Методика поверки «Модуль измерений и анализа информации системы акустико-эмиссионной специализированной К А Э М С - С1» (МП ИМЯН.426488.552 )

ФГУП «Крыловский государственный научный центр»

Модуль измерений и анализа информации системы акустико-эмиссионной специализированной К А Э М С - С1

Методика поверки

ИМЯН.426488.552 МП

государственный научный центр»

Г.А. Тумашик

С.Е. Верозубов

2016

Настоящая методика распространяется на модуль измерений и анализа информации системы акустико-эмиссионной специализированной КАЭМС-С1 (в дальнейшем - модуль КАЭМС-С1), предназначенной для оценки качества выполнения сварного шва путем измерения и вычисления параметров широкополосных импульсов акустической эмиссии и их серий, возникающих непосредственно в процессе сварки.

Межповерочный интервал 1 год.

При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

При проведении поверки должны быть применены средства, указанные в таблице 2.

При проведении поверки допускается использование других средств измерений, соответствующих по своим метрологическим и техническим характеристикам средствам измерения, указанным в таблице 2.

Применяемые средства измерений должны иметь действующие свидетельства о поверке.

• 1 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 3 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 4 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 5 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 6 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 6.1 Внешний осмотр

  • 6.2 Проверка электрического сопротивления изоляции

  • 6.3 Опробование работоспособности

  • 6.4 Подтверждение соответствия программного обеспечения

  • 6.5 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики.

Проверка диапазона рабочих частот

• 6.6 Определение абсолютной погрешности измерений амплитуды входных

сигналов. Проверка диапазона измерений амплитуды входных сигналов

• 6.7 Определение разрешения времени поступления сигналов по каналам

• 6.8 Оценка абсолютной погрешности определения разности времени прихода

сигнала на каналы

• 7 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

  • 7.1 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики.

Проверка диапазона рабочих частот

• 7.2 Определение абсолютной погрешности измерений амплитуды входных

сигналов. Проверка диапазона измерений амплитуды входных сигналов

• 7.3 Определение разрешения времени поступления сигналов по каналам

• 7.4 Оценка абсолютной погрешности определения разности времени прихода

сигнала на каналы

• 8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Блок-схемы соединений приборов и модуля КАЭМС-С1 при поверке

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пример изложения протокола поверки

Таблица 2 - Средства поверки

При проведении поверки соблюдают правила техники безопасности согласно «Правилам устройства электроустановок», утвержденным Министерством энергетики и электрификации РФ, «Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ), а также «Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденным Госэнергонадзором России.

• 4.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• • температура окружающего воздуха, °C      20 ± 2;

• • относительная влажность воздуха, %        60 ± 20;

• • атмосферное давление, кПа                 100 ± 4;

• • напряжение питающей сети, В              220 ± 22.

• 4.2 К поверке допускаются лица инженерного и технического состава, изучившие настоящую методику поверки; технические описания и руководства по эксплуатации на используемые средства измерений, устройства и оборудование; имеющие опыт работы в этой области не менее 1 года, а также прошедшие инструктаж по технике безопасности и допущенные к самостоятельной работе с испытательным оборудованием.

• 5.1 Перед проведением операций поверки необходимо:

а) проверить отсутствие отсоединившихся или слабо закрепленных элементов внутри модуля КАЭМС-С1 (определить на слух при наклонах модуля либо визуально после снятия задней панели);

б) модуль КАЭМС-С1 перед включением выдержать в условиях, указанных в «Условиях поверки», не менее 4 часов;

в) подготовить средства поверки в соответствии с их эксплуатационной документацией.

• 6.1 Внешний осмотр

  • 6.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие модуля КАЭМС-С1 следующим требованиям:

- отсутствие механических повреждений корпуса, соединительных кабелей и разъ

емов;

• - чистота контактов гнезд и разъемов.

• 6.1.2 В случае несоответствия модуля КАЭМС-С1 хотя бы одному из требований, выполняются мероприятия по устранению установленных недостатков.

• 6.2 Проверка электрического сопротивления изоляции

  • 6.2.1 При проверке электрического сопротивления изоляции необходимо выполнить следующие операции:

• - подключить мегаомметр к контакту кабеля сетевого питания и корпусу модуля КАЭМС-С1;

• - снять показания величины сопротивления изоляции с мегаомметра, результаты измерений занести в протокол.

• 6.2.2 Полученное значение электрического сопротивления изоляции должно быть не менее 10 МОм.

• 6.2.3 Если полученное значение величины электрического сопротивления окажется ниже указанного, поверку необходимо прекратить, модуль КАЭМС-С1 передать в соответствующие службы для выполнения мероприятий по устранению обнаруженного недостатка. При невозможности его устранения модуль КАЭМС-С1 признается непригодным к поверке, и выдается извещение о непригодности с указанием причин.

