Методика поверки «Преобразователи давления с термокомпенсацией SF6 серии GD» (МП 2020-018-2019)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора по производственной метрологии ФГУП «ВНИИМС»

^Н. В. Иванникова

_____20|9г.

Преобразователи давления с термокомпенсацией SF6 серии GD

Настоящая методика распространяется на преобразователи давления с термокомпенсацией SF6 серии GD, изготавливаемые фирмами «WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG», Германия; «WIKA Instrumentation Suzhou Co., Ltd.», Китай.

Преобразователи давления с термокомпенсацией SF6 серии GD (далее - преобразователи) предназначены для непрерывных измерений абсолютного давления газа SF6, а также смесей SF6 с N2 и SF6 с CF4, и преобразования измеренных данных в величины, функционально связанные с давлением, а также для передачи информации в виде цифрового или аналогового выходного сигнала, и коммутации электрических цепей.

Данная методика устанавливает методы первичной (до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта) и периодической (в процессе эксплуатации) поверок преобразователей.

• 1.1 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 - Средства поверки

• 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".

• 3.1 При проведении поверки соблюдают общие требования безопасности при работе с преобразователями давления (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 +19 до +21 °C;

• -  относительная влажность окружающего воздуха от 30 до 80 %;

• -  давление в помещении, где проводят поверку (далее - атмосферное давление), в пределах от 86 до 106 кПа;

• -  напряжение питания постоянного тока в соответствии с технической документацией на преобразователь. Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания -в соответствие 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;

• -  рабочая среда - воздух или нейтральный газ;

• -  колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны, магнитные поля и другие возможные воздействия на преобразователь при его поверке не должны приводить к выходу за допускаемые значения метрологических характеристик;

• 4.2 Перед проведением поверки преобразователей выполняют следующие подготовительные работы:

• -  выдерживают преобразователь не менее 2 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.п. 4.2.1 - 4.2.2 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 проводят при значениях абсолютного давления, равных верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя.

• 4.2.2  При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, указанных в 4.2.1, на место поверяемого преобразователя устанавливают заведомо герметичный преобразователь или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более 2,5 % от значений давления, соответствующих требованиям 4.2.1, 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 преобразователей, не наблюдают падения давления в течение последующих 2 мин. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре преобразователя устанавливают:

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

• -  наличие на корпусе преобразователя маркировки, соответствующей паспорту;

• -  наличие паспорта;

• 5.2 Опробование

  • 5.2.1 При опробовании проверяют герметичность и работоспособность преобразователя

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

  • 5.2.3 Проверку герметичности преобразователя рекомендуется совмещать с операцией определения его основной допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления от верхнего предела измерений.

Методика проверки герметичности преобразователя аналогична методике проверки герметичности системы (4.2.1 - 4.2.2), но имеет следующие особенности:

• -  изменение абсолютного давления определяют по изменению выходного сигнала поверяемого преобразователя, включенного в систему (4.2.2);

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

• 5.3 Определение основной допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления от верхнего предела измерений

  • 5.3.1 Основную допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления от верхнего предела измерений преобразователя определяют по одному из способов:

• 1) По эталону на входе преобразователя устанавливают номинальные значения входной измеряемой величины (давления), а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного аналогового сигнала (тока).

• 2) В обоснованных случаях по эталону устанавливают номинальные значения выходного аналогового сигнала (тока), а по другому эталону измеряют соответствующие значения входной величины (давления).

Эталоны входной величины (давления) включают в схему поверки в соответствии с их руководством по эксплуатации.

• 5.3.2 Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Рвам - наибольшая вероятность, при которой любой дефектный экземпляр преобразователя может быть ошибочно признан годным;

(5м)ва ~ отношение возможного наибольшего модуля основной погрешности экземпляра преобразователя, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления от верхнего предела измерений.

5.3.3. Устанавливают следующие параметры поверки:

m - 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), n = 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;

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

Значения у_к и а_р выбирают по таблице 2 (5.3.4) в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

5.3.4 Выбор эталонов для определения основной допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления от верхнего предела измерений поверяемых преобразователей осуществляют, исходя из технических возможностей и технико-экономических 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= (8_м)ва - а_р). При этом, для проверки условия Р_вач < 0,20, проверяют выполнения условия у_к < 1- 0,28 а_р.

• 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

+ ^Л' ^Л

< Лп т ~ J

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

Pm ~ верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

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

Io, Im ~ соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала преобразователя, мА;

а_р - то же, что в 5.4.3;

у - предел допускаемой основной допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления от верхнего предела измерений поверяемого преобразователя, %.

2) При поверке преобразователя с выходным цифровым сигналом

Обозначения соответствуют обозначениям формулы (1).

