Методика поверки «ДАТЧИКИ ВИБРАЦИИ ИВД-4» (МП ПБКМ.468223.004)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ»

(ФГУП «ВНИИМС»)

СОГЛАСОВАНО

Технический директор ДПА

Заместитель директора по

производственной метрологии

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

ПБКМ.468223.002 МП г. Москва

2016 г.

• 1 Операция поверки

• 2 Средства поверки

• 3 Требования к квалификации поверителей

• 4 Требования безопасности

• 5 Условия поверки

• 6 Подготовка к поверке

• 7 Проведение поверки

  • 7.1 Внешний осмотр

  • 7.2  Определение допускаемой основной относительной погрешности измерения

виброскорости по цифровому каналу

• 7.3  Определение допускаемой основной относительной погрешности измерения

виброскорости по токовому каналу

• 7.4 Определение погрешности срабатывания предупредительного и аварийного сигнала

• 8 Оформление результатов поверки

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Ссылочные нормативные документы

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное) Схема испытаний по определению основной относительной погрешности измерения СКЗ виброскорости

ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное) Инструкция по работе с программой ConfiglVD

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное) Схема установки трехкомпонентного датчика

Настоящая методика предназначена для первичной и периодической поверки датчика вибрации ИВД-3 (далее датчика), а также поверки после ремонта датчика.

Порядок работы с датчиком при его поверке совместно с настоящей методикой устанавливает нормативная и эксплуатационная документация, указанная в приложении А.

Поверку проводят организации, аккредитованные на право проведения поверки.

Интервал между поверками 3 года.

При проведении поверки выполняют операции, приведенные в таблице 1. Таблица 1

При получении отрицательного результата при выполнении той или иной операции поверку прекращают, датчик бракуют и оформляют результаты поверки согласно 8.

Поверка проводится на аттестованном оборудовании с применением средств поверки, имеющих действующее клеймо поверки. При проведении поверочных работ применяют средства измерений и вспомогательные устройства, указанные в таблице 2.

Таблица 2

Допускается применять средства, не приведенные в таблице 2, при условии обеспечения определения метрологических характеристик с требуемой точностью.

Поверитель должен пройти инструктаж по технике безопасности и иметь удостоверение на право работы с электроустановками с напряжением до 1000 В и группой допуска не ниже III.

При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности руководства по эксплуатации ПБКМ.468223.002 РЭ, НТД на средства поверки и инструкций предприятия, производящего поверку.

При проведении испытаний должны соблюдаться нормальные условия:

• - температура окружающего воздуха от 15 до 25 °C;

• - относительная влажность от 50 до 80 %;

• - атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (630 - 800 мм рт. ст.);

• - напряжение питающей сети (220,0 ± 22,0) В, частотой (50 ± 0,4) Гц;

• - отсутствие вибрации, внешних электрических и магнитных полей (кроме земного магнитного поля и магнитного поля вибростенда).

Перед проведением поверки датчик необходимо выдержать в нормальных условиях в течение не менее 4 часов.

Подготовка датчика к работе выполняется в соответствии с требованиями эксплуатационных документов.

• 7.1 Внешний осмотр

Комплектность датчика проверяется на соответствие паспорту ПБКМ.468223.002 ПС.

Внешний вид должен соответствовать требованиям руководства по эксплуатации ПБКМ.468223.002 РЭ. При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие следующим требованиям:

• - отсутствие механических повреждений корпуса, соединительных кабелей и соединений;

• - наличие маркировки и функциональных надписей;

• - маркировка и функциональные надписи, относящиеся к органам управления и присоединения, должны восприниматься без затруднений и неоднозначности;

• - наличие и исправность заземляющего зажима.

В случае несоответствия датчика хотя бы одному из вышеперечисленных требований, его признают непригодным к применению, поверку не проводят и оформляют результаты поверки согласно 8.

• 7.2 Определение допускаемой основной относительной погрешности измерения СКЗ виброскорости по цифровому каналу

Испытания для датчиков, имеющих одну ось измерения, проводят с использованием приспособления ПБКМ.301200.001.

Датчик с помощью приспособления ПБКМ.301200.001 установить на столе вибростенда так, чтобы ось чувствительности датчика совпадала с осью колебания стенда. Собрать схему согласно приложению Б. Подать напряжение на датчик и прогреть его в течение одной минуты. Запустить на ПК технологическую программу ConfiglVD, произвести настройку и установку связи с датчиком согласно ПБКМ.468223.002 РЭ.

