Методика поверки «ТЕНЗОМЕТРЫ СТРУННЫЕ ТБ 200-ВНИИГ» (МП ТБ 200.00.000.3 )

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель генерального директора

ФБУ

2016 г.

Т.М. Козлякова

Санкт - Петербург

2016

лист 2 листов 11 ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ТЕНЗОМЕТРЫ СТРУННЫЕ ТБ 200-ВНИИГ МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Дата введения «.............»........................2016 г.

Настоящая методика распространяется на тензометры струнные ТБ 200-ВНИИГ (далее -тензометры ТБ 200-ВНИИГ или тензометры), и устанавливает объём, методику и порядок проведения поверки, способ обработки экспериментальных данных, а также форму представления результатов первичной и периодической поверки тензометров.

Интервал между поверками - 5 лет.

• 1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

  • 1.1. Объем и последовательность операций по проведению поверки тензометров ТБ 200-ВНИИГ приведены в таблице 1.

Таблица 1

лист 3 листов 11 1.2. При проведении поверки тензометров ТБ 200-ВНИИГ применяются поверенные в установленном порядке средства измерений, указанные в таблице 2.

____________________________________________________________________ _____ Таблица 2

При проведении поверки допускается применять аналогичные средства измерений, обеспечивающие измерение соответствующих параметров с погрешностью не хуже, чем указанные в таблице 2.

лист 4 листов 11

• 1.3. Эталоны и вспомогательные средства измерений, применяемые при поверке, должны иметь действующие свидетельства о поверке, выданные аккредитованными организациями.

• 2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

  • 2.1.   При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования безопасности:

• - средства поверки и поверяемые средства измерений, а также вспомогательное оборудование должны иметь защитное заземление;

• - измерительные преобразователи, снимаемые для поверки с оборудования, должны пройти радиохимическую очистку.

• - не допускается использовать в качестве заземления корпуса (коробки) силовых электрических и осветительных щитов

• 2.2.   К поверке тензометров ТБ 200-ВНИИГ могут быть допущены лица, знающие правила техники безопасности при работе с напряжением до 1000 В и имеющие квалификацию не ниже третьей группы.

• 2.3.   При монтаже и демонтаже приборов и проведении поверки необходимо соблюдать требования «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТБ) и «Правил устройства электроустановок» (ПТЭ), утвержденные Минэнерго РСФСР.

• 3. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

  • 3.1. При проведении работ по поверке ТБ 200-ВНИИГ в помещении должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C

• - относительная влажность окружающего воздуха, %              60±20;

• - атмосферное давление, кПа                                    101±4;

• - отклонение напряжения питания от номинального значения,

указанного в руководстве по эксплуатации, %, не более

• - частота переменного тока сети питания, Гц                       50±0,5;

• - уровень звукового давления, дБ, не более

• 3.2. Подготовка к поверке эталонных, поверяемых и вспомогательных средств, а также крепление поверяемых преобразователей к рабочим поверхностям установок должны соответствовать требованиям эксплуатационной документации (ЭД).

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• - определены индивидуальные градуировочные характеристики чувствительных элементов тензометров по пп. 3.3,4.1;

• - тензометры, предъявляемые на поверку, должны быть полностью собраны, иметь номера и штампы ОТК в сопроводительных документах;

• - тензометры должны быть выдержаны в условиях, указанных в пункте 3.1 не менее трех часов;

• - все средства измерений для поверки тензометров должны быть подготовлены за два часа до начала процедуры поверки.

• 3.3. Подготовка чувствительного элемента тензометра к градуировке

  • 3.3.1. Подготовить приспособление (Приложение 2) для градуировки струны.

  • 3.3.2. Вставить струну опорным ниппелем в поворотное отверстие 5-1 левого захватного устройства 5, повернуть кольцо 5-1 на 90°±30°.

  • 3.3.3. Вставить струну настроечным ниппелем в прорезь правого захватного устройства 10.

  • 3.3.4. Гайкой 11-1 механизма 11 натянуть струну для центрирования.

  • 3.3.5. Упорными винтами 5-2 и 10-1 прижать ниппели струны к опорным поверхностям захватных устройств 5 и 10 (при этом одновременно выбираются зазоры в натяжных механизмах 4 и И).

  • 3.3.6. При необходимости отдать гайку 9-1 устройства 9 и установить центры сердечников электромагнитной головки посередине свободной длины струны (размер 50 ± 0,5 мм); зажать гайку 9-1.