• 6.3 Опробование работоспособности

При опробовании работоспособности необходимо выполнить следующие операции:

а) заземлить средства поверки и модуль КАЭМС-С1;

б) подключить модуль КАЭМС-С1 к питающей сети;

в) подать питание на модуль КАЭМС-С1;

г) прогреть модуль КАЭМС-С1 в течение 10 минут;

д) запустить программу «Калибровка» согласно Руководству по эксплуатации.

Появление листинга сигналов на дисплее модуля КАЭМС-С1 является показателем его готовности к поверке.

• 6.4 Подтверждение соответствия программного обеспечения

  • 6.4.1 Перед определением метрологических характеристик должна быть проведена проверка идентификационных данных программного обеспечения (ПО), которая проводится методом проверки версии ПО и цифрового идентификатора ПО, которые отображаются на дисплее модуля КАЭМС-С1.

  • 6.4.2 При несанкционированном вмешательстве в ПО не будет соответствия идентификационным данным, указанным в документации на модуль КАЭМС-С1. В случае несоответствия поверку необходимо прекратить.

• 6.5 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики.

Проверка диапазона рабочих частот

• 6.5.1 Для определения неравномерности амплитудно-частотной характеристики и проверки диапазона рабочих частот использовать схему поверки в соответствии с приведенной в Приложении А на рисунке 1.

• 6.5.2 На вход канала №1 модуля КАЭМС-С1 подать от генератора сигнал, имеющий следующие выходные параметры:

• - форма сигнала: синусоидальная;

• - амплитуда выходного сигнала: (1,0 ± 0,2) В.

• 6.5.3 Запустить программу «Калибровка» согласно Руководству по эксплуатации со следующими параметрами:

• - список каналов: 1;

• - усиление: 0 дБ;

• - порог дискриминации: 60 дБ;

• - максимальная разность времени прихода (РВП): 0 мс.

• 6.5.4 Последовательно задать от генератора сигнал в частотном диапазоне от 100 кГц до 800 кГц с шагом Уз-октавного ряда. На каждой частоте i произвести не менее десяти отсчетов измерений выходного напряжения (в дБ¹) с дисплея модуля КАЭМС-С1 и вычислить среднее арифметическое полученных значений UiN>i. Результаты вычислений занести в протокол.

• 6.5.5 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики по п.п. 6.5.2 4- 6.5.4 провести для всех к приемных каналов модуля КАЭМС-С1 (к = 8).

• 6,6 Определение абсолютной погрешности измерений амплитуды входных сигналов. Проверка диапазона измерений амплитуды входных сигналов

• 6.6.1 Для определения абсолютной погрешности измерений амплитуды входных сигналов и проверки диапазона измерений амплитуды входных сигналов использовать схему поверки в соответствии с приведенной в Приложении А на рисунке 1.

• 6.6.2 На вход канала №1 модуля КАЭМС-С1 подать от генератора сигнал U_ex, имеющий следующие выходные параметры:

• - форма сигнала: синусоидальная;

• - амплитуда выходного сигнала: (251,0 ± 1,0) мВ или 68 дБ;

• - частота сигнала: (283 + 20) кГц (среднегеометрическая частота F_C1 модуля КАЭМС-С1).

• 6.6.3 Запустить программу «Калибровка» согласно Руководству по эксплуатации со следующими параметрами:

• - список каналов: 1;

• - усиление: 0 дБ;

• - порог дискриминации: 55 дБ;

• - максимальная РВП: 0 мс.

• 6.6.4 Произвести не менее десяти отсчетов измерений выходного напряжения U_U3M (в дБ) с дисплея модуля КАЭМС-С1. Вычислить среднее арифметическое полученных значений, результат вычисления занести в протокол.

• 6.6.5 Установить выходное напряжение генератора, усиление и порог дискриминации программы «Калибровка» в соответствии со значениями, приведенными в таблице 3. Для каждого из значений выходного напряжения повторить действия по п. 6.6.4.

Для значения напряжения на входе модуля КАЭМС-С1 U_tx = 98 дБ использовать схему подключения приборов в соответствии с приведенной в Приложении А на рисунке 2. Амплитудное значение напряжения выходного сигнала генератора определять из соотношения:

Uгенератор ~     вольтметр •

Таблица 3 - Амплитуда сигнала Ц_вх на входе модуля КАЭМС-С1

• 6.6.6 Операции по п.п. 6.6.2  6.6.5 применить ко всем к приемным каналам модуля

КАЭМС-С1.

• 6.7 Определение разрешения времени поступления сигналов по каналам

  • 6.7.1 Для определения разрешения времени поступления сигналов по каналам использовать схему поверки в соответствии с приведенной в Приложении А на рисунке 1, но выход генератора подключить одновременно к двум входным каналам модуля КАЭМС-С1.