Задать частоту колебаний стола стенда 160 Гц и последовательно виброскорости 0,5, 1; 3; 15; 30 мм/с на этой частоте. Произвести отсчёты показаний датчика с программы ConfiglVD.

Вычислить основную относительную погрешность 8_а., %, по формуле (1).

S =100-

где V, - показания датчика, мм/с;

Vo, - показания вибропреобразователя, мм/с;

N- количество измерений.

В случае, если основная относительная погрешность 8_а превышает 3 %, провести калибровку датчика согласно инструкции, приведенной в приложении В. Повторить определение основной относительной погрешности 8_а.

Задать СКЗ виброскорости 10 мм/с на частотах: 10, 20, 40, 80, 160, 300, 400, 500 Гц и СКЗ виброскорости 4 мм/с на частотах 600, 700, 800, 900, 1000 Гц. Произвести отсчёты показаний датчика с программы ConfiglVD.

Вычислить основную относительную погрешность 8/, %, по формуле (2)

1/2

8, =100-

(2)

где V, - показания датчика, мм/с;

Voi - показания вибропреобразователя, мм/с;

N- количество измерений.

Вычислить основную относительную погрешность 8, % по формуле (3).

(3) где Зо - погрешность виброустановки, %.

Датчик признают годным при выполнении условия

I ^r/lmax         ⁷

в противном случае его признают непригодным к применению, дальнейшую поверку не проводят и оформляют результаты поверки согласно 8.

Испытания для датчиков, имеющих три оси измерения, проводят аналогично с использованием приспособления ПБКМ.301200.001 совместно с приспособлением ПБКМ.301200.002. Схема установки датчика, имеющего три оси измерения, представлена в приложении Г.

• 7.3 Определение допускаемой основной относительной погрешности измерения СКЗ виброскорости по токовому каналу

Испытания для датчиков, имеющих одну ось измерения, проводят с использованием приспособления ПБКМ.301200.001.

Датчик с помощью приспособления ПБКМ.301200.001 установить на столе вибростенда так, чтобы ось чувствительности датчика совпадала с осью колебания стенда. Собрать схему согласно приложению Б. Подать напряжение на датчик и прогреть его в течение одной минуты. Запустить на ПК технологическую программу ConfiglVD, произвести настройку и установку связи с датчиком согласно ПБКМ.468223.002 РЭ.

Задать частоту колебаний стола стенда 160 Гц и последовательно виброскорости 0,5, 1; 3; 15; 30 мм/с на этой частоте. Показания датчика считывать с калибратора С А 51 (T1F6011) (в режиме измерения тока).

Диапазон воспроизведения СКЗ виброскорости по токовому каналу соответствует таблице 3.

Таблица 3

Вычислить основную относительную погрешность 5_а, %, по формуле (4).

ч2

1/2

S =100-

а

1

N

где Ц - показания калибратора, мА;

/б; — расчетное значение тока, мА, рассчитывается по формуле (5);

где Д - верхняя граница диапазона воспроизведения токового сигнала, 20 мА;

Ii - нижняя граница диапазона воспроизведения токового сигнала, 4 мА;

Vh- верхняя граница диапазона измерения СКЗ виброскорости, 30 мм/с;

Vi~ нижняя граница диапазона измерения СКЗ виброскорости, 0 мм/с;

Voi - задаваемое значение СКЗ виброскорости, мм/с.

В случае, если основная относительная погрешность 8_а превышает 3 %, провести калибровку датчика согласно инструкции, приведенной в приложении В. Повторить определение основной относительной погрешности 8_а.

Задать СКЗ виброскорости 10 мм/с на частотах: 10, 20, 40, 80, 160, 300, 400, 500 Гц и СКЗ виброскорости 4 мм/с на частотах 600, 700, 800, 900,1000 Гц. Показания датчика считать с калибратора С А 51 (T1F6011) (в режиме измерения тока).

Вычислить основную относительную погрешность 5/, %, по формуле (6).

(6)

где I, - показания калибратора, мА;

Io,- расчетное значение тока, мА, рассчитывается по формуле (5) Вычислить основную относительную погрешность 5, %, по формуле (7).

где 5о - погрешность виброустановки, %.

Датчик признают годным при выполнении условия

I ^и/1тах

в противном случае его признают непригодным к применению, дальнейшую поверку не проводят и оформляют результаты поверки согласно 8.

