Методика поверки «ГСИ. Датчики абсолютной вибрации "ВИБРОБИТ AV100"» (ВШПА.421412.100.110 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель

В.А. Романов

генерального директора «Ростовский ЦСМ»

«13» января 2020 г.

Государственная система обеспечения единства измерений. Датчики абсолютной вибрации «ВИБРОБИТ AV100» Методика поверки

ВШПА.421412.100.110 МП г. Ростов-на-Дону 2020 г.

• 1 Операции поверки

• 2 Средства поверки

• 3 Требования безопасности

• 4 Условия поверки

• 5 Подготовка к проведению поверки

• 6 Проведение поверки

• 7 Оформление результатов поверки

ПРИЛОЖЕНИЕ А ОСНОВНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

АППАРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б НАИМЕНОВАНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ВНЕШНИХ ЦЕПЕЙ АППАРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ В УСТАНОВКА ДАТЧИКОВ НА ВИБРОСТЕНДЕ

Методика поверки разработана в соответствии с требованиями РМГ 51-2002 «ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения» и распространяется на датчики абсолютной вибрации «ВИБРОБИТ AV100» (далее Датчики) выпускаемые по ВШПА.421412.100.110 ТУ, устанавливает методику первичной и периодических поверок (в дальнейшем - поверка).

Периодическая поверка производится при эксплуатации Датчиков, в период текущего или капитального ремонта контролируемого оборудования, один раз в два года.

Допускается поверка Датчиков непосредственно на контролируемом оборудовании.

Документом предусматривается возможность проведения поверки отдельных измерительных каналов и(или) отдельных автономных блоков из состава СИ, на меньшем числе величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений.

При проведении поверки должны выполняться операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

• 2.1 При проведении поверки должны применяться средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2

• 2.2  Все используемые средства поверки должны быть исправны и иметь действующие свидетельства о поверке.

• 2.3   Работа с эталонными средствами измерений должна производиться в соответствии с их эксплуатационной документацией.

• 2.4  Допускается применение аналогичных средств поверки и вспомогательного оборудования, обеспечивающих определение метрологических характеристик, поверяемых СИ с требуемой точностью и обеспечивающих требуемые диапазоны измерений. Частотный диапазон вибростенда должен обеспечивать полное покрытие частотного диапазона поверяемого датчика.

Средства поверки, а также вспомогательное оборудование, которые подлежат заземлению, должны быть надежно заземлены.

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• -  температура окружающего воздуха от плюс 18 до 25 °C;

• -  относительная влажность воздуха от 45 до 80 %;

• -  атмосферное давление не установлено;

• -  напряжение питания преобразователей (24,0 ± 0,5) В;

источник постоянного тока: (18 ± 0,5) мА, (для испытаний датчиков типа А2ххС);

мощность источника питания не менее 10 Вт;

• -  уровень звукового давления не более 65 дБ;

• -  сопротивление нагрузки унифицированного сигнала 200 Ом (± 0,1 %; ± 1 %);

• -  уровни внешних электрических и магнитных полей, а также воздействие вибрации в месте установки измерительных приборов, согласующих и измерительных средств не должны превышать норм, установленных нормативными документами на них;

• -  заводские номера датчиков и измерительных преобразователей должны соответствовать указанным в паспорте или формуляре;

• -  поверка датчиков виброускорения, виброскорости, СКЗ виброскорости производится на вибростенде, в соответствии с рисунком В.1;

• -  базовая частота поверки датчиков вибрации согласно техническим характеристикам, указанным в таблицах А.1 - А.4.

Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие операции:

выдержать проверяемые узлы аппаратуры в условиях окружающей среды, указанных в п.4, не менее 1 ч, если они находились в климатических условиях, отличающихся от указанных в п.4;

- соединить зажимы заземления используемых средств поверки с контуром заземления;

средства поверки, предусматривающие питание от сети переменного тока 220 В, 50 Гц необходимо включить и дать им прогреться в течение времени, указанного в технической документации на них.

Поверка основных параметров и метрологических характеристик проводится по истечении времени готовности Датчиков, которое составляет не более 3 мин.

Поверка метрологических характеристик проводится по одной из электрических схем подключения, рисунок 1 - 4 в зависимости от типа подключаемого датчика:

-для датчиков типа V1xx и А1хх в соответствии с рисунком 1;

-для датчиков типа V1xxE, А1ххЕ в соответствии с рисунком 2;

-для датчиков типа А2ххС в соответствии с рисунком 3;

-для датчиков типа VelxxE в соответствии с рисунком 4,

где хх - цифровые коды вариантов исполнений датчиков, в соответствии с таблицей 1 руководства по эксплуатации ВШПА.421412.100.110 РЭ.