  • 3.3.7. При необходимости, вращая сердечники 8-2 головки 8, установить зазор 0,3 мм между одним из сердечников и струной.

  • 3.3.8. Подключить осциллограф и периодомер к клеммам 7 электромагнитной головки 8. Подать на электромагнитную головку 8 напряжение питания от периодомера.

  • 3.3.9. Произвести начальное натяжение струны вращением гайки 11-1 механизма И таким образом, чтобы период ее колебаний составлял 1040 ± 0,5 мкс.

  • 3.3.10. Подвести контактную поверхность П шпинделя 4-1 градуировочного механизма 4 к измерительному наконечнику преобразователя 2 до создания натяга вращением маховика 4-2, установить показания прибора на 0 ± 0,1 мкм.

  • 3.3.11. Окончательное натяжение струны создается вращением маховика 4-2 и должно составлять 1040 ± 0,5 мкс.

  • 3.3.12. Убедиться, что сигнал на экране осциллографа в момент подачи возбуждающего импульса мгновенно возрастает от минимального до максимального значения, а затем плавно затухает по экспоненте (время затухания >1 с).

  • 3.3.13. Убедиться, что начальный размах напряжения выходного сигнала не менее 10 мВ при импульсе возбуждения 150 В длительностью 1 мс.

  • 3.3.14. Если начальный размах напряжения выходного сигнала меньше 10 мВ и форма сигнала на экране осциллографа отличаются от описанного выше, то это означает, что: концы струны плохо зафиксированы или струна перекручена. В этом случае необходимо провести повторное закрепление струны, выполнив пп.4.4.2 4- 4.4.12. Если повторное закрепление струны не дает результата, она бракуется.

• 3.3.14. Проверить и откорректировать ноль измерительного прибора.

• 3.3.15. Затянуть стяжной хомут 11-2 винтом 11-3.

• 3.3.16. Натянуть струну вращением маховика 4-3 механизма 4. Показания прибора 2 должны составлять 420 ± 1 мкм. Выдержать струну в натянутом состоянии в течение трех минут.

• 3.3.17. Ослабить натяжение струны до положения, соответствующего нулю показания прибора 2 вращением маховика 4-3 в обратную сторону.

• 3.3.18. Повторить операции пп.3.3.13, 3.3.14 три раза.

• 3.3.19. По выполнению вышеуказанных действий чувствительный элемент тензометра ТБ 200-ВНИИГ считается настроенным на проведение последующих операций поверочных работ.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 4.1.    Определение параметров градуировочной характеристики, погрешности и вариации показаний тензометра по относительной деформации.

  • 4.1.1. Ослабить натяжение струны до показания прибора 2 соответствующего -10 мкм вращением маховика 4-3 механизма 4.

  • 4.1.2. Произвести натяжение струны, обеспечив начальный период колебаний 1040 ± 0,5 мкс и установить показания измерительного прибора на ноль.

  • 4.1.3. Произвести натяжение струны ступенчато, плавно увеличивая и выбирая значения удлинения из ряда:

0; 30; 60; 90; 120; 150; 180; 210; 240; 270; 300; 330; 360; 390; 420 мкм.

Точность отсчета ± 0,1 мкм по прибору 2. На каждой ступени снять установившиеся показания периодомера и записать в таблицу 3. Контролировать по осциллографу экспоненциальную форму сигнала. Биения не допускаются.

• 4.1.4. Для исключения люфтов произвести забег натяжения струны на 20мкм, после чего произвести ослабление натяжения струны до значения периода соответствующего натяжению на 420 мкм и установить показания измерительного прибора на ноль.

• 4.1.5. Произвести ослабление натяжения струны, плавно уменьшая и выбирая значения укорочения из ряда:

0; -30; -60; -90; -120; -150; -180; -210; -240; -270; -300; -330; -360; -390; -420 мкм.

Точность отсчета ± 0,1 мкм по прибору 2. На каждой ступени снять установившиеся показания периодомера и записать в таблицу 3. Контролировать по осциллографу экспоненциальную форму сигнала. Биения не допускаются.

• 4.1.6. Переходы по пп. 4.1.1 - 4.1.5 являются одним циклом измерений. Повторить пп. 4.1.1 -4.1.5 два раза.

• 4.1.7. По измеренным значениям Т_нагр и Т_разгр для каждого значения удлинения струны вычислить вариацию периода выходного сигнала по формуле ЛТ = Т_нагр - Т_разгр и занести вычисленные значения в соответствующую строку табл.З.