Испытания для датчиков, имеющих три оси измерения, проводят аналогично с использованием приспособления ПБКМ.301200.001 совместно с приспособлением ПБКМ.301200.002. Схема установки датчика, имеющего три оси измерения, представлена в приложении Г.

• 7.4 Определение погрешности срабатывания предупредительного и аварийного сигнала

Испытания для датчиков, имеющих одну ось измерения, проводят с использованием приспособления ПБКМ.301200.001.

Датчик с помощью приспособления ПБКМ.301200.001 установить на столе вибростенда так, чтобы ось чувствительности датчика совпадала с осью колебания стенда. Собрать схему согласно приложению Б. Подать напряжение на датчик и прогреть его в течение одной минуты. Запустить на ПК технологическую программу ConfiglVD, произвести настройку и установку связи с датчиком согласно ПБКМ.468223.002 РЭ.

При помощи программы ConfiglVD установить величины предупредительной и аварийной уставки от 0,5 до 30 мм/с, причем предупредительная уставка должна быть меньше аварийной.

Момент формирования дискретного сигнала фиксируют в программе ConfiglVD.

Задать частоту колебания стола стенда 160 Гц и плавно увеличивать СКЗ виброскорости до появления дискретных сигналов предупреждение и авария. Произвести отсчёты показаний датчика в момент срабатывания контрольной уставки.

Датчик считается выдержавшим испытания, если показания датчика в момент формирования дискретного сигнала находятся в пределах ± 0,2 мм от величины заданной уставки.

В противном случае его признают непригодным к применению, дальнейшую поверку не проводят и оформляют результаты поверки согласно 8.

При положительных результатах поверки оформляется свидетельство о поверке согласно и делается отметка в паспорте в соответствии с «Порядком проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке». Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

При несоответствии результатов поверки требованиям любого из пунктов настоящей методики датчик к дальнейшему применению не допускают и выдают извещение о непригодности с указанием причины непригодности в соответствии с «Порядком проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

Разработчик Инженер 1-кат.

Таблица А.1

Датчик ИВД 3;

приспособление для установки датчика на вибростенд (ПБКМ.301200.001); Вибропреобразователь «Брюль и Къер» 4383;

адаптер RS-485/RS-232 или RS-485/USB;

персональный компьютер;

линейный источник питания Matrix MPS-3003D;

усилитель измерительный «Брюль и Къер» Nexus 2692;

мультиметр цифровой Agilent 34401А (в режиме измерения напряжения); вибростенд V406 LDS;

усилитель мощности TIRA модели ВАА 120;

генератор Agilent 33120А;

калибратор электрических сигналов YOKOGAWA СА 51 (в режиме измерения тока).

Рисунок Б. 1

В.1 Назначение

Программа ConfiglVD предназначена для проверки и настройки датчиков на предприятии -изготовителе и на объекте заказчика.

Программа поставляется в виде исполняемого ехе - файла.

В.2 Предварительные аппаратные процедуры

Подключить датчик через адаптер RS-485 / RS-232 или RS-458 / USB к порту RS-232 ПК и или USB-порту соответственно подать питающее напряжение.

В.З Установка связи с датчиком

Запустить программу - файл ConfigIVD.exe

После запуска на экране монитора появится окно «Тестирование и настройка датчика вибрации» - рисунок В.1.

Рисунок В.1 - Окно «Тестирование и настройка датчика вибрации»

ВНИМАНИЕ! ВО ИЗБЕЖАНИЕ СБОЙНЫХ СИТУАЦИЙ, И ОШИБОК ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДАТЧИКА ЗАПРЕЩАЕТСЯ ПРОИЗВОДИТЬ МАНИПУЛЯЦИИ, НЕ ОПИСАННЫЕ В ДАННОЙ ИНСТРУКЦИИ.

Если номер порта, скорость обмена и адрес датчика соответствуют величинам, установленным по умолчанию, которые выводятся в соответствующих полях на панели «Параметры подключения», то в поле «Успехов» будет увеличивающиеся количество успешных обменов. Обмен с датчиком считается установленным.

Если обмен с датчиком не установлен, то в поле «Ошибок» будет выводиться увеличивающиеся количество ошибок обмена. В этом случае необходимо провести следующие действия.

Нажмите кнопку* «Поиск».

