Методика поверки «ГСИ. УСТАНОВКИ ПОВЕРОЧНЫЕ АУРС-М» (МП 0514-1-2016)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии»

Государственный научный метрологический центр

ФГУП «ВНИИР»

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель директора

по научной работе-

В.А. Фафурин

2016 г.

ИНСТРУКЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений

УСТАНОВКИ ПОВЕРОЧНЫЕ АУРС-М

Методика поверки

МП 0514-1-2016 г. Казань

2016 г.

Настоящая инструкция распространяется на установки поверочные АУРС-М (далее -установки), предназначенные для воспроизведения и измерения объемного расхода и объема газа при поверке и калибровке ультразвуковых, диафрагменных, ротационных, турбинных, вихревых расходомеров и счетчиков газа, а также ротаметров, аспираторов и устройств пробоотборных.

Настоящая инструкция устанавливает методику первичной и периодической поверок. Интервал между поверками- 2 года.

При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр (п. 6.1);

• - опробование (п. 6.2);

• - определение метрологических характеристик (п. 6.3);

• - оформление результатов поверки (п. 7).

• 2.1 При проведении поверки установок применяют следующие средства поверки:

• - рабочий эталон 3-го разряда по ГОСТ Р 8.840-2013 в диапазоне абсолютного давления от 0 до 130 кПа;

• - рабочий эталон 3-го разряда по ГОСТ Р 8.802-2012 в диапазоне избыточного давления от 0 до 2,5 кПа;

• - рабочий эталон 3-го разряда по ГОСТ 8.558-2009 в диапазоне температуры от плюс 15 до плюс 25 °C;

- эталон 2-го разряда по ГОСТ 8.022-91 в диапазоне силы электрического постоянного тока от 0 до 25 мА;

-частотомер электронный счетный ЧЗ-86А (регистрационный номер 45245-10), номинальное значение частоты внутреннего кварцевого генератора 10 МГц, пределы допускаемой относительной погрешности по частоте кварцевого генератора за 12 месяцев по истечении времени установления рабочего режима ±2ТО’⁷ %.

• 2.2 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

• 3.1 При проведении поверки соблюдают требования:

• - правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей;

• - правил безопасности при эксплуатации средств поверки, приведенных в их эксплуатационных документах;

• - инструкций по охране труда, действующих на объекте.

К проведению поверки допускаются лица, изучившие настоящую инструкцию, руководство по эксплуатации установок и прошедшие инструктаж по технике безопасности.

К средствам поверки и используемому при поверке оборудованию обеспечивают свободный доступ.

• 3.2 Освещенность должна обеспечивать отчетливую видимость применяемых средств поверки, снятие показаний с приборов.

• 3.3 Подключение средств поверки к установке и её составным частям проводится в соответствии с эксплуатационными документами средств поверки и установки.

• 4.1 При поверке соблюдают следующие условия:

- температура окружающего воздуха

• - относительная влажность воздуха

  от 30 % до 80 %; от 84 до 106 кПа.

• - атмосферное давление

• 4.2 Измеряемая среда - воздух.

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• - проведение градуировки измерительных каналов абсолютного давления, дифференциального давления, температуры, относительной влажности и объемного расхода (ультразвуковых преобразователей малых расходов для модификации АУРС-М-65-Р) в соответствии с приложениями Г и Д руководства по эксплуатации установки;

• - подготовка к работе установки и средств поверки в соответствии с эксплуатационными документами на них;

-проверка наличия действующих сертификатов о калибровке критических сопел с относительной расширенной неопределенностью не более 0,25%.

• 6.1 Проводят проверку соответствия внешнего вида, комплектности и маркировки требованиям эксплуатационных документов путем внешнего осмотра.

Результат проверки считают положительным, если:

• - комплектность соответствует, указанной в паспорте;

• - на установке отсутствуют механические повреждения, препятствующие ее применению;

• - номер установки, маркировка и основные характеристики, указанные на шильдике, соответствуют данным, приведенным в паспорте;

• - имеется действующее свидетельство о поверке на измеритель влажности и температуры ИВТМ-7;

• - надписи и обозначения на установке и шильдике четкие и соответствуют требованиям технического описания.

