Методика поверки «ГСИ. Установки магнитоизмерительные МК-3Э» (МП 83-261-2019)

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Федеральное государственное унитарное предприятие «Уральский научно-исследовательский институт метрологии» (ФГУП «УНИИМ»)

УТВЕРЖДАЮ:

Директор ФГУП «УНИИМ»

С.В. Медведевских

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Установки магнитоизмерительные МК-ЗЭ

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 83-261-2019

г. Екатеринбург 2019 г.

• 3 УТВЕРЖДЕНА ФГУП «УНИИМ» « 25 » октября 2019 г.

• 4 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

• 1   ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

• 2  НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

• 3   ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 4   СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 5  ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 6  ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 7  УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

• 8   ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1 Внешний осмотр

  • 8.2 Опробование

  • 8.3 Проверка идентификационных данных программного обеспечения

  • 8.4 Определение относительной погрешности задания силы постоянного тока

намагничивания

• 8.5 Определение относительной погрешности измерения магнитного потока

• 8.6 Определение магнитных характеристик контрольного образца

• 9  ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

Государственная система обеспечения единства измерений.

Установки магнитоизмерительные МК-ЗЭ.

Методика поверки

Срок введения в действие «_______»

• 1.1  Настоящая методика поверки (далее - МП) распространяется на установки магнитоизмерительные МК-ЗЭ и устанавливает процедуру их первичной и периодической поверки.

• 1.2  Установки магнитоизмерительные МК-ЗЭ (далее - установки) предназначены для задания силы постоянного тока намагничивания, измерения магнитного потока и вычисления статических характеристик образцов магнитомягких и других материалов.

Установка обеспечивает определение основной кривой намагничивания, петли гистерезиса и их параметров: относительной магнитной проницаемости, максимальной индукции, остаточной индукции, коэффициента прямоугольности петли гистерезиса и коэрцитивной силы по индукции по методикам ГОСТ 8.377, ГОСТ 12119.1, ГОСТ 12119.2, ГОСТ 8.268, а также по ОСТ и ТУ предприятий.

• 1.3  Интервал между поверками - один год.

• 2.1 В настоящей МП использованы ссылки на следующие нормативные документы:

• - Приказ Минпромторга РФ от 02.07.2015 г. № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке»;

• - Приложение к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 февраля 2016 г. № 146 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления»;

• - Приложение к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 110'¹⁶до 100 А»;

• - ГОСТ 8.268 - 77 ГСП. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик магнитотвердых материалов;

• - ГОСТ 8.377 - 80 ГСП. Материалы магнитомягкие. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик;

• - ГОСТ 12.2.007.0 - 75 ССБТ Изделия электротехнические. Общие требования безопасности;

• - ГОСТ 12.3.019 - 80 ССБТ Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности;

• - ГОСТ 12119.1 - 98 Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения магнитной индукции и коэрцитивной силы в аппарате Эпштейна и на кольцевых образцах;

• - ГОСТ 12119.2-98 Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения магнитной индукции в пермеаметре;

• - Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 24.07.2013 г. № 328н «Об утверждении Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок».

• 3.1 При проведении поверки выполняют операции согласно таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

• 3.2  Если при выполнении хотя бы одной из операций выявлено несоответствие установленным требованиям, поверка приостанавливается, выясняются и устраняются причины несоответствия, после этого повторяется поверка по операции, по которой выявлено несоответствие.

• 3.3  При повторном выявлении несоответствия установленным требованиям поверка прекращается, установка бракуется, т.е. выдается извещение о непригодности.

