Методика поверки «Преобразователи давления измерительные Sitrans P типа 7MF» (МП 45743-10)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ФГУП «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ»

В.Н.Яншин 2010 г.

ТВЕРЖДАЮ водитель    СИ ФГУП «ВНИИМС»

Преобразователи давления измерительные Sitrans Р типа 7MF производства предприятий фирмы «Siemens AG».

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Москва

2010

Настоящая рекомендация распространяется на измерительные преобразователи (датчики) давления типа Sitrans Р типа MF , выпускаемые по технической документации фирмы «Siemens AG», Германия, которая, в основном, не противоречит российскому ГОСТ 22520-85.

Измерительные преобразователи давления Sitrans Р типа MF предназначены для непрерывного преобразования избыточного давления, разрежения, избыточного давления-разрежения, абсолютного давления и разности давлений (далее по тексту давления) в аналоговый унифицированный токовый выходной сигнал, а также в показания цифрового дисплея, который может располагаться как на корпусе самого преобразователя, так и на ручном коммуникаторе (дистанционном пульте управления) или на персональном компьютере, подключаемым к преобразователю в соответствии с руководством по эксплуатации.

Настоящая рекомендация распространяется том числе и на преобразователи разности давлений, используемые для измерений расхода, уровня и других параметров, функционально связанных с давлением.

Рекомендация устанавливает методику первичной и периодической поверок измерительных преобразователей давления Sitrans Р типа 7MF.

• 1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

  • 1.1. При проведении первичной и периодической поверок должны быть выполнены следующие операции:

Внешний осмотр - п. 5.1.

Опробование - п. 5.2.

Определение основной погрешности преобразователя - п. 5.3.

Определение вариации выходного сигнала преобразователя - п.5.4.

• 2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

  • 2.1. При проведении поверки применяют средства, указанные в табл.1.

Таблица 1

• 2.2. Эталоны, применяемые при поверке, должны иметь действующие свидетельства о поверке. Вспомогательные средства измерений (в том числе необходимые адаптеры для подключения задаваемого давления или модемы, для связи поверяемого преобразователя с компьютером) должны обеспечивать необходимые режимы поверки.

• 2.3. Допускается применять средства поверки, не предусмотренные перечнем, приведенным в табл.1, при условии обеспечения ими условий и проведения поверки в соответствии с разд. 4 и 5.

• 3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

  • 3.1. При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности по работе с приборами для измерений давления и с электроизмерительными приборами, а также требования по безопасности эксплуатации применяемых средств поверки, указанных в НТД на эти средства.

• 4. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

  превышать значений, указанных в руководстве по эксплуатации.

4.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

4. Напряжение питания постоянного тока, В:

5. Сопротивление нагрузки, включая эталонное сопротивление, не должно

Рабочая среда для преобразователей с верхними пределами до 2,5 МПа включительно - воздух или нейтральный газ, более 2,5 МПа - жидкость; допускается использовать жидкость при поверке преобразователей с верхними пределами измерений от 0,4 до 2,5 МПа при условии обеспечения тщательного заполнения системы жидкостью.

Допускается использовать воздух или нейтральный газ при поверке преобразователей давления с верхними пределами измерений более 0,25 МПа при условии обеспечения соответствующих правил безопасности.

Колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны и магнитные поля, кроме земного, влияющие на работу преобразователя, должны отсутствовать.

Импульсную линию, через которую подают измеряемое давление, допускается соединять с дополнительными емкостями, вместимость каждой из которых должна находиться в пределах от 1 до 50 литров.

Пульсация напряжения не должна превышать ± 0,5% значения напряжения питания.

При поверке преобразователей разности давления значение измеряемого параметра устанавливают при сообщении минусовой камеры с атмосферой и подаче соответствующего избыточного давления в плюсовую камеру преобразователя разности давлений. При поверке преобразователей этих видов на малые пределы измерений в случаях, когда это позволяют конструкции поверяемого преобразователя и эталона, влияние изменений давления окружающего воздуха может быть существенно уменьшено, если камеры поверяемого преобразователя и эталона, соединяющиеся с атмосферой, следует соединить между собой. При использовании в качестве эталонов задатчиков с опорным давлением следует подавать в минусовую камеру опорное давление.

