Методика поверки «ГСОЕИ. СКАНЕРЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ MMS-1A-RS» (МП 36-261-2021)

Уральский научно-исследовательский институт метрологии - филиал Федерального государственного унитарного предприятия «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»

(УНИИМ - филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»)

СОГЛАСОВАНО

ае'Р⁰ .

Е.П. Собина

2021 г.

f/J^o директора УНИИМ - филиала

” «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИИ

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 36-261-2021 г. Екатеринбург 2021

ПРЕДИСЛОВИЕ

• 1 РАЗРАБОТАНА:

Уральским научно-исследовательским институтом метрологии - филиалом Федерального государственного унитарного предприятия «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» (УНИИМ - филиалом ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»).

• 3 СОГЛАСОВАНО УНИИМ - филиалом ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

• 4 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

• 1   Общие положения

• 2   Нормативные ссылки

• 3    Перечень операций поверки средств измерений

• 4   Требования к условиям проведения поверки

• 5   Требования к специалистам, осуществляющим поверку

• 6   Метрологические и технические требования к средствам поверки

• 7   Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

• 8   Внешний осмотр средства измерений

• 9   Подготовка к поверке и опробование средства измерений

• 10  Проверка программного обеспечения средства измерений

• 11   Определение метрологических характеристик средства измерений

• 12  Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям

• 13  Оформление результатов поверки

Государственная система обеспечения единства измерений. Сканеры магнитного поля MMS-1A-RS.

Методика поверки

Дата введения в действие «___»__________2021 г.

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) распространяется на сканеры магнитного поля MMS-1A-RS (далее - сканеры), предназначенные для измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля для построения 2D и 3D распределения магнитной индукции, создаваемого постоянными магнитами, магнитными системами, электронными компонентами.

Настоящая МП устанавливает процедуру первичной и периодической поверки сканеров. Поверка сканеров должна производиться в соответствии с требованиями настоящей методики.

• 1.2 При проведении поверки должна обеспечиваться прослеживаемость сканеров к ГЭТ 12-2021 «Государственному первичному эталону единиц магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции» согласно части 1 ГОСТ 8.030-2013 «ГСП. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции».

• 1.3 Интервал между поверками - один год.

• 2.1 В настоящей МП использованы ссылки на документы, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень документов

Примечание - При пользовании настоящим документом целесообразно проверить действие ссылочных документов по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим документом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3.1 При проведении поверки сканеров должны выполняться операции согласно таблице 2.

Таблица 2 - Операции поверки

• 3.2 Если при выполнении той или иной операции выявлено несоответствие установленным требованиям, поверка приостанавливается, выясняются и устраняются причины несоответствия, после этого повторяется поверка по операции, по которой выявлено несоответствие. В случае повторного выявления несоответствия установленным требованиям поверку прекращают, выдается извещение о непригодности.

• 3.3 При периодической поверке в соответствии с письменным заявлением владельца средства измерений допускается проведение поверки для меньшего числа измеряемых величин и (или) на меньшем числе поддиапазонов измерений. В свидетельстве о поверке (в сведениях о поверке, передаваемых в федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений) обязательно указывается информация об объеме проведенной поверки.

Поверка сканера в полном объеме возможна только при наличии дополнительного кабеля для поверки в комплектности сканера.

• 4.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C               от плюс 15 до плюс 25;

• - относительная влажность, %, не более                80.

Параметры электрического питания от трехфазной сети переменного тока:

• - напряжение, В                                      220 ± 22;

-частота, Гц                                         50±1.

• 4.2 Если до проведения поверки средства поверки находились в климатических условиях, отличных от описанных в 4.1, то перед началом поверки они должны быть выдержаны в условиях по пункту 4.1 не менее 24 ч, а после воздействия повышенной влажности - не менее 48 ч.

• 4.3 Вибрация и тряска должны отсутствовать.

