Методика поверки «Датчик температуры ДТ 28» (Л310.235.00.00 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель

директора -по научной работе «ВНИЙФТРИ»

Инструкция

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ДТ 28 Методика поверки Л310.235.00.00 МП р.п. Менделеево 2015 г.

• 1 Введение

  • 1.1 Настоящая методика поверки устанавливает методы и средства первичной и периодических поверок термопреобразователей сопротивления - платиновых датчиков температуры ДТ 28 (далее - датчиков или ДТ 28).

Исполнения датчиков, диапазоны измерения температуры, значения температурного коэффициента а платинового чувствительного элемента, пределы основной абсолютной погрешности измерения температуры приведены в таблице 1.

Таблица 1

• 1.2 Пределы допускаемой абсолютной погрешности датчиков:

в диапазоне свыше 273,15 до 573,15 К ± [0,6 + 0,01 ‘(Т-273,15)], К;

Т - значение температуры в К;

в диапазоне от 20 до 273,15 К ±0,5 К.

• 1.3 Датчики имеют индивидуальную градуировку в диапазоне температур от 20 до 273,15 К и групповую от 273,15 до 573 К.

Градуировочная характеристика (ГХ) датчика исполнения ДТ 28 с температурным коэффициентом а=0,00385 °C'¹ в диапазоне от 273,15 до 573 К рассчитывается по формуле:

R_t= Ro(1+AT+BT²-1OOCT³+CT⁴)                   (1),

где значения постоянных: А =3,9083 10’³ °C'¹, В= -5,775 10’⁷ °C², С=-4,183 10’¹² °C⁴, (С=0 при t>0 °C);

ГХ датчика исполнения ДТ28-01 с температурным коэффициентом а=0,00375 °C¹ в диапазоне от 273,15 до 573 К рассчитывается по формуле:

Rt= Ro(l+AT+BT²-100CT³+CT⁴)                    (2),

где значения постоянных: А=3,8110‘³ °C'¹, В= -6,02 10’⁷ °C'², С=-6,010’¹² °C⁴, (С=0 при t>0 °C)

R_t - сопротивление датчика, Ом, при температуре t в °C;

Ro - номинальное сопротивление датчика, Ом, при температуре 0 °C (273,15 К).

• 1.4 Определение градуировочной характеристики, нестабильности и абсолютной погрешности датчика проводится методом сличения показаний поверяемого датчика с эталонным термометром в устройствах, реализующих температуры рабочего диапазона поверяемого датчика.

• 1.5 Первичная поверка осуществляется при выпуске датчиков из производства.

• 1.6 Интервал между поверками - один год.

• 2 Операции поверки

  • 2.1 При проведении поверки датчика ДТ 28 должны быть выполнены операции, указанные в таблице 2.

Таблица 2

• 3 Средства поверки

  • 3.1 При проведении поверки должны применяться средства измерения и оборудование, приведенные в таблице 3.

Таблица 3

• 3.2 При поверке допускается применять другие средства поверки, не уступающие по техническим и метрологическим характеристикам средствам, указанным в п 3.1.

Все средства и оборудование, используемые при поверке, должны иметь действующие свидетельства о поверке и быть аттестованы.

• 4 Требования к квалификации поверителей

  • 4.1 К проведению поверки допускаются лица, имеющие квалификацию инженера, ознакомленные с эксплуатационными документами на ДТ 28, и имеющими опыт работы с ожиженными газами.

• 5 Требования безопасности

  • 5.1 К работе с датчиком допускаются лица, имеющие необходимую квалификацию, обученные правилам техники безопасности при работе с датчиком, изучившие ЭД на датчик.

  • 5.2 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.

Требования безопасности при проверке сопротивления изоляции - в соответствии с ГОСТ Р 52931-2008 и ГОСТ 12.3.019-80.

• 5.3 При проведении поверки необходимо также соблюдать меры безопасности, изложенные в НТД на поверяемый прибор и средства поверки.