• 4.1.8. Вычислить средние значения периода и частоты колебаний струны в килогерцах и занести полученные значения в таблицу 3.

• 4.1.9. Вычислить коэффициенты А, В, С решением переопределенной системы линейных уравнений методом наименьших квадратов, используя средние значения частоты выходного сигнала для уравнения (1)

_s = A/² + B/+C (1),

где/- среднее значение частоты выходного сигнала чувствительного элемента тензометра в килогерцах, вычисляемое по формуле f- 1000/Т_сре()_нее.

Примечание. Для получения коэффициенты А, В, С действительной градуировочной характеристики тензометра по относительной деформации рекомендуется использовать функцию построения диаграммы Microsoft Excel по данным табл.З и вычисления тренда в виде параболы 2-го порядка (см. Рис. 1).

• 4.1.10. Полученные значения коэффициентов действительной градуировочной характеристики занести в протокол измерений.

• 4.1.11. Результаты поверки считать удовлетворительными, если:

• - средние значения периода выходного сигнала Т_сред_нее, измеренные для каждого значения удлинения струны находятся между соответствующими этому удлинению пределами (нижним Т_нтее^н0" и верхним Т_{верхнее}^ном) допускаемых значений периода выходного сигнала;

• - вариация периода выходного сигнала ЛТ при определении индивидуальной градуировочной характеристики не превышает 2,6 мкс.

Таблица 3

Градуировочная характеристика

у = 81,136х² -10,82Ох - 64,544

0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 Частота, кГц

Рис. 1.

• 4.1.12. При положительном результате поверки по п.4.1.11 считать, что:

• - диапазон измерения относительной деформации струны составляет 2100 мкм/м;

• - обеспечена ширина диапазона измерения относительной деформации (с учетом возможности настройки начала отсчета деформации тензометрами) равная 1500 мкм/м;

• - значение погрешности тензометров в диапазоне измерения относительной деформации соответствует заявленной.

Примечание. Тензометры, прошедшие проверку по параметрам индивидуальной градуировочной характеристики, поступают на окончательную сборку.

• 4.2. Внешний осмотр

При внешнем осмотре устанавливают:

• - соответствие комплектности и маркировки требованиям эксплуатационной документации с указанием типа и заводского номера по системе нумерации предприятия - изготовителя;

• - отсутствие механических повреждений (вмятин, сколов, трещин) и других дефектов.

• 4.3. Опробование

Для опробования выход тензометра подключают к входу периодомера (приложение 1) и определяют значение периода выходного сигнала, которое должно быть в пределах допускаемого значения, то есть не должно отклоняться от указанного в сопроводительной документации значения периода более, чем на удвоенное значение допускаемой вариации периода выходного сигнала при определении индивидуальной градуировочной характеристики, то есть 5,2 мкс.

• 4.4. Определение сопротивления изоляции между выходными концами тензометра и его корпусом

Соединить выходные контакты тензометра между собой накоротко. Измерить мегомметром с выходным напряжением 1000 В сопротивление изоляции между выходными концами тензометра и его корпусом. Результаты проверки считать удовлетворительными, если сопротивление изоляции выходных контактов относительно корпуса тензометра превышает 1000 МОм.

• 4.5.    Определение размаха выходного сигнала тензометра.

  • 4.5.1.  Для собранного тензометра подключить осциллограф к выходу тензометра согласно Рис. 2 и по окончании импульса запроса определить по осциллографу размах напряжения выходного сигнала. Значение размаха напряжения выходного сигнала в контролируемый период времени должно быть не менее 5 мВ.

• 4.6.    Определение логарифмического декремента затухания выходного сигнала тензометра.

  • 4.6.1.  Подключить осциллограф к выходу периодомера и по окончании импульса запроса:

• - оценить форму выходного сигнала тензометра;

• - определить логарифмический декремент затухания выходного сигнала тензометра е по осциллографу, используя формулу (3.1);

|пф

е =--—

2^        (3.1)

где Ai, An - пиковые значения выходного сигнала тензометра при первом (максимальным по размаху) и N - м колебаниях, мВ.

• 4.6.2.  Результаты проверки считать удовлетворительными, если форма выходного сигнала тензометров представляет собой затухающие колебания, близкие к синусоидальным, а логарифмический декремент затухания выходного сигнала тензометров не превышает 0,001.

• 4.7.    Определение номинальной статической характеристики тензометра по температуре

  • 4.7.1.   Определение параметров номинальной статической характеристики тензометра по температуре, проверки диапазона измерения температуры тензометром и погрешности измерения температуры проводить в следующей последовательности.

