Методика поверки «ТЕСЛАМЕТРЫ-ВЕБЕРМЕТРЫ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ТПУ-2 В» (ТПКЛ.411171.010МП)

t

ФКЛКРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И ИСПЫТАНИЙ В Г МОСКВЕ*

<ФБУ «РОСТЕСТ-МОСКВА»)

УТВЕРХ/ЦЮ ц^иого д^>ектора -Мос^»

- и ■ I ВгМо|)ин Г1 » апреля 201^ г.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ТЕСЛАМЕТРЫ-ВЕБЕРМЕТРЫ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ТПУ-2В ТПКЛ.411171.010МП

Москва

2015

Тесламетры-веберметры универсальные ТПУ-2В.

• 1.1 Поверку ТПУ-2В проводят юридические лица, аккредитованные в установленном порядке на право поверки данных средств измерений. Требования к организации, порядку проведения поверки и форма представления результатов поверки определяются действующими нормативными документами.

• 1.2 Поверке подлежат все вновь выпускаемые, выходящие из ремонта и находящиеся в эксплуатации ТПУ-2В.

Первичную поверку проводят при выпуске ТПУ-2В из производства и после его ремонта. Периодическую поверку проводят при эксплуатации ТПУ-2В, а также при его вводе в эксплуатацию, если срок хранения превысил установленный интервал между поверками.

• 1.3 Интервал между периодическими поверками составляет один год.

2 Операции и средства поверки

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

Таблица 1 - Перечень операций при проведении поверки

• 2.2 При проведении поверки должны применяться эталоны и средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Перечень средств поверки

Наименование и тип (условное обозначение) средства поверки; его основные метрологические и технические характеристики

Номер пункта документа по поверке

• 1 Рабочий эталон 1 разряда единицы магнитной индукции в диапазоне от 0,01 до 20 мТл при частотах от 0 до 2000 Гц, регистрационный номер 3.2.ГМБ.0002.2014, в составе:

  • 1.1 Мера магнитной индукции КПВК. Диапазон магнитной индукции от 0,01 до 20 мТл; неоднородность магнитного поля в сфере 0 30 мм не более ±0,1 %; рабочий диапазон частот от 0 до 2000 Гц; пределы допускаемой погрешности постоянной ± 0,2 %.

  • 1.2 Источник питания постоянного тока GPR-1ШЗО. Сила тока от 0,001 до 3 А; напряжение от 0 до 110 В; нестабильность не хуже 0,01 %.

  • 1.3 Генератор сигналов низкочастотный ГЗ-118, нестабильность 4 % за 3 ч.

  • 1.4  Вольтметр универсальный В7-78/1. Пределы измерений постоянного (переменного) напряжения 100 мВ/1/10/100/ 1000 (750) В, погрешность 0,004 (0,09) %; пределы измерений постоянного (переменного) тока 10/100 мА /1/ЗА(1/3 А), погрешность 0,05 (0,15) % при частоте от 10 Гц до 20 кГц.

  • 1.5 Катушки электрического сопротивления Р321 0,1; 1; 10 Ом. Класс точности 0,01.

  • 1.6 Усилитель мощности низкой частоты DP2240.

• 2 Экран магнитный цилиндрический. Внутренний диаметр не менее 8 мм, коэффициент экранирования не менее 100

• 1  Рабочий эталон 2 разряда единицы магнитной индукции постоянного магнитного поля в диапазоне от 0,02 до 2,0 Тл, регистрационный номер 3.2.ГМБ.0001.2014, в составе:

  • 1.1 Измеритель магнитной индукции Ш1-9. Диапазон измерений от 0,02 до 2 Тл. Пределы относительной допускаемой погрешности измерения однородного стабильного магнитного поля ± (0,01 + 0,1/Визм), %, где Визм - измеренное значение магнитной индукции, мТл.

  • 1.2 Электромагнит однородного стабильного магнитного поля с источником питания. Диапазон магнитной индукции от 0,02 до 2 Тл; неоднородность магнитного поля в зазоре между полюсами 12 мм на расстоянии ± 5 мм от оси не более 0,01 %; нестабильность не хуже 0,01 % за 10 мин.

  • 1.3 Экранированная катушка однородного стабильного магнитного поля с источником питания. Диапазон магнитной индукции от 0,02 до 0,4 Тл; неоднородность магнитного поля в рабочем объеме 17x11 мм не более 0,02 %; нестабильность не хуже 0,01 % за 10 мин.

  • 1.4 Источник питания электромагнита и экранированной катушки.

• 2 Рабочий эталон 1 разряда per. номер 3.2.ГМБ.0002.2014.

• 3 Экран магнитный цилиндрический.