Примечание: -*- Здесь и далее по тексту выражение «Нажать кнопку» означает, что необходимо «щелкнуть» левой кнопкой «мыши» на соответствующей виртуальной кнопке.

При нажатии кнопки «Поиск...» открывается окно «Поиск датчика» - рисунок В.2.

Поиск датчика

Порты

^COMI SC0M3 £3 COM4 В сомз

Результаты поиска

^§ Проверяется |~~

Выбран; |

Поиск |                i               J Отказ |

Рисунок В.2 - Окно «Поиск датчика»

В окне «Поиск датчика» задать номер порта, через который датчик подключен к ПК, скорости обмена и диапазон адресов обмена. Нажмите кнопку «Поиск».

На панели «Результаты поиска» в поле «Проверяется» будут индицироваться текущие параметры поиска, а в случае успешного окончания поиска в поле «Выбран» будут индицироваться параметры обмена.

Если по окончанию поиска в поле «Выбран» выводится сообщение «Контроллер не найден», то это свидетельствует либо о неисправности датчика, либо о неисправности линии, либо о неправильных действиях оператора.

Нажмите кнопку «Выбор».

При этом закрывается окно «Поиск датчика» и на панели «Параметры подключения» (рисунок В.1) в полях «Порт», «Скорость», «Modbus - адрес» индицируются выбранные параметры обмена, а в поле «Успехов» индицируется увеличивающиеся число успешных обменов - рисунок В.З.

Последняя ошибка обмена с датчиком

Обмен с АЦП

модуль Е-140 не найден

Выход

Рисунок В.З - Окно «Тестирование и настройка датчика вибрации»

В.4 Изменение параметров обмена.

При необходимости пользователь может изменить параметры обмена.

В окне «Тестирование и настройка датчика вибрации» на панели «Параметры подключения» нажать кнопку «Сменить...» при этом открывается окно «Сменить параметры обмена» - рисунок В.4.

Сменит» параметры обмена датчи... IwwSliml

Скорость обмена:   ИЗ

Modbus • адрес:       |3

| Сменить       Отказ

Рисунок В.4 - Окно «Сменить параметры обмена»

В окне «Сменить параметры обмена» в поле «Скорость обмена» выбрать из списка нужную скорость, в поле «Modbus-адрес» ввести требуемый номер и нажать кнопку «Сменить» (или «Отказ» при отказе от изменений).

Окно «Сменить параметры обмена» закрывается, а в окне «Тестирование и настройка датчика вибрации» появляются новые значения параметров обмена.

ВНИМАНИЕ! ПРИ ВВОДЕ НЕКОРРЕКТНЫХ ДАННЫХ ОБМЕН С ДАТЧИКОМ БУДЕТ ПРЕКРАЩЕН.

В этом случае необходимо вернуться к В.З.

В.5 Изменение уставок.

Значения предупредительной и аварийной уставок могут быть изменены пользователем.

В окне «Тестирование и настройка датчика вибрации» на панели «Информация с датчика» нажать кнопку «Уставки», при этом откроется окно «Сменить уставки» - рисунок В.5.

Предупредительная уставка канала Z: Аварийная уставка канала Z Предупредительная уставка канала X: Аварийная уставка канала X: Предупредительная уставка канала Y. Аварийная уставка канапа Y Кол-во отсчетов для формирования аварии Минимально возможное значение Максимально возможное значение Измеренная величина, соотв. максим току Режим работы ЦАП, канал 1 Режим работы ЦАП, канал 2

Сменить       Отказ

Рисунок В.5 - Окно «Сменить уставки»

В соответствующие поля введите требуемое значение уставок и нажмите кнопку «Сменить» (или «Отказ» при отказе от изменения).

При этом окно «Сменить уставки» закрывается, а в окне «Тестирование и настройка датчика вибрации» на панели «Информация с датчика» в соответствующих полях индицируются новые значения уставок.

При наведении курсора на область «Измеренная величина, соотв. максим, току», всплывает подсказка.

В.6 Калибровка датчика.

В.6.1. Калибровка осей чувствительности датчика

В окне «Тестирование и настройка датчика вибрации» на панели «Информация с датчика» нажать кнопку «Калибровка», при этом откроется окно «Калибровка трехкомпонентного датчика» - рисунок В.6.

