Методика поверки «ГСИ. ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ИМАГ-400Ц» (МП 44-261-2003)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «УРАЛЬСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ» (ФГУП «УНИИМ»)

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Екатеринбург

2003

• 1. РАЗРАБОТАНА:

Федеральное государственное унитарное предприятие «Уральский научно-исследовательский институт метрологии» (ФГУП «УНИИМ»)

• 2. ИСПОЛНИТЕЛИ:

Зав.лаб. 261

Вед.инженер лаб. 261

• 3. УТВЕРЖДЕНА ФГУП «УНИИМ»     « 22 » июля 2003г.

• 4. ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

. 1., ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ............................................................

• 2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

3.. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 4. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 5. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ..

• 6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

.7. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К.ПОВЕРКЕ

..... 8. : ПРОВЕДЕНИЕ .ПОВЕРКИ

9. /ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

.’ ./ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) КОНТРОЛЬ ЗНАЧЕНИЯ ... .  ..

.. ПОСТОЯННОЙ СОЛЕНОИДА............................................ .,.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое) ФОРМА ПРОТОКОЛА ПОВЕРКИ

ИЗМЕРИТЕЛЯ ИМАГ-400Ц..............................................................

Срок введения в действие июль 2003г.

Настоящая методика распространяется на измеритель напряженности магнитного поля ИМАГ-400Ц и устанавливает методику его первичной и периодической поверок. Измеритель напряженности магнитного :поля . ИМАГ-400Ц (далее по тексту -измеритель или прибор) предназначен для измерения напряженности:

• •  постоянного магнитного поля;

• , •• максимального (амплитудного) значения переменного магнитного поля промышленной частоты; ..?••• максимального (амплитудного)значения однократного импульса.магнитного поля, ••           •

■ ■; в частности для измерения . тангенциальной и .нормальной , составляющих- напряженности

- магцитного -,поля. на поверхности изделий, ..подвергаемых магнитопорошковому -контролю методом приложенного поля.

...  ... Измеритель обеспечивает.измерение -напряженности .магнитноготюля вщиапазоне от ■

..... 200 до 40000 .А/м [2 до 400 А/см]. Показания-прибораиндицируются в А/см. С. *           ,

■ ‘ Предел допускаемого значения абсолютной погрешности .'измерения напряженности магнитного поля для доверительной вероятности 0,95 не превышает:

• • в режиме непрерывных измерений, А/м                              ±(0,03хН+200),

[А/см]                              [±(0,03хН+2,0)],

где Н - измеряемая величина в А/м [А/см];

• • в режиме однократных импульсных измерений                      не нормируется.

Первичную поверку производят при выпуске измерителя из производства и после ремонта.

Периодическую поверку проводят один раз в год.

В настоящей методике использованы ссылки на следующие нормативные документы:

При проведении поверки выполняют . операции ■ (ПР 50.2.006-94), указанные в таблице 1.

Таблица 1

/ ■ 4.1 При проведении поверки измерителя ИМАГ-400Ц/применяют ^..следующие средства поверки:

-.соленоид магнитного поля с-рабочей зонойхвгвиде цилиндра^высотой-не^менее 10 мм вдоль оси соленоида и диаметром не менее ТО .мм и обеспечивающий магнитное поле напряженностью не менее 40000 А/м (см. Приложение А обязательное);

• -  источник стабильного постоянного тока, обеспечивающий плавное регулирование тока в соленоиде и имеющий такую мощность, которая необходима для получения в соленоиде напряженности постоянного магнитного поля не менее 40000 А/м;

• -  источник стабильного переменного тока промышленных частот, обеспечивающий плавное регулирование тока в соленоиде и имеющий такую мощность, которая необходима для получения в соленоиде напряженности переменного магнитного поля не менее 40000 А/м;

• -  амперметр постоянного тока, позволяющий измерять токи, необходимые для получения в соленоиде напряженности постоянного магнитного поля не менее 40000 А/м и обеспечивающий измерения с погрешностью не более 0,5 %;