А - датчик вибрации;

В - источник питания (+24 В);

R1 - резистор 200 Ом; ± 0,1 %; 0,25 Вт;

Р1 - вольтметр переменного / постоянного тока КТ 0,2;

Р2 - вольтметр постоянного тока КТ 0,2.

Рисунок 1 - Схема подключения датчиков типа V1xx и А1хх

А - датчик вибрации;

В - источник питания (+24 В);

R1 - резистор 200 Ом; ± 0,1 %; 0,25 Вт;

Р1 - вольтметр переменного / постоянного тока КТ 0,2;

Р2 - вольтметр постоянного тока КТ 0,2.

Рисунок 2 - Схема подключения датчиков типа V1xxE, А1ххЕ

А - датчик вибрации;

В - источник постоянного тока 18 мА (l=const);

Р1 - вольтметр переменного / постоянного тока КТ 0,2;

Р2 - амперметр постоянного тока КТ 0,2 (допускается заменить перемычкой где Р2 не используется при поверке)

Рисунок 3 - Схема подключения датчиков типа А2ххС

А - датчик вибрации;

В - источник питания (+24 В);

R1 - резистор 200 Ом; ± 1 %; 0,25 Вт;

Р1 - амперметр постоянного тока КТ 0,2; Р2 - вольтметр постоянного тока КТ 0,2.

Рисунок 4 - Схема подключения датчиков типа VelxxE

При проведении операций поверки необходимо вести протокол записи результатов измерений (протокол поверки). Протокол допускается вести по произвольной форме.

6.1  Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должны быть проверены:

комплектность и чистота поверяемого датчика;

• -  наличие маркировки;

• -  отсутствие повреждений корпуса датчика, разъёмов (клеммников).

6.2  Проверка электрического сопротивления изоляции пьезоэлектрических датчиков

• 1) Электрическое сопротивление изоляции Датчиков измеряют мегомметром, с напряжением не более 100 В, относительно корпуса датчика.

• 2) Минимальное значение сопротивление изоляции Датчиков всех типов относительно корпуса должно быть не менее 100,0 МОм.

6.3  Опробование

Для опробования необходимо выполнить следующие операции:

• 1) Собрать электрическую схему поверки, в соответствии с рисунками 1,2, 3, 4 в зависимости от типа датчика.

• 2) Установить проверяемый датчик на стенде.

• 3) Включить источник питания и, создавая на стенде изменение параметра, опробовать работу поверяемого датчика.

• 6.4.1 Определение относительной основной погрешности измерения, нелинейности амплитудной характеристики и отклонение коэффициента преобразования от номинального значения датчиков мгновенного значения виброскорости типа V1xx, V1xxE или мгновенного значения виброускорения типа А1хх, А1ххЕ

• 1) Собрать электрическую схему поверки, в соответствии с рисунками 1, 2 в зависимости от типа датчика.

• 2) Установить поверяемый датчик на стенде.

• 3) На вибростенде установить ряд значений СКЗ виброскорости (виброускорения) на базовой частоте датчика равный: нижней границе диапазона измерений; 12,5 %; 25 %; 50 %; 75 %; 100 %> верхней границы диапазона измерений, а по вольтметру Р1 переменного тока контролировать измеряемые значения.

Допускается установка других значений СКЗ виброскорости (виброускорения) с отклонением от требуемых значений из указанного ряда, не более чем на ± 10%. Например, для точки 50% диапазона виброскорости 20 мм/с допустимое отклонение ± 1 мм/с.

• 4) Определить основную относительную погрешность измерения для ряда значений СКЗ виброскорости (виброускорения) указанных в пункте 3 поверки по формуле:

юоот/,

3_1р=-^--100%, • (1)

где Vi - значение СКЗ виброскорости (виброускорения) по стенду или рабочему эталону, мм/с (м/с²);

Ui- выходной сигнал по вольтметру Р1, мВ;

R - сопротивление нагрузки, 200 Ом;

K_sn- номинальный коэффициент преобразования датчика:

Примечание: для датчиков типа V1xx и А1хх номинальный коэффициент преобразования (индивидуальный) указан в маркировке, паспорте или формуляре.

• 5) Определить действительное значение коэффициента преобразования для ряда значений СКЗ виброскорости (виброускорения) на базовой частоте равный: 12,5 %; 25 %; 50 %; 75 %; 100 % верхней границы диапазона измерений. Действительное значение коэффициента преобразования при i-том значении СКЗ виброскорости (виброускорения) определяется по формуле:

  

  1000 £7,

  як,

  , мкА/(мм/с) (мкА/(м/с²))

  (2)

• 6) Определить среднее значение коэффициента преобразования по формуле:

п

Хк

i=\

где п - число измерений.

