Методика поверки «Преобразователи давления измерительные ИПД-26» (СЯМИ.406233-675 МП)

УТВЕРЖДАЮ

> О

. В. Иванникова

Заместитель директора зводственной метрологии ФГУП «ВНИИМС»

Настоящая методика распространяется на преобразователи давления измерительные ИПД-26, изготавливаемые по технической документации ООО ЭПО «Сигнал», г. Энгельс.

Преобразователи давления измерительные ИПД-26 (далее - преобразователи) предназначены для непрерывного измерения и преобразования избыточного (в том числе вакуумметрического), абсолютного давления, разности давлений жидких, газообразных, в том числе агрессивных, сред в унифицированный электрический выходной сигнал.

Рекомендация устанавливает методику первичной (до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта) и периодической (в процессе эксплуатации) поверок преобразователей.

Рекомендованный интервал между поверками 3 года.

• 1.1 При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр -5.1;

• - опробование - 5.2;

• - проверка идентификационных данных программного обеспечения - 5.3;

• - определение основной погрешности преобразователя - 5.4.

• 2.1 При проведении поверки применяют средства поверки, указанные в таблице 1.

Таблица 1

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

• 3.1 При проведении поверки соблюдают общие требования безопасности при работе с преобразователями давления (см., например, ГОСТ 22520-85), а также требования по безопасности эксплуатации применяемых средств поверки, указанные в технической документации на эти средства.

• 4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• - температура окружающего воздуха от +21 до +25 °C;

• - относительная влажность окружающего воздуха не более 80 %;

• - давление в помещении, где проводят поверку (далее - атмосферное давление), в пределах от 84 до 106,7 кПа или от 630 до 800) мм рт. ст.;

• - напряжение питания постоянного тока в соответствии с технической документацией на преобразователь. Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания - в соответствие с технической документацией на преобразователь. Отклонение напряжения питания от номинального значения не более ±1 %, если иное не указано в технической документации на преобразователь;

• - сопротивление нагрузки при поверке - в соответствии с технической документацией на преобразователь;

• - колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны, магнитные поля и другие возможные воздействия на датчик при его поверке не должны приводить к выходу за допускаемые значения метрологических характеристик;

• - импульсную линию, через которую подают измеряемое давление, допускается соединять с дополнительными сосудами, емкость каждого из которых не более 50 л.

• 4.2 Перед проведением поверки преобразователей выполняют следующие подготовительные работы:

• - выдерживают преобразователь не менее 3 ч при температуре, указанной в п. 4.1, если иное не указано в технической документации на преобразователь;

• - выдерживают преобразователь не менее 0,5 ч при включённом питании, если иное не указано в технической документации;

• - устанавливают преобразователь в рабочее положение с соблюдением указаний технической документации;

• - проверяют на герметичность в соответствии с п.п. 4.2.1 - 4.2.2 систему, состоящую из соединительных линий для передачи давления, эталонов и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемой величины.

• 4.2.1   Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, разности давлений, разрежения с верхними пределами измерений менее 100 кПа, абсолютного давления с верхними пределами измерения более 0,25 МПа проводят при значениях давления (разрежения), равных верхнему пределу измерений (ВПИ) 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.

• 4.2.2 При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, на место поверяемого преобразователя устанавливают заведомо герметичный преобразователь или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более ± 2,5 % от ВПИ, и позволяющее зафиксировать изменение давления на величину 0,5 % от заданного значения давления. Далее в системе создают давление, установившееся значение которого соответствует ВПИ, после чего отключают источник давления. Если в качестве эталона применяют грузопоршневой манометр, то его колонку и пресс также отключают.

Систему считают герметичной, если после 3-х мин выдержки под давлением, равным или близким верхнему пределу измерений преобразователей, не наблюдают падения давления в течение последующих 2 мин. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

Допускается изменение давления в системе, обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и рабочей среды в пределах ±(от 0,5 до 1) °C.

• 4.2.3   Проверку герметичности системы, предназначенной для проверки преобразователей абсолютного давления с верхними пределами измерений 0,25 МПа и менее, осуществляют следующим образом.

В системе для измерения 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 проверке по п. 4.2.2. Поддерживают указанное давление в течение 2-3 мин. Отключают устройство, создающее абсолютное давление, и, при необходимости, эталон давления (колонки грузопоршневого манометра). После выдержки системы в течение 3 мин изменение давления не должно превышать 0,5 % верхнего предела измерений поверяемого преобразователя.

• 5.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре преобразователя устанавливают:

• - соответствие его внешнего вида технической документации и отсутствие видимых дефектов;

• - наличие клеммных колодок и (или) разъемов для внешних соединений, устройства для регулировки «нуля», клемм контроля выходного сигнала и др.;

• - наличие дополнительных выходных устройств - цифровых индикаторов и (или) других устройств предусмотренных технической документацией на преобразователь;

• - наличие на корпусе преобразователя таблички с маркировкой, соответствующей паспорту или документу, его заменяющему;

• - наличие РЭ, если это предусмотрено при поверке преобразователя, паспорта или документа, его заменяющего.

