Методика поверки «ГСИ. Калибраторы температуры КТ-5» (РТ-МП-2863-442-2015)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

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

(ФБУ «РОСТЕСТ - МОСКВА»)

Государственная система обеспечения единства измерений

Калибраторы температуры КТ-5

Методика поверки

РТ-МП-2863-442-2015 г. Москва

2015

Настоящая методика поверки распространяется на калибраторы температуры КТ-5, изготавливаемые ООО «ИзТех» Московская обл., г. Солнечногорск и устанавливает методику их первичной и периодической поверки.

Интервал между поверками - 1 год.

Операции, выполняемые при поверке, и применяемые средства поверки указаны в табли

це 1.

Таблица 1

При проведении поверки необходимо соблюдать:

• - требования безопасности, которые предусматривают «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок» ПОТ РМ-016-2001;

• - указания по технике безопасности, приведенные в эксплуатационной документации на эталоны и средства поверки.

К проведению поверки допускаются лица, ознакомленные с руководством по эксплуатации калибратора и прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Поверку следует проводить при следующих условиях:

• - температура окружающего воздуха 20 ± 5 °C;

• - относительная влажность от 30 до 80 %;

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

• - напряжение питания 220 ± 22 В.

Должны отсутствовать: вибрация, тряска, удары, внешние электрические и магнитные поля, влияющие на работу электроизмерительной аппаратуры.

Не допускается в составе атмосферы наличие агрессивных примесей, активных по отношению к используемым материалам.

Подготовить к работе эталонные средства измерений и поверяемый калибратор в соответствии с эксплуатационной документацией.

Перед проведением поверки калибраторы должны быть выдержаны при нормальной температуре не менее 3 часов.

• 4 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

При внешнем осмотре необходимо убедиться в отсутствии видимых повреждений. Все надписи должны быть четкими и ясными, на дисплее должны отображаться все сегменты.

Включить калибратор, считать с дисплея калибратора идентификационное наименование ПО и номер версии ПО.

Сравнить результаты с данными таблицы 2. Таблица 2

Если номер версии ПО ниже указанного в таблице 2, дальнейшую поверку не проводят.

Проверка электрического сопротивления изоляции проводится мегомметром с рабочим напряжением 500 В. Сопротивление измерить между зажимом защитного заземления калибратора и двумя контактами для подсоединения сетевого кабеля, соединенными между собой.

Сопротивление изоляции должно быть не менее 20 МОм.

• 4.4 Проверка метрологических характеристик

Проверка метрологических характеристик калибратора включает в себя определение:

• 1) нестабильности поддержания температуры;

• 2) разности воспроизведения температуры в каналах с одинаковыми диаметрами;

• 3) неоднородности температурного поля по высоте рабочей зоны;

• 4) диапазона воспроизводимой температуры;

• 5) абсолютной погрешности воспроизведения температуры.

Определение нестабильности поддержания температуры проводить при следующих значениях температуры:

для модификаций КТ-5.1, КТ-5.1М                    -45, 0, 100, 160 °C,

для модификаций КТ-5.2, КТ-5.2М                   40, 200, 300, 500 °C,

для модификаций КТ-5.3, КТ-5.3М                    50, 300, 500, 850 °C.

Установить эталонный термометр на дно канала блока калибратора соответствующего диаметра. При установившемся температурном режиме в течение 30 минут провести последовательно 10 измерений температуры с интервалом в 3 минуты.

Нестабильность вычислить по формуле:

tuecT^— max | tj — tcp|, С                                    (1)

где tj - значение температуры, измеренное эталонным термометром в каждом из 10 измерений, °C;

tcp - среднее арифметическое 10 значений температуры, измеренное эталонным термометром в течение 30 минут, °C.

Полученные значения нестабильности не должны превышать значений, указанных в описании типа.

• 4.4.1.2 Определение разности воспроизведения температуры в каналах с одинаковыми диаметрами.

Определение разности воспроизведения температуры в каналах с одинаковыми диаметрами проводить при следующих значениях температуры:

для модификаций КТ-5.1, КТ-5.1М,                   -45, 100, 160 °C,

для модификаций КТ-5.2, КТ-5.2М                   40, 300, 500 °C,

для модификаций КТ-5.3, КТ-5.3М                   50, 300, 500 °C.

Установить эталонный термометр на дно канала соответствующего диаметра (например, канал 5,5 мм). В исследуемый канал (6,5 мм) на дно установить вспомогательный термопреобразователь сопротивления (ТС1) соответствующего диаметра.

При установившемся температурном режиме измерить температуру эталонного термометра (ti) и температуру вспомогательного термопреобразователя сопротивления (t2). Провести серию из пяти измерений и определить разность показаний между термометрами (Ati):

Ati = t] -12, °C                                         (2)

Вычислить среднее значение At]_cp из пяти показаний.