Рабочий эталон 1 разряда единицы магнитной индукции в диапазоне от 0,01 до 20 мТл при частотах от 0 до 2000 Гц, регистрационный номер 3.2.ГМБ.0002.2014

Комплект СИ, который используется в качестве калибратора магнитного потока, градуированного в вольт-секундах

• 1 Калибратор многофункциональный 5522А (Fluke). Погрешность воспроизведения постоянного напряжения 2-10' -U [В] + 0,1 мкВ. Относительная погрешность, %, воспроизведения напряжения: 1 мкВ -10 %; 10 мкВ - 1 %; 100 мкВ - 0,1 %.

• 2 Калибратор времени интегрирования напряжения в составе:

• -   генератор-калибратор гармонических сигналов СК6-122. Коэффициент гармоник 0,001 %;

• - частотомер электронно-счетный 43-54. Нестабильность за год 1,5-10’’.

Примечание - Поверка тесламетра-веберметра по 5.5, как видно из описания процесса интегрирования прибором (см, 1.4.6 в 111101.411171.ОЮРЭ), может быть сведена к определению погрешностей измерений двух параметров: частоты тактового генератора, которая определяет в т.ч. время интегрирования, и интеграла напряжения постоянного тока (в вольт-секундах) за установленное время при подаче на вход поверяемого тесламетра-веберметра нормированных значений напряжения. Этот подход реализован в комплекте СИ, который используется в качестве калибратора магнитного потока.

• 2.3 Применяемые при поверке эталоны и средства измерений должны иметь действующие свидетельства о поверке.

• 2.4 При проведении поверки допускается использование других эталонов и средств измерений с метрологическими характеристиками не хуже указанных в таблице 2.

• 3.1 При поверке должны выполняться требования безопасности, изложенные в 2.2 Г11КЛ.411171.010РЭ и в документации на применяемые средства поверки и оборудование.

• 4.1 Поверку тесламетров-веберметров проводить в спокойной магнитной обстановке (в помещении для испытаний отсутствуют значительные ферромагнитные массы и источники магнитных полей промышленной частоты и ее гармоник, изменения внешнего постоянного магнитного поля определяются только вариациями геомагнитного поля) в нормальных условиях по ГОСТ 22261:

• - температура окружающего воздуха

• - относительная влажность воздуха ..

• - атмосферное давление................

• - напряжение питающей сети.........

• - частота питающей сети...............

  ..........+ (20 ± 2) °C;

  ..........от 30 до 80 %; от 84,0 до 106,7 кПа;

  ...........(220 ± 4,4) В;

  ...........(50 ± 0,5) Гц.

Перед проведением поверки необходимо выдержать ТПУ-2В во включенном состоянии не менее 30 мин.

• 4.2 Операции, которые проводят со средствами поверки и с поверяемым ТПУ-2В, должны соответствовать указаниям, приведенным в эксплуатационной документации на них.

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено:

• - соответствие комплектности ТПУ-2В;

• - наличие эксплуатационной документации;

• - наличие маркировки тесламетра-веберметра и всех измерительных зондов;

• - отсутствие дефектов, влияющих на работу ТПУ-2В.

Результаты поверки считают положительными, если: прибор поступил в поверку в комплекте с формуляром ТПКЛ.411171.010ФО; состав ТПУ-2В соответствует указанному в разделе 3 ТПКЛ.411171.010ФО; отсутствуют дефекты, влияющие на работу прибора.

• 5.2 Опробование

При опробовании выполнить следующие операции:

• 1) подготовить тесламетр-веберметр к работе, как указано в 2.3 ТПКЛ.411171.010РЭ;

• 2) подключить к прибору измерительный зонд «М»;

• 3) установить: режим работы «Тесламетр», вид магнитного поля «Переменное»;

• 4) поместить зонд «М» в рабочий объем меры магнитной индукции КПВК, включенной для воспроизведения переменного магнитного поля частоты 50 Гц;

• 5) установить значение магнитной индукции, близкое к 10 мТл, и измерить это значение на пределах измерения 10,100 и 1000 мТл;

• 6) повторить операции 4), 5) с зондом «С»;

• 7) подключить к прибору блок усилителя с присоединенным зондом «И»;

• 8) повторить операции 4), 5).

Результаты поверки считают положительными, если со всеми зондами производится измерение переменного магнитного поля с магнитной индукцией, близкой к 10 мТл.

