Методика поверки «ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ 415» (МИ 4212-415-24172160-2007)

Методика поверки

МИ 4212-415-24172160-2007

Настоящая методика распространяется на датчики (измерительные преобразователи) давления типа 415, выпускаемые в соответствии с ГОСТ 22520-85 и по технической документации ООО «Пьезоэлектрик».

Датчики предназначены для непрерывного преобразования значений, измеряемых величин давления абсолютного, давления избыточного, разрежения, давления-разрежения, разности давлений и других физических величин, определяемых по давлению или по разности давлений (например, уровень и плотность жидкости, расход жидкости, газа или пара), в выходной аналоговый сигнал постоянного тока 4-20 или 0-5 мА, выходной сигнал напряжения 0,4-2В или в выходной цифровой сигнал на базе интерфейса RS485 с протоколом обмена «Modbus».

Рекомендация устанавливает методику первичной и периодической поверок датчиков (измерительных преобразователей) давления типа 415 с пределами допускаемой основной погрешности от +0,05 до +1%.

1 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 1.1 При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр - п. 5.1;

• - опробование - п. 5.2;

• - определение основной погрешности датчика - п. 5.3;

• - определение вариации выходного сигнала датчика - п. 5.4.

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 2.1 При проведении поверки применяют средства, указанные в таблице 1

Таблица 1

• 2.2 Допускается применять другие средства поверки, технические и метрологические характеристики которых не уступают указанным в таблице 1.

З ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 3.1 При проведении поверки следует соблюдать общие требования безопасности при работе с датчиками давления (см., например, ГОСТ 2252085), а также требования по безопасности эксплуатации применяемых средств поверки, указанные в технической документации на эти средства.

4 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

• 4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• 1) Температура окружающего воздуха 23 + 2°С.

• 2) Относительная влажность окружающего воздуха 30-80%.

• 3) Давление в помещении, где проводят поверку (далее — атмосферное давление), в пределах 84-106,7 кПа или 630-800 мм рт. ст.

• 4) Напряжение питания постоянного тока в пределах 12-36 или 3,6-5 В . Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания — в соответствии с технической документацией на датчик. Отклонение напряжения питания от номинального значения не более ±1%, если иное не указано в технической документации на датчик.

• 5) Сопротивление нагрузки, кОм, при поверке датчиков:

- с аналоговым выходным сигналом 4-20мА - по формуле, не более; Rh = ^{U -Umin} + 0,05                      (1)

max

где U_min = 12 В; U - напряжение питания, В; I_max = 20 мА.

• - с аналоговым выходным сигналом 0-5мА, не более, - 1

• - с аналоговым выходным сигналом 0,4 - 2В, не менее, - 20

• - с цифровым выходным сигналом - в соответствии с технической спецификацией на интерфейс RS485.

• 6) Рабочая среда — воздух или нейтральный газ при поверке датчиков с верхними пределами измерений, не превышающими 250 кПа, и жидкость при поверке датчиков с верхними пределами измерений более 250 кПа. При поверке датчиков с верхними пределами измерений от 0,4 до 2,5 МПа тщательно заполнять жидкостью всю систему поверки. Допускается использовать воздух или нейтральный газ при поверке датчиков с верхними пределами измерений более 250 кПа при условии соблюдения соответствующих правил безопасности.

• 7) Колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны, магнитные поля (кроме земного) и другие воздействия, влияющие на работу и метрологические характеристики датчика, должны отсутствовать.

• 8) Импульсную линию, через которую подают измеряемое давление, допускается соединять с дополнительными сосудами, емкость каждого из которых не более 50 литров.

• 4.2 При поверке датчиков разности давлений с приемными камерами для подвода большего давления («плюсовая» камера) и меньшего давления («минусовая» камера) значение измеряемой величины (разности давлений) устанавливают, подавая соответствующее значение избыточного давления в «плюсовую» камеру датчика, при этом «минусовая» камера сообщается с атмосферой.