Перенести вспомогательный термопреобразователь сопротивления (ТС1) в другой исследуемый канал 6,5 мм. Аналогично провести серию из пяти измерений и определить разность показаний между термометрами (At2):

At2 = ti - t2 , °C                                         (3)

Вычислить среднее значение At2_Cp из пяти показаний.

Вычислить разность воспроизведения температуры в каналах с одинаковыми диаметрами:

5tR = |Ati_Ср - At2cp|, °C                                   (4)

Полученные значения не должны превышать значений, указанных в описании типа.

• 4.4.1.3 Определение неоднородности температурного поля по высоте рабочей зоны

Определение неоднородности температурного поля по высоте рабочей зоны проводить при следующих значениях температуры:

для модификаций КТ-5.1, КТ-5.1М                  -45, 100, 160 °C,

для модификаций КТ-5.2, КТ-5.2М                  40, 300, 500 °C,

для модификаций КТ-5.3, КТ-5.3М                  50, 300, 500 °C.

Эталонный термометр и вспомогательный термопреобразователь сопротивления (ТС1) поместить на дно каналов блока сравнения калибратора соответствующих диаметров (Н = 0 мм). При установившемся температурном режиме провести серию из пяти измерений температуры эталонным термометром (ti) и вспомогательным ТС 0г) и определить разность показаний между термометрами (AtHo):

AtHo ⁼ ti -12, °C                                      (5)

Вычислить среднее значение Atnocp из пяти показаний.

Затем вспомогательный ТС последовательно установить на высоте Н равной 30 и 60 мм от дна канала рабочего блока калибратора. Каждый раз по истечении 10 минут провести серию из пяти измерений температуры.

АнаЛОГИЧНО ВЫЧИСЛИТЬ АЩзОср И АЩбОср-

Вычислить:

Среди At_H i, AtH2, At_H3 выбрать максимальное (At_Hmax) и минимальное (AtHmin) значения. Рассчитать неоднородность температурного поля Ынтп'-

Полученное значение &цтп не должно превышать значения неоднородности температурного поля, указанного в описании типа.

Определение абсолютной погрешности воспроизведения температуры проводить при следующих значениях температуры:

для модификаций КТ-5.1, КТ-5.1М

для модификаций КТ-5.2, КТ-5.2М

для модификаций КТ-5.3, КТ-5.3М

Тн - нижняя воспроизводимая температура (но не ниже минус 50 °C), рассчитываемая по формуле:

(Ю)

где Токр.возд.. - температура окружающего воздуха.

Погрешность воспроизведения температуры (Atj<) определить как разность между значением температуры по показаниям дисплея калибратора (tj<) и значением температуры, измеренной эталонным термометром (ti).

Установить эталонный термометр на дно канала блока калибратора соответствующего диаметра. При установившемся температурном режиме провести серию из десяти измерений температуры эталонным термометром с интервалом в 1 минуту, одновременно фиксируя показания текущей температуры калибратора (t_K).

Вычислить погрешность воспроизведения температуры:

- tn - tj , °C

Вычислить среднее значение AtKcp из десяти показаний.

Результат поверки считать положительным если диапазон воспроизведения температуры соответствует, а погрешность воспроизведения AtKcp не превышает значения, указанного в описании типа.

Проверка метрологических характеристик калибратора включает в себя определение:

• 1) нестабильности поддержания температуры;

• 2) неравномерности температурного поля в рабочем пространстве;

• 3) разности воспроизводимой температуры в каналах выравнивающего блока;

• 4) диапазона воспроизводимой температуры;

• 5) абсолютной погрешности воспроизведения температуры.

Проверка всех метрологических характеристик производится при следующих значениях температуры: -20, 0, 150 °C.

Установить эталонный термометр в центре рабочего пространства калибратора на глубину не менее 150 мм. При установившемся температурном режиме в течение 30 минут провести последовательно 10 измерений температуры с интервалом в 3 минуты.

Нестабильность вычислить по формуле:

Сеет max | tj top | ,

где tj - значение температуры, измеренное эталонным термометром в каждом из 10 измерений, °C;

tcp - среднее арифметическое 10 значений температуры, измеренное эталонным термометром в течение 30 минут, °C.

Полученные значения нестабильности не должны превышать значений, указанных в описании типа.

• 4.4.2.2 Определение неравномерности температурного поля в рабочем пространстве Установить эталонный термометр и вспомогательный термопреобразователь сопротивления (ТС2) в центре рабочего пространства калибратора на максимально возможную глубину.

• 1) При установившемся температурном режиме провести серию из пяти измерений температуры эталонным (ti) и вспомогательным (t2) термометрами сопротивления.

• 2) Определить разность показаний эталонного и вспомогательного ТС по формуле 2.

