Методика поверки «Датчики вибрации ИТ12.35.000» (А3009.0197.МП-17)

Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом» Федеральное государственное унитарное предприятие РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

ЦЕНТР ИСПЫТАНИЙ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

ФГУП «РФЯЦ-ВИИИЭФ»

Аттестат аккредитации № RA.RU.311769

607188, Нижегородская обл. г. Саров, пр. Мира. д. 37 Телефон 83130 22224 Факс 83130 22232 E-mail: 9шЙ{»11ТуппеЕгц

Руководитель ЦИ СИ,

Главный конструктор КБ ПИР ИГ»

.А. Моренко

2017

главный метролог¹

ФГУП «РФЯЦ-ВИИИЭФ»

Датчики вибрации ИТ12.35.000

Методика поверки

А3009.0197. МП-17

2017

• 1  Операции поверки

• 2  Средства поверки

• 3  Требования к квалификации поверителей

• 4  Требования безопасности

• 5  Условия поверки

• 6  Подготовка к проведению поверки

• 7  Проведение поверки

• 8  Оформление результатов поверки

Приложение А (справочное) Перечень документов, на которые данны ссылки в тексте МП

Приложение Б (справочное) Перечень принятых сокращений

Настоящая методика поверки распространяется на датчики вибрации ИТ12.35.500.

Датчик вибрации ИТ12.35.500 (далее по тексту - датчик) предназначен для измерений виброускорения и виброскорости механических систем, совершающих вращательные и возвратно-поступательные движения.

Принцип действия датчика основан на генерации электрического сигнала, пропорционального воздействующему ускорению.

Конструктивно датчик состоит из размещенных в едином корпусе трех координатного акселерометра, выходное напряжение которого пропорционально виброускорению, аналого-цифрового преобразователя, микроконтроллера, цифро-аналогово преобразователя. Преобразователь имеет три аналоговых выхода (оси Z, X, Y). Аналоговые выходы конфигурируются при производстве по требованию потребителя. При конфигурировании задается тип выхода: ток или напряжение и измеряемый параметр: среднее квадратическое значение (СКЗ) виброскорости или СКЗ виброускорения. Параметры конфигурации приводятся в паспорте на датчик.

Порт 1 цифрового выхода предназначен для вывода СКЗ виброускорения и СКЗ виброскорости по протоколу MODBUS через интерфейс RS485. Датчик является slave устройством. Адреса регистров для считывания значений приводятся в паспорте на датчик. Для считывания данных может использоваться любое оборудование, имеющее интерфейс RS485 и обеспечивающее функции MODBUS master устройства.

Крепление датчика к объекту контроля осуществляется при помощи болта М6.

Питание датчика осуществляется от внешнего источника постоянного тока напряжением от 21 до 27 В, потребляемая мощность не более 6 Вт.

Данная МП устанавливает методику первичной и периодической поверок датчика. Первичной поверке датчики подвергаются при выпуске из производства и после ремонта. Организация и проведение поверки в соответствии с действующим «Порядок проведения поверки средств измерений...».

Межповерочный интервал - 1 год.

Перечень документов, на которые даны ссылки в тексте методики поверки, приведен в приложении А.

Перечень принятых сокращений приведен в приложении Б.

• 1.1 При проведении первичной и периодической поверок датчика должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

• 1.2 При получении отрицательного результата какой-либо операции поверки дальнейшая поверка не проводится, и результаты оформляются в соответствии с 8.2.

• 1.3 Протокол поверки ведется в произвольной форме. При проведении периодической поверки допускается сокращать проверяемые режимы (диапазоны) измерений датчика в соответствии с потребностями потребителя, при этом в свидетельстве о поверке должна быть сделана запись об ограничении использования режимов (диапазонов) измерений.

Таблица 1 - Перечень операций при поверке

• 2.1 При проведении поверки применяют СИ и оборудование, приведенные в таблице 2.

Допускается использовать другие СИ и оборудование, обеспечивающие требуемые диапазоны и точности измерений.

• 2.2 Все применяемые СИ должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке. Оборудование, необходимое для проведения испытаний, должно быть аттестовано согласно ГОСТ Р 8.568

К проведению поверки допускается персонал, изучивший ЭД на датчик, данную методику поверки и имеющий опыт работы с оборудованием, перечисленным в таблице 2.

Таблица 2 - Перечень СИ и оборудования, применяемых при поверке

• 4.1 При проведении поверки необходимо руководствоваться «Правилами устройства установок» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей». Меры безопасности при подготовке и проведении измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0 и правилам по охране труда ПОТ РМ-016.

• 4.2 При проведении поверки должны быть выполнены все требования безопасности, указанные в ЭД на датчик, средства поверки и испытательное оборудование.

Все используемое оборудование должно иметь защитное заземление.