При поверке датчиков разности давлений с малыми пределами измерений для уменьшения влияния на результаты поверки не устраненных колебаний давления окружающего воздуха «минусовая» камера датчика может соединяться с камерой эталонного СИ, сообщающейся с атмосферой, если это предусмотрено в конструкции СИ. При поверке датчиков разности давлений в «минусовой» камере может поддерживаться постоянное опорное давление, создаваемое другим эталонным задатчиком или основным задатчиком измеряемой величины с дополнительным блоком опорного давления.

При поверке датчиков разрежения и датчиков давления-разрежения значение измеряемой величины допускается устанавливать, подавая с противоположной стороны чувствительного элемента датчика соответствующее значение избыточного давления, если это предусмотрено конструкцией датчика.

• 4.3 Перед проведением поверки датчиков выполняют следующие подготовительные работы:

- выдерживают датчик не менее 3 ч при температуре , указанной в п . 4.1, если иное не указано в технической документации на датчик;

- выдерживают датчик не менее 0,5 ч при включенном питании;

- устанавливают датчик в рабочее положение с соблюдением указаний технической документации;

- проверяют на герметичность в соответствии с п.п. 4.3.1- 4.3.4 систему, состоящую из соединительных линий для передачи давления, эталонных СИ и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемой величины.

• 4.3.1 Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков давления, разности давлений, разрежения с верхними пределами измерений менее 100 кПа и датчиков абсолютного давления с верхними пределами измерений более 250 кПа, проводят при значениях давления (разрежения), равных верхнему пределу измерений поверяемого датчика.

Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков давления-разрежения, проводят при давлении, равном верхнему пределу измерений избыточного давления.

Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа, проводят при разрежении, равном 0,9-0,95 значения атмосферного давления.

Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков абсолютного давления с верхними пределами измерений 250 кПа и менее, проводят в соответствии с п. 4.3.3.

• 4.3.2 При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков, указанных в п. 4.3.1, устанавливают заведомо герметичный датчик или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более +2,5% от значений давления, соответствующих требованиям п. 4.3.1, и позволяющее зафиксировать 0,5% изменение давления от заданного значения.

Создают в системе давление, установившееся значение которого соответствует требованиям п. 4.3.1, после чего отключают источник давления. Если в качестве эталонного СИ применяют грузопоршневой манометр, то его колонку и пресс также отключают.

Систему считают герметичной, если после трехминутной выдержки под давлением, равным или близким верхнему пределу измерений датчика, не наблюдают падения давления (разрежения) в течение последующих 2 минут. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

Допускается изменение давления (разрежения) в системе, обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и рабочей среды в пределах ±0,5...1°С.

• 4.3.3 Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки датчиков абсолютного давления с верхними пределами измерений 250 кПа и менее, проводят нижеследующим образом.

Устанавливают в системе заведомо герметичный датчик или любое другое средство измерений абсолютного давления, отвечающее требованиям к СИ в соответствии с п. 4.3.2. Создают в системе абсолютное давление не более 0,07 кПа и поддерживают его в течение 2-3 минут, после чего отключают устройство, создающее абсолютное давление, и эталонное СИ при необходимости (например, отключают колонки грузопоршневого манометра).

После З минут выдержки изменение давления не должно превышать 0,5% верхнего предела измерений поверяемого датчика.

Допускается поправка при изменении температуры окружающего воздуха и рабочей среды.

• 4.3.4 Проверку герметичности системы рекомендуется проводить при давлении (разрежении), соответствующем наибольшему давлению (разрежению) из ряда верхних пределов измерений поверяемых датчиков.

5 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре датчика устанавливают:

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

• - наличие и состояние клеммных колодок и (или) разъемов для внешних соединений, устройства для регулировки «нуля», клемм контроля выходного сигнала и др.;

- наличие и состояние дополнительных выходных устройств - цифровых индикаторов и (или) других устройств, предусмотренных технической документацией на датчик;

- наличие на корпусе датчика таблички с маркировкой, соответствующей паспорту или документу, его заменяющему;

- наличие РЭ, ИН, если это предусмотрено при поверке датчика, паспорта или документа, его заменяющего.

