Методика поверки «ГСИ. Системы оптические измерительные распределения механических напряжений и температуры ODiSI 6100» (МП 001.ФЗ-21)

СОГЛАСОВАНО

Заместитель директора

ГУП «ВНИИОФИ»

И.С. Филимонов «11» января 2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

СИСТЕМЫ ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ТЕМПЕРАТУРЫ ODiSI 6100

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Главный научный сотрудник

ГУП «В ИОФИ»

Настоящая методика распространяется на системы оптические измерительные распределения механических напряжений и температуры ODiSI 6100 (далее по тексту-системы) и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверки. Системы предназначены для измерений распределения механических напряжений и температуры в датчиках на основе волоконно-оптических световодов, соответствующих требованиям ITU G.652 и G.657. В том числе системы предназначены для анализа спектральных данных отраженного Рэлеевского рассеяния в волоконно-оптических световодах.

По итогам проведения поверки должна обеспечиваться прослеживаемость к ГЭ Г 2-2010 и ГЭТ 34-2007. Поверка систем выполняется методом прямых измерений при определении значений деформации и методом непосредственного сличения при определении значений температуры.

Интервал между поверками - 4 года.

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

Таблица 1 - Операции поверки

• 2.2 При получении отрицательных результатов при проведении хотя бы одной операции поверка прекращается.

• 2.3 Поверку средства измерений осуществляют аккредитованные в области обеспечения единства изхмерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.

• 3.1 При проведении первичной и периодической поверок применяются средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

• 3.2 Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемого средства измерений с требуемой точностью.

• 3.3 Средства поверки должны быть аттестованы (поверены) в установленном порядке.

К проведению поверки допускают лиц. изучивших настоящую методику поверки и руководства по эксплуатации (далее по тексту - РЭ) поверяемой системы и средств поверки, а также их правила хранения и применения, имеющих квалификационную группу не ниже III в соответствии с правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, указанных в приложении к приказу Министерства труда и социальной защиты РФ от 15.12.2020 № 903н. имеющих опыт работы с высокоточными средствами измерений в области волоконнооптических систем передачи информации: прошедших обучение на право проведения поверки по требуемому виду измерений, соответствующих требованиям Приказа Минэкономразвития России от 26.10.2020 № 707 (ред. от 30.12.2020) ст. 41.

• 5.1    При проведении поверки соблюдают требования, установленные ГОСТ Р 12.1.031-2010. ГОСТ 12.1.040-83, правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, указанными в приложении к приказу Министерства труда и социальной защиты РФ от 15.12.2020 № 903н. нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров ГОСТ 31581-2012. Оборудование, применяемое при поверке, должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-91. Воздух рабочей зоны должен соответствовать ГОСТ 12.1.005-88 при температуре помещения, соответствующей условиям испытаний для легких физических работ.

• 5.2 Система электрического питания системы должна быть защищена от колебаний и пиков сетевого напряжения, искровые генераторы не должны устанавливаться вблизи системы.

• 5.3 Помещение, в котором проводится поверка, должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

• 6.1 Все этапы поверки, за исключением особо оговоренных, проводят при следующих условиях:

• - температура окружающей среды, °C

  от + 15 до + 35; от 45 до 75;

  от 91,3 до 106; от 198 до 242;

  от 50 до 60.

• - относительная влажность воздуха, %

• - атмосферное давление, кПа

• - напряжение питающей сети. В

• - частота питающей сети. Гц

• 6.2 Помещение, где проводится поверка, должно быть чистым и сухим, свободным от пыли, паров кислот и щелочей. Допускаемый перепад температуры при проведении поверки - не более 2 °C.

• 6.3 В помещении не допускаются посторонние источники электромагнитного излучения, мощные электрические и магнитные поля.

• 7 Проведение поверки

• 7.1.1 Комплектность поверяемой системы должна соответствовать комплектности, приведенной в нормативной документации (руководство по эксплуатации и описание типа).

• 7.1.2 При внешнем осмотре должно быть установлено:

• - наличие маркировки, подтверждающей тип и идентифицирующей поверяемую систему:

• - отсутствие на наружных поверхностях поверяемой системы повреждений, влияющих на ее работоспособность;

• - отсутствие ослаблений элементов конструкции, сохранность пломб, чистота разъемов:

• - целостность волоконно-оптических кабелей и разъемов поверяемой системы.

• 7.1.3 Система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если корпус, внешние элементы, органы управления и индикации не повреждены, отсутствуют механические повреждения и ослабления элементов конструкции, а комплектность системы соответствует разделу «Комплектность» РЭ.

• 7.2.1 Подготавливают поверяемую систему к работе согласно ее РЭ.

• 7.2.2 Оптические разъемы поверяемой системы и средств поверки очищают безворсовой салфеткой, смоченным изопропиловым спиртом. Протирают торцы волоконно-оптических кабелей, используемых при проведении поверки.

