Методика поверки «Установки аэродинамические измерительные ЭМС 0,1/60-450» (МП 4.29.003-2019)

Федеральное государственное унитарное предприятие «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени профессора Н.Е. Жуковского»

Начальник отделения измерительной техники и метрологии -главный метролог ФГУП «ЦАГИ»

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 4.29.003-2019

Заместитель начальника НИО-7

ФГУП «ЦАГИ»

Инженер ФГУП «ЦАГИ»

г. Жуковский 2019 г.

2 Настоящая методика поверки распространяется на установки аэродинамические измерительные ЭМС 0,1/60-450 (далее - установка), предназначенные для измерения скорости воздушного потока при исследованиях, поверках и калибровках анемометров, приемников давления и других средств измерений скорости воздушного потока, и устанавливает методику первичной (до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта) и периодической (в процессе эксплуатации) поверок указанных установок.

Проведение поверки отдельных измерительных каналов и (или) отдельных автономных блоков из состава средств измерений для меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений не предусмотрено.

Интервал между поверками - 3 года.

При проведении поверки выполняются следующие операции (таблица 1):

Таблица 1

2 Средства поверки

При проведении поверки применяют средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2

Примечание - Допускается применять средства поверки, не приведенные в перечне, но обеспечивающие определение (контроль) метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

При поверке необходимо соблюдать требования безопасности, указанные в технической документации на установку и на ее составные части.

4 Условия поверки

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

Перед проведением поверки необходимо:

• - убедиться в том, что средства измерений ИВТМ-7 и Метран-150, входящие в состав измерительной системы установки ЭМС 0,1/60-450 поверены;

• - подготовить установку и средства поверки к работе в соответствии с руководством по эксплуатации;

• - установить эталонный приемник воздушного давления за срезом сопла установки приемной частью навстречу потоку вдоль центральной оси аэродинамического контура (положение приемника контролируется с помощью линейки) и подсоединить его к соответствующим штуцерам измерительной системы.

• 6.1 Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие установки ЭМС 0,1/60-450 следующим требованиям:

• - комплектность соответствует эксплуатационной документации;

• - составные части установки не имеют видимых механических повреждений;

• - элементы аэродинамического контура надежно соединены между собой, отсутствуют повреждения лакокрасочного покрытия;

• - внутренняя поверхность аэродинамического контура свободна от пыли и грязи и не имеет видимых дефектов;

• - кабельные линии и пневмотрассы не имеют видимых повреждений и закреплены в соответствующих разъемах.

• 6.2 Опробование

  • 6.2.1 При опробовании проверяют работоспособность установки в режимах измерения скорости и давления.

  • 6.2.2 Для проверки работоспособности установки в режиме измерения скорости нужно убедиться, что измеряемые значения скорости воздушного потока задаются изменением частоты вращения вентилятора. Для этого нужно задать не менее трех различных значений частоты напряжения на двигателе вентилятора и измерить соответствующие значения скорости потока.

  • 6.2.3 Работоспособность установки в режиме измерения давления проверяют аналогично п. 6.2.2, измеряя значения скоростных напоров, воспринятых эталонным приемником и приемниками, встроенными в аэродинамический контур, при различных значениях частоты вращения вентилятора.

• 6.3 Определение диапазона задаваемых скоростей воздушного потока

  • 6.3.1  Наибольшее значение задаваемой скорости воздушного потока измеряют, установив максимально допустимое значение частоты питания вентилятора. Полученное значение скорости должно быть не менее 60 м/с.

  • 6.3.2  Наименьшее значение задаваемой скорости воздушного потока измеряют в режиме «малых скоростей» с установленной дросселирующей вставкой, установив минимально допустимое значение частоты питания вентилятора. Полученное значение скорости должно быть не более 0,1 м/с.

• 6.4 Определение коэффициента поля установки

  • 6.4.1 Эталонный приемник устанавливается так, чтобы его приемная часть находилась в центре выходного сечения сопла установки (положение контролируется с помощью линейки).

  • 6.4.2 Задаются следующие значения частоты вращения вентилятора: 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 Гц. На каждом из указанных скоростных режимов берется не менее 20 отсчетов в режиме измерения давления.

6.4.3. В результате получают по 11 рядов (число значений частот, указанных в п. 6.4.2) значений скоростных напоров, воспринятых эталонным приемником и приемниками, встроенными в аэродинамический контур (соответственно ДР_пр ij и ДР_{тр iy}, i = 1,..., и; j = 1,... ,11).

• 6.4.4 По полученным рядам значений ДР_пр и ДР_тр ц вычисляют значение коэффициента поля [lij из выражения

  
  

где £_пр - коэффициент эталонного приемника по скоростному напору.

• 6.4.5 Для каждого из режимов, указанных в п. 6.4.2, вычисляется среднее значение коэффициента поля /Zy:

i а также среднее значение величины ДР_тр у:

⁼       Д^тр ij-

i

• 6.4.6 Оценка погрешности А_т. определения значения /Zy вычисляется согласно рекомендациям МИ 2083-90 (здесь и далее используется доверительная вероятность Р = 0.95):

• 1) Среднее квадратическое отклонение случайных погрешностей результата косвенного измерения /dj вычисляют по формуле

  п(п-1)

  1=1

N

• 2) Доверительные границы неисключенной систематической погрешности результата косвенного измерения /dj вычисляют по формуле

  ⁰(м₇) = 1-1 • fnp

  Op

  Д^тр ij д

  Д^тр ij/

где 3_Р - границы погрешности датчика давления, остальные обозначения те же, что и в п. 6.3.4. Значения ДР_пр и ДР_тр выбираются так, чтобы максимизировать значение ©(/Zy) для каждого j.