• 5.2 Опробование

  • 5.2.1 При опробовании проверяют герметичность и работоспособность датчика, функционирование устройства корректора «нуля».

  • 5.2.2 Работоспособность датчика проверяют, изменяя давление, от нижнего до верхнего предельных значений. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала и индикации на дополнительных выходных устройствах датчика. Работоспособность датчиков давления-разрежения проверяют только при избыточном давлении; работоспособность датчиков разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа проверяют при изменении разрежения до значения не менее 0,9 атмосферного давления .

  • 5.2.3 Проверку функционирования устройства корректора «нуля» выполняют следующим образом. Задав любое значение измеряемой величины в пределах, оговоренных руководством по эксплуатации, корректором «нуля» возвращают выходной сигнал (показания индикатора) к первоначальному значению. Затем сбрасывают измеряемую величину и при атмосферном давлении на входе в датчик корректором «нуля» вновь устанавливают выходной сигнал (показания индикатора) в соответствие с исходными значениями.

  • 5.2.4 Проверку герметичности датчика рекомендуется совмещать с операцией определения его основной погрешности. Методика проверки герметичности датчика аналогична методике проверки герметичности системы (п.п. 4.3.1-4.3.4), но имеет следующие особенности:

- изменение давления (разрежения) определяют по изменению выходного сигнала или по изменению показаний цифрового индикатора поверяемого датчика, включенного в систему (п. 4.3.2);

- в случае обнаружения негерметичности системы с установленным поверяемым датчиком следует раздельно проверить герметичность системы и датчика.

• 5.3 Определение основной погрешности

  • 5.3.1 Основную погрешность датчика определяют по одному из способов:

• 1 - По эталонному СИ, на входе датчика устанавливают номинальные значения входного давления, а по другому эталонному СИ измеряют соответствующие значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения). При поверке датчика с цифровым сигналом, к его выходу подключают приемное устройство, поддерживающее соответствующий цифровой коммуникационный протокол для считывания информации.

• 2 - В обоснованных случаях по эталонному СИ устанавливают номинальные значения выходного сигнала датчика, а по другому эталонному СИ измеряют соответствующие значение входного давления.

Примечания:

1 При поверке датчиков с цифровым сигналом по интерфейсу RS485 к выходу датчика подключают преобразователь RS232/RS485 (например портативный «Адаптер 31811») для подключения к компьютеру. Могут использоваться другие устройства для считывания информации и управления датчиками по другим коммуникационным протоколам, предусмотренным технической документацией на датчики.

2 При определении основной погрешности датчика показания его цифрового индикатора не учитываются.

• 3 Поверка датчиков с несколькими выходными сигналами, соответствующими одной и той же входной измеряемой величине, производится по одному из этих сигналов (аналоговому или цифровому), если иное не предусмотрено технической документацией на поверяемый датчик.

• 5.3.2 Схемы включения датчиков для измерения выходного сигнала при проведении поверки (п. 5.3.1, способы 1 и 2) приведены в приложении. Эталонные СИ входной давления включают в схему поверки в соответствии с их руководством по эксплуатации.

• 5.3.3 Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Y_BaM - наибольшая вероятность, при которой любой дефектный экземпляр датчика может быть ошибочно признан годным;

(б_м)_ва — отношение возможного наибольшего модуля основной погрешности экземпляра датчика, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной погрешности.

Допускаемые значения критериев достоверности поверки: Y_BaM=0,20 и ⁽^м⁾ва max =^1,25-

• 5.3.4 Устанавливают следующие параметры поверки:

m — число поверяемых точек в диапазоне измерений, m>5; в обоснованных случаях и при отсутствии эталонных СИ с необходимой дискретностью воспроизведения измеряемой величины допускается уменьшать число поверяемых точек до 4 или 3;

n — 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 датчик допускается увеличивать число наблюдений в поверяемых точках до 3 или 5, принимая при этом среднеарифметическое значение результатов наблюдений за достоверное значение в данной точке;

Y_K - абсолютное значение отношения контрольного допуска к пределу допускаемой основной погрешности;

ар - отношение предела допускаемой погрешности эталонных СИ, применяемых при поверке, к пределу допускаемой основной погрешности поверяемого датчика.