  • 6.7.2 Установить на генераторе пакетный режим работы со следующими параметрами выходных сигналов:

- форма сигнала: синусоидальная;

• - амплитудное значение напряжения выходного сигнала: (2,0 ± 0,2) В;

• - частота сигнала: (283 ± 20) кГц;

• - число периодов в пакете: 10 ± 1;

• - частота следования пакетов: (1 ± 0,1) с.

• 6.7.3 С выхода генератора одновременно подать сигнал на вход канала №1 и вход канала №2 модуля КАЭМС-С1.

• 6.7.4 Запустить программу «Калибровка» согласно Руководству по эксплуатации со следующими параметрами:

• - список каналов: 1-2;

• - усиление: 0 дБ;

• - порог дискриминации: 60 дБ;

• - максимальная РВП: 10 мс.

• 6.7.5 Считать время поступления сигнала на канал №1 ti и канал №2 t₂ с дисплея модуля КАЭМС-С1. Вычислить разницу времени поступления сигнала на каналы №1 и №2:

Tl-2 = \tl ~t₂\.

• 6.7.6 Повторить отсчет времени поступления сигнала на каналы №1 и №2 и вычисление разницы времени поступления сигнала Т₂.₂ не менее десяти раз. В качестве оценки разности времени поступления сигнала на каналы №1 и №2 принимается максимальное значение Т1._2макс. Результат занести в протокол.

• 6.7.7 Повторить определение разности времени поступления сигнала относительно канала №1 по п.п. 6.7.3 4- 6.7.6 для всех к приемных каналов модуля КАЭМС-С1.

• 6.8 Оценка абсолютной погрешности определения разности времени прихода сигнала на каналы

  • 6.8.1 Для оценки абсолютной погрешности определения разности времени прихода сигнала на каналы собрать схему поверки в соответствии с приведенной в Приложении А на рисунке 3.

Выход генератора 33220А подключить к входам обоих каналов синхронизации генератора ГСС-93/2.

• 6.8.2 Установить на генераторе 33220А режим следования импульсов частотой 1 Гц и амплитудой 5 В. Длительность импульса установить равной т_зад = 100 мкс.

• 6.8.3 Установить на генераторе ГСС-93/2 пакетный режим работы со следующими параметрами выходных сигналов:

• - форма сигнала: синусоидальная;

• - амплитудное значение напряжения выходного сигнала: (2,0 ± 0,2) В;

• - частота сигнала: (283 ± 20) кГц;

• - число периодов в пакете: 10 ± 1.

• 6.8.4 Выход «Канал 1» генератора ГСС-93/2 подключить на вход канала №1 модуля КАЭМС-С1, а выход «Канал2» генератора ГСС-93/2 - на вход канала №2 модуля КАЭМС-С1.

Источником запуска для канала №1 модуля КАЭМС-С1 установить передний фронт входного сигнала, а источником запуска для канала №2 модуля КАЭМС-С1 - спад входного сигнала.

• 6.8.5 Запустить программу «Калибровка» согласно Руководству по эксплуатации со следующими параметрами:

• - список каналов: 1-2;

• - усиление: 0 дБ;

• - порог дискриминации: 60 дБ;

• - максимальная РВП: 10 мс.

• 6.8.6 Зарегистрировать не менее десяти сигналов в каналах №1 и №2 и определить среднее значение измеренной разности времени прихода сигнала на каналы №1 и №2 т_ИЗЛ| 1.2. Результат измерения занести в протокол.

• 6.8.7 Вычислить разность ДТрвп между величиной длительности импульса т_за<>, установленной на генераторе, и значением разности времени прихода т_изм 1-2, измеренной в модуле КАЭМС-С1, ДТрвп1-2 = \т₃ад - Тизм 1-г|- Результат вычисления занести в протокол.

• 6.8.8 Последовательно установить длительность импульса генератора 33220А, равной Тзад = 1 мс; Т₃ад = 2,5 мс; Т₃ад = 5 мс; Тзад - 7,5 мс; Т_зад = 10 мс, и повторить действия по п. 6.8.6 и п. 6.8.7.

• 6.8.9 Повторить измерения разности времени прихода сигнала относительно канала №1 т_изм 1_к и вычисления ДТрвп i-к по п.п. 6.8.4 -е- 6.8.8 для всех к приемных каналов модуля КАЭМС-С1.

• 7.1 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики.

Проверка диапазона рабочих частот

Вычисление неравномерности АЧХ проводят по формуле:

АК | U'i — U_сг\макс,

где кК - неравномерность АЧХ, дБ;

Uj -амплитуда сигнала на /-ой частоте, дБ;

U_a - амплитуда сигнала на среднегеометрической частоте 283 кГц, дБ.

Результат поверки считается положительным, если полученное значение неравномерности АЧХ АЙГ удовлетворяет неравенству:     Ай/ < 3 дБ.