    • 4.7.1.1. Подготовить термостатированный сосуд (далее - нулевой термостат) и смесь снега, мелко колотого льда и холодной водой в такой пропорции, чтобы получить снежно-ледяную водную смесь, температура которой близка к 0°С с отклонением ± 0,02°С, и собрать схему измерения измерений согласно рис. 4 Приложения 3.

Примечание. Последующие операции проверки выполнять, руководствуясь ГОСТ8.461-82.

• 4.7.1.2. Погрузить тензометры в термостат, заполнить термостат смесью по п.3.8.1, уплотнить ее вокруг тензометров и выдержать их не менее 30 минут для их равномерного охлаждения, при этом все время контролировать термометром нулевую температуру и измерять сопротивление тензометров по 4-х проводной схеме измерения. После получения стабильных результатов измерения сопротивления при нулевой температуре принять результат измерения за значение сопротивления тензометра при нулевой температуре Ro и занести полученное значение в таблицу 4.

• 4.7.1.3. Разместить тензометры в камере тепла и холода совместно с эталонными платиновыми термометрами сопротивления 2-го разряда из расчета не менее 2-х эталонных термометров сопротивления на ширину укладки испытуемых тензометров.

• 4.7.1.4. Задавать температуру в камере тепла и холода согласно таблице 4 и поддерживать ее постоянной в течение не менее 30 минут. По показаниям эталонных платиновых термометров сопротивления убедиться, что разность температур между ними не превышает 0,1 °C, а градиент температуры во времени не превышает 0,1 °C за 5 минут.

Примечание. Для комнатной температуры (20 ± 5)°С допускается проводить измерения при выключенной камере тепла и холода (использовать режим пассивного термостата).

листов 1 1

• 4.7.1.5. Измерить температуру тензометров Т,°С и их сопротивление R, при этой температуре и занести результаты измерений в таблицу 4.

  7’(юд, °C	Rt, Ом	77"!и. °C	477, °с	Тизм. мкс
  -30
  0
  20
  50

  Таблица 4

• 4.7.1.6. Произвести расчет температуры, измеренной тензометром по формуле (2).

77“* = (R/Ro-l)/a_T         (2)

где Г,^и1“ - значение измеряемой тензометрами температуры, °C;

Л, - сопротивление тензометра, измеренное при температуре Г,°C. Ом;

Ro - сопротивление тензометра, измеренное при температуре 0°С, Ом;

ат = 0,00428- температурный коэффициент медного термометра сопротивления. 1/°С,

Подставить вычисленные значения температуры в табл. 4.

• 4.7.1.7. Вычислить разности между измеренными и заданными значениями температуры ДТ, и занести их в таблицу 4.

• 4.7.1.8. Результаты проверки считать удовлетворительными, если все значения ДТ, не превышают 1°С.

• 4.8. Определение вариации периода выходного сигнала тензометров рабочих условиях эксплуатации

  • 4.8.1.   Выполнить операции в соответствии с п. 4.7 и произвести измерения периода колебаний струны тензометра при температуре 77, в соответствии с рабочими условиями эксплуатации.

  • 4.8.2.   Выбрать минимальное и максимальное значения периода колебаний струны тензометра из таблицы 4 и вычислить разность между ними.

  • 4.8.3.   Результаты проверки считать удовлетворительными, если вариация периода выходного сигнала тензометров в рабочих условиях эксплуатации, не превышает 5,2 мкс.

5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

При поверке тензометров ТБ200-ВНИИГ. положительные результаты оформляют в соответствии с действующими правилами и наносят поверительное клеймо в формуляр тензометра.

Тензометры, не соответствующие заявленным требованиям, к выпуску и применению не допускают и на них оформляются извещения о непригодности в соответствии с действующими правилами.

Главный специалист отдела № 433

Рис. 2.

• 2. Система многоканальная М-20 0-00.

• 3. К ронш теин М-ЕОО-ОО.

4|МеханизГ1 натяжения 'струны*.

5,10. Захватное устройство.

• 6. Струна с наконечниками.

• 7. Клеммы электромагнитной головки.

• 8. Электромагнитная головка.

3,Устройство продольного перемещения электромагнитной головки.

Ю.Механизм начально го натяжения 'струны'.

|риспосов/1ение для гродуировки струна тензометров струнных ТБ 200-БНИИГ

Рис. 3.