Значения Yk и а_р выбирают по таблице 2 (п. 5.3.5) в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

• 5.3.5 Выбор эталонных СИ для определения основной погрешности поверяемых датчиков осуществляют, исходя из технических возможностей и технико-экономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки (п. 5.3.3) и в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2— Параметры и критерии достоверности поверки

Примечание - Таблица 2 составлена в соответствии с критериями достоверности поверки по п. 5.3.3 и согласно МИ 187-86 «ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки» и МИ 188-86 «ГСП. Установление значений параметров методик поверки».

• 5.3.6 При выборе эталонных СИ для определения погрешности поверяемого датчика (в каждой поверяемой точке) соблюдают следующие условия:

а) - При поверке датчика с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют непосредственно в мА:

< ^Pm !m ^— !o >

или в %:

Yp ⁺ Yi <^ap ^-Y

где: A_p - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного СИ, контролирующего давление, кПа, МПа;

Р_т - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого датчика, кПа, МПа;

Aj - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного СИ, контролирующего электрический выходной сигнал датчика, мА;

I_o, I_m - соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала датчика; для датчиков с выходным сигналом 4-20 мА: 1_о=4 мА, 1_т=20мА; для датчиков с выходным сигналом 0-5 мА: I_o=0, I_m=5 мА.

Y - предел допускаемой основной погрешности поверяемого датчика, %

Yp - предельная допускаемая основная погрешность эталонного СИ задающего давление на данном пределе измерения, %

Y_I  - предельная допускаемая погрешность эталонного СИ

контролирующего выходной сигнал датчика, %.

За нормирующее значение принимают: для датчиков давления-разрежения - сумму абсолютных значений верхних пределов измерений в области избыточного давления и в области разрежения; для остальных датчиков — верхний предел измерений входной измеряемой величины, если иное не предусмотрено технической документацией на датчики.

Для датчиков с нижним предельным значением измеряемой величины, численно равным нулю, диапазон измерения численно равен верхнему пределу измерений. В этом случае основная погрешность датчика, выраженная в процентах от нормирующего значения, численно равна основной погрешности, выраженной в процентах от диапазона изменения выходного сигнала датчика с линейной функцией преобразования измеряемой величины.

б) - При поверке датчиков с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении в мВ или В

или в %:

yP + yU + yR < aP •y

где: Л_и— предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного СИ, контролирующего выходной сигнал датчика по падению напряжения на эталонном сопротивлении, мВ или В;

A_r — предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Ом;

К_Э| — значение эталонного сопротивления, Ом;

Um, Uo— соответственно верхнее и нижнее предельные значения напряжений (мВ или В) на эталонном сопротивлении, определяемые по формулам:

m Am • ^R'jt

Yu - предельная допускаемая погрешность эталонного СИ, контролирующего выходной сигнал датчика постоянного напряжения, %

Y_R - предельная допускаемая погрешность эталонного сопротивления, %.

в) При поверке датчиков с выходным сигналом постоянного напряжения в мВ или В:

или в %:

yP + yU < aP •y

г) При поверке датчика с выходным цифровым сигналом:

А

— • 100 < a _P • y

P_m         ^P

m

или

yP < aP • y                         (10)

• 5.3.7 Расчетные значения выходного сигнала поверяемого датчика для заданного номинального значения входного давления определяют по следующим формулам:

а) - Для датчиков с линейно возрастающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока:

^IP = ’» + p"-p ⁽ - ^Pn⁾                    (11)

mn

выходного сигнала постоянного напряжения:

Up = U + ’P^m - U⁰ ( - Pn)                (12)

mn

где: I_p — расчетное значение выходного сигнала постоянного тока (мА);

Р - номинальное значение входного давления; для датчиков давления-разрежения значение Р в области разрежения подставляется в формулу со знаком минус;

Р_п — нижний предел измерений для всех датчиков, кроме датчиков давления-разрежения, для которых значение Р_п численно равно верхнему пределу измерений в области разрежения и в формулу подставляется со знаком минус;

Up - расчетное значение выходного сигнала постоянного напряжения [мВ; В].

