Методика поверки «ГСИ. Преобразователи термоэлектрические 214С» (МП 2411-0181-2021)

Федеральное государственное унитарное предприятие

«Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

СОГЛАСОВАНО

директора

Д. И. Менделеева» Н. Пронин 2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

МП 2411-0181-2021

Зам. руководителя лаборатории эталонов и научных исследований в области термометрии

ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» _____в ____в. М. Фуксов

Ведущий инженер лаборатории эталонов и научных исследований в области термометрии^,' ,

_______ с^у С. А. Перевалова

г. Санкт-Петербург 2021 г.

• 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

  • 1.1    Настоящая методика распространяется на преобразователи термоэлектрические 214С (далее термопреобразователи, ТП), выпускаемые фирмами «Rosemount Inc.» США, «Emerson Process Management GmbH & Co. OHG» Германия и «Emerson Asia Pacific Pte Ltd» Сингапур, с металлическими термопарами в качестве чувствительных элементов (далее ЧЭ), с номинальными статическими характеристиками (далее НСХ) по ГОСТ Р 8.558-2001 «ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования», с длиной погружаемой части от 100 до 2000 мм, предназначенных для измерения температуры от минус 196 °C до плюс 1200 °C и устанавливает порядок проведения первичной и периодической поверки.

  • 1.2   ТП с длиной погружаемой части не менее 250 мм поверяют по ГОСТ 8.338 - 2002 «ГСИ. Преобразователи термоэлектрические. Методика поверки». Поверку термопреобразователей с длиной погружаемой части менее 250 мм проводят по ниже изложенной методике.

  • 1.3   Результаты поверки по методике МП 2411-0181-2021 прослеживаются к ГЭТ 34-2020, возможности которого подтверждены международными ключевыми сличениями, а также удовлетворяют требованиям ГОСТ 8.558-2009 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры».

  • 1.4   Методикой поверки не предусмотрена возможность проведения поверки отдельных измерительных каналов и (или) отдельных автономных блоков из состава средства измерений для меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений.

• 2. ПЕРЕЧЕНЬ ОПЕРАЦИЙ ПОВЕРКИ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

  • 2.1 При поверке выполняются операции, указанные в таблице 1. Таблица 1- Перечень операций поверки

    Наименование операции	Номер пункта	Проведение операции при поверке
    		первичной	периодической
    Внешний осмотр	7	да	да
    Проверка электрической прочности изоляции*	9.1	да	нет
    Проверка электрического сопротивления изоляции*	9.2	да	да
    Определение ТЭДС при заданных значениях температуры	9.3	да	да
    Проверка нестабильности	9.4	да	нет
    * Требование не распространяется на ТП с не изолированными ЧЭ.

• 3. ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

  • 3.1   При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха (23 ± 5) °C;

• - относительная влажность не более 80 %;

• - атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа

• - изменение температуры воздуха в помещении во время работы поверочной установки не должно быть более ±0,5 °C в течение 1 часа.

• 3.2   В помещении не должно быть пыли, дыма, газов и паров, вызывающих коррозию деталей поверочной установки или загрязняющих ТП, отсутствовать вибрация, питание установок должно осуществляться стабилизированным напряжением.

• 3.3 Электроизмерительная часть поверочной установки должна быть удалена не менее чем на 1 м от окон, дверей, радиаторов отопления и других устройств, выделяющих тепло, а также защищена от воздействия прямых солнечных лучей.

• 4.   ТРЕБОВАНИЯ К СПЕЦИАЛИСТАМ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИМ ПОВЕРКУ

  • 4.1   При выполнении измерений должны быть соблюдены требования эксплуатационных документов на термостаты и печи, ГОСТ 12.2.007.9-93 «Безопасность электротермического оборудования. Часть 1. Общие требования», ГОСТ 12.3.019-80 «ССБТ. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности».

  • 4.2   К проведению поверки допускают только лиц, прошедших обучение в соответствии с требованиями ГОСТ 12.0.004-90, а также имеющих квалификационную группу по технике безопасности не ниже III при работе с установками напряжением до 1000 В.

  • 4.3   К проведению измерений допускают только лиц, аттестованных в качестве поверителей в установленном порядке, обученным обращению с термостатами, печами и электрооборудованием, и изучившие настоящую методику поверки.

• 5.   МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ

ПОВЕРКИ

• 5.1 В таблице 2 приведены средства поверки, их метрологические и технические характеристики.

Таблица 2- Перечень средств поверки

Окончание таблицы 2

• 6. ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

  • 6.1    Электрооборудование, применяемое при поверке ТП, должно обеспечивать безопасность обслуживающего персонала и условия, предотвращающие возможность возникновения пожара или взрыва в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.9-93 раздел 3.2.

  • 6.2   Части поверочной установки, снабженные зажимом «Земля» (-*-) должны быть подключены к контуру заземления в соответствии с требованием ГОСТ 12.2.007.9-93 раздел 3.6. Сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом.