• 4.2. Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• - преобразователи должны быть выдержаны при температуре, указанной в п. 4.1, не менее 3 час.

• - выдержка преобразователя перед началом испытаний после включения питания должна быть не менее 0,5 час.;

• - преобразователи должны быть установлены в рабочее положение с соблюдением указаний инструкции по эксплуатации;

• - система, состоящая из соединительных линий, эталона и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемого параметра должна быть проверена на герметичность в соответствии с пп. 4.2.1 - 4.2.4.

• 4.2.1. Проверка герметичности системы для поверки преобразователей давления, разности давлений, разрежения с верхними пределами измерений менее 100 кПа, абсолютного давления с верхними пределами измерения более 0,25 МПа приводится при значениях давления или разрежения, равных верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя.

Проверку герметичности системы для поверки преобразователей давления-разрежения проводят при давлении, равном верхнему пределу измерений избыточного давления.

Проверку герметичности системы для поверки преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа проводят при разрежении, равном 0,9 - 0,95 значения атмосферного давления.

Примечание. Проверку герметичности системы для поверки преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений менее 0,25 МПа проводят по методике и при давлении по п. 4.2.3.

• 4.2.2. При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, указанных в п. 4.2.1, на место поверяемого преобразователя устанавливают преобразователь, герметичность которого проверена, или любое другое средство измерений, имеющее погрешность (приведенную к значениям давления, указанным в п. 4.2.1) не более 2,5% и позволяющее заметить изменение давления 0,5% заданного значения давления.

Создают давление, указанное в п. 4.2.1, и отключают источник давления. Если в качестве образцового СИ применяют грузопоршневой манометр, его колонку и пресс также отключают.

Систему считают герметичной, если после трехминутной выдержки под давлением, равным верхнему пределу измерений, в течение последующих 2 мин. в ней не наблюдают падение давления (разрежения).

Допускается изменение давления (разрежения), обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и изменением температуры измеряемой среды.

• 4.2.3.  Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений 0,25 МПа и менее, осуществляют следующим образом.

В системе с вакууметром для измерений малых абсолютных давленийсоздают давление не более 0,07 кПа. Предварительно на место подключаемого преобразователя устанавливают средство измерений,отвечающее тем же требованиям, что и при поверке по п. 4.2.2. Поддерживают указанное давление в течение 2-3 мин. Отключают устройство, создающее абсолютное давление, и, при необходимости, образцовое СИ (колонки грузопоршневого манометра). После выдержки системы в течение 3 мин. Изменение давления не должно превышать 0,5% верхнего предела предела измерений поверяемого преобразователя.

• 4.2.4. Если система предназначена для поверки преобразователей с разными значениями верхних пределов измерений, проверку герметичности рекомендуют проводить при давлении (разрежении), соответствующем наибольшему из этих значений.

• 5. ПРОВ ЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ.

  • 5.1. Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие преобразователей следующим требованиям:

• - с преобразователем на поверку должна поставляться инструкция по эксплуатации с указанием предела измерений (span), предела допускаемой основной погрешности, диапазона измерений, предела возможной настройки (range), информативного параметра выходного сигнала (аналоговый токовый, цифровой с протоколом HART или Foundation fieldbus);

• - определяется наличие аналоговых электрических и цифровых показывающих выходных устройств;

• - на преобразователе должна быть табличка с маркировкой, соответствующей прилагаемой инструкции по эксплуатации;

• - по всем выходным устройствам должна быть обеспечена возможность регулировки нуля (механически или программно).

• 5.2. Опробование.

  • 5.2.1.  При опробовании проверяют работоспособность преобразователя, функционирование корректора нуля (по всем выходным устройствам),герметичность преобразователя.

  • 5.2.2.  Работоспособность преобразователя проверяют, изменяя измеряемое давление от нижнего предельного значения до верхнего. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала на всех выходных устройствах.

Для преобразователей давления-разрежения работоспособность проверяют только при избыточном давлении, для преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа - при изменении разрежения до значения, равного не менее чем 0,9 атмосферного давления.