• 5.1 К проведению поверки допускаются лица из числа специалистов, допущенных к поверке, работающих в организации, аккредитованной на право поверки средств измерений в соответствующей области, и ознакомившиеся с руководством по эксплуатации (далее -РЭ) на сканеры и настоящей МП.

• 6.1 При проведении поверки применяют оборудование согласно таблице 3.

  Таблица 3 - Средства поверки

  Наименование	Метрологические и технические требования
  Измеритель магнитной индукции Ш1-9	Диапазон измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля от 25 до 2500 мТл, 6= ±0,02 % (рабочий эталон 2-го разряда по ГОСТ 8.030)
  Измеритель напряженности магнитного поля Gauss-/Teslameter FH 54	Диапазон измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля от 0,003 до 2 Тл, 8=±1,5 %.
  Меры длины концевые плоскопараллельные образцовые	Диапазон значений (0,5-100) мм, 3 разряд
  Электромагнит	Обеспечивающий в рабочем зазоре высотой 15 мм индукцию магнитного поля не менее 2,0 Тл.
  Источник напряжения и тока	Выходное напряжение (0 - 125) В, выходной ток (0 - 120) А.
  Образцы магнитотвердых материалов (МТМ)	Изготовленные на основе сплавов NdFeB, AlNiCo и SmCo, диаметром или стороной не менее 7 мм.
  Термогигрометр	Диапазоны измерений температуры и относительной влажности не менее требуемых по пункту 4

  6.2 Эталоны, применяемые для поверки, должны быть поверены (аттестованы), средства измерений должны быть поверены.

• 6.3 При проведении поверки допускается применение не указанных в п. 6.1 средств измерений, обеспечивающих требуемую точность передачи единиц величин поверяемому средству измерений.

• 7.1 При проведении поверки сканеров к работе допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроустановками напряжением до 1000 В.

• 7.2 При проведении поверки сканеров должны соблюдаться требования приказа Минтруда России от 15.12.2020 г. № 903н «Об утверждении правил по охране труда при эксплуатации электроустановок» и требования 2.2 РЭ на сканеры.

• 8.1 При внешнем осмотре сканеров устанавливают:

• -  соответствие внешнего вида сканеров сведениям, приведенным в описании типа;

• -  отсутствие на поверхности сканеров механических повреждений и следов коррозии и других видимых повреждений, влияющих на эксплуатационные свойства;

• -  все кнопки и разъемы подключений должны быть исправны и хорошо закреплены;

• -  соответствие комплектности, указанной в РЭ;

• -  четкость обозначений и маркировки.

• 9.1 Подготавливают сканеры к работе и проводят функциональную проверку в соответствии с 3.6 РЭ.

• 10.1 В основном окне программы выбирают пункт меню «SystemSetup» (Настройка системы), где отображается наименование и номер версии ПО. Идентификационные данные должны соответствовать указанным в таблице 4.

Таблица 4 - Идентификационные данные программного обеспечения

• 11.1 Определение диапазона и относительной погрешности измерений магнитной индукции

  • 11.1.1 Определение относительной погрешности измерений магнитной индукции в поддиапазоне св. 0,5 до 2,0 Тл включ.

    • 11.1.1.1 Установить измерительный зонд измерителя магнитной индукции Ш1-9 (далее - измеритель Ш1-9) в рабочий объем источника постоянного магнитного поля (электромагнита).

    • 11.1.1.2 Установить измерительный датчик сканера в рабочем объеме источника постоянного магнитного поля так, чтобы вектор магнитной индукции в рабочем объеме электромагнита совпадал с осью X измерительного датчика.

11.1.1.ЗУстановить в рабочем объеме электромагнита значение магнитной индукции равное или близкое к 0,5 Тл (записать показание измерителя Ш1-9), записать показания сканера B_totai_v Тл.

