Методика поверки «ГСОЕИ. Преобразователи давления измерительные 3051S производства фирмы Emerson Process Management (Rosemount)» (Код не указан!)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

,» декабря 2002 г.

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений. Преобразователи давления измерительные 3051S производства фирмы Emerson Process Management (Rosemount).

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Москва

2002

Настоящая рекомендация распространяется на измерительные преобразователи (датчики) давления типа 3051S . выпускаемые по технической документации фирмы Emerson Process Management (Rosemount), которая, в основном, не противоречит российскому ГОСТ 22520-85.

Измерительные преобразователи давления 3051S предназначены для непрерывного преобразования избыточного давления, разрежения, избыточного давления-разрежения, абсолютного давления и разности давлений (далее по тексту давления) в аналоговый унифицированный токовый выходной сигнал, а также в показания цифрового дисплея, который может располагаться как на корпусе самого преобразователя, так и на ручном коммуникаторе (дистанционном пульте управления) или на персональном компьютере, подключаемым к преобразователю в соответствии с руководством по эксплуатации.

Настоящая рекомендация распространяется, в том числе, и на преобразователи разности давлений, используемые для измерений расхода, уровня и других параметров, функционально связанных с давлением.

Рекомендация устанавливает методику первичной и периодической поверок на измерительные преобразователи давления 3051S.

• 1.1. При проведении первичной и периодической поверок должны быть выполнены следующие операции:

Внешний осмотр - п. 5.!.

Опробование - и. 5.2.

Определение основной погрешности преобразователя - п. 5.3.

Определение вариации выходного сигнала преобразователя - п. 5.4.

• 2.1. При проведении поверки применяют средства, указанные в табл. I.

Таблица 1

• 2.2. Эталоны, применяемые при поверке, должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке. Вспомогательные средства измерений должны иметь действующее свидетельство о поверке или клеймо, удостоверяющее ее проведение.

• 2.3. Допускается применять средства поверки, не предусмотренные перечнем, приведенным в габл. 1. при условии обеспечения ими условий и проведения поверки r соответствии с разд. 4 и 5.

• 3.1. При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности по работе с приборами для измерений давления и с электроизмерительными приборами, а также требования по безопасности эксплуатации применяемых средств поверки, указанных в Н ГД на эти средства.

• 4.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• 1. Температура окружающего воздуха, С                                  23±2

• 2. Относительная влажность окружающего воздуха, %:                     30...80

• 3. Давление в помещении, где проводят поверку.               84... 106,7 (630...800)

(далее - атмосферное давление), кПа (mmHg):

• 4. Напряжение питания постоянного тока. В:                               9...42,4

(в соответствии с инструкцией по эксплуатации)

• 5. Сопротивление нагрузки, включая эталонное сопротивление, нс должно превышать значений, указанных в инструкции по эксплуатации.

Рабочая среда для преобразователей с верхними пределами до 2,5 МПа включительно- воздух или нейтральный газ. более 2.5 МПа - жидкость: допускается использовать жидкость при поверке преобразователей с верхними пределами измерений от 0,4 до 2,5 МПа при условии обеспечения тщательного заполнения системы жидкостью.

Допускается использовать воздух или нейтральный газ при поверке преобразователей давления с верхними пределами измерений более 0.25 МПа при условии обеспечения соответствующих правил безопасности.

Колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны и магнитные поля, кроме земного, влияющие на работу преобразователя, должны отсутствовать.

Импульсную линию, через которую подают измеряемое давление, допускается соединять с дополнительными емкостями, вместимость каждой из которых должна находиться в пределах от 1 до 50 литров.

Пульсация напряжения не должна превышать ± 0,5% значения напряжения питания.

При поверке преобразователей разности давления значение измеряемого параметра устанавливают при сообщении минусовой камеры с атмосферой и подаче соответствующего избыточного давления в плюсовую камеру преобразователя разности давлений. При поверке преобразователей этих видов на малые пределы измерений в случаях, когда это позволяют конструкции поверяемого преобразователя и эталона, влияние изменений давления окружающего воздуха может быть существенно уменьшено, если камеры поверяемого преобразователя и эталона, соединяющиеся с атмосферой, следует соединить между собой. При использовании в качестве эталонов задатчиков с опорным давлением следует подавать в минусовую камеру опорное давление.

