Методика поверки «Преобразователи давления измерительные С-2, R-l, MG-1, О-10» (МП 202-010-2019)

В. Иванникова

«22» июля 2019 г.

Заместитель директора метрологии «ВНИИМС»

Методика поверки

МП 202-010-2019

Настоящая методика распространяется на преобразователи давления измерительные С-2, R-l, MG-1, 0-10, изготавливаемые по технической документации фирмы «WIKA Polska spolka z ograniczon^ odpowiedzialnosci^ sp. k.», Польша.

Преобразователи давления измерительные С-2, R-l, MG-1, 0-10 (далее - преобразователи) предназначены для непрерывных измерений и преобразования избыточного давления, давления-разрежения (в том числе вакуумметрического) в унифицированный электрический сигнал постоянного тока или напряжения.

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

Рекомендованный интервал между поверками 3 года.

1 Операции поверки

• 1.1 При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр -5.1;

• - опробование - 5.2;

• - определение основной погрешности преобразователя - 5.3.

2 Средства поверки

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 в соответствии с приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 1339 "Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа".

3 Требования безопасности

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

4 Условия поверки и подготовка к ней

• 4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• -  температура окружающего воздуха от +15 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 или от 630 до 800 мм рт. ст;

• -  напряжение питания постоянного тока в соответствии с технической документацией на преобразователь. Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания -в соответствие с технической документацией на преобразователь. 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 преобразователь;

• -  рабочая среда - воздух или нейтральный газ при поверке преобразователей с верхними пределами измерений, не превышающими 2,5 МПа, и жидкость при поверке преобразователей с верхними пределами измерений более 2,5 МПа. Допускается использовать жидкость при поверке преобразователей с верхними пределами измерений от 0,4 до 2,5 МПа при условии тщательного заполнения жидкостью всей системы поверки. Допускается использовать воздух или нейтральный газ при поверке преобразователей с верхними пределами измерений более 2,5 МПа при условии соблюдения соответствующих правил безопасности;

• -  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;

• 4.2 Перед проведением поверки преобразователей выполняют следующие подготовительные работы:

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

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

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

• -  проверяют на герметичность в соответствии с п.п. 4.2.1 - 4.2.2 систему, состоящую из соединительных линий для передачи давления, эталонов и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемой величины.

• 4.2.1 Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей давления, разрежения с верхними пределами измерений менее 100 кПа, проводят при значениях давления (разрежения), равных верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя.

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

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

• 4.2.2 При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, указанных в 4.2.1, на место поверяемого преобразователя устанавливают заведомо герметичный преобразователь или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более 2,5% от значений давления, соответствующих требованиям 4.2.1, и позволяющее зафиксировать изменение давления на величину 0,5 % от заданного значения давления. Далее в системе создают давление, установившееся значение которого соответствует требованиям 4.2.1, 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 преобразователей, не наблюдают падения давления (разрежения) в течение последующих 2 мин. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

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

Допускается изменение давления (разрежения) в системе, обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и рабочей среды в пределах ±(0,5... 1) °C.

5 Проведение поверки

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре преобразователя устанавливают:

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

• -  наличие на корпусе преобразователя маркировки, соответствующей паспорту;

• -  наличие паспорта;

• 5.2 Опробование

  • 5.2.1 При опробовании проверяют герметичность и работоспособность преобразователя

  • 5.2.2 Работоспособность преобразователя проверяют, изменяя измеряемую величину от нижнего до верхнего предельных значений. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала.

Работоспособность преобразователей давления-разрежения проверяют только при избыточном давлении; работоспособность преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа проверяют при изменении разрежения до значения 0,9 атмосферного давления.

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

Методика проверки герметичности преобразователя аналогична методике проверки герметичности системы (4.2.1 - 4.2.2), но имеет следующие особенности:

• -  изменение давления (разрежения) определяют по изменению выходного сигнала поверяемого преобразователя, включенного в систему (4.2.2);

• -  в случае обнаружения негерметичности системы с установленным поверяемым преобразователем, следует раздельно проверить герметичность системы и преобразователя.

• 5.3 Определение основной основной допускаемой приведенной погрешности (от диапазона измерений) давления

  • 5.3.1 Основную погрешность преобразователя определяют по одному из способов:

• 1) По эталону на входе преобразователя устанавливают номинальные значения входной измеряемой величины (давления), а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения).

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

Эталоны входной величины (давления) включают в схему поверки в соответствии с их руководством по эксплуатации.