Для стандартных условий нижний предел измерений всех поверяемых датчиков избыточного давления, абсолютного давления, разрежения, разности давлений и датчиков давления-разрежения равен нулю.

б) - Для датчиков с линейно убывающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока:

^Ip = I. - р"-'"⁽ - ^рп⁾                    (13)

¹ m ¹ п

выходного сигнала постоянного напряжения:

^UP = ^и« - VTU-⁽ - ^рп⁾              (14)

^Xm ^Хп

в) - Для датчиков с выходным сигналом постоянного тока и функцией преобразования входной измеряемой величины по закону квадратного корня:

Выходным сигналом постоянного напряжения:

Up = Uo +(Um - Uo)

(16)

где Р — разность давлений (перепад давления) для датчиков разности давлений, предназначенных для измерения расхода рабочей среды;

P_m — верхний предел измерений или диапазон измерений поверяемого датчика разности давлений.

г) - Для датчиков с выходным сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении R: эт

^Up  ^т • ^Ip

где U_p — расчетное значение падения напряжения на эталонном сопротивлении;

д) - Для датчиков с выходным информационным сигналом в цифровом формате, не приведенным к единицам измеряемого давления:

- с линейно возрастающей функцией преобразования:

N - N

Np = No + _p^m _ _р⁰ (P- Pn⁾                 (19)

mn

где Np — расчетное значение выходного сигнала в цифровом формате;

N_m, N_o — соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного информационного сигнала датчика в цифровом формате;

• - с линейно убывающей функцией преобразования:

N - N

^Np = Nm _ _p^m _ _p⁰ (P_ Pn⁾                (20)

mn

• - с функцией преобразования по закону квадратного корня:

  Np = No + (N_nl _ No))

  

(21)

• 5.3.8 Поверку датчиков с программным обеспечением выбора функции преобразования входного давления допускается проводить при программной установке линейно возрастающей зависимости выходного сигнала. После выполнения поверки датчик может быть перепрограммирован в соответствии с требуемой функцией преобразования входного давления.

Перед определением основной погрешности соблюдают требования п. 4.3 и, при необходимости, корректируют значения выходного сигнала, соответствующие нижнему и верхнему предельным значениям измеряемого давления. Эту корректировку выполняют после подачи и сброса давления, значения которого устанавливают:

- для датчиков давления- разрежения — в пределах 50-100% от верхнего предела измерений в области избыточного давления;

- для датчиков абсолютного давления с верхним пределом измерений до

• 2,5 МПа включительно — в пределах от атмосферного давления до 80- 100% верхнего предела измерений;

- для остальных датчиков — в пределах 80-100% верхнего предела измерений.

При периодической поверке и в случае ее совмещения с операцией проверки герметичности датчика корректировку значений выходного сигнала выполняют после выдержки датчика при давлении (разрежении) в соответствии с условиями п . 4.3.1, п . 4.3.2.

Установку выходного сигнала выполняют с максимальной точностью, обеспечиваемой устройством корректора датчика и разрешающей способностью эталонных СИ. Погрешность установки «нуля» (без учета погрешности эталонных СИ) не должна превышать 0,2-0,3 предела допускаемой основной погрешности поверяемого датчика.

Значение выходного сигнала, соответствующее нижнему предельному значению измеряемого давления, рассчитывают полагая Р=Р_п для датчиков давления-разрежения, для остальных датчиков полагая Р=0.

• 5.3.9 Основную погрешность определяют при m значениях измеряемого давления (п. 5.3.4), равномерно распределенных в диапазоне измерений, в том числе при значениях измеряемого давления, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям.

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 как при подаче (увеличении) давления (прямой ход), так и при сбросе (уменьшении) давления (обратный ход).

