Методика поверки «Пиргеометры CGR 4» (МП № 05-2011)

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель ГЦИ СИ -Заместитель директора узчфгуп «ВНИИОФИ»

Н.П. Муравская

33      2011г.

Государственная система обеспечения единства измерений

ФГУП «ВНИИОФИ», г. Москва

СОГЛАСОВАНО

Главныйметролог

ФГУП «ВНЦИбФИ»

_____/rw       В.П. Кузнецов « А » А__________2011 г.

Москва - 2011 г.

Настоящая методика поверки распространяется на пиргеометр CGR4 (далее пиргеометр), как на рабочее средство измерений, в соответствии с государственной поверочной схемой по ГОСТ 8.195-89.

Межповерочный интервал пиргеометра CGR4 - не более одного года.

1 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 1.1 При проведении первичной и периодической поверок должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 2.1. При проведении поверки применяют средства, указанные в таблице 2.

  Таблица 2
  Номер пункта	Средства поверки и их нормативно-технические характеристики
  7.2	Прибор комбинированный Щ-300, ТУ 25-04-3717-79, класс точности 0,1.
  7.3.1	Омметр, Напряжение питания не более 4 В, предел измерения не менее 1 МОм.

  7.3.2

  1 .Рабочий эталон единиц силы излучения и энергетической освещенности непрерывного оптического излучения в диапазоне д лин волн ОД-25,0 мкм, ВЭТ 86-5-2003, Диапазон измерений энергетической освещенности: 1-2000 Вт/м2, Диапазон длин волн: 0,2 - 25,( мкм. СКО результата сличений с ГПЭ : 0,2 х 10‘2. 2. Секундомер СОП пр-2а-3-110, ТУ 25-1819.0021-90, предел измерений 60 мин, цена деления 0,2 с

  7.3.3

  1. Рабочий эталон ед иниц силы излучения и энергетической освещенности непрерывного оптического излучения в диапазоне длин волн ОД-25,0 мкм, ВЭТ 86-5-2003, Диапазон измерений энергетической освещенности: 1-2000 Вт/м2, Диапазон длин волн: 0,2 - 25,( мкм. СКО результата сличений с ГПЭ : 0,2 х 10'2. 2. Эталонный актинометр 1-го и 2-го разряда, Предел допускаемой погрешности измерения Д не более 1,7% по ГОСТ8.195-89. 3. Термометр ртутный ТМ-6, Цена деления шкалы 1° С

Примечание:

Допускается применять другие средства поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик поверяемых средств измерения с требуемой точностью.

3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ.

• 3.1 Проведение поверки в естественных условиях по Солнцу следует выполнять при соблюдении следующих требований:

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

- температура окружающего воздуха, °C........................10... 35

• - атмосферное давление, кПа.......................................70-105

• - относительная влажность, %, не более

• - скорость ветра, м/с, не более

• - напряжение сети переменного тока, В...........................(220±22)

с частотой, Гц.................................(50±5)

• 3.2 При проведении поверки в лабораторных условиях должны соблюдаться следующие условия::

• -  температура окружающего воздуха, °C

• -  относительная влажность, %....................................65±15;

• -  атмосферное давление, кПа...........................96^104;

• -  напряжение сети переменного тока, В.............. 220

с частотой, Гц..............................................50

4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.

• 4.1 Система электрического питания приборов должна быть защищена от колебаний и пиков сетевого напряжения, искровые генераторы не должны устанавливаться вблизи приборов.

• 4.2. При выполнении измерений должны соблюдаться требования, указанные в «Правилах техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Госэнергонадзором, а также требования инструкции по эксплуатации спектрофотометров.

5. ТРЕБОВАНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ.

• 5.1 К работе с установкой допускается персонал, аттестованный в качестве поверителя (согласно ПР 50.2.012), изучивший правила работы со спектрофотометрами и настоящую методику поверки.

• 6 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

  • 6.1 Подготовка к поверке в естественных условиях.

Место, выбранное для поверки, должно иметь открытый горизонт или его закрьпость не должна превышать 4° в точках, где может быть Солнце. Необходимо избегать соседства с источниками местного помутнения атмосферы ( трубами и пыльными дорогами, аэродромами).

Солнечное излучение во время сличений должно быть устойчивым. Не должно быть следов облаков на диске Солнца и в пределах угла 5° в любом направлении от центра диска Солнца

• 6.1.1 Перед проведением поверки по Солнцу должны быть выполнены подготовительные работы: измерительные приборы и термометр должны быть затенены экранами от прямого солнечного излучения.

поверяемый и эталонный приборы должны быть вынесены на место поверки не менее чем за 30 минут до начала сличений.

62 При проведении поверки в лабораторных условиях используемый Рабочий эталон ВЭТ 86-5-2003 должен быть юстирован и иметь свидетельство о поверке. Излучатель эталона и измерительные приборы должны быть включены не менее чем за 30 минут до начала работы.

• 7 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 7.1 Внешний осмотр.

