Методика поверки «ГСИ. Манометры грузопоршневые серии 2000А» (МП 231-0062-2019)

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева»

ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева»

Пронин

директора

«ВНИИМ

» марта 2019 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Руководитель НИО государственных эталонов в области измерений давления

Р.А. Тетерук

Разработчики

Ведущий инженер НИС в области измерений средних абсолютных давлений

.Н. Шапошников

Инженер 2 кат. лаборатории перспективных разработок и испытаний

А.А. Пименова

г. Санкт-Петербург 2019 г.

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на манометры грузопоршневые серии 2000А (далее по тексту - манометры) и устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок.

• 1.2 Методикой поверки не предусмотрена возможность проведения поверки отдельных измерительных каналов и (или) отдельных автономных блоков из состава средства измерений для меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений.

• 1.3 Интервал между поверками - 2 года.

2.1 При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 2.1.

Таблица 2.1

2.2 Поверка прекращается при получении отрицательного результата по п.8.1, п.8.2, п.8.3 настоящей методики.

При первичной (периодической) поверке манометра возвращается с изложением причин возврата для проведения мероприятий по их устранению и повторного предъявления.

3.1 При проведении поверки должны применяться средства поверки, указанные в таблице 1

Таблица 1

• 3.2 Средства измерений, применяемые при поверке, должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке.

• 3.3 Эталоны, применяемые при поверке, должны быть аттестованы и иметь действующие свидетельства об аттестации эталона.

• 3.4 Допускается применение средств поверки, не приведенных в перечне, но обеспечивающих определение (контроль) метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

• 4.1 Поверка проводится квалифицированным персоналом лабораторий, аттестованных в установленном порядке.

• 4.2 К поверке допускаются лица, аттестованные в качестве поверителей, прошедшие инструктаж по безопасности труда и ознакомленные с эксплуатационной документацией на эталонные и поверяемые средства измерений.

• 5.1 При поверке должны быть соблюдены требования безопасности труда, производственной санитарии и охраны окружающей среды, изложенные в эксплуатационных документах эталонных и поверяемых средств измерений.

• 6.1 При проведении операций поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C                   от +18 до +23

• - относительная влажность воздуха, %                     от 20 до 75

• - атмосферное давление, кПа                               от 84 до 106,7

• - вибрация, тряска, удары, магнитные поля, кроме земного, влияющие на работу и метрологические характеристики средств измерений, эталонных и поверяемых манометров, должны отсутствовать;

• - рабочая среда для манометров воздух, азот;

• - давление должно повышаться и понижаться плавно, т.е. скорость изменения измеряемого давления не должна превышать 10 % диапазона измерений в секунду;

• - вибрация, тряска, удары, магнитные поля, кроме земного, влияющие на работу и метрологические характеристики приборов, должны отсутствовать.

• 6.2 Поверяемый манометр перед поверкой, должен находиться в лаборатории при нормальных условиях не менее 8 ч.

• 6.3 Окружающий воздух не должен содержать примесей, агрессивных по отношению к материалам, из которых изготовлены рабочие эталоны и поверяемые манометры.

• 6.4 Измерительная поршневая система манометра должна быть установлена в рабочее положение.

• 6.5 Манометры на поверку следует представлять в чистом виде.

• 6.6 При проведении поверки запрещается:

• - снимать (отсоединять) измерительную поршневую систему поверяемого и эталонного манометров с устройства для создания давления без сброса давления в системе;

• - снимать грузы с поверяемого и эталонного манометров, когда поршень находится в крайнем верхнем положении;

• - открывать вентиль устройства для создания давления, предназначенный для отключения поверяемого манометра, если давление в прессовой части превышает сумму значений давлений грузов, находящихся на грузоприемном устройстве;

• - создавать давление, превышающее верхний предел измерений манометра или эталона.

• 7.1 Проверить наличие свидетельства о предыдущей поверке манометра (при периодической поверке).

• 7.2 Проверить наличие эксплуатационной документации на поверяемый манометр.

7.3. Проверить наличие сертификата калибровки монитора лабораторных условий (монитора плотности воздуха) (обязательно для манометров класса точности 0,003, для классов точности 0,005; 0,008 и 0,01 при наличии в комплекте поставки).

Результатом калибровки монитора лабораторных условий (монитора плотности воздуха) должны быть значения температуры в диапазоне от плюс 18 до плюс 28 °C; атмосферного давления в диапазоне от 81 до 106,7 кПа; относительной влажности от 20 до 75 %, а так же расширенная неопределённость измерений.

• 7.4 Проверить наличие сертификата калибровки встроенного вакуумметра (при периодической поверке).