• 5.3.2 Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

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

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

5.3.3. Устанавливают следующие параметры поверки:

m - 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), n = 1. В обоснованных случаях и в соответствии с технической документацией на преобразователь 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;

а_р - отношение предела допускаемой погрешности эталонов, применяемых при поверке, к пределу допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя.

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

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

Таблица 2 - Параметры и критерии достоверности поверки

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= (5_м)ва - а_р). При этом, для проверки условия Рвам < 0,20, проверяют выполнения условия у_к < 1- 0,28 ос_р.

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

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

  •100<а_р-у,

  (1)

ч     ^т~ 1о

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

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

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

Io, Im - соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала преобразователя, мА;

а_р - то же, что в 5.4.3;

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

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

Для преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного напряжения U расчетные значения выходного сигнала определяют по формулам, структура которых идентична структурам формул для преобразователей 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 преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении в мВ или В

  

  Au

  и_га -и₀

Ar \

-----) -100 < а_р -у

К _эт

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

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

Ar - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Ом;

R_3T ^_ значение эталонного сопротивления, Ом;

Um, и₀ - соответственно верхнее и нижнее предельные значения напряжений (мВ или В) на эталонном сопротивлении, определяемые по следующим формулам:

• 3) При поверке преобразователя с выходным цифровым сигналом

-2- -100<a_D

где все обозначения те же, что и в формулах (1) и (2).

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

• 1) Для преобразователей с линейно возрастающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока (I) от входной измеряемой величины (Р)

• (4) ¹т ¹ и

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

Р - номинальное значение входной измеряемой величины; для преобразователей давления-разрежения значение Р в области разрежения подставляется в формулу (4) со знаком минус;

Р_п - нижний предел измерений для всех преобразователей, кроме преобразователей давления-разрежения, для которых значение Р_п численно равно верхнему пределу измерений в области разрежения Р_т(-) и в формулу (4) подставляется со знаком минус;

Io, Im, Pm - то же, что и в формуле (1).

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

• 2) Для преобразователей с линейно убывающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока от входной измеряемой величины

• (5) т п

• 3) Для преобразователей с выходным сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении

Up = R_3T-I_p,                                      (6)

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

1_Р - расчётное значение выходного сигнала постоянного тока (А), определяемое по формулам (4 - 5).

Перед определением основной основной допускаемой приведенной погрешности (от диапазона измерений) давления соблюдают требования п.4.2.

• 5.3.7 Основную погрешность определяют при ш 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 m = 5 (основной вариант поверки); 40 % диапазона измерений при m = 4 и 60 % диапазона измерений при m = 3.

Основную 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 поверке преобразователей с верхним пределом измерений в области разрежения, равном 100 кПа допускается устанавливать максимальное значение разрежения в пределах (0,90...0,95) % от атмосферного давления Рб, если Рб < 100 кПа. Расчетное значение выходного сигнала при установленном значении разрежения определяют по формуле (4).

• 5.3.8 Основную погрешность уд в % нормирующего значения вычисляют по приведённым ниже формулам:

- При поверке преобразователей по способу 1 (5.3.1):

(7)

/-/

•* nt      * Л

(8)

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), мВ или В;

Остальные обозначения те же, что в формулах (1-6).

- При поверке преобразователей по способу 2 (5.3.1):

т

(9)

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

Рном - номинальное значение измеряемой величины при номинальном значении выходного сигнала, кПа, МПа;

Р_т - верхний предел измерений, кПа, МПа.

• 5.4 Результаты поверки преобразователей.

  • 5.4.1 Преобразователь признают годным при первичной поверке, если на всех поверяемых точках модуль основной погрешности | уд | < у_к * |у|.

  • 5.4.2 Преобразователь признают негодным при первичной поверке, если хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности | у а | > ук -| у |.

  • 5.4.3 Преобразователь признают годным при периодической поверке, если на всех поверяемых точках выполняется условие, изложенное в п.5.4.1.

  • 5.4.4 Преобразователь признают негодным при периодической поверке:

- если хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности | ya | > ук *| у |.

• 5.4.5 Допускается вместо вычислений по экспериментальным данным значений основной погрешности уэ контролировать ее соответствие предельно допускаемым значениям.

6 Оформление результатов поверки

• 6.1 Положительные результаты поверки преобразователей удостоверяются знаком поверки, наносимым в паспорт и (или) на свидетельство о поверке (с указанием диапазона перенастройки) в соответствии с Приказом № 1815 Минпромторга России от 02 июля 2015 г.

• 6.2 При отрицательных результатах поверки, в соответствии с Приказом № 1815 Минпромторга России от 02 июля 2015 г., оформляется извещение о непригодности. Преобразователь к дальнейшей эксплуатации не допускают. /

8