• -  амперметр переменного тока, позволяющий измерять токи, необходимые для получения в соленоиде напряженности переменного магнитного поля не менее 40000 А/м и обеспечивающий измерения с погрешностью не более 0,5 %;

• -  психрометр аспирационный типа М-34 по ТУ 25.1607.054 с диапазоном измерений относительной влажности от 10 до 100% и относительной погрешность не более ±6%;

• -  термометр технический по ГОСТ 28498 с диапазоном измерений от 0 до 50°С с ценой деления 1°С;

• -  фиксирующее устройство (оправка) для ориентации датчика измерителя вдоль оси соленоида и обеспечивающее при многократной установке датчика в заданную точку рабочего объема разброс показаний измерителя не более ± 20 % допускаемой погрешности поверяемого прибора.

• 4.2 Допускается при поверке измерителя ИМАГ-400Ц применение средств поверки, не приведенные в 4.1, но обеспечивающие определение метрологических характеристик измерителя с требуемой точностью.

• 4.3 Средства измерений и испытательное оборудование, применяемые для поверки должны быть поверены (аттестованы) и иметь действующие свидетельства (аттестаты) или клейма.

..К проведению операций поверки измерителя ИМАГ-400Ц допускаются лица, имеющие образование не ниже среднего технического, аттестованные согласно ПР 50.2.012, имеющие право на поверку магнитоизмерительных приборов, прошедшие курс обучения работе на измерителе и ознакомившиеся с т Руководством > по эксплуатации РЭ 422289-001-20872624-2003 (далее - РЭ) на измеритель напряженности магнитного поля ИМАГ-400Ц.

i- 6.1 При проведении поверки измерителя ИМАГ-400Ц к работе допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике -безопасности .при работе ...с /электроустановками напряженностью до 1000 В.

.. 6.2, Средства измерений.-и испытательное./оборудование,/применяемые для поверки измерителя • ИМАГ-400Ц, должны быть /заземлены, ..-.электрическое сопротивление заземляющего провода не более 0,1 Ом.

• 6.3 При проведении поверки измерителя должны соблюдаться требования электробезопасности по ГОСТ 12.1.006-84, ГОСТ 12.3.019-80, ГОСТ 12.2.007.0-75 и ПОТ РМ-016-2001 (РД 153-34.0-03.150-00).

  7. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

  7.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C                                     20 ± 5

• - относительная влажность воздуха, %                                       55 ± 25

• - атмосферное давление, кПа                                                84 4-106,7;

(мм рт. ст.)                                               (630 4- 800) ;

• - напряжение питающей батареи гальванических элементов

(аккумуляторных батарей), В                                                6 * 9

• - напряжение питающей сети, В                                           220 ± 22

• -  частота переменного тока, Гц                                                50 ± 0.5

Вибрация и тряска должны отсутствовать.

• 7.4 Соленоид при измерениях должен быть расположен горизонтально так, чтобы его ось была перпендикулярна к горизонтальной составляющей внешнего магнитного поля, направление которой определяют компасом. Вблизи соленоида не должно быть больших ферромагнитных масс и других источников магнитных полей.

• 7.5 Включить приборы в сеть и прогреть их в течение 15 минут.

• 7.6 Провести контроль значения постоянной соленоида согласно приложения А (обязательное). Контроль постоянной соленоида проводится не реже 1 раза в 6 месяцев.

• 7.7 Для измерителя выполнить операции согласно 2.2.2-2.2.4 РЭ.

• 8.1 Внешний осмотр.

  • 8.1.1 При проведении внешнего осмотра устанавливают соответствие комплектности измерителя ИМАГ-400Ц требованиям 1.3.1 РЭ на прибор.

  • 8.1.2 Измеритель не должен иметь механических повреждений, следов коррозии (на всех частях прибора и датчика), влияющих на работу измерителя, надписи на корпусе прибора должны быть четкими и легко читаться, кнопки включения режимов должны легко нажиматься и не выпадать.