• 5.4 При работе с датчиком, с использованием ожиженных газов, необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты (очки и перчатки) и соблюдать осторожность, так как попадание жидких газов на незащищенные участки кожного покрова и слизистые оболочки приводит к тяжелым обморожениям.

• 5.5 При работе с датчиком запрещается прикасаться к нагретым и охлажденным его частям, имеющим температуру выше 50 °C и ниже минус 30 °C во избежание получения ожогов и обморожений, а также запрещается помещать нагретые датчики на легковоспламеняющуюся поверхность во избежание возгораний.

• 5.6 При проведении поверки средства поверки должны быть надежно заземлены. Сопротивление заземления не должно превышать 0,1 Ом.

• 5.7 Все работы по обслуживанию датчика проводить только при отключенном питании и достижении его частями температуры (25±15 ) °C.

• 6 Условия поверки

  • 6.1 При проведении поверки должны быть соблюдены (если не оговаривается отдельно) следующие условия:

температура окружающего воздуха, °C                 20±5;

относительная влажность окружающего воздуха, % от 30 до 80;

атмосферное давление, кПа;                          (101,3±10)

номинальное напряжение питания, В                 220 ± 5;

отсутствие внешних электрических и магнитных полей; отсутствие вибрации;

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

• 7 Подготовка к поверке

  • 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.

  • 7.3 Протереть погружаемые части датчика ректифицированным техническим спиртом (ГОСТ 18300-87).

• 8 Проведение поверки

  • 8.1 Внешний осмотр и опробование

    • 8.1.1 Комплектность, упаковка, маркировка и габаритные размеры датчика должны соответствовать требованиям нормативной документации на датчик.

Корпус датчика не должен иметь механических повреждений и дефектов.

• 8.1.2 В комплект эксплуатационной документации должны входить паспорт датчика ДТ 28 с отметкой ОТК и свидетельство о предыдущей поверке (при периодической поверке).

• 8.1.3 Опробование заключается в проверке целостности электрических цепей датчика. Опробование электрической схемы проводят с помощью прибора комбинированного Ц4312.

Нарушения электрической цепи датчика не допускаются.

• 8.1.4 Датчики, не удовлетворяющие требованиям, изложенным выше, дальнейшим операциям поверки не подвергают.

• 8.2 Проверка электрического сопротивления изоляции датчика

Электрического сопротивления изоляции датчика проверяют при температурах: (20±5) °Си(300±1)°С

Проверки электрического сопротивления изоляции проводить при отключенной цепи питания датчика.

Проверку при температуре (20±5) °C и относительной влажности воздуха (60±15) % провести с помощью мегомметра с напряжением до 100 В.

Проверку при температуре (300±1) °C провести с помощью мегомметра с напряжением до 100 В.

Электрическое сопротивление изоляции между выводами и корпусом датчика при температуре (20±5) °C и при температуре (300±1) °C должно быть не менее 20 МОм и 5 МОм соответственно. В противном случае датчик бракуется.

• 8.3 Определение нестабильности датчиков

Нестабильность датчика определить по изменению сопротивления датчика при 0 °C (273,15 К) после цикла нагрева и охлаждения датчика до граничных температур рабочего диапазона. Изменение сопротивления датчика, в температурном эквиваленте, при определении нестабильности в 0 °C (273,15 К) не должно превышать 0,1 °C.

Нестабильность при минус 253 °C (20 К) определить по изменению сопротивления датчика при повторных измерениях при минус 253 °C (20 К), с промежуточным отогревом до температуры (20±5) °C. Изменение сопротивления датчика, в температурном эквиваленте, при определении нестабильности при минус 253 °С(20 К) не должно превышать 0,35 °C.

Допускается определять нестабильность в процессе градуировки датчика.

Датчики, не удовлетворяющие требованиям нестабильности, бракуют.

• 8.4 Определение индивидуальной градуировочной характеристики датчиков в диапазоне температур от 20 до 273,15 К

  • 8.4.1 Индивидуальную ГХ датчиков в диапазоне температур от 20 до 273,15 К определяют при выпуске из производства.