  • 6.3   При работе с печами и термостатами необходимо выполнять требования ГОСТ 12.2.007.9-93 раздел 3.11. Корпуса печей, термостатов, наружные стенки которых нагреваются при работе до температуры свыше плюс 70 °C, должны быть ограждены, например, жесткой сеткой из проволоки.

  • 6.4   Вблизи печей не должны находиться горючие легковоспламеняющиеся материалы.

  • 6.5   Поверочная лаборатория должна быть обеспечена жаропрочным столом (с кафельной или металлической столешницей) или подвесным устройством, для расположения на нем ТП, извлеченных из печей, термостатов при температуре свыше плюс 70 °C.

  • 6.6   Жидкостные термостаты должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей требования п.З данной методики.

  • 6.7   Стеклянные сосуды Дьюара должны иметь защитные охранные кожухи.

  • 6.8   При работе с жидким азотом необходимо использовать защитные очки с прозрачными линзами и хлопчатобумажные перчатки, для избежания термических ожогов глаз и рук поверителя.

• 7. ВНЕШНИЙ ОСМОТР СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

  • 7.1    При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие ТП следующим требованиям:

• - отсутствие повреждений внешних поверхностей ТП;

• - отсутствие разрушения выводов, защитной арматуры и соединительной головки, при ее наличии;

• - отсутствие загрязнений, влаги и частиц промышленной пыли внутри соединительной головки;

• - наличие обозначения маркировки полярности в соответствии с требованиями технической документации.

• 7.2   На каждом поверяемом ТП должно быть визуально проверено наличие маркировки с обязательным указанием заводского номера, типа НСХ, года и месяца выпуска, диапазона измерений, класса допуска, название фирмы-изготовителя.

• 7.3   По результатам внешнего осмотра делают вывод о возможности проведения дальнейшей поверки ТП. Если прибор не удовлетворяет одному из выше перечисленных требований, то его бракуют и к дальнейшей поверке не допускают. Результаты внешнего осмотра вносят в протокол поверки.

• 8. ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ И ОПРОБОВАНИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

  • 8.1    Подготовка основных и вспомогательных средств поверки.

    • 8.1.1  Средства поверки, входящие в состав поверочной установки, готовят к работе в соответствии с имеющейся на них нормативно-технической документацией (далее НД).

    • 8.1.2  Перед началом поверки оборудование включают в электросеть и выводят на заданный температурный режим. Допустимое отклонение для заданного значения температуры не должно превышать: для жидкостного термостата ± 0,5 °C, для высоко температурного термостата ± 10 °C.

Для контроля температуры используют термометр сопротивления эталонным ЭТС-100/2 или преобразователь термоэлектрический эталонный ППО.

Измерительные приборы прогреваются в течение времени, указанного в руководстве по эксплуатации (далее РЭ). Проверяют ТЭДС помех в измерительной линии поверочной установки, которая не должна превышать 2 мкВ.

• 8.1.3  ТП с длиной погружаемой части менее 250 мм, должны быть освобождены от защитной арматуры и клеммной колодки, ТП заканчивающиеся разъемом в виде вилки освобождаются от нее.

• 8.1.4  У поверяемых ТП к свободным концам, соблюдая полярность, подсоединяют удлиняющие провода (обязательно учитывать тип ЧЭ) путем плотной скруткой. Свободные концы удлинительных проводов скручивают с медными проводами, места скрутки помещают в стеклянные пробирки, пробирки помещают в сосуд Дьюара заполненный льдо-водяной смесью или водой комнатной температуры.

• 8.1.5  В сосуд Дьюара помещают ртутный стеклянный термометр для определения температуры холодных концов. Глубина погружения стеклянных пробирок должна быть не менее 120 мм, расстояние между пробирками - не менее 10 мм. Свободные концы медных проводов подключают к измерительному прибору, обязательно соблюдая полярность.

• 8.1.6  ТП с глубиной погружения менее 250 мм погружают на максимальную глубину в рабочее пространство печи или термостата. Эталонное средство измерения температуры (далее эталонное СИ) помещают в защитную кварцевую пробирку и устанавливают рядом с поверяемым ТП на такую же глубину.

• 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

  • 9.1    Проверка электрической прочности изоляции

    • 9.1.1  Проверку электрической прочности изоляции ТП проводят по ГОСТ 6616-94 «Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия» только при первичной поверке.

    • 9.1.2  Электрическую прочность изоляции ТП в сборе проверяют перед проведением операций 8.1.5. Электрическая прочность изоляции ТП должна выдерживать в течение 1 мин синусоидальное переменное напряжение 250 В частотой 50 Гц.

    • 9.1.3  Результаты измерений вносят в протокол поверки.

  • 9.2 Проверка электрического сопротивления изоляции

    • 9.2.1  Проверку электрического сопротивления изоляции ТП проводят перед проведением операций 8.1.5.

    • 9.2.2  Перед проверкой необходимо закоротить выводы ТП. Выводы мегаомметра подключить к металлической части защитной арматуры и к закороченным выводам ТП. Электрическое сопротивление изоляции ТП должно быть не менее 100 МОм при температуре (25 ± 10) °C и относительной влажности от 30 до 80 %.