• 6.2 Опробование

  • 6.2.1 Опробование установки проводят вместе с установленными на ней счетчиками путем создания в ней рабочего расхода воздуха, руководствуясь требованиями руководства по эксплуатации на установку, в следующем объеме:

• - проверяют возможность воспроизведения объемного расхода воздуха в заданных точках;

• - проверяют работоспособность первичных измерительных преобразователей;

• - проверяют работоспособность системы снятия показаний с поверяемых счетчиков;

• - проверяют работоспособность системы подсчета импульсов, поступивших от поверяемого счетчика, путем подачи на вход установки секундных импульсов от частотомера электронного счетного.

При опробовании установки модификации АУРС-М-65-Р дополнительно выполняют следующее:

• - в соответствии с руководством по эксплуатации переводят установку в режим поверки ротаметров;

• - подсоединяют ротаметр к установке;

• - убеждаются в плавности движения поплавка ротаметра при регулировании расхода и в индикации измеренного расхода на экране монитора.

Результаты опробования считают положительными, если выполняются требования эксплуатационных документов на установку.

• 6.2.2 Проверка программного обеспечения.

Проводят проверку идентификационных данных программного обеспечения, путем сравнения их с данными, указанными в паспорте. Для индикации идентификационных данных в основном окне программы выбирают вкладку «Сервисы» / «О программе». После чего на экране появится информация о наименовании, номере версии и контрольной сумме программного обеспечения.

Результат проверки программного обеспечения считают положительным, если идентификационные данные соответствуют указанным в паспорте.

• 6.3 Определение метрологических характеристик

  • 6.3.1 Определение относительной погрешности измерения абсолютного давления производят в следующей последовательности:

а) подключают первичный измерительный преобразователь абсолютного давления к эталону давления и задают последовательно следующие значения абсолютного давления, P_oj, 80 кПа, 100 кПа, 130 кПа для преобразователя абсолютного давления канала 1 или 20 кПа, 60 кПа, 100 кПа для канала 2.

Задание давления в каждой j-й точке осуществляют не менее 3-х раз по прямому и обратному ходу. Время измерения каждого ji-ro наблюдения должно быть не менее 30 с. Показания канала измерения давления регистрируют на дисплее и за результат наблюдений в каждой j-й точке принимают значение, наиболее отличающееся от заданного эталонного давления (P_Jmax);

б) вычисляют для каждого j-го режима относительную погрешность измерения по формуле

max

в) в качестве относительной погрешности измерений давления принимают максимальное значение 3_Р], %.

Полученные результаты считают положительными, если значения погрешности не превышают ±0,2 % для канала 1 или ±0,5 % для канала 2.

• 6.3.2 Определение абсолютной погрешности измерения дифференциального давления производят в следующей последовательности:

а) устанавливают все первичные измерительные преобразователи дифференциального давления к коллектору (от 1 до 7 в зависимости от комплектности установки), подключают

ДР₀, коллектор к эталону давления и задают последовательно значения перепада давления, ^J, равные: 0 Па, 100 Па, 500 Па, 1000 Па.

Задание режимов в каждой J-й точке осуществляют не менее 3-х раз по прямому и обратному ходу. Время измерения каждого Ji-ro наблюдения должно быть не менее 30 с.

Показания измерительного канала дифференциального давления регистрируют на дисплее и выдают на печать. За результат наблюдений в каждой j-й точке принимают значение, наиболее отличающееся от заданного эталонного дифференциального давления, &P_jmax, кПа;

б) вычисляют для каждого j-го режима абсолютную погрешность измерения по формуле

А др, ⁷ ^Pjmax ~^0j                                     (2)

в) в качестве абсолютной погрешности измерения дифференциального давления принимают максимальное значение Д_д/7.

Полученные результаты считают положительными, если значения погрешности не превышают ± (10 + 0,01 ДР) Па.

• 6.3.3 Определение абсолютной погрешности измерения температуры

Определение абсолютной погрешности измерения температуры проводят в следующей последовательности:

а) устанавливают преобразователь температуры в водяной термостат и задают последовательно значения температуры toj, равные 15 °C; 20 °C; 25 °C.

Измерения осуществляют не менее трех раз. Время измерений каждого /-го наблюдения должно быть не менее 30 с Показания измерительного канала температуры регистрируют на дисплее и выдают на печать.