  • 8.1.3  Если требования 8.1.1,  8.1.2 не выполняются, измеритель признают

непригодным к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 8.2 Опробование.

  • 8.2.1 Измерительный преобразователь поверяемого прибора помещают в соленоид.

  • 8.2.2 Регулируемым источником постоянного тока в обмотки соленоида подают ток (I) приблизительно равный 0,5 А (напряженность магнитного поля в соленоиде должна быть в диапазоне от 20 до 300 А/см).

  • 8.2.3 Нажимают кнопку непрерывного режима работы на измерителе, при этом должны загореться индикаторы цифрового табло. Убеждаются в нормальном свечении всех разрядов цифрового индикатора.

  • 8.2.4 Изменяя направление тока в обмотке соленоида (изменение направления вектора напряженности магнитного поля), добиваются, что бы сдвоенный двухцветный светодиод индикации полярности магнитного поля поменял цвет с красного на зеленый или наоборот.

• 8.2.3 При отсутствии показаний измерителя, нарушений в свечении цифрового табло, при полном или частичном не срабатывании двухцветного светодиода, прибор признают непригодным к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 8.3 Определение диапазона измерения напряженности магнитного поля

  • 8.3.1 Измерительный преобразователь поверяемого прибора с помощью специазьного фиксирующего устройства (оправки) помещают в рабочую зону соленоида.

  • 8.3.2 Регулируемым источником постоянного тока в обмотки соленоида подают ток (I. А) равный

/ = 4хЮ⁴х±_{>                        (1)}

где К - постоянная соленоида, м’¹,

т.е. устанавливают в соленоиде напряженность магнитного поля Н_иа. равное 400 Л/см. Снимают показания измерителя (И, А/см).

• 8.3.3 Проделывают операции согласно 8.3.1-8.3.2 для противоположного направления постоянного магнитного поля в соленоиде.

• 8.3.4 Результат (показания измерителя ИМАГ-400Ц) должен быть не меньше, чем 388 А/см (Н > 400 - 0,03*400) для обоих направлений поля.

''8.3.5. Если требования 8.3.4 не выполняются, измеритель признают непригодным к -применению, дальнейшие операции поверки не производят.

. 8.4 Определение абсолютной погрешности .измерения напряженности магнитного поля в непрерывном режиме

• 8.4.1 Определение погрешности при измерении постоянного магнитного поля

• 8.4.1.1  Измерительный преобразователь • поверяемого прибора с помощью специального фиксирующего устройства (оправки) помещают в рабочую зону соленоида. ■

Поверку измерителя проводят при пяти значениях напряженности магнитного поля: 2, 100, 200,300, 400 А/см.

• 8.4.1.2 Регулируемым источником постоянного тока в обмотки соленоида подают ток и, по .измерителю ИМ АГ-400Ц устанавливают ^напряженность-магнитного толя (И, А/см) в соленоиде равное 2 А/см. Измерив с помощью ^амперметра ■ силу тока в цепи соленоида, рассчитать теоретическое значение напряженности магнитного поля (Н_11СТ;, А/см) согласно формуле:

Н_ист. = Л’х7х10’²,                           (2)

где К - постоянная соленоида, м’¹;

I - сила тока в цепи соленоида, А.

Результаты измерений заносят в протокол (приложение Б рекомендуемое).

• 8.4.1.3 Для значения напряженности магнитного поля вычисляют величину абсолютной погрешности измерителя ИМАГ-400Ц по формуле:

  
  
  
  

где Н - значение напряженности магнитного поля в соленоиде по измерителю ИМАГ-400Ц, А/см;

Н„ст. - теоретическое значение напряженности магнитного поля, полученное по формуле 2, А/см.

Результаты расчетов заносят в протокол (приложение Б рекомендуемое).

