Методика поверки «ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ТПУ 0304» (МП 207.1-009-2017)

УТВЕРЖДАЮ

В.М. Окладников

г.

Иванникова Щ 2018 г.

метрологии «ВНИИМС»

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ

Методика поверки

с изменением № 1 г. Москва, г. Зеленоград 2018 г.

• 1 Область применения

• 2 Операции поверки

• 3 Средства поверки

• 4 Требования безопасности

• 5 Условия поверки и подготовка к ней

• 6 Проведение поверки

• 7 Оформление результатов поверки

ПРИЛОЖЕНИЕ А Схемы электрические соединений

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на термопреобразователи универсальные ТПУ 0304 (далее - термопреобразователи), предназначенные для измерений и непрерывного преобразования температуры твердых, жидких, газообразных и сыпучих веществ, в унифицированный токовый выходной сигнал и (или) цифровой сигнал HART-протокола, или цифровой сигнал интерфейса RS-485 с протоколом обмена MODBUSRTU, и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

В зависимости от схемно-конструктивного построения термопреобразователи имеют исполнения:

• - ТПУ 0304/MI с унифицированным токовым выходным сигналом;

• - ТПУ 0304/М1-Н, ТПУ 0304/М2-Н с унифицированным токовым выходным сигналом, совмещённым с цифровым выходным сигналом HART-протокола;

• - ТПУ 0304/M3-MB с цифровым выходным сигналом RS-485 с протоколом обмена MODBUSRTU.

• 1.2 Настоящая методика поверки может быть применена при калибровке термопреобразователей.

• 1.3 Интервал между поверками:

• - 4 года;

• - 6 месяцев - для ТП с верхним пределом диапазона измерений св. плюс 1100 °C;

• - 2 года - для ТС с верхним пределом диапазона измерений св. плюс 350 °C и нижним пределом ниже минус 60 °C; для ТП с верхним пределом диапазона измерений св. плюс 850 до плюс 1100 °C включ. и нижним пределом ниже минус 50 °C;

• - 5 лет - для ТС с НСХ «Ptl00» и диапазоном измерений от минус 60 до плюс 350 °C включ.; для ТП с НСХ типа «N» и диапазоном измерений от минус 50 до плюс 850 °C.

• 1.4 (Исключен. Изм.1)

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

  • 2.1 При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Операции поверки

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

  • 3.1 При проведении поверки применяют основные и вспомогательные средства поверки, указанные в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Средства поверки

Продолжение таблицы 3.1

Продолжение таблицы 3.1

Продолжение таблицы 3.1

(Измененная редакция, Изм. № 1)

• 4.1 При поверке термопреобразователей выполняют требования техники безопасности, изложенные в документации на применяемые средства поверки и оборудование.

• 5.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

  20±5;

  от 30 до 80;

  от 84,0 до 106,7 (от 630 до 800);

  24,00±0,48 или 36,00 ± 0,72;

  24,00± 0,48.

• 1) температура окружающего воздуха ,°С

• 2) относительная влажность воздуха, %

• 3) атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)

• 4) напряжение питания, В, для:

• - ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/MI-Н, ТПУ 0304/MI-Н

• - ТПУ 0304/M3-MB

Внешние электрические и магнитные поля должны отсутствовать или находиться в пределах, не влияющих на работу термопреобразователей.

Поверяемые термопреобразователи и используемые средства поверки должны быть защищены от ударов, вибраций, тряски, влияющих на их работу.

• 5.2 Операции, проводимые со средствами поверки и с поверяемыми термопреобразователями, должны выполняться в соответствии с указаниями, приведенными в эксплуатационной документации.

• 5.3 Требования к квалификации поверителей

  • 5.3.1 К проведению поверки допускается персонал обученный правилам техники безопасности при работе с термопреобразователями, изучивший эксплуатационную документацию на термопреобразователи, используемые СИ и оборудование, прошедший инструктаж по технике безопасности.