• 7.2.3 Включают питание всех приборов, используемых при поверке в соответствии с их РЭ. Проводят прогрев всех включенных приборов в течение не менее 2 часов.

• 7.2.4 Запускают на персональном компьютере (далее по тексту - ПК) из состава системы программное обеспечение (далее по тексту - ПО) системы.

• 7.2.5  Система считается прошедшей операцию опробования с положительным результатом, если ПО системы запускается, на мониторе, подключенном к ПК. отображается меню ПО в соответствии с РЭ на систему.

• 7.3.1 Проверяют соответствие заявленных идентификационных данных ПО сведениям, приведенным в описании типа на систему. Для этого включают систему, выбирают в меню ПО вкладку «About».

• 7.3.2 Система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если идентификационные данные ПО соответствуют значениям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

7.4 Определение метрологических характеристик средства измерений

• 7.4.1.1 Собирают установку согласно схеме, приведенной на рисунке 1. Измерения деформации проводят во всём диапазоне измерений деформации (от 0.005 до 1.200 %) на краях и в середине диапазона. Закрепляют тензометрический волоконно-оптический датчик (далее по тексту - ВОД) из состава системы путем намотки на оправы (на рисунке 1 показаны схематично) и подключают его к системе согласно РЭ на нее. Создают преднатяг (предварительное удлинение) деформируемого участка тензометрического ВОД. Для этого перемешают каретку с микрометрическим винтом до тех пор. пока на экране ПК системы не будет получено значение деформации (0.020 ± 0.010) %. Перемещение каретки контролируют с помощью системы лазерной измерительной XL-80. для чего устанавливают на каретку отражатель из состава системы лазерной измерительной XL-80 и измеряют его перемещение согласно РЭ системы лазерной измерительной XL-80.

  	ОлЛЛ'ЛЛ		A.**	I
  				1

1 - поверяемая система; 2 - тензометрический ВОД из состава системы Рисунок 1 - Схема установки для измерений деформации

• 7.4.1.2 Производят установку нуля поверяемой системы и системы лазерной измерительной XL-80 в соответствии с их РЭ.

• 7.4.1.3 Посредством перемещения каретки с микрометрическим винтом и контроля величины перемещения с помощью системы лазерной измерительной XL-80 производят удлинение тензометрического ВОД на величину D_3m = 0,005 %, что соответствует приблизительному перемещению каретки с микрометрическим винтом на 0.132 мм. Проводят измерение удлинения тензометрического ВОД D,. %, где / = (1; 5), 5 раз с помощью поверяемой системы в соответствии с РЭ на нее в одной точке по шкале длины (в середине деформируемого участка тензометрического ВОД).

• 7.4.1.4 Повторяют операции пп. 7.4.1.3-7.4.1.3 для значений удлинения (деформации) тензометрического ВОД в диапазоне от 0.005 до 1,200 % в точках 0,300; 0.600: 0.900: 1.200 %. что соответствует приблизительному перемещению каретки с микрометрическим винтом на 7.917; 15.833; 23,750; 31.666 мм соответственно.

• 7.4.1.5 Производят обработку результатов измерений по п. 8.1.

• 7.4.2.1 Собирают установку согласно схеме, приведенной на рисунке 2. Измерения температуры проводят во всём диапазоне измерений температуры поверяемой системы (от минус 40 до плюс 220 °C) на краях и в середине диапазона. Для определения нижней границы диапазона измерений температуры поверяемой системой используют ВОД температуры из состава поверяемой системы. ВОД температуры помещают термостат жидкостной HUBER СС-410.

  

1 поверяемая система: 2 - волоконно-оптический датчик температуры из состава поверяемой системы, помещённый в термостат жидкостной HUBER СС-410 / шкаф сушильный ШС-80-01 СПУ

Рисунок 2 - Схема установки для определения диапазона и границ абсолютной погрешности измерений температуры

• 7.4.2.2 Вставляют в отверстие термостата жидкостного HUBER СС-410 термометр сопротивления ТСПВ-1 и подключают его к измерителю температуры МИТ 2.05. Производят измерение температуры с помощью измерителя температуры МИТ 2.05 и заносят полученное значение в ПО поверяемой системы в соответствии с РЭ на нее. Производят установку нуля поверяемой системы в соответствии с её РЭ.

• 7.4.2.3 Опускают температуру в термостате жидкостном HUBER СС-410 до (-40 ± 1) °C в соответствии с его РЭ. Выжидают 30 минут после достижения заданной температуры.

• 7.4.2.4 Проводят 5 измерений ВОД температуры с помощью измерителя температуры МИТ 2.05 и поверяемой системы в соответствии с их РЭ. причём в случае поверяемой системы в одной точке по шкале длины (в середине нагреваемого/охлаждаемого участка ВОД температуры). Фиксируют полученные с помощью измерителя температуры МИТ 2.05 значения результатов измерений температуры в термостате жидкостном HUBER СС-410 Г ,, °C. и температуры ВОД температуры, измеренные поверяемой системой T_t, °C, где / = (1; 5).