• 5.2.3. Функционирование корректора нуля проверяют, задав одно (любое) значение измеряемого давления. Воздействуя на корректор нуля, проверяют наличие изменения выходного сигнала на всех выходных устройствах. Возвращая корректор нуля в прежнее положение (если это допускает конструкция преобразователя) проверяют наличие изменения выходного сигнала в противоположную сторону на всех выходных устройствах.

• 5.2.4. Проверку герметичности преобразователя рекомендуется совмещать с операцией определения основной погрешности (п.5.3.8).

Методика проверки герметичности преобразователя аналогична методике проверки герметичности системы (пп. 4.2.1-4.2.4) со следующими особенностями:

• 1. Изменение давления или разрежения определяют по изменению выходного сигнала или показаний поверяемого преобразователя, включенного в систему (п.4.2.2).

• 2.  В случае обнаружения негерметичности системы с поверяемым преобразователем следует проверить отдельно систему и преобразователь;

• 5.3. Определение основной погрешности.

  • 5.3.1. Основную погрешность определяют следующими способами:

• 1. По эталону на входе преобразователя устанавливают номинальные значения входного параметра (давления), а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного параметра (тока или напряжения). У преобразователей, имеющих показывающие выходные устройства, значения выходного параметра считываются с соответствующего показывающего выходного устройства.

• 2. В обоснованных случаях по эталону на выходе преобразователя устанавливают номинальные значения выходного параметра (тока или напряжения), а по другому эталону измеряют значения соответствующего входного параметра (давления). У преобразователей, имеющих показывающие выходные устройства, значения выходного параметра устанавливаются по соответствующему показывающему выходному устройству.

• 5.3.2. Схема включения преобразователей для измерения выходного сигнала при проведении поверки по способам 1 и 2 (п. 5.3.1) приведены в приложениях 1-4.

Эталоны давления включаются в схему поверки в соответствии с их руководством по эксплуатации.

• 5.3.3. Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Рвам - наибольшая вероятность ошибочно признанного годным любого в действительности дефектного экземпляра преобразователя;

(бм)ва - отношение наибольшего возможного модуля основной погрешности экземпляра преобразователя, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной погрешности.

Допускаемые значения критериев достоверности поверки принимают равными: Рвам=0,20; (Зм)ва max =1,25.

• 5.3.4. Устанавливают следующие параметры поверки:

m - число проверяемых точек в диапазоне измерений, ш>=5;

п - число наблюдений при экспериментальном определении значений погрешности в каждой из проверяемых точек при прямом и обратном ходах, п=1;

у_к - абсолютное значение отношения контрольного допуска к пределу допускаемой основной погрешности;

Ор - отношение предела допускаемого значения погрешности эталонов, применяемых при поверке, к пределу допускаемого значения основной погрешности поверяемого преобразователя.

Значения у_к и Ор выбирают по табл. 3 п. 5.3.5 в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

• 5.3.5. Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых преобразователей осуществляют, исходя из технических возможностей и техникоэкономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки п. 5.3.3 и таблицы 3.

Таблица 3

Параметры и критерии достоверности поверки

Примечание: Табл.З составлена в соответствии с принятыми в п.5.3.3 критериями достоверности поверки согласно МИ 187-86 "ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки " и МИ 188-86 "ГСИ. Установление значений параметров методик поверки".

• 5.3.6. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого преобразователя для каждой поверяемой точки должны быть соблюдены следующие условия:

5.3.1) и определении значений выходного

►100 < уа_р

сигнала, мА;

у - предел допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя, % нормирующего значения.

За нормирующее значение принимают: для преобразователей давления -разрежения - сумму абсолютных значений верхних пределов измерений избыточного давления и разрежения; для остальных преобразователей - разницу между верхним и нижним пределом измерений выходного параметра.

