности магнитного поля Gauss-/ Teslameter FH 54 (далее - измеритель магнитного поля), Я_эм, Тл;

• - измерительную катушку поместить соосно в геометрический центр межполюсного пространства электромагнита № 1 так, чтобы геометрический центр катушки совпал с геометрическим центром межполюсного пространства электромагнита. Сбросить магнитный поток, показываемый флюксметром. Извлечь измерительную катушку из межполюсного пространства на расстояние не менее чем 30 см. Не изменяя скорости, повернуть её на 180° и так же медленно возвратить в межполюсное пространство электромагнита. Записать значение магнитного потока, Ф_2П, Вб;

• - рассчитать постоянную измерительной катушки K_sw, Вб/Тл, по формуле

  

  Фгп

  2-Язи’

  (1)

где Ф₂п - магнитный поток, измеренный флюксметром, Вб;

В_эм - магнитная индукция постоянного магнитного поля, измеренная тесламетром, Тл.

• 11.2.2 Проведение измерений

• •     Зазор № 2 электромагнита магнитометра

• 11.2.2.1 Установить зазор №2 электромагнита магнитометра. Задать максимальную напряженность постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита.

• 11.2.2.2 Обмотку измерительной катушки присоединить ко входу флюксметра, поместить соосно в геометрический центр межполюсного пространства электромагнита магнитометра так, чтобы геометрический центр катушки совпал с геометрическим центром межполюсного пространства электромагнита и зафиксировать ее. Сбросить значение магнитного потока на флюксметре. Извлечь измерительную катушку из межполюсного пространства электромагнита на расстояние не менее чем 30 см. Не изменяя скорости, повернуть её на 180^е и так же медленно возвратить в межполюсное пространство электромагнита. Снять показания магнитного потока с табло флюксметра, Ф, Вб.

• 11.2.2.3 Рассчитать действительное значение напряженности постоянного магнитного поля, Н₊, кА/м, в зазоре электромагнита по формуле

„   _ Ф 1

^Н+м~ H_OK_SW’1000'                         ⁽²⁾

где Ф - магнитный поток измеренный флюксметром, Вб;

= 4я • 10“⁷ - магнитная постоянная, Гн/м;

K_sw - постоянная катушки, определенная в соответствии с 11.2.1, Вб/Тл.

• 11.2.2.4 Изменить направление магнитного поля в зазоре электромагнита на противоположное, повторить операцию 11.2.2.1-11.2.2.2, рассчитать действительное значение напряженности постоянного магнитного поля, /7_, кА/м, в зазоре электромагнита по формуле (2).

• •     Зазор № 1 электромагнита магнитометра

• 11.2.2.5 Установить зазор №1 электромагнита магнитометра. Выполнить операции 11.2.2.2-11.2.2.4.

• •     Зазор № 3 электромагнита магнитометра

• 11.2.2.6 Установить максимальную напряженность магнитного поля в зазоре №3 электромагнита магнитометра.

• 11.2.2.7 Поместить первичный преобразователь измерителя магнитного поля в центр межполюсного пространства электромагнита и выполнить измерение напряженности постоянного магнитного поля, А/м.

• 11.2.2.8 Изменить направление магнитного поля в зазоре электромагнита на противоположное. Поместить первичный преобразователь измерителя магнитного поля в центр межполюсного пространства электромагнита и выполнить измерение напряженности постоянного магнитного поля, Н_, кА/м.

• •     Зазор № 5 электромагнита магнитометра

• 11.2.2.9 Установить максимальную напряженность магнитного поля в зазоре № 5 электромагнита магнитометра. Выполнить операции 11.2.2.7-11.2.2.8.

• •     Зазор № 1 электромагнита магнитометра

• 11.3.1 Повторить операции 11.2.2.2 - 11.2.2.3 не менее чем для двух устанавливаемых значений напряженности магнитного поля в зазоре электромагнита, равномерно распределенных в диапазоне св. плюс 1591 кА/м (плюс 20,0 кЭ) до плюс 2070 кА/м включ. (плюс 26,1 кЭ).

• 11.3.2  Поменять направление магнитного поля в зазоре электромагнита на противоположное, повторить операции 11.2.2.2 - 11.2.2.3 не менее чем для двух устанавливаемых значений напряженности магнитного поля в зазоре электромагнита, равномерно распределенных в диапазоне св. минус 2070 кА/м (минус 26,1 кЭ) до минус 1591 кА/м включ. (минус 20,0 кЭ).

• 11.3.3 Повторить операции 11.2.2.7 - 11.2.2.8 не менее чем в 10 точках, равномерно распределенных в диапазоне от минус 1591 кА/м (минус 20,0 кЭ) до плюс 1591 кА/м (плюс 20,0 кЭ).

