Методика поверки «Датчики давления 22ADP производства "BELIMO Automation AG", Швейцария» (МП 202-027-2018)

«Ж

<В. Иванникова

•аместитель директора ^ственной метрологии а ФГУП>ВНИИМС»

Датчики давления 22ADP

производства «ВЕЫМО Automation AG», Швейцария

МП 202-027-2018

Настоящая методика распространяется на датчики давления 22ADP, изготавливаемые по технической документации фирмы «BELIMO Automation AG», Швейцария (Завод-изготовитель: «Thermokon Sensortechnik GmbH», Германия).

Датчики давления 22ADP (далее — датчики) предназначены для непрерывных измерений и преобразования разности давлений газообразных неагрессивных сред в унифицированный аналоговый выходной сигнал в виде электрического тока или напряжения или цифровой сигнал.

Рекомендация устанавливает методику первичной (до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта) и периодической (в процессе эксплуатации) поверок датчиков давления.

Рекомендованный интервал между поверками 2 года.

При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр -5.1;

• - опробование - 5.2;

• - определение основной погрешности преобразователя - 5.3.

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

Таблица 1

• 2.2 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик, поверяемых СИ с требуемой точностью.

При проведении поверки соблюдают общие требования безопасности при работе с датчиками давления (см., например, ГОСТ 22520-85), а также требования по безопасности эксплуатации применяемых средств поверки, указанные в технической документации на эти средства.

• 4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• -   температура окружающего воздуха от +21 до +25 °C;

• -   относительная влажность окружающего воздуха не более 80 %;

• -   давление в помещении, где проводят поверку (далее - атмосферное давление), в пределах от 84 до 106,7 кПа;

• -   напряжение питания постоянного тока в соответствии с технической документацией на датчик. Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания - в соответствии с технической документацией на датчик. Отклонение напряжения питания от номинального значения не более ±1 %, если иное не указано в технической документации на преобразователь;

• -   сопротивление нагрузки при поверке - в соответствии с технической документацией на датчик;

• -   колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны, магнитные поля и другие возможные воздействия на датчик при его поверке не должны приводить к выходу за допускаемые значения метрологических характеристик;

• -   импульсную линию, через которую подают измеряемое давление, допускается соединять с дополнительными сосудами, емкость каждого из которых не более 50 л.

• 4.2 Перед проведением поверки датчиков выполняют следующие подготовительные работы:

• -    выдерживают датчик не менее 3 ч при температуре, указанной в п. 4.1, если иное не указано в технической документации на датчик;

• -   выдерживают датчик не менее 0,5 ч при включённом питании, если иное не указано в технической документации;

• -   устанавливают датчик в рабочее положение с соблюдением указаний технической документации;

• -    проверяют на герметичность в соответствии с п. 4.3 систему, состоящую из соединительных линий для передачи давления, эталонов и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемой величины.

• 4.3 При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков, на место поверяемого датчика устанавливают заведомо герметичный датчик или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более ± 2,5 % от ВПИ, и позволяющее зафиксировать изменение давления на величину 0,5 % от заданного значения давления. Далее в системе создают давление, установившееся значение которого соответствует ВПИ, после чего отключают источник давления. Если в качестве эталона применяют грузопоршневой манометр, то его колонку и пресс также отключают.

Систему считают герметичной, если после 3-х мин выдержки под давлением, равным или близким верхнему пределу измерений датчика, не наблюдают падения давления в течение последующих 2 мин. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

При проверке основной погрешности датчика систему считают герметичной, если за 30 с спад давления не превышает 0,3 % от верхнего предела измерений поверяемого датчика.

Допускается изменение давления в системе, обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и рабочей среды.

Допускается проведение поверки датчика в диапазонах измерений, согласованных с заказчиком и указанных в заявке на поверку.

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре датчика устанавливают:

• -   соответствие его внешнего вида технической документации и отсутствие видимых дефектов;

• -   наличие клеммных колодок и (или) разъемов для внешних соединений, устройства для регулировки «нуля», клемм контроля выходного сигнала и др.;

• -   наличие дополнительных выходных устройств - цифровых индикаторов и (или) других устройств предусмотренных технической документацией на датчик;

• -   наличие на корпусе датчика таблички с маркировкой, соответствующей паспорту или документу, его заменяющему;

• -   наличие РЭ датчика, паспорта или документа, его заменяющего.