    • 9.2.3  ТП считают выдержавшим испытания, если электрическое сопротивление изоляции соответствует указанным требованиям.

    • 9.2.4  Результаты измерений вносят в протокол поверки.

  • 9.3 Определение ТЭДС при заданных значениях температуры.

    • 9.3.1  НСХ преобразования поверяемых термопреобразователей должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 8.585-2001 «ГСП. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования».

    • 9.3.2  При проверке этого требования определяют ТЭДС ТП при нескольких заданных значениях температуры. Полученные результаты измерений сравнивают с данными НСХ соответствующего типа ТП при тех же значениях температуры.

    • 9.3.3  Электрическая схема подключения ТП к поверочной установке при методе прямых измерений приведена в приложении А.

    • 9.3.4  ТЭДС ТП определяют при трех значениях температуры в пределах рабочего диапазона. Рекомендованные значения температуры приведены в таблице 3.

Таблица 3- Значения температуры при поверке

• 9.3.5 ТЭДС ТП при заданных значениях температуры определяют в следующей последовательности:

  • 9.3.5.1 Устанавливают ТП и эталонное СИ в рабочее пространство термостата на одинаковую глубину при верхнем заданном значении температуры. Подключают поверяемый ТП и эталонное СИ к вторичному измерительному прибору, обязательно соблюдая полярность.

  • 9.3.5.2 После стабилизации температуры в рабочем пространстве термостата или горизонтальной печи, осуществляют цикл измерений непрерывным отсчетом показаний в прямой последовательности (от отсчета показаний эталонного СИ до отсчета показаний поверяемого ТП), затем в обратной последовательности до получения 4-х отсчетов показаний эталонного СИ и каждого поверяемого ТП. Одновременно фиксируют показания ртутно-стеклянного термометра, расположенного в сосуде Дьюара.

Интервалы времени между отсчетами показаний СИ во всем измерительном цикле должны быть примерно одинаковыми.

• 9.3.5.3 В выше указанной последовательности проводят измерения при других значениях температуры, от более высокого значения к более низкому.

• 9.3.5.4 После проведения поверки поверяемые ТП с длиной погружаемой части менее 250 мм, освобожденные от защитной арматуры, клеммной колодки или вилки, снова приводятся к первоначальному виду.

• 9.4   Проверка нестабильности

  • 9.4.1  Проверку нестабильности ТП всех типов проводят только при первичной поверке (для всех типов ТП в сборе) при максимальной температуре длительного применения, установленной в НД на поверяемый ТП, путем определения значения ТЭДС при этом значении температуры до и после двухчасового отжига в печи, порядок проведения измерений по п.9.3

• 10.  ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТРОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

• 10.1   Обработку результатов измерений ТЭДС при поверке ТП с ЧЭ типа J, К, Т методом прямых измерений проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 8.338-2002 раздел 10.

• 10.2  Результаты измерений вносят в протокол поверки. Протокол оформляется в произвольной форме и выдается только по предварительно обоснованному заявлению владельца СИ, представляющего СИ на поверку. Пример формы протокола поверки приведена в приложении Д ГОСТ 8.338-2002.

• 10.3  При получении отрицательных результатов поверки хотя бы по одному пункту таблицы 1 ТП бракуется.

• 11. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

  • 11.1   Конструкция преобразователей термоэлектрических 214С не предусматривает нанесения знака поверки на корпус СИ. Знак поверки наносится в виде оттиска поверительного клейма на свидетельство или в паспорт термопреобразователя.

  • 11.2  Положительные результаты первичной поверки отражаются в паспорте преобразователя термоэлектрического 214С, в соответствующий раздел наносится оттиска поверительного клейма с указанием даты проведения поверки, утвержденные подписью поверителя.

  • 11.3  Положительные результаты периодической поверки оформляют выдачей свидетельства о поверке установленной формы на территории РФ или внесением в соответствующий раздел паспорта. Знак поверки при периодической поверке наносится в виде оттиска поверительного клейма в свидетельство о поверке или в паспорт термопреобразователя с указанием даты проведения поверки, утвержденные подписью поверителя.

  • 11.4  На оборотной стороне свидетельства указывается глубину погружения ТП в рабочее пространство термостата (печи) при поверке.

  • 11.5  Термопреобразователи, не удовлетворяющие требованиям поверки, хотя бы по одному пункту процедуры поверки, к выпуску в обращение и к применению не допускаются. Оттиск клейма предыдущей поверки гасится и выдается извещение о непригодности к дальнейшему применению с указанием причины непригодности.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Электрическая схема подключения ТП к поверочной установке при методе прямых измерений

ТС - термостат или печь

ТП - поверяемый термопреобразователь

КП - компенсационные провода при их наличии

ИП - измерительный прибор с функцией компенсации холодных концов

Рисунок А.1 - Электрическая схема подключения ТП к поверочной установке при методе прямых измерений

9