б) по результатам наблюдений вычисляют абсолютную погрешность измерения температуры, &*>, °C, по формуле

За результат наблюдений в каждой у-й точке принимают значение, наиболее отличающееся от заданной эталонной температуры;

в) в качестве абсолютной погрешности измерения температуры принимают максимальное значение Д(_у.

Полученные результаты считают положительными, если значения абсолютной погрешности не превышают ± 0,2 °C.

• 6.3.3 Определение преобразования входного аналогового сигнала силы постоянного тока (от 4 до 20 мА) в значение относительной влажности

Отключают измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 и к соответствующему каналу подключают эталон единицы силы постоянного электрического тока, установленный в режим имитации сигналов силы постоянного тока (от 4 до 20 мА), в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Устанавливают электрический сигнал силы постоянного тока, соответствующий значениям влажности. В качестве реперных точек принимают точки 4; 8; 12; 16; 20 мА, значения которых в единицах влажности равны 0 %; 24,75 %; 49,5 %; 74,25 %, 99 % соответственно, , %

в) показания измерительного канала влажности регистрируют на дисплее, за результат наблюдений в каждой у-й точке принимают значение, наиболее отличающееся от заданного значения влажности, ф_)иы, %;

г) по результатам измерений рассчитывают абсолютную погрешность преобразования входного аналогового сигнала силы постоянного тока (от 4 до 20 мА) в значение относительной влажности в каждойу-й точке, Д^_у, %, по формуле:

(4)

Результаты по данному пункту методики поверки считают положительными, если значения абсолютной погрешности преобразования входного аналогового сигнала силы постоянного тока (от 4 до 20 мА) в значение относительной влажности не превышают ±0,5 % относительной влажности.

• 6.3.4 Определение относительной погрешности измерения интервала времени Определение погрешности измерения интервала времени проводят в следующей последовательности:

• - к импульсному входу установки подключают частотомер электронный счетный ЧЗ-86А (выход генератора частоты со значением 1 Гц);

• - в меню программы выбирают вкладку «База данных» / «Поверка счетчиков», затем выбирают тип счетчика «Тест»;

-устанавливают параметры режима 200, 100, 50 и задают количество импульсов 200, 100, 50;

• - открывают кран К2 и запускают режим «Поверка»;

• - в папке TechReports программы в файле технического протокола считывают время

накопления заданного количества импульсов для каждого набора импульсов.

Относительную погрешность измерения интервала времени 8_Т, %, вычисляют по формуле

J_r=^—^-100,                             (5)

^TOij

где          _ время накопления заданного количества импульсов, измеренное установкой,

с;

т_оу _ время прохождения секундных импульсов частотомера электронного счетного ЧЗ-86А, с.

Результаты считают положительными, если относительная погрешность измерения интервала времени не превышает ±0,01 %.

• 6.3.5 Определение относительной погрешности измерения объема (объемного расхода) воздуха

Относительную погрешность измерения объема (объемного расхода) воздуха , %, рассчитывают по формуле

плотностей воздуха перед соплом и поверяемым средством измерений, %.

Относительную погрешность определения объемного расхода воздуха, приведенного к температуре 20 °C и относительной влажности 60 %, через Лое критическое сопло принимают равным значению, приведенному в сертификате о калибровке (принимается равной ±0,25 %).

Относительную погрешность определения коэффициента, учитывающего зависимость объемного расхода через сопла от температуры воздуха перед ним, 8_К ,%, рассчитывают по формуле (7) или принимают равной ±0,034 %

8_К =0,5--

Относительную погрешность определения коэффициента, учитывающего зависимость объемного расхода через сопла от относительной влажности, <5^, %, принимают равной ±0,00013 % или вычисляют, учитывая сложную математическую взаимосвязь через конечные приращения аргументов Y(P,T,(p) и функции F(K₉). В качестве крайних значений приращений аргументов задают их абсолютные погрешности и вычисляют значение функции. Методом перебора крайних значений аргументов находят наибольшее отклонение функции от ее значения при номинальных значениях аргументов, которое принимается как границы допускаемой относительной погрешности определения коэффициента K_v.

Пределы относительной погрешности определения коэффициента, учитывающего зависимость объемного расхода через критические сопла от отношения плотностей воздуха перед соплом и поверяемым средством измерений, 8_К , вычисляют по формуле

^где \    ~ относительная погрешность измерения абсолютного давления, %;

Ддр ^_ абсолютная погрешность измерения перепада давления, кПа.