• 11.1.1.4 Повторить операции 11.1.1.1-11.1.1.3, изменив полярность магнитного поля, действующего на измерительный датчик сканера (повернуть измерительный датчик сканера на 180°). Записать показания сканера B_totai₂, Тл.

• 11.1.1.5 За результат измерений магнитной индукции В„, Тл постоянного магнитного поля сканером принять значение, рассчитанное по формуле

  | + |в

  total₂

  ’и< “-----------------------

В_и —

^и‘ 2

• 11.1.1.6 Выполнить не менее 5 измерений магнитной индукции и вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений и среднее квадратическое отклонение по формулам

  

  f

  (2)
  (3)

где В_и - среднее арифметическое значение измеренной магнитной индукции, Тл;

В_И[ - i-oe измеренное значение магнитной индукции, Тл;

S - оценка среднего квадратического отклонения результата измерений, Тл; п - число измерений, п >5.

• 11.1.1.7 Вычислить отклонение Д_в, Тл, полученного результата измерений от показаний измерителя Ш1-9 по формуле

(4)

где В_и - среднее значение магнитной индукции по компоненте X (или Y, или Z), рассчитанное по формуле (2), Тл;

В_эт - значение магнитной индукции, измеренное измерителем Ш1-9, Тл.

• 11.1.1.8 Вычислить значение неисключенной систематической составляющей Тл, погрешности результата измерений по формуле

  (!)•

где 5_ЭТ - относительная погрешность измерения магнитной индукции измерителем Ш1-9, %; d - цена единицы наименьшего разряда при измерении магнитной индукции, Тл.

• 11.1.1.9 Вычислить значение абсолютной погрешности измерений магнитной индукции по формуле

  t • S + +-------

  

  S2	0$ 4-
  п	+ 3

  (6)

  где t - коэффициент Стьюдента (при п = 5 и доверительной вероятности Р = 0,95 t = 2,776).

• 11.1.1.10 Значение относительной погрешности измерения магнитной индукции 8, %, вычислить по формуле

О_Эт

• 11.1.1.11 Установить измерительный датчик сканера так, чтобы вектор магнитной индукции в рабочем объеме электромагнита совпадал с осью Y измерительного датчика и повторить операции 11.1.1.3-11.1.1.10.

• 11.1.1.12 Повторить операции 11.1.1.1-11.1.1.11 не менее, чем для пяти значений магнитной индукции, равномерно распределенных в диапазоне измерений.

• 11.1.1.13 Полученные значения относительных погрешностей измерения магнитной индукции должны соответствовать приведенным в таблице 5.

• 11.1.2 Определение диапазона и относительной погрешности измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля в поддиапазоне от 0,01 до 0,5 Тл включ.

  • 11.1.2.1 Для проверки поддиапазона и определения относительной погрешности измерений магнитной индукции использовать не менее четырех постоянных магнитов со значением магнитной индукции на поверхности полюса магнита из диапазона измерений.

  • 11.1.2.2 Закрепить постоянный магнит в держателе для магнита так, чтобы ось Y измерительного датчика совпадала с направлением вектора магнитной индукции на поверхности постоянного магнита.

  • 11.1.2.3 Поднять измерительный датчик сканера на высоту Ah, определяемую по формуле

АД = hi - h₂,                             (8)

где Д_т - расстояние от поверхности измерительного датчика до непосредственно магниточувствительного элемента (датчика Холла), согласно технической документации на измеритель напряженности магнитного поля Gaus- / Teslameter FH54 (далее - измеритель FH 54), мм;

h₂ - расстояние от поверхности измерительного датчика сканера до непосредственно магниточувствительного элемента (датчика Холла) вдоль измеряемой оси, согласно технической документации на сканер (0,300 мм), мм.

• 11.1.2.4 Записать показания сканера B_totah Тл.

• 11.1.2.5 Измерить значение магнитной индукции В_и, Тл, на поверхности образца осевым датчиком измерителя FH 54.

