Методика поверки «АКСЕЛЕРОМЕТР АТ1105» (ИФДЖ.402139.006МП)

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель центра испытаний средств измерений АО «НИИФИ»

Методика поверки

ИФДЖ.402139.006МП

2017 г.

Настоящая методика распространяется на акселерометры ATI 105 и устанавливает методы и средства проведения поверки.

Межповерочный интервал - 2 года.

• 1.1 При поверке акселерометров ATI 105 должны выполняться операции, указанные в

  таблице 1.

Таблица 1 - Операции выполняемые при проверке

Примечания:

• 1 Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих требуемую точность определения проверяемых характеристик.

• 2 С целью метрологического обеспечения процесса поверки предприятие-изготовитель акселерометров должно представлять на поверку приспособления для установки на эталонные средства воспроизведения измеряемого ускорения, принадлежащие поверяющей организации. Конструкция приспособлений должна отвечать требованиям эксплуатационной документации на эталонные средства.

• 3 Акселерометры должны представляться на поверку с распаянными на их выводы кабелями

ИЯМЖ.685621.145.

2.1 Основные параметры акселерометра приведены в таблице 2. Таблица 2 - Основные параметры акселерометра.

• 3.1 При проведении поверки должны соблюдаться требования безопасности, установленные действующими «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», ГОСТ 12.1.019. требования разделов «Указания мер безопасности», приведенных в эксплуатационной документации применяемых СИ.

• 3.2 К выполнению поверки могут быть допущены работники, аттестованные для работы с напряжением до 1000 В.

• 4.1 Нормальные условия при определении метрологических характеристик, определяющих результат измерений (нормальные условия) характеризуются:

• - относительной влажностью воздуха от 45 до 80 %;

• - атмосферным давлением от 86 до 106 кПа (от 645 до 795 мм рт. ст.);

• - напряжением питания и_пит, равным ± (12,0 ± 0,1) В с амплитудой пульсаций питающего напряжения, не превышающей 0.01 В в диапазоне частот до 5 кГц;

• - температурой окружающей среды (20 ± 5) °C.

• 4.2 Допускаемые отклонения параметров испытательных режимов в течение всего времени поверки в контрольной точке не должны превышать:

• - по частоте и по амплитуде виброускорения ± 2 %;

• - по линейному ускорению ± 0.1 %;

• - по времени ± 10 %;

• - по углу наклона измерительной оси акселерометра + 10 ".

• 4.3 Перед началом и после каждого испытания (в необходимых случаях и в процессе испытаний) проводят внешний осмотр изделия на соответствие требованиям ТУ.

• 4.4 Применяемое при испытаниях оборудование должно быть надежно заземлено.

• 4.5 Подготовка акселерометра и контрольно-проверочной аппаратуры (пульта) к работе

  • 4.5.1 Оптическую делительную головку установить на специальный жесткий фундамент (рисунок 1), который не должен колебаться с амплитудой более 1 мкм при частоте не более 2 Гц в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также не должен иметь угловых перемещений с амплитудой более одной угловой секунды при частоте не более 50 Гц.

Оптическая делительная головка на фундаменте должна быть установлена таким образом, чтобы ее ось была горизонтальна.

Рисунок 1 - Оборудование для проверки акселерометра

• 4.5.2 Кронштейн П-АК5/3727-00.01 вставить в шпиндель оптической делительной головки и закрепить винтом.

Посадочные поверхности кронштейна П-АК5/3727-00.01 и термокамеры П-АК/7006 тщательно протирают батистом, смоченным в спиртобензиновой смеси.

• 4.5.3 Термокамеру П-АК/7006 установить на кронштейн П-АК5/3727-00.01 и закрепить винтами.

Базовую поверхность термокамеры П-АК/7006 с помощью механизма оптической делительной головки выставить в горизонтальное положение с точностью ± 10" в двух взаимно-перпендикулярных направлениях с помощью уровня.

Оценку выставки производить по среднему значению трех измерений, поворачивая уровень после каждого измерения на 180 ⁰ вокруг оси, перпендикулярной к базовой плоскости.