• 8.4.1.4 Изменяя направление тока в обмотке соленоида, меняют направление вектора напряженности магнитного поля относительно плоскости чувствительной поверхности преобразователя Холла на противоположное и повторяют операции 8.4.1.2-8.4.1.3.

• 8.4.1.5 Повторяют операции 8.4.1.1.-8.4.1.4 для значений напряженности магнитного поля Н равных 100, 200, 300, 400 А/см.

• 8.4.2 Определение погрешности при измерении переменного магнитного поля

• 8.4.2.1 Измерительный преобразователь поверяемого прибора с помощью специального фиксирующего устройства (оправки) помещают в рабочую зону соленоида.

Поверку измерителя проводят при пяти значениях напряженности переменного магнитного поля: 2, 100, 200, 300, 400 А/см.

• 8.4.2.2 Регулируемым источником переменного тока в обмотки соленоида подают ток . и устанавливают напряженность переменного магнитного поля (Н, А/см) в соленоиде равное

• 2. А/см. Измерив с помощью амперметра-переменного .тока -значение-силы тока (1_|Ш1, А) в --цепи соленоида, рассчитывают теоретическое; значение ^напряженности -- 'магнитного ^: поля _; (Н_ист.,^чА/см) согласно формуле 2, где I - амплитудное значение силы токаъ цепи соленоида в амперах, рассчитанное по формуле

Z = V2x7_{M1I                                (}4)

Результаты измерений заносят в протокол (приложение Б рекомендуемое).

• 8.4.2.3  Абсолютную погрешность измерения. напряженности магнитного поля определяют согласно 8.4.1.3.

• 8.4.2.4 Повторяют операции 8.4.2.1-8.4.2.3 для значений напряженности переменного магнитного поля Н равных 100, 200, 300, 400 А/см.

8.4.3 Абсолютная погрешность измерения'..«напряженности магнитного поля для \ доверительной вероятности. 0,95 в режиме ^непрерывных .измерений -не<должна ^превышать . ±(0,03хН+2,0) А/см, где Н - измеряемая величина (в А/см).

.   / -8.4.4.Если .-требования 18.4.3 .не. выполняются,-«измеритель.признают.непригодным к

применению.

I

• 9.1 Результаты поверки оформляются протоколом, форма которого приведена в рекомендуемом приложении Б.

• 9.2 Положительные результаты поверки измерителя ИМАГ-400Ц оформляются согласно ПР 50.2.006 выдачей свидетельства о поверке.

• 9.3 Отрицательные результаты поверки измерителя ИМАГ-400Ц оформляются согласно ПР 50.2.006 выдачей извещения о непригодности с указанием причин непригодности, свидетельство о предыдущей поверке аннулируется.

Исполнители:

М. А. Малыгин

Е.В.Савичева

Зав.лабораторией 261

Ведущий инженер лаб.261

, 1. Средства контроля постоянной соленоида

.1.1 При проведении контроля постоянной соленоида применяют следующие средства измерений и испытательное оборудование:

• -  электромагнит, обеспечивающий в зазоре травном сумме высот двух датчиков (датчика .тесламетра и датчика измерителя магнитной индукции Ш1-9)‘Магнитную индукцию не

менее 50 мТ и с неоднородностью не превышающей 0,05% на сантиметр (для уверенного получения сигнала ЯМР на Ш1-9);

• -  источник стабильного постоянного тока, обеспечивающий плавное регулирование тока в . соленоиде и имеющий такую мощность, которая необходима для получения в соленоиде

напряженности постоянного магнитного поля не менее 40000 А/м;

• -  амперметр постоянного тока, позволяющий измерять токи, необходимые .для получения в соленоиде напряженности постоянного магнитного .поля не -менее 40000 А/м и обеспечивающий измерения с погрешностью не более 0,5 %;

• - : тесламетр с датчиком Холла с .диапазоном измерения от 25 до 60 мТ и относительной

погрешностью- измерения в этом диапазоне .не более 1,0%. Датчик тесламетра по размерам должен входить в соленоид и межполюсной зазор электромагнита;

• - /измеритель магнитной индукции типа Ш1-9. .с. диапазоном измерения от 25 до 100 мТ и •'

относительной погрешностью измерения в этом диапазоне не более 0,1%;

.      1.2 Допускается при.контроле постоянной соленоида применение .средств измерений

' <и испытательное*оборудование, не приведенные/в >1.1,-но'.обеспечивающие определение постоянной соленоида с требуемой точностью.