Калиброека трехкомпонеигного датчика *                                                            i,B»wOwwlj

OK I Cancel [

Рисунок В.6 - Окно «Калибровка трехкомпонентного датчика»

На панели «Общие параметры» в поле «Частота» выставить величину частоты вибростенда, ввести её в память программы клавишей «Enter».

Панель разбита на области, соответствующие трем каналам датчика. В окне «Тарировочный к-т» выводится текущее значение тарировочного коэффициента по каждому каналу.

Калибровку датчика можно выполнить тремя способами: рассчитав тарировочный коэффициент, определив эталонное напряжение или используя внешний АЦП.

В.6.1.1 Калибровка датчика с расчетом тарировочного коэффициента.

Установить датчик на вибростенд, задать необходимый уровень вибрации, У_эт, мм/с. Измеренное значение скорости вибрации, мм/с считать с программы ConfiglVD, в окне «Изм.знач.» на одной из панелей «Канал X», «Канал Y», Канал Z» (в зависимости от того, какой канал датчика ИВД 3 калибруется).

Произвести расчет тарировочного коэффициента, К, по формуле (В.1).

к =^.                          (В.1)

где К - тарировочный коэффициент;

У_эт - уровень вибрации на вибростенде, мм/с;

Vd - показания датчика, мм/с.

Ввести полученное значение в окно «Тарировочный к-т», записать его в память датчика клавишей «Enter».

В.6.1.2 Калибровка датчика с помощью определенного эталонного значения.

Установить датчик на вибростенд и задать необходимый уровень вибрации на вибростенде. На одной из панелей «Канал X», «Канал У», «Канал Z» (в зависимости от того, какой канал датчика ИВД 3 калибруется) в поле «Эталонное напряжение, В» введите значение напряжения, рассчитанное по формуле (В.2).

(В.2) где У_кал - значение виброскорости, мм/с, считанное с индикатора вибростенда,

f- частота вибростенда, Гц.

Нажмите кнопку «Enter».

Численные значения коэффициента перед У_кал приведены в таблице В.1.

Таблица В.1

В поле «Виброскорость, мм/с» должна появиться величина виброскорости на стенде.

Нажмите кнопку «Калибровка», при этом в память датчика записывается новое значение тарировочного коэффициента.

В.6.1.3 Калибровка датчика с использованием внешнего АЦП

К ПК подключить внешний АЦП (L-Card, El4-140-М) и установить на ПК все необходимые драйверы.

На канал 1 АЦП подключить сигнал обратной связи с эталонного датчика (сигнал виброускорения, с заранее настроенной чувствительностью 100 мВ/м/с²).

После подключения АЦП установит датчик на вибростенд и задать необходимый уровень вибрации. Нажать кнопку «иэт с АЦП».

Нажать кнопку «Калибровка», при этом в память датчика записывается новое значение тарировочного коэффициента.

В.6.2. Калибровка ЦАП

Пользователь может произвести калибровку ЦАП.

В окне «Калибровка трехкомпонентного датчика» нажать на кнопку «Калибровка ЦАП», при этом откроется окно «Калибровка ЦАП» (рисунок В.6).

К выходным каналам датчика подключить мультиметр.

В окне «Калибровка ЦАП» нажать на кнопку «Подать на ЦАП минимальное значение». С мультиметра считать значение тока на выходе и внести его в поле «значение на выходе, мА».

В окне «Калибровка ЦАП» нажать на кнопку «Подать на ЦАП максимальное значение». С мультиметра считать значение тока на выходе и внести его в поле «значение на выходе, мА».

Нажать на кнопку «Калибровка», при этом произойдет калибровка ЦАП. Кнопку «Отмена» нажать при отменен калибровки.

Для завершения калибровки ЦАП нажать на кнопку «Выход».

Канал 2

Подать на ЦАП минимальное значение |

Подать на ЦАП максимальное значение

Выход

Рисунок В.6 - Окно «Калибровка ЦАП»

Нажмите кнопку «ОК» в окне «Калибровка трехкомпонентного датчика», для его закрытия.

По завершению работы с программой ConfiglVD нажать на кнопку «Выход» в окне «Тестирование и настройка датчиков вибрации».

• 1 Приспособление ПБКМ.301200.001;

• 2 Приспособление ПБКМ.301200.002.

Рисунок Г. 1 - Установка датчика по оси X

• 1 Приспособление ПБКМ.301200.001;

• 2 Приспособление ПБКМ. 301200.002.

Рисунок Г.2 - Установка датчика по оси Y

18