• 5.3.6. Расчётные значения выходного сигнала поверяемого преобразователя для заданного номинального значения входной измеряемой величины определяют по формулам (3 - 4).

1) Для преобразователей с линейно возрастающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока (I) от входной измеряемой величины (Р)

(Р-Р\                           (3)

Р°р_р'^п^             ^v

¹т ^Гп

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 Р_п численно равно верхнему пределу измерений в области разрежения Р_т(-) и в формулу (4) подставляется со знаком минус;

Io, Im, Pm - то же, что и в формуле (1).

• 5.3.7 Основную допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления от верхнего предела измерений определяют при m 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 m = 5 (основной вариант поверки); 40 % диапазона измерений при m = 4 и 60 % диапазона измерений при m = 3.

Основную 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 допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления от верхнего предела измерений у а в % нормирующего значения вычисляют по приведённым ниже формулам:

- При поверке преобразователей по способу 1 (5.3.1):

где I - значение выходного сигнала постоянного тока, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины, мА;

Остальные обозначения те же, что в формулах (1-4).

- При поверке преобразователей по способу 2 (5.3.1):

-100, (6)

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

Рном - номинальное значение измеряемой величины при номинальном значении выходного сигнала, кПа, МПа;

P_m - верхний предел измерений, кПа, МПа.

• 5.3.9 Определение расчётного значения пределов основной допускаемой приведенной погрешности измерений плотности функционально связанной с давлением (от ВПИ) проводится на основании результатов измерений пп. 5.3.1 - 5.3.8.

• 5.3.10 Для определения расчётного значения основной допускаемой приведенной погрешности измерений плотности функционально связанной с давлением необходимо установить внешнее ПО фирмы-изготовителя с конвертором на ПК.

При помощи конвертора произвести пересчет результатов, полученных в пп. 5.3.1-5.3.8 значений давления - измеренного преобразователем (P_UiM) и показаний эталонного средства измерений (Р_э/И) соответственно в р_н0.м и. Р_изл(

• 5.3.11 Выполнить расчет приведённой погрешности измерений, у_р„ %, по формуле (2):

  
  

  U3M

  

  ном

  
  
  

где Ризм ~ значение плотности элегаза, функционально связанное с давлением измерительного преобразователя;

Рном - значение плотности элегаза, функционально связанное с давлением эталона;

рвпи~ верхний предел значения плотности преобразователя, функционально связанный с ВПИ абсолютного давления измерительного преобразователя;

• 5.4 Определение основной допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры

  • 5.4.1 Проверка выполняется следующим образом:

  • 5.4.2 поместить преобразователь и эталонный термометр ЛТ-300 в рабочий объем климатической камеры.

  • 5.4.3 Основную погрешность измерений температуры определить при 5 значениях измеряемой величины, достаточно равномерно распределенных в диапазоне измерений

  • 5.4.4 установить в климатической камере первую контрольную температурную точку, контролируя температуру при помощи эталонного термометра, и выдержать в заданной температуре не менее 30 минут;

  • 5.4.5 при установившемся значении температуры занести в соответствующую ячейку таблицы 2 показания эталонного термометра Т_уст, °C, показания испытуемого преобразователя Т °C

3 изм, V.

Таблица 2

• 5.4.6 рассчитать и занести в колонку Дг, °C таблицы 2 значение абсолютной погрешности канала измерений температуры, рассчитанное по формуле:

  

(3)

• 5.4.7 повторить п.п. 5.4.4...5.4.6 для всех значений Т_зад, °C таблицы 2;

• 5.4.8 результат проверки считается положительным, если значения абсолютной погрешности канала температуры в каждой контрольной точке не превышают нормированного предельно допускаемого значения.

5.5 Результаты поверки преобразователей.

• 5.5.1 Преобразователь признают годным при первичной поверке, если на всех поверяемых точках модуль основной погрешности | уа | < у_к |у|.

• 5.5.2 Преобразователь признают негодным при первичной поверке, если хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности | у а | > ук -| у |.

• 5.5.3 Преобразователь признают годным при периодической поверке, если на всех поверяемых точках выполняется условие, изложенное в п.5.4.1.

• 5.5.4 Преобразователь признают негодным при периодической поверке:

- если хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности | уа | > ук -| у |.

• 5.4.5 Допускается вместо вычислений по экспериментальным данным значений основной погрешности уа контролировать ее соответствие предельно допускаемым значениям.

6.1 Положительные результаты поверки преобразователей удостоверяются знаком поверки, наносимым в паспорт и (или) на свидетельство о поверке в соответствии с Приказом № 1815 Минпромторга России от 02 июля 2015 г.

6.2 При отрицательных результатах поверки, в соответствии с Приказом № 1815 о непригодности.

Е. А. Ненашева

А. А. Игнатов

8