7) Определить нелинейность амплитудной характеристики по унифицированному токовому выходу

8) Определить отклонение коэффициента преобразования от номинального значения по формуле:

(5)

где - коэффициент преобразования датчика, определенный при значении параметра равном 0,75 верхней границы диапазона измерений, мм/с (м/с²).

К_п - номинальный коэффициент преобразования датчика, указанный в таблицах А.1, А.З.

Максимальные значения погрешности измерения, нелинейности амплитудной характеристики и отклонение коэффициента преобразования от номинального значения не должны превышать значений, указанных в таблицах А. 1, А.З.

• 6.4.2 Определение относительной основной погрешности измерения, нелинейности амплитудной характеристики и отклонения коэффициента преобразования от номинального значения датчиков мгновенного значения виброускорения типа А2ххС с выходным сигналом

переменного напряжения

• 1) Собрать электрическую схему поверки, в соответствии с рисунком 3.

• 2) Установить поверяемый датчик на стенде.

• 3) Включить источник тока. Источник постоянного тока 18 мА с максимальным выходным напряжением 30 В.

• 4) На вибростенде установить ряд значений СКЗ виброускорения на базовой частоте датчика равный: нижней границе диапазона измерений; 12,5 %; 25 %; 50 %>; 75%; 100 % верхней границы диапазона измерений, а по вольтметру Р1 переменного тока контролировать измеряемые

значения.

• 5) Определить основную относительную погрешность измерения для ряда значений СКЗ виброускорения указанных в пункте 4 поверки по формуле:

  

  •100%

(6)

где Vi - значение СКЗ виброускорения по стенду или рабочему эталону (м/с²);

Ui- выходной сигнал по вольтметру Р1, мВ;

K_s - номинальный коэффициент преобразования (индивидуальный) указанный в маркировке, паспорте или формуляре.

• 6) Определить действительное значение коэффициента преобразования для ряда значений СКЗ виброускорения на базовой частоте равный: 12,5 %; 25 %; 50; % 75 %; 100 % верхней границы диапазона измерений. Действительное значение коэффициента преобразования при i-том значении СКЗ виброускорения определяется по формуле:

  

(7)

• 7) Среднее значение коэффициента преобразования, нелинейность амплитудной характеристики и отклонение коэффициента преобразования от номинального значения определяются по формулам (3 - 5).

Максимальные значения погрешности измерения, нелинейности амплитудной характеристики и отклонение коэффициента преобразования от номинального значения не должны превышать значений, указанных в таблице А.2.

• 6.4.3 Определение приведённой основной погрешности измерения, нелинейности амплитудной характеристики и отклонения коэффициента преобразования от номинального значения датчиков СКЗ виброскорости типа VelxxE с выходным сигналом постоянного тока

• 1) Собрать электрическую схему поверки, в соответствии с рисунком 4.

• 2) Установить поверяемый датчик на стенде.

• 3) Включить источник питания.

• 4) На вибростенде установить ряд значений СКЗ виброскорости на базовой частоте датчика равный: нижней границе диапазона измерений; 12,5 %; 25 %; 50 %; 75 %; 100% верхней границы диапазона измерений, а по амперметру Р1 постоянного тока контролировать измеряемые значения.

• 5) Определить основную приведённую погрешность измерения для ряда значений СКЗ виброскорости указанных в пункте 4 поверки по формуле:

  1000.(Д-/о)

  
  

  •100%

  (8)

где У,- значение СКЗ виброскорости по стенду или рабочему эталону (мм/с);

Vp-верхняя граница диапазона измерений датчика (мм/с);

1₀ - начальное значение выходного сигнала (4 мА);

Л - выходной сигнал по амперметру Р1, мА;

K_s - номинальный коэффициент преобразования указанных в таблице А.4.

• 6) Определить действительное значение коэффициента преобразования для ряда значений СКЗ виброскорости на базовой частоте равный: 12,5 %; 25 %; 50; % 75 %; 100 % верхней границы диапазона измерений. Действительное значение коэффициента преобразования при i-том значении СКЗ виброскорости определяется по формуле:

1000-(/, ~/₀)

K_i =---------------, мкА/(мм/с)

• 7) Среднее значение коэффициента преобразования, нелинейность амплитудной характеристики и отклонение коэффициента преобразования от номинального значения определяются по формулам (3 - 5).