• 1.3 Средства измерений и испытательное оборудование,-применяемые для контроля постоянной соленоида должны быть поверены (аттестованы) и иметь действующие свидетельства (аттестаты) или клейма.

2. Проведение контроля постоянной соленоида

• 2.1 Контроль значения постоянной производят в рабочей зоне соленоида, которая должна представлять из себя цилиндр высотой не менее 10 мм вдоль оси соленоида и диаметром не менее 10 мм.

• 2.2 Помещают датчик тесламетра в центр рабочей зоны (точка 1 сечения Б рис.1) так, чтобы ось соленоида была перпендикулярна плоскости чувствительной поверхности преобразователя Холла.

  

Рис.1 Схема расположения точек контроля постоянной соленоида в его рабочей зоне.

• 2.3 Регулируя источником постоянного тока ток в обмотках соленоида, по тесламетру устанавливают индукцию магнитного поля в соленоиде (В , мТ) равную 50,0 мТ. С помощью амперметра измеряют силу тока в цепи соленоида.

Результат измерений заносят в таблицу 1.

Таблица 1.

• 2.4 Помещают датчик тесламетра последовательно в остальные точки рабочей зоны согласно рис.1, следя чтобы ось соленоида была перпендикулярна плоскости чувствительной поверхности преобразователя Холла.

• 2.5 Для каждой исследуемой точки рабочей зоны повторяют действия согласно 2.3.

• 2.6 Изменяя направление тока в обмотке соленоида, меняют направление вектора индукции магнитного поля относительно плоскости чувствительной поверхности преобразователя Холла на противоположное и повторяют операции 2.2-2.5.

• 2.7 В зазор электромагнита, подключенного к источнику питания, помещают датчики тесламетра и измерителя магнитной индукции Ш1-9 один над другим так, чтобы линии напряженности магнитного поля были расположены перпендикулярно плоскостям датчиков, причем вертикальная ось чувствительных элементов обоих датчиков совпадала.

• 2.8 Регулируя значения тока в обмотках электромагнита, добиваются на тесламетре значений магнитной индукции (В*, мТ) равных 50 мТ, -50 мТ. Показания (В, мТ) измерителя магнитной индукции Ш1-9, соответствующие каждому конкретному показанию тесламетра заносят в протокол.

• 2.9 Рассчитывают постоянную соленоида (К^, м’¹) для каждой исследуемой точки рабочей зоны (рис.1) по формуле:

• 796,2

  (1)

где В - значение магнитной индукции,измеренное с помощью измерителя Ш1-9 и соответствующее показанию тесламетра (В*), мТ;

I - значение тока, соответствующее показанию тесламетра (В*), А;

. i - индекс исследуемой точки каждого из сечений (рис.1) рабочей зоны (i = 1,2,.... 5); j - индекс.сечения (рис.1) рабочей зоны (j =_;1 [сечение А], 2 [сеч. Б], 3 [сеч. В]);

к - индекс значений магнитной индукции (В ), .измеренной тесламетром (k = 1 [В* = 50,0 мТ], 2 [В* = -50,0 мТ]).

Результат вычислений заносят в таблицу 1.

• 2.10 Для ряда значений постоянной соленоида (Ку_к, м’¹) вычисляют среднее значение (К_ср_, м’¹), оценку средней квадратической погрешности единичного измерения (Sr) и систематическую составляющую погрешности (9) по формулам:

  
  

(3) У /=1 У=] А=1

в_к = max 6_ijk ,                                                        ( 4 )

^<5)

где АВ - погрешность измерения магнитной индукции измерителем Ш1-9, мТ; AI - погрешность измерения силы тока, I.