• 4.2.  Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготов! 1 тел ы i ые работы:

• - преобразователи должны быть выдержаны при температуре, указанной в п. 4.1, не менее 3 час.

• - выдержка преобразователя перед началом испытаний после включения питания должна быть не менее 0.5 час.;

• - преобразователи должны быть установлены в рабочее положение с соблюдением указаний инструкции по эксплуатации;

• - система, состоящая из соединительных линий, эталона и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемого параметра должна быть проверена на герметичность в соответствии с пп. 4.2.1 - 4.2.4.

• 4.2.1. Проверка герметичности системы для поверки преобразователей давления, разности давлений, разрежения с верхними пределами измерений менее 100 кПа, абсолютного давления с верхними пределами измерения более 0.25 МПа приводится при значениях давления или разрежения, равных верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя.

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

Проверку герметичности системы для поверки преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа проводят при разрежении, равном 0.9 - 0.95 значения атмосферного давления.

П р и м е ч а н и е. Проверку герметичности системы для поверки преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений менее 0,25 МПа проводят по методике и при давлении по п. 4.2.3.

• 4.2.2. При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, указанных в п. 4.2.1, на место поверяемого преобразователя устанавливают преобразователь, герметичность которого проверена, или любое другое средство измерений, имеющее погрешность (приведенную к значениям давления, указанным в п. 4.2.1) нс более 2,5% и позволяющее заметить изменение давления 0.5% заданного значения давления.

Создают давление, указанное в п. 4.2.1, и отключают источник давления. Если в качестве образцового СИ применяют грузопоршневой манометр, его колонку и пресс также отключают.

Систему считают герметичной, если после трехминутной выдержки под давлением, равным верхнему пределу измерений, в течение последующих 2 мин. в ней не наблюдают падение давления (разрежения).

Допускается изменение давления (разрежения), обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и изменением температуры измеряемой среды.

• 4.2.3.  Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений 0.25 МПа и менее, осуществляют следующим образом.

В системе с вакуумметром для измерений малых абсолютных давлений создают давление не более 0,07 кПа. Предварительно на место подключаемого преобразователя устанавливают средство измерений, отвечающее тем же требованиям, что и при поверке по п. 4.2.2. поддерживают указанное давление в течение 2-3 мин. Отключают устройство, создающее абсолютное давление, и, при необходимости, образцовое СИ (колонки грузопоршневого манометра). После выдержки системы в течение 3 мин. изменение давления не должно превышать 0.5% верхнего предела измерений поверяемого преобразователя.

• 4.2.4. Если система предназначена для поверки преобразователей с разными значениями верхних пределов измерений, проверку герметичности рекомендуют проводить при давлении (разрежении), соответствующем наибольшему из этих значений.

• 5.1. Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие преобразователей следующим требованиям:

• - с преобразователем па поверку должна поставляться инструкция по эксплуатации с указанием предела измерений (span), предела допускаемой основной погрешности, диапазона измерений, предела возможной настройки (range), информативного параметра выходного сигнала (аналоговый токовый, цифровой с протоколом IIART или Foundation fieldbus);

• - определяется наличие аналоговых электрических и цифровых показывающих выходных устройств;

• - на преобразователе должна быть табличка с маркировкой, соответствующей прилагаемой инструкции по эксплуатации:

• - по всем выходным устройствам должна быть обеспечена возможность регулировки нуля (механически или программно).

• 5.2. Опробование.

  • 5.2.1.   При опробовании проверяют работоспособность преобразователя, функционирование корректора нуля (по всем выходным устройствам), герметичность преобразователя.

  • 5.2.2. Работоспособность преобразователя проверяют, изменяя измеряемое давление от нижнего предельного значения до верхнего. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала на всех выходных устройствах.

Для преобразователей давления-разрежения работоспособность проверяют только при избыточном давлении, для преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа - при изменении разрежения до значения, равного нс менее чем 0,9 атмосферного давления.