Результатом калибровки встроенного вакуумметра должны быть значения давления в диапазоне измерений от 1 до 13 Па не менее чем при 5 значениях давления равномерно распределенных по диапазону измерений, с указанием расширенной неопределенности измерений.

• 7.5 Проверить наличие сертификата калибровки термометра сопротивления.

Результатом калибровки термометра сопротивления должны быть значения температуры в диапазоне от 15 до 30 °C (например точки из ряда 15, 20, 23, 25 и 30 °C), с указанием расширенной неопределенности измерений, погрешность измерений температуры должна быть ±0,1 °C (обязательно для манометров классов точности 0,003 и 0,005, для классов точности 0,008 и 0,01 при наличии в комплекте поставки).

Примечание: при необходимости, по полученным данным в сертификатах калибровки, вносятся корректировки в настройки автономного ПО манометра в соответствии с эксплуатационной документацией на манометр. Необходимо повторять процедуры калибровки не реже одного раза в 2 года, перед каждой поверкой.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 При проведении внешнего осмотра устанавливается соответствие поверяемого манометра следующим требованиям:

• - наличие эксплуатационной документации, с указанием значений температурного коэффициента линейного расширения материалов поршня и цилиндра, коэффициента деформации поршневой системы;

• - свидетельства о предыдущей поверке (при периодической поверке);

• - маркировка и комплектность должны соответствовать эксплуатационной документации;

• - отсутствие механических повреждений, следов коррозии на деталях манометров и грузах, представляемых на поверку;

• - детали прибора и резьбовые соединения не должны иметь срезанных витков и повреждений, препятствующих присоединению и не обеспечивающих герметичность и прочность соединения;

• - наличие полного набора грузов.

• 8.1.2 Манометр, не удовлетворяющий требованиям п.8.1.1 настоящей методики, не подлежит поверке до устранения неисправностей и несоответствий. После их устранений внешний осмотр проводят в полном объеме.

• 8.2.1 При опробовании проверяют эксплуатационные свойства манометра:

• - соединения поршня с грузоприемным устройством должно исключать взаимное относительное перемещение;

• - поршень, должен свободно, без затираний, вращаться в цилиндре и перемещаться вдоль оси цилиндра;

• - грузы должны легко, без заедания, накладываться один на другой на грузоприемное устройство и сниматься без относительного взаимного радиального перемещения.

• 8.2.3 Герметичность манометров избыточного давления проверяют при давлении, равном верхнему пределу измерений. При указанном давлении измерительную поршневую систему выдерживают пять минут. В течение последующих двух минут не должно наблюдаться падение давления, при этом изменение температуры воздуха в помещении не должно превышать ±0,1 °C.

• 8.2.4 Герметичность манометров абсолютного давления проверяют при давлении, равном нижнему пределу измерений. В течение последующих двух минут не должно наблюдаться повышение давления, при этом изменение температуры воздуха в помещении не должно превышать ±0,1 °C.

• 8.2.5 Проверить работу датчика положения поршня. При необходимости выполнить калибровку с помощью калибровочных колец (прокладок) входящих в комплект манометра в соответствии с эксплуатационной документацией на манометр. При первичной поверке (при отсутствии измеренных данных от производителя) требуется измерить фактическую толщину калибровочных колец (прокладок) и записать значения в автономное ПО. В дальнейшем требуется повторять эти измерения не реже, чем один раз в 5 лет.

• 8.2.6 Проверка значений массы грузов и поршня с грузоприемным устройством.

• 8.2.6.1 Проверка значений массы грузов и поршня с грузоприемным устройством заключается в проверке наличия сертификата калибровки.

• 8.2.6.2 Результатом калибровки должны быть условные значения массы грузов, поршня с грузоприемным устройством и дополнительных грузов, а так же расширенная неопределённость измерений массы.

• 8.2.6.3 Условные массы грузов и поршня с грузоприемным устройством должны быть подогнаны в зависимости от назначения под номинальное значение массы или под номинальное значение давления, с учетом ускорения свободного падения.

• 8.2.6.4 Условные значения массы грузов, поршня с грузоприемным устройством и дополнительных грузов проверяют взвешиванием на компараторе массы (весах) с применением наборов миллиграмовых и грамовых гирь класса Ег, Fi и Fz по ГОСТ OIML R 111-1-2009. Наборы миллиграмовых и грамовых гирь класса Е2 применяется для калибровки грузов для манометров классов точности 0,003; 0,005; 0,008; класса Fi и F2 для класса точности 0,01.

Операция «Подтверждение соответствия программного обеспечения» состоит из определения номера версии (идентификационного номера) программного обеспечения.