Перед определением погрешности при обратном ходе датчик выдерживают в течение 1 минуты при верхнем предельном значении измеряемого давления. Датчики давления-разрежения допускается выдерживать только при верхнем пределе измерений в области избыточного давления.

При периодической поверке основную погрешность определяют в два цикла: до корректировки диапазона изменения выходного сигнала и после корректировки диапазона. Второй цикл допускается не проводить, если основная погрешность Y_d < Y_K ' Y-

При поверке датчиков с верхним пределом измерений в области разрежения, равном 100 кПа допускается устанавливать максимальное значение разрежения в пределах 0,90-0,95 от атмосферного давления Р_а, если Р_а<100кПа.

При поверке датчиков абсолютного давления с верхними пределами измерений 0,25 МПа и выше основную погрешность определяют по методике, изложенной в п. 5.3.10 с соблюдением условий, изложенных в п.п. 5.3.8, 5.3.9. По методике п. 5.3.10 допускается определять основную погрешность датчиков абсолютного давления с верхними пределами измерений ниже 0,25 МПа, но не менее 0,1 МПа.

• 5.3.10 Определение основной погрешности датчиков абсолютного давления с верхними пределами измерений 0,25 МПа (допускается 0,1 МПа) и выше проводят с использованием эталонных СИ разрежения и избыточного давления (например «Воздух-0,4В»; «Воздух-2,5»; МП —60).

В этом случае поверку датчика выполняют при подаче избыточного давления и разрежения, расчетные значения которых определяют с учетом действительного значения атмосферного давления в помещении, где проводят поверку.

Расчетные значения выходного сигнала датчика с линейно возрастающей функцией преобразования определяют по формулам:

- для датчиков с токовым выходным сигналом:

^P а ^{+ P}( ± )

Ip = Io + ⁽Im - Io⁾ •     ⁽±⁾

^Pm(a)

- для датчиков с выходным сигналом постоянного напряжения:

Up = Uo + (U, - Uo)'^>a_p ^P(±>

^Pm(a)

- для датчиков с выходным сигналом в цифровом формате, не приведенном к единицам измеряемого давления:

Np = No + (N, - No )'^>a_p ^P(±>

^Pm(a)

где: Ра - атмосферное давление в помещении, где проводят поверку, кПа; МПа;

P_m(a> - верхний предел измерений датчика абсолютного давления, кПа; МПа;

Р(+> - избыточное давление, подаваемое в датчик, кПа; МПа;

Р(-> - разрежение, создаваемое в датчике, кПа; МПа, подставляют в формулы со знаком минус.

Вблизи нуля абсолютного давления датчик поверяют, создавая на его входе разрежение

P(->= ((),9()...(),95Н\                                 (25)

Расчетные значения выходного сигнала при атмосферном давлении на входе датчика определяют по формуле:

• - для датчиков с выходным сигналом постоянного тока:

!p = Io ^{+ (}I_m ^- Io ⁾_p^Pa                         (26)

^'m(a)

• - для датчиков с выходным сигналом постоянного напряжения:

Up = U, + (Um - u, )^1>а                         (27)

^Pm(a)

- для датчиков с выходным сигналом в цифровом формате, не приведенном к единицам измеряемого давления:

Np = N, + (N, - N,                           ₍28)

^Pm(a)

Максимальное значение избыточного давления P_m(₊), при котором расчетное значение выходного сигнала Ip = Im, определяют по формуле

При поверке датчиков с верхними пределами измерений P_m(_a) < 2,5МПа, значение атмосферного давления Ра определяют с погрешностью не более, чем

P

Д - < а • Y — а      р I I,,

где Д_а — абсолютная погрешность, кПа; МПа;

В зависимости от верхних пределов измерений поверяемых датчиков их основную погрешность определяют при m значениях измеряемой величины в соответствии с таблицей 3 и с учетом требований п. 5.3.9.

Таблица 3

Перед поверкой корректором «нуля» датчика устанавливают выходной сигнал на расчетное значение, соответствующее разрежению Р_(-) указанному в пределах (25) или выставляют начальный выходной сигнал, подавая на вход датчика вакуум не более 20Па. Расчетное значение выходного сигнала определяют по формулам (22-24). Допускается устанавливать выходной сигнал на расчетное значение, определяемое по формулам (26-28) при атмосферном давлении.