• •     Зазор № 2 электромагнита магнитометра

• 11.3.4 Повторить операции 11.2.2.2 - 11.2.2.3 не менее чем для двух устанавливаемых значений напряженности магнитного поля в зазоре электромагнита, равномерно распределенных в диапазоне св. плюс 1591 кА/м (20,0 кЭ) до плюс 1886 кА/м включ. (23,7 кЭ).

• 11.3.5  Поменять направление магнитного поля в зазоре электромагнита на противоположное, повторить операции 11.2.2.2 - 11.2.2.3 не менее чем для двух устанавливаемых значений напряженности магнитного поля в зазоре электромагнита, равномерно распределенных в диапазоне св. минус 1886 кА/м (минус 23,7 кЭ). до минус 1591 кА/м включ. (минус 20,0 кЭ).

• 11.3.6 Повторить операцию 11.2.2.6 не менее чем в 10 точках, равномерно распределенных в диапазоне от минус 1591 кА/м (минус 20,0 кЭ) до плюс 1591 кА/м (плюс 20,0 кЭ).

• •     Зазор № 3 электромагнита магнитометра

• 11.3.7 Повторить операцию 11.2.2.6 не менее чем в 10 точках, равномерно распределенных в диапазоне от минус 1550 кА/м (минус 19,6 кЭ) до плюс 1550 кА/м (плюс 19,6 кЭ).

• •     Зазор № 5 электромагнита магнитометра

11.3.4 Повторить операцию 11.2.2.6 не менее чем в 10 точках, равномерно распределенных в диапазоне от минус 1225 кА/м (минус 15,4 кЭ) до плюс 1225 кА/м (плюс 15,4 кЭ).

• 12.1.1 Для полученных рядов по п. 11.1 измеренных значений намагниченности вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений х, кА/м, по формуле

п

1=1

где Xj- /-результат измерений намагниченности, кА/м; п - число измерений.

• 12.1.2 В соответствии с паспортом на ГСО 9444-2009, при температурах отличных от

298 К (24,9 °C) действительное значение удельной намагниченности стандартного образца ГСО 9444-2009, а_А, А м²/кг, определить по формуле

где t - температура окружающего воздуха, измеренная термометром лабораторным электронным LTA-M, °C.

• 12.1.3 Вычислить действительное значение намагниченности стандартного образца, х_о, кА/м, по формуле

  (5)

1000’

где р=5180 кг/м³ - плотность стандартного образца, кг/м³.

• 12.1.4 Относительную погрешность измерений намагниченности образца, 5, %, вычислить по формуле

  (* ~ х_о)

  х_о

  • 100

  (6)

где х_о - действительное значение намагниченности стандартного образца, рассчитанное по формуле (5), кА/м.

• 12.1.5 Повторить операции 12.1.1-12.1.4 для зазора электромагнита № 5.

• 12.1.6 Относительная погрешность измерений намагниченности должна находиться в интервале ±6,0 %.

• 12.1.7 Диапазон измерений намагниченности соответствует заявленному значению, если погрешность измерений намагниченности находится в диапазоне допускаемых значений.

• 12.2.1 За максимальное значение напряженности постоянного магнитного поля, Н_тах, кА/м, для каждого зазора электромагнита принять значение рассчитанное по формуле

  (7)

^тах ~

• 12.2.2  Максимальное значение напряженности постоянного магнитного поля, устанавливаемое в зазоре № 1 электромагнита магнитометра должно быть не менее 2070 кА/м (26,1 кЭ).

• 12.2.3  Максимальное значение напряженности постоянного магнитного поля, устанавливаемое в зазоре № 2 электромагнита магнитометра должно быть не менее 1886 кА/м (23,7 кЭ).

• 12.2.4  Максимальное значение напряженности постоянного магнитного поля, устанавливаемое в зазоре № 3 электромагнита магнитометра должно быть не менее 1550 кА/м (19,6 кЭ).

• 12.2.5  Максимальное значение напряженности постоянного магнитного поля, устанавливаемое в зазоре № 5 электромагнита магнитометра должно быть не менее 1225 кА/м (15,4 кЭ).

12.3 Оценка относительной погрешности установки напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагните

• •     Зазор № 1 электромагнита магнитометра

• 12.3.1 По результатам измерений, полученным в 11.3.1 - 11.3.3 рассчитать отклонение устанавливаемого значения напряженности магнитного поля от рассчитанного значения, <5_ОТК, %, по формуле

5_оте =            •¹⁰⁰’

“о

где Н_усг - значение напряженности постоянного магнитного поля, устанавливаемое в зазоре электромагнита магнитометра, кА/м;

Н_о - значение напряженности постоянного магнитного поля, кА/м (для диапазона от 1591 кА/м (20,0 кЭ) до 2070 кА/м включ. (26,1 кЭ), св. минус 2070 кА/м (минус 26,1 кЭ) до минус 1591 кА/м включ. (минус 20,0 кЭ) рассчитанное аналогично формуле (2); для диапазона от минус 1591 кА/м (минус 20,0 кЭ) до плюс 1591 кА/м (20,0 кЭ) измеренное измерителем магнитного поля).