• 8.3.1 Определение номера версии (идентификационного номера) автономного программного обеспечения (ПО).

• 8.3.1.1 Включить компьютер с установленным автономным ПО. В стартовом окне автономного ПО считать номер версии.

• 8.3.2 Идентификация встроенного ПО заключается в проведении внешнего осмотра монитора грузопоршневого манометра Ruska 2456.

• 8.3.2.1 При проведении внешнего осмотра устанавливается соответствие маркировки, проверяется целостность корпуса, отсутствие внешних дефектов и следов вскрытия на корпусе.

• 8.3.3 Подтверждение можно считать успешным, если номер версии программного обеспечения совпадает (или является не ниже) с номером версии, указанным в описании типа.

• 8.4.1 Определение скорости опускания поршня.

• 8.4.1.1 Скорость опускания поршня определяют при нагрузке, соответствующей верхнему пределу измерений поверяемого манометра в режиме избыточного давления. При этом запорный вентиль должен быть перекрыт, поверяемый манометр выдержать под нагрузкой не менее 15 мин.

• 8.4.1.2 Для определения скорости опускания поршня измеряют расстояние, на которое он переместился за некоторый промежуток времени. Расстояние измеряют микроскопом, или индикатором, или отсчетным устройством, интервал времени опускания поршня отсчитывают по секундомеру.

• 8.4.1.3 Скорость опускания поршня, должна быть не более значений, указанных в описании типа.

• 8.4.2 Определение эффективной площади поршня.

• 8.4.2.1 Эффективную площадь поршня определяют методом непосредственного сличения поверяемого манометра с эталонным манометром (рабочим эталоном).

Данный пункт методики выполняется одним из двух способов:

• 1) определение эффективной площади сличением с эталонным манометром грузопоршневым - п. 8.4.2.?.

• 2) определение эффективной площади сличением в реперных точках с эталоном абсолютного давления - п. 8.4.4.3.

• 8.4.2.2 При поверке первым методом проводят уравновешивание поршней одним из способов, приведенных ниже.

• 1) Прямое (без предварительного уравновешивания) уравновешивание масс поршней с грузоприемным устройством и помещенных на них грузов. Поршни поверяемого и эталонного манометров необходимо установить так, чтобы в момент их равновесия нижние торцы поршней располагались в одной горизонтальной плоскости. В противном случае необходимо определить расстояние по вертикали между нижними торцами поршней и внести поправку на значение массы столба газа. Взаимное положение поршней должно быть определено с погрешностью не более 0,1 мм.

• 2) Уравновешивание масс грузов, помещенных на поршни поверяемого и эталонного манометров, при условии предварительного уравновешивания поршней.

Примечание. При условии предварительного уравновешивания нет необходимости торцы поршней располагать в одной горизонтальной плоскости.

• 8.4.2.2.1 При определении эффективной площади поршня должны быть выполнены следующие требования.

• 8.4.2.2.1.1 Поршни эталонного и поверяемого манометра должны быть установлены в рабочее положение.

• 8.4.2.2.1.2 Взаимное положение поршней следует контролировать во время их равновесия устройствами для наблюдения за положением равновесия.

• 8.4.2.2.1.3 Измерения следует проводить при давлениях, возрастающих до верхнего предела измерений эталонного манометра (рабочего эталона). Число точек давления должно быть не менее 10.

• 8.4.2.2.1.4 Погрешность определения действительных значений масс поршня с грузоприемным устройством и грузов поверяемого манометра при определении эффективной площади поршня не должны превышать 0,05 d_nOe (где d_noe- предел допускаемой погрешности поверяемого манометра, %), а для грузов массой менее 50 г погрешность не должна превышать 1 мг.

Примечание: при отклонении действительных значений масс грузов от номинальных значений, не превышающем значения допускаемой погрешности определения массы т.е. 0,2 dnoe, в протокол поверки записывают их номинальную массу. В противном случае учитывают действительное значение массы грузов.

• 8.4.2.2.1.5 Для уравновешивания поршней на грузоприемные устройства поверяемого манометра и рабочего эталона помещают грузы соответствующей массы, необходимой для создания требуемого значения давления. При помощи устройства для создания давления поршни устанавливают в рабочее положение, затем приводят в принудительное вращение при помощи электропривода или в ручное вращение с частотой не менее 30 об/мин. Если при этом равновесие поршней отсутствует, то поднимающийся поршень дополнительно нагружают гирями до достижения равновесия.

Равновесие считают достигнутым, если не наблюдается изменения положения поршней относительно друг друга.