• 5.3.11 Основную погрешность y в % нормирующего значения (п. 5.3.6) вычисляют по приведенным ниже формулам

При поверке датчиков по способу 1 (п. 5.3.1):

I - Ip

Y д = _I _ I ■ ^1в°                             (31)

^Im ^I,

U - U p

• ^Y д = _т _ тт ■¹⁰⁰                          (32)

m0

N_N_p

• ^Y д = _N _ _N '¹⁰⁰                        (33)

m0

где I, мА - значение выходного сигнала постоянного тока, полученное экспериментально;

т, мВ или В - значение падения напряжения на эталонном сопротивлении или значение выходного сигнала датчика, полученное экспериментально;

N - значение выходного сигнала датчика в цифровом формате, полученное экспериментально.

При поверке датчиков по способу 2 (п. 5.3.1):

где Р - значение входного давления, полученное экспериментально, кПа, МПа;

Рном - номинальное значение измеряемого давления, кПа, МПа;

P_m - сумма абсолютных значений верхних пределов измерений датчиков давления-разрежения (Р_т = Р_т(₊) + Р_т(_-)), для остальных датчиков - верхний предел измерений, кПа, МПа.

Вычисления Y_g выполняют с точностью до второго знака после запятой.

5.4 Определение вариации.

• 5.4.1 Вариацию выходного сигнала определяют как разность между значениями выходного сигнала датчика, соответствующему одному и тому же значению измеряемого давления, полученными при измерениях на прямом и обратном ходе, при определении основной погрешности. (п. 5.3).

• 5.4.2 Вариацию выходного сигнала Y_r в % нормирующего значения (п.

5.3.6) вычисляют по приведенным ниже формулам.

При поверке датчиков по способу 1 (п. 5.3.1):

где 1_пр 1_обр - значения выходного сигнала постоянного тока, полученные экспериментально при одном и том же номинальном значении давления при прямом и обратном ходе соответственно, мА;

тпр, тобр - значения падения напряжения на эталонном сопротивлении или значение выходного сигнала датчика, полученные экспериментально при измерениях выходного сигнала и при одном и том же номинальном значении давления при прямом и обратном ходе соответственно, мВ, В;

N_np, N_o6p - значения выходного сигнала датчика в цифровом формате, полученные экспериментально при одном и том же номинальном значении давления при прямом и обратном ходе соответственно.

При поверке датчиков по способу 2 (п. 5.3.1):

_       ^Pid ^{— P}iad

^Pm

где:   Рпр, Робр - значения входного давления, полученные

экспериментально при прямом и обратном ходе и при одном и том же значении выходного сигнала, кПа, МПа;

• 5.5 Результаты поверки датчиков.

• 5.5.1 Датчик признают годным при первичной поверке, если на всех поверяемых точках модуль основной погрешности | Y_d |<Y_K^ |y| , а значение вариации Y_r в каждой точке измерений не превышает предела ее допускаемого значения.

• 5.5.2 Датчик признают негодным при первичной поверке, если хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности |Y_d | >Yk |y| , или значение вариации Y_r превышает предел ее допускаемого значения.

• 5.5.3 Датчик признают годным при периодической поверке, если на всех поверяемых точках при первом или втором цикле поверки выполняются условия, изложенные в п. 5.5.1.

• 5.5.4 Датчик признают негодным при периодической поверке:

• - если при первом цикле поверки хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности |Y_d| > (8_м)_{ва max} • |y| или значение вариации Y_r превышает предел ее допускаемого значения;

• - если при втором цикле поверки хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности |Y_d | >Yk |y| , или значение вариации Y_r превышает предел ее допускаемого значения.

Обозначения: (б_м)_{ва max} - по п. 5.3.2; Y_K - по п. 5.3.4; Y - по п. 5.3.6.

• 5.5.5 Допускается вместо вычислений по экспериментальным данным значений основной погрешности Y_d и вариации Yr контролировать их соответствие предельно допускаемым значениям.