• 5.2 Опробование

  • 5.2.1   При опробовании проверяют герметичность и работоспособность преобразователя, функционирование устройства корректора «нуля».

  • 5.2.2 Работоспособность преобразователя проверяют, изменяя измеряемую величину от нижнего до верхнего предельных значений. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала и индикации на дополнительных выходных устройствах преобразователя.

  • 5.2.3 Функционирование корректора «нуля» проверяют, задавая одно (любое) значение измеряемой величины в пределах, оговоренных руководством по эксплуатации. Корректором «нуля» проверяю наличие изменения выходного сигнала на всех выходных устройствах. Затем сбрасывают измеряемую величину и при атмосферном давлении на входе в преобразователь корректором «нуля» вновь устанавливают выходной сигнал (показания индикатора) в соответствии с исходными значениями.

  • 5.2.4 Проверку герметичности преобразователя рекомендуется совмещать с операцией определения его основной погрешности.

Методика проверки герметичности преобразователя (4.2.1 - 4.2.2) имеет следующие особенности:

• - изменение давления (разрежения) определяют по изменению выходного сигнала, включенного в систему (4.2.2);

• - в случае обнаружения негерметичности системы с установленным поверяемым преобразователем следует раздельно проверить герметичность системы и преобразователя.

• 5.3 Проверка идентификационных данных программного обеспечения

  • 5.3.1 В качестве идентификатора программного обеспечения (далее - ПО) принимается идентификационный номер ПО. Методика проверки идентификационного номера ПО преобразователя заключается в установлении версии ПО прибора, которую можно установить при помощи HART-коммуникатора, подключенного к преобразователю.

Подробное меню преобразователя с указанием пункта об идентификационном номере ПО представлено в Руководстве по эксплуатации.

• 5.3.2  Преобразователи считаются прошедшими поверку с положительным результатом, если идентификатор ПО соответствует значению, указанному в паспорте на преобразователь. Если данные требования не выполняются, то преобразователь считается непригодным к применению, к эксплуатации не допускается, выписывается свидетельство о непригодности, дальнейшие пункты методики не выполняются.

• 5.4  Определение основной погрешности

  • 5.4.1 Основную погрешность преобразователя определяют по одному из способов:

• 1) По эталону на входе преобразователя устанавливают номинальные значения входного давления, а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения) и (или) цифрового сигнала.

• 2) В обоснованных случаях по эталону устанавливают номинальные значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения) или устанавливают номинальные значения цифрового сигнала преобразователя, а по другому эталону измеряют соответствующие значения входного давления.

Примечания:

• 1. При определении основной погрешности преобразователя значения выходного параметра могут считываться с цифрового индикатора (ЖКИ) с разрядностью не менее 3.

• 2. При поверке преобразователей с цифровым выходным сигналом необходимо рассчитывать основную погрешность ЦПВУ (цифровое показывающее выходное устройство).

Как правило, ЦПВУ поверяются одновременно с поверкой аналоговых устройств ИПД. При отдельной поверке ЦПВУ, должны быть выполнены все позиции данной методики, предшествующие определению основной погрешности.

Основная погрешность ЦПВУ, у_й, У которых предел допускаемой основной абсолютной погрешности не превышает на данном пределе измерений и в данных единицах измерений 20% от значения единицы младшего разряда ЦПВУ, определяется следующим образом:

• - для каждой поверяемой точки диапазона на входе ИПД по эталонному прибору устанавливают измеряемый параметр, равный номинальному Р„;

• - считывают с ЦПВУ показания поверяемого прибора Р_о',

• - рассчитывают основную погрешность в % по формуле:

Г» = ^А-100,             (1)

где Р_мах - нормирующее значение (зависит, от вида измеряемого давления)

Вариация таких ЦПВУ определяется в % по формуле:

Р -Р

---^-100, (2)

max

Основная погрешность ЦПВУ, у которых предел основной допускаемой абсолютной погрешности - 20% < уд < 100% значения единицы младшего разряда ЦПВУ, определяется следующим образом:

• - для каждой поверяемой точки диапазона на ЦПВУ устанавливают значение измеряемого параметра равное номинальному, Р_н;

• - в момент установления единицы младшего разряда номинального значения давления на ЦПВУ ИПД, по эталонному прибору давления, соединенного со входом ИПД, определяют действительное значение давления, Р#;

• - по формуле (1) рассчитывают значение основной погрешности; Вариация может быть рассчитана по формуле (2);

Оформление результатов поверки проводится в соответствии с разделом 6.

Эталоны входной величины (давления) включают в схему поверки в соответствии с их руководством по эксплуатации.