Максимальные значения погрешности измерения, нелинейность амплитудной характеристики и отклонение коэффициента преобразования от номинального значения не должны превышать значений, указанных в таблице А.4.

6.4.4 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).

• 1) Собрать электрическую схему поверки, в соответствии с рисунками 1, 2, 3, 4.

• 2) Установить датчик на вибростенде.

• 3) Включить источник питания (источник тока, для датчиков типа А2ххС).

• 4) На вибростенде воспроизвести колебания с частотой и значением СКЗ виброскорости (виброускорения) в соответствии с таблицей 3. По вольтметру (амперметру) Р1 контролировать значения измеряемого параметра и занести их в таблицу 3.

Таблица 3

• 5) Определить неравномерность АЧХ в соответствии с формулами (10), (11) в зависимости от типа подключаемого датчика:

• -  для датчиков типа V1xx, А1хх, V1xxE, А1ххЕ и А2ххС в соответствии с формулой (10);

• -  для датчиков типа VelxxE в соответствии с формулой (11).

U б                                            *б Л)

где Ui- выходной сигнал по вольтметру Р1 на заданной частоте, мВ;

Uo- выходной сигнал по вольтметру Р1 на базовой частоте, мВ;

Л - выходной сигнал по миллиамперметру Р1 на заданной частоте, мА;

1₀ - начальное значение выходного сигнала (4 мА);

1б- выходной сигнал по миллиамперметру Р1 на базовой частоте, мА.

В случае, если вибростенд не обеспечивает задание необходимого значения СКЗ виброскорости или СКЗ виброускорения на высоких или низких частотах, допускается задавать другие значения (в пределах границ диапазона измерений), а расчёт неравномерности АЧХ выполнять в соответствии с формулами (12) - (13) в зависимости от типа подключаемого датчика:

• -  для датчиков типа V1xx, А1хх, V1xxE, А1ххЕ и А2ххС в соответствии с формулой (12);

• -  для датчиков типа VelxxE в соответствии с формулой (13).

  у     ‘     6 3^ = —--100%,	(12)
  ^-•(А-/.)-(/.-7») 5,)/= *                 -100% 1б уо •	(13)

где UiR - расчётное значение выходного напряжения по вольтметру Р1, мВ;

IiR - расчётное значение выходного тока датчика по амперметру Р1, мА;

Уеб - значение СКЗ виброскорости (СКЗ виброускорения) по стенду на базовой частоте, мм/с (м/с²);

V_ef- значение СКЗ виброскорости (СКЗ виброускорения) по стенду на текущей частоте, мм/с (м/с²).

Максимальное значение неравномерности амплитудно-частотной характеристики не должно превышать значений, указанных в таблицах А.1 - А.4.

• 7.1  Датчики, прошедшие поверку с положительными результатами, признают пригодными к эксплуатации.

• 7.2  Положительные результаты поверки заносятся в паспорт или формуляр и оформляются свидетельством о поверке в соответствии с действующим законодательством.

• 7.3  Отрицательные результаты поверки оформляются извещением о непригодности в соответствии с действующим законодательством.

Таблица А.2 - Основные параметры и характеристики датчиков виброускорения, серия “А”, с выходным сигналом мгновенного значения виброускорения, тип выхода - сигнал напряжения, интерфейс типа IEPE

Таблица А.4 - Основные параметры и характеристики датчиков виброскорости, серия “Ve”, с выходным сигналом СКЗ виброскорости, тип выхода - токовая петля

Приложение Б

(обязательное)

Наименование и назначение внешних цепей датчиков абсолютной вибрации «ВИБРОБИТ AV100»

Таблица Б.1- Датчики абсолютной вибрации типа А1хх и У1хх

* По требованию заказчика (проекта) возможно изготовление исполнений с разъемами типа SF1210/S6 ** Оплетка кабеля датчика не имеет гальванической связи с металлическим корпусом вибропреобразователя и другими линиями датчика.

Таблица Б.2 - Датчики абсолютной вибрации типа А1ххЕ, У1ххЕ и VelxxE

Таблица Б.З - Датчики абсолютной вибрации типа А2ххС

* По требованию заказчика (проекта) возможно изготовление исполнений с разъёмами типа SF1210/S6. ** Оплетка кабеля датчика не имеет гальванической связи с металлическим корпусом вибропреобразователя и другими линиями датчика.

Приложение В

(обязательное)

Установка датчиков на вибростенде

• 1 - Пьезоэлектрический датчик;

• 2 - Вибростенд;

• 3 - Втулка переходная 9.000.79 -01 (допускается применение других металлических втулок).

Рисунок В.1 - Установка пьезоэлектрических датчиков на вибростенде

19