• 4.1 При проведении поверки должны использоваться следующие средства поверки:

• • для определения метрологических характеристик:

• -  рабочий эталон единицы магнитного потока 2-го разряда по ГОСТ 8.030-2013 - катушка взаимной индуктивности Р-536 с номинальным значением 0,01 Вб/А, рег.№ 1269-59 (далее - КВИ);

• -  рабочий эталон электрического сопротивления 3-го разряда согласно Приложения к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 февраля 2016 г. № 146 - катушки электрического сопротивления Р310, Р321 с номинальными значениями 0,01, 0,1 и 1,0 Ом, рег.№ 1162-58 (далее - катушка сопротивления);

• -  вольтметр универсальный цифровой GDM-8246, диапазон измерений напряжения постоянного тока до 1000 В, погрешность согласно описанию типа, рег.№ 34295-07 (далее -вольтметр);

контрольный образец, входящий в комплект установки, допуск на геометрические размеры по ГОСТ 8.377 (далее - КО);

Примечание: допускается заменять катушку сопротивления и вольтметр на рабочий эталон силы постоянного электрического тока 2-го разряда согласно Приложения к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 - амперметр постоянного тока в диапазоне от 1 Ю'⁵ до 30 А (далее - амперметр).

• • для контроля условий поверки:

• -  средство измерений (СИ) для измерения температуры окружающего воздуха, обеспечивающий диапазон измерений температуры от плюс 15 до плюс 25 °C, погрешность измерений температуры в диапазоне ±1 °C;

СИ для определения относительной влажности воздуха, обеспечивающий диапазон измерений относительной влажности воздуха (30 - 80) %, абсолютная погрешность измерений относительной влажности воздуха в диапазоне ± 5 %;

• -  СИ для измерения среднеквадратичных значений напряжения переменного тока, обеспечивающий диапазон измерений напряжения переменного тока (100 - 300) В промышленной частоты 50 Гц, относительная погрешность измерений напряжения в диапазоне ± 2 %;

• -  СИ для измерения частоты, обеспечивающий диапазон измерений частоты (40 - 60) Гц, абсолютная погрешность измерений частоты в диапазоне ±0,1 Гц.

• 4.2  СИ, применяемые при поверке, должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке, эталоны должны быть аттестованы и иметь действующие свидетельства об аттестации.

• 4.3  Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик установок с требуемой точностью.

• 5.1  К проведению поверки допускаются лица из числа специалистов, допущенных к поверке и работающих в организации, аккредитованной на право поверки установок.

• 5.2  К поверке допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроустановками напряжением до 1000 В, изучившие Руководство по эксплуатации на установку (РЭ), эксплуатационную документацию на средства поверки и настоящую МП.

• 6.1  При проведении поверки требуется соблюдать правила безопасности согласно раздела 4.2 РЭ.

• 6.2  Помещение для проведения поверки должно соответствовать правилам техники безопасности и производственной санитарии.

• 6.3  При проведении поверки установок должны соблюдаться требования электробезопасности по ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12.3.019, требования Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок и требования безопасности, определенные в РЭ на установку и средства поверки.

• 6.4  Средства поверки должны быть заземлены. Электрическое сопротивление заземляющего провода должно быть не более 0,1 Ом.

• 7.1  При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающей среды, °C                                       от 15 до 25;

• - относительная влажность воздуха (без конденсации),%                       от 30 до 80;

• - напряжение питающей сети, В                                          от 198 до 242;

• - частота питающей сети, Гц                                              от 49,5 до 50,5.

• 7.2  Для исключения влияния электромагнитных помех, электронный блок установки установить на расстоянии не менее 2 м от работающих электромагнитных устройств и металлических конструкций, расстояние от измеряемого кольцевого образца до больших ферромагнитных масс и других устройств, в т.ч. компьютера, монитора, источников магнитных полей должно быть не менее 30 см.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 Во время внешнего осмотра визуально проверяют внешний вид и комплектность установки.

• 8.1.2 Установка не должна иметь наружных повреждений, влияющих на его работу.

• 8.1.3 Комплектность установки должна соответствовать требованиям раздела 1.3 РЭ.

• 8.2.1 Электронный блок установки через разъемы на задней панели присоединяют к компьютеру (далее - ПК) и кабелем питания к сети переменного тока.