• 5.2.3. Функционирование корректора нуля проверяют, задав одно (любое) значение измеряемого давления. Воздействуя на корректор нуля, проверяют наличие изменения выходного сигнала на всех выходных устройствах. Возвращая корректор нуля в прежнее положение (если это допускает конструкция преобразователя) проверяют наличие изменения выходного сигнала в противоположную сторону на всех выходных устройствах.

• 5.2.4.  Проверку герметичности преобразователя рекомендуется совмещать с операцией определения основной погрешности (п.5.3.8).

Методика проверки герметичности преобразователя аналогична методике проверки герметичности системы (пп. 4.2.1-4.2.4) со следующими особенностями:

• 1. Изменение давления или разрежения определяют по изменению выходного сигнала или показаний поверяемого преобразователя, включенного в систему (п.4.2.2).

• 2. В случае обнаружения негерметичности системы с поверяемым преобразователем следует проверить отдельно систему и преобразователь.

• 5.3. Определение основной погрешности.

  • 5.3.1. Основную погрешность определяют следующими способами:

• 1. По эталону на входе преобразователя устанавливаю! номинальные значения входного параметра (давления), а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного параметра (тока или напряжения). У преобразователей. имеющих показывающие выходные устройства, значения выходного параметра считываются с соответствующего показывающего выходного устройства.

• 2. В обоснованных случаях по этанону на выходе преобразователя устанавливают номинальные значения выходного параметра (тока или напряжения), а по другому эталону измеряют значения соответствующего входного параметра (давления). У преобразователей, имеющих показывающие выходные устройства, значения выходного параметра устанавливаются по соответствующему показывающему выходному устройству.

• 5.3.2. Схема включения преобразователей для измерения выходного сигнала при проведении поверки по способам 1 и 2 (п. 5.3.1) приведены в приложениях 1-4.

Эталоны давления включаются в схему поверки в соответствии с их руководством по эксплуатации.

• 5.3.3. Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Р_жаи - наибольшая вероятность ошибочно признанного годным любого в действительности дефектного экземпляра преобразователя;

(д\)_ли - отношение наибольшего возможного модуля основной погрешности экземпляра преобразователя, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной погрешности.

Допускаемые значения критериев достоверности поверки принимают равными: Л.. =0,20; fcL_=l,25.

• 5.3.4. Устанавливают следующие параметры поверки:

т - число проверяемых точек в диапазоне измерений. т>5;

п - число наблюдений при экспериментальном определении значений погрешности в каждой из проверяемых точек при прямом и обратном ходах, и = 1;

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

• - отношение предела допускаемого значения погрешности эталонов, применяемых при поверке, к пределу допускаемого значения основной погрешности поверяемого 11реобразователя.

Значения и a_f. выбирают по табл. 3 п. 5.3.5 в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

• 5.3.5.  Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых преобразователей осуществляют, исходя из технических возможностей и техникоэкономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки п. 5.3.3 и табл. 3.

Таблица 3

Параметры и критерии достоверности поверки

Примечание: Табл. 3 составлена в соответствии с принятыми в п. 5.3.3 критериями достоверности поверки согласно МИ 187-86 "ГСП. Критерии достоверности и параметры методик поверки" и МИ 188-86 "ГСП. Установление значений параметров методик поверки".

• 5.3.6. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого преобразователя для каждой поверяемой точки должны быть соблюдены следующие условия:

I. При поверке по способам 1 и 2 (п. 5.3.1) и определении значений выходного сигнала в мА

х 100 < уа_р

здесь:

- предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входной параметр. кПа, МПа;

Лпх " верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа. МПа;

Ду - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной параметр, мА:

/_тох и 7₀ - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мА; у - предел допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя. (%) нормирующего значения.

За нормирующее значение принимают: для преобразователей давления - разрежения -сумму абсолютных значений верхних пределов измерений избыточного давления и разрежения: для остальных преобразователей - разницу между верхним и нижним пределом измерений выходного параметра.

2. При поверке по способам 1 и 2 (п. 5.3.1) и определении значений выходного сигнала в мВ. В по падению напряжения на эталонном сопротивлении:

-Al ₊--А---+ -Ак|_х 100 < уа„                     (2)

здесь:

/\_р - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входной параметр, кПа, МПа:

Р_пт ' верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя. кПа. МПа;

Д„ - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной параметр. мВ;

L/’_nux и U_o - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мВ. В;

^fA»x = Лп» * J U_o = r₀ X мВ;

Д_д - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления. R_tMi. Ом;

R_iy&6 - значение эталонного сопротивления. Ом:

• 3. При поверке показывающих устройств преобразователей:

  

(3)

здесь:

- предел допускаемой абсолютной погрешности, применяемого эталона давления, кПа, МПа;

Р_пах ‘ верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

• 5.3.7. Расчетные значения выходного сигнала поверяемого преобразователя в миллиамперах (/„) для заданного номинального значения поверяемого параметра (р) в килопаскалях или мегапаскалях для преобразователей определяют по формулам:

(4)

здесь:

- расчетные значения выходного параметра (эл. тока). мА;

Р - выбранное номинальное значение входного параметра (давления), МПа, кПа;

‘ верхний предел измерений, МПа; кПа;

/_1:йл и /₀ - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мА;

Расчетные значения выходного сигнала U_р , выраженные в напряжении постоянного тока, определяют по формуле:

и,=/,*Я^;мВ

• 5.3.8. Перед определением основной погрешности должны быть соблюдены требования п. 4.2 и, в случае необходимости, откорректировано значение выходного сигнала, соответствующее нижнему предельному значению измеряемого параметра. Эта коррек тировка проводится после подачи и сброса измеряемого параметра, равного:

• - для преобразователей давления-разрежения - 50-100% верхнего предела измерений избыточного давления;

• - для преобразователей абсолютного давления после выдержки их в пределах от 0 до 10% верхнего предела измерений;

• - для остальных преобразователей - 80-100% верхнего предела измерений.

При периодической поверке в случае совмещения проверки герметичности с подачей давления (разрежения) перед корректировкой выходного сигнала выдержка проводится при давлении (разрежении) в соответствии с п. 4.2.2.

Установку выходного сигнала следует провести с максимальной точностью, обеспечиваемой устройством корректора и разрешающей способностью эталонов. Погрешность установки (без учета погрешности эталонов) не должна превышать 0,2 предела допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя.

• 5.3.9. Основную погрешность определяют при пяти значениях измеряемой величины, достаточно равномерно распределенных в диапазоне измерений, в том числе при значениях измеряемой величины, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям выходного сигнала. Интервал между значениями измеряемой величины не должен превышать 30% диапазона измерений.

Основную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученной при приближении к нему как от меньших значений к большим, так и от больших к меньшим (при прямом и обратном ходе).

Перед поверкой при обратном ходе преобразователь выдерживают в течение I мин под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра, соответствующего предельному значению выходного сигнала.

Допускается выдержку преобразователей давления-разрежения производить только на верхнем пределе измерений избыточного давления.

При периодической поверке основную погрешность определяют в два цикла: до корректировки диапазона изменения выходного сигнала и после корректировки диапазона. Допускается второй цикл не проводить, если основная погрешность:

Л» < Л^х/

При поверке преобразователей с верхним пределом измерений разрежения 0.1 МПа. если атмосферное давление равно или менее 0.1 МПа, максимальное разрежение допускается устанавливать равным 0,90-0.95 Р₆,

где Р_б - атмосферное давление. Расчетное значение выходного сигнала при этом разрежении определяют по формулам (5) и (6). Р,- следует привести к тем единицам, в которых выражено Р.

При м е ч а н и е: 1 mm Hg= 0,0001333 МПа.

Основную погрешность преобразователей абсолютного давления с верхним пределом измерений выше 0.25 МПа следует определять в соответствии с пп. 5.3.10 и 5.3.11. Допускается по методике п. 5.3.10 определять основную noi-решность преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений от 0.1 до 0,25 МПа.

• 5.3.10. Определение основной погрешности преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений выше 0.25 до 2.5 МПа включительно следует проводить с использованием образцовых СИ разрежения и давления (например. МВП-2,5 : МП-6 и МП-60).

В этом случае преобразователь поверяют на точках: при разрежении в пределах 0,90 -0.95 Р при значениях избыточного давления Р^^, определяемом по формуле (10). и при трех промежуточных значениях давления

Р = Р - А

изб. тал ^л «бе.пих

где:

^«бс.тах ^_ верхний предел измерений абсолютного давления, равный Р_пах, MI 1а;

Л = 0.1 МПа:

• 5.3.11. Определение основной погрешности преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений свыше 2.5 МПа следует проводить с использованием эталонов избыточного давления следующим образом:

• 1. Корректором нуля при атмосферном давлении установить значение выходного сигнала, равное 1₍₎;

• 2. Провести поверку на прямом и обратном ходе, задавая избыточное давление, численно равное абсолютному давлению, с соблюдением условий, изложенных в п. 5.3.8,

• 3. После определения основной погрешности при атмосферном давлении корректором нуля установить значение выходного сигнала /_оя:

/„=тМжЧ)+/.

«бс.тэх

где К = 0,1 МПа.

• 5.3.12. Основную погрешность в % нормирующего значения вычисляют по формулам:

- при поверке по способу 1 (п.5.3.1)

Р-Р

г

р - р ¹ max ¹ О

здесь:

I - экспериментально полученное значение выходного сигнала на выходе преобразователя при измерении тока, мА;

U - экспериментально полученное значение выходного сигнала на выходе преобразователя при измерении напряжения, мВ: В;

Р - экспериментально полученное значение выходного давления на показывающих устройствах преобразователя;

/_р, U_р - соответственно, расчетные значения тока (мА) и напряжения (В);

Р_. - расчетное давление показывающего устройства преобразователя, численно равное номинальному значению входного давления, кПа; МПа;

Преобразователь признают годным при первичной поверке, если во всех проверяемых точках модуль основной погрешности

Преобразователь признают негодным при первичной поверке, если хотя бы в одной точке модуль основной погрешности

Преобразователь признают годным при периодической поверке, если во всех проверяемых точках при первом или втором цикле определения основной погрешности

Преобразователь признают негодным при периодической поверке, если хотя бы в одной точке при первом цикле определения основной погрешности

или при втором цикле

(обозначения / по п. 5.3.6: /_д. по п. 5.3.4).

• 5.3.13. Допускается вместо определения действительных значений погрешности устанавливать соо тветствие ее предельно допускаемым значениям.

• 5.4. Определение вариации.

  • 5.4.1. Вариацию выходного сигнала определяют при каждом проверяемом значении измеряемого параметра, кроме значений, соответствующих нижнему и верхнему пределам измерений, по показаниям, полученным при определении основной погрешности (п.5.3.1).

  • 5.4.2. Вариацию выходного сигнала в % нормирующего значения вычисляют по формулам:

для способа 1 (п.5.3.1)

здесь:

/' и / - экспериментально полученные значения выходного сигнала на одной и той же точке при измерении па выходе тока соответственно при прямом и обратном ходе, мА;

U' и U - экспериментально полученные значения выходного сигнала на одной и той же точке при измерении на выходе падения напряжения на образцовом сопротивлении соответственно при прямом и обратном ходе, мВ; В:

Значения /, нс должны превышать предела ее допускаемого значения.

• 5.4.3. Допускается вместо определения действительного значения вариации осуществлять контроль соответствия ее предельно допускаемым значениям.

• 5.5. По желанию заказчика при поверке могут определяться также составляющие основной погрешности: нелинейность и повторяемость (см. ГОСТ 22520 - 85)

• 6.1. Положительные результаты первичной поверки измерительных преобразователей давления оформляются соответствующими записью и клеймом в паспорте (Руководстве по эксплуатации) или на данный экземпляр измерительного преобразователя давления 3051S ил оформляется свидетельство о поверке заверенное поверителем и удостоверенное оттиском клейма.

• 6.2.   Положительные результаты периодической поверки измерительных преобразователей давления 3051S ил оформляют выдачей свидетельства о поверке.

• 6.3. При отрицательных результатах поверки измерительные преобразователи давления 3051S бракуют. При периодической поверке выдают извещение о непригодности.

Исполнитель: А.И.Гончаров, нач. отдела 202 ВНИИМС.

14