• 5.2 Опробование

При опробовании проверяют работоспособность и герметичность датчика.

• 5.2.1 Работоспособность датчика проверяют, изменяя измеряемую величину от нижнего до верхнего предельных значений. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала и индикации на дополнительных выходных устройствах датчика.

• 5.2.3  Проверку герметичности датчика рекомендуется совмещать с операцией определения его основной погрешности.

Методика проверки герметичности датчика (п. 4.3) имеет следующие особенности:

• - изменение давления определяют по изменению выходного сигнала датчика, включенного в систему;

• - в случае обнаружения негерметичности системы с установленным поверяемым датчиком следует раздельно проверить герметичность системы и датчика.

• 5.3 Определение основной погрешности

  • 5.3.1 Основную абсолютную погрешность датчика определяют по одному из способов:

• 1) По эталону на входе датчика устанавливают номинальные значения входного давления, а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения) и (или) цифрового сигнала.

• 2) В обоснованных случаях по эталону устанавливают номинальные значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения) или устанавливают номинальные значения цифрового сигнала датчика, а по другому эталону измеряют соответствующие значения входного давления.

• 5.3.2 Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Рвам - наибольшая вероятность, при которой любой дефектный экземпляр датчика может быть ошибочно признан годным;

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

5.3.3. Устанавливают следующие параметры поверки:

т - число поверяемых точек в диапазоне измерений, т>5; в обоснованных случаях и при отсутствии эталонов с необходимой дискретностью воспроизведения измеряемой величины, допускается уменьшать число поверяемых точек до 4 или 3;

п - число наблюдений при экспериментальном определении значений погрешности в каждой из поверяемых точек при изменениях входной измеряемой величины от меньших значений к большим (прямой ход) и от больших значений к меньшим (обратный ход), п = 1. В обоснованных случаях и в соответствии с технической документацией на датчик допускается увеличивать число наблюдений в поверяемых точках до 3 или 5, принимая при этом среднеарифметическое значение результатов наблюдений за достоверное значение в данной точке;

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

Ор — отношение предела допускаемой погрешности эталонов, применяемых при поверке, к пределу допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя.

Значения у_к и ар выбирают по таблице 2 (5.3.4) в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

5.3.4 Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых датчиков осуществляют, исходя из технических возможностей и технико-экономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки и в соответствии с таблицей 2.

Примечание - Таблица составлена в соответствии с критериями достоверности поверки согласно МИ 187-86 «ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки» и МИ 188-86 «ГСИ. Установление значений параметров методик поверки».

Вместо использования значений таблицы, допускается у_к рассчитывать по формуле 20 из МИ 188-86 (у_к= (6м)ва - а_р). При этом, для проверки условия Р_ва.м < 0,20, проверяют выполнения условия у_к < 1- 0,28-а_р.

• 5.3.5. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого датчика (в каждой поверяемой точке) соблюдают следующие условия:

• 1) При поверке датчиков с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют непосредственно в мА

f^ + -^-\100 <а_р-у,                       (1)

< m ■* т о )

где Др - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входную величину (давление), кПа, МПа;

Р_т - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого датчика, Па;

Ai - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной сигнал датчика, мА;

Io, 1т ~ соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала датчика, мА;

у - предел допускаемой основной приведённой погрешности поверяемого датчика, % диапазона измерений.

Основная погрешность датчика, выраженная в процентах от диапазона измерений, численно равна основной погрешности, выраженной в процентах от диапазона изменения выходного сигнала датчика с линейной функцией преобразования измеряемой величины.

Для датчиков с выходным аналоговым сигналом постоянного напряжения U расчетные значения выходного сигнала определяют по формулам, структура которых идентична структурам формул для датчиков с выходным аналоговым сигналом постоянного тока I раздела 5.3 с заменой обозначений постоянного тока на соответствующие обозначения постоянного напряжения U_p, U_o, U_m.