• 8.2.2 Включают ПК и тумблер «Сеть» электронного блока, при этом должен загореться светодиод индикации наличия питания.

• 8.2.3 Запускают файл «Sgl08.exe». На экране должно появиться окно управления программой. Если установка не присоединена к компьютеру или не включена, то должно появиться сообщение: «Error Устройство не найдено».

• 8.2.4 Подключают обмотки КО к соответствующим клеммам установки.

• 8.2.5 В соответствии с РЭ запускают измерение кривой намагничивания и петли гистерезиса КО и проводят измерение магнитных характеристик: максимальное магнитное поле (Н_тах, А/м), максимальную магнитную индукцию (В_тах, Тл), остаточную магнитную индукцию (В_г, Тл), коэрцитивную силу (Н_с, А/м), максимальную магнитную проницаемость (ц_тах), произведение ((ВН)_тах, Дж/м³).

• 8.2.6 Если по окончании измерения в графическом окне отображаются петля гистерезиса, кривая намагничивания и кривая проницаемости, а в текстовом окне - исходные данные и результаты измерения, то считают, что опробование установки прошло успешно.

• 8.3.1 Программное обеспечение (ПО) установки состоит из встроенного ПО и внешнего ПО.

• 8.3.2 Для проверки идентификационных данных встроенного ПО включают установку и открывают вкладку «О программе». В появившемся окне в строке «Версия программы устройства» указан идентификационный номер ПО.

• 8.3.3 В проверку идентификационных данных внешнего ПО входит проверка компонента SgllbO8.dll и компонента Sgl08.exe.

  • 8.3.3.1  Для проверки компонента Sgllb08.dll в рабочей папке с ПО правой кнопкой открывают вкладку «Свойства\Подробно» этого файла, в которой указаны идентификационное наименование и идентификационный номер.

  • 8.3.3.2 Для проверки компонента Sgl08.exe в рабочей папке с ПО правой кнопкой открывают вкладку «Свойства\Подробно» этого файла, в которой указаны идентификационное наименование и идентификационный номер.

• 8.3.4 Идентификационные данные программного обеспечения должны соответствовать данным, указанным в таблице 2.

Таблица 2 -

данные ПО

• 8.4.1 Определение относительной погрешности задания силы постоянного тока намагничивания проводят с помощью катушки сопротивления и вольтметра или амперметра.

• 8.4.2 Собирают схему

• при использовании катушки сопротивления и вольтметра:

Присоединяют катушку сопротивления (клеммы Ij и h) к установке (клеммы «Нн Нк» (красные) на передней панели).

К клеммам U] и U2 катушки сопротивления присоединяют вольтметр.

• при использовании амперметра:

К клеммам «Нн Нк» (красные) на передней панели установки присоединяют амперметр.

• 8.4.3 Включают приборы и запускают установку.

• 8.4.4 На компьютере в режиме «Поверка» выбирают операцию «Установить ток». В окошке «Ток» устанавливают величину тока 1_уст = 0,002 А и нажимают кнопку «Выполнить».

• 8.4.5 Снимают показания

  • при использовании катушки сопротивления и вольтметра: Снимают показания значений напряжения (Uj, В) с вольтметра и рассчитывают значения силы тока (Ij, А), прошедшего через катушку сопротивления, по формуле

  ,.л

  ¹ R ’

  • - показания вольтметра, В;

  • - значение катушки сопротивления, Ом.

  (1)

  где

  и_; R

при использовании амперметра:

Снимают показания значений силы тока (Ij, А) с амперметра.

• 8.4.6 Проводят не менее 5 измерений силы тока (п > 5).