2. При поверке по способам 1 и 2 (п.5.3.1) и определении значений выходного сигнала в мВ, В по падению напряжения на эталонном сопротивлении: здесь:

Д_р - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входной параметр, кПа, МПа;

Ртах - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

Д„ - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной параметр, мВ;

Umax-Uo - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мВ, В;

Umax ⁼ Imax X Ro6> U₀⁼I₀ X Rog, мВ;

Дк - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Rog, Ом;

Rog - значение эталонного сопротивления, Ом;

• 3. При поверке показывающих устройств преобразователей:

  

  100

  

  (3)

здесь:

Др - предел допускаемой абсолютной погрешности, поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

Ртах - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

• 5.3.7. Расчетные значения выходного сигнала поверяемого преобразователя в миллиамперах (1_р) для заданного номинального значения поверяемого параметра (Р) в килопаскалях или мегапаскалях для преобразователей определяют по формулам:

  

(4)

здесь:

1_Р- расчетные значения выходного параметра (эл. тока), мА;

Р - выбранное номинальное значение входного параметра (давления), МПа, кПа; Ртах - верхний предел измерений, МПа; кПа;

Imax и 1₀— соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мА;

Расчетные значения выходного сигнала U_p, выраженные в напряжении постоянного тока, определяют по формуле:

=/_р-Я^мв                        (6)

• 5.3.8. Перед определением основной погрешности должны быть соблюдены требования п. 4.2 и, в случае необходимости, откорректировано значение выходного сигнала, соответствующее нижнему предельному значению измеряемого параметра. Эта корректировка проводится после подачи и сброса измеряемого параметра, равного:

• - для преобразователей давления-разрежения - 50-100% верхнего предела измерений избыточного давления;

• - для преобразователей абсолютного давления после выдержки их в пределах от 0 до 10% верхнего предела измерений;

• - для остальных преобразователей - 80-100% верхнего предела измерений.

При периодической поверке в случае совмещения проверки герметичности с подачей давления (разрежения) перед корректировкой выходного сигнала выдержка проводится при давлении (разрежении) в соответствии с п. 4.2.2.

Установку выходного сигнала следует провести с максимальной точностью, обеспечиваемой устройством корректора и разрешающей способностью эталонов. Погрешность установки (без учета погрешности эталонов) не должна превышать 0,2 предела допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя.

• 5.3.9. Основную погрешность определяют при пяти значениях измеряемой величины, достаточно равномерно распределенных в диапазоне измерений, в том числе при значениях измеряемой величины, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям выходного сигнала. Интервал между значениями измеряемой величины не должен превышать 30% диапазона измерений.

Основную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученной при приближении к нему как от меньших значений к большим, так и от больших к меньшим (при прямом и обратном ходе).

Перед поверкой при обратном ходе преобразователь выдерживают в течение I мин под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра, соответствующего предельному значению выходного сигнала.

Допускается выдержку преобразователей давления-разрежения производить только на верхнем пределе измерений избыточного давления.

При периодической поверке основную погрешность определяют в два цикла: до корректировки диапазона изменения выходного сигнала и после корректировки диапазона. Допускается второй цикл не проводить, если основная погрешность:

При поверке преобразователей с верхним пределом измерений разрежения 0,1 МПа, если атмосферное давление равно или менее 0,1 МПа, максимальное разрежение допускается устанавливать равным 0,90-0,95 Рб, где Рб - атмосферное давление. Расчетное значение выходного сигнала при этом разрежении определяют по формулам (5) и (6). Рб следует привести к тем единицам, в которых выражено Р.

Примечание: 1 мм.рт.ст = 0,0001333 МПа.

Основную погрешность преобразователей абсолютного давления с верхним пределом измерений выше 0,25 МПа следует определять в соответствии с пп. 5.3.10 и 5.3.11. Допускается по методике п. 5.3.10 определять основную погрешность преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений от 0,1 до 0,25 МПа.

• 5.3.10. Определение основной погрешности преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений выше 0,25 до 2,5 МПа включительно следует проводить с использованием образцовых СИ разрежения и давления (например, МВП-2,5 ; МП-6 и МП-60).