• 7.2 Определение абсолютной погрешности измерений амплитуды входных сигналов. Проверка диапазона измерений амплитуды входных сигналов

Абсолютная погрешность измерения амплитуды входных сигналов на среднегеометрической частоте для каждого из каналов модуля КАЭМС-С 1 определяется по формуле:

&U_k |^х ^— &изм!'

За величину абсолютной погрешности измерения амплитуды входных сигналов принимается значение Л U, соответствующее максимальной величине А14 из всех приемных каналов модуля КАЭМС-С1.

Результат поверки считается положительным, если полученное значение абсолютной погрешности измерения амплитуды входных сигналов AU удовлетворяет неравенству:

АГ <2 дБ.

Если абсолютная погрешность измерения амплитуды входных сигналов не превышает 2 дБ, то динамический диапазон модуля КАЭМС-С 1 соответствует установленному в Руководстве по эксплуатации и составляет не менее 60 дБ.

• 7.3 Определение разрешения времени поступления сигналов по каналам

В качестве оценки разрешения времени поступления сигналов принимается значение Ti-кмакс - наибольшее 77_* из всех пар приемных каналов модуля КАЭМС-С 1. Результат поверки считается положительным, если удовлетворяется неравенство

Tl-кмакс — 1 МКС.

• 7.4 Оценка абсолютной погрешности определения разности времени прихода сигнала на каналы

В качестве оценки погрешности определения разности времени прихода сигнала на каналы принимается максимальное значение АТрвп i-k макс из всех пар приемных каналов модуля КАЭМС-С 1. Результат поверки считается положительным, если удовлетворяется неравенство

АТрвп 1-к макс < 2 МКС.

• 8.1 При выполнении операций поверки оформляется протокол. Рекомендуемая форма протокола приведена в Приложении Б.

• 8.2 На модуль КАЭМС-С 1, прошедший поверку, выдается свидетельство о поверке установленного образца.

• 8.3 Знак поверки наносится на боковую панель модуля КАЭМС-С 1.

• 8.4 При отрицательных результатах поверки выявляются причины, выполняется настройка или ремонт модуля КАЭМС-С 1, и проводится повторная поверка.

Блок-схемы соединений приборов и модуля КАЭМС-С1 при поверке

Рисунок 1 - Схема подключения приборов для определения неравномерности амплитудно-частотной характеристики и проверки диапазона рабочих частот, для определения абсолютной погрешности измерений амплитуды входных сигналов и проверки диапазона измерений амплитуды входных сигналов, для определения разрешения времени поступления сигналов по каналам.

Рисунок 2 - Схема подключения приборов для определения абсолютной погрешности измерений амплитуды входных сигналов и проверки диапазона измерений амплитуды входных сигналов для значения напряжения на входе модуля КАЭМС-С1 U_ex = 98 дБ.

Рисунок 3 - Схема подключения приборов для определения разности времени прихода сигнала на каналы.

Пример изложения протокола поверки

от «___»____________20 г.

поверки «Модуля измерений и анализа информации системы акустико-эмиссионной специализированной КАЭМС-С1», №

• - ИМЯН.426488.552 МП «Модуль измерений и анализа информации системы акустико-эмиссионной специализированной КАЭМС-С1. Методика поверки»;

• - ИМЯН.426488.552 РЭ «Система акустико-эмиссионная специализированная КАЭМС-С1. Руководство по эксплуатации».

• - неравномерность АЧХ должна быть не более ± 3 дБ в пределах рабочего частотного диапазона от 100 до 800 кГц;

-динамический диапазон измерения амплитуды входных сигналов должен быть не менее (38 -г 98) дБ;

• - абсолютная погрешность измерения амплитуды входных сигналов не должна превышать 2 дБ;

• - разрешение времени поступления сигналов по каналам должно быть не более 1 мкс;

• - абсолютная погрешность определения разности времени прихода сигнала на каналы (в диапазоне О-МО мс) не должна превышать 2 мкс.

• - температура окружающего воздуха, °C

• - напряжение питающей сети, В

• - относительная влажность воздуха, %

• - атмосферное давление, кПа

-вольтметр   зав. № (свидетельство о поверке № , действительно до г.);

• - генератор ..зав. № (свидетельство о поверке № , действительно до г.).

(в разделе представляются результаты поверки в табличной форме)

(в разделе приводятся формулы, по которым производится определение числовых значений метрологических характеристик, а также дается оценка полученных при поверке результатов)

На основании результатов поверки «Модуль измерений и анализа информации системы акустико-эмиссионной специализированной КАЭМС-С1», №......допускается (не допус

кается) к применению.

Исполнители:

13

¹

Уровню напряжения «0 дБ» соответствует амплитуда сигнала в 100 мкВ на входе модуля КАЭМС-С1.