• 5.3 Для определения диапазона и относительной погрешности измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля выполнить следующие операции:

• 1) установить тесламетр-веберметр в режим измерения постоянного магнитного поля, установить количество измерений N = 5;

• 2) расположить меру магнитной индукции КПВК так, чтобы ее ось совпадала с вектором магнитной индукции внешнего (геомагнитного) поля;

  «М», при

• 3)  подключить к тесламетру-веберметру измерительный зонд необходимости установить нуль прибора;

• 4) поместить измерительный зонд в рабочий объем меры КПВК так, чтобы центр измерительного преобразователя совпал с центром рабочего объема меры;

• 5) последовательно устанавливая значения магнитной индукции в соответствии с таблицей 3 при обоих направлениях тока в мере, провести измерения и вычислить основную относительную погрешность 5о,%, по формуле (1 ):

§о-[(Ви-Во)/Во]1ОО,

где:

Во - установленное в мере по силе тока и постоянной меры значение магнитной индукции, мТл;

Ви -значение магнитной индукции, мТл, которое определяется по формуле (2):

Ви = (В+- В_)/2;                               (2)

в этой формуле В+ и В- - значения магнитной индукции, измеренные при обоих направлениях тока в мере;

• 6) подключить к тесламетру-веберметру измерительный зонд «С», при необходимости установить нуль прибора и повторить 4) - 5);

• 7) подключить к тесламетру-веберметру измерительный зонд «М»;

• 8) поместить измерительные зонды поверяемого тесламетра-веберметра и тесламетра Ш1-9 в рабочий объем электромагнита однородного магнитного поля;

• 9) последовательно устанавливая значения магнитной индукции Во по показаниям эталонного тесламетра Ш1-9 в соответствии с таблицей 4а, производить отсчет показаний В+ и В тесламетра-веберметра ТПУ-2В при обоих направлениях магнитного поля. действующего на измерительный зонд; для обоих показаний (В+ и В_) вычислять относительную погрешность 5о в процентах по формуле ( 1 ), где за значения Ви принимать В+ и В_;

• 10) подключить к тесламетру-веберметру измерительный зонд «С»;

• 11) поместить измерительные зонды поверяемого тесламетра-веберметра и тесламетра Ш1-9 в рабочий объем экранированной катушки однородного стабильного магнитного поля;

• 12) последовательно устанавливая значения магнитной индукции Во по показаниям эталонного тесламетра Ш1-9 в соответствии с таблицей 46, производить отсчет показаний В+ и В_ тесламетра-веберметра ТПУ-2В при обоих направлениях магнитного поля, действующего на измерительный зонд; для обоих показаний (В+ и В_) вычислять относительную погрешность §о в процентах по формуле ( 1 ), где за значения B„ принимать В+ и В_;

• 13) результаты измерений и вычислений заносить в таблицы 3, 4а, 46;

• 14) сравнивать значения 5о, полученные при выполнении операций 1) - 12), со значениями 5о, вычисляемыми для данного значения магнитной индукции по формуле (1 ).

Результаты поверки считают положительными, если:

• - диапазон и пределы измерений магнитной индукции постоянного поля соответствуют 1.2.1.2 ТПКЛ.411171.010РЭ;

• - относительная погрешность измерений 5о не превышает значений, которые определяются по формулам (1.1а), (1.16), (1.1в) в ТПКЛ.411171.01 ОРЭ.

Таблица 3 - Измерения магнитной индукции постоянного поля в мере КПВК

Таблица 4а - Измерения магнитной индукции постоянного поля в электромагните

Таблица 46 - Измерения магнитной индукции постоянного поля в экранированной катушке

• 5.4 Для определения основной относительной погрешности измерений магнитной индукции переменного и импульсного магнитного поля и дополнительной частотной относительной погрешности измерений магнитной индукции переменного поля выполнить следующие операции:

• 1) подключить к тесламетру-веберметру измерительный зонд «М»;

• 2) установить тесламетр-веберметр в режим измерения переменного магнитного поля;

• 3) поместить измерительный зонд в рабочий объем меры КПВК так, чтобы центр измерительного преобразователя совпал с центром рабочего объема меры;

• 4) последовательно устанавливать в мере КПВК частоту и максимальные значения магнитной индукции Во по таблице 5 и измерять поверяемым прибором максимальные значения магнитной индукции Ви;

• 5) для каждого значения магнитной индукции вычислять основную относительную погрешность 5о, %, по формуле (1);

• 6) подключить к тесламетру-веберметру измерительный зонд «С» и выполнить операции 3) - 5);

• 7) подключить к тесламетру-веберметру измерительный зонд «И» и выполнить операции 3) - 5);

• 8) результаты измерений и вычислений заносить в таблицу 5;

• 9) сравнить полученные значения 6о со значениями 5о, вычисляемыми для данной магнитной индукции по формуле ( 1.2 ) в ТПКЛ.411171.010РЭ для нормальной области частот до 2000 Гц; для рабочей области частот убедиться также в том, что дополнительная погрешность не превьппает вычисленной по формуле ( 1.3 ) в ТПКЛ.411171.010РЭ.