• 4.5.4 Произвести распайку жгута 12 к выводам акселерометра в соответствии с рисунком 2 припоем ПОСК50-18 ГОСТ 21931 -76 с флюсом ФКСп с последующей изоляцией места пайки трубками 305ТВ-40Т-1><0,4, белый, ГОСТ 19034-82 длиной 15 мм. Пайку необходимо производить паяльником мощностью не более 50 Вт, время пайки одного провода не должно превышать 3 с. Паяльник должен быть заземлен через резистор 1 МОм ± 20 %. Места пайки промыть нефрасом СЗ-80/120 ТУ38.401.67-108-92. Самопроизвольное смещение трубок не допускается.

АТ1105                            Жгут 12

Рисунок 2 - Схема соединения акселерометра со жгутом 12

Посадочные поверхности акселерометра тщательно протереть батистом, смоченным в спиртобензиновой смеси, и закрепить акселерометр винтами на базовой поверхности термокамеры П-АК/7006.

Повернуть шпиндель оптической делительной головки на угол осо= минус 90 °.

Данное положение акселерометра считать исходным.

Перед каждой проверкой параметров проверять надежность крепления акселерометра к базовой поверхности термокамеры П-АК/7006 и термокамеры к кронштейну П-АК5/3727-00.01.

• 4.5.5 Коммутирующие устройства пульта установить в положения в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3 - Положения коммутирующих устройств пульта

Примечания

1 В дальнейшем тексте настоящей методике коммутирующие устройства именуются

выключателями.

2 В дальнейшем в методике указываются положения тех выключателей, которые необходимо переключить в процессе данных проверок, те выключатели, о которых в методике не упоминается, занимают положения, указанные в таблице 3 настоящих ТУ.

• 4.5.6 Пульт соединить с внешними источниками электропитания Б5-47 жгутом 1. термокамеру- с пультом выходным жгутом термокамеры, акселерометр - с термокамерой жгутом 12 (рисунок 3).

• 4.5.7 Через жгут I подать на пульт напряжения постоянного тока + 12 В. минус 12 В от источников (ток на каждом источнике питания 0.03 А), соединенных по схеме, приведенной на рисунке 3.

Акселерометр считается включенным, если выключатель SI установлен в положение ВКЛ., при этом на лицевой панели пульта должны загореться светодиоды VI, V2.

• 4.5.8 Выходное напряжение акселерометра снимать с гнезд Х7. Х20 пульта вольтметром В7-40 (1 на Х7). работающим в режиме измерения постоянного напряжения (диапазон измерения 10 В).

Примечания

• 1 При поверке параметров акселерометра выставить магазином сопротивлений МСР-63, подключенным к гнездам Х8, X2I пульта сопротивление нагрузки R_H = 10000 Ом.

• 2 Проверку параметров акселерометра проводить не ранее чем через I с после включения акселерометра.

Рисцнок 3 - Схема соединения акселерометра с контрольно-проЬерочнои аппатарцрои для проверки

• 5.1.1 На поверку совместно с акселерометрами ATI 105 должны быть представлены следующие документы:

• - настоящий документ, регламентирующий методику поверки акселерометров ATI 105;

• - документ, в котором указана полная комплектность представленных на поверку акселерометров ATI 105;

• - эксплуатационная документация на акселерометр ATI 105;

• - технические условия на акселерометр ATI 105;

• - техническое описание акселерометра ATI 105;

• - свидетельство о предыдущей поверке акселерометров ATI 105.

• 5.1.2 При рассмотрении документации необходимо убедиться в том. чю:

• - ее комплектность соответствует требованиям 5.1.1;

• - все средства поверки имеют документально подтвержденную пригодность для использования в операциях поверки.

При внешнем осмотре проверяют:

а) комплектность;

б) маркировку;

в) внешний вид акселерометра на соответствие чертежам ИФДЖ.402139.006СБ и ИФДЖ.402139.006ГЧ.

Внешний осмотр производят при дневном свете или искусственном освещении по нормам освещенности, установленным для производственных цехов машиностроения (’‘Естественное и искусственное освещение’' Cl I 52.13330.201 1).

• 5.3.1 Подготовить оборудование и акселерометр к работе по 5.5 настоящей методики.

• 5.3.2 Повернуть шпиндель оптической делительной головки на угол а (см. таблица 5) относительно угла ссо по часовой или против часовой стрелки так, чтобы выходное напряжение акселерометра увеличивалось.