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура окружающего воздуха от 18 до 25 ^ОС;

• - относительная влажность окружающего воздуха до 80 %;

• - требования к атмосферному давлению не предъявляются;

• - напряжение питающей сети от 198 до 244 В;

• - частота питающей сети от 49 до 51 Гц.

• 6.1 Перед проведением поверки подготавливают СИ и оборудование к работе в соответствии с ЭД на них.

• 6.2 Проверяют наличие действующих свидетельств о поверке на СИ, а также соответствие условий поверки разделу 5.

• 7.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре необходимо проверить:

• - целостность корпуса датчика;

• - состояние поверхностей (отсутствие вмятин, царапин, задиров);

• - отсутствие повреждений соединительных жгутов и разъёмов.

При наличии вышеуказанных дефектов испытания не проводят до их устранения. Если дефекты устранить невозможно, датчик бракуют.

• 7.2 Опробование

  • 7.2.1 Опробование проводят на поверочной виброустановке 2-го разряда по ГОСТ Р 8.800. Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1.

Датчик закрепляют при необходимости через технологический переходник (4) на столе вибростенда (1) так, чтобы ось Z совпадала с направлением колебаний, воспроизводимых виброустановкой. Конструкция технологического переходника должна обеспечивать соостность измерительных осей датчика и эталонного ВИП. Включают и прогревают измерительные приборы в соответствии с ЭД на них.

• 7.2.2 Воспроизводят на частоте (40±1)Гц уровень СКЗ виброускорения не менее 10 м/с² и фиксируют выходной сигнал датчика.

• 7.2.3 Повторяют операции по 7.2.1 и 7.2.2 для осей X и Y.

• 7.2.4 Датчик считают работоспособным, если уровень выходного сигнала превышает уровень помех не менее чем в 10 раз (20 дБ).

  

1 - вибростенд;                   2 - усилитель мощности;

3 - генератор;                     4 - технологический переходник;

5 - эталонный ВИП              6 - согласующий усилитель;

7, 11 - регистратор (34401А)       8 - испытуемый датчик;

• 9 - источник питания постоянного тока (U = 24 В)

• 10 - ПК имеющей интерфейс RS485 и обеспечивающей функции MODBUS master устройства;

Рисунок 1 - Схема измерений

• 7.3 Проверка диапазона и основной абсолютной погрешности измерений СКЗ виброускорения

  • 7.3.1 Проверку диапазона и основной абсолютной погрешности измерений СКЗ виброускорения проводят на установке, схема которой приведена на рисунке 1. Последовательно задают колебания на базовой частоте (40,0±0,1) Гц с СКЗ виброускорения 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50 м/с² и с помощью мультиметра (11) измеряют выходной сигнал испытуемого датчика. Уровень воспроизводимого установкой СКЗ виброускорения контролируют по эталонному ВИП.

  • 7.3.2 При использовании выхода RS485 с помощью программного обеспечения с функцией MODBUS MASTER обеспечить опрос регистров в соответствии с конфигурацией. Значения измерений считать в формате float.

  • 7.3.3 При использовании аналогового выхода от 4 до 20 мА, рассчитывают измеренное значение виброускорения А_изм/, м/с², по формуле

I - 4

ax

А     _ НЗМ1

^Аизмг

где 1_изм/ - измеренный выходной ток датчика при /-ом входном воздействии, мА; 2

A_max - максимальное значение диапазона, 50 м/с .

• 7.3.4 При использовании аналогового выхода от 0 до 10 В, рассчитывают измеренное значение виброускорения Аизм/, м/с², по формуле где U_U3M/ - измеренное выходное напряжение датчика при /-ом входном воздействии, В;

  _А

  ^Аизм1

  ^Uu3Mi . Д

  ’ ^Amax ,

  10

  (2)

А_тах - максимальное значение диапазона, 50 м/с².

• 7.3.5 Рассчитывают абсолютную погрешность измерений СКЗ виброускорения Д_А/, м/с², по формуле

^AAi ^Аизмг ^АзаДг ^{,                                                    (3)}

где А_изм/ - измеренное датчиком /-ое воспроизводимое установкой СКЗ виброускорения, м/с²;

А_заД/ - измеренное эталонным ВИП i-ое воспроизводимое установкой СКЗ виброускорения, м/с².

• 7.3.6 Повторяют операции по 7.3.1 - 7.3.5 для измерительных осей Х и Y.

• 7.3.7 Датчик считают выдержавшим испытания, если основная абсолютная погрешность измерений СКЗ виброускорения находится в пределах ±(0,1Аизм+0,1) м/с².

• 7.4 Проверка диапазона и основной абсолютной погрешности измерений СКЗ виброскорости

  • 7.4.1 Проверку диапазона и основной абсолютной погрешности измерений СКЗ виброскорости проводят на установке, схема которой приведена на рисунке 1. Последовательно задают колебания на базовой частоте (40,0±0,1) Гц с СКЗ виброскорости 0,5, 1, 2, 5, 10, 15, 20 мм/с и с помощью мультиметра (11) измеряют выходной сигнал испытуемого датчика. Уровень воспроизводимого установкой СКЗ виброскорости контролируют по эталонному ВИП.