ГХ определяют по результатам измерений методом сличения градуируемого датчика с эталонным термометром (не ниже рабочего эталона 2 разряда) в устройствах реализующих температуры рабочего диапазона градуируемого датчика.

• 8.4.2 При определении градуировочной характеристики датчика измеряют его сопротивление R.Ti и температуру Тэ1 в точках градуировки при установившемся температурном режиме. Градуировку в диапазоне температур от 20 до 273,15 К при первичной поверке проводят при температурах приведенных в табл.4

Таблица 4

• 8.4.3 При измерениях датчики ДТ 28 вместе с эталонным термометром поместить в блок сравнения жидкостного термостата (криостата) или калибратора и при температурах, соответствующих приведенным в таблице 4, провести измерения сопротивлений эталонного и поверяемого датчиков.

Значения температур не должны отличаться от указанных в таблице более, чем на ±0,4 К.

Измерение сопротивления эталонного и поверяемого датчиков проводят при установлении допускаемого температурного режима, когда изменение температуры по показаниям эталонного термометра за 5 минут не превышают 0,003 °C. Провести не менее 5-ти отсчетов для эталонного СИ и поверяемого датчиков.

За результат измерений сопротивлений принять среднее арифметическое из пяти отсчетов.

По результатам измерений рассчитывается ГХ датчика.

• 8.4.4 При первичной поверке, для определения градуировочной характеристики датчиков в диапазоне от 20 до 273 К, по результатам измерений (п.8.4.3) рассчитать значение относительного сопротивления градуируемого датчика WTi=RTi/R.273,i6K при каждой температуре Ti, измеренной по показаниям эталонного термометра (Тэ1).

• 8.4.5 Определить значения Wr(T) стандартной функции МТШ-90 соответствующие каждому значению Тэг Используя полученные значения Wr и Wri, рассчитать AWtI = Wri -Wr(Ti) для градуируемого датчика.

Полученные для каждой градуировочной точки парные значения AWtI и Wri аппроксимировать по методу наименьших квадратов функцией:

AW(T)= A(W-1)+B(W-1)²+ X (Ciln(W)’), где i=1...3   (1).

• 8.4.6 Функция AW^WtCT)), с найденными коэффициентами: А, В, С\, С2, Сз, и значением сопротивления термометра при температуре тройной точки воды Я₂7з.1б -являются градуировочной характеристикой датчика в диапазоне температур от 20 до 273 К. Для определения температуры по сопротивлению термометра йт рассчитывают значение И/т ₌ Rt/ _f затем вычисляют поправку AW(Wt) и значение стандартной функции МТШ-90 Wr(T) = Wn — AW(Wt). По значению стандартной функции Wr(T) определяют температуру.

• 8.4.7 Расхождения значений температуры, полученных по найденной градуировочной характеристике (п.8.4.5) по результатам измерений сопротивлений датчика Rri (пп. 8.4.2, 8.4.3) в диапазоне от 20 до 273 К, и соответствующих им значениям температуры Тэ1, по показаниям эталонного термометра, не должны превышать 0,5 К. При выполнении данного требования полученная ГХ заносится в ПС датчика.

При невыполнении данного требования для всех температур градуировки (по табл. 4) датчик бракуется.

8.5 Определение отклонения от ГХ в диапазоне температур от 273,15 до 573,15 К

Градуировочная характеристика датчика исполнения ДТ 28 с температурным коэффициентом а=0,00385 °C'¹ в диапазоне от 273,15 до 573 К (от 0 до 300 °C) описывается (п.1.3) формулой (1):

Градуировочная характеристика (ГХ) датчика исполнения ДТ28-01 с температурным коэффициентом а=0,00375 °C’¹ в диапазоне от 273,15 до 573 К (от 0 до 300 °C) описывается (п.1.3) формулой (2).

• 8.5.1 Значение температуры t по ГХ определяется по формуле:

ул^и-4д.(1-/?_с/я_р)-л

2В                 ’

где R_t - сопротивление при температуре t в °C, Ом;

Ro - номинальное сопротивление при температуре 0 °C (273,15 К), Ом

• 8.5.2 Для определения отклонения сопротивлений датчика от ГХ в диапазоне температур от 273,15 до 573,15 К измеряют его сопротивление Rri и температуру Tai в температурных точках, указанных в табл.4, при установившемся температурном режиме. Требования к режиму измерения по п.8.4.3.