Таблица 5 - Измерения магнитной индукции переменного поля в мере КПВК

Результаты поверки считают положительными, если:

• - основная относительная погрешность измерений магнитной индукции не превышает значений, которые определяются по формуле (1.2 ) в ТПКЛ.411171.010РЭ;

• - нормальная область частот магнитной индукции составляет от 5 до 2000 Гц;

• - рабочая область частот магнитной индукции составляет от 2 до 5 кГц;

• - дополнительная относительная погрешность измерений в рабочей области частот не превышает значений, которые определяются по формуле ( 1.3 ) в ТПКЛ.411171.010РЭ.

• 5.5 Поверка тесламетра-веберметра в режиме «Веберметр», как видно из описания процесса интегрирования прибором (1.4.6 в ТПКЛ.411171.01ОРЭ), может быть сведена к определению погрешностей измерений двух параметров: частоты тактового генератора, которая определяет в т.ч. время интегрирования, и интеграла напряжения постоянного тока (в вольт-

I

секундах) за установленное время при подаче на вход поверяемого тесламетра-веберметра нормированных значений напряжения. Измерения проводят во всем диапазоне на различных пределах измерений. Для выполнения этих операций следует подключить к тесламетру-веберметру блок усилителя.

• 5.5.1 Для определения погрешности установки частоты тактового генератора выполнить следующие операции:

• 1) установить в тесламетре-веберметре следующие настройки:

• - режим работы «Тесламетр»;

• - измерительный зонд «И»;

• - режим измерения переменного магнитного поля;

• - частотный диапазон 70 кГц;

• - предел измерений 100 Тл;

• - количество измерений 5;

• 2) подключить к блоку усилителя генератор-калибратор гармонических сигналов СК6-122 и через тройник частотомер 43-54;

• 3) включить генератор-калибратор и установить: частоту 50 кГц; коэффициент гармоник 0,001 % (практически чистый гармонический сигнал); выходное напряжение 0,5 В;

• 4) после завершения 5 измерений в тесламетре-веберметре произвести отсчет результата измерений частоты поверяемым прибором и сравнить его с показанием частотомера. Результаты измерений занести в протокол.

Результаты поверки считают положительными, если относительная погрешность установки частоты тактового генератора поверяемого прибора не превышает 0,01 %, т.е. является пренебрежимо малой.

• 5.5.2 Для определения погрешности измерения за заданное время интеграла напряжения (вольт-секунд) при подаче на вход тесламетра-веберметра нормированных значений постоянного напряжения выполнить следующие операции:

• 1) установить в тесламетре-веберметре следующие настройки:

• - режим работы «Веберметр»;

• - «Изм. катушка 1»;

• - способ запуска измерений «Пошаговый»;

• - количество измерений 5;

• 2) подключить к входу блока усилителя калибратор многофункциональный 5522А в режиме воспроизведения постоянного напряжения;

• 3) включить калибратор 5522А и дать ему прогреться;

• 4) выставляя на поверяемом приборе требуемое время интегрирования, устанавливать на калибраторе последовательно значения напряжения (значения потокосцепления, которые подлежат измерению поверяемым прибором), по таблице 6. Далее выполнять операции 3.4.4 ТПКЛ.411171.010РЭ в режиме «Пошаговый» (см. 3.4.3.2 в ТПКЛ.411171.010РЭ). Следует при этом следить, чтобы при выполнении операции «Оценка шума» на выходе калибратора было установлено напряжение, равное нулю.

Таблица 6 - Измерения потокосцепления

Примечание к таблице 6 - Проверку погрешностей тесламетра-веберметра в точках таблицы 6, помеченных знаком ( * ), допускается проводить только при первичных поверках тесламетра-веберметра при вьшуске их из производства.

• 5) для каждого установленного значения потокосцепления вычислять относительную погрешность 5, %, по формуле ( 3 ):

• 5 = [(Ти-То)/То]100,

  (3)

где То - установленное значение потокосцепления, Ти - измеренное значение потокосцепления;

• 6) результаты измерений и вычислений заносить в таблицу 6;

• 7) сравнить полученные значения 5 со значениями 5, вычисляемыми для данного значения потокосцепления по формуле (1.4) в ТПКЛ.411171.010РЭ.

Результаты поверки считают положительными, если относительная погрешность измерений потокосцепления не превышает значений, которые определяются по формуле ( 1.4) в ТПКЛ.411171.010РЭ.

• 6.1 Положительные результаты поверки ТПУ-2В оформляют в соответствии с действующими нормативными документами.

• 6.2 При отрицательных результатах поверки выдается извещение о непригодности ТПУ-2В, и применение его не допускается.

• 6.3 По результатам поверки делается соответствующая запись в разделе 7 формуляра ЦЕКВ.411171.010ФО.

Тесламетры-веберметры универсальные ТПУ.

Методика поверки. ТПКЛ.411171.01ОМП

стр. 10 из 10