• 7.4.2.5 Повторяют операции п. 7.4.2.3-7.4.2.4 для значений температуры в термостате жидкостном HUBER СС-410 в точках плюс 20 °C. плюс 90 °C, плюс 160 °C, плюс 220 °C. используя шкаф сушильный ШС-80-01 СПУ для достижения температуры плюс 220 °C.

• 7.4.2.6 Производят обработку результатов измерений по п. 8.2.

• 8.1 Обработка результатов измерений деформации

  • 8.1.1  Вычисляют среднее арифметическое измеренных значений деформации тензометрического ВОД D_cpe^ %. по формуле

    
    

    (I)

где п - количество измерений (п = 5).

• 8.1.2 Вычисляют среднее квадратическое отклонение (далее по тексту - СКО) среднего арифметического результатов измерений деформации тензометрического ВОД поверяемой системой So. %. по формуле

  pz

  у и • (и -1)

  /=|

  (-)

• 8.1.3 Определяют границы систематической погрешности (далее по тексту - СП) оценки деформации тензометрического ВОД поверяемой системой без учета знака Од. м, по формуле

  
  
  

  (3)

• 8.1.4 Вычисляют абсолютную погрешность измерений деформации тензометрического

ВОД поверяемой системой без учета знака До. %. (при доверительной вероятности р = 0.95) по формуле

(4)

• 8.1.5 Система считается прошедшей операцию поверки по п. 7.4.1 с положительным результатом, если диапазон измерений деформации составляет от 0.005 до 1.200 % и абсолютная погрешность измерений деформации не превышает значения ± 0.005 %.

• 8.2 Обработка результатов измерений температуры

  • 8.2.1 Среднее значение температуры ВОД температуры, измеренной системой. Т_срео, °C. вычисляют по формуле

    

(5)

где п - количество измерений (/? = 5).

• 8.2.2 Среднее значение температуры в термостате T_ref, °C. вычисляют по формуле

  

  и

(6)

• 8.2.3 CKO среднего арифметического результатов измерений температуры с помощью поверяемой системы Sr, °C, вычисляют по формуле

  

  1

  £(Т,-Т_С1М)².

  1=1

  (7)

• 8.2.4 СКО среднего арифметического результатов измерений температуры с помощью измерителя температуры МИТ-2.05 St ref, °C. вычисляют по формуле

  
  

  1

  ,-Т_п1)².

  /=1

  (8)

• 8.2.5 Определяют границы СП оценки температуры поверяемой системой без учета знака (г)т. °C. (при доверительной вероятности р = 0,95) по формуле

  

(9)

где 0| - границы СП измерений температуры поверяемой системой. °C. определяемые разностью между средним арифметическим значением измеряемых температур Т_сред, °C. и средним арифметическим значением температур, полученных с помощью измерителя температуры МИТ 2.05, Т_ге/, °C;

02 - границы абсолютной погрешности измерений температуры с помощью измерителя температуры МИТ 2.05. °C, указанные в его свидетельстве о поверке:

0? - границы абсолютной погрешности измерений температуры с помощью термометра сопротивления ТСПВ-1. °C. указанные в его свидетельстве о поверке.

• 8.2.6 Вычисляют абсолютную погрешность измерений температуры поверяемой системой без учета знака Дт, °C. (при доверительной вероятностир = 0,95) по формуле

Л_г = 2 J~~ + 5'_r²+5_Г_„/.                   (10)

• 8.2.7 Система считается прошедшей операцию поверки по п. 7.4.2 с положительным результатом, если диапазон измерений температуры составляет от минус 40 до плюс 220 °C и абсолютная погрешность измерений температуры не превышает значения ± 1,0 °C.

8.3 Система считается прошедшей поверку с положительным результатом и допускается к применению, если все операции поверки пройдены с положительным результатом. В ином случае система считается не прошедшей поверку с отрицательным результатом и не допускается к применению.

• 9.1 Результаты поверки оформляются протоколом (Приложение А). Сведения о результатах поверки передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

  Начальник сектора Ф-3

  

  А.К. Митюрев

Младший научный сотрудник лаборатории Ф-3

(Рекомендуемое) Форма протокола поверки

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ»

(ФГУП «ВНИИОФИ»)

Системы оптические измерительные распределения механических напряжений и ________________________температуры ODiSI 6100________________________ (наименование, тип СИ и модификации в соответствии с описанием типа, в единственном числе)

Заводской номер:

Владелец СИ:

ИНН владельца СИ: Применяемые эталоны:

Условия поверки:

- температура окружающей среды:

- относительная влажность воздуха:

- атмосферное давление:

Проведение поверки:

Внешний осмотр:

Опробование:

Идентификация программного обеспечения:

Определение метрологических характеристи