Методика поверки «Преборазователи давления измерительные MH-4, MPR-1, PSD-4-ECO, A-1200» (МП 202-006-2019)

УТВЕРЖДАЮ

метрологии «ВНИИМС»

Н. В. Иванникова

" 17 " октября 2019 г.

производства «WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG», Германия

МП 202-006-2019

Настоящая методика распространяется на преобразователи давления измерительные МН-4, MPR-1, PSD-4-ECO, А-1200, изготавливаемые фирмой «WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG», Германия.

Преобразователи давления измерительные МН-4, MPR-1, PSD-4-ECO, А-1200 (далее -преобразователи) предназначены для измерений и непрерывных преобразований давления жидких или газообразных сред в унифицированный аналоговый выходной сигнал в виде постоянного электрического тока или напряжения постоянного тока, в цифровой выходной сигнал, в выходной сигнал широтно-импульсной модуляции.

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

Рекомендованный интервал между поверками 3 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 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".

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 преобразователь. Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания - в соответствии 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;

• -   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 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. 4.3 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, на место поверяемого преобразователя устанавливают заведомо герметичный преобразователь или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более ±2,5 % ВПИ, 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 преобразователя, не наблюдают падения давления (разрежения) в течение последующих 2 мин. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

При проверке 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.

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре преобразователей устанавливают:

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

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

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

• 5.2 Опробование

При опробовании проверяют работоспособность и герметичность преобразователя.

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

Работоспособность преобразователя 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 (п. 4.2.1, 4.2.2) имеет следующие особенности:

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

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

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

  • 5.3.1 Основную приведенную погрешность преобразователя определяют по одному из способов:

• 1) По эталону на входе преобразователя 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 преобразователя, 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 преобразователя может быть ошибочно признан годным;

(8м)_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:

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 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;

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

Значения у_ки 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 преобразователей осуществляют, исходя из технических возможностей и техникоэкономических 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= (5_м)ва - а_р). При этом, для проверки условия Р_ва.м < 0,20, проверяют выполнения условия у_к < 1- 0,28-Ор.

• 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

(А       А Л

Ар | ^А,

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

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

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

Л, 1т ~ соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала преобразователя, мА;

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 преобразователя с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении в В

  

  Дм

  u_m-u₀
  

  •100 < а_р • у

  (2)

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

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

Ля - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Ом;

R₃m - значение эталонного сопротивления, Ом;

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

Uт ⁼1т * Р-эт     И      Uo ⁼ Zo * Rym

• 3) При поверке преобразователя с выходным цифровым сигналом

  

  •100<а_р

  (3)

• 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 (7) от входной измеряемой величины (Р)

^{(4) г}т п

где 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 Рп численно равно верхнему пределу измерений в области разрежения Рт(-) и в формулу (4) подставляется со знаком минус.

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

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

⁽⁵⁾

¹ т ^Гп

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

U_p = R_3m-I_p,                                         (6)

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

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

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

- с линейно возрастающей функцией преобразования

^ = ^ + ^5^ (/’-/’„)                      (7)

где N_p — расчетное значение выходного сигнала в цифровом формате;

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

• - с линейно убывающей функцией преобразования

V = N -  -^-(р-р)

р     ° р р '      ^п'

п

• 5.3.7 Основную приведенную 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 т = 3.

Основную приведенную 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).

• 5.3.8 Основную приведенную погрешность Да в % от диапазона измерений (5.3.5) вычисляют по приведённым ниже формулам:

• - При поверке преобразователей по способу 1 (5.3.1):

  •10Q	(9)
  100	(Ю)
  100	(Н)

I -I

^лт ^л0

где I - значение выходного сигнала 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 преобразователя в цифровом формате, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины.

- При поверке преобразователей по способу 2 (5.3.1):

Р-Р

У ----^-100

Р -Р

т ^л п

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

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

• 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 | уд | > уи -| 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 | у д | > ук | у |.

• 6.1 Положительные результаты поверки оформляют свидетельство о поверке в установленной форме 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».

• 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».

9