В этом случае преобразователь поверяют на точках: при разрежении в пределах 0,90 - 0,95 Р при значениях избыточного давления Ризб max, определяемом по формуле (10), и при трех промежуточных значениях

давления где:

Рабс.тах- верхний предел измерений абсолютного давления, равный Р_тах, МПа; А = 0,1 МПа;

• 5.3.11. Определение основной погрешности преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений свыше 2,5 МПа следует проводить с использованием эталонов избыточного давления следующим образом:

• 1. Корректором нуля при атмосферном давлении установить значение выходного сигнала, равное 1о;

• 2. Провести поверку на прямом и обратном ходе, задавая избыточное давление, численно равное абсолютному давлению, с соблюдением условий, изложенных в п. 5.3.8,

• 3. После определения основной погрешности при атмосферном давлении корректором нуля установить значение выходного сигнала 1рн:

I?" р

■^габс₍тах где К = 0,1 МПа.

• 5.3.12. Основную погрешность у_д в % нормирующего значения вычисляют по формулам: - при поверке по способу 1 (п.5.3.1)

^Amax ^J0

_z =-----Р—.100

^д и -и ^ипмх ¹⁷ о

^х max ¹ 0

здесь:

I - экспериментально полученное значение выходного сигнала на выходе преобразователя при измерении тока, мА;

U - экспериментально полученное значение выходного сигнала на выходе преобразователя при измерении напряжения, мВ; В;

Р - экспериментально полученное значение выходного давления на показывающих устройствах преобразователя;

Ip, Up - соответственно, расчетные значения тока (мА) и напряжения (В);

Р_р - расчетное давление показывающего устройства преобразователя, численно равное номинальному значению входного давления, кПа; МПа;

Преобразователь признают годным при первичной поверке, если во всех проверяемых точках модуль основной погрешности

|у_д| £ Iу_к х у|

Преобразователь признают негодным при первичной поверке, если хотя бы в одной точке модуль основной погрешности

I Уд1 > 1у_к х у|

Преобразователь признают годным при периодической поверке, если во всех проверяемых точках при первом или втором цикле определения основной погрешности

|у_д| < Iу_к X у|

Преобразователь признают негодным при периодической поверке, если хотя бы в одной точке при первом цикле определения основной погрешности

1у_д1 > 1(5м)ватахху|

или при втором цикле

1у_д1 > 1у_к X у|

(обозначения у по п. 5.3.6; у_к по п. 5.3.4).

• 5.3.13. Допускается вместо определения действительных значений погрешности устанавливать соответствие ее предельно допускаемым значениям.

• 5.4. Определение вариации.

  • 5.4.1. Вариацию выходного сигнала определяют при каждом проверяемом значении измеряемого параметра, кроме значений, соответствующих нижнему и верхнему пределам измерений, по показаниям, полученным при определении основной погрешности (п.5.3.1).

  • 5.4.2. Вариацию выходного сигнала в % нормирующего значения вычисляют по формулам:

для способа 1 (п.5.3.1) здесь:

Г и I - экспериментально полученные значения выходного сигнала на одной и той же точке при измерении на выходе тока соответственно при прямом и обратном ходе, мА;

U' и U - экспериментально полученные значения выходного сигнала на одной и той же точке при измерении на выходе падения напряжения на образцовом сопротивлении соответственно при прямом и обратном ходе, мВ; В;

Значения у_г не должны превышать предела ее допускаемого значения.

• 5.4.3. Допускается вместо определения действительного значения вариации осуществлять контроль соответствия ее предельно допускаемым значениям.

• 5.5. По желанию заказчика при поверке могут определяться также составляющие основной погрешности: нелинейность и повторяемость (см. ГОСТ 22520 - 85)

6. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРЮ!

• 6.1.   Положительные результаты первичной поверки измерительных преобразователей давления оформляются соответствующими записью и клеймом в паспорте (Руководстве по эксплуатации) или на данный экземпляр измерительного преобразователя давления Sitrans Р типа 7MF ил оформляется свидетельство о поверке заверенное поверителем и удостоверенное оттиском клейма.

• 6.2.  Положительные результаты периодической поверки измерительных преобразователей давления Sitrans Р типа 7MF ил оформляют выдачей свидетельства о поверке.

• 6.3. При отрицательных результатах поверки измерительные преобразователи давления Sitrans Р типа 7MF бракуют. При периодической поверке выдают извещение о непригодности.

Исполнитель: начальник отдела 202 ВНИИМС.