• 5.4 Перед проведением поверки выполняют следующие подготовительные работы:

  • 5.4.1 Термопреобразователи выдерживают в условиях, установленных вп. 5.1 1)...5.1 3) в течение 4 ч.

  • 5.4.2 Средства поверки подготавливают к работе в соответствии с эксплуатационной документацией.

  • 5.4.3 Протирают погружаемые части термопреобразователя ректифицированным техническим спиртом (ГОСТ Р 55878-2013).

• 6.1 Внешний осмотр

  • 6.1.1 При внешнем осмотре устанавливают отсутствие механических повреждений, правильность маркировки, проверяют комплектность.

При наличии дефектов покрытий, влияющих на работоспособность термопреобразователей, несоответствия комплектности, маркировки определяют возможность дальнейшего применения термопреобразователей.

• 6.1.2 У каждого термопреобразователя проверяют наличие паспорта с отметкой ОТК.

• 6.2 Опробование

  • 6.2.1 Опробование ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/MI-Н, ТПУ 0304/М2-Н, ТПУ 0304/M3-MB с заводскими установками

    • 6.2.1.1 Подключают ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/MI-Н, ТПУ 0304/М2-Н к калибратору-измерителю унифицированных сигналов прецизионному «ЭЛЕМЕР-ИКСУ-2012» (далее -ИКСУ) (или источнику питания постоянного тока БП 96/24 и ИКСУ) по схемам, приведенным на рисунках A.l, А.2, А.З, А.4; ТПУ 0304/M3-MB - к источнику питания и ПК в соответствии с рисунком А. 5 Приложения А.

    • 6.2.1.2 Помещают термопреобразователь в льдо-водяную смесь и выдерживают при температуре О °C не менее 30 мин или помещают термопреобразователь в калибратор или термостат при температуре, соответствующей Тн, если она отличается от 0 °C, и выдерживают в течение не менее 30 мин.

    • 6.2.1.3 С помощью ИКСУ измеряют выходной ток Лых/ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/MI-Н, ТПУ 0304/М2-Н.

    • 6.2.1.4 Основную приведенную погрешность у рассчитывают по формулам:

- для ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/MI-Н, ТПУ 0304/М2-Н

(^_2^)._{100 0/ (6 1)}

- для ТПУ 0304/M3-MB

(Т -Т )

/ = —--^-100 % ,

(Т_в-т_н)

где 1выхл - измеренное значение унифицированного выходного сигнала, мА;

1расч. - расчетное значение унифицированного выходного сигнала, определяемое по формуле (6.3) и соответствующее температуре 0 °C, мА;

1н, 1в - нижний и верхний пределы унифицированного выходного сигнала, мА; значение измеряемой температуры, °C;

температура льдо-водяной смеси или температура, установленная в Ti - калибраторе или термостате, °C;

Топр - нижний и верхний пределы измерений температуры, °C.

Тн,Тв-

U В 1 н)

Рассчитанные по формулам (6.1), (6.2) значения основной приведенной погрешности у не должны превышать предела допускаемой основной приведенной погрешности.

• 6.3 Проверка электрической прочности изоляции

  • 6.3.1 Проверку электрической прочности изоляции производят на установке

GPI-745A, позволяющей поднимать напряжение плавно или равномерно ступенями, не превышающими 10 % испытательного напряжения.

Испытательное напряжение следует повышать плавно, начиная с нуля или со значения, не превышающего номинального напряжения цепи до испытательного в течении 5 - 10 с, но не более 30 с.

Погрешность измерения испытательного напряжения не должны превышать ±5 %.

Испытательное напряжение прикладывают между:

• - контактами цепи питания и корпусом (для ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/М1-Н, ТПУ 0304Ех/М2-Н - 500 В);

• - контактами цепи питания и корпусом (для ТПУ 0304/М2-Н - 130 В), контактами цепи питания, интерфейсных цепей и корпусом (для ТПУ 0304/M3-MB - 130 В).