• 2) При поверке датчиков с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении в В

  

  Ди

  _ЭТ

  •100 < а_р - у

  (2)

где Д_р, Р_т - то же, что в формуле (1);

Д_и - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего выходной сигнал преобразователя по падению напряжения на эталонном сопротивлении, В;

Дя — предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Ом;

Rim - значение эталонного сопротивления, Ом;

Um, U_o — соответственно верхнее и нижнее предельные значения напряжений (В) на эталонном сопротивлении, определяемые по следующим формулам:

Um~lm ' Rim И Uo ⁼ Io ' Rim

• 3) При поверке датчиков с выходным цифровым сигналом

  

  • 100< а_р

  'У,

  (3)

• 5.3.6. Расчётные значения выходного сигнала поверяемого датчика для заданного номинального значения входной измеряемой величины определяют по формулам (4 - 6).

1) Для датчиков с линейно возрастающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока (У) от входной измеряемой величины (Р)

=                                                     (4)

где 1_Р - расчетное значение выходного сигнала постоянного тока (мА);

Р - номинальное значение входной измеряемой величины; для датчиков давления-разрежения значение Р в области разрежения подставляется в формулу (6) со знаком минус;

Р_п - нижний предел измерений датчика.

Для стандартных условий нижний предел измерений всех поверяемых датчиков равен нулю.

• 2)  Для датчиков с выходным сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении R_3m

U_p = R_jm-I_p,                                         (5)

где Up- расчётное значение падения напряжения на эталонном сопротивлении, В;

1_Р - расчётное значение выходного сигнала постоянного тока (мА), определяемое по формуле (4).

• 3) Для датчиков с выходным информационным сигналом в цифровом формате:

- с линейно возрастающей функцией преобразования

^⁼^⁺TTF^(/’"^p”^{)                  (6)}

/л п

где N_p - расчетное значение выходного сигнала в цифровом формате;

Nm, No - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного информационного сигнала датчика в цифровом формате.

• 5.3.7 Основную абсолютную погрешность определяют при т значениях измеряемой величины (5.3.3.), 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 при т = 5 (основной вариант поверки); 40 % диапазона измерений при т = 4 и 60 % диапазона измерений при ти = 3.

Основную абсолютную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученном при приближении к нему как со стороны меньших значений (при прямом ходе), так и со стороны больших значений (при обратном ходе).

При периодической поверке основную погрешность определяют в два цикла: до корректировки нулевой точки выходного сигнала и после корректировки. Второй цикл допускается не проводить, если основная погрешность уа < ук • у.

• 5.3.8 Основную абсолютную погрешность Да в единицах измерения выходного сигнала (5.3.5) вычисляют по приведённым ниже формулам:

  - При поверке датчиков по способу 1 (5.3.1):

  Д> ^{= /}-^/_/>>[^лИ Д_а=ЛГ-*,.[Па]

  • (7)

  • (8)

  (9)

где I - значение выходного сигнала постоянного тока, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины, мА;

U - значение падения напряжения на эталонном сопротивлении, полученное экспериментально при измерении выходного сигнала и номинальном значении входной измеряемой величины (давления), В;

N - значение выходного сигнала датчика в цифровом формате, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины.

(Ю)

где Р - значение входной измеряемой величины (давления), полученное экспериментально при номинальном значении выходного сигнала датчиков, Па;

Рном - номинальное значение измеряемой величины при номинальном значении выходного сигнала, Па.

• 5.4 Результаты поверки датчиков.

Результаты поверки считают положительными, если основная абсолютная погрешность Да не более значения пределов допускаемой основной абсолютной погрешности, указанной в паспорте на датчик.

• 6.1 Положительные результаты первичной поверки оформляют записью в паспорте, удостоверенной подписью поверителя, и нанесением знака поверки или выдают свидетельство о поверке в установленной форме в соответствии с приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении свидетельства о поверке».

• 6.2 При отрицательных результатах поверки средство измерений к дальнейшему применению не допускают, свидетельство о поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности с указанием причин в соответствии с Приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

7