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения объема воздуха, 8_V , %, вычисляют по формуле

где 8_q - относительная погрешность измерения объемного расхода воздуха в рабочих условиях, %;

^_ относительная погрешность измерения интервала времени, %.

Результаты поверки считают положительными, если рассчитанные пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений объема воздуха в рабочих условиях не превышают ±0,3 %.

6.3.7 Определение относительной погрешности измерения объема (объемного расхода) воздуха ультразвуковыми преобразователями малых расходов (для модификации АУРС-М-65-Р).

Поверку проводят путем сличения показаний установки измеренного расхода воздуха с помощью критических сопел и ультразвуковых преобразователей малых расходов. Измерения проводят не менее чем в семи точках диапазона измерения объемного расхода каждого ультразвукового преобразователя малых расходов, равномерно распределенных по всему рабочему диапазону измерения объемного расхода. Измерение в каждой точке объемного расхода повторяют не менее пяти раз.

Рассчитывают калибровочный коэффициент в /-той точке объемного расхода при у-том измерении, KF, по формуле

^=7^                        (17)

где Q - объемный расход, измеренный ПУ в z-той точке объемного расхода приу-том измерении, приведенный к условиям измерений расходомером, м³/ч;

Q_v - объемный расход, измеренный расходомером в /-той точке объемного расхода приу-том измерении, м³/ч.

Рассчитывают среднее арифметическое значение результатов определений калибровочных коэффициентов в /-той точке объемного расхода, KF_t, по формуле

KF,=^_KF                       (18)

п J_=l

где п - количество измерений в /-ой точке.

Рассчитывают среднее квадратическое отклонение среднего арифметического в /-ой точке объемного расхода, , %, по формуле

(19)

7=1___________________

/7-1

Сравнивают критерии Граббса, рассчитанные по формулам (21) и (22), с теоретическими значениями критерия Граббса, G_T, (таблица критических значений критерия Граббса приведена в Приложении Б);

если G_it >G_tto KF_MAXi исключают как маловероятное значение, если G_2i >G_rro KF_MI№ исключают как маловероятное значение;

если б^буто KF_MAXi не считают промахом и оставляют, если (7₂, < <7_гто KF_MNi не считают промахом и оставляют;

Повторяют операции с учетом исключенных KF_y и процедуру проверки наличия грубых погрешностей до исключения всех грубых погрешностей.

Рассчитывают доверительные границы (без учета знака) случайной составляющей погрешности в z-той точке объемного расхода, £_i, %, по формуле

(22)

где t - коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности 0,95 и количеству измерений в z-ой точке, находят по Приложению А.

Рассчитывают относительную погрешность измерений объема (объемного расхода) воздуха ультразвуковыми преобразователями малых расходов в z-той точке объемного расхода, 8_Qj, %, по формуле

где         - неисключенная систематическая погрешность (принимается равной пределам

относительной погрешности установки, при измерении с помощью критических сопел ±0,3%), %.

Результаты считают положительными, если относительная погрешность измерения объема (объемного расхода) воздуха ультразвуковыми преобразователями малых расходов не превышает ±0,5 %.

• 7.1 Результаты поверки оформляют в виде протокола произвольной формы с указанием диапазонов измерения объемного расхода, давления, перепада давления, температуры. Диапазон измерения объемного расхода определяется набором применяемых критических сопел.

• 7.2  При положительных результатах поверки на установку выписывается свидетельство о поверке в соответствии с приказом Минпромторга России № 1815 от 02 июля 2015 г. «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке». Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

На оборотной стороне свидетельства о поверке указывается:

• - диапазон измерений;

• - пределы допускаемой погрешности.

• 7.3 Отрицательные результаты поверки установки оформляют в соответствии с приказом Минпромторга России № 1815 от 02 июля 2015 г. «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке». При этом свидетельство аннулируется, клеймо гасится. Выписывают извещение о непригодности к применению установки с указанием причин непригодности.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95 и количестве измерений

п-1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Критические значения для критерия Граббса при количестве измерений п согласно

ГОСТ Р 8.736-2011.

Таблица Б.1 - Критические значения (37 для критерия Граббса

12 из 12