Термо преобразователи выдерживают под действием испытательного в течение 1 мин. Затем напряжение плавно снижают до нуля или значения, не превышающего номинальное, после чего испытательную установку отключают.

Изоляция цепей термопреобразователей должна выдержать полное испытательное напряжение без пробоев и поверхностного перекрытия.

• 6.4 Проверка электрического сопротивления изоляции

  • 6.4.1 Проверку электрического сопротивления изоляции цепей термопреобразователей производят мегаомметром Ф4102/1-1М (GPI-745A) или другим прибором для измерения электрического сопротивления с рабочим напряжением не более 100 В и погрешностью не более 20 %.

Отсчет показаний производят по истечении 1 мин после приложения напряжения между контактами для подсоединения напряжения и корпусом.

Сопротивление изоляции не должно быть менее 20 МОм.

• 6.5 Определение основной приведенной погрешности

  • 6.5.1 Основную приведенную погрешность термопреобразователей определяют в точках, соответствующих 0 (5), 25, 50, 75 и 85 % (или 95 %) диапазона измерений.

  • 6.5.2 Помещают первичный преобразователь термопреобразователя в калибратор, термостат или печь на глубину, соответствующую длине монтажной части или на глубину не менее 250 мм для КТ-1100 и не менее 160 мм для «ЭЛЕМЕР-КТ-150К/М1» («ЭЛЕМЕР-КТ-150К/М1И», «ЭЛЕМЕР-КТ-500К/М1», «ЭЛЕМЕР-КТ-500К/М1И», («ЭЛЕМЕР-КТ-650К/М1»), для термостата - на глубину монтажной части термопреобразователя или, если длина монтажной части более 250 мм - на глубину не менее 250 мм.

  • 6.5.3 Устанавливают в калибраторе, термостате или печи температуру, указанную в

п. 6.5.1.

После выхода калибратора, термостата или печи на заданную температуру, выдерживают термопреобразователи, при данной температуре в течение не менее 30 мин.

Температуру в термостате или печи измеряют с помощью эталонного термометра сопротивления или преобразователя термоэлектрического.

• 6.5.4 Выходной ток 1_выхл ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/М1-Н, ТПУ 0304/М2-Н измеряют с помощью ИКСУ или АСПТ.

• 6.5.5 Определяют измеряемую температуру 7} ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/М1-Н, ТПУ 0304/М2-Н по формуле

  

  (Лых,|      )

где 1выхл - измеренное значение унифицированного выходного сигнала, соответствующее измеряемой температуре Т, мА;

1н, 1в - нижний и верхний пределы унифицированного выходного сигнала, мА; Тн,Тв - нижний и верхний пределы измерений температуры, °C.

Значение температуры, измеренное ТПУ 0304/M3-MB, отображается на мониторе ПК.

• 6.5.6 Основную приведенную погрешность /вычисляют по формуле

Г = ^5^-100%,                     (6.5)

где Tt - значение температуры, рассчитанное по формуле (6.4) и/или отображенное на индикаторе ТПУ 0304/М2-Н и/или на мониторе ПК при поверке ТПУ 0304/М1-Н, ТПУ-0304/М2-Н по HART-сигналу или отображенное на мониторе ПК при поверке ТПУ 0304/M3-MB, °C;

Т_э - температура в калибраторе, термостате или печи, °C.

Примечание - Допускается основную приведенную погрешность определять в двух точках, соответствующих 0 (5) и 95 % диапазона измерений для ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/MI-Н, ТПУ 0304/М2-Н с первичными преобразователями типа ТС и в трех точках, соответствующих 0 (5), 50, 95 % диапазона измерений температуры для ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/MI-Н, ТПУ 0304/М2-Н с первичными преобразователями типа ТП, при предварительной проверке нелинейности ИП 0304/MI, ИП 0304/MI-Н, ИП 0304/М2-Н с помощью ИКСУ с допускаемым отклонением не более 0,5 от основной приведенной погрешности ТПУ 0304/MI, ТПУ 0304/М1-Н, ТПУ 0304/М2-Н.