• 8.4.2.3 При определении эффективной площади поршня по способу с предварительным уравновешиванием перед началом измерений проводят предварительное уравновешивание поршней эталонного и поверяемого манометров путем накладывания тарировочных грузов, которые затем не снимают с грузоприемных устройств. Суммарные массы поршней с грузоприемными устройствами и грузов, помещенных при предварительном уравновешивании, при определении эффективной площади не измеряют и не учитывают.

Дальнейший порядок измерений такой же, как и при способе без предварительного уравновешивания.

Отношение масс Л, при каждом отдельном уравновешивании поршней по этому способу определяют по формуле [2]:

_л ^тповп Я1 А=----

fn_3ri

а среднее отношение масс ^А - по формуле [3]:

я

поен Я:

А = —----

1=1

• 8.4.2.4 Эффективную площадь поверяемого манометра ^пов определяют по формуле [4]:

F пов

где F₃ - значение эффективной площади поршня эталонного манометра, см².

Предельные отклонения значений эффективной площади поршня поверяемого манометра от номинального значения должны соответствовать приведенным в таблице 3. Таблица 3

• 8.4.2.5 Для оценки точности полученных значений эффективной площади поршня для с

манометров вычисляют среднее квадратическое отклонение ^F результата определения эффективной площади поршня в последовательности, приведенной ниже.

При каждом значении давления определяют разность отношений масс д', по формуле [5]:

<5,= 4-Я                                        [5]

Среднее квадратическое отклонение определяют по формуле [6]:

[6]

Производят откачку вакуумным насосом для понижения давления измеряемой величины газа до значения нижнего предела измерений манометра. Остаточное давление в вакуумной камере должно быть не более 10 Па.

• 8.4.2.6.1 Измерения следует проводить не менее чем при пяти значениях давления.

• 8.4.2.6.2 Расчет давления манометра производят согласно сопроводительной документации, в качестве эффективной площади при первичной поверке принимают значение, полученное на заводе-изготовителе, при периодической - значение, полученное при предыдущей поверке.

• 8.4.2.6.3 Фиксацию показаний осуществляют после установки поршня манометра в рабочее положение и стабилизации термодинамических процессов.

По полученным результатам измерения вычисляется эффективная площадь ИПС манометра в каждой реперной точке [7]:

Рщ

Ft =F₀- f-,                          [7]

*3i

где Ft - эффективная площадь ИПС, полученная в z-ой реперной точке, см²;

Fo - эффективная площадь ИПС, полученная при предыдущей поверке или на заводе-изготовителе, см²;

Pni - абсолютное давление манометра, рассчитанное для площади Fo, Па;

Ру, - абсолютное давление, воспроизводимое эталоном, Па.

По результатам значений Fo определяют среднее значение эффективной площади ИПС и СКО, определенные методом сличения с эталоном абсолютного давления по формулам [8] и [9].

[9]

где тп - количество реперных точек.

• 8.4.4.3.2.6 Среднее квадратическое отклонение результата определения эффективной площади ИПС не должно превышать значений, указанных в таблице 4.

• 8.4.3 Определение порога реагирования.

• 8.4.3.1 Порог реагирования определяют при последнем уравновешивании, т. е. при давлении, соответствующем верхнему пределу измерений манометров. При окончании уравновешивания поршень поверяемого манометра дополнительно нагружают гирями, масса

0,1

’ нов max

которых не превышает 100% (где т_тах _ _масса грузов поверяемого манометра, соответствующая верхнему пределу измерений, кг).

• 8.4.3.2 Результат проверки порога реагирования считают положительным, если при помещении добавочных гирь равновесие поршней нарушится, а значение не превышает указанного в описании типа.

• 8.4.4 При соблюдении всех требований п. 8.4 пределы допускаемой основной погрешности поверяемого манометра не должны превышать значений, установленных в эксплуатационной документации на него. Результаты поверки считаются положительными.

• 8.4.5 При несоответствии поверяемого манометра любому требованию п. 8.4 измерительную поршневую систему манометра разбирают, повторяют операции по п. 8.4, снова собирают и проводят повторные измерения. Если и во втором случае отклонения поверяемых параметров выходят за допустимые пределы, то выдают извещение о непригодности или в соответствии с заявлением заказчика переводят манометр в более низкий класс точности (например, манометр класса точности 0,008 может быть переведен в класс точности 0,01).

• 9.1 Результаты поверки заносят в протокол.

• 9.2 При положительных результатах поверки манометра, при наличии сертификата калибровки грузов, оформляется свидетельство о поверке. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) корпус манометра.

• 9.3 При отрицательных результатах поверки манометр к применению не допускают, выдают извещение о непригодности с указанием причин.