• 5.4.2 Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Рвам ~ наибольшая вероятность, при которой любой дефектный экземпляр преобразователя может быть ошибочно признан годным;

(8м) _ва ~ отношение возможного наибольшего модуля основной погрешности экземпляра преобразователя, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной погрешности.

5.4.3. Устанавливают следующие параметры поверки:

т - число поверяемых точек в диапазоне измерений, т>5; в обоснованных случаях и при отсутствии эталонов с необходимой дискретностью воспроизведения измеряемой величины, допускается уменьшать число поверяемых точек до 4 или 3;

п - число наблюдений при экспериментальном определении значений погрешности в каждой из поверяемых точек при изменениях входной измеряемой величины от меньших значений к большим (прямой ход) и от больших значений к меньшим (обратный ход), п = 1. В обоснованных случаях и в соответствии с технической документацией на преобразователь допускается увеличивать число наблюдений в поверяемых точках до 3 или 5, принимая при этом среднеарифметическое значение результатов наблюдений за достоверное значение в данной точке;

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

а_р - отношение предела допускаемой погрешности эталонов, применяемых при поверке, к пределу допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя.

Значения у_к и а_р выбирают по таблице 2 (5.4.5) в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

• 5.4.4 Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых преобразователей осуществляют, исходя из технических возможностей и техникоэкономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки (п.5.4.3) и в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Параметры и критерии достоверности поверки

• 5.4.5. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого преобразователя (в каждой поверяемой точке) соблюдают следующие условия:

• 1) При поверке преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют непосредственно в мА

/ д      д   \

+-100<а •/,                                (3)

\ ^гт ¹т ¹ о/

где

Д_р - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входную величину (давление), кПа, МПа;

Р_т - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, кПа, МПа;

Д, - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной сигнал преобразователя, мА;

Io, 1_т - соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала преобразователя, мА;

Ор - то же, что в 5.4.3;

у - предел допускаемой основной приведённой погрешности поверяемого преобразователя, % диапазона измерений.

Основная погрешность датчика, выраженная в процентах от диапазона измерений, численно равна основной погрешности, выраженной в процентах от диапазона изменения выходного сигнала датчика с линейной функцией преобразования измеряемой величины.

Для преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного напряжения U расчетные значения выходного сигнала определяют по формулам, структура которых идентична структурам формул для преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока I раздела 5.4 с заменой обозначений постоянного тока на соответствующие обозначения постоянного напряжения Up, U_o, U_m.

• 2) При поверке преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении в мВ или В

  

  ⁺ u_m-U_o

  Aw

  

  •100 < a_p -y

  (4)

где Д_р, P_m - то же, что в формуле (3);

Ди - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего выходной сигнал преобразователя по падению напряжения на эталонном сопротивлении, мВ или В;

Дя - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Ом;

R_3m - значение эталонного сопротивления, Ом;

U_m, U_o - соответственно верхнее и нижнее предельные значения напряжений (мВ или В) на эталонном сопротивлении, определяемые по следующим формулам:

Um ~1т ' R-эт         И U_o — 1₀ • R_3m

• 3) При поверке преобразователя с выходным цифровым сигналом

•100<а_р-у,

где все обозначения те же, что и в формулах (3) и (4).

• 5.4.6. Расчётные значения выходного сигнала поверяемого преобразователя для заданного номинального значения входной измеряемой величины определяют по формулам (3-12).

1) Для преобразователей с линейно возрастающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока (7) от входной измеряемой величины (Р)

¹Р=¹°⁺1Г^^Р-^РЛ                    (в)

где 1_Р - расчетное значение выходного сигнала постоянного тока (мА);

Р - номинальное значение входной измеряемой величины; для преобразователей давления-разрежения значение Р в области разрежения подставляется в формулу (6) со знаком минус;

Р„ - нижний предел измерений для всех преобразователей, кроме преобразователей давления-разрежения, для которых значение Р_п численно равно верхнему пределу измерений в области разрежения Р_т(-) и в формулу (6) подставляется со знаком минус;

1₀,1_т, Р_т - то же, что и в формуле (3).

Для стандартных условий нижний предел измерений всех поверяемых преобразователей равен нулю.

• 2) Для преобразователей с линейно убывающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока от входной измеряемой величины

(7)

• 3) Для преобразователей с выходным сигналом постоянного тока и функцией преобразования входной измеряемой величины по закону квадратного корня

  
  

где Р - входная измеряемая величина - разность давлений (перепад давления) для преобразователей разности давлений, предназначенных для измерения расхода рабочей среды; Р_т - верхний предел измерений или диапазон измерений поверяемого преобразователя разности давлений. Остальные обозначения те же, что и в формуле (3).