Нелинейность ИП 0304/MI, ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н проверяют при определении основной приведенной погрешности по методике п. 6.5.8.

• 6.5.7 Проверка нелинейности ИП 0304/MI, ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н

  • 6.5.7.1 Для проверки нелинейности ИП 0304/MI, ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н при работе с входными сигналами от ТС выполняют следующие операции:

• 1) ИКСУ подготавливают к работе в режиме эмуляции температур, соответствующих входным сигналам от ТС, например, с НСХ PtlOO, и подключают его ко входам ИП 0304/MI, по трехпроводной схеме, приведенной на рисунке А.1, ко входам ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н по трехпроводной схеме, приведенной на рисунке А.З Приложения А.

• 2) Задают с помощью ИКСУ эмулируемое (действительное Та) значение температуры, равное 5 % диапазона измерений, и производят измерение выходного токового сигнала термопреобразователя при помощи ИКСУ.

• 3) Определяют температуру 7} в поверяемой точке по формуле (6.4).

• 4) Рассчитывают значение абсолютной погрешности АТ как разность измеренного 7) и действительного Та значений температуры в поверяемой точке по формуле:

АТ = К-Та,                        (6.6)

где Ti - значение температуры, рассчитанное по формуле (6.4) и/или отображенное на индикаторе ИП 0304/М2-Н и/или на мониторе ПК при поверке ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н по HART-сигналу, °C.

• 5) Рассчитывают значение основной приведенной погрешности по формуле (6.5).

• 6) Повторяют операции по п. 6.5.8.1 1),.. .6.5.8.1 5), поочередно устанавливая с помощью ИКСУ эмулируемые (действительные) значения температур, равные 25, 50, 75, 95 % от диапазона измерений и производят соответствующие измерения выходного токового сигнала.

• 6.5.7.2 Для проверки нелинейности ИП 0304/MI, ИП 0304/MI-Н, ИП 0304/М2-Н при работе с входными сигналами от ТП выполняют следующие операции:

• 1) Подключают к ИП 0304/MI компенсатор холодного спая и ПК с помощью интерфейсного кабеля с модулем интерфейсным с гальванической развязкой МИГР-01.

• 2) Подключают к ИП 0304/MI ИКСУ в режиме эмуляции сигналов ТП, например, типа ТХА(К) соответствующим кабелем по схеме, приведенной на рисунке А.2; к ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н - ПК с помощью HART-модема, ИКСУ в режиме эмуляции сигналов ТП, например, типа ТХА(К) соответствующим кабелем по схеме, приведенной на рисунке А.4 Приложения А.

Выдерживают термопреобразователи в таком состоянии в течение 15 мин.

• 3) Устанавливают с помощью ИКСУ значение эмулируемой (действительной) температуры, равное О °C.

• 4) Производят калибровку сопротивления компенсатора холодного спая, для чего в окне программы «Настройка приборов ИПМ 0399/М0, ИП 0304»:

• - нажимают кнопку «Калибровать RC0»;

• - подтверждают начало калибровки и запись параметров в прибор, после появления сообщения «Начать измерение» выдерживают паузу 180 с и нажимают кнопку «Да» для начала калибровки;

• - в процессе калибровки усредненное значение разности температуры ТП и компенсатора индицируется в окне «Измеряемый параметр»;

• - по окончании калибровки записывают новые коэффициенты в прибор нажатием кнопки «Записать калибровки в прибор».

В окне программы «HARTconfig» нажимают кнопку «Калибровка КХС».

• 5) Поочередно устанавливают с помощью ИКСУ значения эмулируемой температуры, равные 0 (5), 25, 50, 75 и 95 % от диапазона измерений.

• 6) Производят измерение выходного токового сигнала ИП 0304/MI, ИП 0304/MI-Н, ИП 0304/М2-Н в каждой из поверяемых точек и по формуле (6.4) рассчитывают соответствующее значение измеряемой температуры.