• 8.5.3 Отклонение значений температуры, полученных по формуле (3) по результатам измерений сопротивлений датчика Rri в диапазоне от 273,15 до 573 К, и соответствующих им значениям температуры Tai, по показаниям эталонного термометра, не должны выходить за пределы ± [0,6 + 0,01 *(Т-273,15)], где Т температура в К.

При невыполнении данного требования для всех температур диапазона из таблицы 4 датчик бракуется.

• 8.6 При периодической поверке проводят проверку отклонений сопротивления датчика от ГХ при температурах приведенных в таблице 5.

Таблица 5

• 8.6.1 Методика и порядок измерений по пп.8.4.2, 8.4.3, 8.5.2 при температурах соответствующих приведенным в таблице 5. Значения контрольных температур не должны отличаться от указанных в таблице 5 более, чем на ±0,4 К.

• 8.6.2 По результатам измерений определяют расхождения значений температуры в соответствии с пп.8.4.7, 8.5.3.

Расхождение значений для диапазона от 20 до 273,15 К не должны превышать 0,5 К, а для диапазона от 273,15 К до 573,15 К не должны превышать ± [0,6 + 0,01 • (Т-273,15)], где Т значение температуры в К .

При невыполнении данных требований при температурах проверки (по табл. 5) датчик бракуется.

• 8.7 Определение абсолютной погрешности измерений температуры.

• 8.7.1 Для определения абсолютной погрешности датчика проводят измерения методом сличения показаний поверяемого датчика и эталонного термометра (не ниже рабочего эталона 2 разряда) в устройствах реализующих температуры рабочего диапазона, по методике изложенной в пп. 8.4.2, 8.4.3, 8.5.2.

Измерения для датчиков ДТ 28 проводить при температурах, указанных в таблице 6, в соответствии с рабочим диапазоном датчика.

Таблица 6

• 8.7.3 Рассчитать разность значений температуры по показаниям проверямого и эталонного СИ ДТ= | Тп-Тэ | при температурах указанных в таблице 6. Разности ДТ, с неопределенностью до точности градуирования, определяют абсолютную погрешность измерения температуры испытуемым датчиком.

• 8.7.4 Если датчик не удовлетворяет требованиям п. 1.2 его бракуют.

Примечание - Измерения по п.8.7.2 допускается совмещать с операциями по градуировке датчиков ДТ 28.

• 9 Оформление результатов поверки.

  • 9.1 При положительных результатах поверки данные поверки ДТ 28 заносятся в таблицу его ПС или в свидетельство о поверке.

  • 9.2 Положительные результаты первичной и периодической поверки органами Государственной метрологической службы или другими уполномоченными организациями, имеющими право поверки приборов, оформляются выдачей свидетельства о поверке ДТ 28.

В свидетельство должны быть включены следующие данные:

• - наименование средства измерения и обозначение его типа;

• - заводской номер;

• - изготовитель и год изготовления;

• - диапазон градуировки датчика;

• - разряд эталонного средства измерения, или значение погрешности в случае перевода в разряд РСИ по п.8.3.4.3.

• - значение измерительного тока, при котором определяли градуировочные характеристики;

• - значения температур градуировки;

• - дата поверки;

• - указание срока проведения следующей поверки;

• - наименование владельца датчика;

• - градуировочная характеристика датчика в виде таблицы функции R(T);

• - оттиск доверительного клейма, в соответствии с ПР 50.2.006.-94 или печати поверяющей организации.

• 9.3 В случае отрицательных результатов ДТ 28 не допускается к применению, «Свидетельство о поверке» аннулируется, владельцу выписывается «Извещение о непригодности» или делается соответствующая запись в эксплуатационной документации.

Научный сотрудник

Петухов А.А.

лаборатории 310 ФГУП «ВНИИФТРИ»