Результат вычислений заносят в таблицу 1.

• 2.11 По результатам, вычисленным по формулам 2, 3 и 4, рассчитывают относительную суммарную погрешность определения постоянной соленоида (5_К, %):

  
  

  ■100%

  (6)

Результат вычислений заносят в таблицу 1.

• 2.12 Относительная суммарная погрешность определения постоянной соленоида (Sr, %) не должна превышать ± 0,8%.

• 2.13 Если условие 2.12 не выполняется, то контроль постоянной соленоида повторяют для индукции магнитного поля в соленоиде (В*, мТ), устанавливаемой по тесламетру, равной 30,0 (-30,0), 40,0 (-40,0) мТ [контроль по В* равное 50,0 (-50,0) мТ уже получен], и проводят расчеты для объединенного ряда значений постоянной соленоида (K_ijk, м'¹, где к - индекс значений магниной индукции (В*), измеренной тесламетром (k = 1, 2, ..., 6) с заменой числа наблюдений с 30 на 90. Если и в этом случае относительная суммарная погрешность определения постоянной соленоида (Sr, %) превышает ± 0,8%, то заменяют соленоид на другой, удовлетворяющий требованиям 2.12.

• 1.  Тип прибора_______________ Измеритель ИМАГ-400Ц_________________________

• 2.  Предприятие-изготовитель_______________________________________________________

• 3.  Год изготовления____________________, заводской номер___________________________

• 4.  Пределы измерения:____________Н: 2-400 А/см________________________________

• 5.  Предел абсолютной погрешности измерения напряженности магнитного поля для . доверительной вероятности 0,95 в режиме непрерывных-измерений:

± (0.03 х Н + 2.0) А/см. где Н - измеряемая величина (в А/см)■  >

• 6.  Дата предыдущей поверки___________________________________________________

• 7.  Поверяется в соответствии с МП 44-261-03 «ГСИ. • Измеритель напряженности

/магнитного поля ИМАГ-400Ц. Методика поверки»_________________.____________.. . .

- 8. Условия поверки: температура____°C, относ.влажность •,   %, давление___-мм рт.ст.,

10. Результаты внешнего осмотра соответствуют, не соответствуют требованиям 8.1 МП. (ненужное зачеркнуть)

И. Результаты опробования соответствуют, не соответствуют требованиям 8.2 МП.

(ненужное зачеркнуть)

• 12. Результаты определения диапазона измерения напряженности магнитного поля:

  Условное направление магнитного поля	Теор.значение напряженности маг.поля Нист.А/см	Сила тока 1, А	Показания ИМАГ-400Ц Н. А/см	Допуск, А/см
  +	400			388
  -	400			388

• 13. Результаты определения предела абсолютной погрешности измерения напряженности магнитного поля в непрерывном режиме:

  Условное направление магнитного поля	Показания ИМАГ-400Ц Н, А/см	Сила тока 1, А	Теор.значение напряженности маг.поля Нвст. А/см	Абсолютная погрешность Д. А/см	Допуск ±(0.03хН+2). А/см
  +	2				2.1
  -
  -
  +	100				5.0
  -
  -
  +	200				8.0
  -
  -
  +	300				11
  -
  -
  	400				14
  -
  -

• 14. Измеритель соответствует, не соответствует требованиям МП и РЭ.

(ненужное зачеркнуть)

• 15. Измеритель годен, не годен к применению.

(ненужное зачеркнуть)

Организация, проводящая поверку___________________________________

Поверку произвел ____________ ____________

Подпись                     Инициалы, фамилия

Дата поверки______________

Оттиск поверительного клейма (печать)

14

¹

- Средства поверки должны иметь действующие свидетельства (аттестаты) или клейма.