Методика поверки «ГСИ. ДАТЧИКИ ПЛОТНОСТИ РАДИАЦИОННОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ДРТП-15» (651-20-048 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель

генерального директора -

заместитель по научной работе ФГУП Лвниифтри»

А.Н. Щипунов

2020 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

ДАТЧИКИ ПЛОТНОСТИ РАДИАЦИОННОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

ДРТП-15

Методика поверки

651-20-048 МП

р.п. Менделеево, 2020 г.

• 1.1  Настоящая методика поверки устанавливает методы и средства первичной и периодических поверок датчиков радиационного теплового потока ДРТП-15 (далее -датчик), изготавливаемых ФГУП «ВНИИФТРИ».

• 1.2  Интервал между поверками - один год.

• 2.1 При проведении поверки датчиков ДРТП-15 должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

3 Средства поверки

• 3.1 При проведении поверки должны применяться средства измерения и оборудование, приведенные в таблице 2.

Таблица 2

• 3.2 При поверке допускается применять другие средства измерений, обеспечивающие определение метрологических характеристик датчиков с требуемой точностью. Все средства и оборудование, используемые при поверке, должны иметь действующие свидетельства о поверке и быть аттестованы.

• 4.1 К проведению поверки допускаются лица, имеющие квалификацию инженера, ознакомленные с эксплуатационными документами на государственный эталон единицы плотности радиационного теплового потока, датчики теплового потока и средства измерений, руководствующиеся «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок».

• 5.1  При подготовке и проведении поверки необходимо соблюдать требования

ГОСТ 12.3.019  -  80, «Правил технической эксплуатации электроустановок

потребителей» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Гостехнадзором.

• 6.1  При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

температура окружающего воздуха, °C                     от 10 до 40;

относительная влажность окружающего воздуха, %          от 30 до 80;

атмосферное давление, кПа;                             от 84 до 106,7.

• 6.2  Операции, производимые со средствами поверки и с поверяемыми датчиками должны соответствовать указаниям, приведенным в эксплуатационной документации.

• 7.1 Средства поверки и вспомогательное оборудование, применяемые при поверке, должны быть подготовлены к работе в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 7.2 Проверить соответствие условий поверки требованиям раздела 6.

• 8.1  Внешний осмотр

  • 8.1.1  Комплектность, упаковка, маркировка и габаритные размеры датчика должны соответствовать требованиям РЭ.

Корпус датчика не должен иметь механических повреждений и дефектов.

• 8.1.2  В комплект эксплуатационной документации должны входить РЭ датчика с отметкой ОТК и свидетельство о предыдущей поверке (при периодической поверке).

• 8.1.3  Датчики, не удовлетворяющие требованиям, изложенным выше, дальнейшим операциям поверки не подвергать.

• 8.2  Проверка сопротивления электрической цепи датчика

  • 8.2.1  Сопротивление электрической цепи измерить с помощью вольтметра универсального цифрового. Сопротивление электрической цепи датчика должно соответствовать паспортным данным. При обнаружении несоответствия датчик бракуется.

• 8.3  Определение метрологических характеристик датчика

Принцип измерения плотности теплового потока датчиком ДРТП-15 заключается в выработке термо-ЭДС медь-константановой дифференциальной термопарой при нагреве потоком приёмной константановой мембраны. Известно, что в такой конструкции увеличение чувствительности термопары с ростом температуры достаточно точно компенсируется увеличением теплопроводности константана, и коэффициент преобразования датчика К_о      1 является константой, не зависящей от

интенсивности теплового потока. При этом тепловой поток q рассчитывается по сигналу датчика V [мкВ] согласно формуле: q = —. Однако технологический разброс состава константана может приводить к неточной компенсации, и тогда возникает зависимость коэффициента преобразования от теплового потока, которую следует учитывать в виде функции:

В этом случае функция коэффициента преобразования зависит от двух параметров К_о и А.

• 8.3.1  Определение относительной погрешности измерений плотности радиационного теплового потока

  • 8.3.1.1  Подключить выходные клеммы датчика к входным клеммам вольтметра универсального цифрового. Включить вольтметр в режим измерения постоянного напряжения на диапазон 100 мВ.

  • 8.3.1.2 Установить датчик в зону действия теплового потока на государственном эталоне единицы плотности радиационного теплового потока.

  • 8.3.1.3 Включить подачу охлаждающей воды.