При внешнем осмотре требуется установить соответствие пиргеометра следующим требованиям:

• 7.1.1 Отсутствие видимых механических повреждений;

• 7.1.2 Покрытие пиргеометра должно быть прочным, ровным, без царапин и трещин на входном окне и обеспечивать защиту от коррозии.

• 7.1.3 Отсутствие повреждений кабелей и разъёмов;

• 7.1.4 Четкость и хорошая различимость маркировок на корпусе пиргеометра.

• 7.2 Опробование

Пиргеометр подсоединяют к измерительному прибору и убеждаются в наличии показаний измерительного прибора при освещении пиргеометра. В качестве измерительного прибора может быть использован блок электронный или цифровой вольтметр, аналогичный по характеристикам Щ-300.

• 7.3 Определение метрологических характеристик

  • 7.3.1 Определение сопротивления термобатареи проводят путем измерения сопротивление между выводами термобатареи при помощи измерительного прибора с напряжением на более ^L В. Значение сопротивления измерять с точностью до 1 Ом.

Преобразователь считается прошедшим поверку, если сопротивление термобатарее лежит в пределах от 40 Ом до 200 Ом.

• 7.3.2 Проверку времени установления показаний (время отклика) проводят на рабочем эталоне единиц силы излучения и энергетической освещенности непрерывного оптического излучения в диапазоне длин волн 0,2-25,0 мкм, ВЭТ 86-5-2003, при энергетической освещенности в плоскости измерений не менее 40 Вт/м² в следующем порядке:

  • 7.3.2.1 Устанавливают пиргеометр нормально к направлению светового потока и подключают к измерительному прибору. Не менее чем через 2 мин, затеняют пиргеометр затеняющим экраном и через 1 мин снимают отсчет п.

Убирают затеняющий экран и выждав, когда выходной сигнал освещенного пиргеометра достигнет установившегося значения, снимают отсчет U;

• 7.3.2.2 Вычисляют величину и_д, мВ, по формуле

и_д = (и-п)-0,01+п,                       (1)

где U, п - отсчеты при освещенном и затененном пиргеометре соответственно, мВ;

• 7.3.2.3 Затеняют пиргеометр с одновременным включением секундомера, наблюдают изменение сигнала, и в момент достижения значения и_д, вычисленного по формуле (1), останавливают секундомер и снимают по нему отсчет t_y в секундах. Измерение величины t_y выполняют три раза и вычисляют из них среднее, которое принимают в качестве значения времени установления показаний.

Пиргеометр считается прошедшим поверку, если время установления показаний t_y не превышает 18 с.

• 7.3.3 Определение коэффициента преобразования пиргеометра проводят в лабораторных условиях на Рабочем эталоне единиц силы излучения и энергетической освещенности непрерывного оптического излучения в диапазоне длин волн 0,2-25,0 мкм,

ВЭТ 86-5-2003 путем сличения с эталонным неселективным приемником типа ПП-1, входящем в состав рабочего эталона, либо в естественных условиях по Солнцу путем сличений с эталонным актинометром.

7.3.3.1 В лабораторных условиях сличения проводить в следующей последовательности:

• 1) Включают Модель черного тала (МЧТ), устанавливают на ней напряжение, обеспечивающее в плоскости измерений энергетическую освещенность не ниже 40 Вт/м² и выдерживают не менее 30 мин.;

• 2) Устанавливают эталонный неселективный приемник ПП-1 нормально к направлению излучения МЧТ, выдерживают освещенным не менее 3 мин, затеняют экраном и через 3 мин снимают отсчет п₀ по затененному приемнику .

• 3) Убирают экран и не менее, чем через 3 мин, снимают отсчет U_Oi;

• 4) Проводят серию из 10 измерений и рассчитывают среднее значение U_o:

U_o=[S(U_oi-n_o)]/10                               (2)

• 5) Снимают эталонный приемник и устанавливают поверяемый пиргеометр перпендикулярно оптической оси таким образом, чтобы центр его приемной поверхности расположился в той же точке пространства, что и эталонного приемника;

• 6) Проверяемый пиргеометр выдерживают освещенным не менее 2 мин, затеняют и через 1 мин снимают отсчет П] при затененной приемной площадке;

• 7) Убирают затеняющий экран и не менее, чем через 1 мин, снимают 10 отсчетов U_mj, из которых вычисляют среднее значение U _т;

U_m = [ S (U_mi-щ )] /10                                        (3)

• 8) Вычисляют значение коэффициента преобразования К пиргеометра, (мкВ-м²)/ Вт, по формуле:

K=K₀(U_m)/U₀,                    (4)

где К_о - значение коэффициента преобразования эталонного приемника при температуре воздуха в лаборатории, мкВ-м²/Вт;

U_o - значение, рассчитанное по формуле (2) по эталонному приемнику, мкВ;

U _m - среднее значение отсчетов при освещении пиргеометра, рассчитанное по

формуле (3), мкВ.

п ] - отсчет, полученный при затенении пиргеометра, мкВ.