• 8.4.7 Для полученного ряда значений силы тока (Ij, А) вычисляют: среднее арифметическое значение измерений силы тока (I, А) по формуле

(2)

i=l

где п - число результатов измерений, п > 5;

- среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического измерений силы тока в относительном виде (St, %) по формуле

- среднее квадратическое отклонение

(НСП) оценки задания силы тока в относительном виде (Se, %) по формулам:

• при использовании катушки сопротивления и вольтметра

⁵и + ^ + (1^1уст_т ^Т| -100)²

• при использовании амперметра

где би - относительная погрешность измерений напряжения вольтметром, %;

5r - относительная погрешность катушки сопротивления, %;

§1   - относительная погрешность измерений силы тока амперметром, %.

• 8.4.8 Относительную погрешность задания силы постоянного тока намагничивания (6f, %) рассчитывают по формуле

• при использовании катушки сопротивления и вольтметра

где t - коэффициент Стьюдента, который зависит от доверительной вероятности Р и числа результатов измерений п (для Р = 0,95 и п = 5 t = 2,776);

S_0f - среднее квадратическое отклонение НСП, которое определяют по формуле (4);

• при использовании амперметра

где t - коэффициент Стьюдента, который зависит от доверительной вероятности Р и числа результатов измерений п (для Р = 0,95 и п = 5 t = 2,776);

S_0y - среднее квадратическое отклонение НСП, которое определяют по формуле (5 ).

• 8.4.9 Повторяют действия по 8.4.4 - 8.4.8 для следующих значений силы тока: 0,02; 0,2; 2; 10 А.

• 8.4.10  Относительная погрешность задания силы постоянного тока намагничивания для каждого значения тока должна находиться в пределах ±0,5 %.

• 8.4.11  Если требования 8.4.10 не выполняется хотя бы для одного значения тока, поверку приостанавливают, выясняют и устраняют причины несоответствия и проводят операции поверки по 8.4.4 - 8.4.9 для числа измерений n > 11 (для Р=0,95 и n=l 1 t=2,228).

• 8.4.12   Если после проведения действий по 8.4.11 требование пункта 8.4.10 не выполняется, то установку признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не проводят.

• 8.5.1 Определение относительной погрешности измерений магнитного потока проводят с помощью КВИ, катушки сопротивления и вольтметра или КВИ и амперметра.

• 8.5.2 Собирают схему

• • при использовании катушки сопротивления и вольтметра:

Последовательно соединяют катушку сопротивления (используя клеммы Ii и Ь), КВИ (используя клеммы Hi и Ki или I] и I2 в зависимости от типа КВИ) и установку (используя клеммы «Нн Нк» (красные) на передней панели).

К клеммам U i и U2 катушки сопротивления присоединяют вольтметр.

КВИ (используя клеммы Н2 и К2 или Ц и L2 в зависимости от типа КВИ) присоединяют к установке (используя клеммы «Ин Ик» (черные) на передней панели).

• • при использовании амперметра:

Последовательно соединяют амперметр, КВИ (используя клеммы Hi и Ki или I] и Н в зависимости от типа КВИ) и установку (используя клеммы «Нн Нк» (красные) на передней панели).

КВИ (используя клеммы Н2 и К2 или Li и L2 в зависимости от типа КВИ) присоединяют к установке (используя клеммы «Ин Ик» (черные) на передней панели).

• 8.5.3 Включают приборы и запускают установку.

• 8.5.4 На компьютере в режиме «Поверка» выбирают операцию «Поток». В окошке «Ток» устанавливают величину тока 1_уст = 0.005 А и нажимают кнопку «Выполнить». В первичной обмотке КВИ установится ток заданной величины.

• 8.5.5 Снимают показания

• • при использовании катушки сопротивления и вольтметра:

С вольтметра снимают показания значений напряжения (Uj, В).

• • при использовании амперметра:

С амперметра снимают показания значений силы тока (Ij, А).

• 8.5.6 При переключении тока с положительного значения на отрицательное, в строке на панели окна появится измеренное значение величины магнитного потока (Ф_и,, Вб).

• 8.5.7 Проводят не менее 5 измерений напряжения (силы тока) и магнитного потока (п>5).