Считать этот угол положительным. Измерить выходное напряжение акселерометра Иь

• 5.3.3 Повернуть шпиндель оптической делительной головки на угол минус а относительно угла ао и измерить выходное напряжение акселерометра U₂.

Проверка считается удовлетворительной, если значение LJ | имеет положительный знак, а значение U? - отрицательный.

• 5.4 Проверка пределов изменения выходного напряжения акселерометров в крайних точках диапазона измерений. Определение среднеквадратического отклонения коэффициента преобразования и пределов допускаемой нелинейности градуировочной (выходной) характеристики для акселерометров с диапазонами измерений более

• 5.4.1 Подготовку оборудования провести по 4.5.5 настоящей методики. Установить акселерометр в кронштейн П-АТ/9068, закрепить на платформе центрифуги GLS-4-600 в положении I (рисунок 4), что соответствует заданию положительных ускорений по оси + Z.

• 5.4.2 Жгутами 27, 28 соединить с пультом, акселерометр включить по 4.5.7 настоящей методики.

• 5.4.3 Измерить выходное напряжение акселерометра иМ при значениях ускорения, воспроизводимых центрифугой, равных 100 %, 75 %, 50 %, 25 % от диапазона измерений G=l, ...,4).

• 5.4.4 Не меняя положения акселерометра, измерить выходное напряжение акселеро-метра Uj при значениях ускорения, равных 25 %, 50 %, 75 %. 100 % от диапазона измере

ний (j⁼4,     I).

• 5.4.5 Акселерометр в кронштейне П-АТ/9068 закрепить на платформе центрифуги в положении 4 (рисунок 4), что соответствует заданию отрицательных ускорений по оси минус Z.

• 5.4.6 Измерить выходное напряжение акселерометра IjM при значениях ускорения.

воспроизводимых центрифугой, равных 100 %. 75 %. 50 %, 25 % от диапазона измерений 0=8, ..., 5).

• 5.4.7 Не меняя положения акселерометра, измерить выходное напряжение акселеро-при значениях ускорения, равных 25 %, 50 %, 75 %, 100 % от диапазона измерений (j=5, .... 8).

  

Результаты определения градуировочной характеристики занести в таблицу, выполненную по форме таблицы 4.

Таблица 4 - Результаты определения градуировочной характеристики акселерометров на центрифуге

• 5.4.8 Определить среднее значение выходного напряжения акселерометра Uj в каждой точке градуировки по формуле:

Uj^+uf

U; = —----— .(мВ)                          (1)

^J 2

Полученные результаты расчетов занести в таблицу, выполненную по форме таблицы 4.

• 5.4.9 Рассчитать среднее значение коэффициента преобразования K_tp по формуле:

8

Z U.X,

_v _rl . (мВ/м-с'²)                              (2)

^СР ~   8    _?

• 5.4.10 Рассчитать оценку дисперсии D_a аппроксимации статической характеристики преобразования по формуле:

(3)

8

^E|^Uj

где ь =3—! -оценка напряжения смещения нуля. мВ. ^ц 8

• 4.4.11 Рассчитать среднеквадратическое значение погрешности аппроксимации О_а (нелинейности) статической характеристики преобразования:

где N - нормирующее значение в мВ. равное (U|-U₈). согласно таблице 4 настоящей методики..

Результаты поверки считать удовлетворительными, если значение о_а соответствует требованиям 2.1.5 таблицы 2 настоящей методики, выходное напряжение U| находятся в интервале + (5000 ± 200) мВ, a Ug - в интервале минус (5000 ± 200) мВ.

Рисунок 4 - Схема расположения акселерометр на центрифуге

5.5 Проверка выходного напряжения акселерометров в крайних точках диапазона измерений и среднеквадратическое отклонение коэффициента преобразования, и пределы допускаемой нелинейности градуировочной характеристики для акселерометров с диапазонами измерений ± 4,9 м^фс’² (0,5 g) и ± 9,8 м^фс'² (1 g). Определение пределов допускаемого изменения напряжения смещения нуля акселерометров

• 5.5.1 Провести подготовку акселерометра к испытаниям по 4.5.8 настоящей методики.