Пиргеометр считается выдержавшим проверку, если значение К не менее 5 (мкВ-м²)/Вт.

7.3.3.2 Определение коэффициента преобразования пиргеометра в естественных условиях проводят сличением его показаний с эталонным актинометром при отсутствии облаков в телесном угле радиусом не менее 5 ⁰ от центра солнечного диска. Во время сличений в атмосфере не должно быть заметных глазом дыма, пыли и тумана. Измерения выполняют в следующем порядке:

• 1) Устанавливают пиргеометр, пользуясь переходным кольцом, в трубу ПО-11 . На нижний конец трубы надевают насадку. Подключают пиргеометр и эталонный актинометр к соответствующим измерительным приборам. Измеряют температуру воздуха t, °C. Открывают трубу и актинометр, сняв с них крышки, нацеливают на солнце и выдерживают 2 мин, корректируя нацеливание.

• 2) Закрывают актинометр и трубу крышками и через 1 мин отсчитывают значения места нуля пиргеометра щ и актинометра п₀.

• 3) Открывают трубу и актинометр, нацеливают на солнце. Через 1 мин корректируют нацеливание и снимают синхронные показания пиргеометра (U_mj) и актинометра (U_oi), мВ.

• 4) Измерения при закрытой и открытой трубе (по перечислениям 2 и 3) повторяют 10 раз и заканчивают измерениями при закрытой трубе. При этом закрывают крышкой актинометр и снимают по нему отсчет п₀ только в начале и в конце серии.

• 5) Вычисляют значение коэффициента преобразования пиргеометра К для каждого измеренного значения U_mj по перечислению 3, по формуле

  

  (5)

где Kot - коэффициент преобразования эталонного актинометра при температуре воздуха t, мкВ м²/Вт;

п_т - среднее показание пиргеометра при закрытой трубе по перечислению 2.

U_Oi - отсчет по эталонному актинометру, выполненный синхронно с данным отсчетом U_mj по пиргеометру при открытой трубе, мкВ;

п₀ - среднее из двух отсчетов по актинометру, закрытому крышкой, выполненных по перечислениям 2 и 4, мкВ;

• 6) Вычисляют коэффициент преобразования пиргеометра как среднее из 10

значений К.

• 7.3.3.3 Пиргеометр считается прошедшим поверку, если полученные по 7.3.3.1 и 7.3.3.2 значения коэффициентов преобразования преобразователя не менее 5 мкВ-м²/Вт.

• 7.3.4 Определение случайной погрешности результата определения коэффициента преобразования в процентах оценивают по среднему квадратическому отклонению (СКО) результата измерений, вычисляемого по формуле

  

  • 100

  (6)

где ш - число измерений;

U_m - среднее из текущих значений U_mi данного ряда измерений, мкВ.

Значение S оценивают по данным ряда измерений, выполненных по 7.3.3.1, при поверке на Рабочем эталоне единиц силы излучения и энергетической освещенности непрерывного оптического излучения в диапазоне длин волн 0,2-25,0 мкм, ВЭТ 86-5-2003 или по 7.5.3.3.2 , при поверке в естественных условиях.

Значение S, полученное по формуле (5), не должно превышать 0,5%.

• 7.3.5 Определение предела допускаемой относительной погрешности измерения коэффициента преобразования пиргеометра Д производят по формулам

Д - k- Sy

(9)

(Ю) (11)

где к - коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической погрешностей;

Sy - суммарное среднеквадратическое отклонение результата измерения энергетической освещенности, %.

0_О - предел допускаемой погрешности эталонного прибора (актинометра);

0_С - неисключенная систематическая погрешность за счет спектральной селективности преобразователя, %;

0_Л - неисключенная систематическая погрешность за счет нелинейности в диапазоне изменений , %;

0_Т - неисключенная систематическая погрешность, обусловленная

зависимостью коэффициента преобразования от температуры, %;

S - среднее квадратическое отклонение результата измерений, %.

£ - доверительная граница случайной погрешности.

t - коэффициент Стьюдента, равный 2,23 при доверительной вероятности Р,

равной 0,95 и числе наблюдений, равном 10.

0 - границы неисключенной систематической погрешности, %.

При вычислениях берут следующие значения:

0„ = 1.7 % согласно ГОСТ 8.195-89;

Для остальных величин берут следующие значения: 0,, =1 %; 0_С = 10 %; 0_Т = 5 %,

S = 0.5 %;

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения пиргеометра Д (формул 6) не превышают 11 % при условии, что случайная погрешность измерения S не превышает 0,5 %.

• 8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

6.1 Результаты поверки заносят в протокол .

Положительные результаты поверки оформляют записью в паспорте , ставится клеймо и выдается свидетельство в соответствии с ПР 50.2.006-94.

При отрицательных результатах пиргеометр к выпуску или дальнейшему применению не допускают и выдают извещение о непригодности с указанием причин по ПР 50.2.006-94.

у- Z⁷/ ’

Заместитель начальника отделения