• 3) Вычислить среднее из пяти измерений значение разности показаний эталонного и вспомогательного ТС в центре калибратора на максимально возможной глубине - А1зоо,ц-

• 4) Сместить вспомогательный ТС на 25 мм относительно центра рабочей области калибратора в горизонтальной плоскости и повторить действия, указанные в п. 4.4.2.2 1), 2).

• 5) Вычислить среднее значение - At 300,1.

• 6) Переместить вспомогательный ТС на 90° по окружности радиусом 25 мм в этой же плоскости, повторить действия, указанные в п. 4.4.2.2 1), 2).

• 7) Вычислить среднее значение - At 300,2.

• 8) Переместить вспомогательный ТС ещё на 90° по окружности радиусом 25 мм в этой же плоскости, повторить действия, указанные в п. 4.4.2.2 1), 2).

• 9) Вычислить среднее значение - At 300,3.

• 10) Переместить вспомогательный ТС ещё на 90° по окружности радиусом 25 мм в этой же плоскости, повторить действия, указанные в п. 4.4.2.2 1), 2).

• 11) Вычислить среднее значение - At 300,4.

• 12) Приподнять и установить вспомогательный ТС в центре рабочего пространства калибратора на глубине 150 мм от верха центральной трубы калибратора.

• 13) Повторить все действия, указанные в п. 4.4.2.2 1) - 11).

• 14) Вычислить средние значения разницы показаний эталонного термометра и вспомогательного ТС: Atiso.n, Ati50,l, Ati50,2, Atiso.3, Ati50,4-

• 15) Приподнять и установить вспомогательный ТС в центре рабочего пространства калибратора на глубине 30 мм от верха центральной трубы калибратора.

• 16) Повторить все действия, указанные в п. 4.4.2.2 1) - 11).

• 17) Вычислить средние значения разницы показаний эталонного термометра и вспомогательного ТС: А1зо,ц, At3o,i, At3o,2> At3o,3, At3o,4-

• 18) Приподнять и установить вспомогательный ТС в центре рабочего пространства калибратора на глубине 10 мм от верха центральной трубы калибратора.

• 19) Повторить все действия, указанные в п. 4.4.2.2 1) - 11).

• 20) Вычислить средние значения разницы показаний эталонного термометра и вспомогательного ТС: Atio,p, Atio,i, At]₀,2, At₎₀,3, Atio,₄-

• 21) Определить максимальное и минимальное значение значения разностей на глубине от 30 до 300 мм:

^300,1 А^ЗООД > ^300,2 ^300,Ц ’^300,3  ^300,Ц ’ ^300,4  At300,ц

^150,1 ^_ ^150, Ц ’^150,2 ^_^150, Д’^150,3 ^_ ^150, Ц ’ ^150,4 ^_ ^150,Д ^^зо,1 ^— ^зо.д’^зо.г ^— At₃₀ ц’,^₃₀₃ — АГ₃₀д ;Af₃₀₄ — Д/₃₀^ _ь^15о,д ^— ^зоо,ц’^зо,ц ~At_i001j

Вычислить неравномерность температурного поля на глубине от 30 до 300 мм:

A max       * min

ж,         _ AZ 30,300 ^_ АГ30,300 op

^/777730,300 ^—           2           ’

• 22) Определить максимальное и минимальное значение значения разностей на глубине от 10 до 30 мм:

  . max,min

  ДГ10.30  =

At^o,] ~ At_{30 l}^ ,^t_{i0 2} ~ Atц_з — Af₃₀^ ,AZ_{30 4} — Af_30>Z{ ^10,1 ^— ^10,Д’А^ю,2 ^— ^10,Д’^10,3 ^— ^10,Ц’ ^10,4 ^_ ^10,Д А(\о,ц ~А1₃₀ ц

Вычислить неравномерность температурного поля на глубине от 10 до 30 мм:

A max . min

A .        _ AZ 10,30 ~~ AZ 10,30 _Op

^7777710,30 ^—          2          ’

Полученные значения неравномерности температурного поля не должны превышать значений, указанных в описании типа.

Поместить выравнивающий блок в рабочее пространство калибратора.

Все действия провести аналогично п. 4.4.1.2 при температурах минус 20 и плюс 150 °C.

Максимальная разность температуры в каналах выравнивающего блока не должна превышать значений, указанных в описании типа.

Погрешность воспроизведения температуры (Atj<) определить как разность между значением температуры по показаниям дисплея калибратора 0к) и значением температуры, измеренной эталонным термометром (ti).

Установить эталонный термометр в центре рабочего пространства калибратора на глубину 200 мм. При установившемся температурном режиме провести серию из десяти измерений температуры эталонным термометром с интервалом в 1 минуту, одновременно фиксируя показания текущей температуры калибратора (t_K).

Вычислить погрешность измерений температуры:

At_K = t_K-ti,°C                             (17)

Вычислить среднее значение А1к_сриз десяти показаний.