  • 7.4.2 При использовании выхода RS485 с помощью программного обеспечения с функцией MODBUS MASTER обеспечить опрос регистров в соответствии с конфигурацией. Значения измерений считать в формате float.

  • 7.4.3 При использовании аналогового выхода от 4 до 20 мА, рассчитывают измеренное значение виброскорости V_U3Mi, мм/с, по формуле

    V

    измг

    I - 4

    измг______. iy

    -      ^V max ’

    16

    (4)

где I_U3Mi - измеренный выходной ток датчика при /-ом входном воздействии, мА; V_max - максимальное значение диапазона, 20 мм/с.

• 7.4.4 При использовании аналогового выхода от 0 до 10 В, рассчитывают измеренное значение виброскорости V_U3Mi, мм/с, по формуле где U_U3M/ - измеренное выходное напряжение датчика при /-ом входном воздействии, В;

  V

  измг

  ^Uизмг . ту

  -      max 5

  10

  (5)

Vmax - максимальное значение диапазона, 20 мм/с.

• 7.4.5 Рассчитывают абсолютную погрешность измерений СКЗ виброскорости A_Vi, мм/с, по формуле

^Vi ^VU3Mi ^V3adi ^{,                                                        (6)}

где   V_U3Mi - измеренное датчиком /-ое воспроизводимое установкой СКЗ

виброскорости, мм/с;

V_3adi - измеренное эталонным ВИП i-ое воспроизводимое установкой СКЗ виброскорости, мм/с.

• 7.4.6 Повторяют операции по 7.4.1 - 7.4.2 для измерительных осей Х и Y.

• 7.4.7 Датчик считают выдержавшим испытания, если основная абсолютная погрешность измерений СКЗ виброскорости находится в пределах ±(0,1- Vu3m+0,1) мм/с.

• 7.5 Проверка рабочего диапазона частот и неравномерности частотной характеристики

  • 7.5.1 Проверку рабочего диапазона частот и неравномерности частотной характеристики проводят в соответствии с 10.13 ГОСТ Р 8.669.

В зависимости от конфигурации датчика, на вибростенде воспроизводят СКЗ вибрации около 10 м/с² или 5 мм/с. Уровень воспроизводимых колебаний контролируют по регистратору эталонного канала.

При неизменной величине вибрации снимают показания выходного напряжения с регистратора испытуемого датчика на частотах 3, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 315, 500, 700, 1000 Гц. Неравномерность ЧХ испытуемого датчика Yi, %, определяют по формуле

вых. i

где U_i:hlX/ - величина выходного сигнала датчика при /-том фиксированном значении частоты, мВ (мА);

и_вых.₄₀гц - величина выходного сигнала датчика на базовой частоте 40 Гц, мВ (мА).

Авх. / - величина воздействующего виброускорения (виброскорости) при /том фиксированном значении частоты, м/с² (мм/с);

Авх.40гц - величина воздействующего виброускорения (виброскорости) на базовой частоте 40 Гц, м/с² (мм/с).

Примечание - Единица измерений выходного сигнала датчика зависит от его конфигурации и используемого выхода.

• 7.5.2 Датчик считают выдержавшим испытания, если неравномерность частотной характеристики относительно значения на базовой частоте 40 Гц находится в пределах:

• - ±5 % от 3 до 700 Гц включительно;

• - ±20 % свыше 700 до 1000 Гц.

• 7.6 Проверка ПО

  • 7.6.1 При использовании выхода RS485 с помощью программного обеспечения с функцией MODBUS MASTER опросить регистры хранения данных с адресами 0x102, 0x101, 0x100. Определить номер версии ПО датчика как v2.v1.v0, где v2.v1.v0 - значения регистров 0x102, 0x101, 0x100 соответственно в формате int.

Датчик считают выдержавшим испытания, если соблюдается любое из условий:

• - v2 больше «1»;

• - (v2 равно «1») и (v1 больше «0»);

• - (v2 равно «1») и (v1 равно или больше «0») и (v0 равно или больше «0»);

• 8.1 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке датчика по форме, установленной в действующих нормативных документах. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 8.2 Датчик, не прошедший поверку, к применению не допускают. На него выдают извещение о непригодности по форме, установленной в действующих нормативных документах.

Приложение А

(справочное)

Перечень документов, на которые даны ссылки в тексте МП

Приложение Б (справочное) Перечень принятых сокращений

ВИП - виброизмерительный преобразователь

МП - методика поверки;

ПК - персональный компьютер;

СИ - средство(а) измерений;

СКЗ - среднее квадратическое значение;

ЭД - эксплуатационная документация.

10