• 12.3.2 Для диапазонов устанавливаемых значений напряженности магнитного поля св. 1591 кА/м (20,0 кЭ) до 2070 кА/м включ. (26,1 кЭ), св. минус 2070 кА/м (минус 26,1 кЭ) до минус 1591 кА/м включ. (минус 20,0 кЭ) рассчитать относительную погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита магнитометра в относительном виде, 8(H), %, по формуле

5(H) = +1,1 ■ JTsi7~si+ 5_О²_ТК,                   (9)

где 6_Ф - относительная погрешность измерения магнитного потока флюксметром, %;

8_В — относительная погрешность измерения магнитной индукции, %;

^отк ~ отклонение измеренного значения от задаваемого магнитометром значения напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита, %.

• 12.3.3 Для диапазонов устанавливаемых значений напряженности магнитного поля от минус 1591 кА/м (минус 20,0 кЭ) до плюс 1591 кА/м (плюс 20,0 кЭ) рассчитать относительную погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита магнитометра в относительном виде, 6(H), %, по формуле

6(H) = ±(|6_FH| + |5_О/ПК|),                       (10)

где 6_FH - относительная погрешность измерения напряженности постоянного магнитного поля измерителем магнитного поля, %;

5_ОТК ~ отклонение измеренного значения от задаваемого магнитометром значения напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита, %.

• 12.3.4  Относительная погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля должна находиться в пределах ± 5,0 %.

• •     Зазор № 2 электромагнита магнитометра

• 12.3.5 По результатам измерений, полученным в 11.3.4 - 11.3.6, рассчитать отклонение устанавливаемого значения напряженности магнитного поля от рассчитанного значения, <5_0тк, %, по формуле (8), где Н_о - значение напряженности постоянного магнитного поля, кА/м (для диапазона от 1591 кА/м (20,0 кЭ) до 1886 кА/м включ. (23,7 кЭ), св. минус 1886 кА/м (минус 23,7 кЭ) до минус 1591 кА/м включ. (минус 20,0 кЭ) рассчитанное аналогично формуле (2); для диапазона от минус 1591 кА/м (минус 20,0 кЭ) до плюс 1591 кА/м (20,0 кЭ) измеренное измерителем магнитного поля).

• 12.3.6 Для диапазонов устанавливаемых значений напряженности магнитного поля св. 1591 кА/м (20,0 кЭ) до 1886 кА/м включ. (23,7 кЭ) и св. минус 1886 кА/м (минус 23,7 кЭ) до минус 1591 кА/м включ. (минус 20,0 кЭ) рассчитать относительную погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита магнитометра в относительном виде, 3(H), %, по формуле (9).

• 12.3.7 Для диапазонов устанавливаемых значений напряженности магнитного поля от минус 1591 кА/м (минус 20,0 кЭ) до плюс 1591 кА/м (плюс 20,0 кЭ) рассчитать относительную погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита магнитометра в относительном виде, 5(Я), %, по формуле (10).

• 12.3.8  Относительная погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля должна находиться в пределах ± 3,5 %.

• •     Зазор № 3 электромагнита магнитометра

• 12.3.9 По результатам измерений, полученным в 11.3.7, рассчитать отклонение, 5_ОТК, установленного значения напряженности магнитного поля, Н_усг, кА/м, от измеренного значения, Н_о, кА/м, по формуле (8). Рассчитать относительную погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита магнитометра в относительном виде, 3(H), %, по формуле (10).

• 12.3.10  Относительная погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля должна находиться в пределах ± 3,5 %.

• •     Зазор № 5 электромагнита магнитометра

• 12.3.11 По результатам измерений, полученным в 11.3.8, рассчитать отклонение, 5_ОТК, %, установленного значения напряженности магнитного поля, Н_уст, кА/м, от измеренного значения, Н_о, кА/м, по формуле (8). Рассчитать относительную погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля в зазоре электромагнита магнитометра в относительном виде, 3(H), %, по формуле (10).

• 12.3.12  Относительная погрешность установки напряженности постоянного магнитного поля должна находиться в пределах ± 5,0 %.

• 13.1 Результаты поверки оформляют протоколом, форма протокола произвольная.

• 13.2 Положительные результаты поверки оформляют в соответствии с Порядком проведения поверки средств измерений, требованиям к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке (утв. приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. №1815) или в соответствии с порядком, действующим на момент проведения поверки.

• 13.3 Отрицательные результаты поверки оформляют в соответствии с Порядком проведения поверки средств измерений, требованиям к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке (утв. приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. №1815) или в соответствии с порядком, действующим на момент проведения поверки выдачей извещения о непригодности с указанием причин непригодности.

Разработчик:

Зам. зав. лаб. 261 УНИИМ- филиала

Т.И. Маслова

ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева»

Мл. науч. сотр. лаб. 261 УНИИМ - филиала

ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева»