Методика поверки «ГСИ. Измерители напряженности магнитного поля Gauss- / Teslameter FH» (МП 84-261-2015)

чг.

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Федеральное Государственное Унитарное Предприятие

«Уральский научно-исследовательский институт метрологии» (ФГУП «УНИИМ»)

УТВЕРЖДАЮ:

С.В. Медведевских

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 84-261-2015 г. Екатеринбург 2016

• 3 УТВЕРЖДЕНА ФГУП «УНИИМ» «   »       2016 г.

• 4 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

• 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ..............................................................................................................

• 2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ............................................................................................................

• 3 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ...................................................................................................................

• 4 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ.....................................................................................................................

• 5 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ..............................................................

• 6 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ..................................................................................................

• 7 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ.........................................................................

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ...............................................................................................................

  • 8.1  Внешний осмотр.....................................................................................................................

  • 8.2 Опробование и проверка идентификационных данных ПО..................................................

    • 8.3 Определение относительной погрешности измерений индукции (напряженности)

    постоянного магнитного поля

    • 8.4 Определение относительной погрешности измерений индукции (напряженности)

    переменного магнитного поля

    • 8.5 Определение относительной погрешности измерений индукции (напряженности)

    единичного импульса магнитного поля

    9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

    ПРИЛОЖЕНИЕ А

Срок введения в действие «______»_________ 2016

Настоящая методика (далее - МП) распространяется на Измерители напряженности магнитного поля Gauss- / Teslameter FH (далее - тесламетры), предназначенные для измерения индукции и напряженности постоянного, переменного и импульсного магнитных полей с помощью датчиков Холла и выпускаемые в следующих модификациях: FH 51, FH 54 и FH 55.

Настоящая методика устанавливает процедуру первичной и периодической поверок тесламетров.

Интервал между поверками - один год.

В настоящей методике использована ссылка на следующие нормативные правовой акт:

• - Приказ Минпромторга России от 2 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства поверки».

• - Приказ Госстандарта от 15.02.2016 г. № 146 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления».

• - ГОСТ 8.030-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции.

• 3.1 При проведении поверки тесламетров должны выполняться операции согласно таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

• 3.2 При периодической поверке по требованию Владельца тесламетра допускается проводить поверку не во всех режимах измерения (в постоянном магнитном поле, в переменном магнитном поле или измерение единичного импульса магнитного поля) и/или в конкретном диапазоне измерения индукции (напряженности) магнитного поля, но не

МП 84-261-2015 выходящем за пределы, указанные в описании типа. В свидетельстве о поверке обязательно указываются диапазоны и режимы, в которых проводилась поверка.

• 3.3 При наличии в комплектности тесламетра нескольких датчиков поверка проводится для каждого датчика тесламетра, входящего в комплект. В свидетельстве о поверке указываются заводские номера датчиков, с которыми была проведена поверка.

• 3.4 Если при выполнении той или иной операции выявлено несоответствие установленным требованиям, поверка приостанавливается, выясняются и устраняются причины несоответствия, после этого повторяется поверка по операции, по которой выявлено несоответствие.

• 3.5 В случае повторного выявления несоответствия установленным требованиям поверку прекращают, выдается извещение о непригодности.

• 4.1 При проведении поверки применяют следующие средства поверки:

• -  рабочий эталон единицы электрического сопротивления 3-го разряда номинального значения 0,1 Ом согласно Приказу Госстандарта от 15.02.2016 г. № 146 (Катушка электрического сопротивления Р321, с номинальным значением электрического сопротивления 0,1 Ом, КТ 0,01);

• -  рабочий эталон единицы электрического сопротивления 3-го разряда номинального значения 1 Ом согласно Приказу Госстандарта от 15.02.2016 г. № 146 (Катушка электрического сопротивления F321, с номинальным значением электрического сопротивления 1,0 Ом, КТ 0,01);

• -  рабочий эталон единицы магнитной индукции постоянного магнитного поля 2-го разряда в диапазоне значений от 25 до 2000 мТл по ГОСТ 8.030-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции» (Измеритель магнитной индукции Ш1-9, диапазон измерения магнитной индукции (25 - 2500)* мТл, ПТ ±0,02 %);

• -  вольтметр универсальный цифровой GDM-8246, диапазоны измерений: -U до 1000 В, ~U до 700 В до 100 кГц, -1 до 20 А, ~1 до 20 А до 2 кГц, R до 100 МОм, погрешность согласно описанию типа, регистрационный номер в ФИФ 34295-07;

• 4.2 При проведении поверки используют следующее испытательное и вспомогательное оборудование:

• -  соленоид магнитных полей С-1, с неоднородностью магнитного поля в рабочей зоне не более 0,5 %;

• -  электромагнит, обеспечивающий в рабочем зазоре высотой 15 мм индукцию магнитного поля не менее 2,0 Тл, с неоднородностью, не превышающей 0,05 % на 1 см;

• -  установка импульсного намагничивания с максимальным амплитудным значением импульса магнитного поля в зоне однородности не менее 10,5 Тл;

• -  источник напряжения и тока стабилизированный БЗ-796.4 выходное напряжение (0 - 60) В, выходной ток (0 - 8) А;

• -  лабораторный автотрансформатор регулировочный ЛАТГ - 1, пределы регулирования при напряжении сети (0 - 220) В 9 А, при (220 - 250) В 8 А.

• 4.3 Средства измерений, применяемые для поверки, должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке, эталоны должны быть аттестованы и иметь действующие свидетельства об аттестации, испытательное оборудование должно быть аттестовано, вспомогательное оборудование должно иметь действующий техосмотр.

• 4.4 Допускается применение средств поверки, не приведенных в п. 4.1, п. 4.2 настоящей МП, но имеющих метрологические характеристики не хуже указанных.

• 5.1 К проведению поверки допускаются лица из числа специалистов, допущенных к поверке и работающих в организации, аккредитованной на право поверки.

• 5.2 К поверке допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроустановками напряжением до 1000 В, изучившие Инструкцию по эксплуатации на тесламетры (ИЭ), эксплуатационную документацию на средства поверки и настоящую МП.

• 6.1 При проведении поверки требуется соблюдать правила безопасности согласно раздела 1ИЭ.

• 6.2 Помещение для проведения поверки должны соответствовать правилам техники безопасности и производственной санитарии.

• 6.3 При проведении поверки тесламетров должны соблюдаться требования электробезопасности по ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12.3.019, требования Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок и требования безопасности, определенные в ИЭ на тесламетры и средства испытаний.

• 6.4 Средства поверки должны быть заземлены. Электрическое сопротивление заземляющего провода должно быть не более 0,1 Ом.

• 7.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C                                   20 ± 5

• - относительная влажность воздуха (при t = 20 °C), %                       55 ± 25

• - питание: от сети переменного тока напряжением, В                       220 ± 22

с частотой питающей сети, Гц                                   50 ± 0,5

от батареи типа АА, В                                         4 (5) х 1,5

• 8.1.1 При проведении внешнего осмотра устанавливают соответствие комплектности тесламетра требованиям Раздела «Аксессуары» ИЭ.

• 8.1.2 При проведении внешнего осмотра проводят операции согласно Таблицы 1 ИЭ «Общая проверка».

• 8.1.3 Если требования 8.1.1, 8.1.2, не выполняются, тесламетр признают непригодным к применению, дальнейшие операции поверки не проводят.

• 8.2.1 При опробовании тесламетра проводят операции согласно Таблицы 1 ИЭ «Функциональные тесты».

• 8.2.2 При проверке идентификационных данных ПО тесламетра проверяют идентификационное наименование ПО, которое высвечивается на дисплее тесламетра при включении. Идентификационное наименование ПО должно соответствовать модификации тесламетра.

• 8.2.3 Если требования 8.2.1 и 8.2.2 не вьшолняются, тесламетр признают непригодным к применению, дальнейшие операции поверки не проводят.

• 8.3.1 Определение относительной погрешности измерений индукции (напряженности) постоянного магнитного поля в диапазоне от 0 до 50 мТл.

• 8.3.1.1 Меру магнитной индукции подключают к источнику постоянного тока. Датчик тесламетра помещают в геометрический центр меры так, чтобы ось датчика (направление измерения) была соосна с мерой.

• 8.3.1.2 Регулируя ток в обмотках меры с помощью источника напряжения и тока устанавливают в мере индукцию (напряженность) магнитного поля (Вт, мТл /Нт, Л/м), соответствующую началу диапазона измерений тесламетра. Контроль индукции (напряженности) магнитного поля в мере осуществлять с помощью тесламетра. Одновременно с помощью вольтметра зафиксировать значение напряжения (тока) в обмотках меры (С7>, В).

• 8.3.1.3 Изменяя направление тока в обмотке меры, изменить направление вектора индукции (напряженности) магнитного поля относительно плоскости чувствительной поверхности датчика тесламетра на противоположное. Добиться показаний на тесламетре значения Вт (Нт) и снять показания вольтметра (U2, В).

• 8.3.1.4 Рассчитать значение индукции (напряженности) магнитного поля в мере (Вр, мТл/Нр, Л/м) по формулам:

  В_р =Ц_й-К-

  (^+^₂) ₁₀з 2-7?

  (1)

(2)

где К - постоянная меры, м"¹;

Ui -значение напряжения в обмотках меры при первичном направлении тока, В; U2 -значение напряжения в обмотках меры при смене направления тока, В;

R - значение сопротивление катушки электрического сопротивления Р321, Ом; ро - магнитная постоянная, равная 4л? 10"⁷ Гн/м.

• 8.3.1.5 Провести не менее 3-х измерений индукции (напряженности) магнитного поля соответствующих началу, середине и концу диапазона измерений тесламетра.

• 8.3.2 Относительную погрешность измерения индукции (напряженности) постоянного магнитного поля для диапазона от 0 до 50 мТл рассчитывают по формуле

где 8_от - максимальное значение отклонения измеренного значения индукции (напряженности) постоянного магнитного поля Вт (Нт) от расчетного Вр (Нр), %, определенное по формулам:

где 8_и - относительная погрешность вольтметра, %;

3_R - относительная погрешность катушки электрического сопротивления, %;

8_С0Л - значение неоднородности меры магнитной индукции, %.

• 8.3.3 Определение относительной погрешности измерений индукции (напряженности) постоянного магнитного поля в диапазоне более 50 мТл

• 8.3.3.1 Подключить электромагнит к источнику постоянного тока.

В зазор электромагнита поместить датчик тесламетра и датчик измерителя магнитной индукции Ш1-9 один над другим так, чтобы линии индукции магнитного поля были расположены перпендикулярно плоскостям датчиков, причем вертикальная ось чувствительных элементов обоих датчиков совпадала.

• 8.3.3.2 Регулируя значения тока в обмотках электромагнита, установить в рабочей зоне электромагнита по тесламетру значения магнитной индукции (напряженности) (Вт, мТл /Нт А/м) соответствующую началу диапазона измерений тесламетра. Снять показания тесламетра и измерителя магнитной индукции Ш1-9 (Bpi, мТл).

• 8.3.3.3 Изменить направление индукции магнитного поля на противоположное, добиться на тесламетре значения Вт и снять показания тесламетра и измерителя магнитной индукции Ш1-9 (Вр₂,мТл).

• 8.3.3.4 Рассчитать среднее значение магнитной индукции в электромагните в двух направлениях магнитного поля по формуле

в_г--,                                       (5)

где Bpi - значение магнитной индукции, измеренное с помощью измерителя магнитной индукции Ш1-9 при первичном направлении тока, мТл;

Вр2 - значение магнитной индукции, измеренное с помощью измерителя магнитной индукции Ш1-9 при смене направления тока, мТл.

• 8.3.3.5 Напряженность магнитного поля рассчитать по формуле

Н_Р=\                     (6)

где Вр - значение индукции магнитного поля в мере, мТл;

цо - магнитная постоянная, равная 4л-10"⁷ Гн/м.

• 8.3.3.6 Провести не менее 3-х измерений индукции (напряженности) магнитного поля соответствующих началу, середине и концу диапазона измерений тесламетра.

• 8.3.4 Относительную погрешность измерения индукции (напряженности) постоянного магнитного поля для диапазона более 50 мТл рассчитывают по формуле

• 5 = 1,1-^+^+^,,                       (7)

где 8_от - максимальное значение отклонения измеренного значения индукции (напряженности) постоянного магнитного поля Вт (Нт) от расчетного Вр (Нр\ %, определенное по формуле (4);

” относительная погрешность измерителя магнитной индукции Ш1-9, %;

8^ ~ значение неоднородности электромагнита, %.

• 8.3.5 Полученные значения относительной погрешности измерения индукции постоянного магнитного поля для тесламетров FH 54 и FH 55 в диапазоне (3-10’³ - 2,0) Тл должны быть в интервале ±1,5 %, для тесламетров FH 51 в диапазоне (2-1 О'⁴ - 2,0) Тл должны быть в интервале ±3,0 %.

Полученные значения относительной погрешности измерения напряженности постоянного магнитного поля для тесламетров FH 54 и FH 55 в диапазоне (2,4 - 1600) кА/м должны быть в интервале ± 1,5 %, для тесламетров FH 51 в диапазоне (16 - 1600) кА/м должны быть в интервале ± 3,0 %.

• 8.4.1 Меру магнитной индукции подключить к источнику переменного тока. Датчик тесламетра поместить в геометрический центр меры так, чтобы ось датчика (направление измерения) была соосна с мерой.

• 8.4.2 Регулируя ток в обмотках меры с помощью источника напряжения и тока установить в мере индукцию (напряженность) магнитного поля (Вт, мТл / Нт, А/м), соответствующую началу диапазона измерений тесламетра. Контроль индукции магнитного поля в мере осуществлять с помощью тесламетра. Одновременно с помощью вольтметра зафиксировать значение напряжения (тока) в обмотках меры (U, В).

• 8.4.3 Рассчитать значение индукции (напряженности) магнитного поля в мере по формулам:

В_Р =/1₀-К~-10³ р п _R

Н_Р=К-—, ^Р R

где (7-значение напряжения в обмотках меры, В.

• 8.4.4 Провести не менее 3-х измерений индукции (напряженности) переменного магнитного поля соответствующих началу середине и концу диапазона показаний тесламетра.

• 8.4.5 Относительную погрешность измерения индукции (напряженности) переменного магнитного поля рассчитывают по формуле (3).

• 8.4.6 Полученные значения относительной погрешности измерения индукции переменного магнитного поля для тесламетров FH 54 и FH 55 в диапазоне (3-10'³ - 2,0) мТл должны быть в интервале ± 2,0 %, для тесламетров FH 51 в диапазоне (2-W⁴ - 2,0) мТл должны быть в интервале ± 3,5 %.

Полученные значения относительной погрешности измерения напряженности переменного магнитного поля для тесламетров FH 54 и FH 55 в диапазоне (2,4 - 1600) кА/м должны быть в интервале ± 2,0 %, для тесламетров FH 51 в диапазоне (16 - 1600) кА/м должны быть в интервале ± 3,5 %.

8. 5.1 Измерения индукции (напряженности) импульсного магнитного поля (одиночный импульс) проводят в рабочей зоне соленоида установки импульсного намагничивания (далее -установка).

• 8.5.2 Датчик тесламетра помещают в геометрический центр рабочей зоны соленоида так, чтобы ось датчика (направление измерения) была соосна с соленоидом.

• 8.5.3 С помощью установки в рабочей зоне соленоида создают одиночный импульс магнитного поля известной амплитуды и снимают показания тесламетра.

• 8.5.4 Провести не менее 3-х измерений индукции (напряженности) единичного импульса магнитного поля соответствующих началу середине и концу каждого диапазона.

• 8.5.5 Относительную погрешность измерения индукции (напряженности) единичного импульса магнитного поля рассчитывают по формуле

  

(10)

где З_от - максимальное значение отклонения измеренного значения индукции (напряженности) постоянного магнитного поля Вт (Нт) от расчетного В_Р (Нр), %, определенное по формуле (4);

В_уст - относительная погрешность установки импульсного намагничивания,%.

• 8.5.6 Полученные значения относительной погрешности измерения индукции единичного импульса магнитного поля_для тесламетров FH 54 и FH 55 должны быть в интервале ±5 %, для тесламетров FH 51 должны быть в интервале ±6,5 %.

Полученные значения относительной погрешности измерения напряженности единичного импульса магнитного поля для тесламетров FH 54 и FH 55 должны быть в интервале ± 5 %, для тесламетров FH 51 должны быть в интервале ± 6,5 %.

• 9.1 Результаты поверки заносят в протокол поверки, рекомендуемая форма протокола поверки приведена в приложении А к настоящей МП.

• 9.2 Положительные результаты поверки оформляют согласно Приказу Минпромторга №1815 выдачей свидетельства о поверке. В свидетельстве дополнительно указывают номера датчиков, режимы измерения и диапазоны, в которых проводилась поверка.

• 9.3 Отрицательные результаты поверки тесламетров оформляют согласно Приказу Минпромторга №1815 выдачей извещения о непригодности с указанием причины непригодности, свидетельство о предыдущей поверке аннулировать.

• 9.4 Знак поверки наносят на свидетельство о поверке.

Исполнители:

Приложение А (обязательное)

Форма протокола поверки (рекомендуемая)

Протокол поверки № от__________

(первичная, периодическая)

(ненужное зачеркнуть)

• 1) Наименование и тип Измеритель напряженности магнитного поля Gauss- / Teslameter FH

• 2) Заводской номер____________

• 3) Изготовитель «Magnet-Physik Dr. Steingroever GmbH», Германия

• 4) Принадлежит__________________________________________________’______

• 5) ’Номер по Госреестру__

• 6) Документ на поверку МП 84-261-2015 «ГСП. Измерители напряженности магнитного поля Gauss- / Teslameter FH. Методика поверки».

• 7) Предыдущая поверка

Дата____________________________________Знак поверки______________________

• 8) Метрологические характеристики:

• 9) Средства измерений, используемые при поверке:

• 10) Условия проведения поверки: температура окружающего воздуха ____°C, относительная влажность воздуха______%, атмосферное давление______кПа, напряжение питающей

. сети______В, частота питающей сети ' Гц.

• 11) Результаты поверки

Результаты внешнего осмотра, комплектности и маркировки соответствуют, не соответствуют (ненужное зачеркнуть)

требованиям п.8.1 МП.

Результаты опробования соответствуют, не соответствуют требованиям п.8.2 МП.

(ненужное зачеркнуть)

Результаты определения относительной погрешности измерений индукции и напряженности . магнитного поля

Таблица 1 - Результаты определения относительной погрешности измерений индукции и напряжен-ности постоянного магнитного поля в диапазоне от 0 до 50 мТл

Таблица 2-Результаты определенияотносительной погрешности измерений индукции и напряжен-ности постоянного магнитного поля в диапазоне более 50 мТл

Таблица 3 - Результаты определения относительной погрешности измерении индукции и напряженности переменного магнитного поля

Таблица 4 - Результаты определения относительной погрешности измерений амплитудного значения индукции и напряженности единичного импульсамагнитного поля               i

Результаты определения относительной погрешности измерений индукции и напряженности * магнитного поля соответствует, не соответствует требованиям п.8.3 и п.8.4 МП.

(ненужное зачеркнул»)

I Измеритель напряженности магнитного поля Gauss- / Teslameter FH______зав. №_____

соответствует, не соответствует требованиям МП.

(ненужное зачеркнуть)

Измеритель напряженности магнитного поля Gauss- / Teslameter FH______зав. №_____

поверен в диапазонах измерений величин, указанных в описании типа.

Выдано свидетельство о поверке (извещение о непригодности)

№_____________от «___»_____________20___г.

*• * Поверку проводил _______________ ___________________________

¹                                       (подпись)                                          (инициалы, фамилия)

Дата поверки «_____»_________________20___г.

Организация, проводящая поверку_____________________________

12