• 5.5.6 Вариацию выходного сигнала датчиков не определяют, если предел ее допускаемого значения не превышает 0,5 предела допускаемой основной погрешности.

6 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 6.1 Положительные результаты поверки оформляют записью в паспорте датчика и удостоверяют подписью поверителя и оттиском поверительного клейма.

• 6.2 На датчики, не удовлетворяющие требованиям настоящей рекомендации, выдают извещение о непригодности с указанием причин. Поверительное клеймо гасят. Датчики к дальнейшей эксплуатации не допускают.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Схемы включения датчиков при поверке.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Настоящая рекомендация разработана ООО «Пьезоэлектрик» и Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы (ВНИИМС) Госстандарта России.

Исполнители: О.В.Шатуновский и А.И.Гончаров.

2. Утверждена ВНИИМС 10.  12  2007.

Приложение к МИ 4212-415-2007 (обязательное)

Схемы включения датчиков при поверке

Схема 1 - включение датчика с аналоговым выходным сигналом постоянного тока 4-20 мА при измерении выходного сигнала непосредственно миллиамперметром.

Р - входная измеряемое (примеры подключения к датчику эталонных СИ входного давления и эталонных задатчиков давления приведены на схемах 8 и 9 соответственно);

Д415 - поверяемый датчик;

G - источник питания постоянного тока (например, один из указанных в п. 2.1, таблице 1, если иное не указано в технической документации);

А - цифровой миллиамперметр или универсальный вольтмиллиамперметр;

R - нагрузочное сопротивление, например, резистор МЛТ или магазин сопротивлений, указанный в таблице 1 (п. 2.1); значение сопротивления - в соответствии с условиями поверки (п. 4.1).

Схема 2 - включение датчика с аналоговым выходным сигналом постоянного тока 4-20 мА при измерении выходного сигнала по падению напряжения на эталонном сопротивлении.

V - цифровой вольтметр, указанный в табл. 1;

R1 - нагрузочное сопротивление — указанный в таблице 1 магазин сопротивлений. При установки значения нагрузочного сопротивления необходимо учитывать эталонное сопротивление т.к. R^_r+R₁=R, где значение R сопротивления нагрузки при поверке указано в п. 4.1.

Rot - эталонное сопротивление, например, образцовая катушка сопротивления, указанная в таблице 1.

Схема 3 - включение датчика с аналоговым выходным сигналом постоянного тока 0-5 мА при измерении выходного сигнала непосредственно миллиамперметром.

Схема 4 - включение датчика с аналоговым выходным сигналом постоянного тока 0-5 мА при измерении выходного сигнала по падению напряжения на эталонном сопротивлении.

Схема 5 - включение датчика с аналоговым выходным сигналом напряжения постоянного тока при измерении выходного сигнала непосредственно вольтметром.

Схема 6 - включение датчика с цифровым выходным сигналом на базе интерфейса RS485 при считывании информации по цифровому каналу с помощью преобразователя RS232/RS485 для связи с персональным компьютером.

Кабель удлинительный

ПК - персональный компьютер;

Схема 7 - включение датчика с аналоговым выходным сигналом постоянного тока 0-5 мА и цифровым выходным сигналом на базе интерфейса RS485 при считывании информации по аналоговому выходному сигналу и по цифровому каналу.

Пример 1

Пример 2

Схема 8 - подключение к поверяемому датчику эталонных СИ давления или разрежения.

Д415 - поверяемый датчик;

СИ-Р - эталонное СИ для измерения давления или разрежения, например, указанное в таблице 1;

И-Р - источник давления или разрежения;

Кл - клапаны запорные;

Р - давление или разрежение на входе датчика.

Схема 9 - подключение к поверяемому датчику эталонных задатчиков давления, разрежения или разности давлений.

Эт-Р - эталонный задатчик входной величины Р, например, указанный в таблице 1;

Эт-Ро - эталонный задатчик опорного давления Ро или блок опорного давления основного задатчика Эт-Р;

22