• 11.1.2.6 Выполнить не менее 5 измерений магнитной индукции и вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений и среднее квадратическое отклонение по формулам (2) и (3) соответственно.

• 11.1.2.7 Вычислить отклонение Д_в, Тл, полученного результата измерений от показаний измерителя FH 54 по формуле (4).

• 11.1.2.8 Вычислить значение неисключенной систематической составляющей 0%, Тл, погрешности результата измерений по формуле (5), где 5_ЭТ - относительная погрешность измерения магнитной индукции измерителем FH 54, %.

• 11.1.2.9 Вычислить значение абсолютной погрешности измерения магнитной индукции по формуле (6).

• 11.1.2.10 Вычислить относительную погрешность 6, %, полученного результата измерений по формуле (7).

• 11.1.2.11 Повторить операции 11.1.2.2-11.1.2.10 не менее, чем для четырех значений магнитной индукции, равномерно распределенных в диапазоне измерений.

• 11.1.2.12 Закрепить постоянный магнит в держателе для магнита так, чтобы ось X измерительного датчика совпадала с направлением вектора магнитной индукции на поверхности постоянного магнита и повторить операции 11.1.2.2-4. 11.1.2.11.

• 11.1.2.13 Закрепить постоянный магнит в держателе для магнита так, чтобы ось Z измерительного датчика совпадала с направлением вектора магнитной индукции на поверхности постоянного магнита и повторить операции 11.1.2.2-11.1.2.11.

• 11.1.2.14 Полученные значения относительных погрешностей измерения магнитной индукции должны соответствовать приведенным в таблице 5.

• 11.2 Определение диапазона и СКО случайной составляющей погрешности измерений длины по осям X, Y и Z

  • 11.2.1 Для проверки диапазона и СКО случайной составляющей погрешности измерений длины по осям X, Y, Z использовать концевые меры длины. Необходимо использовать не менее четырех мер длины от 0,5 до 135 мм. Длину мер определяют при помощи контактного датчика сканера.

  • 11.2.2 Концевую меру (блок концевых мер) помещают на стол сканера, используя теплоизолирующие перчатки.

  • 11.2.3 Измерение каждой меры производят в положениях: вдоль осей X, Y, Z.

  • 11.2.4 Выполнить не менее 5 измерений длины меры и вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений и среднее квадратическое отклонение по формулам (9) и (10) соответственно

    

    i=i

где lj - среднее арифметическое значение измеренной длины j-той меры, мм;

Ij. - i-oe измеренное значение длиныj-той меры, мм;

S - оценка среднего квадратического отклонения результата измерений, мм; п - число измерений, п >5.

• 11.2.5 Полученные значения среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности измерений длины по осям X, Y, Z должны соответствовать приведенным в таблице 5.

Таблица 5 - Метрологические характеристики сканеров

• 12.1 Результаты поверки оформляются протоколом произвольной формы.

• 12.2 При положительных результатах поверки сканер признают пригодным к применению и оформляют результаты поверки в соответствии с Приказом Минпромторга России от 31 июля 2020 г. № 2510 или в соответствии с порядком, действующим на момент проведения поверки или действующими на момент проведения поверки нормативными правовыми актами в области обеспечения единства измерений. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.

• 12.3 При отрицательных результатах поверки сканер признают непригодным к применению в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и оформляют результаты в соответствии с Приказом Минпромторга России от 31 июля 2020 г. № 2510 или действующими на момент проведения поверки нормативными правовыми актами в области обеспечения единства измерений.

• 13.4 Сведения о результатах и объеме проведенной поверки передают в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений в соответствии с Приказом Минпромторга России от 28.08.2020 г. № 2906 «Об утверждении порядка создания и ведения Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений, передачи сведений в него и внесения изменений в данные сведения, предоставления содержащихся в нем документов и сведений».

Разработчики:

И.о. зав. лабораторией 261

Старший научный сотрудник лаб. 261

Младший научный сотрудник лаб.261

Страница 10 из 10