• 7) Определяют значение абсолютной погрешности измеряемой температуры в каждой из поверяемых точек по формуле (6.6).

• 8) Рассчитывают значение основной приведенной погрешности в каждой из проверяемых точек по формуле (6.5).

Нелинейность ИП 0304/MI, ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н определяют по значению наибольшего отклонения рассчитанных значений основной приведенной погрешности измеряемой температуры от линейной зависимости, при которой минимизируется значение этого отклонения в проверяемом диапазоне температуры.

Значение нелинейности не должно превышать 0,5 предела соответствующих значений допускаемой основной приведенной погрешности термопреобразователей.

• 6.5.7.2 (Измененная редакция, Изм. № 1)

6.6 Обработка результатов измерений

• 6.6.1 При поверке термопреобразователей наибольшее из рассчитанных значений основной приведенной погрешности по формуле (6.5) не должно превышать соответствующего значения, приведенного в таблицах 1.1, 1.2 (1.3, 1.4).

• 7.1  Положительные результаты поверки термопреобразователей оформляют свидетельством о поверке по форме, установленной в документе «Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», утвержденному приказом Минпромторга России от 2 июля 2015 г. № 1815 или отметкой в паспорте и нанесением знака поверки.

  • 7.1.1 Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) в паспорт.

• 7.2 При отрицательных результатах поверки термопреобразователи не допускаются к применению до выяснения причин неисправностей и их устранения.

После устранения обнаруженных неисправностей проводят повторную поверку, результаты повторной поверки - окончательные.

• 7.3  Отрицательные результаты поверки термопреобразователей оформляют извещением о непригодности по форме, установленной в документе «Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», утвержденному приказом Минпромторга России от 2 июля 2015 г. № 1815, свидетельство о предыдущей поверке аннулируют, а термопреобразователи не допускают к применению.

Разработчики настоящей методики:

Начальник ОС и ТД

ООО КПП «ЭЛЕМЕР»

Начальник отдела 207

ФГУП «ВНИИМС»

Кабель № 4 КИ2012R2

из комплекта ИКСУ-201 2

черный

черный

белый

синий

красный

Обозначения к рисунку А. 1:

R_H - резистор С2-23-0,25-390 Ом-5 %.

черный

красный

Кабель № 1 КИ2012К из комплекта ИКСУ-2012

красный

Кабель № 6 КИ201212 из комплекта ИКСУ-2012

Обозначения к рисунку А.2:

Rk— компенсатор холодного спая;

Rh- резистор С2-23-0,25-390 Ом - 5 %.

Продолжение приложения А

Рисунок А.З- Схема электрическая соединений ТПУ 0304/MI-Н, ТПУ0304/М2-Н (ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н) и ИКСУ для поверки в режиме ТС

Обозначения к рисунку А.З:

Rh- резистор сопротивлением 250 Ом;

HM-10/R, HM-10/U - HART-модемы производства НИИ «ЭЛЕМЕР».

Рисунок А.4- Схема электрическая соединений ТПУ 0304/М1-Н, ТПУ0304/М2-Н (ИП 0304/М1-Н, ИП 0304/М2-Н)и ИКСУ для поверки в режиме ТП

Обозначения к рисунку А.4:

Rk - компенсатор холодного спая;

Rh- резистор сопротивлением 250 Ом;

HM-10/R, HM-10/U - HART-модемы производства НИИ «ЭЛЕМЕР».

Продолжение приложения А

нуль-модемный кабель

ТПУ 0304/M3-MB

GND

DATA+

DATA-

2

DATA+

DATA+

DATA-

N<32

N

цепь

цепь

+24V

цепь

Модули питания

DATA+

DATA-

Обозначение к рисунку А.5:

БП 906 - источник питания постоянного тока производства НПП «ЭЛЕМЕР». EL-4020RS - модуль преобразователя интерфейса «3JIEMEP-EL-4020RS» производства НПП «ЭЛЕМЕР».

19