• 8.5.8 Вычисляют величину магнитного потока (Ф_р, Вб) во вторичной обмотке КВИ по формулам:

• при использовании катушки сопротивления и вольтметра

i=l

(8)

• при использовании амперметра

(9)

где М - значение взаимной индуктивности КВИ, Гн; R - значение катушки сопротивления, Ом; п - число результатов измерений, п > 5.

• 8.5.9 Для полученного ряда значений магнитного потока (Фи г, Вб) вычисляют:

- среднее арифметическое значение измерений магнитного потока ( Ф, Вб) по формуле

1=1

(10)

где п - число результатов измерений, п > 5;

- CKO среднего арифметического измерений магнитного потока в относительном виде (S$, %) по формуле

^(Фи.-Ф)² .100 п • (п - 1) Ф

- среднее квадратическое отклонение НСП оценки измерений магнитного потока в относительном виде (Se, %) по формулам:

• при использовании катушки сопротивления и вольтметра

• при использовании амперметра

где 6м - относительная погрешность КВИ, %;

6ц - относительная погрешность измерений напряжения вольтметром, %;

6r - относительная погрешность катушки сопротивления, %;

6i - относительная погрешность измерений силы тока амперметром, %.

• 8.5.10 Относительную погрешность измерений магнитного потока (6ф, %) рассчитывают по формуле

  
  

  (14)

где t - коэффициент Стьюдента, который зависит от доверительной вероятности Р и числа результатов измерений п (для Р = 0,95 и п = 5 t = 2,776);

S_e_ - среднее квадратическое отклонение НСП, которое определяют при использовании катушки сопротивления и вольтметра по формуле (12), при использовании амперметра по формуле ( 13 ).

• 8.5.11  Повторяют действия по 8.5.4 - 8.5.10 для следующих значений силы тока: 0,04; 0,4; 1 А.

• 8.5.12  Относительная погрешность измерений магнитного потока для каждого значения тока должна находиться в пределах ±0,5 %.

• 8.5.13  Если требования 8.5.12 не выполняется хотя бы для одного значения тока, поверку приостанавливают, выясняют и устраняют причины несоответствия и проводят операции поверки по 8.5.4 - 8.5.11 для числа измерений n > 11 (для Р=0,95 и n=l 1 t=2,228).

• 8.5.14  Если после проведения действий по 8.5.13 требование пункта 8.5.12 не выполняется, то установку признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не проводят.

• 8.6.1 Контрольный образец (КО) используется во время эксплуатации установки для проверки ее работоспособности.

• 8.6.2 При положительных результатах поверки установки определяют магнитные характеристики КО.

• 8.6.3 Подключают обмотки КО к соответствующим клеммам установки на передней панели: намагничивающую обмотку к клеммам «Нн Нк» (красные), измерительную обмотку к клеммам «Ин Ик» (черные).

ВНИМАНИЕ: Категорически запрещается производить подключение/отключение обмоток КО во время измерения.

• 8.6.4 В соответствии с РЭ проводят измерение магнитных характеристик: максимальной магнитной индукции (В_тах, Тл) и коэрцитивной силы по индукции (Нсв, А/м).

Примечание:   По согласованию с Заказчиком допускается проводить измерения других маг

нитных характеристик КО.

• 8.6.5 Измерения КО выполняют не менее трех раз. За результат измерений принимают среднее арифметическое значение, которое указывают в свидетельстве о поверке.

• 9.1  Результаты поверки заносят в протокол поверки, выполненный в произвольной форме.

• 9.2  Положительные результаты поверки установки оформляют согласно Приказу Минпромторга России № 1815 выдачей свидетельства о поверке, в котором дополнительно указывают значение контрольного образца (1 или более), входящего в комплект прибора.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 9.3  Отрицательные результаты поверки установки оформляют согласно Приказу Минпромторга России № 1815 выдачей извещения о непригодности с указанием причин непригодности.

Исполнители:

Заместитель зав. лаб.261

Ведущий инженер лаб. 261

12