  • 8.3.1.4 Поверку проводить при тепловых потоках с плотностью, указанной в столбце 2 таблицы 3

Таблица 3

При проведении поверки допускается увеличить число измерений плотности теплового потока в пределах рабочего диапазона датчика сверх указанных в таблице 3. Для каждого потока, плотностью qi выполнить 5 измерений напряжения сигнала

датчика Уц и вычислить среднее значение:

Вычислить расчетное значение плотности теплового потока по формуле:

QpacMi — K₀(i+^Vi)’

где Ко и А - калибровочные константы датчика, указанные в руководстве по эксплуатации.

Вычислить относительную погрешность измерения плотности радиационного теплового потока по формуле:

$ = |±~^QP^ac4i|. юо% (5)

I Ql I

Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности в контрольных точках не превышают 5 %.

• 8.3.2 Определение параметров функции коэффициента преобразования датчика

  • 8.3.2.1  Для каждой пары значений Vi и qi, определенных в п. 8.3.1.4, рассчитать коэффициент чувствительности датчика по формуле:

J               (6)

• 8.3.2.2 По полученным данным (Ц-, методом наименьших квадратов рассчитать параметры функции коэффициента чувствительности в соответствии с видом функции, указанным в руководстве по эксплуатации (МГФК411405.001 РЭ):

к _ £Г.₁У| £Й.1У₁^г-£Г.₁И| Е&₁к₁У| z₇x

.   _ _i_.                               /о,

Для функции вида

/С(Ю = Х_ор(1 + Лр • V)

Или

Для функции вида

к(Ю = К_ор

где К_о? и Л_р- параметры функции, N - количество измерений плотности теплового потока.

Полученные параметры функции коэффициента преобразования указать в свидетельстве о поверке и использовать весь следующий интервал между поверками.

8.3.3 Определение времени теплового переходного процесса

• 8.3.6.1 Датчик с водоохлаждаемым радиатором установить в зону действия теплового потока на государственном эталоне единицы плотности радиационного теплового потока.

• 8.3.6.2 Включить подачу охлаждающей воды.

• 8.3.6.3 Включить тепловой поток плотностью 0,5’НИН от верхней границы рабочего диапазона датчика и закрыть датчик заслонкой.

• 8.3.6.4 Прогреть лампу источника в течение 5 минут.

• 8.3.6.5 Включить цифровой вольтметр в режиме считывания напряжения сигнала датчика с интервалом 2-3 секунды. При считывании фиксировать время считывания и напряжение сигнала датчика. Открыть заслонку и считать последовательность показаний вольтметра. Показания вольтметра возрастают по закону

VW = V_K-(V_K-V₀)-e-^                      (Ю)

где Р_о ~ начальное значение напряжения сигнала датчика в момент времени t₀, Р_к - конечное (стационарное) значение напряжения сигнала датчика при t -> оо,

т - постоянная времени реакции датчика.

• 8.3.6.6 По полученным данным определить Р_к, как значение напряжения сигнала датчика через 40 - 50 секунд после открытия заслонки. Выбрать начальный момент времени t₀, соответствующий первой точке, когда напряжение сигнала датчика начало

возрастать, и зафиксировать это напряжение как Р_о. По полученным данным t₍)

у —у.

построить зависимость ——^L-100% от t_t- — t₀.

Vk-Цэ

времени, прошедший от начальной точки tj = t₀, которая по графику соответствует 100 % до момента, когда кривая графика опустится ниже отметки 2 %. Этот

интервал времени считать временем теплового переходного процесса.

• 8.3.6.7 Результат поверки считать положительным, если время теплового переходного процесса не превышает 10 секунд.

• 9  Не допускается проведение поверки на меньшем числе поддиапазонов измерений.

• 10.1 При положительных результатах поверки параметры функции коэффициента преобразования занести в таблицу 4 (руководство по эксплуатации датчика МГФК405411РЭ, раздел «Периодический контроль основных эксплуатационнотехнических характеристик») и оформить свидетельство о поверке. В свидетельстве указать:

рабочий диапазон плотностей теплового потока;

параметры функции коэффициента преобразования;

относительную погрешность.

10.2В случае отрицательных результатов поверки датчик не допускается к применению, оттиск поверительного клейма гасится, «Свидетельство о поверке» аннулируется, владельцу выписывается «Извещение о непригодности» или делается соответствующая запись в технической документации.

И.о. начальника лаборатории 310

ФГУП «ВНИИФТРИ»

Старший научный сотрудник

ФГУП «ВНИИФТРИ»