• 5.5.2 Повернуть шпиндель головки на угол а (см. таблицу 5) относительно угла ао, соответствующий положительному значению выходного напряжения и измерить Uj^ (j=|).

• 5.5.3 Повторить операции по 5.5.2 при воспроизведении углов от cq до аз. затем от минус аз до минус а. Индексы измеренных выходных напряжений U^ (J--2.....8). соответ

ствующие 1,...,8 точкам прямого хода. Значения углов а и соответствующие им ускорения приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Значения углов наклона измерительной оси к горизонтали

Примечание - g - значение местного гравитационного ускорения.

• 5.5.4 Повторить операции по 5.5.3, соответствующие точкам 8,...,1 обратного хода.

Б

Индексы измеренных выходных напряжений Uj (j - 8,...,1).

Результаты испытаний занести в таблицу, аналогичную таблице 4.

• 5.5.5 Обработать результаты испытаний по формулам (I )-(4) настоящей методики.

• 5.5.6 Повернуть шпиндель головки на угол ао и измерить выходное напряжение Uq| .

• 5.5.7 Повернуть шпиндель головки на угол 180° относительно ао и измерить выходное напряжение Uq2-

Рассчитать значение напряжения смещения нуля Uq по формуле:

(5)

Проверку считать удовлетворительной, если значение <5_а соответствует требованиям

2.1.5 таблицы 2 настоящей методики, выходное напряжение IJ| находятся в интервале + (5000 ± 200) мВ. a Ug - в интервале минус (5000 ± 200) мВ. а напряжение смещение нуля

Uq соответствует требованиям 2.1.4 таблица 2 настоящей методики.

Используя результаты измерений по 5.4 и 5.5 настоящей методики, определить среднеквадратическое отклонение коэффициента преобразования у_к от номинального значения К_н, указанного в 2.1.2 таблицы 2 настоящей методики:

Ксо-Кн

_Тк= -100,(%) (6) ^Кн

Результаты проверки считать удовлетворительными, если значение у_к соответствует требованиям 2.1.3 таблицы 2 настоящей методики.

• 5.7.1 Подготовить пульт по 4.5.5 настоящей методики, акселерометр установить в кронштейне П-АТ/7554 и закрепить на столе вибростенда в положении 1 согласно рисунку 5, соединить с пультом по 4.5.6 настоящей методики, при этом к соединителям Х7. Х20 пульта подключить вольтметр В7-40 (± на Х7). работающий в режиме переменного напряжения, включить по 4.5.7 настоящей методики.

• 5.7.2 Воспроизвести на вибростенде синусоидальные колебания с частотой 30 Гц и амплитудой виброускорения, указанной в таблице 6. Измерить среднеквадратическое значение выходного напряжение акселерометра U^j (J = 1).

• 5.7.3 Определить коэффициент преобразования акселерометра на указанной частоте по формуле:

Uhl ’ х/2          ₂

К_в = —----. (мВ/м-с²)                       (7)

g

где g - амплитуда виброускорения в м-с'\ согласно таблице 6 настоящей методики.

Значение К_в не должно отличаться от значения К_Ср. более чем на суммарное среднеквадратическое значение погрешности воспроизведения ускорения и погрешности измерения эффективного значения напряжения. Для рекомендованных в приложении А I 2

ИФДЖ.402139.006ТУ средств поверки указанное значение составляет \ 2 +Н = + 2.2 % .

Таблица 6 - Значения амплитуды воспроизводимого виброускорения

• 5.7.4 Увеличивать частоту колебаний виброускорения без изменения его амплитуды с шагом 25 Гц до тех пор. пока выходное напряжение акселерометра Uhj будет отличаться от выходного напряжения Uh| на минус 3 дБ или находиться в интервале от 0.707 до 0.709 U|j j. Значение частоты, при котором выходной сигнал акселерометра затухает на минус 3 дБ, считается частотой среза или верхней границей частотного диапазона измерений.

Проверка частотного диапазона измерений считается удовлетворительной, если значение частоты среза соответствует требованиям 2.1.6 таблицы 2 настоящей методики.

Рисунок 5 - Положение акселерометра

• 6.1 Результаты поверки оформить в соответствии с Приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 2 июля 2015 г. №1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверки».

13