Результат поверки считать положительным если диапазон воспроизведения температуры соответствует, а погрешность воспроизведения не превышает значений, указанных в описании типа.

Проверка метрологических характеристик прецизионного измерителя калибратора включает в себя:

• 1) проверка работоспособности измерительных каналов;

• 2) определение абсолютной погрешности измерений сопротивления;

• 3) определение абсолютной погрешности измерений напряжения;

• 4) определение абсолютной погрешности измерений силы тока.

Подключить КТ-5 к компьютеру (ПК) по RS-232 или USB интерфейсу. Запустить на ПК управляющую программу «kt5.exe» и установить связь между калибратором и ПК.

Установить на всех каналах прецизионного измерителя тип измерений Q (Ом).

Подключить меру электрического сопротивления номиналом 100 Ом к 1 каналу прецизионного измерителя. Через 1 минуту записать с дисплея ПК результат измерений сопротивления.

Подключить меру электрического сопротивления номиналом 100 Ом последовательно к 2, 3 и 4 каналам прецизионного измерителя. Через 1 минуту записать с дисплея ПК результат измерений сопротивления.

Полученные значения не должны отличаться друг от друга более чем на величину допускаемой погрешности измерений сопротивления, указанной в описании типа.

Погрешность измерения сопротивления определяют в четырех контрольных точках: 1,10, 100, 1000 Ом.

Подключить КТ-5 к компьютеру (ПК) по RS-232 или USB интерфейсу. Запустить на ПК управляющую программу «kt5.exe» и установить связь между калибратором и ПК.

Установить на всех каналах прецизионного измерителя тип измерений Q (Ом).

Подключить меру электрического сопротивления номиналом 1 Ом к 1 каналу прецизионного измерителя. Через 1 минуту записать с дисплея ПК результат измерений сопротивления.

Повторить процедуру измерений в остальных контрольных точках.

Погрешность измерения сопротивления (Ar ) вычислить по формуле:

Ar= (Rk - Rmc), Ом                        (18)

где Rr - показание прецизионного измерителя калибратора температуры, Ом;

Rmc - значение меры электрического сопротивления, Ом.

Полученные значения Ar не должны превышать значений, указанных в описании типа.

Погрешность измерения напряжения определяют в пяти контрольных точках -300, -150, 0, 150,300 мВ.

Подключить КТ-5 к компьютеру (ПК) по RS-232 или USB интерфейсу. Запустить на ПК управляющую программу «kt5.exe» и установить связь между калибратором и ПК.

Установить на всех каналах прецизионного измерителя тип измерений mV (милливольты).

Подключить компаратор-калибратор универсальный КМ300КТ к 1 каналу прецизионного измерителя. Установить на компараторе выходное напряжение 0 мВ. Через 1 минуту записать с дисплея ПК результат измерений напряжения.

Повторить процедуру измерений в остальных контрольных точках.

Погрешность измерения напряжения (Аи) вычислить по формуле:

Аи= (Ur - Urm) , мВ                       (19)

где Ur - показания прецизионного измерителя калибратора температуры, мВ;

Ukm - значение напряжения, поданного с компаратора-калибратора, мВ.

Полученные значения Ди не должны превышать значений, указанных в описании типа.

Погрешность измерения силы тока определяют в пяти контрольных точках -30, -15, 0, 15, 30 мА.

Подключить КТ-5 к компьютеру (ПК) по RS-232 или USB интерфейсу. Запустить на ПК управляющую программу «kt5.exe» и установить связь между калибратором и ПК.

Установить на всех каналах измерителя тип измерений mA (миллиамперы).

Подключить компаратор-калибратор универсальный КМ300КТ к 1 каналу прецизионного измерителя при помощи шнура МИТШ-5.1. Установить на компараторе выходной ток 0 мА. Через 1 минуту записать с дисплея ПК результат измерений силы тока.

Повторить процедуру измерений в остальных контрольных точках.

Погрешность измерения силы тока (Д1) вычислить по формуле:

Д|- (1к - 1км), мА

где 1к - показания прецизионного измерителя калибратора температуры, мА;

1км - значение силы тока, поданного с компаратора-калибратора, мА.

Полученные значения Д[ не должны превышать значений, указанных в описании типа.

При положительных результатах поверки на калибратор температуры КТ-5 выдают свидетельство о поверке в соответствии с приказом Минпромторга России № 1815с указанием поверенных каналов и блоков.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

При отрицательных результатах поверки оформляется извещение о непригодности в соответствии с приказом Минпромторга России № 1815.

Начальник лаборатории 442

Инженер по метрологии 1 катеп^эи, лаборатории 442

500 . 1500

25*

,20*

Рисунок 1 - термопреобразователь сопротивления платиновый технический (ТС2)

11