• 3) Погрешность Д^у результата измерения [dj оценивают на основе оценок случайных S(py) и неисключенных систематических погрешностей согласно формулам, приведенным в рекомендациях МИ 2083-90.

• 6.4.7 Для определения коэффициента поля на режимах, не указанных в п. 6.4.2, используют полином [d = f^P_Y^). Полином строят при помощи метода наименьших квадратов на основе полученных в п. 6.4.5 значений /Zy и ДР_тру. Допускается разбивать диапазон изменения ДР_тр на два поддиапазона, на каждом из которых строить отдельный полином.

6.5 Оценка погрешности измерения скорости воздушного потока

• 6.5.1 Скорость потока определяется как результат косвенного измерения: V = V^Pq, Р, ЬР, P_a,t,xpy Расчетные формулы и обозначения приведены в руководстве по эксплуатации установки.

• 6.5.2 Задаются те же значения частоты вращения вентилятора, что и в п.

6.4.2. На каждом из указанных режимов берется не менее 3 отсчетов в режиме измерения скорости. В результате получают ряды отдельных значений аргументов (Р_ои т.д., i = 1,       Значения коэффициента поля       и

погрешности его определения Д^у для указанных режимов получены в п. 6.4.

• 6.5.3 Для каждого отсчета вычисляют оценку погрешности измерения скорости потока согласно методике, приведенной в приложении А.

• 6.5.4 Полученные значения оценки погрешности определения скорости потока не должны превышать значения ДР = ±(0,01 + 0,01 У) м/с.

• 6.6 Оценка погрешности измерения направления воздушного потока

• 6.6.1 Перевести поворотный стол в вертикальное положение.

• 6.6.2 С помощью поворотного стола задать углы поворота в диапазоне от 0° до 360° с шагом 15°.

• 6.6.3 На каждой из указанных измерительных точек значение угла поворота контролировать с помощью квадранта, размещенного в вертикальной плоскости таким образом, чтобы его основание совпадало с соответствующим диаметром план-шайбы поворотного стола.

• 6.6.4 Рассчитать значения абсолютной погрешности задания угла поворота Д^ по формуле

где СХ[ — заданный угол поворота,

^aK,i ~ соответствующее показание квадранта.

• 6.6.5 Полученные значения Д^ не должны превышать ±0,5°.

• 6.7 Проверка соответствия ПО

• 6.7.1 В качестве идентификатора ПО принимают версию программного обеспечения.

• 6.7.2 Для того, чтобы узнать версию программного обеспечения, нужно нажать правой кнопкой мыши на ярлык ПО FlowM, выбрать из появившегося списка меню «Свойства» и в появившемся окне перейти на вкладку «Подробно».

• 6.7.3 Версия программного обеспечения должна быть не ниже указанной в Таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные программного обеспечения

• 7.1 Результаты поверки заносят в протокол, форма которого представлена в приложении Б.

• 7.2 В случае положительного результата поверки выдается свидетельство о поверке установленной формы. В формуляр установки вносится соответствующая запись. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 7.3 В случае отрицательного результата поверки выдается извещение о непригодности.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Оценка погрешности измерения скорости воздушного потока

Выражение для определения скорости потока можно записать в виде

N ^Р

где д - коэффициент поля,

Р = р(Р_а, Р>V0 - плотность воздуха,

q = q(P₀,P, ДР) и Р = Р(Р₀,Р, ДР) - скорректированные значения скоростного напора и статического давления соответственно, е = г(ср Р, Р_а) — поправка на сжимаемость.

Вид указанных зависимостей с учетом особенностей схемы измерений приведен в руководстве по эксплуатации. Запишем эти формулы в виде, удобном

Р_нп = 0.0 5995 Г³ + 0.3872t² + 57.62t + 555.6

Аргументами для указанных функций служат величины Р_о, Р, АР, Р_а, t, гр,

значения которых измеряются при каждом отсчете.

Погрешность измерения скорости ДЕ оценивается, согласно рекомендациям МИ 2083-90 (при доверительной вероятности Р = 0.95), на основе оценок случайных и неисключенных систематических погрешностей, формулы для вычисления которых имеют следующий вид:

Для удобства расчетов заметим, что

dV _ V dV _ V dV _ V др 2р 'др 2р’ др 2q

Составляющими 6_£ и 5(г) можно пренебречь в силу их малости.

Значения коэффициента поля pj и погрешности его определения Apj для указанных режимов получены ранее.

Для плотности р формулы имеют вид

дР_а t + 273.15' дР t +273.15'

Значения погрешностей 0_q,Op,S(ji) и S(P) вычисляются по формулам

= др = -0_Р;

(^Р—^Р-° ~^-^Р < 630 Па

5(g) = S(P) = j р _ р _Др

---------,ДР > 630 Па

Значения 0_t, 0^, в_Ра, 6_Р равны погрешностям соответствующих измерительных приборов, указанным в документации на них или установленным при калибровке.

Подставляя значения аргументов в формулы, получаем значения оценки погрешности измерения скорости для каждого отсчета.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Рекомендуемая форма протокола поверки

Протокол поверки №_______________от «___» ________20_г.

0,1/60-450. Методика поверки»

3. Определение метрологических характеристик

3.1. Диапазон задаваемых скоростей воздушного потока Наименьшее значение______м/с

Наибольшее значение______м/с

3.2. Коэффициент поля установки

3.3. Оценка погрешности измерения скорости воздушного потока

3.4. Оценка погрешности измерения направления воздушного потока

4. Результаты проверки соответствия ПО________________________________

Допускаемая погрешность ± (0,01+0,01 У)_м/с

Действительная погрешность ____

Результаты поверки:_______________

Выдано свидетельство о поверке №_____________от «___»_________20___г.

Поверку провел(а):

ЭМС 0,1/60-450

МП 4.29.003-2019