• 4) Для преобразователей с выходным сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении R_3m

U_P = R,_m-I_P,                                      (9)

где U_p - расчётное значение падения напряжения на эталонном сопротивлении, В;

1_Р - расчётное значение выходного сигнала постоянного тока (А), определяемое по формулам (6 - 8).

• 5) Для преобразователей с выходным информационным сигналом в цифровом формате:

- с линейно возрастающей функцией преобразования

N -N / ч

^wp^=Ar<.⁺-^V(^p-^/>")                 (ю)

где N_p - расчетное значение выходного сигнала в цифровом формате;

N_m, N_o - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного информационного сигнала преобразователь в цифровом формате;

Р, Р_т, Р_п - то же, что и в формуле (6);

• - с линейно убывающей функцией преобразования

N -N z _ч

• - с функцией преобразования по закону квадратного корня

  

  (12)

где Р, Р_т - то же, что в формуле (8); остальные обозначения те же, что в формулах (12) и (И).

• 5.4.7 Поверку преобразователей с программным обеспечением выбора функции преобразования входной измеряемой величины в соответствии с одним из видов (6-8, 10-12) производят при программной установке линейно возрастающей зависимости выходного сигнала (4) или (8), если иное не предусмотрено технической документацией на преобразователь.

После выполнения поверки преобразователь может быть перепрограммирован в соответствии с требуемой функцией преобразования входной измеряемой величины.

Перед определением основной погрешности, при необходимости, корректируют значения выходного сигнала, соответствующие нижнему и верхнему предельным значениям измеряемой величины. Эту корректировку выполняют после подачи и сброса измеряемой величины, значения которой устанавливают в пределах от 80 до 100 % верхнего предела измерений.

При периодической поверке и в случае ее совмещения с операцией проверки герметичности преобразователя корректировку значений выходного сигнала выполняют после выдержки преобразователя при давлении (разрежении) в соответствии с условиями 4.2.1,4.2.2.

Установку выходного сигнала выполняют с максимальной точностью, обеспечиваемой устройством корректора преобразователя и разрешающей способностью эталонов. Погрешность установки «нуля» (без учёта погрешности эталонов) не должна превышать (0,2...0,3) предела допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя, если иное не указано в технической документации.

• 5.4.8 Основную погрешность определяют при т значениях измеряемой величины (5.4.4.), 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 при т = 5 (основной вариант поверки); 40 % диапазона измерений при т = 4 и 60 % диапазона измерений при т = 3.

Основную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученном при приближении к нему как со стороны меньших значений (при прямом ходе), так и со стороны больших значений (при обратном ходе).

При периодической поверке основную погрешность определяют в два цикла: до корректировки диапазона изменения выходного сигнала и после корректировки диапазона. Второй цикл допускается не проводить, если основная погрешность у_д < у_к • У-

• 5.4.9 Основную погрешность уа в % нормирующего значения (5.4.4) вычисляют по приведённым ниже формулам:

- При поверке преобразователей по способу 1 (5.4.1):

/э=-^-Ю0,

и-и„

у_д =-------100,

и -и

т о

N-N_n

У,—-----^-100,

N_m~N₀

где I - значение выходного сигнала постоянного тока, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины, мА;

U - значение падения напряжения на эталонном сопротивлении, полученное экспериментально при измерении выходного сигнала и номинальном значении входной измеряемой величины (давления), мВ или В;

N - значение выходного сигнала преобразователя в цифровом формате, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины;

Остальные обозначения те же, что в формулах (1,2, 7).

- При поверке преобразователей по способу 2 (5.4.1):

7₁ = ^р~^р"^т -^|00-                               (16)

^Гт

где Р - значение входной измеряемой величины (давления), полученное экспериментально при номинальном значении выходного сигнала, кПа, МПа;

Рном - номинальное значение измеряемой величины при номинальном значении выходного сигнала, кПа, МПа;

Р_т - верхний предел измерений, кПа, МПа.

Вычисления уа выполняют с точностью до третьего знака после запятой.

5.5 Результаты поверки преобразователей.

Результаты поверки считают положительными, если основная погрешность у<з не более значения пределов допускаемой основной приведенной погрешности, указанной в паспорте на преобразователь.

5.6.6 Допускается вместо вычислений по экспериментальным данным значений основной погрешности уа контролировать ее соответствие предельно допускаемым значениям.

• 6.1 Положительные результаты поверки средств измерений удостоверяются знаком поверки и свидетельством о поверке или записью в паспорте средства измерений, заверяемой подписью поверителя и знаком поверки. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке или в паспорт.

• 6.2 При отрицательных результатах поверки, в соответствии с Приказом № 1815 Минпромторга России от 02 июля 2015 г., оформляется извещение о непригодности. Преобразователи к дальнейшей эксплуатации не допускают.

  Начальник НПО 207

  

  И. Гончаров

  

Начальник лаборатории 207.2 ФГУП «ВНИИМС»

11